Method Article

흰족제비의 두개골 정맥 천자를 위한 훈련 도구로 3차원 이미징 재구성 소프트웨어 사용

DOI:

10.3791/67009

⸱

July 15th, 2025

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Biomedical Sciences, College of Veterinary Medicine, University of Georgia, 2University Research Animal Resources, Office of Research, University of Georgia, 3Department of Population Health, College of Veterinary Medicine, University of Georgia, 4Department of Large Animal Medicine, College of Veterinary Medicine, University of Georgia

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

우리는 3차원 가상 해부학 재건 소프트웨어 도구가 실험실 동물 의학 연수생에게 흰족제비 두개골 대정맥 정맥 천자를 가르치는 데 유익한 보조 교육을 추가할 것을 제안합니다.

Abstract

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조지아 대학교 수의과대학(University of Georgia College of Veterinary Medicine)에서는 3차원(3D) 가상 해부학 재건 소프트웨어가 수의학 해부학 커리큘럼에 통합되었습니다. 이 교육 플랫폼을 통해 학생들은 시체 해부 및 교과서 자료를 넘어서는 학습 기회에 노출됩니다. 우리는 이 3D 해부학 도구가 실험실 동물 인력에게 기술 기술, 특히 흰족제비의 두개골 대정맥(CVC) 정맥 천자를 가르치는 데 유익한 보조 교육 보조 도구 역할을 할 수 있다고 제안합니다. CVC는 페럿에서 많은 혈액량을 수집하기 위해 선호되는 부위 중 하나입니다. 혈액을 채취하는 데는 전반적으로 비교적 안전한 기술이지만, 이 맹목적인 접근 방식의 위험에는 정맥 천자 후 정맥을 막는 능력이 제한되고 주변 구조물이 우발적으로 손상되는 것이 포함됩니다. 이 파일럿 프로젝트에서 5명의 실험실 동물 직원 연수생은 페럿에서 두개골 대정맥 천자를 수행하기 위한 구두 지시와 함께 3D 재구성 페럿 흉부 이미지 및 비디오에 노출되었습니다. 이 접근법의 성공 여부는 수련생들이 주삿바늘과 주사기의 각도를 정확하게 맞추고, 적절한 위치에 주삿바늘을 삽입하고, 현장에서 혈액을 채취하는 능력에 따라 평가되었습니다. 5명의 훈련생 중 5명(100%)은 바늘의 수직각을, 4명(80%)은 바늘의 수평각을, 5명(100%)은 마누브리움을 삽입을 위한 랜드마크로 정확하게 식별했으며, 2명(40%)은 이 방법을 사용하여 두 번의 시도 내에서 성공적으로 혈액을 채혈했습니다. 교육생들이 성공을 위한 많은 핵심 기준을 달성할 수 있었기 때문에 우리는 교육이 페럿에서 CVC 혈액 수집에 필요한 주요 해부학적 랜드마크와 공간 인식을 제공하는 데 성공적이었다는 결론을 내렸습니다. 페럿 정맥 천자의 범위를 넘어 3D 재구성 이미지는 수의학의 다양한 임상 기술에 대한 수술 기술과 접근 방식을 보여주는 데 잠재적인 역할을 합니다.

Introduction

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우리는 표준 훈련 절차에 페럿의 3D 재구성 경추 및 흉부 이미지와 비디오를 추가하면 실험실 동물 직원이 관련 해부학적 구조를 시각화하여 페럿에서 두개골 대정맥(CVC) 정맥 천자를 수행하는 데 필요한 위치와 랜드마크를 마스터하는 데 도움이 될 것이라고 제안했습니다. 이를 위해 우리는 페럿과 함께 일하는 5명의 실험실 동물 직원과 함께 일상적인 교육을 실시했습니다. 이 교육 기간 동안 우리는 3D 재구성 이미지를 시범 추가하여 수직 및 수평 평면에서 주사기와 바늘을 배치하고, 주요 해부학적 랜드마크를 식별하고, 혈액을 채취하는 분야에서 교육을 받은 후 직원의 성공을 관찰했습니다. 교육생의 수가 너무 적었기 때문에 모든 직원이 3D 이미지와 비디오를 보았는데, 이는 전통적인 교육과 3D 도구 추가를 대조하는 정량적이고 비교 적인 시험을 수행하기에 부족했기 때문입니다.

