Summary
Это исследование стремится разработать стандартный протокол интраоперационная нейронных мониторинга щитовидной железы хирургии в свинину модели. Здесь мы представляем протокол, чтобы продемонстрировать общий наркоз, чтобы сравнить различные типы электродов и расследовать электрофизиологические характеристики нормального и раненых периодически гортани нервы.
Abstract
Интраоперационная травмы ПГН (РЛН) может вызвать паралич вокального шнура, который вмешивается в речи и потенциально может мешать дыханию. В последние годы интраоперационная нейронных мониторинга (IONM) была широко адаптирована как нештатный способ локализации РЛН, обнаружить РЛН травмы и предсказать функция вокального шнура во время операций. Многие исследования также использовали животных моделей для изучения новых видов применения IONM технологии и разрабатывать надежные стратегии для предотвращения интраоперационной РЛН травмы. Целью этой статьи является ввести стандартный протокол для использования модели свинину в IONM исследованиях. В статье продемонстрирован процедур для стимулирования общей анестезии, выполняя интубация и опытно-конструкторских расследовать электрофизиологические характеристики РЛН травм. Применение настоящего Протокола может улучшить общую эффективность в осуществлении принципа 3R (замена, сокращение и уточнения) в свинину IONM исследований.
Introduction
Хотя тиреоидэктомия теперь часто выполняемые процедуры во всем мире, послеоперационные голосовой дисфункции все еще широко распространена. Интраоперационная травмы ПГН (РЛН) может вызвать паралич вокального шнура, который вмешивается в речи и потенциально может мешать дыханию. Кроме того травмы к внешней ветви Улучшенный гортанный нерв может вызвать изменение основных голос, влияя на поле и вокальные проекции.
Интраоперационная нейронных мониторинга (IONM) во время операций щитовидной железы получила широкую популярность как адъюнкт техники для картирования и подтверждающие РЛН, блуждающего нерва (VN) и сектора внешних Улучшенный гортани нерва (EBSLN). Потому что IONM полезен для подтверждения и выяснения механизмов РЛН травмы и для обнаружения анатомические варианты в РЛН, она может использоваться для прогнозирования вокального шнура функции после тиреоидэктомия. Таким образом IONM добавляет новую динамику функциональной в хирургии щитовидной железы и уполномочивает хирургов с информацией, которые не могут быть получены путем прямого визуализация только1,2,3,4,5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10.
Недавно многие перспективные исследования использовали свинину модели для оптимизации использования технологии IONM и создать надежные стратегии предотвращения интраоперационной РЛН травмы11,12,13,14 ,,1516,,1718,19,20. Свинину модели использовались также для предоставления специалистов-практиков с важное значение образования и профессиональной подготовки в области клинического применения IONM.
Таким образом сочетание животных моделей и IONM технологии является ценным инструментом для изучения патофизиологии РЛН травмы21. Целью этой статьи было продемонстрировать использование свинину модели в IONM исследованиях. В частности статья демонстрирует побудить наркоз, выполнять интубация и настройка экспериментов для изучения электрофизиологических характеристик различных типов РЛН травмы.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Эксперименты на животных были утверждены институциональный уход животных и использование Комитет (IACUC) медицинского института Гаосюн, Тайвань (протокол не: IACUC-102046, 104063, 105158).
1. животных подготовка и анестезии
- Свинину животную модель
Примечание: Это исследование применяется протокол, в описанный в литературе по созданию перспективных свинину модель IONM11,12,13,14,,1516, 17,18,19,22.- Использование KHAPS черный или Дюрок-ландрас свиней (3-4 месяца; весом 18-30 кг).
- Убедитесь, что экспериментальный протокол, согласуется с национальными/международными правилами и руководящими принципами для экспериментов на животных, включая принципы 3R (замена, сокращение и уточнения). Этического одобрения экспериментальный протокол, от Комитета для ухода и использования экспериментальных животных в соответствующее учреждение.
- Индукции анестезии
- Подготовка предварительной анестезии
- Удержать питания 8 часов перед наркозом и удерживать воду 2 часа перед наркозом.
- Предварительно лекарства с внутримышечным азаперон (4 мг/кг) в 2 часа до анестезии. Используйте физиологический бутылка 500 мл для изготовления маска для каждого Пятачок. Обрезка при необходимости обеспечить безопасную посадку в морду.
- Используйте функцию взвешивания на операционном столе измерить вес нетто каждого ПятачокРисунок 1A) ().
- Поддержание температуры тела с циркулирующей воды матрас, равным 40 ° C.
- Вызвать общий наркоз (GA) с 2-4% севофлюран в потоке свежего газа 3 Л/мин через маску с Пятачок в лежачем положении. ГА может также быть наведено внутримышечно tiletamine и zloazepam. Адекватной глубины анестезии обычно достигается в 3-5 минут. Подтвердите глубины анестезии, не тяжелые движения к боли вследствие периферического катетеризации вен.
- Выявление поверхностных вен на внешней стороне одно ухо и стерилизовать выбранного региона (около 6 x 6 см2) с 75% алкоголя. Для максимальной безопасности используйте 24-калибруйте периферического внутривенного катетера.
- Администрировать внутривенного введения анестетика пропофол (1-2 мг/кг) или thiamylal (5-10 мг/кг) для смягчения вредных стимуляции, прямой ларингоскопии.
Примечание: Не рекомендуется использование агента нервно блокировки (NMBA). В последующих экспериментах NMBA может осложнить интубации путем отжимать спонтанного дыхания и может уменьшить электромиографии (ЭМГ) сигналов. Кроме того ингаляции севофлурана, в сочетании с болюсным пропофола или барбитураты короткого действия якобы достаточно для облегчения интубации трахеи.
