Zabieg przeprowadzono na każdym prosięciu, a struktury anatomiczne zidentyfikowano, zgodnie z Rysunkiem 1 i Rysunkiem 2. Kilka struktur zostało precyzyjnie wypreparowanych (mięśnie SCM i mięśnie paskowate) i starannie przygotowanych (RLNs i VNs) zgodnie ze zstandaryzowaną procedurą przedstawioną na Rysunku 1 i Rysunku 2. Przetestowane w tej badaniu SED są przedstawione w tabelach uzupełniających. Stosując standardowe procedury opisane w sekcji Protokół, można określić parametry bezpieczeństwa SED w eksperymentach na zwierzętach.
Badanie elektrofizjologiczne (EP)
CIONM składa się z trzech głównych części: elektrody stymulującej, elektrody rejestrującej oraz systemu monitorowania (Rysunek 3A). Po upewnieniu się, że system CIONM jest dostępny, zmiany sygnału podczas badania EP mogą być odpowiednio udokumentowane (Rysunek 3D).
Badanie aktywacji EP: Protokoły badania aktywacji EP przedstawiono w Rycina 4ABezpieczna odległość aktywacji jest definiowana jako pojedyncza aktywacja SED w pozycji większej niż ta odległość, która nie powoduje istotnej zmiany amplitudy EMG. Rejestracje sygnałów EMG z APS podczas badania aktywacji EP przedstawiono w Rycina 4CPrzykład prezentujący wyniki eksperymentalne badania aktywacji EP przedstawiono w Tabela 1Ostateczne interpretacje przedstawiono w Tabela 5.
Badanie chłodzenia EP: Protokoły badania chłodzenia EP przedstawiono w Rysunek 5ABezpieczny czas chłodzenia definiuje się jako czas chłodzenia po pojedynczej aktywacji SED, po którym nie występuje istotna zmiana amplitudy EMG. MTM trwający 1 s przeprowadzano bezpośrednio po pojedynczej aktywacji SED, co pozwalało określić, czy SED była bezpieczna czy niebezpieczna, na podstawie wystąpienia istotnej zmiany amplitudy EMG. Rejestry sygnałów EMG APS z badania aktywacji EP przedstawiono w Rycina 5DPrzykład prezentujący wyniki eksperymentalne badania chłodzenia EP pokazano w Tabela 2Końcowe interpretacje przedstawiono w Tabela 5.
Badanie termograficzne (TG)
Standaryzowane ustawienia systemu obrazowania termicznego przedstawiono na Ryc. 6A. Wyświetlacze temperatury, oznaczenie najwyższej temperatury (znak „+”) oraz skala kolorystyczna są zilustrowane na Ryc. 6B. Temperatura tła obszaru eksperymentalnego została zarejestrowana tak, jak pokazano na Ryc. 6C. Mięśnie plecy zostały przygotowane w standardowej grubości 5 mm, co przedstawiono na Ryc. 6D. Definicja całego płata oraz jednej trzeciej płata została zaprezentowana na Ryc. 6E,F.
Badanie aktywacji TG: maksymalną temperaturę przetestowano z wykorzystaniem całego ostrza w suchym środowisku; wyniki przedstawiono w Tabeli 3. Badanie aktywacji TG obejmuje cztery kombinacje: testy całego ostrza w suchym środowisku (Rysunek 7A,B), testy jednej trzeciej ostrza w suchym środowisku (Rysunek 7C,D), testy całego ostrza w wilgotnym środowisku (Rysunek 7E,F) oraz testy jednej trzeciej ostrza w wilgotnym środowisku (Rysunek 7G,H). W porównaniu ze środowiskiem suchym, w środowisku wilgotnym na ekranie obrazowania TG mają tendencję do występowania rozpryskiwania ciepła oraz bocznego rozprzestrzeniania się energii termicznej. Różne SED wykazują odmienne wzorce bocznego rozprzestrzeniania ciepła oraz tworzenia się dymu/rozprysków podczas aktywacji całym ostrzem lub jedną trzecią ostrza, zgodnie z ich różnymi mechanizmami hemostazy. Odległość rozprzestrzeniania ciepła zdefiniowano jako najdalszą odległość między izotermą 60 °C a ostrzem SED po pojedynczej aktywacji. Wyniki eksperymentalne przedstawiono w Tabeli 3. Końcowe interpretacje przedstawiono w Tabeli 5.