Venipuncture는 연구 및 임상 수의학 치료 제공에서 혈액 수집을 위한 실험실 동물 의학의 주요 관행입니다. 해부학적 차이, 기술적 전문성 수준, 채혈 목적 등으로 인해 종 간에 다양한 기법이 사용됩니다. 정맥 천자는 특히 정맥 절제술사가 해당 지역의 접근 방식이나 관련 해부학에 익숙하지 않은 경우 어려울 수 있습니다.

성인 페럿의 CVC는 대략 3.0-3.5mm의 직경을 가지고 있습니다. 두개골에서 심장으로 향하는 주요 혈관으로, 좌우 쇄골하 정맥과 외부 경정맥이 합류하여 형성됩니다. CVC는 심장의 우심방으로 배출됩니다. 이 지역의 다른 중요한 구조로는 심장, 대동맥, 경동맥, 식도, 기관, 미주신경, 횡격막 신경1이 있습니다. 흰 족제비의 상대적으로 긴 흉부는 다른 주요 구조물에 구멍을 뚫을 위험을 최소화하며, CVC의 가장 두개골 부분에서 심장 기저부까지의 상당한 거리로 인해 다른 작은 포유류에 비해 이 종에서 더 안전한 접근 방식을 만듭니다. 즉, 이 기술은 기술적으로 까다로울 수 있으며 경동맥 및 기관을 포함한 주변 흉곽 내 구조에 구멍을 뚫을 위험이 있습니다(그림 1)2. CVC 및 외부 경정맥은 페럿 2,3에서 많은 양의 혈액량(최대 2mL)을 수집하기 위해 선호되는 부위입니다. 많은 양의 혈액은 종종 일상적인 건강 검진 및 연구 연구를 위한 수집을 위해 필요합니다. 흰 족제비는 호흡기가 인간의 호흡기와 유사하기 때문에 인플루엔자 및 기타 기도 질환 연구를 위한 번역 모델로 실험실 동물 의학에서 일반적으로 사용됩니다 4,5. 혈액 채취가 제한된 부위로는 외측 복재정맥(lateral saphenousveins)과 두부(cephalic veins) 2가 있다. 두개대정맥이 정맥 천자 부위로 적합한 다른 일반적인 실험실 동물 종으로는 쥐, 햄스터, 기니피그등이 있다 3.

조지아 대학교 수의과대학(UGA CVM)에서는 수의과 1학년 학생들을 가르치기 위한 소형 및 대형 동물 해부학 과정에 3차원(3D) 이미지 재구성을 위한 소프트웨어(재료 표)를 통합했습니다. 3D 가상 해부학 소프트웨어는 컴퓨터 단층 촬영(CT) 및 자기 공명 영상(MRI) 연구에서 이미지를 재구성하는 데 사용할 수 있습니다6. UGA CVM의 학생들은 총체적 시체 해부와 함께 해부학 커리큘럼에서 이 기술에 노출됩니다. 이 소프트웨어를 과정에 통합하는 목표는 두 가지입니다: 학생들을 진단 영상에 노출시키고 학생들이 시체 해부 범위를 넘어 3D 해부학적 구조와 상호 작용할 수 있도록 하는 것입니다. 이 새로운 리소스는 학생들의 학습 경험을 향상시키고 해부학적 구조의 관계를 다른 빛으로 시각화할 수 있는 기회를 갖게 되므로 임상 기술을 습득할 수 있도록 더 잘 준비할 수 있도록 도와줍니다. 이 소프트웨어는 원래 인간 의학 교육을 위해 설계되었으며, 3D 가상 해부학 플랫폼은 사용자가 특정 학습 목표에 맞게 조정할 수 있는 고유한 접근 방식으로 이미지를 탐색할 수 있는 포괄적인 양식을 제공하기 때문에 인간 의대생에게 유익한 리소스라는 연구 결과가 있습니다 7,8,9.

