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.
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.
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
Podjęto próbę umieszczenia cewników opłucnowych z zastosowaniem techniki przezskórnej u 20 świń (Tabela 1). U 17 zwierząt wprowadzono łącznie 34 cewniki opłucnowe (17 przednich i 17 tylnych). Z tej liczby 33 cewniki (97%) dotarły do zamierzonego obszaru opłucnej, natomiast jeden cewnik przedni przedostał się do jamy opłucnej, ale nie dotarł do docelowego położenia brzusznego. Prawidłowe regionalne umiejscowienie zarówno cewników przednich, jak i tylnych osiągnięto zatem u 16 z 17 zwierząt, u których wykonano wprowadzenie cewników (94%), co odpowiada 16 z 20 wszystkich zwierząt (80%; 95% CI, 56,3%–94,3%).
Reprezentatywne zapisy ciśnienia w jamie opłucnowej z udanych procedur wykazały wyraźne i fizjologicznie istotne różnice między czujnikami przednimi a tylnymi (Rycina 1). Cewnik przedni zazwyczaj wykazywał wyraźne oscylacje kardiologiczne, większe niż te rejestrowane przez balon przełykowy, co odzwierciedlało jego bliskość do serca i śródpiersia. W przeciwieństwie do tego, tylne sygnały opłucnowe wykazywały minimalny artefakt kardiologiczny i gładkie przebiegi oddechowe, co jest zgodne z mechanicznie spokojnym, zależnym regionem klatki piersiowej.
Podczas okluzji w końcowej fazie wydechu, prawidłowo umieszczone cewniki wykazały powtarzalny gradient ciśnienia opłucnego w kierunku grzbietowo-brzusznym. Ciśnienie w tylnej części opłucnej było konsekwentnie dodatnie w końcowej fazie wydechu, podczas gdy sygnał przedni wahał się od wartości ujemnych do dodatnich (Tabela 2). Wynikający z tego gradient między 2 a 7 cmH₂O odpowiadał oczekiwanemu grawitacyjnemu rozkładowi ciśnienia w znieczulonych, wentylowanych mechanicznie świniach.
Cztery procedury (20%) sklasyfikowano jako nieudane. U trzech zwierząt procedurę przerwano po uzyskaniu przedniego dostępu do opłucnej i umieszczeniu drutu prowadzącego, ponieważ obrazowanie CT wykazało niekontrolowaną odmę opłucnową w wyniku przypadkowego nakłucia miąższu płuca, co wskazywało na utratę przylegania opłucnej do płuca i uniemożliwiało wiarygodny pomiar ciśnienia w jamie opłucnej. W związku z tym u tych osobników nie przeprowadzono umieszczenia cewnika ani oceny kształtu fali ciśnienia. Pozostała nieudana procedura była wynikiem nieprawidłowego, przedniego umieszczenia cewnika: balon wniknął do jamy opłucnej, ale nie dotarł do docelowego obszaru brzusznego, co skutkowało uzyskaniem fali pozbawionej oczekiwanego gradientu przednio-tylnego.
Obrazowanie TK potwierdziło wyniki fizjologiczne. W przypadku udanych zabiegów cewniki balonowe były widoczne w zamierzonych brzusznych lub grzbietowych obszarach opłucnej, w bezpośrednim sąsiedztwie opłucnej ściennej (Rycina 2). W przypadku nieudanym, gdy cewnik znalazł się poza celem, TK wykazało położenie cewnika wewnątrzopłucnowe poza obszarem docelowym. Badanie pośmiertne dodatkowo potwierdziło położenie cewnika oraz jego lokalizację w opłucnej po zakończeniu protokołu (Rycina 3).
Podsumowując, wyniki te wykazują, że technika przezskórna pozwala na niezawodne uzyskanie interpretowalnych sygnałów ciśnienia w jamie opłucnej, gdy osiągnięto odpowiednie rozmieszczenie regionalne, a zarówno morfologia fali, jak i obrazowanie CT stanowią praktyczne wskaźniki sukcesu lub niepowodzenia procedury.

