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Medicine

Monitoramento Neural intra-operatória de cirurgia de tireoide em um modelo de suínos

doi: 10.3791/57919 Published: February 11, 2019

Summary

Este estudo tem como objetivo desenvolver um protocolo padrão de monitoramento neural intra-operatória de cirurgia de tireoide em um modelo de suínos. Aqui, apresentamos um protocolo para demonstrar a anestesia geral, para comparar diferentes tipos de eletrodos e investigar as características eletrofisiológicas dos nervos laríngeos recorrentes, normais e feridos.

Abstract

Lesão intraoperatória para o nervo laríngeo recorrente (RLN) podem causar paralisia das cordas vocais, que interfere com o discurso e potencialmente pode interferir com a respiração. Nos últimos anos, a monitorização intraoperatória neural (IONM) tem sido amplamente adaptado como uma adjunta técnica para localizar o RLN, detectar lesão RLN e prever nas cordas vocais função durante as operações. Muitos estudos também utilizaram modelos animais para investigar novas aplicações da tecnologia IONM e desenvolver estratégias confiáveis para prevenção de lesões RLN intra-operatória. O objetivo deste artigo é apresentar um protocolo padrão para usar um modelo de suínos na pesquisa IONM. O artigo demonstra os procedimentos para a indução de anestesia geral, realização de intubação traqueal e delineamento experimental para investigar as características eletrofisiológicas de lesões RLN. Aplicações do presente protocolo podem melhorar a eficácia total na aplicação do princípio de 3R (substituição, redução e refinamento) em estudos IONM suínos.

Introduction

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Embora a tireoidectomia é agora um procedimento comumente realizado em todo o mundo, disfunção de voz pós-operatório ainda é comum. Lesão intraoperatória para o nervo laríngeo recorrente (RLN) podem causar paralisia das cordas vocais, que interfere com o discurso e potencialmente pode interferir com a respiração. Além disso, lesão ao ramo externo do nervo laríngeo superior podem causar uma mudança de voz principal afetando pitch e projeção vocal.

Neural monitorização intraoperatória (IONM) durante as operações de tireoide obteve grande popularidade como uma técnica de adjunto para mapeamento e confirmando o RLN, o nervo vago (VN) e o ramo externo do nervo laríngeo superior (EBSLN). Porque IONM é útil para confirmar e elucidar os mecanismos de lesão RLN e para a detecção de variações anatômicas no RLN, ele pode ser usado para prever a função nas cordas vocais após tiroidectomia. Portanto, IONM adiciona uma nova dinâmica funcional na cirurgia de tireoide e capacita os cirurgiões com informações que não podem ser obtidas por visualização directa sozinho1,2,3,4,5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10.

Recentemente, muitos estudos prospectivos utilizaram modelos suínos para otimizar o uso da tecnologia IONM e estabelecer estratégias confiáveis para prevenir intra-operatória RLN lesão11,12,13,14 ,15,16,17,18,19,20. Modelos de suínos também tem sido usados para fornecer praticantes com essencial educação e treinamento em aplicações clínicas de IONM.

Portanto, a combinação de modelos animais e IONM tecnologia é uma ferramenta valiosa para estudar a fisiopatologia da lesão RLN21. O objetivo deste artigo foi demonstrar o uso de um modelo de suínos na pesquisa IONM. Especificamente, o artigo demonstra como induzir anestesia geral, realizar intubação traqueal e realizar experiências para investigar as características eletrofisiológicas de vários tipos de lesão RLN.

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Protocol

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As experiências com animais foram aprovadas pelo cuidado institucional do Animal e Comissão de utilização (IACUC) da universidade médica de Kaohsiung, Taiwan (protocolo não: IACUC-102046, 104063, 105158).

1. anestesia e preparação animal

  1. Modelo animal de suínos
    Nota: Este estudo aplicado o protocolo descrito na literatura para estabelecer um modelo de suínos em perspectiva de15,IONM11,12,13,14,de16, 17,18,19,22.
    1. Use KHAPS preto ou Landrace Duroc porcos (3-4 meses de idade; com 18-30 kg de peso).
    2. Certifique-se de que o protocolo experimental é consistente com normas nacionais e internacionais e diretrizes para as experiências com animais, incluindo os princípios de 3R (substituição, redução e refinamento). Obter aprovação ética do protocolo experimental do Comitê para cuidados e uso de animais experimentais para a instituição em causa.
  2. Indução de anestesia
    1. Preparações pré-anestesia
      1. Reter comida 8 horas antes da anestesia e reter água 2 horas antes da anestesia.
      2. Pre-medicar com azaperona intramuscular (4 mg/kg), a 2 horas antes da anestesia. Use um frasco de 500ml de solução salina para fabricar uma máscara para cada leitão. Apare como necessários para assegurar um ajuste seguro para o focinho.
      3. Use a função de pesagem na mesa de operações para medir o peso líquido de cada leitão (figura 1A).
      4. Manter a temperatura corporal com um colchão de água circulante, situado a 40 ° C.
    2. Induzi anestesia geral (GA) com 2-4% de sevoflurano em um fluxo de gás fresco de 3 L/min através da máscara de rosto com o leitão em posição. GA também pode ser induzida por zloazepam e tiletamina intramuscular. Uma adequada profundidade de anestesia geralmente é alcançada em 3-5 minutos. Confirme a profundidade da anestesia por nenhum movimento grave à dor devido a cateterização venosa periférica.
    3. Identificar uma veia superficial no lado exterior de uma orelha e esterilizar a região selecionada (cerca de 6 x 6 cm2), com 75% de álcool. Para maior segurança, use um cateter por via venosa periférico de calibre 24.
    4. Administre anestesia intravenosa como propofol (1-2 mg/kg) ou Tiamilal (5-10 mg/kg) para aliviar o estímulo nocivo por laringoscopia direta.
      Nota: Uso de agente de bloqueio neuromuscular (NMBA) não é sugerido. Em experimentos subsequentes, NMBA pode complicar a intubação comprimindo a respiração espontânea e pode diminuir os sinais de eletromiografia (EMG). Além disso, a inalação de sevoflurano, combinada com um bolus de propofol ou barbitúricos de ação curta é declaradamente suficiente para facilitar a intubação traqueal.
  3. Intubação traqueal (figura 1B)
    1. Preparar os equipamentos e materiais necessários para a intubação de tubo EMG: um tubo endotraqueal EMG de tamanho #6, uma máscara de ventilação assistida, dois estilingues para manter a boca aberta, uma tira de gaze para puxar a língua, um cateter de sucção de ponta romba, um veterinário laringoscópio com lâminas retas de 20cm, um elástico bougie, uma seringa de 20 mL, estetoscópio e fita adesiva.
    2. Coloque o leitão em posição na mesa de operação. Alinhe a cabeça e o corpo para garantir a clara visualização das vias aéreas superiores.
    3. Direcionar o assistente para aplicar a tração da mandíbula superior e inferior para manter uma abertura de boca adequada e para evitar rotação ou levando da cabeça. Cobrir a língua com uma gaze e puxar a língua para fora para otimizar o campo visual.
    4. Segure o laringoscópio e colocá-lo diretamente na cavidade oral para deprimir a língua.
    5. Diretamente, Visualizar a epiglote e use o laringoscópio para pressionar a epiglote para baixo em direção a base da língua.
    6. Quando as cordas vocais são claramente identificadas, avança cuidadosamente o bougie elástico para a traqueia. Ligeira rotação brega o elástico pode ser necessária para superar a resistência. Em seguida, avança o tubo de EMG do ângulo da boca, a uma profundidade de 24 cm.
    7. Insufle a braçadeira do tubo EMG para um volume não superior a 3 mL. Se a ventilação por ensaque manual não revela nenhum escapamento de ar óbvio, em situ deflação do tubo EMG é viável.
    8. Quando o tubo EMG é colocado na profundidade apropriada, confirme a passagem livre de gás fresco por ensaque manual. Confirme a intubação traqueal adequada por fim-marés de dióxido de carbono (etCO2) monitoramento (capnografia) e ausculta do tórax para identificação precoce de inadvertida esofágica ou intubação endobrônquica.
      Nota: Capnografia mostrou tanto a forma de onda do etCO2 e o valor digital em mmHg. Quando ocorreu intubação esofágica, etCO2 estava ausente ou perto de zero após 6 respirações. Quando o tubo EMG foi no lugar correto, o valor adequado e etCO típico2 formas de onda (geralmente > 30 mmHg) foi observado. Além disso, o som de respiração de um pulmão bilateral preenchido é clara e simétrica, conforme determinado pela ausculta do tórax.
    9. Use o esparadrapo para fixar o tubo EMG do ângulo da boca. Desde que o tubo geralmente requer ajuste durante as experiências IONM, não aperte o tubo para o focinho.
    10. Conecte o tubo EMG ao ventilador. Capnografia contínua é obrigatória para monitoramento da etCO2 valor e curva durante todo o experimento.
  4. Manutenção de anestesia (.Figura 1)
    1. Depois que o tubo EMG é fixo, posicione o leitão em suas costas com o pescoço estendido (Figura 1). Manter a anestesia geral com sevoflurano 1-3% de oxigênio a 2 L/min.
    2. Ventilar os pulmões no modo de controle de volume em um volume corrente de 8 a 12 mL/kg e definir a taxa respiratória de 12-14 respirações por minuto.
    3. Iniciar monitorização fisiológica, incluindo capnografia, eletrocardiograma (ECG) e monitoramento da oxigenação (SaO2).

2. equipamento configuração e operação de animais (Figura 1)

  1. Instalação de equipamento
    1. Ligue as pontas de canal do tubo EMG para o sistema de monitoramento.
    2. Defina o sistema de monitoramento para executar uma janela de tempo de 50 ms. Conjunto pulsada estímulos a 100 μs e 4 Hz. definir o limite de captura de evento para 100 μV.
  2. Procedimento cirúrgico
    1. Luvas cirúrgicas estéreis e usar iodopovidona com cotonetes de algodão para desinfectar o local cirúrgico do pescoço.
    2. Fazer uma incisão transversal colarinho cerca de 10-15 cm de comprimento com um bisturi para expor o pescoço e a laringe.
    3. Levante o flap subplatysmal 1 cm cranialmente da clavícula até o osso hioide.
    4. Remover os músculos da cinta e visualizar os anéis traqueais e os nervos. Use o eletrocautério monopolar e bipolar para auxiliar a dissecção cirúrgica e hemostasia.
    5. Localizar, identificar e expor cuidadosamente o EBSLN, RLN e VN com uma sonda portátil de estimulação.
    6. Posicione um eletrodo de estimulação periódica automatizado (APS) em um lado do VN para estimular durante IONM contínua (CIONM). Conecte o eletrodo APS com o sistema de monitoramento. Conjunto de estímulos pulsados para 1 Hz, 100 µs e 1 mA.
  3. No final dos experimentos, eutanásia em todos os leitões pelo veterinário.

3. eletroestimulação

Nota: Para aplicar o princípio do 3R em estudos IONM suínos, sempre realize estudos de eletrofisiologia repetíveis que não causam lesões nervosas antes de realizar experimentos que possam causar lesão do nervo. Isso pode ser usado para estudar a intensidade, a segurança e efeitos cardiopulmonares11,17. O equipamento de IONM pode ser classificado como equipamento de estimulação ou aparelho de controlo (Figura 2A).

  1. Avalie as respostas de EMG de linha de base dos nervos alvo, incluindo o EBSLN RLN e VN (figuras 2B, 2C).
    1. Comece com uma corrente de estimulação inicial da corrente de 0.1-mA e aumentar a estimulação em incrementos de 0.1-mA até que uma resposta de EMG é detectada e registrada.
    2. Aumente ainda mais a corrente até obter a resposta máxima de EMG.
    3. Grave a amplitude da linha de base, latência e forma de onda da resposta de EMG.
    4. Definir o nível de estímulo mínimo como a mais baixa corrente (mA) que evoca claramente a actividade EMG da > 100 µV. definir o nível de estímulo máximo como o atual menor que evocava a resposta máxima de EMG.
  2. Avaliar a segurança da estimulação elétrica11,19
    1. Aplica um estímulo contínuo de 1 minuto no quinto nível do VN ou RLN anel traqueal.
    2. Aumentar progressivamente o estímulo atual de 1 mA a 30 mA.
    3. Durante a estimulação de VN, avalie a estabilidade hemodinâmica pelo monitoramento da frequência cardíaca, ECG e pressão arterial invasiva.
    4. Finalmente, avalie a integridade de função do nervo, comparando as respostas EMG proximais ao site da estimulação do nervo antes e depois de cada nível de estimulação é aplicado.
  3. Efeito de anestésicos (relaxantes musculares e suas reversões)12,20
    Nota: Uso indevido de NMBAs é uma causa potencial de IONM sem sucesso. O modelo animal proposto foi utilizado para comparar perfis de recuperação entre diferentes NMBAs despolarizante (por exemplo, succinilcolina) e NMBAs despolarizantes (por exemplo, rocurônio) em doses variadas e identificar a NMBA ideal para uso em IONM. O modelo animal também pode ser usado para avaliar a eficácia das drogas de reversão NMBA (por exemplo, sugammadex) para rapidamente restaurar a função neuromuscular suprimida pelo rocurônio.
    1. Em primeiro lugar, aplicar C-IONM e usar as latências de base automaticamente calibrado e amplitudes de EMG como dados de controle.
    2. Administrar uma injeção em bolus de 0,3 mg/kg de rocurônio em um volume de 10 mg/mL e observar as alterações em tempo real de EMG.
    3. Três minutos após a injeção, realizar uma injeção de 2 mg/kg sugammadex em um volume de 100 mg/mL como bolus rápido. Registre o perfil de recuperação de EMG laríngea durante 20 minutos.
  4. Eletrodos de estimulação (estimulação sondas/dissectors) (Figura 3)17
    Nota: Existem diferentes tipos de eletrodos de estimulação que podem ser usados para estimulação do nervo durante IONM, por exemplo, sondas monopolares (Figura 3A), sondas bipolares (Figura 3B) e dissectors estimulação (Figura 3 ).
    1. Para imitar a estimulação direta dos nervos durante a cirurgia, aplica 1 estimulação mA para o EBSLN, RLN e VN sem fáscia sobrejacente.
    2. Para imitar o mapeamento indireto e localizando a posição do nervo antes de identificação visual durante a cirurgia, aplica 1 estimulação mA a uma distância de 1 - e 2-mm longe os nervos no sobrejacente a fáscia.
    3. Gravar e comparar as respostas EMG entre os diferentes tipos de eléctrodos de estimulação.
  5. Gravação de eletrodos (eletrodos de eletrodos/pré-gelled pele de tubos/agulha de EMG) (Figura 4)
    1. Use o modelo animal para avaliar como rotação ou deslocamento ascendente/descendente do eléctrodo do tubo EMG (Figura 4A) afeta a estabilidade do sinal EMG. Além disso, usar o modelo animal para comparar as respostas EMG entre os tipos de eletrodos diferentes (por exemplo, eletrodos de agulha e eletrodos adesivos pre-gelificados, Figura 4B) e abordagens diferentes de gravação (por exemplo, abordagens transcutânea/percutânea e transcartilage, figuras 4 e 4 D) em termos de viabilidade, estabilidade e precisão durante a IONM.
    2. Para um estudo de viabilidade, aplicar um 1 estímulo mA atual EBSLNs bilaterais, VNs e RLNs. registro e comparar as respostas EMG evocadas por cada eletrodo testado (ou seja, EMG de tubo, transcutâneo, percutâneo e eletrodos de transcartilage).
    3. Para um estudo de estabilidade, avaliar e comparar a estabilidade de sinal EMG em C-IONM sob o deslocamento de cartilagem cricoide experimentalmente induzida/traqueal.
    4. Para um estudo de precisão, avaliar e comparar a precisão dos eletrodos testados em C-IONM para a identificação de degradação do sinal EMG sob lesão RLN.

4. estudo de lesão RLN (Figura 5)

  1. Em conformidade com o princípio dos 3R, realizar experimentos de lesão RLN no modelo porcino afinal repetível eletrofisiologia estudos são concluídos. Realize testes de segmentos nervosos de segmentos nervosos proximal aos segmentos distais do nervo (ou seja, proceder da parte caudal do RLN à parte craniana do RLN).
  2. Sinais de uso C-IONM para confirmar e comparar os padrões de mudanças em tempo real em EMG laríngea evocado durante e após os ferimentos RLN agudos com mecanismos de lesão diferentes (por exemplo, tração, aperto, transecção ou lesões térmicas) (figuras 5A e 5B) . Use o C-IONM para visualização em tempo real contínua e recordação de mudanças EMG e recuperações sequenciais ao longo do experimento (Figura 5).
  3. Recolha feridos RLN segmentos para análise histopatológica de alterações morfológicas causadas por experiências de lesão do nervo.
  4. Lesão de estiramento de compressão/tração
    Nota: Lesões de compressão ou estiramento de tração são as lesões mais comuns de RLN intra-operatória. Experimentalmente, induzir estresse de tração e observar as alterações resultantes de EMG eletrofisiológicas e alterações histopatológicas.
    1. Tração compressão lesão13
      1. Enrole uma ansa de plástico fina (por exemplo, um loop vascular 1,3 mm largura) em torno do RLN e uso uma força calibre para aplicar a retração com 50g de tensão (Figura 5A). Este regime imita um RLN preso contra uma banda densa, fibrosa ou uma artéria de passagem na região do ligamento de Berry durante tração medial do lobo da tireoide.
    2. Lesão de estiramento de tração16
      1. Embrulhe o RLN com um mais vasto material elástico (por exemplo, um dreno de Penrose silicone larga de 10 mm) e usar um medidor de força para retrair o RLN com 50g de tensão) este regime imita um RLN aderidas ao ou encaixado na cápsula do bócio e esticada para a frente durante a medial tração.
  5. Lesão de aperto
    Nota: No intra-operatório trauma mecânico para o RLN geralmente resulta da exposição pobre ou erro na identificação visual do RLN. 13 , 16
    1. Após a compressão tração lesão RLN experimentar, belisca o segmento distal do RLN com pinça hemostática por um segundo. Este regime imita o nervo inadvertidamente ser pinçado devido a erros de identificação visual como uma embarcação durante a operação. Registro do sinal EMG acompanhamento mudar para comparação com ainda mais os resultados histopatológicos do espécime nervo.
  6. Lesões térmicas
    Nota: a maioria das lesões térmicas no intra-operatório de RLN resultam térmico espalham quando dispositivos de eletrocautério e vários dispositivos baseados em energia (EBDs) são utilizados para induzir a hemostasia perto o RLN. Lesão de tração, lesões térmicas serão raramente visível a olho nu. Portanto, realizar experiências com animais IONM para determinar o melhor modelo para avaliar a fisiopatologia da lesão térmica RLN e testar a tolerância térmica14 e a segurança das EBDs15,18.
    1. Use o C-IONM para registrar as alterações EMG continuamente ao longo do experimento.
    2. Para o estudo da ativação, investigar dispositivos como baseados em energia (EBD) pode ser aplicado com segurança para hemostasia e dissecação perto o RLN durante a cirurgia (Figura 5B).
      1. Ativar o EBD (electrothermal navio bipolar a energia, potência programado no nível 2 e sistema de vedação interrompe automaticamente por 2 a 4 segundos) em uma distância de 5 mm a RLN.
      2. Se os sinais de EMG permanecem estáveis após vários testes, realize mais um teste à distância mais estreito (por exemplo, 2mm e seguido pela distância de 1 mm).
      3. Se qualquer alteração substancial do EMG ocorre após qualquer teste do experimento é completo e seguido pela gravação contínua em tempo real-EMG durante pelo menos 20 minutos.
    3. Para o estudo de resfriamento, avalie o tempo de arrefecimento para determinar a pós-ativação EBD ideal refrigeração parâmetros.
      1. Entrar em contato com a EBD ativado sobre o RLN diretamente após um segundo 5 tempo de resfriamento.
      2. Se os sinais de EMG permanecerem estáveis após três provas, testar o tempo de resfriamento menor (por exemplo, 2 segundos e seguido por 1 segundo).
      3. Se o EMG permanece estável após repetidos testes, confirme a segurança do EBD tocando o RLN imediatamente após a ativação.

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Representative Results

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Estudo de eletrofisiologia
Dados de base EMG, nível mínimo/máximo de estímulo e as curvas de estímulo-resposta
Usando um padrão monopolar estimulando a sonda, o nível de estímulo mínimo obtidos por VN e RLN estimulação varia entre 0.1 0.3 mA, respectivamente. Em geral, o estímulo atual correlacionada positivamente com o resultante EMG amplituderesponse11,17. A amplitude de EMG se estabilizou a níveis de estimulação máxima de 0,7 mA para a estimulação de VN e 0,5 mA para RLN estimulação11.

Estimulação elétrica (intensidade, segurança e efeito cardiopulmonar)
No estudo de segurança, há sem efeitos indesejados no sinal EMG ou estabilidade hemodinâmica observadas após contínua pulsátil VN e RLN estimulação na configuração de 1 mA a 30 mA. Além disso, de base EMG amplitudes e latências do VN ou RLN foram relativamente inalteradas após os nervos foi estimulada por uma alta corrente. Portanto, foi sugerido que um estímulo intermitente de alto atual durante a IONM não era prejudicial ao VN ou RLN19.

Efeitos dos anestésicos (relaxantes musculares e suas reversões)
Comparações experimentais de NMBAs deste modelo animal mostraram que diferentes tipos e doses de relaxantes musculares têm perfil de recuperação naturais diferentes. Por exemplo, o tempo de recuperação para succinilcolina (1 mg/kg) e rocurônio baixa dose (0,3 mg/kg) foram significativamente mais curto do que para a dose padrão rocurônio (0,6 mg/kg). Os experimentos para reversões NMBA confirmam que esse sugammadex (reversão de rocurônio) efetivamente e rapidamente restaura a função neuromuscular suprimida pelo rocurônio20.

Estimulando os eletrodos (sondas de estimulação e estimuladores de dissecação)
Normalmente, IONM é realizada com uma superfície baseado em ETT comercialmente disponível sistema de eletrodo (ou seja, um EMG chamado tubo) de gravação. No entanto, uma limitação do uso clínico de tubos EMG é a necessidade de manter contato constante entre os eletrodos e cordas vocais durante a cirurgia para obter um sinal EMG robusto. Resultados falsos IONM podem resultar de um tubo de EMG que é mispositioned durante a intubação (por exemplo, devido a profundidade de inserção incorreta, tamanho incorreto do tubo ou rotação do eletrodo) ou de um tubo de EMG que é deslocado durante a manipulação cirúrgica ou pescoço retração (por exemplo, causando deslocamento ascendente/descendente ou de rotação do eletrodo).

Comparações experimentais de eletrodos de estimulação mostraram que a estimulação de evocado típicas EMG formas de onda de EBSLN/RLN/VN com 1 mA de corrente de sondas/dissectors. O atual estimulando positivamente correlacionada com a amplitude resultante de EMG. Em sondas monopolares e estimulantes dissectors, máximo EMG foi eliciada < 1 mA. Em sondas bipolares, EMG máximo exigido uma corrente mais alta. Em todos os grupos, evocados amplitudes de EMG diminuíram como a distância entre a sonda/Dissecador ao nervo aumentada. Amplitudes de EMG evocados também diminuíram em nervos estimulados que tinham sobrejacente a fáscia. Portanto, o modelo animal confirmou que ambos estimulação dissectors e sondas convencionais são eficazes para evocar EBSLN, RLN e VN de formas de onda para monitorar a função do nervo em tempo real durante a cirurgia,17. Várias sondas de estimulação/dissectors estão agora disponíveis no sistema IONM para requisitos específicos de estimulação, aplicativo de monitoramento de cirúrgico e a preferência dos usuários.

Eletrodos de gravação (tubos EMG, eletrodos de agulha e pele previamente coaguladas eletrodos)
O estudo de viabilidade confirmou que os eletrodos do tubo de EMG sobre o vocalis, os eletrodos de agulha transcutânea/percutânea e os eletrodos pre-gelificados transcutânea/transcartilage foram eficazes para gravação típica evocado EMG da laringe formas de onda do VN e RLN sob 1 estimulação mA. A Figura 6 mostra que pre-gelificados eletrodos transcutâneo/transcartilage gravado geralmente amplitudes de EMG menores em comparação com eletrodos de EMG de tubo e agulha.

No estudo de estabilidade, em tempo real traçados EMG foram comparados antes e depois de deslocamento traqueal foi induzido experimentalmente. A Figura 7 mostra que a alteração no contato entre os eletrodos do tubo de EMG e pregas vocais após deslocamento traqueal mudou significativamente os sinais de EMG gravados. No entanto, deslocamento traqueal não teve nenhum efeito aparente na qualidade contato eletrodo ou na qualidade do sinal EMG de eletrodos transcutâneo ou transcartilage.
O estudo de precisão avaliou a precisão dos sinais em tempo real em refletindo a degradação de EMG adversa durante estresse RLN experimentalmente induzida pela estimulação de VN contínua com o eletrodo APS. Quando a tensão de tração RLN foi induzida experimentalmente, o EMG do tubo eletrodos sobre o músculo vocalis e os padrões semelhantes de eletrodos transcartilage/percutânea/transcutânea gravados de degradação progressiva em amplitude EMG (Figura 8).

Estudo de lesão RLN
Lesão de tração
Típico em tempo real as alterações EMG durante a tração RLN revelaram uma diminuição progressiva da amplitude, combinada com um aumento de latência (o chamado "evento combinado"). Além disso, os sinais de EMG gradualmente recuperaram após lançamento de tração (Figura 9A). O estudo de histopatologia mostrou que mudanças morfológicas ocorreram principalmente em estruturas nervosas exterior como o epi - e peri-neurium. Estruturas no endoneuro permaneceram relativamente intacta13,16.

Lesão de aperto
Todos RLNs mostrou um LOS imediata (dentro de menos de 1 s) após lesão mecânica aguda foi induzida experimentalmente. Além disso, não gradualmente recuperação de EMG pode ser observada em um curto período de tempo após a lesão (Figura 9B). O estudo de histopatologia mostrou que a distorção do epineuro e perineurium foi maior no grupo de lesão aperto em comparação com a tração lesão grupo13,16.

Lesões térmicas

Durante o estudo de lesões térmicas, o EMG em tempo real revela um evento combinado, que então degrada-se rapidamente para LOS (Figura 9). O tempo de reação antes LOS e da gravidade dos ferimentos eletrofisiológico pode estar relacionado com a dose de estresse térmico14. Estudos de EBDs revelam que a distância segura de ativação para o RLN e o tempo de arrefecimento variam pelo tipo EBD. Por exemplo, a ativação segura distâncias e tempos arrefecimento são 5 mm e 1 segundo para eletrocautério monopolar (15 watts), 3 mm e 1 segundo para Eletrocautério bipolar (30 watts), 2 mm e 3 a 10 segundos para o bisturi harmônico e 2 mm e 2 a 5 segundos para o Ligasur e sistema, respectivamente. Notavelmente, o bisturi harmônico deve ser refrigerado por mais de 10 segundos ou arrefecido por uma rápida manobra de toque de músculo (2 segundos) antes que toque o RLN. O sistema de Ligasure deve ser refrigerado por mais de 2 segundos ou resfriado por uma manobra de toque rápido do músculo antes que toque o RLN15,18. O exame histopatológico dos nervos lesionados térmicos mostrou relativamente graves danos para o endoneuro interno com menos distorção do nervo exterior estrutura16.

Figure 1
Figura 1. Preparação e anestesia de KHAPS preto/Duroc Landrace suínos para pesquisa IONM. (A) peso líquido de cada leitão foi medido antes da anestesia. (B) assistente mantida uma boca adequada abertura, enquanto a tração foi aplicada no maxilar superior e inferior. Um laringoscópio foi então usado para pressionar a epiglote para baixo em direção a base da língua. Quando as cordas vocais foram claramente identificadas, o elástico bougie foi gentilmente avançado na traqueia. O tubo EMG foi inserido a uma profundidade de 24 cm no ângulo adequado de boca. (C) o leitão foi colocado em suas costas com o pescoço estendido. O canal leva da gravação eletrodos foram conectados ao sistema de monitoramento. Monitorização fisiológica foi realizada durante o estudo. (D) o pescoço e a laringe foram expostos por experimentos. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2. O equipamento eletrônico multifacetado e princípio do sistema de IONM. (A) equipamento básico incluído os eletrodos de estimulação neurais (estimulador) e os eletrodos de gravação (ligados a ETT). (B) o estímulo eletrodos podem ser usados para determinar a localização e o estado funcional do EBSLN, RLN e VN durante IONM. Resposta (C) o EMG evocado é exibida em uma tela de LCD. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3. Os eletrodos de estimulação diferentes disponíveis para usam em IONM. Sondas de bipolar sondas Monopolar (B) (A) e (C) estimulação sondas/dissectors. A seleção de estimulação sondas/dissectors usado para IONM varia de acordo com os requisitos específicos de estimulação, o aplicativo específico desejado e a preferência do cirurgião. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 4
Figura 4. Vários tipos de eletrodo de gravação estão disponíveis para uso em IONM. Eletrodos (A) o EMG ETT incluem tubos de EMG (1a), Trivantage (1b) contato reforçado (1 c) - padrão reforçado e (1D) - FLEX); (B), (2) - eletrodos adesivos previamente coaguladas e (3) - eletrodos de agulha. (C e D) tubo o EMG é projetado para tocar a prega vocal através de intubação (eu) e o adesivo pre-gelificada ou eletrodos de agulha podem ser usados em transcutânea (II), percutânea (III), ou abordagem transcartilage (IV) para a gravação de EMG durante IONM. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 5
Figura 5. IONM contínua foi realizada através de APS do VN (*) para investigar mudanças em tempo real de EMG no RLN durante lesão de tração (A) e (B) térmica. (C). durante o experimento, o sistema C-IONM exibida e continuamente gravou o induzido mudanças EMG e recuperações sequenciais em tempo real. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 6
Figura 6. Comparação entre as respostas EMG evocadas entre quatro tipos diferentes de eletrodos gravação. Estudos de viabilidade indicam que todos os tipos de eletrodo (ou seja, EMG de tubo, transcutâneo, percutâneo e eletrodos transcartilage) gravado com precisão típicas evocadas laríngeas EMG formas de onda do RLN sob 1 estimulação mA. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 7
Figura 7. Comparação de traçados de EMG em tempo real antes e após o deslocamento traqueal experimental. Para o estudo de estabilidade, deslocamento traqueal foi induzido experimentalmente. Alterações no contato entre os eletrodos do tubo de EMG e pregas vocais causaram variação significativa em sinais de EMG gravados. (A) eletrodos em posição normal gravada fortes sinais EMG. (B) eletrodos com ligeiro deslocamento ascendente (1 cm) registrou sinais de EMG relativamente mais fracos. (C) eletrodos com moderada a grave deslocamento ascendente (2cm) mostraram um EMG LOS. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 8
Figura 8. Comparação de traçados de EMG em tempo real durante experimental RLN experimental RLN tração lesões entre quatro tipos diferentes de eletrodos gravação. Os estudos de precisão, mostraram que, quando a tensão de tração RLN foi induzida experimentalmente, todos os tipos de eletrodo (ou seja, EMG de tubo, transcutâneo, percutâneo e eletrodos transcartilage) gravado padrões semelhantes de degradar progressivamente EMG amplitude. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 9
Figura 9. Comparação das alterações em tempo real de EMG e recuperações sequenciais após diferentes tipos de lesão RLN. (A) em lesão de tração, os sinais de EMG gradualmente degradada sob estresse do nervo em gradualmente recuperado após lançamento de tração. (B) na fixação de lesão, os sinais de EMG mostraram um LOS imediata e sem recuperação. (C) em lesões térmicas, os sinais de EMG revelou um evento combinado em então gradualmente rapidamente degradado para LOS com nenhuma recuperação. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Discussion

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Prejuízo para o RLN e EBSLN continua a ser uma fonte significativa de morbidade causada por cirurgia de tireoide. Até recentemente, lesão do nervo só poderia ser identificado por visualização directa de trauma. O uso de IONM agora permite ainda mais identificação funcional do RLN aplicando a estimulação e a contração dos músculos do alvo de gravação. Atualmente, no entanto, ambos os sistemas convencionais de IONM intermitentes e contínuos têm algumas limitações técnicas em interpretações de falso-positivos e falso-negativos. Daí, os modelos animais apropriados são necessários para estas questões clínicas.

Recentemente, muitos estudos experimentais animais tentaram para superar as armadilhas da IONM e para investigar novas aplicações. A maioria desses estudos utilizaram animais de médio porte como canino/cão23,24,25 e suínos/suína/mini-pig11,12,13,14, 15,16,17,18,19,22,26,,27,28, 29. Modelos caninos do RLN e função da laringe são bem estabelecidos e altamente imitam a fisiologia, tamanho e anatomia humana. O modelo de suínos é o mais antigo animal aplicado em RLN pesquisa30,31. As primeiras experiências em suínos vivos realizadas por Galeno, no segundo século A.D. demonstraram alterações funcionais em um RLN necrosante. Atualmente, o modelo suíno é mais comumente usado para pesquisa IONM, porque sua anatomia e fisiologia são muito semelhantes às de humanos. Experimentais porcos têm um tamanho médio que permite fácil manuseio e estão amplamente disponíveis em um custo relativamente baixo,21.

Este artigo demonstra os protocolos padrão para usar o modelo de suínos na pesquisa IONM, incluindo protocolos para anestesia geral e intubação traqueal. O princípio dos 3R é implementado no projeto de experimentos para investigar características eletrofisiológicas de lesões RLN. Principais problemas na utilização do modelo proposto de suínos include(1) EMG parâmetro características e considerações de segurança ao aplicar a estimulação elétrica11,17,19, (2) o uso de relaxantes musculares e reversões12,20,32, estimulando e gravação eletrodos17e o (mais importante 4) modelos de RLN lesões13,14,15, (3) 16,18 que não pode ser quantificado com precisão em seres humanos. Os protocolos foram criados para induzir a severidade diferente e tipos de lesões RLN. Gravado em tempo real dados de EMG foram correlacionados com exames de função e histopatologia de pós-operatório nas cordas vocais. Embora alguns dados de estudos experimentais são inaplicáveis à prática clínica, nosso modelo suíno fornece uma plataforma de pesquisa valiosa não apenas na tecnologia de compreensão, de IONM, mas também na orientação de futuros experimentos para melhorar estratégias cirúrgicas para lesões RLN menor durante a cirurgia de tireoide.

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Disclosures

Os autores não têm nada para divulgar.

Acknowledgments

Este estudo foi suportado por doações de Kaohsiung Medical University Hospital, universidade médica de Kaohsiung (KMUH106-6R49) e do Ministério da ciência e tecnologia (a maioria dos 106-2314-B-037-042-MY2.), Taiwan

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

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Monitoramento Neural intra-operatória de cirurgia de tireoide em um modelo de suínos
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Wu, C. W., Huang, T. Y., Chen, H. C., Chen, H. Y., Tsai, T. Y., Chang, P. Y., Lin, Y. C., Tseng, H. Y., Hun, P. C., Liu, X., Sun, H., Randolph, G. W., Dionigi, G., Chiang, F. Y., Lu, I. C. Intra-Operative Neural Monitoring of Thyroid Surgery in a Porcine Model. J. Vis. Exp. (144), e57919, doi:10.3791/57919 (2019).More

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