Bu protokol, torakotomiye gerek kalmadan bölgesel plevral basıncın doğrudan ölçülmesine olanak tanıyan, domuzlarda anterior ve posterior plevral kateterlerin yerleştirilmesi için minimal invaziv bir perkütan tekniği tanımlamaktadır.
Yöntem makalesi
Bir Domuz Modelinde Doğrudan Plevral Basınç Ölçümü İçin Görüntü Kılavuzluğunda Perkütan Teknik
Bu makalede
Özet
Özet
Plevral basınç ölçümü, solunum sistemi mekaniğinin akciğer ve göğüs duvarı bileşenlerine ayrılması, transplevral basıncın hesaplanması ve bölgesel plevral basınç gradyanlarının nicelleştirilmesi dahil olmak üzere gelişmiş fizyolojik değerlendirmelere olanak tanır. Bu bilgiler; mekanik ventilasyonun optimize edilmesi, değişen göğüs duvarı fizyolojisinin etkilerinin değerlendirilmesi ve akciğer hasarı konusundaki translasyonel araştırmaların ilerletilmesi için gereklidir. Ancak, doğrudan plevral basınç ölçümü için kullanılan mevcut teknikler genellikle torakotomi yoluyla plevral basınç transdüserlerinin açık göğüs cerrahisi ile implantasyonunu gerektirir; bu işlem zaman alıcıdır, yüksek risk taşır ve göğüs duvarı mekaniğini bozabilir. Bu sınırlamaların üstesinden gelmek için minimal invaziv, perkütan ve görüntüleme kılavuzluğunda uygulanan bir plevral kateter yerleştirme tekniği geliştirdik. Prosedür, anestezi altındaki, mekanik ventilasyona bağlı domuzlarda gerçekleştirilmiştir. Ultrason kılavuzluğunda, plevral boşluğa bir Tuohy iğnesi ilerletilmiş ve plevral tabakaları ayırmak için küçük bir yapay pnömotoraks (50–100 mL oksijen) oluşturulmuştur. Bir kılavuz tel üzerinden 9 Fr kılıf introdüktörü yerleştirilerek, balon uçlu bir kateterin anterior plevraya ilerletilmesi sağlanmıştır. Daha sonra hayvan yarı-prone pozisyona getirilmiş ve mevcut pnömotoraks 50–100 mL ek oksijen ile artırıldıktan sonra dorsal bölgeden ikinci bir kateter yerleştirilmiştir. Yerleşim, bilgisayarlı tomografi (BT) ve fizyolojik kayıtlerle doğrulanmıştır. Pnömotoraksın tahliyesi ve akciğerin yeniden genişlemesinin ardından, görüntüleme ile konum teyit edilmiştir. 20 hayvanın 16'sında (%80) başarılı anterior ve posterior kateter yerleşimi sağlanmış olup, bu durum yaklaşımın prosedürel fizibilitesini desteklemektedir. Başarısız prosedürler, anterior plevral erişim sırasında istenmeyen pnömotoraks oluşumuna veya anterior kateterin hedef ventral bölgenin dışında yanlış konumlanmasına bağlıdır. Bu yöntem, büyük hayvan modellerinde doğrudan bölgesel plevral basınç izlemi için daha az invaziv ve tekrarlanabilir bir yaklaşım sunmaktadır. Cerrahi erişimden kaçınan bu perkütan, görüntüleme kılavuzluğundaki teknik; translasyonel araştırmalarda solunum mekaniği, akciğer ve göğüs duvarı fizyolojisi ile mekanik ventilasyonu inceleyen deneysel protokoller için oldukça uygundur.
Giriş
Plevral basınç, göğüs duvarı mekaniğinin temel bir göstergesi olarak deneysel çalışmalarda yaygın şekilde kullanılmış; solunum sisteminin bölünmüş davranışının ve mekanik ventilasyon sırasında akciğerle olan etkileşiminin tanımlanmasına yardımcı olmuştur1. Bu değişken, akciğer stresinin birincil belirleyicisini temsil eden transpulmoner basıncın hesaplanması için gereklidir2. Akciğer hasarında plevral basınç, aynı zamanda ekspirasyon sonu mekaniklerinin tanımlanmasına yardımcı olabilir ve bağımlı akciğer bölgelerine etki eden yükle ilişkili bir fenomen olan süperpoze basınç gradyanı hakkında bilgi sağlayabilir3,4. Bu bölgesel basınç dağılımı, plevral ve transpulmoner basınçta ventro-dorsal farklar yaratır; bu farklar kontrollü mekanik ventilasyon sırasında temel olarak gravitasyonel yük ve akciğer hasarının şiddeti tarafından belirlenirken, spontan veya destekli solunum sırasında bölgesel inspiratuar kas aktivitesi ile daha da artabilir5.
Doğrudan plevral basınç izlemi, prosedürün güvenli kabul edilemeyecek kadar invaziv olması nedeniyle klinik uygulamada gerçekleştirilmez. Bu nedenle, özofageal basınç (Pes), plevral basıncın en iyi sürrogatı olarak yaygın şekilde kullanılır6. Ancak Pes; kateter pozisyonu, Baydur oranı ile değerlendirilen basınç iletimi ve ventilasyon modu dahil olmak üzere doğruluğunu etkileyebilecek çeşitli faktörlerden etkilenir7. Özofageal balon uyumlu bir yapının içinde yer alır ve sinyali hem özofageal duvar hem de komşu mediastinal organlar tarafından şekillendirilir. Kateter derinliğindeki veya hizalamasındaki küçük kaymalar bile ölçülen basıncı veya tidal dalgalanmaların boyutunu değiştirebilir8. Ayrıca Pes, öncelikle orta-dorsal plevral basıncı yansıtır; bu da onu ventral bölgeler ve heterojen akciğer hasarında genel plevral ortam için daha az temsili kılar9.