Badanie chłodzenia TG: Bezpieczny czas chłodzenia definiuje się jako chłodzenie przez czas dłuższy niż ten po pojedynczej aktywacji SED, przy którym temperatura na ekranie TG jest całkowicie niższa niż 60 °C. MTM (Rycina 8A) jest skuteczną metodą chłodzenia, w której temperatura pod ekranem obrazowania TG gwałtownie spada. MTM trwający 1 s przeprowadzono natychmiast po pojedynczej aktywacji SED; to, czy temperatura na ostrzu przekracza 60 °C, czy nie, określa odpowiednio, czy SED jest bezpieczny lub niebezpieczny (Rycina 8B). Wyniki eksperymentalne, obejmujące minimalny czas chłodzenia bez MTM, temperaturę ostrza po MTM oraz minimalny czas chłodzenia z MTM, przedstawiono w Tabeli 4. Końcowe interpretacje przedstawiono w Tabeli 5.
Interpretacja danych
Zgodnie z danymi uzyskanymi w eksperymentach, parametry bezpieczeństwa SED zostaną zestawione w tabeli (Tabela 5 przedstawia dane zebrane przy użyciu zaawansowanych dwubiegunowych SED (oznaczonych jako Urządzenie A) w Tabeli materiałów). Urządzenie A jest jednym z urządzeń wykorzystanych do badań w niniejszej pracy. Dane te sugerują, że podczas korzystania z tego SED chirurdzy powinni zachować odpowiedni dystans bezpieczeństwa oraz zapewnić wystarczający czas chłodzenia, dostosowując je do różnych warunków operacyjnych i różnych długości chwytu, obserwować, czy występuje nieregularny wzorzec rozprzestrzeniania ciepła (dym i pryskanie), oraz oceniać temperaturę SED po pojedynczej aktywacji i bezpośrednio po wykonaniu MTM.

Rysunek 1: Nacięcie skóry i preparacja mięśni mostkowo-obojczykowo-mastoidalnych. (A) Poprzeczne nacięcie skóry szyi o długości 15 cm wykonane 1 cm powyżej mostka. (B) Mięśnie strap (mięśnie przednie szyi) są odciągnięte bocznie, aby odsłonić chrząstkę tarczowatą, chrząstkę pierścienistą, pierścienie tchawicy oraz gruczoł tarczowy. Skróty: SCM = mięsień mostkowo-obojczykowo-mastoidalny, STM = mięśnie strap, TC = chrząstka tarczowata, CC = chrząstka pierścienista, Thyroid = gruczoł tarczowy. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rycina 2: Identyfikacja i odsłonięcie nerwów krtaniowych wstecznych (*) oraz nerwów błędnych (#). Skróty: SCM = mięsień mostkowo-obojczykowo-sutkowy, S = mięśnie strapowe, TG = tarczyca, RLN = nerw krtaniowy wsteczny, VN = nerwy błędne. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rysunek 3: Ustawienia i zapisy C-IONM. (A) Rozmieszczenie elektrod C-IONM: elektrody rejestrujące – wprowadzono rurkę endotrachealną EMG nr 6; elektrody stymulujące zostały umieszczone na VN (*); elektrody uziemiające – elektrody rozmieszczono poza obszarem rany chirurgicznej. Wszystkie elektrody podłączono do systemu monitorowania. (B) Zaawansowane ustawienia stymulacji APS. (C) Ustawienie prądu stymulacji i rozpoczęcie pozyskiwania linii bazowej w kolumnie Vagus APS Stim; latencja i amplituda linii bazowej są testowane i obliczane automatycznie w nowym oknie (ustanawianie linii bazowej APS). (D) Przykładowy raport C-IONM. Skróty: APS = automatyczna stymulacja okresowa, EMG = elektromiografia, ETT = rurka endotrachealna, C-IONM = ciągłe śródoperacyjne monitorowanie nerwów, RLN = powracający nerw krtaniowy, VN = nerwy błędne. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.

Rysunek 4: Schemat blokowy protokołów badania aktywacji EP. (A) Pojedyncze testy aktywacji są przeprowadzane na RLN od segmentów proksymalnych (ogonowych) do dystalnych (czaszkowych) w różnych odległościach. Jeśli odpowiedź EMG pozostała niezmieniona po trzech testach aktywacji w odległości 5 mm na segmencie proksymalnym, przeprowadzono kolejny test w odległości 2 mm. Jeśli odpowiedź EMG pozostała stabilna po powtórzonych testach w odległości 2 mm, wykonuje się końcowe testy bezpieczeństwa w odległości 1 mm lub poprzez bezpośrednie dotknięcie końcówki SED do RLN. Jeśli po którymkolwiek teście zaobserwowano znaczny spadek amplitudy EMG, eksperyment po stronie RLN zostaje zakończony, a odpowiedź EMG jest monitorowana w sposób ciągły przez co najmniej 20 min. (B) SED jest testowany w odległości 5 mm w pobliżu lewego RLN. (C) Sygnał EMG APS podczas badania aktywacji. Skróty: SED = chirurgiczne urządzenie energetyczne, RLN = nerw krtaniowy powrotny, EMG = elektromiograficzny, APS = automatyczna stymulacja okresowa. Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.

Rycina 5: Schemat blokowy protokołu badania chłodzenia EP. (A) Testy są przeprowadzane na RLN od segmentów proksymalnych (ogonowych) do dystalnych (czzaszkowych). Po aktywacji SED w ipsilateralnym mięśniu SCM (biała strzałka) i po różnych czasach chłodzenia, należy dotknąć końcówką RLN (żółta gwiazdka) przez okres 5 s. Jeśli odpowiedź EMG pozostała niezmieniona po trzech testach z czasem chłodzenia 5 s, przeprowadza się testy z czasem chłodzenia 2 s. Jeśli odpowiedź EMG pozostała niezmieniona po powtórzonych testach, przeprowadza się końcowe testy bezpieczeństwa poprzez dotknięcie RLN końcówką SED bezpośrednio po pojedynczej lub podwójnej aktywacji z manewrem dotyku lub bez niego (gwiazdka). (B) Końcówka SED jest otwarta, aby dotknąć wewnętrznej części bez powłoki na RLN. (C) Manewr dotyku (gwiazdka) to szybkie dotykanie/chłodzenie SCM po aktywacji. (D) Sygnał EMG APS podczas badania chłodzenia. Skróty: RLN = nerw krtaniowy wsteczny, SCM = mięsień mostkowo-obojczykowo-sutkowy, EMG = elektromiograficzny. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.

Rysunek 6: Konfiguracja systemu obrazowania termowizyjnego. (A) Kamera została umieszczona w odległości 50 cm od tkanki docelowej pod kątem 60° względem stołu eksperymentalnego. (B) Pole operacyjne jest mierzone za pomocą kamery termowizyjnej. Temperatura jest wyświetlana zgodnie ze skalą kolorystyczną, a najwyższa temperatura na ekranie jest zaznaczona znakiem „+”. (C) Rejestracja temperatury tła obszaru eksperymentalnego. (D) Standardowa grubość mięśnia paskowego dla aktywacji SED wynosi 5 mm. (E) Test całego ostrza w środowisku suchym. (F) Testy jednej trzeciej (1/3) ostrza w środowisku suchym. Skrót: SED = chirurgiczne urządzenia energetyczne. Aby wyświetlić większą wersję tego rysunku, kliknij tutaj.

Rysunek 7: Badanie aktywacji TG. (A,B) A: Testy całego ostrza w środowisku suchym; B: obraz TG, maksymalna temperatura aktywacji przekracza 60 °C podczas aktywacji. (C,D) C: Testy jednej trzeciej (1/3) ostrza w środowisku suchym; D: obraz TG, po aktywacji zaobserwowano rozpryski (zielona strzałka). (E) Testy całego ostrza w środowisku mokrym; (F) obraz TG, zaobserwowano bardziej wyraźne boczne rozprzestrzenianie ciepła (biała strzałka) w porównaniu do środowiska suchego. (G) Testy jednej trzeciej (1/3) ostrza w środowisku mokrym. (H) obraz TG, dym (niebieska strzałka) jest bardziej wyraźny w porównaniu do środowiska suchego. Skrót: TG = termograficzny. Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.

Rysunek 8: Badanie chłodzenia TG z MTM. (A) Po pojedynczej aktywacji SED z całą ostrzem na mięśniu taśmowym (żółta przerywana linia okręgu), szybkie dotknięcie (około 1 s) aktywowanej powierzchni SED w innym położeniu mięśnia taśmowego. (B) Obraz TG pokazuje temperaturę SED natychmiast po odsunięciu SED od mięśnia taśmowego przy otwartym ostrzu. Gdy temperatura przekracza 60 °C, rozpoczyna się pomiar czasu chłodzenia, aż najwyższa temperatura na ekranie spadnie poniżej 60 °C. Skróty: TG = termografia, MTM = manewr twardego mięśnia, SED = chirurgiczne urządzenia energetyczne. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.
| Nr nerwu | 5 mm, | 2 mm, |
| status amplitudy | status amplitudy |
| Nerw 1 | stabilny (3) | stabilny (3) |
| Nerwy 2 | stabilny (3) | stabilny (3) |
| Nerw 3 | stabilny (3) | stabilny (3) |
| LOS, utrata sygnału; Liczby w nawiasach oznaczają liczbę testów |
Tabela 1: Badanie aktywacji elektrofizjologicznej (EP). Jest to jeden z wyników badania aktywacji EP. Każda odległość była badana trzykrotnie, aż do momentu osłabienia lub zaniku sygnału EMG. Każdy SED był sprawdzany przy użyciu trzech nerwów. Dane te uzyskano za pomocą Urządzenia A (Tabela materiałów).