Rycina 1: Przebiegi ciśnienia w opłuczce i drogach oddechowych po ewakuacji odmy opłucnowej. Jednoczesne sygnały ciśnienia w drogach oddechowych (czerwony), ciśnienia przełykowego (niebieski), ciśnienia w przedniej części opłucnej (pomarańczowy) oraz ciśnienia w tylnej części opłucnej (cyjan) zarejestrowano podczas wentylacji objętościowej. Zacieniowany obszar oznacza pauzę po wydechu zastosowaną do wyznaczenia wartości ciśnienia końcowowydechowego. Krzywa tylna wykazuje minimalne oscylacje kardiogenne i wyższe wartości końcowowydechowe, podczas gdy krzywa przednia wykazuje wyraźniejsze oscylacje kardiologiczne i niższe ciśnienie końcowowydechowe. Podczas pauzy różnica między ciśnieniem w tylnej a przedniej części opłucnej reprezentuje pionowy gradient ciśnienia w opłuczce. Skrót: cmH₂O = centymetry słupa wody. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 2: Potwierdzenie umiejscowienia cewnika opłucnowego w tomografii komputerowej. Żółte strzałki wskazują przedni cewnik w brzusznej części opłucnej, a czerwone strzałki wskazują tylny cewnik w grzbietowej części opłucnej. Przedstawiono przekroje poprzeczne (lewy i środkowy) oraz strzałkowe (prawy) tomografii komputerowej dla obiektów P1 i P2. Obrazy uzyskano po umieszczeniu cewnika i przed całkowitym usunięciem sztucznego odmy opłucnowej. Gotowość do rejestracji potwierdzono następnie po drenażu poprzez przywrócenie ekspansji płuc i stabilne kształty fal ciśnienia fizjologicznego. Prawidłowe umiejscowienie zdefiniowano jako lokalizację cewnika w zamierzonym przednim lub tylnym obszarze opłucnej z odpowiadającą morfologią fali. Skrót: CT = tomografia komputerowa. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 3: Pośmiertne anatomiczne potwierdzenie umiejscowienia cewnika opłucnowego. Badanie klatki piersiowej przeprowadzone na koniec protokołu potwierdziło położenie cewnika wewnątrzopłucnowego. Żółte okręgi wskazują przedni cewnik opłucnowy, a zielony okrąg wskazuje tylny cewnik opłucnowy. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
| Kategoria wyniku | Liczba zwierząt (n = 20) | Procent (%) | 95% CI (%) | Opis |
| Pomyślne osadzenie przednie i tylne | 16 | 80% | 56.3–94.3 | Zarówno cewnik brzuszny, jak i grzbietowy prawidłowo umieszczone w obszarach docelowych |
| Umieszczenie w przestrzeni opłucnej, lecz poza celem | 1 | 5% | 0.1–24.9 | Przedni cewnik w jamie opłucnej, lecz poza obszarem docelowym |
| Niepowodzenie z powodu niekontrolowanego odmy opłucnowej | 3 | 15% | 3.2–37.9 | Procedurę przerwano po wprowadzeniu drutu prowadzącego z powodu niekontrolowanego odmy opłucnowej stwierdzonej w badaniu TK |
Tabela 1: Wyniki proceduralne u 20 obiektów doświadczalnych. Tabela przedstawia każdą kategorię wyniku, liczbę i procent zwierząt, 95% przedział ufności oraz opis. Skróty: CI = przedział ufności.
| Przedmiot | Dodatnie ciśnienie końcowowydechowe (cmH2O)₂O) | Końcowe ciśnienie wydechowe dodatnie (cmH₂O)₂O) | Gradient pionowy (cmH₂O)₂O) |
| 1 | -1.2 | 2.5 | 3.7 |
| 2 | -0.2 | 3.1 | 3.3 |
| 3 | -3.0 | 3.0 | 6.0 |
| 4 | 1.6 | 4.9 | 3.3 |
| 5 | 0.1 | 4.5 | 4.4 |
| 6 | -1.7 | 3.2 | 5.0 |
| 7 | 4.1 | 6.4 | 2.3 |
| 8 | -1.2 | 5.6 | 6.8 |
| 9 | -0.8 | 4.7 | 5.5 |
| 10 | 1.1 | 5.7 | 4.7 |
| 11 | -1.1 | 6.1 | 7.2 |
| 12 | -0.9 | 6.5 | 7.4 |
| 13 | -1.6 | 2.8 | 4.4 |
| 14 | 0.3 | 3.5 | 3.1 |
| 15 | 0.6 | 3.6 | 3.0 |
| 16 | 0.1 | 2.9 | 2.8 |
| Średnia | -0.2 | 4.3 | 4.5 |
| Odchylenie standardowe | 1.6 | 1.4 | 1.6 |
| Zakres | -3.0–4.1 | 2.5–6.5 | 2.3–7.4 |
Tabela 2: Wartości przedniego i tylnego ciśnienia w opłucnej w końcowej fazie wydechu oraz wynikający z nich gradient pionowy.Gradient obliczono jako różnicę między ciśnieniem tylnym a przednim. Pomiary wykonano podczas wentylacji z kontrolowaną objętością przy objętości oddechowej 10 mL/kg i dodatnim ciśnieniu końcowowydechowym 3 cmH₂O. Skróty: PEEP = dodatnie ciśnienie końcowowydechowe; VCV = wentylacja z kontrolowaną objętością.
| Problem | Prawdopodobna przyczyna | Kryteria rozpoznania | Działanie korygujące |
| Niepełne odbarczenie sztucznego odmy opłucnowej | Pozostały tlen w jamie opłucnej po wprowadzeniu cewnika a niepełne rozprężenie płuc | Utrwalający się resztkowy odma opłucnowa lub niepełne przyleganie opłucnej w tomografii komputerowej; niewiarygodne bezwzględne wartości ciśnienia w jamie opłucnej mimo zachowanych oscylacji oddechowych | Obniżyć FiO2 do 0,25, jeśli jest to tolerowane fizjologicznie, ułożyć zwierzę w pozycji brzusznej i odczekać 30 minut, aby ułatwić resorpcję tlenu. Powtórzyć badanie CT przed pomiarem ciśnienia, aby potwierdzić cofnięcie odmy i ponowne rozprężenie płuc. |
| Niekontrolowany odma opłucnowa | Przypadkowe nakłucie miąższu płuca podczas dostępu do jamy opłucnej | dowody w TK na obecność dużego lub niekontrolowanego odmy opłucnowej; niepełne rozprężenie płuc; dowody z respiratora na nieszczelność lub niestabilną mechanikę oddychania | Nie przechodź do rejestracji ciśnienia. Jeśli nie uda się uzyskać wiarygodnego pomiaru ciśnienia w jamie opłucnej, uznaj procedurę za nieudaną. |
| Posunięcie cewnika poza obszar docelowy | Przewód prowadzący lub cewnik przesunięty bocznie lub w kierunku przeciwnym do zamierzonego brzusznego lub grzbietowego obszaru opłucnej | TK wykazuje położenie cewnika wewnątrzpleuralnego poza obszarem docelowym; przebieg fali nie wykazuje oczekiwanych różnic przednio-tylnych ani pionowego gradientu ciśnienia | W razie możliwości skorygować położenie cewnika. Jeśli nie można dotrzeć do zamierzonego obszaru, zaklasyfikować umieszczenie cewnika jako suboptymalne lub nieudane. |
| Nieprawidłowy kształt fali opłucnej | Błędne położenie cewnika, niewystarczające napełnienie balonu, słabe przyleganie cewnika do opłucnej, nieszczelność połączenia lub błąd przetwornika/zerowania | Linia izoelektryczna, nadmierny szum, brak oscylacji oddechowych, niefizjologiczne wartości ciśnienia bezwzględnego lub utrata oczekiwanej morfologii fali przedniej/tylnej | Należy sprawdzić wszystkie połączenia oraz wyzerować przetworniki. Zweryfikować objętość napełnienia balonu. Ponownie ocenić położenie cewnika za pomocą obrazowania i powtórzyć analizę kształtu fali przed rozpoczęciem rejestracji. |
| Utrzymujący się przeciek drog oddechowych lub opłucnej | Przebicie miąższu płucnego lub trwałe połączenie opłucnej z drogami oddechowymi po uzyskaniu dostępu | Różnica między wdechową a wydechową objętością oddechową; niestabilne ciśnienie plateau; brak powrotu przepływu do zera podczas pauzy wdechowej | Zatrzymaj akwizycję danych. Ponownie oceń mechanikę respiratora oraz obrazowanie. Kontynuuj tylko w przypadku ustąpienia przecieku oraz przywrócenia stabilnych krzywych dróg oddechowych i opłucnej. |
| Przesunięcie cewnika po usunięciu wprowadzacza | Przesunięcie cewnika podczas wycofywania wprowadzaka lub niewystarczająca stabilizacja do skóry | Zmiana morfologii przebiegu sygnału po usunięciu wprowadzy; zanik oczekiwanych oscylacji serca w odcinku przednim; zanik łagodnego przebiegu sygnału oddechowego w odcinku tylnym; dowody w obrazowaniu CT na przemieszczenie | Przed usunięciem wprowadzacza należy przymocować cewnik do skóry za pomocą taśmy przylepnej. Po usunięciu wprowadzacza należy ponownie ocenić morfologię fali. W przypadku podejrzenia przemieszczenia cewnika należy potwierdzić jego położenie za pomocą tomografii komputerowej (TK). |
| Brak aspiracji powietrza | Powietrze wewnątrz sztucznego odmy przemieściło się z obszaru końcówki wprowadzacza. | Podczas cofania tłoka strzykawki nie zasysane jest powietrze, a podczas próby aspiracji powstaje podciśnienie. | Należy podjąć próbę aspiracji przy użyciu strzykawki o mniejszej objętości. Jeśli okaże się to niewystarczające, należy wykonać badanie tomograficzne (CT), aby zidentyfikować lokalizację skupiska powietrza i odpowiednio skorygować ułożenie zwierzęcia, tak aby skupisko powietrza znalazło się w bliskim sąsiedztwie końcówki wprowadzacza. |
Tabela 3: Przewodnik rozwiązywania problemów podczas zakłucia i wprowadzenia przezskórnego cewnika opłucnowego oraz rejestracji ciśnienia. Typowe problemy zestawiono z prawdopodobnymi przyczynami, kryteriami rozpoznania i działaniami naprawczymi. Skróty: CT = tomografia komputerowa; FiO₂ = frakcja tlenu w mieszaninie wdechowej.