Bu nedenlerle, doğrudan plevral basınç ölçümü, translasyonel ve deneysel fizyolojide altın standart yaklaşım olmaya devam etmektedir10. Doğrudan plevral basınç ölçümü için çeşitli cihazlar kullanılmıştır. Deneysel modellerde sıklıkla gofret benzeri plevral sensörler kullanılmaktadır11,12 ve bazı çalışmalarda, plevral basıncı doğrudan kaydetmek amacıyla plevral boşluğa özofageal balon kateterler de yerleştirilmiştir13,14. Doğrudan plevral basınç ölçümü için farklı araçların mevcut olmasına rağmen, bu araçların yerleştirilmesi geleneksel olarak ya açık torakotomi ya da torakoskopik erişim gerektirmiştir. Bu yaklaşımlar invazivdir, ileri cerrahi uzmanlık gerektirir, işlem hazırlığını uzatır ve normal göğüs duvarı mekaniğini bozarak incelenen fizyolojik koşulları önemli ölçüde değiştirir.
Bu yöntem makalesinde, doğrudan bölgesel plevral basınç izlemi için domuzların plevral boşluğuna özofageal balon kateterlerin yerleştirilmesine yönelik yeni bir perkütan teknik sunuyoruz. Bu yaklaşım minimal invazivdir ve torakotomi veya ileri cerrahi eğitim gerektirmez. Anterior plevral erişim, standart bir ultrason kılavuzluğundaki ponksiyon tekniği ile gerçekleştirilirken; bilgisayarlı tomografi (CT) görüntüleme, intrapleural kılavuz tel ve kateterin yerleşimini doğrulamak ve posterior plevral erişimin planlanmasına yardımcı olmak için kullanılır. Bu yöntem, bölümlenmiş solunum mekaniğinin bölgesel değerlendirmesi için kateterlerin plevral boşluğun farklı bölgelerine yerleştirilmesine olanak tanır. Teknik, fizyolojik ve translasyonel araştırmalar için yüksek sadakatli plevral basınç kayıtlarını korurken, prosedür karmaşıklığını ve riskini azaltmayı amaçlamaktadır.
Protokol
Massachusetts General Hospital (Boston, MA) Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi onayı (2020I000073) alındıktan sonra, deneyler Mart ile Kasım 2025 tarihleri arasında 30–40 kg ağırlığındaki 20 sağlıklı Yorkshire domuzu üzerinde gerçekleştirilmiştir.
DİKKAT: Bu protokol kasıtlı olarak pnömotoraks oluşturur ve %100 oksijen kullanır. İşlemi, büyük hayvan anestezisi ve plevral erişim konusunda eğitimli personel tarafından sürekli fizyolojik izleme altında gerçekleştirin ve oksijen insüflasyonu sırasında tutuşma kaynaklarını ortadan kaldırın.
1. Hayvan hazırlığı
- Hayvana intramüsküler tiletamin–zolazepam (4.4 mg/kg), ksilazin (2.2 mg/kg) ve atropin (0.04 mg/kg) uygulayarak sedasyon sağlayın.
- İntravenöz erişim kurun ve güvenli endotrakeal entübasyon için intravenöz fentanil (2 µg/kg) ve propofol (2 mg/kg) uygulayın.
- Hayvanı entübe edin ve bilateral göğüs genişlemesini, bilateral solunum seslerini ve tutarlı bir end-tidal CO₂ dalga formunun varlığını doğrulayarak hava yolu yerleşiminin doğruluğunu teyit edin.
- 0.4 inspirasyonel oksijen fraksiyonu (FiO₂), 10 mL/kg tidal hacim, 5 cmH₂O pozitif ekspirasyon sonu basıncı (PEEP) ve 15–20 soluk/dak solunum hızıyla hacim kontrollü ventilasyona (VCV) başlayın. End-tidal CO₂ değerini 35 ile 45 mmHg arasında tutmak için solunum hızını ayarlayın.
- İşlem boyunca intravenöz propofol (10 mg∙kg-1∙h-1) ve fentanil (5 µg∙kg-1∙h-1) ile sürekli anestezi ve analjeziyi sürdürün. Nöromüsküler blokaj uygulaması öncesinde; çene gevşemesini, palpebral refleksin yokluğunu, interdigital veya tırnak sıkıştırmasına karşı çekilme yanıtının yokluğunu ve stimülasyona karşı hemodinamik yanıtın yokluğunu değerlendirerek yeterli anestezi derinliğini doğrulayın. Nöromüsküler blokajdan sonra, kalp hızı, arteriyel basınç ve prosedür stimülasyonuna karşı otonom yanıtların yokluğu dahil olmak üzere fizyolojik değişkenleri kullanarak anestezinin yeterliliğini izleyin. Korneal kurumayı önlemek için anestezi indüksiyonundan sonra oftalmik pomad uygulayın.
- Kalp hızını, kan basıncını, oksijen satürasyonunu, end-tidal CO₂ değerini ve hava yolu basınçlarını sürekli izleyin. Kalp hızını 70–140 atım/dak, ortalama arteriyel basıncı 60 mmHg'nin üzerinde, oksijen satürasyonunu %92'nin üzerinde, end-tidal CO₂ değerini 35 ile 45 mmHg arasında ve mümkün olduğunca tepe hava yolu basıncını 35 cmH₂O'nun altında tutun.
- Plevral erişime başlamadan önce bir nöromüsküler blokaj ajanı (pankuronyum 0.1 mg∙kg-1∙h-1) uygulayın ve spontan solunum aktivitesinin yokluğunu doğrulayın.
2. Ekipman hazırlığı
- Materyaller Tablosunda listelenen, ultrason eşliğinde plevral erişim ve kateter yerleşimi için gerekli steril ekipmanları hazırlayın.
- Steril koşullar altında ön ve arka toraks yüzeylerini tıraşlayın, temizleyin ve örtün.
3. Anterior perkütan pleural erişim
- Hayvanı, planlanan anterior pleural kateter yerleştirme bölgesinin karşı tarafına doğru hafif bir rotasyonla sırtüstü pozisyona getirin.
- Ultrasonda sternal hattı ve diyafragmatik kubbeyi belirleyin.
- Ultrasonda diyafragmatik kubbeyi belirleyin, ardından anterior ponksiyon bölgesini seçmek için diyafram seviyesindeki orta hattan yaklaşık 5 cm lateral ve 5 cm kranial yönde ilerleyin.
- Anterior pleural alanı ultrason probu ile görselleştirin.
- Ultrasonda desteklenen Tuohy iğnesini, kavis yukarı bakacak şekilde, seçilen interkostal boşluğun alt kaburgasının üst kenarından yerleştirin.
- İğneyi, düzlem içi (in-plane) bir yaklaşım kullanarak gerçek zamanlı ultrason kılavuzluğunda pariyetal pleura'ya doğru ilerletin.
- Ekspirasyon sonu tutma manevrası sırasında, pleural boşluğa girişi belirten ani bir direnç kaybı oluşana kadar şırıngaya hafif pozitif basınç uygulayarak 1–2 mm daha ilerleyin.
- Küçük bir anterior yapay pnömotoraks oluşturmak için yaklaşık 50–100 mL %100 oksijen enjekte edin. Nihai oksijen hacmini, pnömotoraks genişlemesi ve pleural ayrılmaya ilişkin bilgisayarlı tomografi bulgularına göre ayarlayın.
- Yaylı kılavuz teli iğne üzerinden yerleştirin ve iğneyi çıkarın.
- Yapay pnömotoraks ile genişletilmiş ve net bir şekilde belirlenmiş olan pleural boşluk içerisindeki kılavuz telin doğru yerleşimini onaylamak için BT taraması yapın.
- BT onayı sonrası, tel giriş bölgesinde küçük bir cilt insizyonu yapın.
- Seldinger tekniğini kullanarak 9 Fr bir introdüseri kılavuz tel üzerinden ilerletin.
- Kılavuz teli çıkarın ve özofageal balon kateteri introdüser aracılığıyla anterior pleural boşluğa yerleştirin.
- Doğru balon genişlemesi ve güvenilir basınç iletimi sağlamak için balonu, in vivo balon basınç-hacim (PV) eğrisinden15 belirlenen optimal dolum hacmiyle şişirin.
- Balon kateterini, hava dolu bir basınç iletim sistemi kullanarak harici bir diferansiyel basınç transdüserine bağlayın.
- Hassas basınç ölçümleri sağlamak için kateteri bağlamadan önce basınç transdüserini atmosferik basınca göre sıfırlayın.
- Basınç transdüserini bir veri toplama sistemine bağlayın ve veri toplama yazılımı kullanarak basınç sinyallerini alın.
- Tüm basınç sinyallerini, ek dijital filtreleme olmaksızın 1.000 Hz örnekleme frekansında toplayın. Stabil bir basınç izlemi gözlemlendiğinde kayda başlayın.
4. Posterior perkütan plevral erişim
- İntraplevral havanın dorsal migrasyonunu teşvik etmek için hayvanı yarı-pron pozisyona getirin.
- Dorsal pnömotoraksı genişletmek ve posterior erişimi kolaylaştırmak için anterior kateter aracılığıyla ek 50–100 mL %100 oksijen enjekte edin.
- Yapay pnömotoraksın dorsal migrasyonunu onaylamak ve optimal posterior ponksiyon alanını belirlemek için BT taraması yapın.
- Posterior ponksiyon bölgesini, spinöz çıkıntılar ile posterior aksiller hat arasındaki orta noktada cilt üzerine işaretleyin.
- Sürekli aspirasyon için boş bir şırınga takarak, seçilen interkostal boşluğun alt kaburgasının üst kenarına Tuohy iğnesini dik olarak yerleştirin.
- Sürekli aspirasyon yaparak, hava elde edilene kadar kas planları boyunca iğneyi end-ekspiratuvar tutuş manevrası sırasında ilerletin ve böylece dorsal pnömotoraksa girişi onaylayın.
- Yaylı kılavuz teli yerleştirin ve iğneyi çıkarın.
- Yapay pnömotoraks ile genişletilmiş ve net bir şekilde sınırlandırılmış olan plevral boşlukta kılavuz telin doğru yerleşimini onaylamak için BT taraması yapın.
- BT onayı sonrası, tel giriş bölgesinde küçük bir cilt insizyonu gerçekleştirin.
- Seldinger tekniğini kullanarak 9 Fr introdüseri kılavuz tel üzerinden ilerletin.
- Kılavuz teli çıkarın ve ikinci özofageal balonu introdüser aracılığıyla dorsal plevral boşluğa yerleştirin.
- Doğru balon ekspansiyonunu ve güvenilir basınç iletimini sağlamak için, in vivo balon basınç-hacim (PV) eğrisinden belirlenen optimal dolum hacmiyle balonu şişirin.
- Kateteri diferansiyel basınç transdüserine bağlayın ve monitörde doğru plevral dalga formu morfolojisini doğrulayın.
5. Final konumlandırma ve izleme
- Ventilatör parametrelerinin (tidal hacim, inspiratuar akış ve hava yolu basıncı) ve hemodinamik değerlerin kateter yerleşimi sırasında ve sonrasında stabil kaldığını doğrulayın.
- Drenaja karşı direnç kalmayana kadar 50 mL'lik bir şırınga ile intraplevral havayı nazikçe aspire ederek pnömotoraksı posterior ve anterior introdüserler aracılığıyla drene edin. Plevral boşlukta aşırı negatif basınç oluşturmaktan kaçının.
- Her iki özofageal balon kateterini yapışkan bantla cilde sabitleyin ve ardından kateter yer değiştirmesini önlemek için her iki 9 Fr introdüseri dikkatlice çıkarın.
- Kalıntı pnömotoraksı değerlendirmek için BT taraması yapın. Kalıntı pnömotoraks mevcutsa, oksijen reabsorbsiyonunu teşvik etmek için hayvanı pron pozisyona getirin ve fizyolojik olarak tolere edilebiliyorsa FiO₂ değerini 0,25'e düşürün.
- İnspiratuar ve ekspiratuar tidal hacimleri karşılaştırarak ve inspiratuar tutuş yaparak hava yolu veya plevral sızıntının olmadığını onaylayın. Stabil bir plato basıncı ve akışın sıfıra döndüğünü doğrulayın.
- İntrodüser çıkarıldıktan sonra anterior ve posterior plevral basınç dalga formlarını yeniden değerlendirin. Beklenen dalga formu morfolojisinin stabil kaldığını onaylayın; eğer değişiklik olursa, kateter pozisyonu ve dalga formu stabilitesi yeniden değerlendirilene kadar kayda başlamayın.
- Sadece pnömotoraks tahliyesi veya reabsorbsiyonu, stabil ventilasyon ve hemodinamik, devam eden bir sızıntının yokluğu ve stabil plevral basınç dalga formları onaylandıktan sonra eş zamanlı anterior ve posterior plevral basınç kaydına başlayın.
- TV değerini 10 mL/kg'da tutarak ve PEEP değerini 5'ten 3 cmH₂O'ya düşürerek ventilasyonu ayarlayın. Ekspirasyon sonu plevral basınç değerleri, Şekil 1'de gösterildiği gibi stabil bir ekspirasyon sonu tutuş manevrası sırasında elde edilmiştir.
- Her deneysel protokolün sonunda, hayvanlar genel anestezi altında tutulurken, intravenöz KCl (7% çözelti, 2 mL/kg) uygulamasıyla ötanazi gerçekleştirilmiştir.
Sonuçlar
Perkütan teknik kullanılarak 20 domuzda plevral kateter yerleştirilmesi denendi (Tablo 1). 17 hayvana toplam 34 plevral kateter (17 anterior ve 17 posterior) yerleştirildi. Bunlardan 33 kateter (%97) hedeflenen plevral bölgeye ulaşırken, bir anterior kateter plevral boşluğa girdi ancak hedef ventral konuma ulaşamadı. Bu nedenle, kateter yerleştirme işleminin gerçekleştirildiği 17 hayvanın 16'sında (%94) hem anterior hem de posterior kateterlerin doğru bölgesel yerleşimi sağlandı; bu durum, genel olarak 20 hayvanın 16'sına (%80; %95 GA, %56,3–%94,3) karşılık gelmektedir.
Başarılı prosedürlerden elde edilen temsilci plevral basınç kayıtları, anterior ve posterior sensörler arasında net ve fizyolojik olarak anlamlı farklar göstermiştir (Şekil 1). Anterior kateter, kalbe ve mediastinuma olan yakınlığını yansıtacak şekilde, genellikle özofageal balondan kaydedilenlerden daha belirgin kardiyak osilasyonlar sergilemiştir. Buna karşılık, posterior plevral sinyaller, mekanik olarak daha sessiz olan bağımlı torasik bölge ile uyumlu olarak, minimal kardiyak artefakt ve pürüzsüz respiratuar dalga formları göstermiştir.
Ekspirasyon sonu oklüzyonu sırasında, doğru konumlandırılmış kateterler tekrarlanabilir bir dorsalden ventrale plevral basınç gradyanı göstermiştir. Posterior plevral basınç, ekspirasyon sonunda tutarlı bir şekilde pozitifken, anterior sinyal negatiften pozitife kadar değişmiştir (Tablo 2). Ortaya çıkan 2 ve 7 cmH₂O arasındaki gradyan, anestezi altındaki ve mekanik ventilasyon uygulanan domuzlarda beklenen yerçekimine bağlı süperpoze basınç dağılımı ile uyumludur.
Dört prosedür (%20) başarısız olarak sınıflandırılmıştır. Üç hayvanda, BT görüntülemesinin, akciğer parankiminin yanlışlıkla delinmesine bağlı olarak kontrolsüz bir pnömotoraks göstermesi nedeniyle, anterior pleural erişim ve kılavuz tel yerleşiminden sonra prosedür iptal edilmiştir; bu durum akciğer-plevra yapışıklığının kaybını göstermiş ve güvenilir pleural basınç ölçümünü engellemiştir. Bu nedenle, söz konusu deneklerde kateter yerleşimi ve basınç dalga formu değerlendirmesi gerçekleştirilmemiştir. Geriye kalan başarısız prosedür ise hedef dışı anterior kateter yerleşiminden kaynaklanmıştır: balon pleural boşluğa girmiş ancak hedef ventral bölgeye ulaşamamıştır, bu da beklenen anterior-posterior gradyanın eksik olduğu bir dalga formuyla sonuçlanmıştır.
BT görüntülemesi fizyolojik bulguları doğrulamıştır. Başarılı yerleştirmelerde, balon kateterler hedeflenen ventral veya dorsal plevral bölgelerde, paryetal plevraya doğrudan temas eder durumda görüntülenmiştir (Şekil 2). Hedef dışı, başarısız vakada BT, hedef bölgenin dışında intraplevral bir kateter pozisyonu göstermiştir. Protokol tamamlandıktan sonra yapılan postmortem inceleme, kateter pozisyonunu ve plevral konumu daha da doğrulamıştır (Şekil 3).
Genel olarak bu sonuçlar, bölgesel yerleşim sağlandığında perkütan tekniğin güvenilir bir şekilde yorumlanabilir plevral basınç sinyalleri ürettiğini ve hem dalga formu morfolojisinin hem de BT görüntülemesinin işlemsel başarı veya başarısızlık için pratik göstergeler sunduğunu kanıtlamaktadır.
Şekil 1: Pnömotoraks tahliyesi sonrası plevral ve havayolu basınç dalga formları. Volüm kontrollü ventilasyon sırasında eş zamanlı havayolu basıncı (kırmızı), özofageal basınç (mavi), anterior plevral basınç (turuncu) ve posterior plevral basınç (cam göbeği) sinyalleri kaydedilmiştir. Gölgeli bölge, ekspirasyon sonu basınç değerlerini elde etmek için kullanılan ekspirasyon sonu tutma aşamasını belirtmektedir. Posterior iz minimal kardiyojenik osilasyonlar ve daha yüksek ekspirasyon sonu değerler gösterirken, anterior iz daha belirgin kardiyak osilasyonlar ve daha düşük ekspirasyon sonu basıncı göstermektedir. Tutma sırasında, posterior eksi anterior plevral basınç, vertikal plevral basınç gradyanını temsil eder. Kısaltma: cmH₂O = santimetre su. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 2: Plevral kateter yerleşiminin bilgisayarlı tomografi ile doğrulanması. Sarı oklar ventral plevral bölgedeki anterior kateteri, kırmızı oklar ise dorsal plevral bölgedeki posterior kateteri göstermektedir. P1 ve P2 denekleri için transvers (sol ve orta) ve sagital (sağ) bilgisayarlı tomografi taramaları gösterilmiştir. Görüntüler, kateter yerleşiminden sonra ve yapay pnömotoraksın tamamen boşaltılmasından önce elde edilmiştir. Kayıt hazırlığı, daha sonra drenaj sonrası akciğer ekspansiyonunun yeniden sağlanması ve stabil fizyolojik basınç dalga formları ile doğrulanmıştır. Başarılı yerleşim, kateterin hedeflenen anterior veya posterior plevral bölge içinde konumlanması ve uyumlu dalga formu morfolojisi olarak tanımlanmıştır. Kısaltma: CT = bilgisayarlı tomografi. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3Pleural kateter yerleşiminin postmortem anatomik doğrulaması. Protokol sonunda gerçekleştirilen toraks incelemesi, intraplevral kateterin konumunu doğrulamıştır. Sarı daireler anterior plevral kateteri, yeşil daire ise posterior plevral kateteri göstermektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| Sonuç kategorisi | Hayvan sayısı (n = 20) | Yüzde (%) | %95 GA (%) | Açıklama |
| Başarılı anterior + posterior yerleştirme | 16 | 80% | 56.3–94.3 | Hem ventral hem de dorsal kateterler hedef bölgelere doğru şekilde yerleştirilmiştir |
| İntrapleural ancak hedef dışı yerleşim | 1 | 5% | 0.1–24.9 | Anterior kateter plevral boşluk içerisinde ancak hedef bölgede değil |
| Kontrol edilemeyen pnömotoraks nedeniyle başarısız | 3 | 15% | 3.2–37.9 | BT görüntüleme sırasında kontrol altına alınamayan pnömotoraks nedeniyle, kılavuz tel yerleşiminden sonra işlem durduruldu. |
Tablo 1: 20 deneysel denek arasındaki prosedürel sonuçlar. Tablo; her bir sonuç kategorisini, hayvan sayısını ve yüzdesini, %95 güven aralığını ve açıklamasını rapor etmektedir. Kısaltmalar: CI = güven aralığı.
| Denek | Anterior ekspirasyon sonu basıncı (cmH₂O) | Posterior ekspirasyon sonu basıncı (cmH₂O) | Vertikal gradyan (cmH₂O) |
| 1 | -1.2 | 2.5 | 3.7 |
| 2 | -0.2 | 3.1 | 3.3 |
| 3 | -3.0 | 3.0 | 6.0 |
| 4 | 1.6 | 4.9 | 3.3 |
| 5 | 0.1 | 4.5 | 4.4 |
| 6 | -1.7 | 3.2 | 5.0 |
| 7 | 4.1 | 6.4 | 2.3 |
| 8 | -1.2 | 5.6 | 6.8 |
| 9 | -0.8 | 4.7 | 5.5 |
| 10 | 1.1 | 5.7 | 4.7 |
| 11 | -1.1 | 6.1 | 7.2 |
| 12 | -0.9 | 6.5 | 7.4 |
| 13 | -1.6 | 2.8 | 4.4 |
| 14 | 0.3 | 3.5 | 3.1 |
| 15 | 0.6 | 3.6 | 3.0 |
| 16 | 0.1 | 2.9 | 2.8 |
| Ortalama | -0.2 | 4.3 | 4.5 |
| SS | 1.6 | 1.4 | 1.6 |
| Aralık | -3.0–4.1 | 2.5–6.5 | 2.3–7.4 |
Tablo 2: Anterior ve posterior ekspirasyon sonu plevral basınç değerleri ve ortaya çıkan vertikal gradyan. Gradyan, posterior basıncın anterior basınçtan çıkarılmasıyla hesaplanmıştır. Ölçümler, 10 mL/kg tidal volüm ve 3 cmH₂O pozitif ekspirasyon sonu basıncı ile volüm kontrollü ventilasyon sırasında elde edilmiştir. Kısaltmalar: PEEP = pozitif ekspirasyon sonu basıncı; VCV = volüm kontrollü ventilasyon.
| Problem | Muhtemel neden | Tanıma kriterleri | Düzeltici faaliyet |
| Yapay pnömotoraksin eksik boşaltılması | Kateter yerleştirimi sonrası rezidüel intraplevral oksijen ve eksik akciğer yeniden genişlemesi | BT'de saptanan persistan rezidüel pnömotoraks veya eksik plevral appozisyon; korunmuş solunum oskülasyonlarına rağmen güvenilmez absolut plevral basınç değerleri | Fizyolojik olarak tolere edilebiliyorsa FiO2'yi 0,25'e düşürün, hayvanı pron pozisyona getirin ve oksijen resorpsiyonunu kolaylaştırmak için 30 dakika bekleyin. Pnömotoraksin azaldığını ve akciğerlerin yeniden genişlediğini doğrulamak için basınç kaydından önce BT görüntülemeyi tekrarlayın. |
| Kontrol altına alınmamış pnömotoraks | Pleural erişim sırasında akciğer parankiminin yanlışlıkla delinmesi | Büyük veya kontrol altına alınamayan pnömotoraksın BT kanıtı; akciğerin yetersiz yeniden genişlemesi; ventilatörde sızıntı veya stabil olmayan mekanik bulguları | Basınç kaydına geçmeyin. Güvenilir plevral basınç ölçümü elde edilemezse, prosedürü başarısız olarak sınıflandırın. |
| Hedef dışı kateter ilerletme | Kılavuz telin veya kateterin, hedeflenen ventral veya dorsal plevral bölgenin dışına veya yan tarafına doğru ilerletilmesi | BT, intraplevral kateter konumunun hedef bölgenin dışında olduğunu göstermektedir; dalga formu, beklenen anterior-posterior farkları veya dikey basınç gradyanı sergilememektedir | Mümkünse kateteri yeniden konumlandırın. Hedeflenen bölgeye ulaşılamıyorsa, yerleşimi suboptimal veya başarısız olarak sınıflandırın. |
| Anormal plevral dalga formu | Kateter malpozisyonu, yetersiz balon şişirme, zayıf kateter-pleura aplikasyonu, bağlantı sızıntısı veya transdüser/sıfırlama hatası | Düz çizgi, aşırı gürültü, solunumsal osilasyonların yokluğu, fizyolojik olmayan mutlak basınç değerleri veya beklenen anterior/posterior dalga formu morfolojisinin kaybı | Tüm bağlantıları ve transduser sıfırlamasını kontrol edin. Balon dolum hacmini doğrulayın. Görüntüleme ile kateter pozisyonunu yeniden değerlendirin ve kayıt öncesinde dalga formu değerlendirmesini tekrarlayın. |
| Kalıcı hava yolu veya plevral kaçak | Akciğer parankim ponksiyonu veya erişim sonrası kalıcı plevra-hava yolu iletişimi | İnspiratuar ve ekspiratuar tidal hacimler arasındaki fark; kararsız plato basıncı; inspiratuar tutma sırasında akışın sıfıra dönmemesi | Veri toplamayı durdurun. Ventilatör mekaniğini ve görüntülemeyi yeniden değerlendirin. Yalnızca kaçak giderildiğinde ve stabil hava yolu ile pleural dalga formları yeniden sağlandığında işleme devam edin. |
| İndirektör çıkarıldıktan sonra kateter yer değiştirmesi | İndirecüret çekilmesi sırasında kateterin yer değiştirmesi veya cilde yetersiz fiksasyon | İntrodüktör çıkarıldıktan sonra dalga formu morfolojisindeki değişim; beklenen anterior kardiyak osilasyonların kaybı; posterior düz solunum dalga formunun kaybı; yer değiştirmenin BT kanıtı | İndirektör çıkarılmadan önce kateteri yapışkan bantla cilde sabitleyin. İndirektör çıkarıldıktan sonra dalga formu morfolojisini yeniden değerlendirin. Yer değiştirme şüphesi varsa pozisyonu BT ile doğrulayın. |
| Hava aspirasyonunun gerçekleştirilememesi | Yapay pnömotoraks içindeki hava, yerleştirici ucundan uzaklaşmıştır. | Şırınga pistonu çekildiğinde hava aspire edilmez ve aspire etme girişimi sırasında negatif basınç oluşur. | Daha düşük hacimli bir şırınga kullanarak aspirasyon yapmayı deneyin. Eğer bu yeterli olmazsa, hava birikiminin yerini belirlemek için BT görüntüleme yapın ve hava birikimini giriş ucuyla yakınlaştırmak için hayvanın pozisyonunu buna göre ayarlayın. |
Tablo 3: Perkütan plevral kateter yerleşimi ve basınç kaydı için sorun giderme kılavuzu. Yaygın problemler; olası nedenler, tanıma kriterleri ve düzeltici eylemlerle eşleştirilmiştir. Kısaltmalar: CT = bilgisayarlı tomografi; FiO₂ = inspire edilen oksijen fraksiyonu.
Tartışma
Bu perkütan protokol, torakotomi veya torakoskopik erişime gerek kalmadan bölgesel plevral basınç ölçümleri elde etmek için pratik ve tekrarlanabilir bir yöntem sunar. Prosedürün birkaç yönü, başarılı kateter yerleşimi ve yüksek sadakatli basınç kayıtlarının sağlanması için özellikle önemlidir.
Tekniğin temel bir unsuru, doğrudan toraks ultrasonu kılavuzluğunda gerçekleştirilen anterior ponksiyondur. Ultrason, plevranın ve seçilen interkostal boşluğun net bir şekilde görüntülenmesi için kullanılarak iğne yörüngesinin gerçek zamanlı olarak onaylanmasını sağlar. Prosedür, iğnenin plevral yüzeye yaklaşırken kontrollü ve doğru bir şekilde yönetilmesini gerektirdiğinden, uç görünürlüğünü artırmak ve akciğerin yanlışlıkla delinmesi veya plevral boşluğa girilememesi riskini en aza indirmek için ultrasonla geliştirilmiş bir Tuohy iğnesi kullandık16.
İlerleme boyunca iğne ucunun sürekli olarak görselleştirilmesi kritiktir. Bu nedenle, tüm iğne şaftının ve ucunun plevral boşluğa doğru ilerlerken görselleştirilmesine olanak tanıyan, işlemsel doğruluğu artıran ve yanlışlıkla akciğer ponksiyonu riskini azaltan düzlem içi (in-plane) ultrason yaklaşımı tercih edilir.
İğnenin ilerletilme zamanlamasının doğru olması da esastır. İğneyi ekspiryum sonu tutuşu sırasında ilerletmek, tidal ventilasyonla ilişkili plevral yüzeyin döngüsel hareketini en aza indirir; böylece doğruluk artar ve parenkim teması insidansı azalır.
Şırınga aspirasyonu ile uzaklaştırılamayan kalıntı gazların resorpsiyonunu kolaylaştırmak için pnömotoraks saf oksijen kullanılarak oluşturulmuştur. Hayvan 1.0'ın altında bir FiO₂17 ile ventile edildiği için bu resorpsiyon, plevral boşluk ile alveoller arasındaki oksijen difüzyon gradyanı aracılığıyla gerçekleşir. Bu yaklaşım, kalıntı intraplevral gazın basınç ölçümlerine müdahale etme riskini minimize eder. Oksijen hacmi, yapay pnömotoraksın gereksiz yere genişletilmesinden kaçınırken, plevral tabakaları ayırmak ve kılavuz tel ile introdüseörün güvenli bir şekilde ilerletilmesini kolaylaştırmak için yeterli olmalıdır. Kateter yerleşimi tamamlandıktan sonra, basınç ölçümleri yapılmadan önce insüfle edilen oksijen tamamen tahliye edilmelidir.
Posterior erişimi sağlamak için uygun pozisyonlandırma gereklidir. Hayvanın yarı-pron pozisyona getirilmesi, intraplevral oksijen cebinin posteriora doğru kaymasını sağlar; böylece dorsal plevral alan, anterior ponksiyonda olduğu gibi aynı Seldinger tekniği kullanılarak kör bir ponksiyon ile erişilebilir hale gelir. Oksijen cebinin dorsal migrasyonuna izin vermek için yeterli vücut rotasyonu esastır. Yetersiz rotasyon, posterior plevral tabakaların ayrılmasını engelleyebilir ve BT destekli ponksiyon bölgesi planlamasına rağmen kılavuz tel ilerletme işlemini daha zor hale getirebilir.
Kateter yerleştirildikten sonra sistem bütünlüğünün doğrulanması zorunludur. Havayolu veya pleural sızıntının yokluğu, inspiratuar ve ekspiratuar tidal hacimlerin karşılaştırılması ve bir inspiratuar tutma işlemi uygulanarak onaylanır. Stabil bir plato basıncı ile akışın sıfıra dönmesi, devam eden bir sızıntının olmadığını ve pleural erişimin havayolu ile kalıcı bir iletişim oluşturmadığını gösterir. Ayrıca, kateter fonksiyonunun ve konumlandırmasının doğruluğunu teyit etmek için basınç dalga formu morfolojisi değerlendirilmelidir. Kalbe ve mediastinuma yakınlıkları nedeniyle anterior kayıtların daha belirgin kardiyak osilasyonlar göstermesi beklenirken, posterior kayıtlar tipik olarak minimal kardiyak girişim içeren daha pürüzsüz respiratuar dalga formları sergiler. Bu kardiyak osilasyonlar, bir sinyal artifaktından ziyade beklenen fizyolojik bir özelliği temsil eder ve bu nedenle doğru anterior kateter konumlandırmasını destekler. Yer değiştirme riskini en aza indirmek için, introdüser çıkarılmadan önce kateter yapışkan bantla cilde güvenli bir şekilde sabitlenmelidir. Yapay pnömotoraksın boşaltılması ve introdüserin çıkarılmasının ardından, dalga formu morfolojisinin değişmeden kaldığını teyit etmek ve böylece prosedürün son aşamalarında kateter yer değiştirmesini dışlamak için basınç izlemleri yeniden değerlendirilmelidir. Bu kontroller, mekanik ventilasyonun temel ilkeleri ve izleme ile uyumludur18. En yaygın teknik sorunlar, olası nedenler, tanıma kriterleri ve düzeltici önlemler için kısa bir sorun giderme kılavuzu Tablo 3'te sunulmuştur.
Bu yöntemin önemli bir avantajı, plevral erişimin toraks açılmadan perkütan olarak sağlanmasıdır. Minimal invaziv yaklaşımlar, aynı deneysel amaca ulaştıkları sürece, prosedür yükünü azalttıkları ve anatomik yapıların gereksiz yere bozulmasını önledikleri için genellikle tercih edilirler19. Bu porcine modelde, torakotomi temelli yaklaşımlarla resmi bir karşılaştırma yapılmamış olsa da, perkütan teknik hazırlık süresini kısaltabilir, torakotomiden kaçınmayı sağlar ve doğal göğüs duvarı mekaniklerinin korunmasına yardımcı olabilir.
Buna rağmen, bu yöntemin birkaç kısıtlılığı bulunmaktadır. Kateterin başarılı bir şekilde yerleştirilmesi operatöre bağlıdır ve toraks ultrasonu, perkütan plevral erişim ve Seldinger tekniği konusunda deneyim gerektirir. Plevral erişim sırasında akciğer parankiminin yanlışlıkla delinmesi, ortaya çıkan pnömotoraksın sonraki kateter yerleşimini engellemesi nedeniyle prosedürel başarısızlığın temel nedenini oluşturur. Güvenilir basınç ölçümleri ayrıca uygun balon dolumuna bağlıdır. Balonların hem eksik hem de fazla doldurulması basınç ölçümlerini değiştirebilir; bu durum, veri toplama öncesinde optimal dolum hacminin belirlenmesinin önemini vurgulamaktadır. Herhangi bir doğrudan plevral basınç ölçüm tekniğinde olduğu gibi, plevral basınç yalnızca kateterin bulunduğu konumdan örneklenebilir ve bu nedenle tüm plevral boşluğun basınç dağılımından ziyade bölgesel plevral mekaniği yansıtır. Enjekte edilen oksijen prosedürün sonunda aspire edilse de, tam tahliye görüntüleme yapılmadan doğrudan doğrulanamaz. Bu nedenle, kalıntı intraplevral oksijen tespit edilemeden kalabilir ve mutlak plevral basınç ölçümlerini etkileyebilir. Bu kısıtlamalara rağmen, başarılı yerleşimlerde dinamik plevral basınç sinyalleri fizyolojik olarak yorumlanabilir düzeydeydi.
Genel olarak bu protokol, translasyonel modellerde bölgesel plevral basınç ölçümleri elde etmek için basit, minimal invaziv ve fizyolojik temelli bir teknik sunmaktadır. Perkütan erişimi ve bölgesel basınç sinyalleri, transpulmoner basıncı, bölgesel basınç dağılımını ve solunum mekaniğinin daha geniş yönlerini inceleyen çalışmalar için uygun hale getirmektedir.
Açıklamalar
Yazarların beyan edilecek herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Teşekkürler
Bu çalışma, NIH hibe destekleri R01HL177025 ve R01HL171199 tarafından desteklenmiştir.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Yapışkan Bant | 3M Tegaderm | 1624W | İndürör öncesi kateter fiksasyonu |
| Hayvan Tıraş Makinesi | 3M Clipper | 9661L | Torasik tüy temizleme |
| Atropin (Enjekte Edilebilir) | Sparhawk Laboratories inc. | NDC:58005-354 | Kas içi premedikasyon |
| Bilgisayarlı tomografi tarayıcı | NeuroLogica | Omnitom Elite PCD; 1-NL5100-060 | Kılavuz tel/kateter pozisyonu ve pnömotoraks değerlendirmesi; |
| Veri toplama yazılımı | ADInstruments | LabChart Pro 8.1.31 | Dijital filtreleme olmaksızın 1.000 Hz'de veri toplama yazılımı |
| Veri toplama sistemi | ADInstruments | ML865 | Plevral basınç edinimi için |
| Diferansiyel basınç dönüştürücü | Harvard Apparatus / Hugo Sachs | 73-3882 | Plevral basınç kaydı için basınç dönüştürücü |
| Tek kullanımlık ameliyathane havlusu | Cardinal Health | CAT 28700-004 | Steril alan hazırlığı (Adım 2.1) |
| EKG & nabız oksimetresi monitörü | Mindray | BeneView T5 | Vital Parametrelerin İzlenmesi |
| Endotrakeal tüp, 7,0 mm | Teleflex Medical | REF 5-10314 | Endotrakeal Entübasyon |
| Özofageal balon kateter | Cooper Surgical | REF 47-9005 | İntraplevral basınç kateteri olarak kullanılır (Adım 2.1) |
| Fentanil (enjekte edilebilir) | Hikma | NDC 0641-6030-01 | IV analjezi |
| Gazlı bezler (steril) | Medline | REF NON21430LF | Saha hazırlığı (Adım 2.1) |
| Kılavuz tel 0,025" × 33 cm | Teleflex Medical | REF AW-04025 | Seldinger tekniği için (Adım 2.1) |
| İnfüzyon pompası | Smiths Medical | Medfusion 4000 | Sürekli anestezik iletimi |
| İntrodüktör kılıf, 9 Fr | Cordis | REF 402-609X | İntraplevral kateter yerleştirme için (Adım 2.1) |
| Mekanik Ventilatör | Maquet – Getinge | Servo-I, Hacim kontrollü ventilasyon | |
| Oftalmik pomad | Lodi Veteriner Bakım Merkezi | NDC 17033-211-38 | Anestezi indüksiyonu sonrası kornea koruması |
| %100 Oksijen (tıbbi sınıf) | Airgas | Lütfen çevirmek istediğiniz kaynak metni sağlayın. | Kontrollü pnömotoraks için |
| Pankuronyum (enjekte edilebilir) | Selleck. Kimyasallar | S2497 | Nöromusküler blokaj |
| Povidon–İyot Çözeltisi | BICCA | CAT 3955-16 | Cilt antisepsisi |
| Propofol (enjekte edilebilir) | NorthStar | NDC 16714-977-01 | İndüksiyon ve idame |
| Solunum devresi (ventilatör devresi) | Medline | REF NON026370 | Standart devre |
| 11 Numara Bistüri | Bard-Parker | REF 372611 | Cilt insizyonu için (Adım 2.1) |
| Steril Örtü | Medline | REF MDT2168286 | Steril alan hazırlığı |
| Steril eldivenler (lateks) | Biyojel | REF 31280 | Steril koruyucu eldivenler |
| Steril önlük | Halyard | REF 95121 | Steril cerrahi önlük |
| 10 mL'lik şırıngalar | Medline | REF SYR110010 | Aspirasyon/enjeksiyon için (Adım 2.1) |
| Şırıngalar 50 mL | BD | REF 309680 | Plevral hava aspirasyonu için (Adım 2.1) |
| Tiletamin–zolazepam (Enjekte Edilebilir) | Virbac | NADA 71805-06 | Telazol; intramüsküler sedasyon |
| Tuohy iğnesi, ekojenik 18G × 100 mm | Pajunk | REF 521185-31C | Plevral ponksiyon için (Adım 2.1) |
| Ultrason probu (Butterfly iQ+) | Butterfly Network | 950-20002-00 | iPad için Butterfly iQ Uygulaması ile birlikte kullanılır (Adım 2.1) |
| Ultrason yazılımı/uygulaması | Butterfly Network | Butterfly iQ 2.46; iPad 11 iPadOS 26 | iPad için Butterfly iQ uygulaması |
| Ksilazin (Enjekte Edilebilir) | Cronus Pharma | Sınırlı Sorumlu Şirket |
Kaynaklar
- Dornhorst AC, Leathart GL. A method of assessing the mechanical properties of lungs and air-passages. Lancet. 1952;260(6725):109-11.
- Rezoagli E, Laffey JG, Bellani G. Monitoring lung injury severity and ventilation intensity during mechanical ventilation. Semin Respir Crit Care Med. 2022;43(3):346-68.
- Gattinoni L, et al. Regional effects and mechanism of positive end-expiratory pressure in early adult respiratory distress syndrome. JAMA. 1993;269(16):2122-7.
- Spina S, et al. The pleural gradient does not reflect the superimposed pressure in patients with class III obesity. Crit Care. 2024;28(1):306.
- Yoshida T, et al. Spontaneous effort causes occult pendelluft during mechanical ventilation. Am J Respir Crit Care Med. 2013;188(12):1420-7.
- Akoumianaki E, et al. The application of esophageal pressure measurement in patients with respiratory failure. Am J Respir Crit Care Med. 2014;189(5):520-31.
- Restivo A, et al. Impact of Baydur ratio correction on the reliability of esophageal pressure measurement. J Appl Physiol (1985). 2026. doi: 10.1152/japplphysiol.00364.2026.
- Hedenstierna G. Esophageal pressure: benefit and limitations. Minerva Anestesiol. 2012;78(8):959-66.
- Milic-Emili J, Mead J, Turner JM, Glauser EM. Improved technique for estimating pleural pressure from esophageal balloons. J Appl Physiol. 1964;19(2):207-11.
- Cherniack RM, Farhi LE, Armstrong BW, Proctor DF. A comparison of esophageal and intrapleural pressure in man. J Appl Physiol. 1955;8(2):203-11.
- Terzi N, et al. Comparison of pleural and esophageal pressure in supine and prone positions in a porcine model of acute respiratory distress syndrome. J Appl Physiol (1985). 2020;128(6):1617-25.
- Yoshida T, et al. Esophageal manometry and regional transpulmonary pressure in lung injury. Am J Respir Crit Care Med. 2018;197(8):1018-26.
- Bastia L, et al. Role of positive end-expiratory pressure and regional transpulmonary pressure in asymmetrical lung injury. Am J Respir Crit Care Med. 2021;203(8):969-76.
- Katira BH, et al. Positive end-expiratory pressure, pleural pressure, and regional compliance during pronation: an experimental study. Am J Respir Crit Care Med. 2021;203(10):1266-74.
- Mojoli F, et al. In vivo calibration of esophageal pressure in the mechanically ventilated patient makes measurements reliable. Crit Care. 2016;20:98.
- Lichtenstein D. Lung ultrasound in the critically ill. Curr Opin Crit Care. 2014;20(3):315-22.
- Northfield TC. Oxygen therapy for spontaneous pneumothorax. BMJ. 1971;4(5779):86-8.
- Bellani G, editor. Mechanical Ventilation from Pathophysiology to Clinical Evidence. Springer International Publishing; Cham; 2022.
- Roberts ME, et al. British Thoracic Society guideline for pleural disease. Thorax. 2023;78(11):1143-56.
Yeniden basım ve izinler
Bu makale yayımlandı
Video yakında