Video-ondersteunde orotracheale intubatie bij ratten met behulp van een goedkope, smartphone-verbonden otoscoop

Samenvatting

Dit protocol beschrijft een eenvoudige, goedkope, video-ondersteunde methode voor orotracheale intubatie, waardoor snelle en visueel geleide intubatie bij volwassen ratten onder isoflurane anesthesie mogelijk is.

Samenvatting

Betrouwbare endotracheale intubatie is essentieel voor experimentele procedures bij ratten die gecontroleerde beademing vereisen, vooral tijdens thoracale en cardiovasculaire operaties. Luchtwegbeheer bij ratten blijft echter technisch uitdagend vanwege anatomische beperkingen en beperkte toegankelijkheid van beschikbare intubatietechnieken. Het doel van dit protocol is om een eenvoudige, goedkope methode voor orotracheale intubatie bij ratten te beschrijven, met behulp van video-ondersteunde directe laryngoscopie, succesvol toegepast in een cohort van 50 ratten.

Dit protocol gebruikt een commercieel verkrijgbare video-otoscoop met een geïntegreerde lichtbron en draadloze smartphoneconnectiviteit om realtime visualisatie van de bovenste luchtweg te bieden. De methode vereist geen apparaatmodificatie of gespecialiseerde beeldvormingssystemen. Volwassen ratten worden verdoofd met xylazine en isofluraan, geplaatst op een schuin intubatieplatform en onder continue visuele begeleiding geïntubeerd met een flexibele gids en een endotracheale buis. De juiste plaatsing van de buis wordt bepaald door bilaterale thoracale expansie, stabiele zuurstofsaturatie (SpO₂) en een consistente eindgetijde CO₂ (capnografie) golfvorm. Na intubatie wordt mechanische ventilatie gestart zonder positieve uitaddemingsdruk, en het getijdenvolume werd ingesteld op 7,5 mL/kg. In deze groep maakte de techniek snelle intubatie mogelijk met een hoog slagingspercentage bij de eerste poging en ging het gepaard met een lage incidentie van periprocedurele complicaties. Continue visualisatie kan het risico op slokdarmintubatie en luchtwegtrauma verminderen. Deze bevindingen ondersteunen de haalbaarheid van deze aanpak onder de geteste omstandigheden, zonder extrapolatie buiten deze experimentele setting.

Inleiding

Ratten worden veel gebruikt in experimenteel en translationeel onderzoek, en endotracheale intubatie kan nodig zijn voor procedures die gecontroleerde beademing vereisen ^1,2. Betrouwbare intubatie bij ratten blijft echter technisch uitdagend vanwege hun kleine mondholte, smalle glottische opening en anatomische hoeking van de luchtweg ^3,4,5.

Verschillende benaderingen zijn voorgesteld om deze beperkingen te overwinnen ^6,7,8. Onder hen zijn blinde intubatietechnieken de afgelopen jaren verfijnd en kunnen ze de slagingspercentages verbeteren wanneer specifieke positioneringsstrategieën worden gebruikt; Desalniettemin blijven deze methoden sterk afhankelijk van de gebruiker en blijven ze een risico op falen of bijwerkingen met zich meebrengen, zoals een slokdarmverplaatsing of luchtwegletsel³. Video-ondersteunde technieken zijn ontwikkeld om de visualisatie van de glottis te verbeteren en de procedurele veiligheid te vergroten. Hoewel deze benaderingen effectieve luchtwegvisualisatie bieden, vereisen ze vaak gespecialiseerde endoscopische apparatuur, externe monitoren, inademingsanesthesiesystemen of op maat gemaakte apparaten, wat de toegankelijkheid en routinematige uitvoering kan beperken ^7,9,10.

Ondanks deze vooruitgang blijven veel methoden beperkt door technische complexiteit, invasieve aard of afhankelijkheid van kostbare of aangepaste apparatuur die moeilijk te repliceren is in laboratoria. Het belangrijkste voordeel van de huidige aanpak is het bieden van goedkope luchtwegvisualisatie zonder dat er aanpassing van het apparaat nodig is. Dit protocol is bedoeld voor laboratoria die goedkope, met visualisatie ondersteunde intubatie nodig hebben zonder toegang tot gespecialiseerde endoscopische systemen.

Het huidige protocol beschrijft een eenvoudige, reproduceerbare en goedkope methode voor orotracheale intubatie bij ratten met behulp van een commercieel verkrijgbare video-otoscoop uitgerust met een geïntegreerde lichtbron en draadloze smartphone-connectiviteit. In tegenstelling tot eerder beschreven video-ondersteunde benaderingen vereist deze techniek geen aanpassing van het apparaat (bijvoorbeeld het toevoegen van een stompe plastic blade gemaakt van een aangepaste 1 mL spuitdop)¹¹ en vermijdt het de noodzaak van externe beeldvormingssystemen (bijv. computergebaseerde schermen)^9,12, terwijl het duidelijke, realtime visualisatie van de glottische opening biedt. Deze aanpak vormt daarom een toegankelijk alternatief voor duurdere visualisatiesystemen en kan luchtwegbeheer vergemakkelijken in omgevingen waar speciale endoscopische apparatuur niet beschikbaar is.

Protocol

Alle dierprocedures werden goedgekeurd door de Normand Ethics Committee for Animal Experimentation (CENOMEXA; projectautorisatienr. 46008). De dieren werden 9 dagen geacklimatiseerd in de institutionele dierenfaciliteit voorafgaand aan de experimenten, met ad libitum. toegang tot voedsel en water.

1. Dieren en anesthesie

1. Gebruik mannelijke Wistar-ratten (>12 weken oud; 450–460 g). Neem het lichaamsgewicht op, dien vervolgens xylazine toe (5 mg/kg, intraperitoneaal) voor anesthesie en buprenorfine (0,05 mg/kg, subcutaan) voor pijnstiller.
2. Plaats dieren in een inademingskamer en houd de anesthesie 15 minuten met een mengsel van lucht-isoflurane (2% (2 L/min) en zuurstof (0,4 L/min).
3. Bevestig de diepte van de anesthesie door het ontbreken van spontane beweging en het ontbreken van terugtrekkingsreflexen in de voorpoten, achterpoten en staart als reactie op schadelijke stimulatie.
   1. Als de sedatie onvoldoende is, plaats je het dier nog enkele minuten terug in de isoflurane inductiekamer totdat een passend niveau van sedatie is bereikt.

2. Orotracheale intubatie

1. Plaats de rat in rugligging op het intubatieplatform onder een hoek van 45° en houd een ventilatiemasker over de luchtweg gedurende de procedure om de zuurstofvoorziening (zuurstof 0,4 L/min) en anesthesie (lucht 0,4 L/min en isoflurane 2%) te behouden (Figuur 1A-C). Bevestig het dier met de bovenste snijtanden met een Velpeau-band (Figuur 1B). Verwijder overtollige isofluraan met een evacuatiefilterpatroon.
2. Strek de tong voorzichtig uit en breng de video-otoscoop (Figuur 2) in de mondholte om de tong van het gehemelte weg te verplaatsen en richting de mondbodem te brengen (Figuur 3A). Schuif de otoscoop naar voren totdat het zachte gehemelte zichtbaar is (Figuur 3B), en breng dan zachte tractie toe om de stembanden bloot te leggen (Figuur 3C).
   1. Als de stembanden niet zichtbaar zijn, herpositioneer dan de tong door voorzichtig grip toe te passen en deze naar de mondbodem te verplaatsen.
   2. Als slokdarmintubatie optreedt, verwijder dan de gids en de endotracheale buis. Herpositioneer het dier en zorg voor een duidelijke visualisatie van de stembanden door zachte grip op de tong toe te passen. Zorg ervoor dat de kromming van de flexibele geleider naar de stembanden is gericht voordat je opnieuw intubatie probeert.
   3. Als zuurstofdesaturatie optreedt (bijvoorbeeld als de tong blauwachtig of paars lijkt), pauzeer dan de procedure en breng het neusmasker aan over de snuit van het dier om de zuurstofvoorziening te herstellen.
   4. Als intubatiepogingen mislukken (bijvoorbeeld na twee pogingen) en er ontzadiging plaatsvindt, plaats het dier dan terug in de inductiekamer en verhoog de zuurstoftoevoer om voldoende zuurstof te herstellen terwijl isofluraan behouden blijft voor een geschikte diepte van de anesthesie.
3. Plaats de flexibele geleider tussen de stembanden met behulp van de voorste kromming (Figuur 3D).
4. Schuif de endotracheale buis voorzichtig over de geleider naar de luchtpijp totdat een tactiele weerstand wordt waargenomen die overeenkomt met de luchtpijpringen (Figuur 3E).
   OPMERKING: In dit protocol gebruikten de auteurs een metalen buis met een ongeveer 2,8 mm diameter, zoals gespecificeerd in de Materiaaltabel.
5. Laat de rat los van de Velpeau-band, verwijder de geleider, verbind de endotracheale buis met de beademingsmachine en bevestig deze met lijmtape (Figuur 4A).

3. Verificatie van de plaatsing van buis en ventilatie

1. Stel voor intubatie het getijdenvolume in op 7,5 mL/kg.
2. Bevestig de afwezigheid van selectieve intubatie door bilaterale thoracale expansie, een stabiele capnografiegolfvorm en voldoende zuurstofsaturatie te observeren (Figuur 4B,C).
3. Ventileer het dier mechanisch.
4. Pas de ademhalingsfrequentie aan om eindgetijden CO₂-waarden tussen 50 en 60 mmHg te behouden.
   1. Als capnografie (eindgetijde CO₂) meer dan 60 mmHg overschrijdt, verhoog dan de ademhalingsfrequentie om waarden terug te brengen naar het streefbereik.

4. Periprocedurele monitoringsomstandigheden van dieren

1. Controleer de zuurstofsaturatie continu met een pulsoximeter. Houd de perifere zuurstofsaturatie (SpO₂) boven de 95%. Als SpO₂ onder deze drempel valt, controleer dan selectieve (endobronchiale) ventilatie en corrigeer de buispositie indien nodig.
2. Meet de lichaamstemperatuur met een rectale thermische sonde. Houd de lichaamstemperatuur gedurende de hele procedure op 37 °C met een warmtekussen.

Resultaten

Het succes van de intubatie werd gedefinieerd als correcte plaatsing van de endotracheale buis, bevestigd na aansluiting op de beademingsmachine door bilaterale borstuitzetting, stabiele zuurstofsaturatie (SpO₂) en een consistente eindgetijde CO₂-golfvorm.

Orotracheale intubatie werd uitgevoerd door één enkele operator gedurende 3 maanden in een opeenvolgende cohort van 50 volwassen ratten. Vijf extra dieren werden gebruikt tijdens een voorlopige fase om het p...

Discussie

Deze studie beschrijft een video-ondersteunde directe laryngoscopietechniek voor orotracheale intubatie bij ratten met behulp van een commercieel verkrijgbare video-otoscoop die draadloos is verbonden met een smartphone. In deze groep maakte de methode succesvolle intubatie mogelijk bij alle dieren met een lage frequentie van periprocedurele complicaties, onder de geteste omstandigheden.

Verschillende technische kenmerken droegen bij aan de waargenomen procedu...

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
0.1 mL spuit voor anesthesie	Fischer	Niet van toepassing	Subcutane injectie van buprenorfine
1 mL spuit voor anesthesie	Fischer	Niet van toepassing	Intraperitoneale injectie van xylazine
22G naald voor anesthesie	TERUMO	Niet van toepassing	Intraperitoneale injectie van xylazine
Instelbare laptopstandaard	Amazon	Niet van toepassing
Anesthesie-inductiekamer	Temsega	Niet van toepassing
Dierventilator	Physiosuite	Niet van toepassing
Arteriële kathetergeleide	Vygon	Niet van toepassing
Buprenorfine	VIRBAC	Niet van toepassing	0,05 mg/kg
Capnograaf	Physiosuite	Niet van toepassing
Endotracheale buis	INSTECH	FTSS-16S-76	Sondevoerbuis met een diameter van 2,8 mm
Verwarmingskussen	Physiosuite	Niet van toepassing
Inductiekamer	Temsega	Niet van toepassing
Isofluraan	IsoVet	Niet van toepassing
Isofluraan  verdamper’s	Temsega	Niet van toepassing
Otoscoop Vitococo	Amazon	Otoscoop Oreille 1920P Camera
Saturatie-oxymeter	Physiosuite	Niet van toepassing
Scavanger  systeem	F/air evacuatiefiltercartridge	Niet van toepassing
Smartphone	Samsung	Galaxy A52S
Temperatuursonde	Physiosuite	Niet van toepassing
Velpeau-band	Velpeau	Niet van toepassing	Katoenen crêpe-verband, 10 cm × 4 m (ongeveer 120 cm gebruikt)
Beademingsmasker	Temsega	Niet van toepassing
Xylazine	VIRBAC	Niet van toepassing	5 mg/kg