- Подготовка предварительной анестезии
- ИнтубацияРисунок 1B) ()
- Подготовка оборудования и материалов, необходимых для ГРП трубки интубации: размер #6 ГРП эндотрахеальной трубки, маски для вспомогательной вентиляции легких, два стропы держать открытым ртом, одну полоску Марли вытянуть язык, тупым кончик катетера всасывания, ветеринарные Ларингоскоп с прямые лезвия 20см, эластичные Бужи, 20 мл шприц, стетоскоп и скотч.
- Расположите Пятачок в лежачем положении на операционном столе. Совместите головы и тела для обеспечения четкой визуализации верхних дыхательных путей.
- Помощник для тяговых верхняя и нижняя челюсти для поддержания адекватного рот открытия и во избежание вращения или перенапряжение головы. Обложка язык с марлей и вытащить язык для оптимизации поля зрения.
- Держите ларингоскоп и поместите его непосредственно в полости рта к снижению язык.
- Непосредственно визуализировать надгортанник и использовать Ларингоскоп нажать надгортанника вниз к основанию языка.
- Когда четко определены голосовых связок, нежно заранее упругой Бужи в трахею. Незначительное вращение упругой Бужи может потребоваться для преодоления сопротивления. Далее заранее ГРП трубки углом рта на глубину до 24 см.
- Надуйте манжет трубки ГРП тома размером не более 3 мл. Если вентиляция ручной фасовки раскрывает никакой очевидной воздуха утечки, в situ дефляция трубки ГРП является осуществимым.
- Когда ГРП трубка помещается в надлежащую глубину, подтвердите свободный проход свежего газа, ручной фасовки. Далее подтверждение надлежащего интубация конца Приливные диоксида углерода (etCO2) мониторинг (capnography) и аускультации грудной клетки для раннего выявления случайных пищевода или эндобронхиальная интубации.
Примечание: Capnography показал etCO2 сигналов и цифровые значения в мм рт.ст.. Когда произошло пищевода интубации, etCO2 был отсутствует или близко к нулю после 6 вдохов. Когда трубка ГРП был в правильное место, типичный etCO2 сигнала и адекватной стоимости (обычно > 30 мм рт.ст.) было отмечено. Кроме того звук дыхания двусторонних легких заполнены ясно и симметрично, как определено путем аускультации грудной клетки. - Используйте медицинская лента для исправления трубки ГРП в угол рта. Поскольку трубы обычно требует корректировки во время IONM эксперименты, не крепятся трубки морду.
- Подключение трубки ГРП к вентилятора. Непрерывное capnography является обязательным для контроля etCO2 значение и кривой на протяжении всего эксперимента.
- Поддержание анестезии ()Рисунок 1 c)
- После ГРП трубка фиксируется, позиция Пятачок на спине с шеи расширенный (рис. 1 c). Поддержание общей анестезии с 1-3% севофлюран кислорода на 2 Л/мин.
- Вентиляции легких в режиме регулировки громкости на дыхательный объем 8-12 мл/кг и задать частоту дыхания до 12-14 вдохов/мин.
- Начните физиологического мониторинга, включая capnography, электрокардиография (ЭКГ) и мониторинг оксигенации (SaO2).
2. оборудование установки и животных операции (рис. 1 d)
- Настройка оборудования
- Подключайте канала из ГРП трубки к системе мониторинга.
- Установите систему мониторинга для запуска окно времени 50 мс. Набор импульсного стимулы к 100 МКС и 4 Гц. Установите порог захвата событий до 100 мкВ.
- Хирургическая процедура
- Надевайте стерильные хирургические перчатки и использовать повидон йод с ватные тампоны для дезинфекции хирургических сайт шеи.
- Сделайте разрез поперечной воротник около 10-15 см в длину с помощью скальпеля подвергать шеи и гортани.
- Поднимите щиток subplatysmal 1 см к подъязычной кости краниально от ключицы.
- Снимите ремень мышцы и визуализировать трахеи кольца и нервы. Используйте монополярных и биполярный электрокоагуляции оказать хирургическое рассечение и гемостаз.
- Локализация, идентифицировать и тщательно разоблачить EBSLN, РЛН и ВН с зондом ручной стимуляции.
- Положение электрода автоматического периодического стимуляции (APS) на одной стороне ВН для стимулирования во время непрерывного IONM (CIONM). Подключите APS электрод с системой мониторинга. Задать импульсный раздражители 1 Гц, 100 МКС и 1 мА.
- В конце экспериментов усыпить всех поросят на ветеринара.
3. Электрическая стимуляция
Примечание: Чтобы применить принцип 3R в свинину IONM исследования, всегда выполняйте повторяемые электрофизиологии исследования, которые не вызывают травмы нерва перед выполнением экспериментов, которые могут вызвать травмы нерва. Это может использоваться для изучения интенсивности, безопасность и сердечно-легочными эффекты11,17. IONM оборудование могут быть классифицированы как стимуляции или записи оборудования (рис. 2A).
- Оцените ответы ГРП базового целевого нервов, включая EBSLN, РЛН и ВН (цифры 2B, 2 C).
- Начните с начальной стимуляции тока 0,1 мА тока и увеличить стимуляции с шагом 0,1 мА до тех пор, пока обнаружено и Записанная ГРП-ответ.
- Дальнейшего увеличения тока до тех пор, пока максимальная ГРП ответ получается.
- Запись исходных амплитуды, задержки и сигнал ответа ГРП.
- Определить уровень минимальной стимул как низкий ток (mA), что явно вызвала ЭМГ активности > 100 мкВ. определить уровень максимальной стимул как низкий ток, что максимальный резонанс ГРП.
- Оценить безопасность электрической стимуляции11,19
- Применение непрерывного 1-минутный стимулов на уровне пятого трахеи кольцо VN или РЛН.
- Постепенно увеличить стимул ток от 1 мА до 30 мА.
- Во время стимуляции VN оцените стабильность гемодинамики, мониторинг ЧСС, ЭКГ и инвазивных артериального давления.
- Наконец оцените нервные функции целостности путем сравнения ГРП ответы проксимальнее нерва стимуляции узла до и после применения каждый уровень стимуляции.
- Действие анестетиков (миорелаксанты и их откат)12,20
Примечание: Неправильное использование NMBAs является потенциальной причиной неудачной IONM. Предлагаемая модель животных был использован для сравнения восстановления профилей среди различных деполяризующий NMBAs (например, succinylcholine) и nondepolarizing NMBAs (например, рокурония) при различных дозах и выявления оптимального NMBA для использования в IONM. Животные модели могут также использоваться для оценки эффективности NMBA разворота препаратов (например, sugammadex) для быстрого восстановления нервно-мышечной функции подавлено рокурония.- Во-первых применять C-IONM и использовать автоматически калиброванные базовой задержки и амплитуд ГРП как данные элемента управления.
- Наблюдать в реальном времени изменения ГРП и администрировать болюсного введения рокурония 0,3 мг/кг в объеме 10 мг/мл.
- Три минуты после инъекции, выполняют одной инъекции 2 мг/кг sugammadex в объеме 100 мг/мл как быстрое болюса. Запишите восстановления профиля гортани ГРП на 20 минут.
- Электроды стимуляции (стимуляция зонды/Диссекторы) ()Рисунок 3)17
Примечание: Существуют различные типы электродов стимуляции, которые могут быть использованы для стимуляции нерва во время IONM, например, монополярная зонды (Рисунок 3А), биполярный зонды (рис. 3B) и стимуляции Диссекторы (рис. 3 c ).- Чтобы имитировать прямой стимуляции нервов во время операции, примените 1 мА стимуляции VN EBSLN и РЛН без вышележащих фасции.
- Чтобы имитировать косвенные картирования и локализация нерва позиции перед визуальной идентификации во время операции, примените 1 мА стимуляции на расстоянии 1 - и 2-мм от нервов в перекрывающих фасции.
- Запись и сравнить ответы ГРП между различными видами электродов стимуляции.
- Запись электродов (электродов электроды/предварительного-gelled кожи трубы/иглы ГРП) (рисунок 4)
- Используйте животную модель для оценки как вращение или вверх/вниз перемещение электрода ГРП трубки (рис. 4A) влияет на стабильность сигнала ГРП. Кроме того, используйте животных моделей для сравнения ГРП реакции между различными электродов типов (например, электроды иглы и клей предварительно загущенное электродов, рис. 4B) и различные записи подходы (например, Чрескожная/чрескожной и transcartilage подходы, цифры 4 c и 4 D) с точки зрения осуществимости, стабильность и точность во время IONM.
- Для ТЭО, применить 1 мА стимул текущих двусторонних EBSLNs, ВНС и RLNs. запись и сравнить ответы ГРП вызываемые каждый электрод испытания (т.е. ГРП трубки, чрескожный, чрескожная и transcartilage электродами).
- Для исследования стабильности оценить и сравнить стабильности сигнала ГРП в C-IONM под экспериментально индуцированных перстневидного трахеи смещение хряща.
- Для точность исследования оценки и сравнения точности испытания электродов в C-IONM для определения деградации сигнала ГРП под РЛН травмы.
4. РЛН травмы исследование (рис. 5)
- В соответствии с принципом 3R выполняют РЛН травмы эксперименты в свинину модели после всех повторяющихся электрофизиологии, исследования будут завершены. Выполните тесты нерв сегментов из проксимальных нерв сегментов дистальной нерв сегментов (то есть, исходить из хвостовой частью РЛН черепной частью РЛН).
- Использование C-IONM для подтверждения и сравнить модели реального времени изменения вызвали гортани ГРП сигналов во время и после острых травм РЛН с механизмами различные травмы (например, тяги, зажима, перерезка или термической травмы) (цифры 5А и 5B) . Используйте C-IONM для непрерывного отображения в реальном времени и внесении изменений ГРП и последовательное восстановление на протяжении всего эксперимента (рис. 5 c).
- Собирайте раненых РЛН сегментов для гистопатологические анализа морфологических изменений, вызванных экспериментов травмы нерва.
- Тяговые сжатие/растяжение травмы
Примечание: Тяговые сжатие или растяжение травмы являются наиболее распространенными интраоперационной РЛН травм. Экспериментально вызвать стресс тяги и наблюдать изменения электрофизиологических ГРП и гистопатологические изменения.- Тяговые сжатия травмы13
- Обернуть петлю тонкий пластиковый (например, сосудистые петли 1.3 мм в ширину) вокруг РЛН и использования силы калибровочных применять Ретракция с 50 г напряженности (Рисунок 5A). Эта схема имитирует РЛН ловушке против плотной, волокнистых band или пересечения артерии в регионе Берри связки во время медиальной тяги доли щитовидной железы.
- Тяговые стретч травмы16
- Оберните РЛН с широкого эластичного материала (например, 10-мм широкий силиконовые Пенроуза стока) и использовать датчик силы отказаться РЛН с 50 г напряженности) такая схема имитирует РЛН соблюдать или заключенная в капсуле зоба и вытянутыми вперед во время медиальной тяги.
- Тяговые сжатия травмы13
- Зажимной травмы
Примечание: Интраоперационная механическая травма РЛН обычно является результатом плохого воздействия или визуального неверной РЛН. 13 , 16- После сжатия тяги РЛН травмы эксперимент, щепотка Дистальный сегмент РЛН с гемостатический пинцет за одну секунду. Эта схема имитирует нерва, непреднамеренно быть зажат ввиду визуального неверной как судно во время операции. Запись сопровождающих ГРП сигнал изменения для сравнения с дальнейшей гистопатологические выводы образец нерва.
- Термической травмы
Примечание: Большинство интраоперационной РЛН термической травмы в результате распространения при электрокоагуляции устройств и различных устройств на основе энергии (EBDs) используются для побудить гемостаз вблизи РЛН тепловой. Как тяговые травмы термической травмы редко видна невооруженным глазом. Таким образом выполните эксперименты на животных IONM чтобы определить оптимальную модель для оценки патофизиологии РЛН термической травмы и проверить тепловая толерантность14 и безопасность EBDs15,18.- Используйте C-IONM для регистрации изменения ГРП непрерывно на протяжении всего эксперимента.
- Для активации изучения, расследования как на основе энергии устройств (EBD) может безопасно применяться для гемостаза и рассечение возле РЛН во время операции (Рисунок 5B).
- Активировать EBD (электротермических биполярного судна, уплотнительные системы, установить мощность на уровне 2 и энергии прекращается автоматически на 2-4 секунды) на расстоянии 5 мм от РЛН.
- Если ГРП сигналы остаются стабильными после нескольких тестов, выполните дальнейшие испытания на короче расстояние (например, 2 мм и затем на расстоянии 1 мм).
- Если любое существенное изменение ГРП происходит после любой тест эксперимент и следуют непрерывная запись в реальном времени ГРП по крайней мере 20 минут.
- Для охлаждения исследования Оцените время охлаждения для определения оптимального EBD после активации охлаждения параметры.
- Связаться с активированной EBD на РЛН непосредственно после 5 секунды, время охлаждения.
- Если сигналы ГРП остаются стабильными после трех испытаний, испытания короче время охлаждения (например, 2 секунды и следуют 1 секунда).
- Если ГРП остается стабильным после повторных тестов, подтверждают безопасность EBD, прикоснувшись РЛН сразу же после активации.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Исследования электрофизиологии
Базовые ГРП данные, стимул минимальный/максимальный уровень и стимул реакция кривых
С помощью стандартных монополярной стимулирующее зонд, уровень полученных минимальной стимуляции для VN и РЛН стимуляции колеблется от 0,1 до 0,3 мА, соответственно. В общем текущий стимулом положительно коррелирует с amplituderesponse результате ГРП,11,,17. Амплитуда ГРП перестала расти на уровне максимальной стимуляции 0,7 мA для стимуляции VN и 0,5 мА для стимуляции РЛН11.
Электрическая стимуляция (интенсивность, безопасность и сердечно-легочными эффект)
В исследовании безопасности, нет нежелательных эффектов на ГРП сигнала или стабильность гемодинамики, наблюдается после непрерывного пульсирующего VN и РЛН стимуляцию в параметре 1 мА до 30 мА. Кроме того базовый ГРП амплитуд и задержки VN или РЛН были относительно неизменными после нервы стимулировался сильноточных. Таким образом было предложено, что периодически высокий стимул, ток во время IONM не вредны для VN или РЛН19.
Эффекты анестетиков (миорелаксанты и их откат)
Экспериментальное сравнение NMBAs этой модели на животных показали, что различные типы и доз миорелаксантов различные естественного восстановления профиля. Например время восстановления для succinylcholine (1 мг/кг) и низкие дозы рокурония (0,3 мг/кг) были значительно короче, чем у стандартной дозы рокурония (0,6 мг/кг). Эксперименты для NMBA реверсирований подтверждают что sugammadex (вспять rocuronium) быстро и эффективно восстанавливает нервно-мышечную функцию подавлено рокурония20.
Стимулирующих электродов (стимуляция зондов и рассечения стимуляторы)
Как правило IONM выполняется с коммерчески доступных на основе ETT поверхности записи системы электрода (то есть, так называемый ГРП трубки). Однако ограничение клинического применения ГРП труб является необходимость поддержания постоянного контакта между электродами и голосовые связки во время операции, чтобы получить надежный сигнал ГРП. Ложные IONM результаты могут привести из ГРП трубка, которая mispositioned при интубации (например, из-за неправильной вставки глубины, размер неправильный трубки или ротация электродами) или из ГРП трубка, которая смещается во время хирургических манипуляций или шеи Ретракция (например, вызывая вверх/вниз или вращение перемещения электрода).
Экспериментальное сравнение стимулирующих электродов показали что стимуляции зонды/Диссекторы вызвала типичный ГРП сигналов от EBSLN/РЛН/ВН с 1 мА тока. Стимулирование текущего положительно коррелирует с результирующей амплитуда ГРП. В монополярной зондов и стимулирования Диссекторы, максимальная ГРП был вызвал в < 1 мА. В Биполярный зонды максимальная ГРП требуется высокий ток. Во всех группах вызвала ГРП амплитуд сократилась как расстояние от датчика/диссектор нерва увеличилось. Вызвала амплитуд ГРП также сократилась в стимулировать нервы, которые перекрывающих фасции. Таким образом животной модели подтвердил, что Диссекторы стимуляции и обычных зондов эффективны вызывают EBSLN, РЛН и VN сигналов для контроля функции реального времени нерва во время операции17. Различные датчики/Диссекторы стимуляции теперь доступны в системе IONM для стимуляции определенных требований, хирургические мониторинга приложений и предпочтения пользователей.
Запись электроды (ГРП трубки, электроды иглы и предварительно загущенное кожи электродов)
Технико подтвердил, что ГРП трубки электродов на vocalis, электроды иглы чрескожной/чрескожной и транскутанное/transcartilage предварительно загущенное электродов были эффективными для записи типичных вызвала гортани ГРП сигналы от VN и РЛН под 1 мА стимуляции. На рисунке 6 показано, что чрескожной/transcartilage предварительно загущенное электродов обычно записаны Нижняя ГРП амплитуды по сравнению с ГРП трубки и игольчатые электроды.
В исследовании стабильности реального времени Прориси ГРП были сопоставлены до и после трахеи перемещения вызывали экспериментально. Рисунок 7 показывает, что изменения в контакт между электродами трубки ГРП и голосовых складок после трахеи перемещения существенно изменили записанных сигналов ГРП. Однако трахеи перемещения было видимого эффекта на контакт качество электрода или на ГРП качество сигнала от чрескожной или transcartilage электродов.
Исследование точности оценивается точность сигналы реального времени, отражая негативные ГРП деградации во время стресса РЛН экспериментально вызванных непрерывной VN стимуляция с электродом APS. Когда был экспериментально индуцированной РЛН тяги стресс, ГРП трубки электродов на vocalis мышц и аналогичные модели transcartilage/перкутанная/чрескожной электроды Записанная постепенной деградации в ГРП амплитуды (рис. 8).
РЛН травмы исследование
Тяговые травмы
Типичные изменения в реальном времени ГРП во время тяги РЛН показали прогрессивного амплитуды снижение в сочетании с увеличением задержки (так называемый «комбинированные мероприятия»). Кроме того ГРП сигналы постепенно восстановился после выпуска тяги (рис. 9а). Гистопатология исследование показало, что морфологические изменения произошли главным образом в наружной нервных структур например epi - и пери neurium. Структуры в endoneurium оставались относительно неизменными13,16.
Зажимной травмы
Все RLNs, показан немедленное Лос (в течение менее чем 1 s) после острой механические травмы экспериментально вызванных. Кроме того, не постепенно ГРП восстановления можно наблюдать в течение короткого времени после травмы (рис. 9B). Гистопатология исследование показало, что искажение эпиневрий и perineurium была больше в группе зажимной травмы, по сравнению с тяговой травмы группы13,16.
Термической травмы
В ходе исследования термической травмы ГРП в реальном времени показывает комбинированных событие, которое затем быстро перерастает в Лос (Рисунок 9C). Время реакции до Лос и тяжести электрофизиологическое травмы могут быть связаны с дозы тепловой стресс14. EBDs исследования показывают, что безопасный активации расстояние до РЛН и время охлаждения зависят от типа EBD. Например безопасный активации расстояния и время охлаждения являются 5 мм и 1 секунда для монополярной электрокоагуляции (15 Вт), 3 мм и 1 секунда для биполярного электрокоагуляции (30 Вт), 2 мм и 3-10 секунд для гармонического скальпеля и 2 мм и 2-5 секунд для Ligasur e система, соответственно. В частности гармонический скальпель следует охлаждением для более чем 10 секунд или охлаждается быстро (2 секунды) мышц касания маневр, прежде чем он коснется РЛН. Ligasure система должна охлаждением для более чем 2 секунды или охлаждается касания маневр быстро мышцы, прежде чем он коснется РЛН15,18. Гистопатологические изучение тепловой пострадавших нервов показало относительно серьезный ущерб внутренней endoneurium с меньшими искажениями структуры внешнего нерва16.
Рисунок 1. Подготовка и анестезия KHAPS черный/Дюрок-ландрас свиней для исследований IONM. (A) Вес-нетто каждой Пятачок была измерена перед наркозом. (B) помощник поддерживали адекватные рот, открытия, а тяги был применен к верхней и нижней челюсти. Ларингоскоп был использован нажать надгортанника вниз к основанию языка. Когда голосовые связки были четко определены, эластичные Бужи мягко продвинулась в трахею. Трубка ГРП был затем вставлены на глубину 24 см под углом, соответствующим рот. (C) Пятачок был помещен на спине с расширенной горловиной. Канал ведет от записи электроды были подключены к системе мониторинга. Физиологического мониторинга была выполнена в ходе исследования. (D) для экспериментов подвергаются шеи и гортани. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2. Многогранный электронного оборудования и принцип работы системы IONM. (A) основные оборудование включало нейронных стимулирующих электродов (стимулятор) и запись электродов (подключенных к ЭТТ). (B) стимулирования электродов может использоваться для определения местоположения и функциональное состояние EBSLN, РЛН и VN во время IONM. (C) вызвала ГРП ответ отображается на ЖК-экран. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 3. Различные электроды стимуляции, доступных для использования в IONM. (A) монополярной зонды (B) биполярное датчики и (C) стимуляции зондов/Диссекторы. Выбор стимуляции зонды/Диссекторы используется для IONM зависит от требований конкретных стимуляции, конкретное применение желаемого и предпочтений хирурга. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 4. Различные типы электрода записи доступны для использования в IONM. (A) ЭМГ ETT электроды включают (1a) Trivantage (1b) контакт усиленные (1 c) - стандартные армированные, (1 d) - FLEX ГРП трубы); (B) (.2) - Клей предварительно загущенное электродов и (3) - электроды иглы. (C и D) ЭМГ трубка предназначена для сенсорных голосовых связок через интубации (я) и клей предварительно загущенное или электроды иглы могут быть использованы в чрескожной (II), чрескожная (III), или transcartilage (IV) подход для ГРП записи во время IONM. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 5. Непрерывное IONM был осуществляется через APS VN (*) для изучения реального времени изменений ГРП в РЛН во время тяги (A) и (B) термической травмы. (C). на протяжении всего эксперимента, C-IONM системы и непрерывно индуцированные изменения ГРП и последовательное восстановление в режиме реального времени. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 6. Сравнение вызванных ГРП ответов между четырьмя различными типами записи электродов. Технико-экономических обоснований указала, что все типы электрода (т.е. ГРП трубки, чрескожный, чрескожная и transcartilage электродами) точно воздержавшихся типичный вызвала гортани ГРП сигналов от РЛН под 1 мА стимуляции. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 7. Сравнение реального времени ГРП Прориси до и после экспериментальной трахеи перемещения. Для исследования стабильности был экспериментально вызванных трахеи перемещения. Изменения в контакт между электродами трубки ГРП и голосовых складок вызвало значительные изменения в записанных сигналов ГРП. (A) электродов в нормальное положение Записанная сильные сигналы ГРП. (B) электродов с легким перемещением вверх (1 см) зарегистрировано относительно слабых сигналов ГРП. (C) электродов с умеренной до тяжелой вверх перемещения (2 см) показал Лос ГРП. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 8. Сравнение реального времени ГРП Прориси во время экспериментальной РЛН экспериментальной РЛН тяги травмы между четырьмя различными типами записи электродов. Точность исследования показали, что, когда РЛН тяги стресс экспериментально вызванных, все типы электрода (т.е. ГРП трубки, чрескожный, чрескожная и transcartilage электродами) записаны аналогичные тенденции постепенно унижающего достоинство ГРП амплитуда. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 9. Сравнение реального времени изменения ГРП и последовательного восстановления после различных травм РЛН. (A) в тяговых травмы, ГРП сигналов постепенно деградируют под нервных стрессов и постепенно восстановился после выпуска тяги. (B) в зажимной травмы, ГРП сигналов показал немедленное Лос и без восстановления. (C) в термической травмы, ГРП сигналов выявлены комбинированные событие и затем быстро постепенно деградировали до Лос с без восстановления. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Повреждение РЛН и EBSLN остается важным источником заболеваемости, вызванных хирургии щитовидной железы. До недавнего времени, травмы нерва может быть идентифицирован только по прямой визуализации травмы. Использование IONM теперь позволяет далее функциональную идентификации РЛН путем применения стимуляции и записи сокращение мышц целевого объекта. В настоящее время однако, оба обычных систем периодического и непрерывного IONM имеют некоторые технические ограничения в ложно положительных и ложно отрицательные толкований. Таким образом подходят Животные модели, необходимые для этих клинических проблем.
Недавно много экспериментальных исследований на животных пытались преодолеть ловушки IONM и исследовать новые приложения. Большинство из этих исследований использовали средних животных, как собаки/собак23,24,25 и свинину/свиной/мини-pig11,12,13,14, 15,16,,1718,19,22,26,27,28, 29. Собачий модели РЛН и гортани функции устоявшихся и высоко подражать человеческой анатомии, размер и физиологии. Свинину модель является старейшим животное, применяемых в РЛН исследований30,31. Первые эксперименты в живых свиней, выполняемых Гален в втором веке нашей эры продемонстрировала функциональные изменения в пересекал РЛН. В настоящее время свинину модель наиболее часто используется для IONM исследований, поскольку его анатомии и физиологии очень похожи на те, в организме человека. Экспериментальная свиней имеют средний размер, который обеспечивает удобство в использовании и широко доступны на относительно низкой стоимостью21.
Эта статья демонстрирует стандартные протоколы для использования моделью свинину в IONM исследованиях, включая протоколы для общей анестезии и интубация. 3R принцип реализуется в разработке экспериментов для изучения электрофизиологические характеристики РЛН травм. Основные проблемы в использовании предлагаемого свинину модель include(1) ГРП параметр характеристик и соображения безопасности при применении электрической стимуляции11,17,19, (2) использование миорелаксанты и развороты12,20,32, (3) стимулирования и записи электроды17и наиболее важно (4) модели РЛН травм13,14,15, 16,18 , не могут быть количественно точно в организме человека. Протоколы были созданы чтобы побудить разной степени тяжести и РЛН травм. Записанные данные в реальном времени ГРП коррелировали с послеоперационной вокального шнура функции и гистопатологии экзаменов. Хотя некоторые данные экспериментальных исследований являются неприменимыми к клинической практике, наши свинину модель обеспечивает ценные исследования платформы не просто в понимание технологии IONM, но и в руководстве будущие эксперименты для совершенствования хирургической стратегий для меньшей РЛН травмы во время хирургии щитовидной железы.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторы не имеют ничего сообщать.
Acknowledgments
Это исследование было поддержано грантов от Гаосюн медицинский университет больницы, медицинского института Гаосюн (KMUH106-6R49) и Министерство науки и технологии (наиболее 106-2314-B-037-042-MY2), Тайвань
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Criticare systems | nGenuity | 8100E | physiologic monitoring, including capnography, electrocardiography (ECG) and monitoring of oxygenation (SaO2) |
| Intraoperative NIM nerve monitoring systems | Medtronic | NIM-Response 3.0 | monitor EMG activity from multiple muscles. If there is a change in nerve function, the NIM system may provide audible and visual warnings to help reduce the risk of nerve damage. |
| NIM TriVantage EMG Tube | Medtronic | 8229706 | 6 mm ID, 8.2 mm OD. The NIM TriVantage EMG Tube is a standard size, non-reinforced, DEHP-free PVC tube that features smooth, conductive silver ink electrodes and a cross-band to guide placement. It has reduced sensitivity to rotation and movement while offering increased EMG responses that facilitate improved nerve dissection. |
| NIM Contact Reinforced EMG Endotracheal Tube | Medtronic | 8229506 | 6 mm ID, 9 mm OD. The NIM Contact EMG Tube continuously monitors electromyography (EMG) activity during surgery. An innovative design allows the tube to maintain contact, even upon rotation. Vocal cords are more easily visible against the white band. Recording electrode leads are twisted pair. Packaged sterile with one green and one white subdermal needle. Single use. |
| NIM Standard Reinforced EMG Endotracheal Tube | Medtronic | 8229306 | 6 mm ID, 8.8 mm OD. The NIM Standard EMG Tube continuously monitors electromyography (EMG) activity during surgery. Recording electrode leads are twisted pair. Packaged sterile with one green and one white subdermal needle. Single use. |
| NIM Flex EMG Endotracheal Tube | Medtronic | 8229960 | 6 mm. The NIM Flex EMG Tube monitors vocal cord and recurrent laryngeal nerve EMG activity during surgery. An updated, dual-channel design allows the tube to maintain contact with the vocal cords, even upon rotation. Recording electrode leads are twisted pair. Packaged sterile with one green and one white subdermal needle. Single use. |
| Standard Prass Flush-Tip Monopolar Stimulator Probe | Medtronic | 8225101 | Tips and Handles. For locating and mapping cranial nerves in the surgical field, the single-use Standard Prass Monopolar Stimulating Probe features a flush 0.5 mm tip diameter. The probe is insulated to the tip to prevent current shunting. Individually sterile packaged. |
| Ball-Tip Monopolar Stimulator Probe | Medtronic | 8225275/ 8225276 | Tip and Handle, 1.0 mm/ 2.3mm. Featuring a flexible ball tip and flexible shaft, the single-use Ball-Tip Monopolar Stimulating Probe allows greater access to neural structures. The 1.0 mm tip diameter allows atraumatic contact to larger neural structures. The probe is insulated to the tip to prevent current shunting. Individually sterile packaged. |
| Yingling Flex Tip Monopolar Stimulator Probe | Medtronic | 8225251 | Tips and Handles. The highly flexible single-use Yingling Monopolar Stimulating Probe allows stimulation in areas outside the surgeon’s field of view. The platinum-iridium wire of the probe is fully insulated to the ball tip to prevent current shunting. Individually sterile packaged with one green subdermal electrode. |
| Prass Bipolar Stimulator Probe | Medtronic | 8225451 | The single-use Prass Bipolar Stimulating Probe features a slim, flexible tip that allows greater access to neural structures. The probe tip is 0.5 mm in distance between cathode and anode for minimal shunting. Individually sterile packaged. |
| Concentric Bipolar Stimulator Probe | Medtronic | 8225351 | The single-use Concentric Bipolar Stimulating Probe features a 360° contact area. Insulation is complete to the active tip; cables and handles are polarized. Individually sterile packaged. |
| Side-by-Side Bipolar Stimulator Probe | Medtronic | 8225401 | The single-use Side-by-Side Bipolar Stimulating Probe features probe tips that are 1.3 mm apart, allowing neural structures to be stimulated between the tips. Insulation is complete to the active tip; cables and handles are polarized. Individually sterile packaged. |
| APS (Automatic Periodic Stimulation) Electrode* | Medtronic | 8228052 / 8228053 | 2 mm/ 3mm. The APS Electrode offers continuous, real-time monitoring. The electrode is placed on the nerve and can provide early warning of a change in nerve function. |
| Neotrode ECG Electrodes | ConMed | 1741C-003 | The electrode is made of a clear tape material, which allows for continuous observation of the patient's skin during monitoring. |
| LigaSure Small Jaw | Medtronic | LF1212 | A FDA-approved electrothermal bipolar vessel sealing system for surgery |
References
- Randolph, G. W., et al. Electrophysiologic recurrent laryngeal nerve monitoring during thyroid and parathyroid surgery: international standards guideline statement. Laryngoscope. 121, Suppl 1. S1-S16 (2011).
- Barczynski, M., et al. External branch of the superior laryngeal nerve monitoring during thyroid and parathyroid surgery: International Neural Monitoring Study Group standards guideline statement. Laryngoscope. 123, Suppl 4. S1-S14 (2013).
- Chiang, F. Y., et al. The mechanism of recurrent laryngeal nerve injury during thyroid surgery--the application of intraoperative neuromonitoring. Surgery. 143 (6), 743-749 (2008).
- Chiang, F. Y., et al. Standardization of Intraoperative Neuromonitoring of Recurrent Laryngeal Nerve in Thyroid Operation. World Journal of Surgery. 34 (2), 223-229 (2010).
- Chiang, F. Y., et al. Anatomical variations of recurrent laryngeal nerve during thyroid surgery: how to identify and handle the variations with intraoperative neuromonitoring. The Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 26 (11), 575-583 (2010).
- Chiang, F. Y., et al. Intraoperative neuromonitoring for early localization and identification of the recurrent laryngeal nerve during thyroid surgery. The Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 26 (12), 633-639 (2010).
- Chiang, F. Y., et al. Detecting and identifying nonrecurrent laryngeal nerve with the application of intraoperative neuromonitoring during thyroid and parathyroid operation. American Journal of Otolaryngology. 33 (1), 1-5 (2012).
- Wu, C. W., et al. Vagal nerve stimulation without dissecting the carotid sheath during intraoperative neuromonitoring of the recurrent laryngeal nerve in thyroid surgery. Head Neck. 35 (10), 1443-1447 (2013).
- Wu, C. W., et al. Loss of signal in recurrent nerve neuromonitoring: causes and management. Gland Surgery. 4 (1), 19-26 (2015).
- Wu, C. W., et al. Recurrent laryngeal nerve injury with incomplete loss of electromyography signal during monitored thyroidectomy-evaluation and outcome. Langenbeck's Archives of Surgery. 402 (4), 691-699 (2017).
- Wu, C. W., et al. Investigation of optimal intensity and safety of electrical nerve stimulation during intraoperative neuromonitoring of the recurrent laryngeal nerve: a prospective porcine model. Head Neck. 32 (10), 1295-1301 (2010).
- Lu, I. C., et al. A comparison between succinylcholine and rocuronium on the recovery profile of the laryngeal muscles during intraoperative neuromonitoring of the recurrent laryngeal nerve: A prospective porcine model. The Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 29 (9), 484-487 (2013).
- Wu, C. W., et al. Intraoperative neuromonitoring for the early detection and prevention of RLN traction injury in thyroid surgery: A porcine model. Surgery. 155 (2), 329-339 (2014).
- Lin, Y. C., et al. Electrophysiologic monitoring correlates of recurrent laryngeal nerve heat thermal injury in a porcine model. Laryngoscope. 125 (8), E283-E290 (2015).
- Wu, C. W., et al. Recurrent laryngeal nerve safety parameters of the Harmonic Focus during thyroid surgery: Porcine model using continuous monitoring. Laryngoscope. 125 (12), 2838-2845 (2015).
- Dionigi, G., et al. Severity of Recurrent Laryngeal Nerve Injuries in Thyroid Surgery. World Journal of Surgery. 40 (6), 1373-1381 (2016).
- Wu, C. W., et al. Optimal stimulation during monitored thyroid surgery: EMG response characteristics in a porcine model. Laryngoscope. 127 (4), 998-1005 (2017).
- Dionigi, G., et al. Safety of LigaSure in recurrent laryngeal nerve dissection-porcine model using continuous monitoring. Laryngoscope. 127 (7), 1724-1729 (2017).
- Lu, I. C., et al. Safety of high-current stimulation for intermittent intraoperative neural monitoring in thyroid surgery: A porcine model. Laryngoscope. , (2018).
- Lu, I. C., et al. Reversal of rocuronium-induced neuromuscular blockade by sugammadex allows for optimization of neural monitoring of the recurrent laryngeal nerve. Laryngoscope. 126 (4), 1014-1019 (2016).
- Wu, C. -W., et al. Intraoperative neural monitoring in thyroid surgery: lessons learned from animal studies. Gland Surgeryery. 5 (5), 473-480 (2016).
- Lu, I. C., et al. Reversal of rocuronium-induced neuromuscular blockade by sugammadex allows for optimization of neural monitoring of the recurrent laryngeal nerve. Laryngoscope. , (2016).
- Scott, A. R., Chong, P. S., Brigger, M. T., Randolph, G. W., Hartnick, C. J. Serial electromyography of the thyroarytenoid muscles using the NIM-response system in a canine model of vocal fold paralysis. Annals of Otology, Rhinology, and Laryngology. 118 (1), 56-66 (2009).
- Puram, S. V., et al. Vocal cord paralysis predicted by neural monitoring electrophysiologic changes with recurrent laryngeal nerve compressive neuropraxic injury in a canine model. Head Neck. 38, E1341-E1350 (2016).
- Puram, S. V., et al. Posterior cricoarytenoid muscle electrophysiologic changes are predictive of vocal cord paralysis with recurrent laryngeal nerve compressive injury in a canine model. Laryngoscope. 126 (12), 2744-2751 (2016).
- Brauckhoff, K., et al. Injury mechanisms and electromyographic changes after injury of the recurrent laryngeal nerve: Experiments in a porcine model. Head Neck. 40 (2), 274-282 (2018).
- Brauckhoff, K., Aas, T., Biermann, M., Husby, P. EMG changes during continuous intraoperative neuromonitoring with sustained recurrent laryngeal nerve traction in a porcine model. Langenbeck's Archives of Surgery. 402 (4), 675-681 (2017).
- Schneider, R., et al. A new vagal anchor electrode for real-time monitoring of the recurrent laryngeal nerve. The American Journal of Surgery. 199 (4), 507-514 (2010).
- Kim, H. Y., et al. Impact of positional changes in neural monitoring endotracheal tube on amplitude and latency of electromyographic response in monitored thyroid surgery: Results from the Porcine Experiment. Head Neck. 38, E1004-E1008 (2016).
- Sterpetti, A. V., De Toma, G., De Cesare, A. Recurrent laryngeal nerve: its history. World Journal of Surgery. 38 (12), 3138-3141 (2014).
- Kaplan, E. L., Salti, G. I., Roncella, M., Fulton, N., Kadowaki, M. History of the recurrent laryngeal nerve: from Galen to Lahey. World Journal of Surgery. 33 (3), 386-393 (2009).
- Lu, I. C., et al. In response to Reversal of rocuronium-induced neuromuscular blockade by sugammadex allows for optimization of neural monitoring of the recurrent laryngeal nerve. Laryngoscope. 127 (1), e51-e52 (2017).