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 wizualizacji opłucnej i wybranego przestrzeni międzyżebrowej, zapewniając potwierdzenie trajektorii igły w czasie rzeczywistym. Ponieważ procedura wymaga kontrolowanego i precyzyjnego posługiwania się igłą podczas zbliżania się do powierzchni opłucnej, zastosowano igłę Tuohy z usprawnioną echogennością, aby poprawić widoczność czubka i zminimalizować ryzyko przypadkowego nakłucia płuca lub niepowodzenia w dostaniu się do przestrzeni opłucnej16.
Ciągła wizualizacja czubka igły jest kluczowa podczas całego procesu jej wprowadzania. Z tego powodu preferowane jest podejście z użyciem ultradźwięków w płaszczyźnie (in-plane), ponieważ pozwala ono na obserwację całego trzonu i czubka igły podczas jej posuwania w stronę przestrzeni opłucnej, co zwiększa precyzję procedury i zmniejsza ryzyko przypadkowego przebicia płuca.
Prawidłowy moment wprowadzenia igły jest również kluczowy. Wprowadzanie igły podczas wstrzymania oddechu w fazie wydechu minimalizuje cykliczny ruch powierzchni opłucnej związany z wentylacją spoczynkową, co poprawia dokładność i zmniejsza częstość kontaktu z miąższem.
Odma opłucnowa została wywołana przy użyciu czystego tlenu, aby ułatwić resorpcję pozostałego gazu, którego nie usunięto za pomocą aspiracji strzykawką. Resorpcja ta zachodzi dzięki gradientowi dyfuzji tlenu między jamą opłucnową a pęcherzykami płucnymi, ponieważ zwierzę jest wentylowane przy FiO₂ poniżej 1,017. Takie podejście minimalizuje ryzyko, że resztkowy gaz wewnątrzopłucnowy będzie zakłócał pomiary ciśnienia. Objętość tlenu powinna być wystarczająca do rozdzielenia warstw opłucnej i umożliwienia bezpiecznego wprowadzenia drucianego prowadnika oraz wprowadnika, unikając jednocześnie niepotrzebnego powiększania sztucznej odmy. Po zakończeniu wprowadzania cewnika, wprowadzony tlen musi zostać całkowicie usunięty przed przystąpieniem do pomiarów ciśnienia.
Właściwe ułożenie jest niezbędne do umożliwienia dostępu tylnego. Obrócenie zwierzęcia do pozycji półleżącej pozwala na przesunięcie wewnątrzpleuralnej kieszeni tlenu ku tyłowi, dzięki czemu grzbietowa przestrzeń opłucnowa staje się dostępna poprzez ślepe nakłucie z zastosowaniem tej samej techniki Seldingera, co w przypadku nakłucia przedniego. Odpowiedni obrót ciała jest kluczowy dla umożliwienia migracji kieszeni tlenu w kierunku grzbietowym. Niedostateczny obrót może uniemożliwić rozdzielenie tylnych warstw opłucnej, co utrudnia posunięcie drutu prowadzącego mimo planowania miejsca nakłucia z wykorzystaniem TK.
