L'applicazione dell'endoscopia con capsula ad alta definizione telecomandata nell'esame della vescica canina

Riepilogo

Qui, presentiamo un protocollo per l'esame della vescica canina utilizzando un endoscopio a capsula ad alta definizione, impiantato chirurgicamente e manovrato per acquisire immagini della parete vescicale e delle dinamiche della minzione. La procedura offre spunti per lo sviluppo di studi urodinamici precisi.

Abstract

Questo studio ha studiato la fattibilità e le potenziali applicazioni dell'endoscopia con capsula per l'esame della vescica utilizzando un modello canino. Tre cani Beagle maschi adulti sono stati sottoposti a impianto chirurgico di cistoscopi a capsula e sono stati divisi in tre gruppi, ogni gruppo con un Beagle: il Gruppo A (Beagle A) è rimasto in posizione supina fissa per 8 ore, il Gruppo B (Beagle B) si è mosso liberamente per 8 ore e il Gruppo C (Beagle C) ha regolato manualmente le posizioni (prono, supino, accovacciato) per 20 minuti ciascuno. Gli endoscopi a capsula impiantati hanno funzionato con successo in tutti i cani. Il gruppo A ha catturato principalmente immagini della base della vescica (6 h 27 min). Il gruppo B ha acquisito immagini del collo vescicale e della base (7 ore e 12 minuti), inclusa la visualizzazione dinamica del collo vescicale, della fossa prostatica e dello sfintere uretrale esterno durante la minzione naturale. Il gruppo C ha prodotto immagini del collo vescicale, della base e dell'apice (56 min). I risultati di questo studio dimostrano la capacità dell'endoscopia con capsula di fornire immagini dinamiche e di alta qualità della parete della vescica canina e suggeriscono il suo potenziale per lo sviluppo di valutazioni accurate e urodinamiche.

Introduzione

La cistoscopia transuretrale, uno strumento diagnostico comune in chirurgia urologica, è ampiamente utilizzata clinicamente non solo come metodo affidabile per la diagnosi del cancro della vescica, ma anche come mezzo importante per il trattamento e il follow-up postoperatorio¹. Tuttavia, l'esame cistoscopico tradizionale, rigido o flessibile, spesso causa disagio ai pazienti e può portare a complicanze come danno uretrale e infezione retrograda². Inoltre, i test urodinamici tradizionali, disturbando la normale attività fisiologica delle vie urinarie e le attività mentali e psicologiche dei pazienti, introducono inevitabilmente alcuni errori nei risultati ^3,4,5. Pertanto, lo sviluppo di un metodo diagnostico miniaturizzato, confortevole, privo di punti ciechi e più accurato rappresenta una direzione futura per il progresso della cistoscopia.

L'endoscopia con capsula, nota anche come endoscopia wireless, è stata ampiamente applicata negli esami gastrointestinali, offrendo vantaggi come praticità, indolore, assenza di infezioni crociate e nessuna interruzione delle normali attività del paziente. L'acquisizione indolore di dati completi di imaging del tratto gastrointestinale attraverso l'endoscopia con capsula è diventata un metodo standard ^6,7,8. Dato che la vescica è un organo cavo collegato all'ambiente esterno attraverso l'uretra, una capsula di dimensioni adeguate può essere introdotta nella vescica attraverso l'uretra.

Sulla base di ciò, proponiamo il concetto di cistoscopio a capsula ed esploriamo i suoi vantaggi e le sue potenziali applicazioni come nuovo strumento diagnostico attraverso esperimenti sugli animali, fornendo così nuove intuizioni per lo sviluppo futuro della tecnologia endoscopica a capsula. In questo contesto, ipotizziamo che il cistoscopio a capsula possa ottenere immagini intravescicali chiare e catturare i cambiamenti dinamici di diverse strutture durante il processo fisiologico di minzione, fornendo spunti per lo sviluppo di test urodinamici più accurati. Ciò potrebbe potenzialmente ridurre al minimo il disagio del paziente in futuro e ampliare le indicazioni per gli esami cistoscopici.

Protocollo

Questa ricerca è stata approvata dal Comitato Etico Medico dell'Ospedale Kunshan Affiliato dell'Università di Jiangsu, aderendo rigorosamente alle Linee Guida per l'Etica e il Benessere degli Animali da Esperimento. Il numero del documento di approvazione etica è 2021-06-008-K01.

1. Soggetti

1. Usa tre Beagle maschi adulti sani per lo studio. Dividili casualmente in gruppi A, B e C, con un cane per gruppo.
2. Criteri di inclusione: Includi animali di 24 mesi, di peso di circa 12 kg e privi di malattie cardiovascolari, renali e altre condizioni croniche.
3. Criteri di esclusione: escludere gli animali che sono stati sottoposti a qualsiasi trattamento medicinale ricevuto entro una settimana prima dell'esperimento.

2. Materiali sperimentali

1. Conduci esami della vescica utilizzando un sistema endoscopico a capsula, che include una capsula intelligente ad alta definizione, un registratore di immagini e una postazione di lavoro. L'endoscopio a capsula misura circa 11 mm × 25 mm, acquisisce immagini a 2 fotogrammi al secondo (FPS), funziona per 8-10 ore e può trasmettere circa 60.000 fotogrammi.

3. Progettazione sperimentale

1. Preparazione preoperatoria
   1. Digiunare il cane Beagle per 8 ore e trattenere l'acqua per 2 ore prima dell'intervento.
   2. Somministrare ampicillina (22 mg/kg) per via sottocutanea 30 minuti prima dell'intervento chirurgico come antibiotico profilattico.
   3. Rimuovere i peli dalla parte mediale dell'arto anteriore sinistro e dal basso addome utilizzando un tagliacapelli. Pulire il sito chirurgico con soluzione fisiologica sterile e asciugare con garza sterile. Disinfettare il sito chirurgico con iodio povidone.
   4. Posizionare un catetere endovenoso da 20 G nella vena cefalica dell'arto anteriore sinistro. Fissare il cane Beagle al tavolo operatorio.
2. Anestesia
   1. Monitorare i segni vitali. Somministrare dexmedetomidina cloridrato (0,005 ml/kg) per via endovenosa per la sedazione, seguita da propofol (1,0 ml/kg) per l'induzione dell'anestesia.
   2. Inserire un tubo endotracheale da 8 mm nella trachea utilizzando un laringoscopio. Confermare il corretto posizionamento mediante auscultazione e fissare il tubo con del nastro adesivo.
   3. Collega il cane Beagle a una macchina per anestesia veterinaria e mantieni l'anestesia con isoflurano dall'1,5% al 3% in ossigeno per inalazione.
3. Impianto di endoscopio a capsula
   1. Posizionare il cane Beagle in posizione supina e posizionare il registratore di immagini nelle vicinanze.
   2. Disinfettare tre volte il basso addome con iodio povidone e applicare teli chirurgici sterili.
   3. Praticare un'incisione longitudinale di 10 cm adiacente al pene utilizzando un manico di bisturi #3 e una lama #10. Incidere la pelle e i tessuti sottocutanei e sezionare senza mezzi termini i muscoli addominali. Sollevare e ritrarre il peritoneo utilizzando due emostatici.
   4. Localizzare la vescica e afferrarla delicatamente con una pinza atraumatica. Sollevare e fissare la camera d'aria per evitare danni.
   5. Praticare un'incisione di 1 cm sulla vescica.
   6. Rimuovere l'endoscopio della capsula. Collegare il registratore di immagini alla workstation utilizzando il cavo USB (Universal Serial Bus) dedicato, quindi tenere premuto il pulsante di accensione sul registratore di immagini per 3 secondi per accenderlo.
   7. Fare doppio clic sull'icona OMOM Ove sul desktop della workstation. Immettere il nome utente e la password per accedere al software della workstation. Fai clic su Aggiungi paziente e inserisci le informazioni per il Beagle, quindi fai clic su Salva.
   8. Nella sezione Informazioni sul paziente del software della workstation, inserire il numero di serie dell'endoscopio della capsula e il numero del canale per attivare la capsula. Fare clic su Avanti, quindi su Crea nuovo caso. Quando viene richiesto di formattare il dispositivo, selezionare Sì.
   9. Verificare che l'endoscopio della capsula funzioni correttamente. Fare clic su Visualizzazione in tempo reale per visualizzare le immagini dell'endoscopio della capsula.
      NOTA: Durante il normale funzionamento, la spia ACE sul registratore di immagini e il LED sulla capsula dovrebbero lampeggiare in modo sincrono.
   10. Disinfettare l'endoscopio della capsula con iodio povidone e posizionarlo nella vescica.
   11. Chiudere l'incisione vescicale con una sutura riassorbibile continua 4-0. Chiudere gli strati della parete addominale, quindi chiudere la pelle con una sutura di seta 2-0. Trasferisci il cane Beagle in una gabbia dopo l'intervento chirurgico. Durante il trasferimento, tenere il registratore di immagini entro 1 m dal cane Beagle per evitare la disconnessione dall'endoscopio della capsula.
4. Acquisizione delle immagini
   1. Fissare il registratore di immagini alla parte superiore della gabbia e garantirne la sicurezza.
   2. Fare clic sul pulsante Impostazioni sulla workstation, quindi selezionare Riavvia registratore di immagini per riattivare il registratore di immagini e confermare lo stato operativo e la connessione dell'endoscopio a capsula.
   3. Confina il Beagle A in una gabbia per cani di piccola taglia per 8 ore per mantenere la quiete. Lascia che il Beagle B si muova liberamente per 8 ore.
   4. Chiedi a Beagle C di mantenere le posizioni prone, supine e accovacciate utilizzando un leggero supporto fisico e osserva ogni posizione per 20 minuti, garantendo il comfort dell'animale e riducendo al minimo l'angoscia.
   5. Monitora e registra le immagini della vescica da Beagle C utilizzando il registratore di immagini. Fare clic su Visualizzazione in tempo reale per accedere al feed video in diretta della capsula, quindi fare clic sul pulsante Avvia registrazione per avviare l'acquisizione dell'immagine e sul pulsante Interrompi registrazione per terminarla. Dopo aver acquisito dati sufficienti, premere manualmente il pulsante di alimentazione sul registratore di immagini per spegnerlo.
   6. Dopo circa 8 ore, quando la spia ACT sui registratori di immagini per i gruppi A e B ha smesso di lampeggiare per 10 minuti, concludere l'esame e spegnere i registratori.
   7. Al termine del periodo sperimentale di 8 ore per i Gruppi A e B, dopo l'acquisizione dell'immagine per il Gruppo C, anestetizzare nuovamente i cani seguendo le procedure descritte nel paragrafo 3.2.
   8. Rimuovere chirurgicamente l'endoscopio della capsula dalla vescica attraverso una cistotomia. Chiudere le incisioni della vescica e dell'addome come descritto nel paragrafo 3.3.
      Consenti ai cani di riprendersi in gabbie pulite e silenziose con lettiere morbide. Somministrare antinfettive e fluidoterapia secondo necessità.
   9. Collegare il registratore di immagini alla workstation. Accendere il registratore di immagini e accedere al software della workstation. Fare clic su Revisione del caso; Il sistema scaricherà quindi automaticamente i dati dell'immagine. Al termine del download, salvare i dati dell'immagine sul disco rigido della workstation.
   10. Analizza i dati dell'immagine acquisita.

Risultati

In questo studio, ogni Beagle (n = 3) ha ricevuto una capsula endoscopica impiantata chirurgicamente nella vescica e tutti gli animali hanno dimostrato un normale recupero post-operatorio. Gli endoscopi della capsula hanno funzionato correttamente e sono rimasti al sicuro all'interno dei cani, come confermato da studi di imaging (Figura 2). Sotto controllo remoto, i dispositivi hanno catturato immagini nitide di tutte le regioni anatomiche della vescica in v...

Discussione

Negli ultimi anni, con il progresso della tecnologia endoscopica, sia i cistoscopi rigidi che quelli flessibili sono stati ampiamente applicati nella pratica clinica. L'applicazione convenzionale della cistoscopia rigida è spesso ingombrante, con numerosi punti ciechi e traumi significativi. I pazienti sperimentano un elevato stress psicologico durante la procedura e possono incontrare disagio o dolore, nonché risposte fisiologiche come aumento della frequenza cardiaca, pressione sangu...

Materiali

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