遥控高清胶囊内窥镜在犬膀胱检查中的应用

摘要

在这里，我们提出了一种使用高清胶囊内窥镜检查犬膀胱的方案，该内窥镜通过手术植入和纵以捕获膀胱壁和排尿动力学的图像。该程序为开发精确的尿动力学研究提供了见解。

摘要

本研究调查了胶囊内窥镜检查使用犬模型进行膀胱检查的可行性和潜在应用。3 只成年雄性比格犬接受了胶囊膀胱镜手术植入，分为三组，每组有一只比格犬：A 组（比格犬 A）保持固定仰卧位 8 h，B 组（比格犬 B）自由移动 8 h，C 组（比格犬 C）手动调整姿势（俯卧、仰卧、蹲下）各 20 min。植入胶囊内窥镜在所有狗中都成功发挥作用。A 组主要捕获膀胱底部的图像 （6 小时 27 分钟）。B 组获取了膀胱颈和膀胱底的图像 （7 h 12 min），包括自然排尿期间膀胱颈、前列腺窝和尿道外括约肌的动态可视化。C 组产生膀胱颈、基部和心尖的图像 （56 min）。这项研究的结果证明了胶囊内窥镜检查能够提供犬膀胱壁的动态、高质量图像，并表明其在开发准确的尿动力学评估方面的潜力。

引言

经尿道膀胱镜检查是泌尿外科手术中常用的诊断工具，在临床上被广泛使用，不仅是诊断膀胱癌的可靠方法，也是治疗和术后随访的重要手段¹。然而，传统的膀胱镜检查，无论是刚性还是柔性，往往会引起患者的不适，并可能导致尿道损伤和逆行感染等并发症²。此外，传统的尿动力学测试通过干扰尿路的正常生理活动以及患者的心理和心理活动，不可避免地在结果中引入某些错误 ^3,4,5。因此，小型化、舒适、无盲点和更准确的诊断方法的发展代表了膀胱镜检查发展的未来方向。

胶囊内窥镜检查，也称为无线内窥镜检查，已广泛应用于胃肠道检查，具有方便、无痛、无交叉感染、不干扰患者正常活动等优点。通过胶囊内窥镜检查无痛获取全面的胃肠道成像数据已成为一种标准方法 ^6,7,8。鉴于膀胱是一个通过尿道与外部环境相连的中空器官，因此可以通过尿道将适当大小的胶囊引入膀胱。

基于此，我们提出了胶囊膀胱镜的概念，并通过动物实验探索其作为新型诊断工具的优势和潜在应用，从而为胶囊内窥镜技术的未来发展提供新的见解。在此背景下，我们假设胶囊膀胱镜可以在生理排尿过程中获得清晰的膀胱内图像并捕捉不同结构的动态变化，为开发更准确的尿动力学测试提供见解。这可能会最大限度地减少未来患者的不适，并扩大膀胱镜检查的适应症。

研究方案

本研究经江苏大学附属昆山医院医学伦理委员会批准，严格遵守《实验动物伦理与福利指南》。伦理批准文件编号为 2021-06-008-K01。

1. 主题

1. 使用三只健康的成年雄性比格犬进行研究。将它们随机分为 A、B 和 C 组，每组一只狗。
2. 纳入标准：包括 24 个月大、体重约 12 公斤且没有心血管、肾脏疾病和其他慢性病的动物。
3. 排除标准：排除在实验前一周内接受过任何药物治疗的动物。

2. 实验材料

1. 使用胶囊内窥镜系统进行膀胱检查，包括高清智能胶囊、图像记录仪和工作站。胶囊内窥镜尺寸约为 11 毫米× 25 毫米，以每秒 2 帧 （FPS） 的速度捕获图像，运行 8-10 小时，可传输约 60,000 帧。

3. 实验设计

1. 术前准备
   1. 手术前将 Beagle 狗禁食 8 小时，并停止饮水 2 小时。
   2. 手术前 30 分钟皮下注射氨苄西林 （22 mg/kg） 作为预防性抗生素。
   3. 用剪刀去除左前肢内侧和下腹部的毛发。用无菌盐水清洁手术部位，并用无菌纱布擦干。用聚维酮碘对手术部位进行消毒。
   4. 在左前肢的头静脉中放置一根 20 G 静脉导管。将 Beagle 犬固定在手术台上。
2. 麻醉
   1. 监测生命体征。静脉注射盐酸右美托咪定 （0.005 mL/kg） 镇静，然后丙泊酚 （1.0 mL/kg） 诱导麻醉。
   2. 使用喉镜将 8 毫米气管插管插入气管。通过听诊确认正确放置并用胶带固定管子。
   3. 将 Beagle 犬连接到兽医麻醉机，并通过吸入氧气中 1.5% 至 3% 的异氟醚保持麻醉。
3. 胶囊内窥镜植入术
   1. 将 Beagle 犬置于仰卧位，并将图像记录器放在附近。
   2. 用聚维酮碘消毒下腹部 3 次，并贴上无菌手术单。
   3. 使用 #10 手术刀手柄和 #3 刀片在阴茎附近做一个 10 厘米的纵向切口。切开皮肤和皮下组织，钝剖剖腹肌。使用两个止血钳提起和缩回腹膜。
   4. 找到膀胱并用无创镊子轻轻抓住它。提起并固定气囊以防止损坏。
   5. 在膀胱上做一个 1 cm 的切口。
   6. 取出胶囊内窥镜。使用专用的通用串行总线 （USB） 电缆将录像机连接到工作站，然后按住录像机上的电源按钮 3 秒以打开其电源。
   7. 双击工作站桌面上的 OMOM Ove 图标。输入用户名和密码以登录工作站软件。单击 Add Patient 并输入 Beagle 的信息，然后单击 Save。
   8. 在工作站软件的 Patient Information（患者信息）部分，输入胶囊内窥镜序列号和通道号以激活胶囊。单击 Next，然后单击 Create New Case。当系统提示格式化设备时，选择 Yes（是）。
   9. 检查胶囊内窥镜是否正常工作。单击 Real-time View 显示胶囊内窥镜图像。
      注意： 在正常作中，录像机上的 ACE 指示灯和胶囊上的 LED 应同步闪烁。
   10. 用聚维酮碘对胶囊内窥镜进行消毒，然后将其放入膀胱中。
   11. 用连续的 4-0 可吸收缝合线闭合膀胱切口。闭合腹壁层，然后用 2-0 丝缝合线闭合皮肤。手术后将 Beagle 犬转移到笼子里。转移过程中，将图像记录仪保持在距离 Beagle dog 1 m 以内，以免与胶囊内窥镜断开连接。
4. 图像采集
   1. 将录像机固定在笼子顶部并确保其安全。
   2. 单击工作站上的 设置 按钮，然后选择 重新启动图像记录器 以重新激活图像记录器并确认胶囊内窥镜的运行状态和连接。
   3. 将 Beagle A 限制在小狗笼中 8 小时以保持静止。让 Beagle B 自由移动 8 小时。
   4. 让 Beagle C 使用温和的物理支持保持俯卧、仰卧和蹲下姿势，并观察每个姿势 20 分钟，确保动物的舒适并最大限度地减少痛苦。
   5. 使用图像记录器监测和记录来自 Beagle C 的膀胱图像。单击 Real-time View 以访问胶囊的实时视频源，然后单击 Start Recording 按钮以启动图像采集，单击 Stop Recording 按钮以终止图像采集。获取足够的数据后，手动按下录像机上的电源按钮将其关闭。
   6. 大约 8 小时后，当 A 组和 B 组图像记录仪上的 ACT 指示灯停止闪烁 10 分钟时，结束检查并关闭记录仪。
   7. 在 A 组和 B 组的 8 小时实验期结束时，在 C 组的图像采集后，按照第 3.2 节中概述的程序再次麻醉狗。
   8. 通过膀胱切开术手术从膀胱中取出胶囊内窥镜。如第 3.3 节所述关闭膀胱和腹部切口。
      让狗在干净、安静的笼子里和柔软的床上用品中恢复体力。根据需要进行抗感染和液体治疗。
   9. 将影像录制机连接到工作站。打开录像机的电源并登录到工作站软件。单击 Case Review（案例审查）;然后，系统将自动下载图像数据。下载完成后，将图像数据保存到工作站的硬盘驱动器中。
   10. 分析采集的图像数据。

结果

在这项研究中，每只 Beagle （n = 3） 接受了 1 个胶囊内窥镜手术植入其膀胱，所有动物都表现出正常的术后恢复。正如影像学研究所证实的那样，胶囊内窥镜功能正常并安全地留在狗体内（图 2）。在远程控制下，这些设备在各个阶段捕捉了膀胱所有解剖区域的清晰图像，包括圆顶、后壁、前壁、颈部以及左右侧壁。在 Beagle A 中，内窥镜采集了 6 小?...

讨论

近年来，随着内窥镜技术的进步，硬式和软式膀胱镜在临床实践中得到了广泛的应用。硬质膀胱镜检查的常规应用通常很麻烦，有许多盲点和严重的创伤。患者在手术过程中会经历很高的心理压力，可能会遇到不适或疼痛，以及心率加快、血压升高和心理应激反应等生理反应⁷。另一方面，软式膀胱镜检查在作上提供了更大的灵活性，与硬质膀胱镜检查?...

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
2-0 Silk suture	Ethicon Inc. (Beijing)	20193021851
20 G intravenous catheter	Shanghai Zhangdong Medical Technology Co., Ltd.	383012
4-0 absorbable suture	Ethicon Inc. (Beijing)	20193021851
8 mm endotracheal tube	Henan Yadu Industrial Co., Ltd.	Not applicable
Ampicillin	Chengdu Better Pharmaceutical Co., Ltd.	H19993625
Animal anesthesia machine	Nanjing Suprex Medical Equipment Co., Ltd.	Not applicable
Animal ECG monitor	Smiths Medical (US)	Not applicable
Animal laryngoscope	Shanghai Maiben Medical Technology Co., Ltd.	Not applicable
Beagle	School of Agriculture and Biology, Shanghai Jiao Tong University	Not applicable
Gauze Sponges	Gauze Sponges	13-761-52
Isoflurane	Abbott Laboratories (Shanghai)	H20059911
OMOM intelligent capsule endoscope	Chongqing Jinshan Science & Technology (Group) Co., Ltd.	NCG100
Povidone-iodine solution	Chengdu Yongan Pharmaceutical Co., Ltd.	H51022885
Propofol injection	Xi'an Libang Pharmaceutical Co., Ltd.	H19990281
Scalpel blade	Shanghai Pudong Golden Ring Medical Supplies Co., Ltd.	35Y1004
Sterile normal saline	Shijiazhuang No.4 Pharmaceutical Factory	H20066533
Surgical instruments	Johnson & Johnson Medical (Shanghai)	Not applicable
Dexmedetomidine hydrochloride	Jiangsu Hengrui Medicine Co., Ltd.	H20190407