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Protocol

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이 연구에서 흰족제비의 사용에 대한 프로토콜은 UGA 기관 동물 관리 및 사용 위원회(UGA Institutional Animal Care and Use Committee)의 승인을 받았습니다. UGA 동물 보호 및 사용 프로그램은 NIH 실험실 동물 복지 사무국(NIH Office of Laboratory Animal Welfare)의 동물 복지 보증(Animal Welfare Assurance)을 보유하고 있으며, 미국 농무부(USDA)에 연구 등록을 받았으며, AAALAC International의 정식 인증을 받았습니다.

흰족제비는 고밀도 흰족제비 식단(Table of Materials)과 자동 급수(수돗물)에 대한 임시방편으로 개방된 케이지로 지정된 동물 구역에 수용되었습니다. 조명은 자동화된 12:12 빛:어둠 주기, 68 +/- 4 oF의 온도 설정점, 30-70%의 상대 습도로 유지되었습니다. 흰 족제비는 다른 흰 족제비와 함께 사회적으로 수용되었으며 풍부화 장난감이 제공되었습니다.

1. 교육용 3D 재구성 이미지 획득

참고: 훈련에 사용된 3D 재구성 스캔은 CT 스캔을 위해 등쪽 누운 자세로 비식별화되고 마취된 성인 수컷 페럿의 스캔이었습니다. 스캔은 UGA Veterinary Teaching Hospital 아카이브에서 획득했으며 저자가 소프트웨어 프로그램에서 재구성했습니다.

  1. 3D 재구성 소프트웨어 프로그램을 열고 컴퓨터 마우스를 사용하여 파일을 클릭한 다음 열기 를 클릭하고 두 번 클릭하여 원하는 업로드된 스캔을 선택합니다.
  2. 마우스를 사용하여 스캔 위치를 클릭합니다. 마우스 버튼을 누른 상태에서 동시에 마우스를 드래그하여 흰 족제비가 머리는 컴퓨터 화면 상단을 향하고 꼬리는 화면 하단을 향하도록 등 누운 자세가 되도록 스캔을 배치합니다. 특정 신체 부위를 조작하기 위해 필요에 따라 반복합니다.
  3. 마우스를 사용하여 프로그램에서 평면 기능 추가를 클릭합니다. 평면은 빨간색의 투명한 사각형으로 나타납니다.
  4. 마우스를 사용하여 Add a plane feature(평면 추가)와 연관된 왼쪽 및 오른쪽 화살표를 클릭하여 평면 위치 옵션 사이를 이동합니다. 평면이 동물의 복부 측면과 평행이 될 때까지 화살표를 클릭합니다.
  5. 마우스의 스크롤 휠을 사용하여 아래에서 위로 스크롤하여 평면을 복부에서 등쪽으로(또는 표재성에서 깊은 곳으로) 전진시킵니다. 두개골 대정맥 혈관의 명확한 이미지가 나타날 때까지 마우스 스크롤 휠로 평면을 전진시킵니다.
  6. 이미지를 스크린샷하고 원하는 위치에 저장합니다. 이러한 단계는 화면에 녹화하여 비디오로 저장할 수도 있습니다. 이 단계는 사용자가 가지고 있는 컴퓨터 하드웨어에 따라 다릅니다.

2. 정맥 천자를 위한 교육

참고: 교육에는 5명의 직원이 포함되었으며, 모두 참여에 동의했습니다. 페럿 해부학에 대한 다양한 수준의 지식을 가진 5명의 직원 모두에게 정맥 천자를 시도하기 전에 3D 재구성 이미지와 비디오를 보여주었습니다. 3명은 동물 관리 기술자였고 2명은 수의학 기술자였습니다. 참가자 중 3명은 주사기와 바늘을 다룬 경험이 있었고 2명은 그렇지 않았습니다.

