저비용 스마트폰 연결 이코경을 이용한 비디오 보조 쥐 귀 기관삽관

요약

이 프로토콜은 성체 쥐에서 이소플루란 마취 하에서 빠르고 시각적으로 유도된 삽관을 가능하게 하는 간단하고 저비용의 영상 보조 구강기관 삽관 방법을 설명합니다.

초록

신뢰할 수 있는 기관내 삽관은 특히 흉부 및 심혈관 수술 중 통제된 인공호흡이 필요한 쥐의 실험적 절차에 필수적입니다. 그러나 쥐의 기도 관리는 해부학적 제약과 기내 삽관 기술의 접근성이 제한되어 기술적으로 여전히 도전적입니다. 이 프로토콜의 목표는 50마리의 쥐 코호트에서 비디오 보조 직접 후두경을 이용한 간단하고 저비용의 쥐 구강기관삽관 방법을 설명하는 것입니다.

이 프로토콜은 상업적으로 판매되는 비디오 이코프와 통합 조명원, 무선 스마트폰 연결을 사용하여 상기도의 실시간 시각화를 제공합니다. 이 방법은 장치 개조나 특수 영상 시스템이 필요하지 않습니다. 성체 쥐는 자일라진과 이소플루란으로 마취된 후, 경사진 삽관 플랫폼에 위치시키고, 유연한 가이드와 기관내관을 이용해 지속적인 시각적 안내 하에 삽관됩니다. 올바른 관 삽입은 양측 흉부 확장, 안정적인 산소포화도(SpO₂), 그리고 일관된 말단 CO₂(캡노그래피) 파형에 의해 정의됩니다. 삽관 후에는 양압 없이 기계적 환기가 시작되며, 일조량은 7.5 mL/kg으로 설정되었습니다. 이 코호트에서는 빠른 삽관이 가능했고, 첫 시도 성공률이 높았으며, 시술 전 합병증 발생률도 낮았다. 지속적인 시각화는 식도 삽관 및 기도 손상 위험을 줄일 수 있습니다. 이러한 결과는 실험 환경 외에 외삽하지 않고 테스트된 조건 하에서 이 접근법의 실현 가능성을 뒷받침합니다.

서론

쥐는 실험 및 중개 연구에 널리 사용되며, 통제된 인공호흡이 필요한 시술에는 기관내 삽관이 필요할 수 있습니다 ^1,2. 그러나 쥐의 구강 크기가 작고, 성문 개구가 좁으며, 기도 ^3,4,5의 해부학적 각도 때문에 신뢰성 있는 삽관은 기술적으로 여전히 어렵습니다.

이러한 제약^{조건 6,7,8}을 극복하기 위해 여러 접근법이 제안되었습니다. 그중 최근에는 블라인드 삽관 기술이 개선되어 특정 위치 전략을 사용할 경우 성공률을 높일 수 있습니다; 그럼에도 불구하고 이러한 방법들은 여전히 수술자에 크게 의존하며, 실패나 식도 오위 또는 기도 손상과 같은 부작용 위험이 계속 존재합니다^. 성문 시각화를 개선하고 시술 안전성을 높이기 위해 비디오 보조 기법이 개발되었습니다. 이러한 접근법은 효과적인 기도 시각화를 제공하지만, 종종 특수 내시경 장비, 외부 모니터, 흡입 마취 시스템 또는 맞춤 개조 장치가 필요하여 접근성과 일상적인 적용에 제한이 될 수 있습니다 ^7,9,10.

이러한 발전에도 불구하고, 많은 방법들은 기술적 복잡성, 침습성, 또는 실험실 간 재현이 어려운 비용이 들거나 개조된 장비에 의존하는 제약에 여전히 제약을 받고 있습니다. 현재 접근법의 주요 장점은 기기 개조 없이 저비용 기도 시각화를 제공한다는 점입니다. 이 프로토콜은 전문 내시경 시스템에 접근할 수 없는 저비용 시각화 보조 삽관이 필요한 실험실을 위한 것입니다.

본 프로토콜은 통합 광원과 무선 스마트폰 연결이 장착된 상업용 비디오 이코경을 사용하여 쥐 귀 기관삽관을 간단하고 재현 가능하며 저비용으로 사용하는 방법을 설명합니다. 이전에 설명한 비디오 보조 접근법과 달리, 이 기술은 장치 개조가 필요 없으며(예: 개조된 1mL 주사기 캡에서 만든 무딘 끝 플라스틱 블레이드 추가) ¹¹¹ 외부 영상 시스템(예: 컴퓨터 기반 ^{디스플레이)을} 피^{하고, 성}문 개구부를 명확하고 실시간으로 시각화할 수 있습니다. 따라서 이 접근법은 고비용 시각화 시스템에 대한 접근성 높은 대안으로, 전용 내시경 장비가 없는 환경에서도 기도 관리를 용이하게 할 수 있습니다.

