체외에서 혈관 재건을 수행하기 위한 교육 및 테스트 시스템

Summary

여기에서 우리는 연수생이 자기 앵커링 기술을 사용하여 개별적으로 시험관에서 수동 혈관 재건을 완료할 수 있는 훈련 및 시험 시스템을 제시합니다. 이 시스템은 또한 재건의 품질을 테스트하는 데 사용할 수 있습니다.

Abstract

수동 혈관 재건 훈련은 초보자 외과 의사에게 필수적입니다. 그러나, 시험관에서 혈관 재건을 위한 최적 훈련 시스템은 아직 개발되지 않았습니다. 이 연구에서는 연수생이 수동으로 혈관 재건을 개별적으로 연습 할 수있는 자기 앵커링 기술을 사용하여 체외 교육 및 테스트 시스템을 소개합니다. 또한,이 시스템은 재건의 품질을 테스트하는 데 사용할 수 있습니다. 기재된 시스템은 혈관 재건 훈련 기계, 자기 트랙터 및 자기 봉합사 풀러를 포함한다. 이 원고에서는 돼지 우측 및 왼쪽 장골 정맥을 사용하여 종단 간 정맥 항문증을 자세히 설명합니다. 봉합사에 자기 봉합사 풀러로 인한 잠재적 손상을 식별하기 위해, 우리는 각각 4-0 폴리 프로필렌 봉합사의 여섯 세그먼트와 세 그룹을 만들었습니다 : 폴리 프로필렌 봉합사에 개입하지 않는 대조군, 폴리 프로필렌 봉합사그룹 수동으로 멸균 장갑 20 배, 자기 풀러가 폴리 프로필렌 봉합사를 20 배 당긴 자기 풀러 그룹으로 당깁니다. 이 단은 가벼운 현미경 검사법 및 파괴 강도 시험에 의해 시험되고, 재건의 효력은 평가되었습니다. 가벼운 현미경 검사법 시험에서, 대조군은 손상될 가능성이 적었으며(p&0.05) 수동 군 및 자기 풀러 그룹의 손상된 점의 수는 유사하였다(p > 0.05). 파괴 강도 시험의 결과는 그룹 간에 비교되었고 유의한 차이는 관찰되지 않았다(p > 0.05). 돼지 장골 정맥의 종단 간 해부학은이 훈련 시스템을 사용하여 성공적으로 수행되었으며, 재건 된 정맥은 2.0 kPa 관류 압력을 겪을 수 있습니다. 이 훈련 및 테스트 시스템을 사용하여 연수생은 자기 트랙터와 자기 봉합사 풀러의 도움으로 개별적으로 시험관에서 수동 혈관 재건을 연습 할 수 있으며, 재건의 품질을 테스트 할 수 있습니다.

Introduction

혈관 재건은 외과 의사에게 필요한 기본 기술입니다. Obora^1과 Holt^2는 소형 용기 (직경 및 10mm)의 재구성을 단순화하기 위해 여러 가지 기계적 재구성 방법을 발명했지만, 이러한 방법은 일반적으로 거시 혈관 해부학에 적용되지 않습니다. 수동 혈관 안성 모제는 여전히 혈관 수술^3,응급 수술^4,고체 장기 이식^5를포함한 많은 수술에서 수행된다. 따라서 외과 의사는 수동 혈관 단합을 연습하는 것이 필수적입니다. 그러나, 시험관에서 혈관 재건을 위한 최적 훈련 체계는 드물다, 경험이 없는 외과 의사는 기술을 마스터하기 전에 큰 동물^6에 생체 내에서 상당한 훈련을 받아야합니다. 초기 훈련 도중 실패가 불가피하기 때문에, 많은 동물은 동물 복지에 관하여 관 합병증으로 정지하기 위하여 확률이 높습니다. 또한, 종단 간 혈관 재건 절차 동안, 스티치 위치 또는 느슨한 봉합사의 실수를 피하기 위해, 외과 의사는 후방 혈관 벽을 노출하고 봉합사를 당겨 적어도 하나의 조수가 필요합니다. 따라서, 혈관 재건은 일반적으로 외과 의사에 의해 개별적으로 수행 될 수 없으며, 준비의 효율성은 일반적으로 조수의 숙련도에 의해 제한됩니다.

자기 앵커링 수술은 최근^{7,8,9,10,11에서}관심의 주제가되고있다. Rivas et al.^7에 의한 임상 시험은 자기 수술 기구와 자기 앵커링의 원리에 따라 외과 의사는 감소 된 포트 복강경 담낭 절제술을 수행 할 수 있음을 보여주었습니다. 이 기기의 사용은 또한 개운 수술 중 조수에 대한 감소 된 역할을 할 수 있습니다. 자기장을 통해 자기 장치는 앵커링 포인트에 흡착됩니다. 이 자기 앵커링 장치는 기계식 암으로 작용하여 조직이나 장기를 잡고 후퇴시키고 수술 장을 노출시키고 수술을 단순화할 수 있습니다. 이러한 근거를 바탕으로 우리는 혈관 벽과 봉합사를 철회하는 자기 트랙터와 폴리프로필렌 봉합사를 당기는 자기 봉합사 풀러를 발명했습니다.

혈관 재건 훈련 기계의 사용은이 연구에서 또 다른 이정표였다. 그것은 작동 층과 제어패널로 구성되어 있습니다 : 혈관 구조는 수술실에 고정되어 있으며 연수생은 연습 할 수 있습니다. 해부학 후, 연수생은 해부학의 품질을 테스트하기 위해 제어판에 관류 매개 변수를 설정할 수 있습니다. 이전 혈관 단합운동 훈련 시스템^{6,12,13,14에}비해,이 시스템의 사용은 두 가지 주요 장점을 제공합니다 : 첫째, 자기 장치는 수술 분야를 노출하는 데 사용할 수 있습니다, 연수생이 개별적으로 연습할 수 있도록 합니다. 둘째, 연수생은 관류 검사를 사용하여 해부학의 효과를 확인할 수 있습니다.

본 연구에서는, 연수생이 자기 앵커링 기술을 사용하여 개별적으로 시험관내 수동 혈관 재건을 완료할 수 있는 훈련 및 테스트 시스템을 도입하고 재건의 질도 시험할 수 있습니다. 작동 층의 물 입구 및 물 출구의 설계 및 크기에 따라 제한되는 교육 시스템은 직경이 >5 mm인 선박에서만 종단 간 재구성을 수행할 수 있습니다.

Protocol

이 프로토콜은 실험실 동물의 관리 및 사용에 대한 지침에 따라 수행되었으며 중국 산시성 시안 자오퉁 대학의 동물 실험 윤리 위원회의 승인을 받았습니다.

1. 훈련 전 준비

참고: 혈관 재건 훈련 기계는 그림 1에나와 있습니다. 제어판과 수술실로 구성되어 있습니다.

1. 제어판의 클린 버튼을 클릭하여 작동 플로어에서 잔류 액체를 청소하고 배출합니다.
2. 제어판의 액체 추가 버튼을 클릭하고 제어판에"테스트 액체가 적절하다"는 프롬프트가 나타날 때까지 작동 층에서 0.9% 식염수를 기기에 추가합니다.
3. 직경 20mm, 두께 1mm의 원형 영구 자석, 아크릴로니트리 부타디엔 스티렌(ABS) 플라스틱 케이스, 나선형 스프링, 30cm 나일론 트랙션 와이어, 플라스틱이 있는 스테인리스 스틸 클램프로 구성된 자석 트랙터를 준비합니다. 슬리브 또는 혈관 클램프.
   1. 아크릴 접착제를 사용하여 원형 자석과 플라스틱 케이스를 함께 붙입니다. 견인선의 길이가 길어질수록 견인력이 증가합니다. 범용 테스트 기계를 사용하여 견인선의 길이와 견인력 사이의 연관성을 테스트합니다(그림2).
   2. 클램프와 플라스틱 케이스를 각각 범용 테스트 기계의 상부 홀더와 하부 홀더에 고정합니다. 두 홀더 사이의 트랙션 와이어를 스트레칭하기 위해 상부 홀더를 서서히 상승시킵니다. 스트링트랙 와이어가 늘어나는 동안 트랙션 와이어의 강도를 테스트합니다.
      참고: 자기 봉합트랙터와 자기 혈관 트랙터는 그림 3에나와 있습니다.
4. 마그네틱 봉합사 풀러를 준비합니다.
   1. 두께가 2mm, 주요 축 직경 10cm, 축 직경 2cm의 작은 축 직경, 직경 5mm의 마그네틱 볼 3개, 직경 5mm, 높이 5mm의 마그네틱 실린더 3개를 사용하는 준 타원형 폴리락트 산 보드를 사용합니다.
   2. 폴리락틱 스 보드의 직경 3mm와 깊이 0.5mm의 구멍 3개를 펀치하여 마그네틱 볼이 보드 아래의 자기 실린더의 자기 인력에 의해 보드에 달라 붙을 수 있도록 합니다.
      참고 : 자기 봉합사 풀러는 그림 4에표시됩니다.
5. 한 스티치 후 마그네틱 볼 아래에 봉합사를 고정합니다. 이것은 봉합사 풀러의 역할을하여 이전 봉합사가 느슨해지는 것을 방지합니다. 약 0.3 N의 힘으로 봉합사 바늘로 끝을 추출하고 폴리 락티산 보드와 밀접하게 평행하게 다음 스티치를 계속합니다.
6. 해부학 후 누출을 방지하기 위해 3-0 실크 봉합사를 사용하여 모든 정맥 가지를 리게이트하십시오. 조직 가위를 사용하여 정맥의 끝을 다듬고 정맥 벽에 있는 과잉 조직을 지우면 정맥이 부드러워집니다.
   참고: 이 연구에 사용된 혈관구조는 50-60kg의 바마 돼지에서 수확한 좌우 장골 정맥(직경 ~10mm)을 포함했습니다. 재건을 단순화하기 위해 장골 정맥의 몇 가지만 골랐고 두 정맥의 크기는 비슷했습니다. 혈관구조는 -20°C에서 유지하였다. 훈련 전에, 실온에서 0.9% 식염수에 침지하였다.