  1. 해부학 및 혈액 채취 절차에 익숙한 경험 많은 실험실 동물 수의사 또는 기술자의 해부학 지침을 통합한 5명의 실험실 동물 직원 훈련생 그룹에게 3D 재구성 이미지와 비디오를 보여줍니다. 연수생의 지식을 위해 필요에 따라 보충 읽기 자료를 제공합니다.
  2. 훈련생의 질문을 주의 깊게 듣고 살아있는 동물 훈련 전에 답변하십시오.
  3. 프로토콜의 3단계와 4단계에서 절차를 다시 설명하고, 교육생이 처음 시도하기 전에 3D 재구성 이미지를 정기적으로 참조하여 기술을 시연합니다.
    참고 : 총 7 마리의 흰 족제비가 훈련에 사용되었습니다. 3명의 훈련생에게 각각 한 마리의 흰족제비가 배정되었고, 그들은 흰족제비로 한 번의 혈액 채취 시도를 했습니다. 다른 두 명의 훈련생에게는 각각 두 마리의 흰 족제비가 배정되었습니다. 하나는 첫 번째 혈액 채취 시도에 사용되었고 다른 하나는 두 번째 시도에 사용되었습니다.

3. 정맥 천자를 위한 포지셔닝

  1. CVC 접근법의 경우, 각성, 진정 또는 마취된 페럿을 사용합니다.
  2. 부토르판올 0.1-0.3 mg/kg, 미다졸람 0.1-0.3 mg/kg, 그리고 필요한 경우에만 케타민 1-3 mg/kg을 근육 주사로 동물을 진정시킵니다.
  3. 동물을 머리와 목을 쭉 뻗고 등쪽 누운 자세로 놓습니다.
  4. 바늘로 용기에 들어갈 수 있는 최상의 기회를 제공하기 위해 페럿을 단단히 대칭으로 제지합니다. 정맥 의사가 접근하는 동안 동물을 제지하려면 적어도 한 명의 조수가 필요합니다(그림 2). 구속기는 견갑골 사이에 압력을 가하여 흉곽 입구와 두개골 흉부를 정맥 전문의쪽으로 들어 올릴 수 있습니다.

4. 접근 방식 및 채혈

  1. 마누브리움 위의 두개골 흉부 피부를 알코올로 소독합니다.
  2. 흉골을 촉진합니다(그림 3).
  3. 마누브리움과 동물의 흉골 오른쪽에 있는 첫 번째 갈비뼈 사이의 노치에 바늘을 삽입합니다.
  4. 바늘을 30-45° 각도로 기울이고 반대쪽(왼쪽) 엉덩이를 향하게 합니다. 노치 부위에 삽입하고 흡인하여 혈액을 채취합니다(그림 4).
  5. 연수생들이 정맥 천자 접근법을 시도하는 것을 관찰하십시오. 바늘을 수직으로 각도를 맞추고 바늘을 수평으로 각도를 맞추는 능력을 마스터하는 성공을 기록하십시오. 마누브리움을 삽입을 위한 랜드마크로 식별하고 현장에서 혈액을 수집합니다. 각 성공적인 시도에서 얼마나 많은 혈액을 얻었는지 문서화합니다.
    참고: 진정 깊이는 신체 및 청각 자극, 손바닥 반사 및 교정 반사에 대한 반응을 기반으로 했습니다. 채혈 후, 필요한 경우 진정 역전을 위해 플루마제닐 0.2mg/kg을 근육 주사로 투여했다. 흰 족제비는 절차 후 식민지로 반환되었습니다.
  6. 5/8인치, 25G 바늘과 1mL 또는 3mL 주사기를 사용하여 이 기술로 혈액을 채취합니다.
    참고: 일반적으로 동물의 혈액량의 10% 이상을 한 번의 수집에 수집해서는 안 됩니다. 흰족제비의 혈액량은 총 체중의 5-6%로 추정됩니다1. 실험동물 수의사와 경험 많은 실험동물 수의학 교육 기술자가 모두 참석하여 채혈이 적절하게 수행되고 기술에 대한 모든 문제 해결(예: 바늘 각도 또는 방향의 미묘한 움직임, 바늘 삽입 깊이)이 지시에 따라 실시간으로 수행되었는지 확인했습니다.

5. 성공 측정

  1. 수련생이 바늘과 주사기의 각도를 올바르게 맞추고, 적절한 위치에 바늘을 삽입하고, 현장에서 혈액을 채취하는 능력을 평가합니다.
  2. 얼마나 많은 훈련생이 바늘의 수직 각도, 바늘의 수평 각도 및 제조의 촉진을 올바르게 달성했는지 기록하십시오.
  3. 얼마나 많은 수련생이 성공적으로 혈액을 채혈했는지와 함께 수집된 혈액량을 문서화합니다.

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Results

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3D 재구성 흰족제비 CT 비디오 및 이미지는 다양한 평면에서 CVC와 관련된 해부학적 구조를 묘사하고 두개골 흉부의 해부학적 레이아웃에 대한 포괄적인 이해를 제공합니다. 마누브리움, 흉골, 갈비뼈, 흉벽의 근육, 심장, 외부 경정맥, 쇄골하 정맥 및 CVC와 같은 관련 구조는 그림 1에 명확하게 표시되어 있습니다. 바늘 삽입 위치는 그림 5에 나와 있습니다. 이 이미지는 CVC에서 혈액 채취를 시도하기 전에 훈련생의 교육에 사용되었습니다.

교육은 하루에 한 시간 동안 진행되었습니다. 연수생은 자신의 직무 할당과 페럿에서 CVC를 사용한 혈액 수집 기술의 필요성에 따라 선발되었습니다. 5명의 훈련생이 실시한 첫 번째 혈액 채취 시도에서 5명(100%)이 모두 바늘의 올바른 수직 각도를 보였고 4명(80%)이 바늘의 수평 각도화에 성공했습니다. 4명(80%)은 삽입 부위를 찾...

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Discussion

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이 파일럿 연구는 일상적인 교육 절차에 3D 이미지와 비디오를 추가하는 것이 향후 사용에 적합한지 확인하기 위해 고안되었습니다. 이 초기 임상시험은 향후 사용 및 연구가 타당하다고 판단되는 경우 정성적으로 관찰하고 결과를 보고하기 위해 고안되었습니다. 성공 여부를 결정하는 초점은 페럿의 CVC 혈액 채취 기술에 대한 관련 해부학적 랜드마크를 페럿에 익숙하고 작업 할당에 이 기술이 필요할 가능성이 있는 직원에게 가르치는 데 기반을 두었습니다. 실험동물의학의 고도로 규제된 환경에서, 살아있는 동물을 대상으로 하는 훈련은 종종 교육용 비계 접근법10을 사용하며, 기초 지식을 숙달한 후에만 고급 기술을 가르치기 때문에 완전히 순진한 훈련생은 이 현재 훈련 행사에 윤리적으로 적합하지 않았습니다. 두개대정맥 혈액 채취는 CVC가 육안으로 관찰할 수 없기 때문에 배우기 어려운 것으로 알려져 있으므로 정맥 의사가 조준하는 위치와 이유에 대한...

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Disclosures

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저자는 공개할 이해 상충이 없습니다.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

UGA University Research Animal Resources 수의사, Vanessa Thornton과 India Anderson, 동물 관리 직원, 참여해 주신 Brandon Halstein, Kat Bone, Britt Graves, 그리고 도움을 주신 Stephen Harvey 박사님께 감사드립니다.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
BodyVizBodyViz, Clive, IA 해당 사항 없음사용하기 쉬운 3D 해부학 학습 플랫폼 
LabDiet 5L14조지아 대학교, 아테네, GAN/A흰 족제비 다이어트 

References

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