엑스 바이브 흡인기 역행성 신장 내 수술에서 유압 역학 및 결석 채취를 평가하기 위한 돼지 신장 모델

요약

이 프로토콜은 관개 압력, 흡입 압력, 내시경-외피 직경 비율에 따라 신장 내 압력과 결석 뽑기 시간을 통제되고 반복 가능하게 정량화하기 위한 체외 밖 돼지 신장 플랫폼을 구축합니다.

초록

흡인기 요관 접근 시스(UAS)를 이용한 역행성 신장 내 수술(RIRS)은 신장 결석 관리에 효과적인 접근법이 되었습니다. 그러나 관개 압력, 흡입 압력, 내시경-피장 직경(RESD) 비율 등 관련 매개변수를 동시에 제어하고 평가할 수 있는 표준화된 실험 모델은 여전히 제한적입니다. 본 연구의 목적은 흡입 UAS를 이용한 유동-압력 조건을 통제되고 반복 가능하게 평가할 수 있도록 설계된 외부 돼지 신장 모델을 제안하는 것입니다. 이 프로토콜은 신선한 시체 돼지 신장을 고정된 용기 시스템에 넣고, 흡입 UAS는 상극 칼리크스에 위치하며, 수집 시스템에 첨가된 옥살레이트 칼슘 모노하이드레이트를 모방한 인공 돌을 사용했습니다. 자동화된 압력 제어 펌프 시스템은 관개 및 흡입 압력을 정밀하게 조절할 수 있게 했습니다. 신장 내 압력(IRP)은 1분 동안 연속적으로 기록되었고, 각 RESD와 압력 설정 하에서 반출 시간(POT)을 반복적으로 측정하였습니다. 변동 계수(CV)와 학급 내 상관계수(ICC)를 계산하여 측정 변동성과 신뢰도를 평가하였습니다. 모델은 40 mmHg를 초과하는 값을 포함해 다양한 RESD 및 압력 조건에서 뚜렷한 IRP 반응을 보여주었습니다. POT 측정은 압력 설정에 따라 달라졌으며, 이는 유량-압력 조건 변화에 대한 민감도를 반영합니다. CV 분석은 대부분의 조건에서 비교적 좁은 변동성을 보였으나, ICC 분석은 단일 측정에서 중간 정도의 신뢰도, 평균화된 반복 측정에 대해 높은 신뢰도를 보였다. 전반적으로 이 체외 돼지 신장 모델은 흡인기 UAS와 유연한 요관경을 이용한 객관적이고 신뢰할 수 있는 반복 측정 데이터를 제시하여 RIRS의 표준화된 체외 참조를 제공합니다.

서론

역행성 신장 내 수술(RIRS)은 신장 결석 관리를 위한 1차 최소 침습 접근법으로 ^1,2,3. RIRS의 최근 기술 발전은 흡입 요관 접근 시스(UAS)의 개발로, 통제된 관개 및 흡입 4,5,6,7을 기반으로 한 보조 접근법을 도입했습니다.

흡입 UAS를 사용할 때 가장 큰 도전 과제는 결석 추출 속도와 높은 신내압(IRP)의 위험을 균형 있게 유지하는 것입니다^8,9. IRP가 30–40 mmHg를 초과하면 뇌정맥 역류를 유발하여 전신 감염과 패혈증으로 이어질 수 있습니다.^{10, 11, 12}. 이 균형을 조절하는 요인으로는 관용, 흡인, 내시경-피장 직경(RESD) 비율이 포함됩니다.

흡입 UAS와 IRP^{13, 14, 15}에 대한 수많은 임상 연구가 이루어졌음에도 불구하고, 관련 요인의 동시 통제, 측정 및 분석을 가능하게 하는 표준화된 실험 방법론과 검증된 모델은 여전히 제한적입니다.

이 프로토콜은 흡입 보조 RIRS에서 유체역학 및 결석 채취 평가를 표준화하기 위해 허용 가능한 재현성을 가진 체외 돼지 신장 모델을 구축하는 단계별 가이드를 제공합니다.

프로토콜

이 실험 프로토콜은 사체 돼지 신장을 이용했으며, 서울대학교병원 기관동물관리 및 사용 위원회(IACUC)로부터 면제되었습니다. 시약과 사용된 장비는 재료표에 나열되어 있습니다.