프로토콜

모든 동물 시술은 노르망 동물 실험 윤리 위원회(CENOMEXA; 프로젝트 승인 번호 46008)의 승인을 받았습니다. 동물들은 실험 전에 9일간 시설 동물 시설에서 적응했으며, 자유롭 게 음식과 물을 얻을 수 있었습니다.

1. 동물과 마취

1. 수컷 위스타 쥐(>12주; 450–460g)를 사용하세요. 체중을 기록한 후 마취를 위해 자일라진(5 mg/kg, 복강 내 투여)과 부프레노르핀(0.05 mg/kg, 피하 투여)을 진통으로 투여합니다.
2. 동물을 흡입 챔버에 넣고 공기-이소플루란(2L/분)과 산소(0.4L/분) 혼합물로 15분간 마취를 유지합니다.
3. 마취의 깊이를 확인하려면 전다리, 뒷다리, 꼬리에서 독성 자극에 대한 반응으로 자발적 움직임이 없고 철수 반사가 없어 확인한다.
   1. 진정이 불충분하면, 적절한 진정 수준이 달성될 때까지 동물을 다시 몇 분간 이소플루란 유도 챔버에 넣어 두세요.

2. 구강기관기관삽관

1. 쥐를 45° 각도로 기울인 인기관 삽관 플랫폼에 누운 자세로 눕히고, 시술 내내 기도 위에 환기 마스크를 착용하여 산소 공급(산소 0.4L/min)과 마취(공기 0.4L/분, 이소플루란 2%)를 유지하세요(그림 1A-C). 벨포 밴드(그림 1B)를 사용해 상각 앞니를 고정합니다(그림 1B). 배출 필터 카트리지를 사용해 과잉 이소플루란을 수집하세요.
2. 혀를 부드럽게 펴고 비디오 이경(그림 2)을 구강 안으로 삽입하여 혀를 구천에서 입바닥 쪽으로 이동시킵니다(그림 3A). 이경을 앞으로 이동시켜 연천개가 보이도록 한 후(그림 3B), 부드럽게 견인해 성대를 노출시키세요(그림 3C).
   1. 성대가 보이지 않는다면, 혀를 부드럽게 당기고 입바닥 쪽으로 이동시켜 위치를 바꾸세요.
   2. 식도 삽관이 발생하면 가이드와 기관내관을 제거하세요. 동물의 위치를 다시 조정하고 혀에 부드럽게 당겨 성대를 명확히 시각화하세요. 기관삽관 재시도 전에 유연한 가이드의 곡률이 성대 쪽으로 향하는지 확인하세요.
   3. 산소 포화도가 떨어지면(예: 혀가 푸르스름하거나 보라색으로 보인다), 시술을 잠시 멈추고 코 마스크를 동물의 주둥이에 덮어 산소 공급을 회복하세요.
   4. 삽관 시도가 실패(예: 두 번 시도 후)이고 산소포화도가 떨어지면, 동물을 다시 유도실에 넣고 산소 공급을 늘려 적절한 마취 깊이를 위해 이소플루란을 유지하면서 적절한 산소 공급을 회복합니다.
3. 유연한 가이드를 성대 사이 앞쪽 곡선을 이용해 삽입합니다(그림 3D).
4. 기관내관을 가이드를 따라 기관 안으로 조심스럽게 밀어 넣어 기관 고리에 해당하는 촉각 저항이 감지될 때까지 진행합니다(그림 3E).
   참고: 이 프로토콜에서 저자들은 재료표에 명시된 약 2.8mm 직경의 금속 튜브를 사용했습니다.
5. 쥐를 벨포 밴드에서 분리하고, 가이드를 제거한 뒤, 기관내관을 인공호흡기에 연결한 뒤 접착 테이프로 고정하세요(그림 4A).

3. 관 위치 및 환기 검증

1. 삽관 전에 일조량을 7.5 mL/kg으로 설정하세요.
2. 양측 흉부 확장, 안정적인 캡노그래피 파형, 적절한 산소 포화도를 관찰하여 선택적 삽관 부재를 확인한다(그림 4B, C).
3. 동물을 기계적으로 환기시키세요.
4. 호흡 속도를 조절하여 말단 이산화탄소 값을 50에서 60 mmHg 사이로 유지하세요.
   1. 캡노그래피(말조 CO₂)가 60 mmHg를 초과하면 호흡수를 목표 범위로 올려야 합니다.

