Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Endotracheal intubation ved hjælp af et fleksibelt intubationsendoskop som en standardiseret model for sikker luftvejsstyring hos svin

Published: August 25, 2022 doi: 10.3791/63955
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1
1Department of Anesthesiology, University Medical Center of the Johannes Gutenberg-University

ERRATUM NOTICE

Summary

Brugen af svin i forskning er steget i de senere år. Ikke desto mindre er grise præget af vanskelig luftvejsanatomi. Ved at demonstrere, hvordan man udfører endoskopisk guidet endotracheal intubation, sigter denne protokol mod yderligere at øge forsøgsdyrs sikkerhed for at undgå dyrs lidelse og unødig død.

Abstract

Endotracheal intubation er ofte et grundlæggende krav til translationel forskning i svinemodeller til forskellige indgreb, der kræver en sikret luftvej eller højt ventilationstryk. Endotracheal intubation er en udfordrende færdighed, der kræver et minimum antal vellykkede endotrakeale intubationer for at opnå en høj succesrate under optimale forhold, hvilket ofte er uopnåeligt for ikke-anæstesiologiske forskere. På grund af den specifikke svineluftvejsanatomi kan der normalt antages en vanskelig luftvej. Umuligheden af at etablere en sikker luftvej kan resultere i personskade, bivirkninger eller laboratoriedyrets død. Ved hjælp af en prospektiv, randomiseret, kontrolleret evalueringsmetode har det vist sig, at fiberoptisk assisteret endotracheal intubation tager længere tid, men har en højere first-pass succesrate end konventionel intubation uden at forårsage klinisk relevante fald i iltmætning. Denne model præsenterer et standardiseret regime for endoskopisk guidet endotracheal intubation, hvilket giver en sikret luftvej, især for forskere, der er uerfarne i teknikken til endotracheal intubation via direkte laryngoskopi. Denne procedure forventes at minimere dyrs lidelser og unødvendige tab af dyr.

Introduction

Endotracheal intubation er ofte et grundlæggende krav til translationel forskning i svinemodeller til forskellige indgreb, der kræver en sikret luftvej eller højt ventilationstryk (såsom ventilation under kardiopulmonal genoplivning1 eller akut respiratorisk distress syndrom2) eller kræver, at cerebral blodgennemstrømning ikke kompromitteres gennem intern kompression af supraglottiske luftvejsanordninger3 , som lejlighedsvis formeres som alternativer i forbindelse med en forventet vanskelig luftvej hos svin 4,5.

Mens lungefysiologien hos svin viser lignende træk som hos mennesker6, er det undertiden betydeligt vanskeligere at sikre luftvejene7 på grund af specifikke forskelle i porcins orotracheale anatomi. Svinets snut har en smal åbning med en meget stor tunge, strubehovedet er ekstremt mobilt, og epiglottis er relativt stor, med en fri ende, der strækker sig til den bløde gane. Caudalt danner strubehovedet en stump vinkel med luftrøret. Arytenoidbrusk er store8. Den smalleste del af luftvejene er på det subglottiske niveau9, der kan sammenlignes med luftvejsanatomien hos børn10. Da strubehovedet hos svin er meget mobilt, er der risiko for, at enden af endotrakealrøret passerer gennem stemmebåndene, men strubehovedet forskydes kun kausalt med op til flere centimeter, hvilket kan forveksles med en korrekt intubation 8,11. Derudover er esophageal intubation en almindelig risiko, når man beskæftiger sig med porcint luftvejsstyring12.

Hyppigheden af vanskelige eller umulige endotrakeale intubationer med en tilsvarende negativ indvirkning på eksperimentet eller tidlig dødelighed er ikke systematisk registreret, men flere caserapporter er blevet offentliggjort13,14. Hos mennesker er der mulighed for at anvende et fleksibelt intubationsendoskop i forbindelse med en uventet vanskelig konventionel intubation15. Forskellige falske intubationer går ofte forud for denne foranstaltning. Disse gentagne intubationsforsøg er forbundet med bivirkninger hos mennesker16,17, især luftvejskomplikationer 18. Sådanne hændelser er skadelige hos forsøgsdyr, da de i det enkleste tilfælde repræsenterer en confoundervariabel i forsøget; I værste fald kan de føre til unødvendigt tab af dyret.

Denne undersøgelse har udviklet en model baseret på retningslinjerne for forventet vanskelig luftvejsstyring hos mennesker 15,19,20,21,22,23,24. Tidligere er en lignende teknik blevet beskrevet til læring af fiberoptisk intubation i humane undersøgelser25,26. Protokollen, der præsenteres i denne rapport, har til formål at tilvejebringe en standardiseret og let at tilpasse intubationsmodel, der også gør det muligt for ikke-luftvejsspecialister at udføre vellykket og sikker endotracheal intubation hos svin.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Forsøgene i denne protokol blev godkendt af Statens og Institutionens Dyreplejekomité (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz, Koblenz, Tyskland; godkendelsesnr. G20-1-135). Forsøgene blev udført efter ARRIVE-retningslinjerne. Samlet set blev 10 bedøvede hangrise (Sus scrofa domestica) med en gennemsnitsvægt på 30 kg ± 2 kg og 12-16 uger i alderen anvendt til denne undersøgelse.

1. Tilberedning af dyr

  1. Oprethold et normalt miljø for dyrene for at minimere stress. Udhold mad 6 timer før det planlagte eksperiment for at mindske risikoen for aspiration, men lad adgang til vand.
  2. Bedøvelse af svinene med en kombineret injektion af midazolam (0,5 mg/kg) og azaperon (2-3 mg/kg) (se materialetabel) i glutealmusklen eller halsen med en nål (20 G) til intramuskulær injektion. Lad dyrene stå uforstyrret, indtil sedationen sætter ind (15-20 min).
    BEMÆRK: Afhængigt af nationale bestemmelser kan administrationen af beroligende agenser være underlagt kontrol og kan eller ikke kræve tilsyn af en uddannet dyrlæge. Rådfør dig med de lokale myndigheder, før du planlægger eksperimenterne.
  3. Transport de bedøvede dyr fra staldene til laboratoriet. Transporttiden må ikke overstige tilstrækkelig sedationstid (her 30-60 min). Sørg for tilstrækkelig varmetilbageholdelse, så dyret ikke bliver hypotermisk (dvs. under 38 °C), f.eks. ved at dække kroppen med et tæppe afhængigt af udetemperaturen.
  4. Brug en sensor (se materialetabel) fastgjort til øret eller halen til at overvåge den perifere iltmætning (SpO2).
  5. Desinficer huden med et desinfektionsmiddel (alkoholiker), før du indsætter en perifer venekanyle (22 G) i en ørevene. Sprøjt området, tør en gang, spray derefter igen, og lad desinfektionsmidlet tørre. Fastgør ørekanylen med et plaster (se materialetabel).

2. Anæstesi og mekanisk ventilation

  1. Analgesi administreres ved intravenøs injektion af 4 μg/kg fentanyl. Inducer anæstesi med en intravenøs injektion af 3 mg/kg propofol (se materialetabel).
    BEMÆRK: På grund af bolusapplikationen oversvømmer lægemidlet hurtigt ind i det aktive rum, hvilket giver en hurtig begyndelse af dyb anæstesi.
  2. Placer grisen på en båre i liggende stilling og fastgør den med bandager. Påfør muskelafslappende middel gennem en intravenøs injektion på 0,5 mg/kg atracurium (se materialetabel).
  3. Start øjeblikkeligt ikke-invasiv ventilation via en hundeventilationsmaske (se materialetabel) eller lignende modeller. For at sikre en tæt pasform af masken skal du placere den thenar eminence og tommelfingrene på begge hænder oven på masken, mens du udfører kæbestød med de resterende fingre.
    BEMÆRK: Ventilationsparametre: FiO 2 (inspiratorisk iltfraktion) = 100%, maksimalt inspiratorisk tryk = <20 cmH20, respirationsfrekvens = 18-20 vejrtrækninger/min, PEEP (positivt slutekspiratorisk tryk) = 5 cmH20.
  4. Bevar anæstesi gennem kontinuerlig infusion af 0,1-0,2 mg / kg / time fentanyl og 8-12 mg / kg / time propofol. Start infusionen med 5 ml/kg/h afbalanceret elektrolytopløsning (se materialetabellen) kontinuerligt. Oprethold konstant en tilstrækkelig dybde af anæstesi.
    BEMÆRK: Surrogatparametre for dette er fraværet af bevægelse, manglen på egen åndedrætsindsats efter intubation og fraværet af en pludselig stigning i hjertefrekvensen. Hvis det er muligt, undgå permanent muskelafslapning for at muliggøre motoriske reaktioner som tegn på utilstrækkelig dybde af anæstesi.

3. Endotracheal intubation

  1. Få en assistent til at stå på venstre side af hovedet. Få assistentens venstre hånd til at åbne munden og klem tungen udad og tilbage med en komprimering. Bed assistenten om at trykke ned på højre overlæbe med højre pegefinger for at give en bedre mundåbning.
  2. Udfør direkte laryngoskopi. For at gøre dette skal du indsætte laryngoskopet (se materialetabel) i højre side af munden og skubbe det fremad, mens du skubber tungen til venstre. Fremskynd spidsen af laryngoskopet, indtil det hviler i den epiglotiske vallecula.
    BEMÆRK: Epiglottis skjuler normalt glottis ved at klæbe til den bløde gane.
  3. Skub forsigtigt epiglottis til side med en rørstyretråd (se materialetabel) med en blid øsebevægelse fra højre piriforme fordybning til venstre langs den bløde gane.
  4. Før håndtaget på laryngoskopet til assistenten for at fastgøre det i den aktuelle position.
  5. Tag nu det fleksible intubationsendoskop, hvorpå et endotrakealt rør allerede er monteret, og som er forbundet til en videoskærm. Indsæt endoskopet oralt og før det over bunden af tungen, indtil glottis er visualiseret.
    BEMÆRK: For at undgå dug af kameraet anbefales forudgående anvendelse af antidugmidler (se materialetabel).
  6. Fremskynd endoskopet mellem vokalbåndene ind i luftrøret. Bekræft luftrørets anatomi ved visuelt at identificere bruskringene og pars membranacea. Fremskynd endoskopet, indtil det hviler over carinaen. Prøv ikke at røre den følsomme slimhinde med spidsen af endoskopet for at undgå hævelse og blødning.
  7. Mens endoskopets position opretholdes, skal du fremme endotrachealrøret, indtil det bliver synligt i kamerabilledet.
    BEMÆRK: Hvis endotrachealrøret ikke kan føres gennem det glottiske plan, er der en mulighed for, at det er blevet fanget på arytenoidbrusk. I dette tilfælde skal endotrachealrøret trækkes 1 cm tilbage og drejes 90°, før det forsigtigt skrider frem igen. Om nødvendigt kan denne manøvre gentages. Lignende kalibre af fleksibelt intubationsendoskop og endotrakealt rør kan minimere risikoen for, at dette problem opstår. Hvis endotrachealrøret ikke kan fremføres på trods af denne manøvre, er det sandsynligt, at den subglottiske smalhed - den smaleste del af svinstrubehovedet - ikke kan passeres. I dette tilfælde skal der vælges en mindre endotracheal rørstørrelse. Regelmæssige kommercielt tilgængelige endotrakeale rør i størrelserne 6,5 cm eller 7,0 cm ID bør være i stand til at passere glottis så længe ingen anatomiske abnormiteter er til stede. Kravene til endotracheal tube størrelse varierer afhængigt af pattegrisens størrelse og race.
  8. Træk det fleksible intubationsendoskop ud, samtidig med at endotrachealrørets position opretholdes.
  9. Brug en 10 ml sprøjte til at puste manchetten op med 10 ml luft. Manchettrykket styres med en manchetstyring (målværdi: 30 cmH2O, se materialetabellen).
  10. Bekræft den korrekte placering af endotrachealrøret og tilstrækkelig ventilation ved periodisk og regelmæssig udånding af kuldioxid via kapnografi 24 og dobbeltsidet ventilation via auskultation15.
  11. Start mekanisk ventilation efter tilslutning af røret med en ventilator (PEEP = 5 cmH 2 O, respirationsfrekvens = variabel for at opnå en slutvands CO 2 på <6 kPa, normalt 30-50 min-1, FiO 2 = 0,4, I: E (inspiration til udløbsforhold) = 1:2, tidevandsvolumen = 6-8 ml / kg).
  12. Udvid overvågningen (f.eks. etablering af en intraarteriel blodtryksmåling, installation af et centralt vene- eller lungearteriekateter27) eller fortsæt med interventionen.
    BEMÆRK: Afhængigt af spørgsmålet om de yderligere eksperimenter defineres grænseværdier for de vitale parametre og interventionsmuligheder, og overvågningen fastlægges i overensstemmelse hermed i undersøgelsesprotokollen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Endotracheal intubation blev udført på 10 hangrise (alder 12-16 uger, vægt 30 kg ± 3 kg) i en prospektiv, randomiseret, kontrolleret studieindstilling. Grisene blev randomiseret i to grupper: den ene var konventionelt laryngoskopisk intuberet (CI-gruppe), og den anden gruppe blev intuberet assisteret via et fleksibelt intubationsendoskop som beskrevet i protokollen (FIE-gruppen). Gruppeopgaven blev udført ved at trække forseglede konvolutter. Efterforskeren blev tildelt tilfældigt dagligt.

Undersøgelsen blev udført af anæstesiologiske praktikanter med mere end 3 års erfaring i anæstesi, dyb viden om luftvejsstyring hos mennesker og mindre end 7 måneders erfaring med endotrakeal intubation hos svin, med en anæstesisygeplejerske, der hjalp intubation og vurderede dataene (n = 2, alder: 33 år ± 1 år, endotracheal intubationserfaring hos mennesker: >1.000, vågen fiberoptisk intubation hos mennesker: >100).

FIE-gruppen gennemgik fiberoptisk assisteret intubation som beskrevet i protokollen ovenfor. CI-gruppen blev behandlet identisk med FIE-gruppen op til trin 3.2 i protokollen. Derefter blev følgende ændring foretaget. Efter indsættelse af laryngoskopet i den epiglolottiske vallecula, skubbede eksaminatoren epiglottis til side med et endotrakealt rør, hvori en rørstyretråd var blevet indsat med en blid svingende bevægelse fra højre piriformis-fordybning til venstre langs den bløde gane. Derefter blev dette endotrakeale rør fremført mellem vokalbåndene ind i luftrøret. Styretråden blev trukket tilbage af assistenten, manchetten på endotrachealrøret blev oppustet ved hjælp af en 10 ml sprøjte, og mekanisk ventilation blev startet.

Hvis mætningen faldt til under SpO2 93% eller spiserørets fejlposition opstod, blev forsøget på intubation afbrudt, og maskeventilation blev udført i 3 minutter. Efter tre mislykkede forsøg måtte udøveren ændre proceduren. Tiden blev talt for hvert forsøg fra starten af laryngoskopi.

Det primære endepunkt var succesen med intubation i første forsøg. De sekundære endepunkter var tiden til intubation, målt som tiden mellem starten af laryngoskopi og CO2 -detektion i ventilatoren, behovet for at ændre proceduren og vurderingen af luftvejene ved hjælp af procentdelen af glottisk åbning (POGO) skala.

Statistiske analyser blev udført ved hjælp af kommercielt tilgængelig software (se materialetabel). Normalfordelingen blev undersøgt ved hjælp af Kolmogorov-Smirnoff-testen28. Hvis en normalfordeling blev bestemt, blev gruppeforskelle analyseret ved hjælp af t-test af uafhængige prøver29 eller Mann-Whitney U-test30 for den ikke-parametriske version. Data præsenteres som gennemsnitlig (± standardafvigelse). Korrelationer mellem data i ordinær skala blev undersøgt ved hjælp af Spearmans korrelationskoefficient31. Der blev antaget et signifikansniveau på p < 0,05. Alle test blev udført med sonderende hensigt; Derfor er p-værdier beskrivende. Ikke desto mindre blev p < 0,05 accepteret som vejledende for statistisk signifikans.

FIE-gruppen viste en tendens til en højere succesrate i første forsøg end CI-gruppen (100% vs. 60%); Samlet set var der behov for færre forsøg på intubat i FIE-gruppen (1,0 ± 0 vs. 1,4 ± 0,548, p = 0,310) (figur 1). I intet tilfælde faldt mætningen til under 93%, så der var ikke behov for at ændre proceduren. Et andet forsøg på intubation var påkrævet, fordi passagen af den subglottiske indsnævring ikke var mulig jævnt (n = 1) og på grund af esophageal malposition (n = 1).

Samlet set tog vellykkede intubationsforsøg signifikant længere tid i FIE-gruppen end i CI-gruppen (71,2 s ± 18,336 s vs. 36,8 s ± 18,472 s, p = 0,018). Generelt var glottis let at visualisere med god synlighed (POGO: 77% ± 27,1%), uden gruppeforskelle (FIE 86% ± 26,077% vs. CI 68% ± 27,749%, p = 0,513). I den konventionelle intubationsgruppe (CI) var der behov for flere forsøg på endotracheal intubation, men dette var ikke statistisk signifikant (1,0 ± 0 vs. 1,4 ± 0,548, p = 0,310). I den endoskopisk guidede intubationsgruppe (FIE) tog det signifikant længere tid for CO 2 at blive detekteret i ventilatoren (71,2 s ± 18,336 s vs. 36,8 s ± 18,472 s, p = 0,018) (figur 2).

Figure 1
Figur 1: Antal intubationsforsøg i gruppesammenligning. For gruppen, der blev intuberet ved hjælp af et fleksibelt intubationsendoskop, var hvert intubationsforsøg vellykket; I gruppen, der var konventionelt intuberet, tog det i gennemsnit 1,4 forsøg, før endotrachealrøret kunne placeres korrekt. Fejlbjælker viser standardafvigelsen. n = 5 (for hver gruppe). Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 2
Figur 2: Tid indtil CO2 -detektion i gruppesammenligning. For gruppen, der blev intuberet ved hjælp af et fleksibelt intubationsendoskop, tog det signifikant længere tid, før end-tidal CO2 kunne detekteres, afbildet som middelværdi og standardafvigelse. n = 5 (for hver gruppe). Klik her for at se en større version af denne figur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

I tidligere undersøgelser har vores forskergruppe allerede beskrevet specifikke detaljer om de translationelle fordele ved svinemodellen 2,27,32,33. Generelt bør reduktion af dyrets stressniveau og unødig smerte være en integreret del af enhver undersøgelsesprotokol og er afgørende for at generere pålideligt reproducerbare data. Derfor er vågen endoskopisk styret intubation af grisen med en forventet vanskelig luftvej ikke en mulighed.

Det skal påpeges, at inducering og vedligeholdelse af anæstesi i store dyremodeller kun bør udføres af specialuddannet personale eller under deres direkte overvågning. Manglende overholdelse af denne regel ved planlægning og gennemførelse af sådanne forsøg kan resultere i relevant skade, smerte, stress, angst eller død for dyret. Korrekt placering af grisen er nødvendig for at sikre tilstrækkelig ventilation, tilstrækkelig laryngoskopi og vellykket intubation. Den liggende stilling letter let adgang til den præsenterede luftvejsstyringsprotokol og muliggør efterfølgende instrumentering, hvis det er nødvendigt, uden at flytte dyret8.

Selvom flere intubationsforsøg skal undgås, er det afgørende at genoptage maskeventilation i tilfælde af et mislykket intubationsforsøg. Det anbefales at stoppe intubationsforsøget, når iltmætningen falder til under 93%. Foriltning via maskeventilation skal udføres som beskrevet ovenfor for at tilvejebringe en tilstrækkelig iltreserve.

For at gøre det muligt at føre endotrakealrøret så forsigtigt som muligt forbi den glottiske åbning, skal et overdreven kaliberspring mellem endoskopet og røret undgås. Ellers er der en højere risiko for at blive fanget på de store arytenoidbrusk8. Fleksibel intubation endoskop-assisteret endotracheal intubation tager betydeligt længere tid, men har en højere succesrate i første forsøg. Forfatterne tilskriver manglen på statistisk signifikans af succesraten ved det første intubationsforsøg til det lille antal tilfælde. Ifølge forfatternes erfaring er falske intubationer en almindelig risiko, især hvis ikke-anæstesiologer udfører intubationen under uddannelse (f.eks. ph.d.-studerende). Esophageal intubation, som forekom en gang i undersøgelseskollektivet, der blev præsenteret her, var mulig, fordi endotrachealrøret fuldstændigt dækkede glottis -visningen under direkte laryngoskopi på grund af luftvejenes relative snævring efter indsættelse i synsfeltet. I begge oprindeligt mislykkede forsøg var intubatoren i stand til at skabe bedre intubationsbetingelser ved at omplacere laryngoskopet.

Den øgede varighed havde ingen klinisk betydning i denne kohorte. På intet tidspunkt blev afslutningskriteriet - en mætning på mindre end 93% - nået. Dette fremgår af resultaterne, fordi en procedureændring var unødvendig på noget tidspunkt. Forudgående tilstrækkelig maskeventilation er et kritisk skridt for at give tilstrækkelig tid til fiberoptisk endotracheal rørplacering for at undgå hurtig desaturation34. Disse resultater er i overensstemmelse med tidligere undersøgelser, der sammenligner konventionel intubation og endoskopisk assisterede intubationer med uerfarne udbydere35. Vi tilskriver den langvarige varighed af fiberoptisk intubation til det faktum, at man først skal omorientere igen efter indsættelse, mens man med konventionel intubation bevarer udsigten til glottis. Det er også vigtigt at undgå kontakt med slimhinden med det fleksible intubationsendoskop under fremskridt. Dette kræver lejlighedsvise korrigerende manøvrer. Sidst men ikke mindst, efter vellykket placering, kræves tilbagetrækning af det relativt lange endoskop, hvilket øger tiden til CO2 -detektion lidt.

Begrænsningen af de præsenterede resultater er, at deltagerne, der gennemførte undersøgelsen, var anæstesiologer med et højt niveau af luftvejsekspertise. For de repræsentative resultater valgte vi dette undersøgelseskollektiv som efterforskere for at forhindre forvirrende variabler gennem læringseffekter36. Mere end 50 vellykkede endotrakeale intubationer er nødvendige hos mennesker for at opnå en succesrate på over 90%37. Disse tal er regelmæssigt umulige at opnå for ikke-anæstesiologer.

Sammenlignet med mennesker har svin sandsynligvis en vanskelig luftvej 7,8,9. En endnu højere fejlrate end i disse resultater kunne forventes for ikke-anæstesiologer. Sammenlignet med indlæringskurven for endotrakeal intubation hos mennesker synes indlæringsevnen for fleksibel endoskopisk intubation hos svin mere tilgængelig35. Det har også den fordel, sammenlignet med konventionel laryngoskopi, at en vejleder straks kan genkende intubationsfejlen, så længe der anvendes en videomonitor. Derfor anbefales det at bruge en højopløsningsmonitor tilsluttet det fleksible intubationsendoskop, især når du bruger denne teknik for første gang. Dette gør supervision meget lettere og øger læringseffekten for den person, der udfører den, da vejlederen kan moderere teknikken uden selv at overtage opgaven. I tilfælde af esophageal intubation, den mest almindelige komplikation12, bliver problemet ofte først tydeligt efter ventilation af maven via en manglende kapnografikurve, fordi auskultation kan være falsk positiv38. En oppustet mave har igen den ulempe hos mennesker, at den funktionelle restkapacitet reduceres som følge heraf, og efterfølgende intubationsforsøg kan føre til et hurtigere fald i mætning39.

Efter forfatternes erfaring er tilstrækkelig maskeventilation let gennemførlig hos svin. Imidlertid øges antallet af bivirkninger betydeligt efter flere mislykkede forsøg16, og også selve endotracheal intubationen bliver stadig vanskeligere efter flere forsøg40. I modsætning til hos mennesker er alternativ luftvejsstyring ved hjælp af ekstraglottiske luftvejsanordninger eller tilbagevenden til spontan vejrtrækning15 ikke rimelig afhængigt af undersøgelsesdesignet. Derfor bør det laveste antal endotracheale intubationsforsøg for at sikre luftvejene altid sigtes mod.

I modsætning til den ret vanskelige lærbarhed i betragtning af konventionel endotracheal intubation betragtes endotracheal intubation ved hjælp af et fleksibelt intubationsendoskop fejlagtigt som vanskeligt at lære41. Så vidt forfatterne ved, er indlæringskurven for endotracheal intubation ved hjælp af et fleksibelt intubationsendoskop ved hjælp af et laryngoskop hos bedøvede patienter aldrig blevet systematisk undersøgt. Johnson et al.42 viste i systematisk forskning, at 10 vågne endoskopisk guidede endotracheale intubationer er tilstrækkelige til at udføre en sikker, tilfredsstillende intubationsendoskopi hos mennesker. Dette gælder dog for vågne patienter, der trækker vejret spontant, som bringer deres egne sværhedsgrader (tilstrækkelig sedation, den udtalte trang til hoste, tumorforandringer i det øvre luftveje osv.). Cook et al.36 kom til en lignende konklusion. I mangel af disse skærpende omstændigheder forventes en endnu stejlere indlæringskurve hos bedøvede svin uden andre relevante luftvejspatologier. Indlæringskurven hos mennesker flader mærkbart ud fra den femte intubation (Cook et al.36, Johnson et al.42). Dette er en meget stejlere indlæringskurve end med konventionel intubation.

Ruemmler et al.35 var i stand til at vise, at endoskopisk assisteret endotracheal intubation er en procedure, der er relativt let at udføre for guidede begyndere efter en kort introduktion. Nybegynderne var endnu hurtigere ved endoskopisk guidede endotracheale intubationer end anæstesiologerne i undersøgelsen, der præsenteres her. Nybegynderne formåede at sikre luftvejene uafhængigt i alle tilfælde, mens de havde brug for hjælp i 13% af tilfældene med konventionel endotracheal intubation. Den fleksible endoskopassisterede endotrakeale intubation repræsenterer således et sikkert alternativ til konventionel endotrakeal intubation, der er signifikant mindre invasiv end for eksempel transkutan trakeotomi med spontan vejrtrækning, som blev præsenteret i tidligere undersøgelser43. Da mulighederne for tilstrækkelig ilttilførsel under spontan vejrtrækning er lave på grund af begrænset overholdelse hos svin, mener forfatterne af denne rapport, at endoskopisk assisteret endotrakeal intubation er den sikreste variant af alternativ luftvejsstyring hos svin, hvis der kræves et endotrakealt rør. Selvom ikke alle forskningsgrupper måske har adgang til fleksible intubationsendoskoper eller evnen til at bruge dem, kan de, der gør det, give mere dyresikkerhed. De økonomiske udfordringer ved at anskaffe fleksible intubationsendoskoper til engangsbrug opvejes f.eks. normalt af forebyggelsen af tab af dyr under et igangværende forsøg og potentialet for at genbruge dem under flere forsøg.

Denne eksperimentelle protokol tilvejebringer en standardiseret procedure for endoskopisk assisteret endotracheal intubation hos svin. Denne indstilling muliggør sikker luftvejsstyring til forskellige eksperimenter, der kræver endotracheal intubation. Dette kan bidrage til at reducere dyrs lidelser og sandsynligheden for unødvendige tab.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Det fleksible intubationsendoskop og dets tilbehør er kun leveret ubetinget af producenten til forskningsformål. Forfatterne erklærer ingen yderligere økonomiske eller andre interessekonflikter.

Acknowledgments

Forfatterne vil gerne takke Dagmar Dirvonskis for hendes fremragende tekniske support.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Ambu aScope Regular Ambu GmbH, Medizinprodukte, Bad Nauheim, Germany Disposable fiber optic outer diameter 5 mm
Ambu aView Monitor Ambu GmbH, Medizinprodukte, Bad Nauheim, Germany monitor
Atracurium Hikma 50 mg/5mL Hikma Pharma GmbH, Martinsried atracurium
Azaperone (Stresnil) 40mg/mL Lilly Deutschland GmbH, Bad Homburg, Germany azaperone
BD Discardit II Spritze 2, 5, 10, 20 mL Becton Dickinson S.A. Carretera, Mequinenza Fraga, Spain syringe
BD Luer Connecta Becton Dickinson Infusion Therapy, AB Helsingborg, Schweden 3-way-stopcock
BD Microlance 3 20 G Becton Dickinson S.A. Carretera, Mequinenza Fraga, Spain cannula
Curafix i.v. classics Lohmann & Rauscher International GmbH & Co. KG, Rengsdorf, Germany Cannula retention dressing
Engström Carestation GE Heathcare, Madison USA ventilator
Fentanyl-Janssen 0.05 mg/mL Janssen-Cilag GmbH, Neuss fentanyl
Führungsstab, Durchmesser 4.3 Rüsch endotracheal tube introducer
IBM SPSS Statistics for Windows, Version 20 IBM SPSS Statistics for Windows, Version 20.0. Armonk, NY: IBM Corp.) Statistical software
Incetomat-line 150 cm Fresenius, Kabi Deutschland, GmbH perfusor line
Intrafix Primeline B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany Infusion line
JOZA Einmal Nitril Untersuchungshandschuhe JOZA, München, Germany disposable gloves
Laryngoscope, 45.48.50, KL 2000 Medicon Laryngoscope handle
Littmann Classic III Stethoscope 3M Deutschland GmbH, Neuss, Germany stethoscope
Luer Lock B.Braun Melsungen AG, Germany
Maimed Vlieskompresse Maimed GmbH, Neuenkirchen, Germany Fleece compress to fix the tongue
Masimo LNCS Adtx SpO2 sensor Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA saturation clip for the tail
Masimo LNCS TC-I SpO2 ear clip sensor Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA Saturation clip for the ear
Masimo Radical 7 Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA periphereal oxygen saturation
Midazolam 15 mg/3 mL Hameln Pharma GmbH, Hameln, Germany midazolam
Midmark Canine Mask Small Plastic with Diaphragm FRSCM-0005 Midmark Corp., Dayton, Ohio, USA dog ventilation mask
Octeniderm farblos Schülke & Mayr GmbH, Nordenstedt, Germany Alcoholic disinfectant
Original Perfusor syringe 50 mL B.Braun Melsungen AG, Germany perfusor syringe
Perfusor FM Braun B.Braun Melsungen AG, Germany syringe pump
Propofol 2% 20 mg/mL (50 mL flasks) Fresenius, Kabi Deutschland, GmbH propofol
RÜSCH Führungsstab für Endotrachealtubus (ID 5.6 mm) Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia PVC coated tube guiding wire
Rüschelit Super Safety Clear >ID 6/6.5 /7.0 mm Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia endotracheal tube
Stainless Macintosh Größe 4 Welch Allyn69604 blade for laryngoscope
Sterofundin B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany Balanced electrolyte solution
Ultrastop Antibeschlagmittel bottle with dropper 25 mL Sigmapharm Arzneimittel GmbH, Wien, Austria Antifog agent
Vasofix Safety 22 G-16 G B.Braun Melsungen AG, Germany venous catheter
VBM Cuff Manometer VBM Medizintechnik GmbH, Sulz a.N., Germany cuff pressure gauge
Zelette Lohmann & Rauscher International GmbH & Co. KG, Rengsdorf, Germany Tissue swab

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kleinman, M. E., Oh, W., Stonestreet, B. S. Comparison of intravenous and endotracheal epinephrine during cardiopulmonary resuscitation in newborn piglets. Critical Care Medicine. 27 (12), 2748-2754 (1999).
  2. Rissel, R., et al. Bronchoalveolar lavage and oleic acid-injection in pigs as a double-hit model for acute respiratory distress syndrome (ARDS). Journal of Visualized Experiments. (159), e61358 (2020).
  3. Segal, N., et al. Impairment of carotid artery blood flow by supraglottic airway use in a swine model of cardiac arrest. Resuscitation. 83 (8), 1025-1030 (2012).
  4. Goldmann, K., Kalinowski, M., Kraft, S. Airway management under general anaesthesia in pigs using the LMA-ProSeal: A pilot study. Veterinary Anaesthesia and Analgesia. 32 (5), 308-313 (2005).
  5. Wemyss-Holden, S. A., Porter, K. J., Baxter, P., Rudkin, G. E., Maddern, G. J. The laryngeal mask airway in experimental pig anaesthesia. Lab Animal. 33 (1), 30-34 (1999).
  6. Kobayashi, E., Hishikawa, S., Teratani, T., Lefor, A. T. The pig as a model for translational research: overview of porcine animal models at Jichi Medical University. Transplantation Research. 1 (1), 8 (2012).
  7. Judge, E. P., et al. Anatomy and bronchoscopy of the porcine lung. A model for translational respiratory medicine. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 51 (3), 334-343 (2014).
  8. Dondelinger, R. F., et al. Relevant radiological anatomy of the pig as a training model in interventional radiology. European Radiology. 8 (7), 1254-1273 (1998).
  9. Nickel, R., Schummer, A., Seiferle, E. Lehrbuch der Anatomie der Haustiere, Band I: Bewegungsapparat. , Parey. Singhofen, Germany. (2003).
  10. Wani, T. M., Rafiq, M., Akhter, N., AlGhamdi, F. S., Tobias, J. D. Upper airway in infants-A computed tomography-based analysis. Paediatric Anaesthesia. 27 (5), 501-505 (2017).
  11. Chum, H., Pacharinsak, C. Endotracheal intubation in swine. Lab Animal. 41 (11), 309-311 (2012).
  12. Ettrup, K. S., et al. Basic surgical techniques in the Göttingen minipig: Intubation, bladder catheterization, femoral vessel catheterization, and transcardial perfusion. Journal of Visualized Experiments. (52), e2652 (2011).
  13. Steinbacher, R., von Ritgen, S., Moens, Y. P. S. Laryngeal perforation during a standard intubation procedure in a pig. Laboratory Animals. 46 (3), 261-263 (2012).
  14. Iliff-Sizemore, S. A., Chrisp, C. E., Rush, H. G. Peritracheolaryngeal abscess: An iatrogenic complication of endotracheal intubation in swine. Laboratory Animal Science. 39 (5), 455-458 (1989).
  15. Piepho, T., et al. S1 guidelines on airway management. Der Anaesthesist. 64 (11), 859-873 (2015).
  16. Mort, T. C. Emergency tracheal intubation: Complications associated with repeated laryngoscopic attempts. Anesthesia & Analgesia. 99 (2), 607-613 (2004).
  17. Hasegawa, K., et al. Association between repeated intubation attempts and adverse events in emergency departments: An analysis of a multicenter prospective observational study. Annals of Emergency Medicine. 60 (6), 749-754 (2012).
  18. Martin, L. D., Mhyre, J. M., Shanks, A. M., Tremper, K. K., Kheterpal, S. 3,423 emergency tracheal intubations at a university hospital: airway outcomes and complications. Anesthesiology. 114 (1), 42-48 (2011).
  19. Ahmad, I., et al. Difficult Airway Society guidelines for awake tracheal intubation (ATI) in adults. Anaesthesia. 75 (4), 509-528 (2020).
  20. Frerk, C., et al. Difficult Airway Society 2015 guidelines for management of unanticipated difficult intubation in adults. British Journal of Anaesthesia. 115 (6), 827-848 (2015).
  21. Cook, T. M., et al. Consensus guidelines for managing the airway in patients with COVID-19: Guidelines from the Difficult Airway Society, the Association of Anaesthetists the Intensive Care Society, the Faculty of Intensive Care Medicine and the Royal College of Anaesthetists. Anaesthesia. 75 (6), 785-799 (2020).
  22. Kornas, R. L., Owyang, C. G., Sakles, J. C., Foley, L. J., Mosier, J. M. Evaluation and management of the physiologically difficult airway: Consensus recommendations from Society for Airway Management. Anesthesia & Analgesia. 132 (2), 395-405 (2021).
  23. Higgs, A., et al. Guidelines for the management of tracheal intubation in critically ill adults. British Journal of Anaesthesia. 120 (2), 323-352 (2018).
  24. Apfelbaum, J. L., et al. American Society of Anesthesiologists Practice Guidelines for Management of the Difficult Airway. Anesthesiology. 136 (1), 31-81 (2022).
  25. Doyle, D. J. GlideScope-assisted fiberoptic intubation: A new airway teaching method. Anesthesiology. 101 (5), 1252 (2004).
  26. Lenhardt, R., et al. Is video laryngoscope-assisted flexible tracheoscope intubation feasible for patients with predicted difficult airway? A prospective, randomized clinical trial. Anesthesia & Analgesia. 118 (6), 1259-1265 (2014).
  27. Ruemmler, R., Ziebart, A., Garcia-Bardon, A., Kamuf, J., Hartmann, E. K. Standardized model of ventricular fibrillation and advanced cardiac life support in swine. Journal of Visualized Experiments. (155), e60707 (2020).
  28. Dodge, Y. Kolmogorov-Smirnov Test. The Concise Encyclopedia of Statistics. , Springer. New York, NY. 283-287 (2008).
  29. Ross, A., Willson, V. L. Independent Samples T-test. Basic and Advanced Statistical Tests: Writing Results Sections and Creating Tables and Figures. , SensePublishers. Rotterdam, The Netherlands. 13-16 (2017).
  30. Mann, H. B., Whitney, D. R. On a test of whether one of two random variables is stochastically larger than the other. The Annals of Mathematical Statistics. 18 (1), 50-60 (1947).
  31. Spearman, C. The proof and measurement of association between two things. American Journal of Psychology. 100 (3-4), 441-471 (1987).
  32. Ziebart, A., et al. Standardized hemorrhagic shock induction guided by cerebral oximetry and extended hemodynamic monitoring in pigs. Journal of Visualized Experiments. (147), e59332 (2019).
  33. Kamuf, J., et al. Oleic acid-injection in pigs as a model for acute respiratory distress syndrome. Journal of Visualized Experiments. (140), e57783 (2018).
  34. Kurita, T., Kawashima, S., Morita, K., Nakajima, Y. Assessment of the benefits of head-up preoxygenation using near-infrared spectroscopy with pulse oximetry in a swine model. Journal of Clinical Monitoring and Computing. 35 (1), 155-163 (2021).
  35. Ruemmler, R., Ziebart, A., Ott, T., Dirvonskis, D., Hartmann, E. K. Flexible fibreoptic intubation in swine - Improvement for resident training and animal safety alike. BMC Anesthesiology. 20 (1), 206 (2020).
  36. Cook, J. A., Ramsay, C. R., Fayers, P. Using the literature to quantify the learning curve: A case study. International Journal of Technology Assessment in Health Care. 23 (2), 255-260 (2007).
  37. Buis, M. L., Maissan, I. M., Hoeks, S. E., Klimek, M., Stolker, R. J. Defining the learning curve for endotracheal intubation using direct laryngoscopy: A systematic review. Resuscitation. 99, 63-71 (2016).
  38. Knapp, S., et al. The assessment of four different methods to verify tracheal tube placement in the critical care setting. Anesthesia & Analgesia. 88 (4), 766-770 (1999).
  39. Schmidt, R. F. Physiologie des Menschen. 31, Springer. New York, NY. (2010).
  40. Eberlein, C. M., Luther, I. S., Carpenter, T. A., Ramirez, L. D. First-pass success intubations using video laryngoscopy versus direct laryngoscopy: A retrospective prehospital ambulance service study. Air Medical Journal. 38 (5), 356-358 (2019).
  41. Lohse, J., Noppens, R. Awake video laryngoscopy - An alternative to awake fiberoptic intubation. Anasthesiologie, Intensivmedizin, Notfallmedizin, Schmerztherapie. 51 (11-12), 656-663 (2016).
  42. Johnson, C., Roberts, J. T. Clinical competence in the performance of fiberoptic laryngoscopy and endotracheal intubation: A study of resident instruction. Journal of Clinical Anesthesia. 1 (5), 344-349 (1989).
  43. Geovanini, G. R., Pinna, F. R., Prado, F. A., Tamaki, W. T., Marques, E. Standardization of anesthesia in swine for experimental cardiovascular surgeries. Revista Brasileira de Anestesiologia. 58 (4), 363-370 (2008).

Tags

Medicin udgave 186 Luftvejshåndtering svin dyremodel endotracheal intubation fiberoptisk

Erratum

Formal Correction: Erratum: Endotracheal Intubation Using a Flexible Intubation Endoscope As a Standardized Model for Safe Airway Management in Swine
Posted by JoVE Editors on 04/03/2023. Citeable Link.

An erratum was issued for: Endotracheal Intubation Using a Flexible Intubation Endoscope As a Standardized Model for Safe Airway Management in Swine. The Protocol, Representative Results, and Discussion sections were updated.

In the Protocol, step 1.5 was updated from:

Disinfect the skin with a disinfectant (alcoholic) before inserting a peripheral vein cannula (22 G) into an ear vein. Spray the area, wipe once, then spray again, and allow the disinfectant to dry.

to:

Disinfect the skin with a disinfectant (alcoholic) before inserting a peripheral vein cannula (22 G) into an ear vein. Spray the area, wipe once, then spray again, and allow the disinfectant to dry. Secure the ear cannula with a band-aid (See Table of Materials).

In the Protocol, step 3.7 was updated from:

While maintaining the position of the endoscope, advance the endotracheal tube until it becomes visible in the camera image.
NOTE: If the endotracheal tube cannot be advanced through the glottic plane, there is a possibility that it has become caught on the arytenoid cartilage. In this case, the endotracheal tube must be withdrawn 1 cm and rotated by 90° before gently advancing again. If necessary, this maneuver can be repeated. Similar calibers of flexible intubation endoscope and endotracheal tube can minimize the risk of this issue occurring. If the endotracheal tube cannot be advanced despite this maneuver, it is likely that the subglottic narrowness-the narrowest part of the porcine larynx-cannot be passed. In this case, a smaller endotracheal tube size needs to be selected. Regular commercially available endotracheal tubes in sizes 6.5 cm or 7.0 cm ID should be able to pass the glottis as long as no anatomic abnormalities are present.

to:

While maintaining the position of the endoscope, advance the endotracheal tube until it becomes visible in the camera image.
NOTE: If the endotracheal tube cannot be advanced through the glottic plane, there is a possibility that it has become caught on the arytenoid cartilage. In this case, the endotracheal tube must be withdrawn 1 cm and rotated by 90° before gently advancing again. If necessary, this maneuver can be repeated. Similar calibers of flexible intubation endoscope and endotracheal tube can minimize the risk of this issue occurring. If the endotracheal tube cannot be advanced despite this maneuver, it is likely that the subglottic narrowness-the narrowest part of the porcine larynx-cannot be passed. In this case, a smaller endotracheal tube size needs to be selected. Regular commercially available endotracheal tubes in sizes 6.5 cm or 7.0 cm ID should be able to pass the glottis as long as no anatomic abnormalities are present. Endotracheal tube size requirements vary depending on the piglet size and breed.

In the Representative Results, the sixth paragraph was updated from:

Statistical analyses were performed using commercially available software (see Table of Materials). Normal distribution was examined using the Kolmogorov-Smirnoff test28. If a normal distribution was determined, group differences were analyzed using t-tests of independent samples29 or the Mann-Whitney U test30 for the non-parametric version. Data are presented as mean (± standard deviation). Correlations of ordinal-scale data were examined using Spearman's correlation coefficient31. A significance level of p < 0.05 was assumed.

to:

Statistical analyses were performed using commercially available software (see Table of Materials). Normal distribution was examined using the Kolmogorov-Smirnoff test28. If a normal distribution was determined, group differences were analyzed using t-tests of independent samples29 or the Mann-Whitney U test30 for the non-parametric version. Data are presented as mean (± standard deviation). Correlations of ordinal-scale data were examined using Spearman's correlation coefficient31. A significance level of p < 0.05 was assumed. All tests were performed with exploratory intention; therefore p-values are descriptive. Nevertheless, p < 0.05 was accepted as indicative of statistical significance.

In the Representative Results, the legend for figure 1 was updated from:

Figure 1: Number of intubation attempts in group comparison. For the group that was intubated using a flexible intubation endoscope, every intubation attempt was successful; in the group that was conventionally intubated, it took an average of 1.4 attempts before the endotracheal tube could be placed correctly. Error bars show the standard deviation. Please click here to view a larger version of this figure.

to:

Figure 1: Number of intubation attempts in group comparison. For the group that was intubated using a flexible intubation endoscope, every intubation attempt was successful; in the group that was conventionally intubated, it took an average of 1.4 attempts before the endotracheal tube could be placed correctly. Error bars show the standard deviation. n = 5 (for each group). Please click here to view a larger version of this figure.

In the Representative Results, figure 2 was updated from:

Figure 2
Figure 2: Time until CO2 detection in group comparison. For the group that was intubated using a flexible intubation endoscope, it took significantly longer until end-tidal CO2 could be detected, depicted as mean and standard deviation. Please click here to view a larger version of this figure.

to:

Figure 2
Figure 2: Time until CO2 detection in group comparison. For the group that was intubated using a flexible intubation endoscope, it took significantly longer until end-tidal CO2 could be detected, depicted as mean and standard deviation. n = 5 (for each group). Please click here to view a larger version of this figure.

In the Discussion, the fifth paragraph was updated from:

The increased duration had no clinical significance in this cohort. At no time was the termination criterion-a saturation of less than 93%-reached. This is shown in the results because a procedure change was unnecessary at any time. Prior adequate mask ventilation is a critical step to allow sufficient time for fiberoptic endotracheal tube placement to avoid rapid desaturation34. These results are consistent with previous studies comparing conventional intubation and endoscopically assisted intubations with inexperienced providers35.

to:

The increased duration had no clinical significance in this cohort. At no time was the termination criterion-a saturation of less than 93%-reached. This is shown in the results because a procedure change was unnecessary at any time. Prior adequate mask ventilation is a critical step to allow sufficient time for fiberoptic endotracheal tube placement to avoid rapid desaturation34. These results are consistent with previous studies comparing conventional intubation and endoscopically assisted intubations with inexperienced providers35. We attribute the prolonged duration of fiberoptic intubation to the fact that one must first reorient again after insertion, whereas with conventional intubation, one retains a view of the glottis. It is also important to avoid contact with the mucosa with the flexible intubation endoscope during advancement. This requires occasional corrective maneuvers. Last but not least, after successful placement, retraction of the relatively long endoscope is required, which increases the time to CO2 detection slightly.

Endotracheal intubation ved hjælp af et fleksibelt intubationsendoskop som en standardiseret model for sikker luftvejsstyring hos svin
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Mohnke, K., Riedel, J., Renz, M.,… More

Mohnke, K., Riedel, J., Renz, M., Rissel, R., Ziebart, A., Kamuf, J., Hartmann, E. K., Ruemmler, R. Endotracheal Intubation Using a Flexible Intubation Endoscope as a Standardized Model for Safe Airway Management in Swine. J. Vis. Exp. (186), e63955, doi:10.3791/63955 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter