В данном протоколе описывается малоинвазивная перкутанная методика установки передних и задних плевральных катетеров у свиней, позволяющая проводить прямое измерение регионального плеврального давления без проведения торакотомии.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
В данном протоколе описывается малоинвазивная перкутанная методика установки передних и задних плевральных катетеров у свиней, позволяющая проводить прямое измерение регионального плеврального давления без проведения торакотомии.
Измерение плеврального давления позволяет проводить углубленную физиологическую оценку, включая разделение механики дыхательной системы на компоненты легких и грудной стенки, расчет транспульмонального давления и количественную оценку региональных градиентов плеврального давления. Эта информация имеет важное значение для оптимизации искусственной вентиляции легких, оценки влияния изменений физиологии грудной стенки и развития трансляционных исследований повреждений легких. Однако современные методы прямого измерения плеврального давления часто требуют хирургической имплантации датчиков плеврального давления путем торакотомии с вскрытием грудной клетки, что является трудоемким, рискованным процессом и может нарушить механику грудной стенки. Чтобы преодолеть эти ограничения, мы разработали малоинвазивный чрескожный метод установки плеврального катетера под визуальным контролем. Процедура проводилась на свиньях под общей анестезией с искусственной вентиляцией легких. Под контролем УЗИ игла Тьюи была введена в плевральную полость, после чего был создан небольшой искусственный пневмоторакс (50–100 mL кислорода) для разделения плевральных листков. По проводнику был установлен интродьюсер с оболочкой 9 Fr, что позволило ввести баллонный катетер в передний отдел плевры. Затем животное было переведено в полупрон-позицию, и второй катетер был установлен дорсально после увеличения объема пневмоторакса еще на 50–100 mL кислорода. Правильность установки была подтверждена с помощью компьютерной томографии (КТ) и физиологических кривых. После эвакуации воздуха из плевральной полости и расправления легких положение катетеров было подтверждено методами визуализации. Успешная установка переднего и заднего катетеров была достигнута у 16 из 20 животных (80%), что подтверждает техническую осуществимость данного подхода. Неудачные попытки были связаны с непреднамеренным пневмотораксом при доступе к передней плевре или неправильным положением переднего катетера вне целевой вентральной области. Данный метод представляет собой менее инвазивный и воспроизводимый подход для прямого регионального мониторинга плеврального давления на моделях крупных животных. Благодаря отсутствию необходимости в хирургическом доступе, этот чрескожный метод под визуальным контролем хорошо подходит для экспериментальных протоколов по изучению механики дыхания, физиологии легких и грудной стенки, а также искусственной вентиляции легких в трансляционных исследованиях.
Плевральное давление широко используется в экспериментальных исследованиях в качестве ключевого показателя механики грудной стенки, помогая описать раздельное поведение дыхательной системы и ее взаимодействие с легким при искусственной вентиляции легких1. Эта переменная имеет важное значение для расчета транспульмонального давления, которое является основным определяющим фактором стресса легких2. При повреждении легких плевральное давление также может помочь в описании механики в конце выдоха и дать представление о суперпозиционном градиенте давления — явлении, связанном с нагрузкой, воздействующей на зависимые области легких3,4. Такое региональное распределение давления создает вентро-дорсальные различия в плевральном и транспульмональном давлении, которые при контролируемой искусственной вентиляции легких определяются главным образом гравитационной нагрузкой и степенью повреждения легких, тогда как при спонтанном или вспомогательном дыхании они могут дополнительно усиливаться региональной активностью инспираторных мышц5.
Прямой мониторинг плеврального давления не применяется в клинической практике, так как эта процедура слишком инвазивна, чтобы считаться безопасной. По этой причине в качестве наилучшего суррогата плеврального давления обычно используют пищеводное давление (Pes)6. Однако на Pes влияет несколько факторов, которые могут повлиять на его точность, включая положение катетера, передачу давления, оцениваемую по коэффициенту Байдура, и режим вентиляции7. Пищеводный баллон располагается внутри податливой структуры, и его сигнал формируется как стенкой пищевода, так и прилегающими органами средостения. Даже незначительные смещения катетера по глубине или его выравниванию могут изменить измеряемое давление или величину его приливных колебаний8. Кроме того, Pes преимущественно отражает плевральное давление в средних и дорсальных отделах, что делает его менее репрезентативным для вентральных областей и общей плевральной среды при гетерогенном повреждении легких9.
По этим причинам прямое измерение плеврального давления остается золотым стандартом в трансляционной и экспериментальной физиологии10. Для прямого измерения плеврального давления использовалось несколько устройств. В экспериментальных моделях часто применяются плевральные датчики в виде пластин11,12, а в некоторых исследованиях для прямой регистрации плеврального давления в плевральную полость вводили пищеводные баллонные катетеры13,14. Несмотря на наличие различных инструментов для прямого измерения плеврального давления, их установка традиционно требовала либо открытой торакотомии, либо торакоскопического доступа. Эти подходы являются инвазивными, требуют высокого хирургического мастерства, увеличивают время подготовки к процедуре и нарушают нормальную механику грудной стенки, что существенно изменяет исследуемые физиологические условия.
В данной статье по методологии мы представляем новый чрескожный метод установки эзофагеальных баллонных катетеров в плевральную полость свиней для прямого регионального мониторинга плеврального давления. Этот подход является минимально инвазивным и не требует проведения торакотомии или специализированной хирургической подготовки. Передний доступ к плевре осуществляется с использованием стандартной техники пункции под контролем ультразвукового исследования, в то время как компьютерная томография (КТ) используется для подтверждения положения интраплеврального проводника и катетера, а также для планирования заднего доступа к плевре. Данный метод позволяет устанавливать катетеры в различные области плевральной полости для региональной оценки раздельной механики дыхания. Техника направлена на снижение сложности и рисков процедуры при сохранении высокой точности записей плеврального давления для физиологических и трансляционных исследований.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
После получения одобрения Институционального комитета по уходу и использованию животных (2020I000073) в Больнице общего профиля Массачусетса (Бостон, штат Массачусетс), эксперименты проводились с марта по ноябрь 2025 года на 20 здоровых йоркширских свиньях весом 30–40 kg.
ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: Данный протокол предполагает намеренное создание пневмоторакса и использование 100% кислорода. Процедуру следует проводить под непрерывным физиологическим мониторингом персоналом, обученным анестезии крупных животных и плевральному доступу; во время инсуффляции кислорода необходимо исключить любые источники возгорания.
1. Подготовка животных
2. Подготовка оборудования
3. Передний перкутанный плевральный доступ
4. Задний перкутанный плевральный доступ
5. Финальное позиционирование и мониторинг
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Попытка установки плеврального катетера с использованием чрескожного метода была проведена на 20 свиньях (Таблица 1). В 17 животных было установлено в общей сложности 34 плевральных катетера (17 передних и 17 задних). Из них 3 катетера (97%) достигли намеченной области плевры, в то время как один передний катетер попал в плевральную полость, но не достиг целевой вентральной области. Таким образом, правильное региональное расположение как передних, так и задних катетеров было достигнуто у 16 из 17 животны...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Данный чрескожный протокол представляет собой практичный и воспроизводимый метод измерения регионального плеврального давления без необходимости проведения торакотомии или торакоскопического доступа. Ряд аспектов процедуры имеет особое значение для обеспечения успешной установки катетера и получения высокоточных записей давления.
Ключевым элементом данной методики является передняя пункция, выполняемая под прямым контролем торакального ультразвукового исследования. УЗИ используется для четкой ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не заявляют о наличии конфликта интересов.
Эта работа была поддержана грантами NIH R01HL177025 и R01HL171199.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Клейкая лента | 3M Tegaderm | 1624W | Фиксация катетера перед введением интродуцера |
| Машинка для стрижки животных | триммер 3M Clipper | 9661L | Удаление волос на грудной клетке |
| Атропин (инъекционный препарат) | Sparhawk Laboratories inc. | NDC:58005-354 | Внутримышечная премедикация |
| Компьютерный томограф | NeuroLogica | Omnitom Elite PCD; 1-NL5100-060 | Оценка положения проводника/катетера и диагностика пневмоторакса; |
| Программное обеспечение для сбора данных | ADInstruments | LabChart Pro 8.1.31 | Программное обеспечение для сбора данных с частотой 1000 Гц без цифровой фильтрации |
| Система сбора данных | ADInstruments | ML865 | Для регистрации плеврального давления |
| Датчик дифференциального давления | Harvard Apparatus / Hugo Sachs | 73-3882 | Датчик давления для регистрации плеврального давления |
| Одноразовая операционная салфетка | Cardinal Health | CAT 28700-004 | Подготовка стерильной зоны (этап 2.1) |
| ЭКГ & пульсоксиметр | Mindray | BeneView T5 | Мониторинг показателей жизнедеятельности |
| Эндотрахеальная трубка, 7,0 мм | Teleflex Medical | REF 5-10314 | Эндотрахеальная интубация |
| Эзофагеальный баллонный катетер | Cooper Surgical | REF 47-9005 | Используется в качестве катетера для измерения внутриплеврального давления (шаг 2.1) |
| Фентанил (инъекционный) | Hikma | NDC 0641-6030-01 | Внутривенная анальгезия |
| Марлевые салфетки (стерильные) | Medline | REF NON21430LF | Подготовка участка (шаг 2.1) |
| Проводник 0,025" × 33 см | Teleflex Medical | REF AW-04025 | Для техники Сельдингера (шаг 2.1) |
| Инфузионный насос | Smiths Medical | Medfusion 4000 | Непрерывное введение анестетика |
| Интродусер, 9 Fr | Cordis | REF 402-609X | Для установки интраплеврального катетера (этап 2.1) |
| Аппарат искусственной вентиляции легких | Maquet – Getinge | Servo-I, вентиляция с контролем объема | |
| Офтальмологическая мазь | Ветеринарная клиника Lodi Veterinary Care | NDC 17033-211-38 | Защита роговицы после индукции анестезии |
| Кислород 100% (медицинский) | Airgas | Поскольку исходный текст не был предоставлен, пожалуйста, отправьте текст для перевода. | Для контролируемого пневмоторакса |
| Панкуроний (инъекционный раствор) | Selleck. Химические вещества | S2497 | Нервно-мышечная блокада |
| Повидон–Раствор йода | BICCA | CAT 3955-16 | Антисептика кожи |
| Пропофол (раствор для инъекций) | NorthStar | NDC 16714-977-01 | Индукция и поддержание |
| Дыхательный контур (контур аппарата ИВЛ) | Medline | REF NON026370 | Стандартная схема |
| Скальпель № 11 | Bard-Parker | REF 372611 | Для разреза кожи (шаг 2.1) |
| Стерильная хирургическая простыня | Medline | REF MDT2168286 | Подготовка стерильного поля |
| Стерильные перчатки (латексные) | Биогель | REF 31280 | Стерильные защитные перчатки |
| Стерильный халат | Halyard | REF 95121 | Стерильный хирургический халат |
| Шприцы 10 мл | Medline | REF SYR110010 | Для аспирации/инъекции (шаг 2.1) |
| Шприцы 50 мл | BD | REF 309680 | Для аспирации воздуха из плевральной полости (шаг 2.1) |
| Тилетамин–золазепам (для инъекций) | Virbac | NADA 71805-06 | Телазол; внутримышечная седация |
| игла Тьюи, эхогенная, 18G × 100 мм | Pajunk | АРТ 521185-31C | Для плевральной пункции (шаг 2.1) |
| Ультразвуковой датчик (Butterfly iQ+) | Butterfly Network | 950-20002-00 | Используется с приложением Butterfly iQ для iPad (шаг 2.1) |
| Программное обеспечение/приложение для ультразвукового исследования | Butterfly Network | Butterfly iQ 2.46; iPad 11 iPadOS 26 | Приложение Butterfly iQ для iPad |
| Ксилазин (раствор для инъекций) | Cronus Pharma | ООО |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Эта статья была опубликована
Видео скоро будет доступно