Summary
Målet med denne publikation er at demonstrere den potentielle anvendelse af en ny anordning ved hjælp af simulerede solide organskader i en svinemodel.
Abstract
Fast organ (lever, milt, og nyre) blødning er ofte livstruende og kan være svært at stoppe i kritisk syge patienter. Traditionelle teknikker til at standse denne igangværende blødning omfatter koagulation af højspænding elektrocautery, aktuel hæmostatisk anvendelse, og levering af antændt argon gas. Målet med denne undersøgelse /video var at demonstrere effekten af en ny energi enhed til at arrestere vedvarende fast organblødning. Et nyt instrument, der anvender bipolar radiofrekvens (RF) energi, der virker til at antænde / koge dryppende saltvand fra en simpel håndstykke er ansat til at standse igangværende blødning fra fast organ skader i en svin model. Dette instrument er ekstrapoleret fra erfaring inden for elektive leverresekter. En eskalerende serie af skader på faste organer i en svinemodel vil blive oprettet. Dette vil blive efterfulgt af at arrestere blødning med denne nye energi enhed i rækkefølge. Der vil også blive anvendt en standardsugeanordning. Denne enkle saltvand / RF energi instrument har potentiale til at standse igangværende fast organ overflade / capsular blødning, samt moderat blødning forbundet med dybe flænger.
Introduction
Ukontrolleret blødning på grund af solid organskade er fortsat en førende årsag til sygelighed og dødelighed i både stumpe og gennemtrængende traumer1. Med fremkomsten af effektiv skadekontrol genoplivning strategier, satsen for ikke-operative forvaltning for abdominal traumer fortsætter med at stige2. Som et resultat, patienter, der kræver operative forvaltning har stadig mere komplekse skader og tilhørende fysiologiske derangement. Hos disse patienter, tidlig kontrol af blødning er en væsentlig del af effektiv skadekontrol genoplivning og ønskelige resultater.
Den kirurgiske behandling af solide organskader er fortsat en nøglekompetence for traumer, akut behandling, og alment praktiserende læger. En bred vifte af kirurgiske teknikker og hæmostatiske supplementer til disse skader er blevet beskrevet3. Traditionelle teknikker til behandling af fast organblødning omfatter koagulation af højspændingselektrocautery, anvendelse af topiske hæmostatiske midler, suturerede reparationer og delvis eller total organudskæring. Argon strålekoagulation er også blevet beskrevet4. Mens hver af disse teknikker har en rolle i at opnå hæmostase, ingen er universelt anvendelige eller vellykket.
Mange nye værktøjer og hæmostatiske behandlinger er blevet beskrevet i det elektive kirurgiske miljø. Dette gælder især i realm af hepatobiliary kirurgi5. Som kendskab til disse værktøjer stiger, mange af dem har også vist lovende i kirurgisk behandling af traumatiske skader. En sådan enhed udnytter en kombination af antændt saltvand og bipolar radiofrekvens energi til at arrestere blødning. Derudover, Det har evnen til samtidig at forsegle små til mellemstore galdegange i leveren6. De positive erfaringer med dette værktøj i håndteringen af solide organskader er tidligere beskrevet6,7,8.
Målet med denne publikation er at demonstrere den potentielle anvendelse af denne nye enhed ved hjælp af simulerede faste organskader i en svinemodel.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Forsøg, der involverer dyreemner er blevet godkendt af Animal Care Udvalg ved University of Calgary og følge de retningslinjer, som den canadiske Rådet for Animal Care. Komitéen sikrer, at undersøgelsen er etisk, og at dyrene behandles humant.
1. Model forberedelse
- Hus de 50 kg voksne mandlige svin i et dyreplejesanlæg i 1 uge før operationen for at akklimatisere dyret til opstaldning betingelser og handlere. Fast modellen i mindst 6 timer før indledningen af anæstesi.
- Modellen kan se ud med en intramuskulær injektion af ketamin (33 mg/kg), atropin (0,04 mg/kg) og buprenorphin (0,05 mg/kg) samt inhaleret isofluran (5%)9.
- Flyt modellen ind i liggende stilling, og spray stemmebåndene med lidocain (1%) for at forebygge laryngospasme. Udfør direkte endoracheal intubation ved hjælp af et 6,5 Fr cuffed endoracheal rør. Bekræft den korrekte position af endoracheal rør ved hjælp af capnography.
- Indsæt en 18G IV i den marginale ørevene og begynde en infusion af Ringer's laktat med en hastighed på 200 ml / h. Påfør en kedelig salve til modellens øjne for at forhindre tørhed under generel anæstesi.
- Overvåg modellens puls og iltmætning ved hjælp af et pulsoximeter, der anvendes på modellens hale. Udluft modellen mellem 14 - 16 vejrtrækninger/min. ved hjælp af en mekanisk ventilator og et tidevandsvolumen på 5 - 10 ml/kg. En passende anæstesi opretholdes ved at målrette mod en minimal alveolerkoncentration (MAC) af isofluran mellem 2 og 2,5.
- Forud for indledningen af operationen, bekræfte tilstrækkelig dybde af anæstesi ved at teste smerte reflekser med en bagbenet tå knivspids. Revurdere smerte reflekser med jævne mellemrum under hele operationen.
2. Forberedelse af udstyr
- Klargør den antændte saltvand / bipolar radiofrekvens (SBRF; Figur 1) i henhold til producentens specifikationer.
- Åbn håndstykket (6.0 bipolær tætningsspids) og tilslut det til generatoren.
- Indstil indstillingen for saltvandsflowet til Lav. Brug 0,9% saltvand for en maksimal energiledning.
- Indstil radiofrekvenseffektindstillingen til 160 W.
3. Kirurgi: Laparotomi
- Udfør en lang åben midterlinjen laparotomi snit ved hjælp af en #10 skalpel strækker sig fra xiphisternum til pubis og passerer gennem alle lag af bugvæggen.
- Etablere en passende eksponering af de faste organer af interesse(f.eks.,lever, milt, nyre), mobilisere andre strukturer, og indsætte en retractor efter behov.
BEMÆRK: For nemheds skyld vil leveren blive omtalt som det faste organ af interesse for resten af denne protokol. Denne protokol vil også omfatte skabe skader af samme kvalitet i nyrerne og milten.
4. Kirurgi: Simuleret Solid Organ Injury
BEMÆRK: De skader, der er beskrevet nedenfor, repræsenterer et forværret hierarki af skader. Skaderne er skabt af en ekspert traumekirurg og hæmostase vil blive opnået ved en anden kirurg.
- Ved hjælp #10 en kraftig skalpelklinge, anvende en slibende (frem og tilbage) kraft til leverkapslen for at fremkalde kapsulær blødning. Skaden skal være overfladisk(dvs.1 - 2 mm) og 2 cm2 i størrelse. Skadens størrelse kan derefter øges i intervaller på 1 cm2 efter operatørens skøn.
- Opret solide organ flænger af stigende sværhedsgrad ved hjælp af direkte anvendelse af en skalpel. Længden af laceration kan strække sig fra 5 cm til hele længden af orglet. Dybden af flængen skal være 1 cm og derefter øges i intervaller på 1 cm efter operatørens skøn.
- Opret gennemtrængende skader med en stump enhed såsom en Kelly klemme ved hjælp af en stikkende bevægelse. Disse kan være af en delvistykkelse (dvs.,50% af orglet)eller affuld tykkelse (dvs. passerer helt gennem orglet).
5. Hæmostase
- Tryk på håndstykkets knap, der starter den samtidige strøm af saltvand og levering af bipolar radiofrekvensenergi. Saltvandet vil koge på det sted, hvor ansøgningen.
- Påfør enhedens spids direkte på leverens rå overflade, til overfladiske områder af blødning, eller inden for defekter i leveren selv. Organet må ikke stikkes med endeeffektoren.
- Påfør samtidigsugning fra en standard kirurgisk sucker efter behov for at levere den opvarmede saltvand og energi direkte til de områder af igangværende blødning. Dette hjælper også visualisere den præcise placering af den igangværende blødning.
- Vævene opvarmes til ca. 100 °C (termisk koagulation uden signifikant forkulning) ved hjælp af en blid frem- og tilbagebevægelse. En auditiv 'pop' vil forekomme efter 3 - 5 s og betyder, at brænde er færdig. Brugeren kan derefter flytte instrumentet på en organiseret måde til det næste målrettede websted.
- Hvis det er nødvendigt, anvende præcist rettet højspænding elektrocautery i forbindelse med anvendelsen af SBRF og sugeanordninger for at opnå hæmostase. Dette kan være nødvendigt for den største og mest energiske blødning.
6. Forsegling små til mellemstore Galde kanaler
- Ved hjælp af samme metode som beskrevet ovenfor påføres instrumentspidsen hen over leverparenkymens snit/skadede kant for at forsegle små til mellemstore galdegange.
7. Model Eutanasi
- Ved afslutningen af forsøget, euthanize den seede model via exsanguination i henhold til institutionens Animal Care retningslinjer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Den SBRF enhed, der er beskrevet heri giver effektiv hæmostase for en række faste organskader. Effekten af SBRF-anordningen i en svinemodel er tidligere beskrevet8. Resultaterne af denne undersøgelse er genudgivet her med tilladelse fra forfatterne.
Ved hjælp af en svinemodel blev der anvendt skader af stigende sværhedsgrad på fire separate modeller. Skaderne blev beskrevet som overflade decapsulation, overfladisk laceration, dyb laceration, gennemtrængende 'gennem og gennem' missil baner, og fuldstændig transection. Effektiv hæmostase blev bestemt af fem opererende kirurger samt en omhyggelig video gennemgang af en separat gruppe af to kirurger. Uanset skadens sværhedsgrad, blev SBRF enheden besluttet at være effektiv til at opnå hæmostase af de opererende kirurger i 99% af skaderne, og af video review kirurger i 97% af skaderne. Derudover, på grund af en stor del af det enkle design, de opererende kirurger involveret i den indledende undersøgelse fandt også enheden meget nem at bruge8.
Dybden af vævsindtrængningen af SBRF-enheden blev også bestemt i den foregående svineundersøgelse8. Vævsindtrængningen varierede efter målorgan( tabel 1). Især, ingen væv koagulation blev observeret, når ringere vena cava blev målrettet. Dette er sandsynligvis på grund af kølepladen virkning fra betydelig blodgennemstrømning og yderligere understøtter sikkerheden af enhedens brug omkring store vaskulære strukturer.
Figur 1: Saltvand/bipolar radiofrekvens (SBRF) energienhed. (A) Dette panel viser SBRF enheden håndstykke med enkelt-knap design. (B) Dette panel viser SBRF's 6,0 stumpe bipolar forsegling spids. Klik her for at se en større version af dette tal.
| Målorgan | Dybde af vævsindtrængning (mm) |
| Leveren | 2.7 |
| Milt | 2.5 |
| Nyre | 3 |
| Bugvæggen | 2.4 |
| Lunge | 1.1 |
| Hjertet | 1.3 |
| Ringere vena cava | 0 |
Tabel 1: Vævsindtrængning efter målorgan. Denne tabel er blevet ændret fra Ball et al8.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Den hurtige og effektive kontrol af blødning er en væsentlig del af moderne skadekontrol genoplivning10. En række operative og supplerende teknikker er til rådighed til at standse blødning i en solid organskade3. Ingen af disse teknikker har vist sig at være universelt anvendelige eller vellykkede med hensyn til at opnå hæmostase. De første erfaringer med SBRF-enheden, der er beskrevet her, har været positive6,7,8. Denne enhed er et værdifuldt supplement til at opnå hurtig og effektiv hæmostase i komplekse faste organskader.
I den nuværende protokol blev der anvendt en svinemodel til at simulere traumatiske solidorganskader. I den forbindelse demonstreres undersøgelsens egenskaber i en high-fidelity-indstilling. Svinemodeller har tidligere vist sig at være en effektiv model for tilsvarende processer for sygdomme hos mennesker, især inden for kirurgisk uddannelse og simulering11.
Denne protokol har en bemærkelsesværdig begrænsning. De simulerede skader er skabt i en svinemodel, som er anesthetized under standardiserede forhold. Selv om de simulerede skader er relativt realistiske, er de skabt isoleret til den fysiologiske tilstand af modellen. Som et resultat, modellen er ikke nødvendigvis udsat for den akutte koagulopati og andre fysiologiske derangements, der normalt påvirker resultater i traumatisk sårede patienter.
På trods af denne begrænsning har den menneskelige patientoplevelse med enheden i fast organblødning været yderstopmuntrende 6,7. SBRF enheden er enkel at bruge og har vist effektiv hæmostase hos en meget udvalgt gruppe af traumepatienter med udfordrende solide organskader. SBRF-enheden tillader også samtidig hæmostase og forsegling af små og mellemstore galdegange i leveren.
Så meget desto mere har der ikke været rapporter om kortsigtede eller langsigtede komplikationer, der er direkte relateret til brugen af en SBRF-anordning til traumepatienter eller under dets anvendelse ved elektiv kirurgi. Da enheden fungerer ved en relativt lav driftstemperatur(f.eks.100°C), er der mindre risiko for, at uskyldige vaskulære vaskulære konstruktioner kommer til skade i operationsfeltet. For eksempel synes der at være nogen eller meget begrænset risiko for strukturer såsom ringere vena cava og portal vene på grund af den stærke køleplade skabt af den høje blodgennemstrømning gennem disse strukturer. Som brugen af og erfaring med SBRF enheden stiger, dens brugere bliver nødt til at forblive opmærksomme for eventuelle komplikationer.
Skadeskontrol laparotomi er forbundet med betydelig potentiel sygelighed og dødelighed11,12. Dette gælder især i forvaltningen af komplekse solide organskader. Besiddelse af en alsidig enhed til effektiv primær hæmostase i disse komplekse skader kan føre til en reduktion i behovet for midlertidig abdominal lukning og dens iboende risici. Det er også et fantastisk instrument for kirurger, der skal stoppe igangværende blødning i disse udfordrende områder, men ikke nødvendigvis har komfort i hverken intra-organ anatomi eller den anatomiske region af skaden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Forfatterne har ingen anerkendelser.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Aquamantys pump generator | Medtronic | 40-402-1 | |
| Aquamantys 6.0 bipolar sealer | Medtronic | 23-112-1 | |
| Electrosurgical pencil with tip | Megadyne | 0039 | |
| Porcine animal | |||
| Porcine ventilator/induction and anesthetic medications | |||
| 2 x 1 liter bags of 0.9% normal saline | |||
| 2 x scalpels (#10) | |||
| Belfour abdominal retractor | |||
| Suction tubing | |||
| Suction tip | |||
| Suction device/wall connector | |||
| Suction canister | |||
| Debakey forceps | |||
| Metz scissors | |||
| Curved Mayo scissors | |||
| Closing suture (1-0 Nylon) | |||
| 20 x Laparotomy sponges | |||
| 2 x Kelley clamps | |||
| 2 x snap clamps |
References
- Kauvar, D. S., Lefering, R., Wade, C. E. Impact of hemorrhage on trauma outcome: an overview of epidemiology, clinical presentations, and therapeutic considerations. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 60 (6), S3-S11 (2006).
- Shrestha, B., et al. Damage-control resuscitation increases successful nonoperative management rates and survival after severe blunt liver injury. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 78 (2), 336-341 (2015).
- Kozar, R. A., et al. Trauma Association/critical decisions in trauma: operative management of adult blunt hepatic trauma. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 71 (1), 1-5 (2011).
- Peitzman, A. B., Richardson, J. D. Surgical treatment of injuries to the solid abdominal organs: a 50-year perspective from the Journal of Trauma. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 69 (5), 1011-1021 (2010).
- Aloia, T. A., Zorzi, D., Abdalla, E. K., Vauthey, J. N. Two-surgeon technique for hepatic parenchymal transection of the noncirrhotic liver using saline-linked cautery and ultrasonic dissection. Annals of surgery. 242 (2), 172-177 (2005).
- Ball, C. G. Use of a novel energy technology for arresting ongoing liver surface and laceration hemorrhage. Canadian Journal of Surgery. 57 (4), E146 (2014).
- Ball, C. G., et al. Use of a novel saline/bipolar radiofrequency energy instrument as an adjunct for arresting ongoing solid organ surface and laceration bleeding in critically injured patients. Injury. 47 (9), 1996-1999 (2016).
- Ball, C. G., et al. The efficacy of a novel saline/bipolar radiofrequency energy instrument for arresting ongoing solid and non-solid organ hemorrhage in a swine model. Injury. 47 (12), 2706-2708 (2016).
- Swindle, M. M., Smith, A. C. Best practices for performing experimental surgery in swine. Journal of Investigative Surgery. 26 (2), 63-71 (2013).
- Cantle, P. M., Roberts, D. J., Holcomb, J. B. Damage Control Resuscitation Across the Phases of Major Injury Care. Current Trauma Reports. 3 (3), 238-248 (2017).
- Gaarder, C., Naess, P. A., Buanes, T., Pillgram-Larsen, J. Advanced surgical trauma care training with a live porcine model. Injury. 36 (6), 718-724 (2005).
- Harvin, J. A., et al. Control the damage: morbidity and mortality after emergent trauma laparotomy. The American Journal of Surgery. 212 (1), 34-39 (2016).