2. 수술실의 정맥 을 수정하십시오.

1. 2-0 실크 봉합사와 훈련 기계의 물 입구와 물 출구에 두 개의 정맥을 묶는다.
   참고 : 이 연구는 2 점 혈관 모시^5를사용합니다.
2. 트레이닝 머신의 물 출구의 길이를 조정하고 두 정맥의 끝이 평행 방향으로 장력이 없는지 확인합니다.
3. 정맥을 곧게 펴고 6시 방향과 12시 위치에 4-0 폴리프로필렌 견인 봉합사 2개를 놓습니다.
4. 봉합사의 바늘을 정맥 외부에서 삽입 한 다음 다른 정맥의 내부에서 삽입하십시오.
5. 봉합사손상을 방지하기 위해 수술 용 장갑과 봉합사를 적시하십시오. 정맥의 벽을 찢지 않도록 적어도 5 개의 매듭을 부드럽게 묶습니다.
6. 마그네틱 봉합사 트랙터의 두 개의 스테인리스 스틸 클램프를 사용하여 견인 봉합사를 파악하고 자기 봉합사 트랙터의 원형 자석을 강자성 스테인리스 스틸 작동 플로어로 끌어올 수 있습니다. 자기 인력의 위치를 조정하고 두 정맥의 끝이 수직 방향으로 뻗어 있는지 확인합니다.
7. 자기 혈관 트랙터의 두 개의 혈관 클램프를 사용하여 정맥의 전방 벽을 고정하고 작동 바닥에 자기 혈관 트랙터의 원형 자석을 유치하십시오. 매력의 위치를 조정하고 정맥의 전방 벽이 철회되고, 정맥의 후방 벽이 명확하게 노출되어 있는지 확인합니다.

3. 후방 벽의 해부학

1. 마그네틱 봉합사 트랙터의 두 개의 스테인리스 스틸 클램프를 사용하여 견인 봉합사를 파악하고 강자성 스테인리스 스틸 작동 플로어에서 마그네틱 봉합사 트랙터의 원형 자석을 끌어올 수 있습니다. 견인 봉합사를 위해 폴리프로필렌 봉합사의 꼬리 세그먼트를 12시 위치에 두고 바늘이 있는 세그먼트를 사용하여 연속 봉합사를 하십시오.
2. 두 정맥 사이의 인티마 - 투 - 인티마 접촉을 확인하십시오.
3. 정맥 바깥쪽에서 안쪽으로 첫 번째 봉합사를 삽입합니다.
4. 후속 봉합사에서 정맥 내부에서 바늘을 삽입 한 다음 다른 정맥의 바깥쪽에서 삽입하십시오.
5. 봉합사가 느슨하지 않은지 확인하십시오.
6. 한 봉합사 후, 폴리 프로필렌 봉합사가 자기 봉합사 풀러에 걸려 있는지 확인하고 자기 공이 폴리 프로필렌을 누를 때까지 폴리 프로필렌을 부드럽게 당깁니다.
7. 약 0.3 N의 힘으로 봉합사의 바늘로 끝을 추출하고 폴리 락티산 보드와 밀접하게 평행하게 다음 스티치를 계속합니다.
   참고 :이 기술을 사용하면 폴리 프로필렌 봉합사의 꼬리가 충분히 단단해집니다. 봉합사가 계속되면 폴리 프로필렌 봉합사가 짧아집니다. 봉합사의 길이에 따라 세 개의 자기 볼 중 가장 적합한 것을 선택한 다음 그 아래에 봉합사를 수동으로 누릅니다.
8. 두 정맥 사이의 인티마 - 투 - 인티마 접촉을 보장하기 위해 정맥 의 내부에서 외부에 마지막 봉합사를 삽입합니다.
9. 두 가지 방법으로 해부학 후 협착을 피하십시오 : 바느질 할 때 동일하게, 적절한 마진과 바늘 간격을 유지하고 매듭을 지을 때 "성장^인자"15를 유지하십시오.
   참고: "성장 계수"는 해부학 후 첫 번째 매듭을 묶을 때 용기 벽에서 멀리 떨어진 예약 된 공간으로, 용기가 stenose가 아닌 유연성을 유지할 수 있도록합니다.
   1. 동일한 봉합사 마진과 바늘 간격을 유지합니다.
      참고 : 이 연구에서는 직경이 약 10mm인 장골 정맥이 사용되었기 때문에 봉합사 마진과 바늘 간격은 약 1mm였습니다.
   2. 매듭을 묶을 때 "성장^계수"15를 유지합니다. 후방 벽의 해부학 후 봉합사 협착을 방지하기 위해 봉합사의 끝과 봉합사의 꼬리 세그먼트를 6시 위치에 함께 묶습니다. 매듭을 묶는 표준 방법을 사용합니다.

4. 전방 벽의 해부학

1. 후방 벽의 단합후, 자기 혈관 트랙터를 제거하고, 견인 봉합사로 꼬리를 두고, 전방 벽의 단합을 위한 6시 위치에 바늘로 세그먼트를 이용하십시오.
2. 정맥 의 외부에서 바늘을 삽입한 다음 다른 정맥의 안쪽에서 삽입하십시오.
   참고 : 두 정맥 사이의 인티마 - 투 - 친밀감 접촉을 보장하기 위해 후방 벽의 해부학에 사용되는 방법 (봉합사가 느슨하지 않고 해부학 후 협착을 피하지 않음) 전방^{벽의 해부학에 따라 5 ,15}.
3. 전방 벽의 해부학 후 봉합사 가위를 사용하여 두 개의 견인 봉합사를 잘라냅니다.

5. 해부학의 효과를 테스트

1. 테스트 매개 변수를 설정합니다.
   1. 관류 압력을 제어판에 2.0 kPa로 설정합니다.
      참고 : 정상적인 정맥 압력은 2.0 kPa를 초과하지 않습니다.
   2. 제어판에서 피크 압력의 지속 시간을 5s로 설정합니다.
   3. 온도가 제어판에서 25°C로 설정합니다.
   4. 제어판에서 압력 편차를 0.1 kPa로 설정합니다.
2. 테스트 버튼을 클릭하고 제어판의 시간과 압력과 재구성된 정맥 누출 여부를 관찰합니다.
   참고 : 피크 압력 중에 정맥이 누출되지 않으면 해부학이 성공합니다. 누출이 발견되면 누설 위치를 찾아 봉합한 다음 테스트를 다시 수행해야 합니다. 이 비디오의 테스트 결과는 그림 5에나와 있습니다.

6. 자기 봉합사 풀러의 안전성 확인

참고 : 자기 봉합사 풀러가 폴리 프로필렌 봉합사를 손상시켰는지 여부를 테스트하려면 파괴 강도및 가벼운 현미경 검사를 수행하십시오. 본 실험에서, 각각 4-0 폴리프로필렌 봉합사의 6개 세그먼트를 가진 3개의 그룹을 시험하였다: 폴리프로필렌 봉합사에 개입하지 않는 대조군, 폴리프로필렌 봉합사를 20배 로 수동으로 뽑아낸 수동군, 그리고 마그네틱 풀러가 폴리프로필렌 봉합사를 20배 당긴 마그네틱 풀러 그룹.

1. 범용 테스트 기계에서 폴리프로필렌 봉합사의 파손 강도를 테스트합니다. 폴리프로필렌 봉합사의 두 끝을 상부 홀더와 범용 테스트 기계의 하부 홀더에 고정합니다. 점차적으로 상부 홀더를 들어 올린다. 폴리프로필렌 봉합사가 늘어나는 동안의 강도를 테스트합니다. 봉합사가 스냅될 때 브레이킹 강도를 장력으로 설정합니다. 세 그룹 간의 파단 강도를 비교하고 쌍으로 비교를 수행합니다.
2. 가벼운 현미경으로 폴리 프로필렌 봉합사의 손상을 관찰하십시오. 손상 점 수를 200배 배율로 볼 수 있는 섬유질 또는 거친 골절 점의 수로 정의합니다. 세 그룹 간의 피해 포인트 수를 비교하고 쌍으로 비교를 수행합니다.

Results

혈관 재건 훈련 기계는 도 1에 도시되어 있으며 수술실과 제어판의 두 가지 주요 부분을 포함한다. 운영 플로어는 물 입구, 물 콘센트 및 물 저장 분지로 구성되어 있습니다. 혈관 구조의 두 끝은 물 입구와 물 출구에 묶여 해부학의 효과를 테스트합니다. 물 출구의 길이를 조정할 수 있으며 제어판에 매개변수(예: 관류 압력, 피크 압력 지속 시간, 온도 및 압력 편차)를 설정합니다. 또한, 혈관 구조가 테스트될 때 제어판의 압력 곡선을 관찰할 수 있습니다.

자기 봉합트랙터와 자기혈관 트랙터는 그림 3에나와 있다. 견인선의 길이는 30cm이며 견인선의 길이가 길어짐에 따라 견인력이 증가합니다(그림2). 자기 트랙터의 견인력 범위는 0-1.8 N이며 봉합사 및 혈관 견인에 필요한 견인력 의 범위를 포함합니다.

Discussion

자기 트랙터와 자기 봉합사 풀러의 도움으로 연수생은 정맥 해부학을 개별적으로 정확하게 완료 할 수 있습니다. 자기 트랙터는 해부학 분야를 차단하고 수직 방향으로 정맥을 스트레칭하기위한 적절한 강도를 제공하는 조직을 당겨, 따라서 정맥 해부학에 대한 명확한 노출을 달성. 전통적인 수동 해부학에서는, 외과 노출을 위해 적어도 1명의 조수가 요구됩니다. 자기 트랙터를 사용하면 필요한 노출을 달성하고 조수를 대체 할 수 있습니다. 또한, 자력 트랙터의 견인력은 견인선의 길이에 따라 달라졌기 때문에 적절한 견인력을 얻기 위해 견인선의 길이를 변경하기 위해 마그네틱 트랙터가 흡착된 부위를 조정할 수 있었습니다. 기존의 수동 단합과는 달리, 이 연구의 견인력은 견인선의 길이에 의해 정량화할 수 있었습니다. 이를 통해 혈관 파괴 및 불분명한 노출과 같이 너무 무겁거나 너무 가벼운 견인력으로 인한 몇 가지 문제를 피할 수 있었습니다.

자기 봉합사 풀러는 이 연구에서 또 다른 새로운 발명품이었습니...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
원형 영구 자석	항주 영구 자석 그룹 Co.LTD	20 * 1mm	자기 트랙터
자기 공	항주 영구 자석 그룹 Co.LTD	5mm	자기 봉합사 끌어당기는 사람
자기 실린더	항주 영구 자석 그룹 Co.LTD	5 * 5mm	자기 봉합사 풀러
폴리 프로필렌 봉합	Johnson and Johnson	PROLENE 4-0	문합에 사용
실크 봉합사	SILK	2-0?3-0	혈관 및 결찰 고정에 사용
외과 기구	Jinzhong Shanghai	JZ-2018	봉합 가위, 조직 가위? 집게, 바늘 및 바늘 홀더
만능 시험기	Zwick GmbH& Co	Z010	견인 와이어의 길이와 견인력 사이의 연관성을 테스트하는 데 사용됩니다.