1. 돼지 신장 모델 준비

참고: 그림 1을 참조하세요.

1. 사망 후 6시간 이내에 합법 도축장에서 사망한 돼지의 신선한 신장을 채취하세요. 신장을 운반하여 실험 전까지 실온에 보관하세요.
   참고: 부패를 방지하고 신장 관류를 감소시키기 위해 사망 후 24시간 이내에 시체 돼지 신장을 사용해야 합니다.
2. UAS의 안정적 고정을 위해 부분적으로 남아 있는 요관이 있는 신장을 선택하세요.
   참고: 요관의 길이는 고정 봉합사가 UAS를 고정할 수 있어야 하며, 더 긴 잔여 요관이 있는 신장이 우선해야 합니다.
3. 주사기로 신장 수집 시스템을 자연식염수로 부드럽게 채우세요. 역류가 발생할 때 칼리세아 부피를 측정하고, 요관 외부에서 식염수 누출이 관찰됩니다. 칼리시칼 부피가 10 mL 미만인 돼지 신장은 제외합니다.
4. 칼슘 옥살레이트 단수화석을 모방한 인공 결석을 준비하세요.
5. 돌을 2mm에서 2.5mm 사이의 적절한 크기의 조각으로 으깨서 공으로 만듭니다. 디지털 캘리퍼스를 사용해 적절한 크기의 보석을 선택하세요.
   참고: 결석 크기는 스코프와 칼집 사이 틈을 통해 직접 흡입되거나 자발적으로 빠져나가는 것을 방지할 만큼 충분히 커야 합니다.
6. 인공 돌 조각을 돼지 신장의 상부 극 칼리x에 넣으세요. 식염수를 사용해 돌을 UAS에 밀어 넣고 수집 시스템에 위치시키세요.
   참고: 실험 중 무산소 부속기가 일관되게 올바른 위치에 고정되어 있는지 내시경을 사용해 확인하세요.
7. 돼지 신장을 적절한 크기의 금속 상자에 넣고 플라스틱 용기에 넣으세요.
8. 실험 중 시스템이 움직이지 않도록 3-0 폴리글락틴 봉합사로 긴 플라스틱 파이프를 요관에 고정하세요.
9. 흡입 UAS를 파이프 안에 삽입하고, 원위 끝을 신장 골반 입구의 상극 칼리크스에 위치시킵니다.

2. 실험 시스템 구성

1. 적절한 유연한 요관경(외경 7.5 F, 9.0 F, 9.5 F)을 선택하고, 특정 크기(내경/외경 10/12 F, 11/13 F, 12/14 F)의 50cm 흡입 UAS와 함께 사용하세요.
2. 디지털 캘리퍼스를 이용해 원위 끝과 중간 축에 있는 유연한 요관경의 외경을 측정하세요. 측정된 데이터를 바탕으로 RESD를 계산하세요(0.68, 0.75, 0.86, 또는 0.95).
3. 자동 압력 제어 펌프 시스템에서 관개 라인을 유연한 요관경으로 연결합니다.
4. 자동 압력 제어 펌프 시스템의 흡입 라인을 UAS의 흡입 측 포트에 연결합니다.
5. UAS 내부의 압력 센서를 자동 압력 제어 펌프 시스템에 연결하세요.
6. 제조사 지침에 따라 프라이밍 없이 대기압에 맞춰 압력 센서를 보정하세요.
7. 200 μm 레이저 섬유를 요관경의 작동 채널에 삽입하여 역행성 신장 내 수술의 실제 환경을 모방합니다.

3. 신내압(IRP) 데이터 수집

1. 유연한 요관경을 UAS 안에 넣어. 내시경이 UAS의 말단 끝을 넘어 돼지 신장에 도달했는지 확인해.
2. 자동 펌프 장치에서 유연한 내시경 모드에 들어갑니다.
3. 관개와 흡입의 구체적인 압력 설정을 선택하세요.
4. 다른 설정들도 관리하고 일정하게 유지하세요. 장치의 기본 설정 200 mL/min에서 관개 유량을 고정하세요.
5. 각 지정된 압력 설정에서 1분 동안 5초마다 IRP 값을 기록하세요.

4. 풀아웃 시간(POT) 측정

1. 제어 장치에 관개 압력(100 mmHg, 200 mmHg, 300 mmHg)과 흡입 압력(100 mmHg, 200 mmHg, 300 mmHg, 400 mmHg)을 설정하세요.
   참고: 각 매개변수 조정 후에는 압력이 안정될 때까지 3초의 고정된 대기 기간을 유지해야 합니다.
2. 유연한 요관경을 사용해 결석 조각을 시각화하고 UAS의 원위 개구부로 가져가세요.
3. 흡입을 시작하고 돌이 칼집의 원위 끝에 들어갈 때 정확히 POT 기록을 시작하세요.
   참고: UAS를 통해 결석 조각을 회수할 때는 항상 내시경 시야에서 보여야 합니다.
4. 돌 조각이 UAS의 근접 측면 포트를 통해 완전히 배출되면 타이머를 멈추세요. 측정된 POT를 기록하세요.
5. 이 측정을 모든 압력과 RESD 설정마다 10번 반복하세요.
   참고: 시간 측정은 조작자 편향을 피하기 위해 무작정 수행해야 합니다.

5. 통계 분석

1. 수집한 모든 실험 데이터를 전문 통계 소프트웨어 패키지에 입력하세요.
2. 모든 측정된 시간 데이터를 각 설정의 평균± 표준편차로 제시하세요.
3. 스피어먼의 순위 상관관계 검정을 사용해 환경 간 경향을 파악하세요. 변동 계수와 클래스 내 상관계수를 확인해 반복성 분석을 하세요.
4. 모든 비교 분석에서 p-값이 0.05 미만인 통계적 유의성 임계값을 설정합니다.

결과

유연한 요관경의 외경은 디지털 캘리퍼를 사용해 원위 끝과 중간 축 모두에서 측정했습니다. 측정된 외경은 각각 7.5 F, 9.0 F, 9.5 F로, 제품 카탈로그와 일치합니다. 원위 팁과 중간 축 측정 간에 차이가 관찰되지 않아, 기기 치수가 균일하고 신뢰할 수 있는 RESD 계산에 적합함을 확인했습니다( 그림 2 참조).

IRP는 미리 정해진 압력 설정에서 5초 간격으로 1분 동안 연속적으로 기록되었습니다( 그림 3 참조). RESD 0.68과 0.75에서는 IRP가 일관되게 30 mmHg 이하로 유지되었습니다(그림 3A). RESD 0.86에서 IRP는 시간적 변동을 보였으나 경계선 범위(30–40 mmHg)에 머물렀습니다. RESD 0.95에서 IRP는 특...

토론

이 프로토콜은 흡입 UAS를 사용하여 RIRS 중 유량-압력 상태를 평가할 수 있는 통제된 실험 플랫폼을 구축하기 위해 설계되었습니다. 이 연구는 관개압, 흡입압, RESD 설정을 체계적으로 제어할 수 있는 체외 외 돼지 신장 모델을 제공했으며, IRP와 POT의 일관된 측정을 통계적 검증으로 가능하게 했습니다.

이 프로토콜에서 가장 중요한 단계는 잔류 제어 설정을 일정하게 유지하여 POT와 IRP의 일관된 측정을 보장하는 것입니다. UAS의 위치는 원위 끝이 항상 대갈리의 윗극, 신장 골반 입구에 위치하도록 고정되어 있었다. 이전 연구들^16,17건은 측정 중 신장 및 UAS의 움직임을 최소화하기 위해 참고되었습니다. 시스템의 안정성은 봉합사와 플라스틱 튜브를 사용하여 더욱 강화되었습니다(

재료

```html

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
유연한 Y 형 음압 쉬스	ZSR 시스템 바이오메디컬 테크놀로지 주식회사	ZSR-UAY-1035 ZSR-UAY-1134 ZSR-UAY-1235	흡인 요관 접근 시스
FLEX-XC1	KARL STORZ SE & Co.	091271-06	유연한 요관경
HM30S	HugeMed 메디컬 테크니컬 개발 주식회사	HM30S	유연한 요관경
i-MIMER-sys	ZSR 시스템 바이오메디컬 테크놀로지 주식회사	ZSR-ISP100	자동 펌프
JW 디지털 캘리퍼스	종원 툴링 주식회사	404-200	디지털 캘리퍼
URUS	Dyne 메디컬 그룹 주식회사	URUS SU 100R	유연한 요관경

```