Effect of selective β-adrenoceptor blockade and surgical resection of the celiac-superior mesenteric ganglion complex on delayed liquid gastric emptying induced by dipyrone, 4-aminoantipyrine, and antipyrine in rats

There is evidence for participation of peripheral β-adrenoceptors in delayed liquid gastric emptying (GE) induced in rats by dipyrone (Dp), 4-aminoantipyrine (AA), and antipyrine (At). The present study aimed to determine whether β-adrenoceptors are involved in delayed GE induced by phenylpyrazole derivatives and the role of the prevertebral sympathetic nervous system in this condition. Male Wistar rats weighing 220-280 g were used in the study. In the first experiment rats were intravenously pretreated with vehicle (V), atenolol 30 mg/kg (ATE, β1-adrenergic antagonist), or butoxamine 25 mg/kg (BUT, β2-adrenergic antagonist). In the second experiment, rats were pretreated with V or SR59230A 2 mg/kg (SRA, β3-adrenergic antagonist). In the third experiment, rats were subjected to surgical resection of the celiac-superior mesenteric ganglion complex or to sham surgery. The groups were intravenously treated with saline (S), 240 µmol/kg Dp, AA, or At, 15 min after pretreatment with the antagonists or V and nine days after surgery. GE was determined 10 min later by measuring the percentage of gastric retention (%GR) of saline labeled with phenol red 10 min after gavage. The %GR (means±SE, n=6) values indicated that BUT abolished the effect of Dp (BUT+Dp vs V+Dp: 35.0%±5.1% vs 56.4%±2.7%) and At (BUT+At vs V+At: 33.5%±4.7% vs 52.9%±2.6%) on GE, and significantly reduced (P<0.05) the effect of AA (BUT+AA vs V+AA: 48.0%±5.0% vs 65.2%±3.8%). ATE, SRA, and sympathectomy did not modify the effects of treatments. These results suggest that β2-adrenoceptor activation occurred in delayed liquid gastric emptying induced by the phenylpyrazole derivatives dipyrone, 4-aminoantipyrine, and antipyrine. Additionally, the released neurotransmitter did not originate in the celiac-superior mesenteric ganglion complex.

Surgical principles and minor surgery

UANL

The use of artificial intelligence algorithms to guide surgical treatment of adolescent idiopathic scoliosis

La scoliose idiopathique de l’adolescent (SIA) est une déformation tri-dimensionelle du rachis. Son traitement comprend l’observation, l’utilisation de corsets pour limiter sa progression ou la chirurgie pour corriger la déformation squelettique et cesser sa progression. Le traitement chirurgical reste controversé au niveau des indications, mais aussi de la chirurgie à entreprendre. Malgré la présence de classifications pour guider le traitement de la SIA, une variabilité dans la stratégie opératoire intra et inter-observateur a été décrite dans la littérature. Cette variabilité s’accentue d’autant plus avec l’évolution des techniques chirurgicales et de l’instrumentation disponible. L’avancement de la technologie et son intégration dans le milieu médical a mené à l’utilisation d’algorithmes d’intelligence artificielle informatiques pour aider la classification et l’évaluation tridimensionnelle de la scoliose. Certains algorithmes ont démontré être efficace pour diminuer la variabilité dans la classification de la scoliose et pour guider le traitement. L’objectif général de cette thèse est de développer une application utilisant des outils d’intelligence artificielle pour intégrer les données d’un nouveau patient et les évidences disponibles dans la littérature pour guider le traitement chirurgical de la SIA. Pour cela une revue de la littérature sur les applications existantes dans l’évaluation de la SIA fut entreprise pour rassembler les éléments qui permettraient la mise en place d’une application efficace et acceptée dans le milieu clinique. Cette revue de la littérature nous a permis de réaliser que l’existence de “black box” dans les applications développées est une limitation pour l’intégration clinique ou la justification basée sur les évidence est essentielle. Dans une première étude nous avons développé un arbre décisionnel de classification de la scoliose idiopathique basé sur la classification de Lenke qui est la plus communément utilisée de nos jours mais a été critiquée pour sa complexité et la variabilité inter et intra-observateur. Cet arbre décisionnel a démontré qu’il permet d’augmenter la précision de classification proportionnellement au temps passé à classifier et ce indépendamment du niveau de connaissance sur la SIA. Dans une deuxième étude, un algorithme de stratégies chirurgicales basé sur des règles extraites de la littérature a été développé pour guider les chirurgiens dans la sélection de l’approche et les niveaux de fusion pour la SIA. Lorsque cet algorithme est appliqué à une large base de donnée de 1556 cas de SIA, il est capable de proposer une stratégie opératoire similaire à celle d’un chirurgien expert dans prêt de 70% des cas. Cette étude a confirmé la possibilité d’extraire des stratégies opératoires valides à l’aide d’un arbre décisionnel utilisant des règles extraites de la littérature. Dans une troisième étude, la classification de 1776 patients avec la SIA à l’aide d’une carte de Kohonen, un type de réseaux de neurone a permis de démontrer qu’il existe des scoliose typiques (scoliose à courbes uniques ou double thoracique) pour lesquelles la variabilité dans le traitement chirurgical varie peu des recommandations par la classification de Lenke tandis que les scolioses a courbes multiples ou tangentielles à deux groupes de courbes typiques étaient celles avec le plus de variation dans la stratégie opératoire. Finalement, une plateforme logicielle a été développée intégrant chacune des études ci-dessus. Cette interface logicielle permet l’entrée de données radiologiques pour un patient scoliotique, classifie la SIA à l’aide de l’arbre décisionnel de classification et suggère une approche chirurgicale basée sur l’arbre décisionnel de stratégies opératoires. Une analyse de la correction post-opératoire obtenue démontre une tendance, bien que non-statistiquement significative, à une meilleure balance chez les patients opérés suivant la stratégie recommandée par la plateforme logicielle que ceux aillant un traitement différent. Les études exposées dans cette thèse soulignent que l’utilisation d’algorithmes d’intelligence artificielle dans la classification et l’élaboration de stratégies opératoires de la SIA peuvent être intégrées dans une plateforme logicielle et pourraient assister les chirurgiens dans leur planification préopératoire.

Patient-specific model of a scoliotic torso for surgical planning

A method for the construction of a patient-specific model of a scoliotic torso for surgical planning via inter- patient registration is presented. Magnetic Resonance Images (MRI) of a generic model are registered to surface topography (TP) and X-ray data of a test patient. A partial model is first obtained via thin-plate spline registration between TP and X-ray data of the test patient. The MRIs from the generic model are then fit into the test patient using articulated model registration between the vertebrae of the generic model’s MRIs in prone position and the test patient’s X-rays in standing position. A non-rigid deformation of the soft tissues is performed using a modified thin-plate spline constrained to maintain bone rigidity and to fit in the space between the vertebrae and the surface of the torso. Results show average Dice values of 0.975 ± 0.012 between the MRIs following inter-patient registration and the surface topography of the test patient, which is comparable to the average value of 0.976 ± 0.009 previously obtained following intra-patient registration. The results also show a significant improvement compared to rigid inter-patient registration. Future work includes validating the method on a larger cohort of patients and incorporating soft tissue stiffness constraints. The method developed can be used to obtain a geometric model of a patient including bone structures, soft tissues and the surface of the torso which can be incorporated in a surgical simulator in order to better predict the outcome of scoliosis surgery, even if MRI data cannot be acquired for the patient.

Multimodal image registration of the scoliotic torso for surgical planning

Background This paper presents a method that registers MRIs acquired in prone position, with surface topography (TP) and X-ray reconstructions acquired in standing position, in order to obtain a 3D representation of a human torso incorporating the external surface, bone structures, and soft tissues. Methods TP and X-ray data are registered using landmarks. Bone structures are used to register each MRI slice using an articulated model, and the soft tissue is confined to the volume delimited by the trunk and bone surfaces using a constrained thin-plate spline. Results The method is tested on 3 pre-surgical patients with scoliosis and shows a significant improvement, qualitatively and using the Dice similarity coefficient, in fitting the MRI into the standing patient model when compared to rigid and articulated model registration. The determinant of the Jacobian of the registration deformation shows higher variations in the deformation in areas closer to the surface of the torso. Conclusions The novel, resulting 3D full torso model can provide a more complete representation of patient geometry to be incorporated in surgical simulators under development that aim at predicting the effect of scoliosis surgery on the external appearance of the patient’s torso.

Enhanced Reality Visualization in a Surgical Environment

Enhanced reality visualization is the process of enhancing an image by adding to it information which is not present in the original image. A wide variety of information can be added to an image ranging from hidden lines or surfaces to textual or iconic data about a particular part of the image. Enhanced reality visualization is particularly well suited to neurosurgery. By rendering brain structures which are not visible, at the correct location in an image of a patient's head, the surgeon is essentially provided with X-ray vision. He can visualize the spatial relationship between brain structures before he performs a craniotomy and during the surgery he can see what's under the next layer before he cuts through. Given a video image of the patient and a three dimensional model of the patient's brain the problem enhanced reality visualization faces is to render the model from the correct viewpoint and overlay it on the original image. The relationship between the coordinate frames of the patient, the patient's internal anatomy scans and the image plane of the camera observing the patient must be established. This problem is closely related to the camera calibration problem. This report presents a new approach to finding this relationship and develops a system for performing enhanced reality visualization in a surgical environment. Immediately prior to surgery a few circular fiducials are placed near the surgical site. An initial registration of video and internal data is performed using a laser scanner. Following this, our method is fully automatic, runs in nearly real-time, is accurate to within a pixel, allows both patient and camera motion, automatically corrects for changes to the internal camera parameters (focal length, focus, aperture, etc.) and requires only a single image.

Experience in the Surgical Management of Abdominal Compartment Syndrome in the Hospital Occidente de Kennedy

The abdominal compartment syndrome (ACS) is the result of various physiological alterations produced by an abnormal increase of the intra-abdominal pressure. Some of these patients will undergo a surgical procedure for its management. Methods: This is a retrospective case series of 28 patients with ACS who required surgical treatment at the Hospital Occidente de Kennedy between 1999 and 2003. We assessed retrospectively the behavior of McNelis’s equation for prediction of the development of the ACS. Results: The leading cause of ACS in our study was intraabadominal infection (n=6 21,4%). Time elapsed between diagnosis and surgical decompression was less than 4 hours in 75% (n=21) of the cases. The variables that improved significantly after the surgical decompression were CVP (T: 4,0 p: 0,0001), PIM (T: 2,7; p: 0,004), PIA (T1,8; p:0,034) and Urine Output (T:-2,4; p:0,02). The values of BUN, Creatinine and the cardiovascular instability did not show improvement. The ICU and hospital length of stay were 11 days (SD: 9) and 18 days (SD13) respectively. Global mortality was 67,9% (n=19) and mortality directly attributable to the syndrome was 30% (n=8). The behavior of the McNelis’s equation was erratic. Conclusions: The demographic characteristics as well as disease processes associated with ACS are consistent with the literature. The association between physiological variables and ACS is heterogeneous between patients. Mortality rates attributable to ACS in our institution are within the range described world-wide. The behavior of the McNelis’s equation seems to depend greatly upon fluid balance.

Herniorrafia inguinal por laparoscopia, experiencia en hospital universitario mayor de febrero 2013 a febrero 2014

Los defectos herniarios inguinales son una condición con alta prevalencia en nuestra población. En los últimos años la introducción de la cirugía laparoscopia para la corrección de esta patología ha tomado fuerza gradualmente. El propósito del presente trabajo es describir la experiencia en el uso de esta técnica quirúrgica en una institución hospitalaria. Materiales y métodos: estudio descriptivo de corte trasversal en el cual se revisaron las historias clínica de cada uno de los sujetos llevados a herniorrafia inguinal laparoscópica, donde se evaluaron las características pre y postoperatorias de los casos, así como las complicaciones derivadas del procedimiento. Resultados: Se evaluaron un total de 250 pacientes para un total de 334 Herniorrafias. El promedio de edad fue 58,3 años. La relación hombre mujer fue 3,7: 1. Del total de procedimientos 168 correspondieron a defectos bilaterales. 32 pacientes tenían antecedentes de herniorrafia previa. Se presentaron un total de tres complicaciones. El promedio general de tiempo quirúrgico fue de 69,3 minutos. El seguimiento post operatorio evidencio al dolor inguinal agudo como el principal proceso patológico derivado. El promedio de tiempo de incapacidad en total fue 8,3 días. Se encontró reproducción de la hernia comprobado por ecografía en 10 pacientes. No se produjo ninguna mortalidad en los pacientes del estudio. Conclusiones: La corrección laparoscopia se ha convertido en una alternativa segura y eficiente en el tratamiento definitivo de los defectos herniarios inguinales y debe ser tenida en cuenta en el momento de seleccionar la vía de acceso.

Common Problems in Surgical Patients

Presentation covering common acute conditions in surgical patients such as shortness of breath, chest pain and fever. Presentation offers diagnostic suggestions and procedures.