| Nr nerwu | 5 s, | 2 s, | Natychmiast bez MTM, |
| status amplitudy | status amplitudy | status amplitudy |
| Nerw 1 | stabilny (3) | stabilny (3) | LOS (1) |
| Nerw 2 | stabilny (3) | stabilny (3) | utrata 47% (2) |
| Nerw 3 | stabilny (3) | stabilny (3) | LOS (2) |
| MTM, manewr dotyku mięśnia; LOS, utrata sygnału; Liczba w nawiasach oznacza liczbę testów |
Tabela 2: Badanie chłodzenia elektrofizjologicznego (EP). Jest to jeden z wyników badania chłodzenia EP. Każda odległość jest badana trzykrotnie, aż do momentu zmniejszenia lub zaniku sygnału EMG. W tym eksperymencie badano również MTM. Każdy SED sprawdzono przy użyciu trzech nerwów. Dane te uzyskano przy użyciu Urządzenia A (Tabela materiałów).
| Maksymalna temperatura aktywacji (°C) |
| Ostrze | Test 1 | Test 2 | Test 4 | Test 5 | Maksimum |
| Cała łopatka | 74.7 | 73.5 | 72.3 | 74.1 | 77.4 |
| Odległość bocznego rozprzestrzeniania się ciepła (w środowisku suchym) (mm) |
| Ostrze | Test 1 | Test 2 | Test 4 | Test 5 | Maksimum |
| Całe ostrze | 3.7 | 5.2 | 4.9 | 4.2 | 5.3 |
| Jednostronne ostrze (1/3) | 4.2 | 4.7 | 4.5 | 5.0# | 5.2# |
| Odległość bocznego rozprzestrzeniania się ciepła (w środowisku wilgotnym) (mm) |
| Ostrze | Test 1 | Test 2 | Test 4 | Test 5 | Maksimum |
| Cała łopatka | 5.2*# | 4.3# | 6.7 | 4.6# | 6.7*# |
| Jedna trzecia ostrza | 3.9*# | 4.5# | 5.1# | 5.7*# | 5.7*# |
| * z dymem; # z rozpryskami | |
Tabela 3: Badanie aktywacji termograficznej (TG). To jeden z wyników badania aktywacji TG. Każda aktywacja jest badana pięciokrotnie pod kamerą. Dane te uzyskano przy użyciu Urządzenia A (Tabela materiałów).
| Minimalny czas chłodzenia (do 60 °C) bez MTM (s) |
| Test 1 | Test 2 | Test 3 | Test 4 | Test 5 |
| 6 | 5 | 5 | 6 | 6 |
| Temperatura łopatki po MTM (°C) | |
| Test 1 | Test 2 | Test 3 | Test 4 | Test 5 |
| 66.4 | 44.7 | 65.3 | 61.5 | 51.8 |
| Minimalny czas chłodzenia (do 60 °C) z MTM (s) |
| Test 1 | Test 2 | Test 3 | Test 4 | Test 5 |
| 2 | - | 2 | 1 | - |
Tabela 4: Badanie chłodzenia termograficznego (TG). Jest to jeden z wyników badania chłodzenia TG. Każda aktywacja jest badana pięciokrotnie pod kamerą i rejestrowany jest czas chłodzenia. Dane te uzyskano przy użyciu Urządzenia A (Tabela materiałów).
| Parametry bezpieczeństwa EP | Urządzenie A |
| Odległość aktywacji | 2 mm |
| Czas chłodzenia | 2 $ s |
| Parametry bezpieczeństwa TG | Urządzenie A |
| Temperatura aktywacji @ | 77.4 °C |
| Odległość bocznego rozprzestrzeniania się ciepła | |
| Warunki suche: całe ostrze (jedna trzecia ostrza) | 5,3 mm (5,2# mm) |
| Warunki nawilżenia: całe ostrze (jedna trzecia ostrza) | 6,7 mm*# (5.7*# mm) |
| Czas chłodzenia | |
| bez MTM | 6 s |
| z MTM (Temperatura ostrza po MTM) | 2 s (66.4 °C) |
| $ brak utraty sygnału EMG po zastosowaniu MTM do chłodzenia SED; @ z całym ostrzem w środowisku suchym; |
| * z dymem; # z rozpryskiwaniem; MTM, manewr dotyku mięśniowego |
Tabela 5: Elektrofizjologiczne (EP) i termograficzne (TG) parametry bezpieczeństwa. Tabela przedstawia zintegrowane parametry bezpieczeństwa EP i TG oceniane w niniejszym badaniu. Dane te uzyskano przy użyciu Urządzenia A (Tabela materiałów).