4. 동물 주변적 절차 모니터링 조건

1. 산소포화도를 맥박 산소 측정기를 사용해 지속적으로 모니터링하세요. 말초 산소포화도(SpO₂)를 95% 이상으로 유지하세요. SpO₂가 이 임계값 이하로 떨어지면 선택적(기관지내) 환기 여부를 확인하고 필요에 따라 올바른 관 위치를 확인하세요.
2. 직장 열 탐침으로 체온을 측정하세요. 시술 내내 온열 패드를 사용해 체온을 37°C로 유지하세요.

결과

삽관 성공률은 양측 흉부 확장, 안정적인 산소포화도(SpO₂), 일관된 일단 CO₂ 파형으로 인공호흡기 연결 후 올바른 기관내 관 위치로 정의되었습니다.

구강기관삽관은 50마리의 성체 쥐를 대상으로 3개월간 단일 수술자가 시행했습니다. 예비 단계에서 프로토콜을 확립하고 개선하기 위해 추가로 5마리의 동물이 사용되었으며, 최종 분석에는 포함되지 않았습니다. 보고된 코호트에서 제외된 동물은 없었습니다.

삽관은 모든 동물에서 성공적이었습니다. 삽관 절차는 모든 쥐에서 1분 미만(n = 50)으로 100% 첫 시도 성공률을 보였습니다 (그림 5). 소수의 경우에는 성대를 시각화하기 위해 혀의 약간의 위치 조정이나 가이드 방향 조정이 필요했습니다; 그러나 이로 인해 ...

토론

본 연구는 스마트폰에 무선으로 연결된 상업용 비디오 이경을 이용한 쥐 귀신경삽관을 위한 비디오 보조 직접 후두경 기법을 설명합니다. 이 코호트에서는 시험 조건 하에서 시술 후 합병증 발생률이 낮은 모든 동물에서 성공적인 삽관이 가능했습니다.

관찰된 절차적 성능에는 여러 기술적 특징이 기여했습니다. 이경 날의 곡선 형태는 입 찌꺼기가 있을 때 쉽게 이동할 수 있게 했으며, 성대의 지속적인 시각화를 통해 기관내관 위치를 실시간으로 조정할 수 있었습니다. 이 요소들은 특히 해부학적 변동성이 있을 때 삽관 중 제어를 개선했습니다.

마취 관리는 이 기법의 중요한 구성 요소입니다. 적절한 마취는 특히 성대 높이에서 가이드 삽입 시 기침을 억제하면서도 자연 호흡을 유지해야 합니다. 본 연구에서는 자일라진(5 mg/kg)과 흡입 이소플루란을 15분간 병용하여 시술 후 합병증 없이 충분...

재료

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이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
0.1 mL 마취용 주사기	Fischer	해당사항 없음	부프레노르핀 피하 주사
1 mL 마취용 주사기	Fischer	해당사항 없음	자일라진 복강 내 주사
22G 마취용 바늘	TERUMO	해당사항 없음	자일라진 복강 내 주사
조절 가능한 노트북 스탠드	Amazon	해당사항 없음
마취 유도 챔버	Temsega	해당사항 없음
동물용 인공호흡기	Physiosuite	해당사항 없음
동맥 카테터 가이드	Vygon	해당사항 없음
부프레노르핀	VIRBAC	해당사항 없음	0.05 mg/kg
이산화탄소 분석기	Physiosuite	해당사항 없음
기관내 튜브	INSTECH	FTSS-16S-76	2.8 mm 직경의 경관관
가열 패드	Physiosuite	해당사항 없음
유도 챔버	Temsega	해당사항 없음
아이소플루란	IsoVet	해당사항 없음
아이소플루란  기화기’s	Temsega	해당사항 없음
오토스코프 Vitococo	Amazon	Otoscope Oreille 1920P Camera
산소 포화도 측정기	Physiosuite	해당사항 없음
스캐벤저  시스템	F/air 배출 필터 카트리지	해당사항 없음
스마트폰	Samsung	Galaxy A52S
온도 프로브	Physiosuite	해당사항 없음
벨포 밴드	Velpeau	해당사항 없음	코튼 크레이프 붕대, 10 cm × 4 m (약 120 cm 사용)
인공호흡 마스크	Temsega	해당사항 없음
자일라진	VIRBAC	해당사항 없음	5 mg/kg

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