A aplicação da cápsula endoscópica de alta definição controlada remotamente no exame da bexiga canina

Resumo

Aqui, apresentamos um protocolo para examinar a bexiga canina usando um endoscópio de cápsula de alta definição, implantado cirurgicamente e manobrado para capturar imagens da parede da bexiga e da dinâmica da micção. O procedimento oferece insights para o desenvolvimento de estudos urodinâmicos precisos.

Resumo

Este estudo investigou a viabilidade e as potenciais aplicações da cápsula endoscópica para exame da bexiga usando um modelo canino. Três cães adultos machos da raça Beagle foram submetidos ao implante cirúrgico de cistoscópios de cápsula e foram divididos em três grupos, cada grupo com um Beagle: Grupo A (Beagle A) permaneceu em posição supina fixa por 8 h, Grupo B (Beagle B) moveu-se livremente por 8 h e Grupo C (Beagle C) teve posições ajustadas manualmente (deitado, supino, agachado) por 20 min cada. Os endoscópios de cápsula implantados funcionaram com sucesso em todos os cães. O grupo A capturou principalmente imagens da base da bexiga (6 h 27 min). O grupo B adquiriu imagens do colo e da base da bexiga (7 h 12 min), incluindo visualização dinâmica do colo vesical, fossa prostática e esfíncter uretral externo durante a micção natural. O grupo C produziu imagens do colo vesical, base e ápice (56 min). Os achados deste estudo demonstram a capacidade da cápsula endoscópica de fornecer imagens dinâmicas e de alta qualidade da parede da bexiga canina e sugerem seu potencial para desenvolver avaliações precisas e urodinâmicas.

Introdução

A cistoscopia transuretral, uma ferramenta diagnóstica comum em cirurgia urológica, é amplamente utilizada clinicamente não apenas como um método confiável para o diagnóstico do câncer de bexiga, mas também como um importante meio de tratamento e acompanhamento pós-operatório¹. No entanto, o exame cistoscópico tradicional, seja rígido ou flexível, muitas vezes causa desconforto aos pacientes e pode levar a complicações como danos uretrais e infecção retrógrada². Além disso, os testes urodinâmicos tradicionais, ao perturbarem a atividade fisiológica normal do trato urinário e as atividades mentais e psicológicas dos pacientes, inevitavelmente introduzem certos erros nos resultados ^3,4,5. Assim, o desenvolvimento de um método diagnóstico miniaturizado, confortável, livre de pontos cegos e mais preciso representa uma direção futura para o avanço da cistoscopia.

A cápsula endoscópica, também conhecida como endoscopia sem fio, tem sido amplamente aplicada em exames gastrointestinais, oferecendo benefícios como conveniência, indolor, ausência de infecção cruzada e nenhuma interrupção nas atividades normais do paciente. A aquisição indolor de dados abrangentes de imagem do trato gastrointestinal por meio de cápsula endoscópica tornou-se um método padrão ^6,7,8. Dado que a bexiga é um órgão oco conectado ao ambiente externo através da uretra, uma cápsula de tamanho apropriado pode ser introduzida na bexiga através da uretra.

Com base nisso, propomos o conceito de um cistoscópio de cápsula e exploramos suas vantagens e potenciais aplicações como uma nova ferramenta de diagnóstico por meio de experimentos com animais, fornecendo assim novos insights para o desenvolvimento futuro da tecnologia de endoscopia por cápsula. Nesse contexto, levantamos a hipótese de que o cistoscópio da cápsula pode obter imagens intravesicais claras e capturar mudanças dinâmicas de diferentes estruturas durante o processo fisiológico de micção, fornecendo informações para o desenvolvimento de testes urodinâmicos mais precisos. