Niniejszy protokół opisuje małoinwazyjną technikę przezskórnego wprowadzania przednich i tylnych cewników opłucnowych u świń, umożliwiającą bezpośredni pomiar regionalnego ciśnienia w jamie opłucnej bez konieczności przeprowadzania torakotomii.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Niniejszy protokół opisuje małoinwazyjną technikę przezskórnego wprowadzania przednich i tylnych cewników opłucnowych u świń, umożliwiającą bezpośredni pomiar regionalnego ciśnienia w jamie opłucnej bez konieczności przeprowadzania torakotomii.
Pomiar ciśnienia w jamie opłucnowej umożliwia zaawansowaną ocenę fizjologiczną, w tym podział mechaniki układu oddechowego na komponenty płucne i komponenty ściany klatki piersiowej, obliczanie ciśnienia transpulmonarnego oraz ilościowe określanie regionalnych gradientów ciśnienia opłucnowego. Informacje te są niezbędne do optymalizacji wentylacji mechanicznej, oceny wpływu zmienionej fizjologii ściany klatki piersiowej oraz rozwoju badań translacyjnych nad uszkodzeniem płuc. Jednakże obecne techniki bezpośredniego pomiaru ciśnienia opłucnowego często wymagają chirurgicznej implantacji przetworników ciśnienia opłucnowego poprzez torakotomię z otwarciem klatki piersiowej, co jest czasochłonne, obarczone wysokim ryzykiem i może upośledzać mechanikę ściany klatki piersiowej. Aby przezwyciężyć te ograniczenia, opracowaliśmy małoinwazyjną, przezskórną technikę wprowadzania cewnika opłucnowego pod kontrolą obrazowania. Procedurę wykonano u znieczulonych, wentylowanych mechanicznie świń. Pod kontrolą USG igłę Tuohy wprowadzono do jamy opłucnowej, a następnie wywołano niewielki sztuczny odma opłucnową (50–100 mL tlenu), aby rozdzielić warstwy opłucnej. Przez prowadnik wprowadzono wprowadzacz 9 Fr, co umożliwiło przesunięcie cewnika z balonikiem do przedniej części opłucnej. Następnie zwierzę ustawiono w pozycji półbocznej i wprowadzono drugi cewnik grzbietowo, po zwiększeniu objętości odmy o kolejne 50–100 mL tlenu. Położenie cewników potwierdzono za pomocą tomografii komputerowej (CT) oraz zapisów fizjologicznych. Po ewakuacji odmy i ponownym rozprężeniu płuc obrazowanie zweryfikowało ich pozycję. Prawidłowe umieszczenie cewników przedniego i tylnego osiągnięto u 16 z 20 zwierząt (80%), co potwierdza wykonalność tej procedury. Niepowodzenia wynikały z niezamierzonego odmy podczas dostępu do przedniej opłucnej lub nieprawidłowego położenia cewnika przedniego poza docelowym obszarem brzusznym. Metoda ta zapewnia mniej inwazyjne i powtarzalne podejście do bezpośredniego monitorowania regionalnego ciśnienia opłucnowego w modelach dużych zwierząt. Dzięki uniknięciu dostępu chirurgicznego ta przezskórna technika pod kontrolą obrazowania jest dobrze dostosowana do protokołów eksperymentalnych badających mechanikę oddychania, fizjologię płuc i ściany klatki piersiowej oraz wentylację mechaniczną w badaniach translacyjnych.
Ciśnienie w jamie opłucnej jest powszechnie wykorzystywane w badaniach eksperymentalnych jako kluczowy wskaźnik mechaniki ścian klatki piersiowej, pomagając opisać podzielone zachowanie układu oddechowego oraz jego interakcję z płucami podczas wentylacji mechanicznej1. Zmienna ta jest niezbędna do obliczenia ciśnienia transpulmonarnego, które stanowi główny czynnik determinujący obciążenie płuc2. W przypadku uszkodzenia płuc ciśnienie w jamie opłucnej może również pomóc opisać mechanikę w końcowej fazie wydechu i dostarczyć informacji na temat nakładającego się gradientu ciśnienia – zjawiska powiązanego z obciążeniem działającym na zależne obszary płuc3,4. Taki regionalny rozkład ciśnienia tworzy różnice brzuszno-grzbietowe w ciśnieniu opłucnowym i transpulmonarnym, które podczas kontrolowanej wentylacji mechanicznej są determinowane głównie przez obciążenie grawitacyjne i stopień uszkodzenia płuc, natomiast podczas oddychania spontanicznego lub wspomaganego mogą być dodatkowo potęgowane przez regionalną aktywność mięśni wdechowych5.
Bezpośrednie monitorowanie ciśnienia w jamie opłucnej nie jest stosowane w praktyce klinicznej, ponieważ procedura ta jest zbyt inwazyjna, aby uznać ją za bezpieczną. Z tego powodu ciśnienie przełykowe (Pes) jest powszechnie wykorzystywane jako najlepszy zamiennik ciśnienia opłucnowego6. Jednakże na Pes wpływa kilka czynników, które mogą rzutować na jego dokładność, w tym położenie cewnika, transmisja ciśnienia oceniana za pomocą wskaźnika Baydura oraz tryb wentylacji7. Balon przełykowy znajduje się wewnątrz struktur podatnych, a jego sygnał jest kształtowany zarówno przez ścianę przełyku, jak i sąsiednie organy śródpiersia. Nawet niewielkie przesunięcia w głębokości lub ułożeniu cewnika mogą zmienić zmierzone ciśnienie lub amplitudę jego wahań oddechowych8. Co więcej, Pes odzwierciedla przede wszystkim ciśnienie w środkowej i grzbietowej części jamy opłucnej, przez co jest mniej reprezentatywne dla obszarów brzusznych i ogólnego środowiska opłucnowego w przypadku heterogennego uszkodzenia płuc9.
Z tych powodów bezpośredni pomiar ciśnienia w jamie opłucnej pozostaje złotym standardem w fizjologii translacyjnej i eksperymentalnej10. Do bezpośredniego pomiaru ciśnienia opłucnowego stosowano wiele urządzeń. W modelach eksperymentalnych często wykorzystuje się czujniki opłucnowe w formie cienkich płytek11,12, a w niektórych badaniach do przestrzeni opłucnowej wprowadzano również cewniki z balonikiem przełykowym, aby bezpośrednio rejestrować ciśnienie w opłucnej13,14. Mimo dostępności różnych narzędzi do bezpośredniego pomiaru ciśnienia w jamie opłucnowej, ich wprowadzenie tradycyjnie wymagało albo otwartej torakotomii, albo dostępu torakoskopowego. Metody te są inwazyjne, wymagają zaawansowanej wiedzy chirurgicznej, wydłużają przygotowanie do procedury i zaburzają naturalną mechanikę klatki piersiowej, znacząco zmieniając badane warunki fizjologiczne.
W niniejszym artykule metodycznym przedstawiamy nowatorską technikę przezskórną wprowadzania balonowych cewników przełykowych do jamy opłucnej u świń w celu bezpośredniego regionalnego monitorowania ciśnienia w jamie opłucnowej. Podejście to jest małoinwazyjne i nie wymaga torakotomii ani zaawansowanego szkolenia chirurgicznego. Przedni dostęp do opłucnej wykonuje się przy użyciu standardowej techniki punkcji pod kontrolą USG, natomiast obrazowanie tomografii komputerowej (CT) służy do potwierdzenia prawidłowego umiejscowienia prowadnika i cewnika wewnątrzopłucnowej oraz do pomocy w planowaniu tylnego dostępu do opłucnej. Metoda ta umożliwia umieszczenie cewników w różnych obszarach jamy opłucnowej w celu regionalnej oceny podzielonej mechaniki oddechowej. Technika ta ma na celu zmniejszenie złożoności i ryzyka procedury, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wierności zapisów ciśnienia w jamie opłucnowej dla potrzeb badań fizjologicznych i translacyjnych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Po uzyskaniu zgody Instytucjonalnego Komitetu ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt (2020I000073) w Massachusetts General Hospital w Boston, MA, eksperymenty przeprowadzono od marca do listopada 2025 roku na 20 zdrowych świniach rasy Yorkshire o masie 30–40 kg.
OSTRZEŻENIE: Niniejszy protokół celowo wywołuje odmę opłucnową i zakłada użycie 100% tlenu. Procedurę należy przeprowadzać pod stałym monitoringiem fizjologicznym przez personel przeszkolony w zakresie anestezji dużych zwierząt i dostępu do opłucnej oraz wyeliminować źródła zapłonu podczas insuflacji tlenu.
1. Przygotowanie zwierząt
2. Przygotowanie sprzętu
3. Przedni przezskórny dostęp do opłucnej
4. Tylny przezskórny dostęp do jamy opłucnowej
5. Pozycjonowanie końcowe i monitorowanie
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Próba umieszczenia drenu opłucnowego z zastosowaniem techniki przezskórnej została przeprowadzona u 20 świń (Tabela 1). U 17 zwierząt wprowadzono łącznie 34 dreny opłucnowe (17 przednich i 17 tylnych). Z tych 33 dreny (97%) dotarły do zamierzonego obszaru opłucnej, podczas gdy jeden dren przedni przedostał się do jamy opłucnowej, lecz nie dotarł do docelowego miejsca w części brzusznej. W związku z tym prawidłowe regionalne umiejscowienie zarówno drenów przednich, jak i tylnych, osiągnięto u 16 z 17 zwie...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Niniejszy protokół przezskórny zapewnia praktyczną i powtarzalną metodę pomiaru regionalnego ciśnienia w opłucnej bez konieczności przeprowadzania torakotomii lub dostępu torakoskopowego. Kilka aspektów procedury jest szczególnie istotnych dla zapewnienia prawidłowego umieszczenia cewnika oraz wysokiej wierności rejestracji ciśnienia.
Kluczowym elementem techniki jest przednia punkcja wykonana pod bezpośrednią kontrolą USG klatki piersiowej. Ultradźwięki są wykorzystywane do wyraźnej wizualiza...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie deklarują żadnych konfliktów interesów.
Niniejsza praca została sfinansowana z grantów NIH R01HL177025 oraz R01HL171199.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Taśma klejąca | 3M Tegaderm | 1624W | Mocowanie cewnika przed wprowadzeniem wprowadzańca |
| Trymer do zwierząt | Trymer 3M Clipper | 9661L | Usuwanie owłosienia klatki piersiowej |
| Atropina (do wstrzykiwań) | Sparhawk Laboratories inc. | NDC:58005-354 | Premedykacja domięśniowa |
| Skaner tomografii komputerowej | NeuroLogica | Omnitom Elite PCD; 1-NL5100-060 | Ocena położenia drutu prowadzącego/cewnika oraz ocena odmy opłucnowej; |
| Oprogramowanie do akwizycji danych | ADInstruments | LabChart Pro 8.1.31 | Oprogramowanie akwizycyjne przy 1 000 Hz bez filtrowania cyfrowego |
| System akwizycji danych | ADInstruments | ML865 | Do pomiaru ciśnienia w jamie opłucnej |
| Przetwornik różnicy ciśnień | Harvard Apparatus / Hugo Sachs | 73-3882 | Przetwornik ciśnienia do pomiaru ciśnienia w jamie opłucnej |
| Jednorazowy ręcznik operacyjny | Cardinal Health | KAT 28700-004 | Przygotowanie pola sterylnego (Krok 2.1) |
| EKG & pulsoksymetr | Mindray | BeneView T5 | Monitorowanie parametrów życiowych |
| Rurka endotrachealna, 7,0 mm | Teleflex Medical | REF 5-10314 | Intubacja dotchawicza |
| Cewnik balonowy do przełyku | Cooper Surgical | REF 47-9005 | Stosowany jako cewnik ciśnienia w jamie opłucnej (Krok 2.1) |
| Fentanyl (dożylny) | Hikma | NDC 0641-6030-01 | Analgezja dożylna |
| Gaziki (sterylne) | Medline | REF NON21430LF | Przygotowanie miejsca (Krok 2.1) |
| Przewodnik 0,025" × 33 cm | Teleflex Medical | REF AW-04025 | Dla techniki Seldingera (Krok 2.1) |
| Pompa infuzyjna | Smiths Medical | Medfusion 4000 | Ciągłe podawanie środka znieczulającego |
| Wprowadzik, 9 Fr | Cordis | REF 402-609X | Dla wprowadzenia cewnika do przestrzeni opłucnej (Krok 2.1) |
| Respirator mechaniczny | Maquet – Getinge | Servo-I, wentylacja sterowana objętością | |
| Maść okulistyczna | Opieka Weterynaryjna Lodi | NDC 17033-211-38 | Ochrona rogówki po indukcji znieczulenia |
| Tlen 100% (klasy medycznej) | Airgas | Ponieważ nie dostarczono tekstu źródłowego do tłumaczenia, proszę o przesłanie materiałów w języku angielskim, które mają zostać przetłumaczone na język polski zgodnie z wytycznymi. | W przypadku kontrolowanego odmy opłucnowej |
| Pankuronium (do wstrzykiwań) | Selleck. Odczynniki chemiczne. | S2497 | Blokada nerwowo-mięśniowa |
| Powidona–Roztwór jodu | BICCA | CAT 3955-16 | Antyseptyka skóry |
| Propofol (do wstrzykiwań) | NorthStar | NDC 16714-977-01 | Indukcja i podtrzymanie |
| Obwód oddechowy (obwód respiratora) | Medline | REF NON026370 | Obwód standardowy |
| Skalpel nr 11 | Bard-Parker | REF 372611 | Do nacięcia skóry (krok 2.1) |
| Sterylna obłożka | Medline | REF MDT2168286 | Przygotowanie pola jałowego |
| Rękawiczki sterylne (lateksowe) | Biżel | REF 31280 | Sterylne rękawice ochronne |
| Fartuch sterylny | Fał | REF 95121 | Sterylny fartuch chirurgiczny |
| Strzykawki 10 ml | Medline | REF SYR110010 | Do aspiracji/wstrzykiwania (Krok 2.1) |
| Strzykawki 50 ml | BD | REF 309680 | Do aspiracji powietrza z jamy opłucnej (Krok 2.1) |
| Tiletamina–zolazepam (dożylnie/domięśniowo) | Virbac | NADA 71805-06 | Telazol; sedacja domięśniowa |
| igła Tuohy, echogenna 18G × 100 mm | Pajunk | REF 521185-31C | W przypadku punkcji opłucnej (Krok 2.1) |
| Sonda ultradźwiękowa (Butterfly iQ+) | Butterfly Network | 950-20002-00 | Stosowane z aplikacją Butterfly iQ na iPada (Krok 2.1) |
| Oprogramowanie/aplikacja do ultrasonografii | Butterfly Network | Butterfly iQ 2.46; iPad 11 iPadOS 26 | Aplikacja Butterfly iQ na iPada |
| Ksylazyna (do wstrzykiwań) | Cronus Pharma | LLC |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten artykuł został opublikowany
Film wkrótce dostępny