Po wprowadzeniu cewnika obowiązkowa jest weryfikacja szczelności systemu. Brak przecieku do dróg oddechowych lub opłucnej potwierdza się poprzez porównanie objętości tidalnych wdechowych i wydechowych oraz wykonanie pauzy wdechowej. Stabilne ciśnienie plateau wraz z powrotem przepływu do zera wskazuje na brak trwającego przecieku oraz na to, że dostęp do opłucnej nie tworzy trwałej komunikacji z drogami oddechowymi. Dodatkowo należy ocenić morfologię krzywej ciśnienia, aby zweryfikować prawidłową funkcję i położenie cewnika. W zapisach przednich spodziewane są wyraźniejsze oscylacje serca ze względu na bliskość serca i śródpiersia, podczas gdy zapisy tylne zazwyczaj wykazują gładsze krzywe oddechowe z minimalnymi zakłóceniami pochodzenia kardiologicznego. Oscylacje te stanowią oczekiwaną cechę fizjologiczną, a nie artefakt sygnału, i tym samym potwierdzają prawidłowe przednie umiejscowienie cewnika. Przed usunięciem wprowadzacza cewnik należy stabilnie przymocować do skóry taśmą klejącą, aby zminimalizować ryzyko przemieszczenia. Po ewakuacji sztucznego odmy i usunięciu wprowadzacza należy ponownie ocenić zapisy ciśnienia, aby potwierdzić, że morfologia krzywej nie uległa zmianie, co wyklucza przemieszczenie cewnika podczas końcowych etapów procedury. Kontrole te są zgodne z podstawowymi zasadami wentylacji mechanicznej i monitorowania18. Zwięzły przewodnik rozwiązywania problemów dla najczęstszych trudności technicznych, prawdopodobnych przyczyn, kryteriów rozpoznawania i działań korygujących znajduje się w Tabeli 3.
Ważną zaletą tej metody jest uzyskanie dostępu do opłucnej drogą przezskórną, bez konieczności otwierania klatki piersiowej. Podejścia małoinwazyjne są zazwyczaj preferowane, gdy pozwalają osiągnąć ten sam cel doświadczalny, ponieważ zmniejszają obciążenie związane z procedurą i zapobiegają niepotrzebnemu naruszaniu struktur anatomicznych19. W tym modelu świńskim technika przezskórna może skrócić czas przygotowania, pozwolić uniknąć torakotomii i pomóc w zachowaniu naturalnej mechaniki ściany klatki piersiowej, choć nie przeprowadzono formalnego porównania z metodami opartymi na torakotomii.
Metoda ta ma jednak kilka ograniczeń. Pomyślne wprowadzenie cewnika zależy od operatora i wymaga doświadczenia w zakresie USG klatki piersiowej, przezskórnego dostępu do opłucnej oraz techniki Seldingera. Przypadkowe nakłucie miąższu płuca podczas dostępu do opłucnej stanowi główną przyczynę niepowodzenia procedury, ponieważ powstały odma opłucnowa uniemożliwia późniejsze wprowadzenie cewnika. Wiarygodne pomiary ciśnienia zależą również od odpowiedniego napełnienia balonika. Zarówno niedopełnienie, jak i przepełnienie baloników może zmienić pomiary ciśnienia, co podkreśla znaczenie ustalenia optymalnej objętości napełnienia przed akwizycją danych. Podobnie jak w przypadku każdej techniki bezpośredniego pomiaru ciśnienia w jamie opłucnej, ciśnienie opłucnowe może być mierzone tylko w miejscu położenia cewnika, a zatem odzwierciedla ono regionalną mechanikę opłucnej, a nie rozkład ciśnienia w całej jamie opłucnowej. Chociaż wdmuchnięty tlen jest odsysany na koniec procedury, całkowitego opróżnienia nie można bezpośrednio zweryfikować bez obrazowania. Pozostały tlen wewnątrzopłucnowy może zatem pozostać niewykryty i wpłynąć na bezwzględne pomiary ciśnienia opłucnowego. Pomimo tych ograniczeń, dynamiczne sygnały ciśnienia opłucnowego były interpretowalne fizjologicznie w przypadku pomyślnego wprowadzenia cewnika.
Ogólnie rzecz biorąc, niniejszy protokół zapewnia prostą, małoinwazyjną i ugruntowaną fizjologicznie technikę pomiaru regionalnego ciśnienia w opłucznej w modelach translacyjnych. Dzięki dostępowi przezskórnemu i regionalnym sygnałom ciśnienia metoda ta nadaje się do badań nad ciśnieniem transpulmonalnym, regionalnym rozkładem ciśnienia oraz szerszymi aspektami mechaniki oddychania.
Autorzy nie deklarują żadnych konfliktów interesów.
Niniejsza praca została sfinansowana z grantów NIH R01HL177025 oraz R01HL171199.
| 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 |
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie