Waiting
Login processing...

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

Medicine

Endotrakeal intubasjon ved bruk av et fleksibelt intubasjonsendoskop som en standardisert modell for sikker luftveishåndtering 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

Bruken av gris i forskning har økt de siste årene. Likevel er griser preget av vanskelig luftveisanatomi. Ved å demonstrere hvordan man utfører endoskopisk veiledet endotrakeal intubasjon, har denne protokollen som mål å øke forsøksdyrenes sikkerhet ytterligere for å unngå dyrs lidelse og unødvendig død.

Abstract

Endotrakeal intubasjon er ofte et grunnleggende krav for translasjonsforskning i svinemodeller for ulike inngrep som krever sikrede luftveier eller høyt ventilasjonstrykk. Endotrakeal intubasjon er en utfordrende ferdighet som krever et minimum antall vellykkede endotrakeale intubasjoner for å oppnå høy suksessrate under optimale forhold, noe som ofte er uoppnåelig for ikke-anestesiforskere. På grunn av den spesifikke anatomien til svineluftveier, kan man vanligvis anta en vanskelig luftvei. Umuligheten av å etablere en sikker luftvei kan føre til skade, uønskede hendelser eller død av forsøksdyret. Ved hjelp av en prospektiv, randomisert, kontrollert evalueringstilnærming har det vist seg at fiberoptisk assistert endotrakeal intubasjon tar lengre tid, men har en høyere førstepassasje suksessrate enn konvensjonell intubasjon uten å forårsake klinisk relevante fall i oksygenmetning. Denne modellen presenterer et standardisert regime for endoskopisk veiledet endotrakeal intubasjon, som gir en sikret luftvei, spesielt for forskere som er uerfarne i teknikken for endotrakeal intubasjon via direkte laryngoskopi. Denne prosedyren forventes å minimere dyrs lidelse og unødvendige tap av dyr.

Introduction

Endotrakeal intubasjon er ofte et grunnleggende krav til translasjonsforskning i svinemodeller for ulike inngrep som krever sikre luftveier eller høyt ventilasjonstrykk (for eksempel ventilasjon under hjerte-lungeredning1 eller akutt lungesviktsyndrom2) eller krever at cerebral blodstrøm ikke svekkes gjennom intern kompresjon av supraglottiske luftveisenheter3 , som av og til forplantes som alternativer i sammenheng med forventede vanskelige luftveier hos gris 4,5.

Mens lungefysiologien til griser viser lignende egenskaper som hos mennesker6, er sikring av luftveiene noen ganger betydelig vanskeligere7 på grunn av spesifikke forskjeller i porcin orotracheal anatomi. Snuten til en gris har en smal åpning med en veldig stor tunge, strupehodet er ekstremt mobilt, og epiglottis er relativt stor, med en fri ende som strekker seg til den myke ganen. Caudalt danner strupehodet en stump vinkel med luftrøret. Arytenoidbruskene er store8. Den smaleste delen av luftveien er på subglottisk nivå9, sammenlignbar med luftveisanatomien til barn10. Siden strupehodet hos griser er veldig mobilt, er det en risiko for at enden av endotrakealrøret vil passere gjennom stemmebåndene, men strupehodet vil bare bli forskjøvet kaudalt med opptil flere centimeter, noe som kan forveksles med en korrekt intubasjon 8,11. I tillegg er esophageal intubasjon en vanlig risiko når det gjelder håndtering av svineluftveier12.

Ratene for vanskelige eller umulige endotrakeale intubasjoner med tilsvarende negativ innvirkning på forsøket eller tidlig mortalitet er ikke systematisk registrert, men flere kasuistikker er publisert13,14. Hos mennesker er det mulighet for å bruke et fleksibelt intubasjonsendoskop i sammenheng med en uventet vanskelig konvensjonell intubasjon15. Ulike falske intubasjoner går ofte foran dette tiltaket. Disse gjentatte intubasjonsforsøkene er forbundet med bivirkninger hos mennesker16,17, spesielt luftveiskomplikasjoner 18. Slike hendelser er skadelige hos forsøksdyr siden de i enkleste tilfelle representerer en konfunderingsvariabel i forsøket; I verste fall kan de føre til unødvendig tap av dyret.

Denne studien har utviklet en modell basert på retningslinjene for forventet vanskelig luftveishåndtering hos mennesker 15,19,20,21,22,23,24. Tidligere har en lignende teknikk blitt beskrevet for å lære fiberoptisk intubasjon i humanstudier25,26. Protokollen som presenteres i denne rapporten tar sikte på å gi en standardisert og lett å tilpasse intubasjonsmodell som også gjør det mulig for ikke-luftveisspesialister å utføre vellykket og sikker endotrakeal intubasjon hos griser.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Forsøkene i denne protokollen ble godkjent av State and Institutional Animal Care Committee (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz, Koblenz, Tyskland; godkjenning nr. G20-1-135). Forsøkene ble utført etter ARRIVE-retningslinjene. Totalt ble 10 bedøvede hanngriser (Sus scrofa domestica) med en gjennomsnittsvekt på 30 kg ± 2 kg og 12-16 ukers alder brukt i denne studien.

1. Dyr forberedelse

  1. Opprettholde et normalt miljø for dyrene for å minimere stress. Hold tilbake mat 6 timer før det planlagte eksperimentet for å redusere risikoen for aspirasjon, men gi tilgang til vann.
  2. Sedere grisene med en kombinert injeksjon av midazolam (0,5 mg/kg) og azaperon (2-3 mg/kg) (se materialfortegnelse) i setemuskelen eller nakken med en nål (20 G) til intramuskulær injeksjon. La dyrene stå uforstyrret til sedasjonen setter inn (15-20 min).
    MERK: Avhengig av nasjonale forskrifter kan administrering av beroligende midler være underlagt kontroll og kan eller ikke kreve tilsyn av en utdannet veterinær. Rådfør deg med lokale myndigheter før du planlegger eksperimentene.
  3. Transporter de bedøvede dyrene fra stallene til laboratoriet. Transporttiden må ikke overstige tilstrekkelig sedasjonstid (her 30-60 min). Sørg for tilstrekkelig varmeansamling slik at dyret ikke blir hypoterm (dvs. under 38 °C), for eksempel ved å dekke kroppen med et teppe avhengig av utetemperaturen.
  4. Bruk en sensor (se materialfortegnelse) festet til øret eller halen, og overvåk den perifere oksygenmetningen (SpO2).
  5. Desinfiser huden med et desinfeksjonsmiddel (alkoholholdig) før du setter inn en perifer venekanyle (22 G) i en øreåre. Spray området, tørk en gang, spray deretter igjen, og la desinfeksjonsmiddelet tørke. Fest ørekanylen med et plaster (se materialfortegnelse).

2. Anestesi og mekanisk ventilasjon

  1. Administrer analgesi ved en intravenøs injeksjon på 4 μg/kg fentanyl. Indusere anestesi med en intravenøs injeksjon på 3 mg/kg propofol (se Materialfortegnelse).
    MERK: På grunn av bolusapplikasjonen flommer stoffet raskt inn i det aktive rommet, noe som gir en rask utbrudd av dyp anestesi.
  2. Legg grisen på en båre i liggende stilling og fest den med bandasjer. Påfør muskelavslappende middel gjennom en intravenøs injeksjon av 0,5 mg/kg atrakurium (se materialfortegnelse).
  3. Start øyeblikkelig ikke-invasiv ventilasjon via en hundeventilasjonsmaske (se materialfortegnelse) eller lignende modeller. For å sikre en tett passform av masken, plasser thenar eminens og tommelen på begge hender på toppen av masken mens du utfører kjevestøt med de resterende fingrene.
    MERK: Ventilasjonsparametere: FiO 2 (inspiratorisk oksygenfraksjon) = 100%, maksimalt inspirasjonstrykk = <20 cmH 2 0, respirasjonsfrekvens = 18-20 pust/min, PEEP (positivt endeekspiratorisk trykk) = 5 cmH20.
  4. Oppretthold anestesi gjennom kontinuerlig infusjon av 0,1-0,2 mg/kg/time fentanyl og 8-12 mg/kg/time propofol. Start infusjonen med 5 ml/kg/time balansert elektrolyttoppløsning (se materialfortegnelsen) kontinuerlig. Oppretthold kontinuerlig en tilstrekkelig dybde av anestesi.
    MERK: Surrogatparametere for dette er fravær av bevegelse, mangel på egen respiratorisk innsats etter intubasjon, og fraværet av en plutselig økning i hjertefrekvensen. Hvis mulig, unngå permanent muskelavslapping for å muliggjøre motoriske reaksjoner som et tegn på utilstrekkelig anestesidybde.

3. Endotrakeal intubasjon

  1. La en assistent stå på venstre side av hodet. La assistentens venstre hånd åpne munnen og klem tungen utover og venstre med en komprimering. Be assistenten om å trykke ned på høyre overleppe med høyre pekefinger for å gi en bedre munnåpning.
  2. Utfør direkte laryngoskopi. For å gjøre dette, sett inn laryngoskopet (se materialfortegnelse) i høyre side av munnen og skyv det fremover mens du skyver tungen til venstre. Flytt spissen av laryngoskopet til den hviler i den epiglottiske vallekulaen.
    MERK: Epiglottis skjuler vanligvis glottis ved å holde seg til den myke ganen.
  3. Skyv epiglottis forsiktig til side med en ledetråd med rør (se materialfortegnelse) med en forsiktig øsebevegelse fra høyre piriforme fordypning til venstre langs den myke ganen.
  4. Pass håndtaket på laryngoskopet til assistenten for å fikse det i gjeldende posisjon.
  5. Ta nå det fleksible intubasjonsendoskopet som et endotrakealrør allerede er montert på, og som er koblet til en videomonitor. Sett inn endoskopet oralt og før det over bunnen av tungen til glottis er visualisert.
    MERK: For å unngå tåke fra kameraet, anbefales tidligere bruk av antiduggingsmidler (se Materialfortegnelse).
  6. Advance endoskopet mellom vokale leddbånd inn i luftrøret. Bekreft luftrørets anatomi ved visuelt å identifisere bruskringene og pars membranacea. Flytt endoskopet til det hviler over carina. Prøv å ikke berøre den følsomme slimhinnen med tuppen av endoskopet for å unngå hevelse og blødning.
  7. Mens du opprettholder endoskopets posisjon, flytt endotrakealrøret til det blir synlig i kamerabildet.
    MERK: Hvis endotrakealrøret ikke kan føres gjennom glottisk plan, er det en mulighet for at det har blitt fanget på arytenoidbrusk. I dette tilfellet må endotrakealrøret trekkes ut 1 cm og roteres 90° før det forsiktig går fremover igjen. Om nødvendig kan denne manøveren gjentas. Lignende kalibre av fleksibelt intubasjonsendoskop og endotrakealrør kan minimere risikoen for at dette problemet oppstår. Hvis endotrakealrøret ikke kan avanseres til tross for denne manøveren, er det sannsynlig at den subglottiske smalheten - den smaleste delen av svinens strupehode - ikke kan passeres. I dette tilfellet må en mindre endotrakeal rørstørrelse velges. Regelmessige kommersielt tilgjengelige endotrakealrør i størrelse 6,5 cm eller 7,0 cm ID skal kunne passere glottis så lenge det ikke foreligger anatomiske avvik. Krav til endotrakealrørstørrelse varierer avhengig av smågrisstørrelse og rase.
  8. Trekk ut det fleksible intubasjonsendoskopet mens du opprettholder endotrakealrørets posisjon.
  9. Bruk en 10 ml sprøyte til å blåse opp mansjetten med 10 ml luft. Kontroller mansjetttrykket med en mansjettleder (målverdi: 30 cmH2O, se materialfortegnelse).
  10. Bekrefte korrekt plassering av endotrakealrøret og tilstrekkelig ventilasjon ved periodisk og regelmessig utånding av karbondioksid via kapnografi 24 og dobbeltsidig ventilasjon via auskultasjon15.
  11. Start mekanisk ventilasjon etter tilkobling av røret med respirator (PEEP = 5 cmH 2 O, respirasjonsfrekvens = variabel for å oppnå en endetidal CO 2 på <6 kPa, vanligvis 30-50 min−1, FiO 2 = 0,4, I:E (inspirasjon til ekspirasjonsforhold) = 1:2, tidevannsvolum = 6-8 ml/kg).
  12. Utvid overvåkingen (f.eks. etablering av intraarteriell blodtrykksmåling, installasjon av sentralt venekateter eller pulmonalt arteriekateter27) eller fortsett med intervensjonen.
    MERK: Avhengig av spørsmålet om de videre eksperimentene, definer grenseverdier for vitale parametere og intervensjonsalternativer og etablere overvåkingen tilsvarende i studieprotokollen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Endotrakeal intubasjon ble utført på 10 hanngriser (alder 12-16 uker, vekt 30 kg ± 3 kg) i en prospektiv, randomisert, kontrollert studiesetting. Grisene ble randomisert i to grupper: den ene var konvensjonelt laryngoskopisk intubert (KI-gruppe), og den andre gruppen ble intubert assistert via et fleksibelt intubasjonsendoskop som beskrevet i protokollen (FIE-gruppen). Gruppeoppgaven ble gjort ved å trekke forseglede konvolutter. Etterforskeren ble tildelt tilfeldig på daglig basis.

Studien ble utført av anestesiologiske turnusleger med mer enn 3 års erfaring med anestesi, dyp kunnskap om luftveishåndtering hos mennesker og mindre enn 7 måneders erfaring med endotrakeal intubasjon hos gris, med anestesisykepleier som assisterte intubasjon og vurderte dataene (n = 2, alder: 33 år ± 1 år, endotrakeal intubasjonserfaring hos mennesker: >1000, våken fiberoptisk intubasjon hos mennesker: >100).

FIE-gruppen gjennomgikk fiberoptisk assistert intubasjon som beskrevet i protokollen ovenfor. CI-gruppen ble behandlet identisk med FIE-gruppen opp til trinn 3.2 i protokollen. Etter det ble følgende endring gjort. Etter å ha satt laryngoskopet inn i epiglottisk vallecula, skjøv undersøkeren epiglottis til side med et endotrakealrør, inn i hvilket en rørledningstråd var satt inn, med en forsiktig svingende bevegelse fra høyre piriformis-fordypning til venstre langs den myke ganen. Etterpå ble dette endotrakealrøret ført mellom stemmebåndene inn i luftrøret. Ledetråden ble trukket tilbake av assistenten, mansjetten på endotrakealrøret ble oppblåst ved hjelp av en 10 ml sprøyte, og mekanisk ventilasjon ble startet.

Dersom metningen falt under SpO2 93 % eller det oppsto øsofagusfeilposisjon, ble intubasjonsforsøket avbrutt og maskeventilasjon utført i 3 min. Etter tre mislykkede forsøk måtte utøveren endre prosedyren. Tiden ble talt for hvert forsøk fra starten av laryngoskopien.

Det primære endepunktet var vellykket intubasjon ved første forsøk. De sekundære endepunktene var tid til intubasjon, målt som tiden mellom start av laryngoskopi og CO2 -påvisning i respirator, behovet for å endre prosedyren og vurdering av luftveiene ved hjelp av skalaen for prosentvis glottisk åpning (POGO).

Statistiske analyser ble utført med kommersielt tilgjengelig programvare (se Materialfortegnelse). Normalfordeling ble undersøkt med Kolmogorov-Smirnoff-test28. Ved fastsettelse av normalfordeling ble gruppeforskjeller analysert med t-test av uavhengige utvalg29 eller Mann-Whitney U-test30 for den ikke-parametriske versjonen. Data er presentert som gjennomsnitt (± standardavvik). Korrelasjoner av ordinalskaladata ble undersøkt ved hjelp av Spearmans korrelasjonskoeffisient31. Det ble antatt et signifikansnivå på p < 0,05. Alle testene ble utført med utforskende intensjon; Derfor er p-verdier beskrivende. Likevel ble p < 0,05 akseptert som indikasjon på statistisk signifikans.

FIE-gruppen viste en tendens til en høyere suksessrate på første forsøk enn CI-gruppen (100% vs. 60%); Totalt sett var det nødvendig med færre forsøk på intubasjon i FIE-gruppen (1,0 ± 0 vs. 1,4 ± 0,548, p = 0,310) (figur 1). I intet tilfelle falt metningen under 93%, så det var ikke nødvendig å endre prosedyren. Nytt intubasjonsforsøk var nødvendig fordi passasje av den subglottiske forsnevringen ikke var jevnt mulig (n = 1) og på grunn av øsofagusfeil (n = 1).

Totalt sett tok vellykkede intubasjonsforsøk signifikant lengre tid i FIE-gruppen enn i CI-gruppen (71,2 s ± 18,336 s vs. 36,8 s ± 18,472 s, p = 0,018). Generelt var glottis lett å visualisere med god synlighet (POGO: 77 % ± 27,1 %), uten gruppeforskjeller (FIE 86 % ± 26,077 % vs. KI 68 % ± 27,749 %, p = 0,513). I konvensjonell intubasjonsgruppe (KI) var det nødvendig med flere forsøk på endotrakeal intubasjon, men dette var ikke statistisk signifikant (1,0 ± 0 vs. 1,4 ± 0,548, p = 0,310). I gruppen som fikk endoskopisk veiledet intubasjon (FIE) tok det signifikant lengre tid før CO 2 ble påvist i respirator (71,2 s ± 18,336 s vs. 36,8 s ± 18,472 s, p = 0,018) (figur 2).

Figure 1
Figur 1: Antall intubasjonsforsøk i gruppesammenlikning. For gruppen som ble intubert med et fleksibelt intubasjonsendoskop var hvert intubasjonsforsøk vellykket; I gruppen som var konvensjonelt intubert, tok det i gjennomsnitt 1,4 forsøk før endotrakealrøret kunne plasseres riktig. Feilfelt viser standardavviket. n = 5 (for hver gruppe). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 2
Figur 2: Tid til CO2 -deteksjon i gruppesammenligning. For gruppen som ble intubert med et fleksibelt intubasjonsendoskop, tok det signifikant lengre tid før CO2 i endevann kunne påvises, vist som gjennomsnitt og standardavvik. n = 5 (for hver gruppe). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

I tidligere studier har vår forskningsgruppe allerede beskrevet spesifikke detaljer angående translasjonsfordelene med svinemodellen 2,27,32,33. Generelt bør reduksjon av dyrets stressnivå og unødvendig smerte være en integrert del av enhver studieprotokoll og er avgjørende for å generere pålitelig reproduserbare data. Derfor er våken endoskopisk styrt intubasjon av grisen med en forventet vanskelig luftvei ikke et alternativ.

Det må påpekes at indusering og opprettholdelse av anestesi i store dyremodeller bare bør utføres av spesialopplært personell eller under direkte overvåkning av dem. Unnlatelse av å følge denne regelen ved planlegging og gjennomføring av slike eksperimenter kan føre til relevant skade, smerte, stress, angst eller død for dyret. Korrekt plassering av grisen er nødvendig for å sikre tilstrekkelig ventilasjon, tilstrekkelig laryngoskopi og vellykket intubasjon. Den bakre posisjonen gir enkel tilgang til den presenterte luftveishåndteringsprotokollen og tillater etterfølgende instrumentering, om nødvendig, uten å flytte dyret8.

Selv om flere intubasjonsforsøk må unngås, er det avgjørende å gjenoppta maskeventilasjonen ved mislykkede intubasjonsforsøk. Det anbefales å stoppe intubasjonsforsøket når oksygenmetningen synker under 93%. Preoksygenering via maskeventilasjon må utføres som beskrevet ovenfor for å gi tilstrekkelig oksygenreserve.

For at endotrakealrøret skal kunne føres så forsiktig som mulig forbi den glottiske åpningen, må et overdreven kaliberhopp mellom endoskopet og røret unngås. Ellers er det større risiko for å bli fanget på de store arytenoidbruskene8. Fleksibel intubasjonsendoskopassistert endotrakeal intubasjon tar betydelig lengre tid, men har en høyere suksessrate på første forsøk. Forfatterne tilskriver mangelen på statistisk signifikans av suksessraten ved første intubasjonsforsøk til det lave antallet tilfeller. Ifølge forfatternes erfaring er falske intubasjoner en vanlig risiko, særlig hvis ikke-anestesileger utfører intubasjonen under opplæring (f.eks. doktorgradsstudenter). Øsofagusintubasjon, som forekom en gang i studiekollektivet som presenteres her, var mulig fordi endotrakealrøret fullstendig dekket glottisvisningen under direkte laryngoskopi på grunn av luftveienes relative trangsynthet etter innsetting i synsfeltet. I begge de mislykkede forsøkene klarte intubatoren å skape bedre intubasjonsforhold ved å reposisjonere laryngoskopet.

Den økte varigheten hadde ingen klinisk betydning i denne kohorten. Ikke på noe tidspunkt ble oppsigelseskriteriet - en metning på mindre enn 93% - nådd. Dette vises i resultatene fordi en prosedyreendring var unødvendig på noe tidspunkt. Tilstrekkelig maskeventilasjon er et kritisk trinn for å gi tilstrekkelig tid til plassering av fiberoptisk endotrakealrør for å unngå rask desaturasjon34. Disse resultatene samsvarer med tidligere studier som har sammenlignet konvensjonell intubasjon og endoskopisk assisterte intubasjoner med uerfarne tilbydere35. Vi tilskriver den forlengede varigheten av fiberoptisk intubasjon til det faktum at man først må reorientere seg igjen etter innsetting, mens man ved konvensjonell intubasjon beholder utsikten over glottis. Det er også viktig å unngå kontakt med slimhinnen med det fleksible intubasjonsendoskopet under utviklingen. Dette krever sporadiske korrigerende manøvrer. Sist men ikke minst, etter vellykket plassering, er det nødvendig med tilbaketrekning av det relativt lange endoskopet, noe som øker tiden til CO2 -deteksjon litt.

Begrensningen i de presenterte resultatene er at deltakerne som gjennomførte studien var anestesileger med høy luftveiskompetanse. For de representative resultatene valgte vi dette studiekollektivet som forskere for å forhindre konfunderende variabler gjennom læringseffekter36. Mer enn 50 vellykkede endotrakeale intubasjoner kreves hos mennesker for å oppnå en suksessrate på over 90%37. Disse tallene er regelmessig umulige å oppnå for ikke-anestesileger.

Sammenlignet med mennesker har griser sannsynligvis en vanskelig luftvei 7,8,9. En enda høyere feilrate enn i disse resultatene kunne forventes for ikke-anestesileger. Sammenlignet med læringskurven for endotrakeal intubasjon hos mennesker, virker læringsevnen for fleksibel endoskopisk intubasjon hos gris mer tilgjengelig35. Det har også den fordelen, sammenlignet med konvensjonell laryngoskopi, at en veileder umiddelbart kan gjenkjenne svikt i intubasjon så lenge en videomonitor brukes. Derfor anbefales det å bruke en høyoppløselig skjerm koblet til det fleksible intubasjonsendoskopet, spesielt når du bruker denne teknikken for første gang. Dette gjør veiledningen mye enklere og øker læringseffekten for den som utfører den, siden veileder kan moderere teknikken uten å overta oppgaven selv. Ved øsofagusintubasjon, den vanligste komplikasjonen12, blir problemet ofte først tydelig etter ventilasjon av magesekken via manglende kapnografikurve fordi auskultasjon kan være falskt positiv38. En oppblåst mage har i sin tur den ulempen hos mennesker at den funksjonelle restkapasiteten reduseres som et resultat, og etterfølgende intubasjonsforsøk kan føre til et raskere fall i metning39.

Forfatternes erfaring er at tilstrekkelig maskeventilasjon er lett gjennomførbart hos gris. Frekvensen av uønskede hendelser øker imidlertid betydelig etter flere mislykkede forsøk16, og også selve endotrakealintubasjonen blir stadig vanskeligere etter flere forsøk40. I motsetning til hos mennesker, er alternativ luftveishåndtering ved hjelp av ekstraglottiske luftveisenheter eller tilbakestilling til spontan pust15 ikke rimelig, avhengig av studiedesignet. Det bør derfor alltid tilstrebes det laveste antallet endotrakeale intubasjonsforsøk for å sikre luftveiene.

I motsetning til den ganske vanskelige læringsevnen med tanke på konvensjonell endotrakeal intubasjon, anses endotrakeal intubasjon ved hjelp av et fleksibelt intubasjonsendoskop feilaktig som vanskelig å lære41. Så vidt forfatterne kjenner til, har læringskurven for endotrakeal intubasjon ved hjelp av et fleksibelt intubasjonsendoskop ved hjelp av laryngoskop hos anesteserte pasienter aldri blitt systematisk undersøkt. Johnson et al.42 viste i systematisk forskning at 10 våkne endoskopisk veiledede endotrakeale intubasjoner er tilstrekkelig til å utføre en sikker og tilfredsstillende intubasjonsendoskopi hos mennesker. Dette gjelder imidlertid våkne pasienter som puster spontant, som bringer sine egne vanskelighetsgrader (tilstrekkelig sedasjon, uttalt trang til å hoste, tumorforandringer i øvre luftveier, etc.). Cook et al.36 kom til en lignende konklusjon. I fravær av disse skjerpende omstendighetene forventes en enda brattere læringskurve hos bedøvede griser uten andre relevante luftveispatologier. Læringskurven hos mennesker flater merkbart ut fra den femte intubasjonen (Cook et al.36, Johnson et al.42). Dette er en mye brattere læringskurve enn ved konvensjonell intubasjon.

Ruemmler et al.35 kunne vise at endoskopisk assistert endotrakeal intubasjon er en prosedyre som er relativt enkel å utføre for veiledede nybegynnere etter en kort introduksjon. Novisene var enda raskere ved endoskopisk veiledede endotrakeale intubasjoner enn anestesilegene i studien som presenteres her. Novisene klarte å sikre luftveiene uavhengig i alle tilfeller, mens de trengte hjelp i 13% av tilfellene med konvensjonell endotrakeal intubasjon. Den fleksible endoskopassisterte endotrakeale intubasjonen representerer dermed et trygt alternativ til konvensjonell endotrakeal intubasjon som er signifikant mindre invasiv enn for eksempel transkutan trakeotomi med spontan pust, som er presentert i tidligere studier43. Siden mulighetene for adekvat oksygenpåføring under spontan pusting er lave på grunn av begrenset etterlevelse hos gris, mener forfatterne av denne rapporten at endoskopisk assistert endotrakeal intubasjon er den sikreste varianten av alternativ luftveishåndtering hos gris dersom endotrakealrør er nødvendig. Selv om ikke alle forskningsgrupper kan ha tilgang til fleksible intubasjonsendoskoper eller muligheten til å bruke dem, kan de som gjør det, gi mer dyresikkerhet. De økonomiske utfordringene ved å anskaffe fleksible intubasjonsendoskoper til engangsbruk, for eksempel, oppveies vanligvis av forebygging av tap av dyr under en pågående prøve og potensialet for å gjenbruke dem under flere forsøk.

Denne eksperimentelle protokollen gir en standardisert prosedyre for endoskopisk assistert endotrakeal intubasjon hos gris. Denne innstillingen muliggjør sikker luftveishåndtering for ulike eksperimenter som krever endotrakeal intubasjon. Dette kan bidra til å redusere dyrs lidelse og sannsynligheten for unødvendige tap.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Det fleksible intubasjonsendoskopet og dets tilbehør er levert ubetinget av produsenten kun for forskningsformål. Forfatterne oppgir ingen ytterligere økonomiske eller andre interessekonflikter.

Acknowledgments

Forfatterne ønsker å takke Dagmar Dirvonskis for hennes gode tekniske støtte.

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

Medisin utgave 186 luftveisbehandling gris dyremodell endotrakeal intubasjon 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.

Endotrakeal intubasjon ved bruk av et fleksibelt intubasjonsendoskop som en standardisert modell for sikker luftveishåndtering 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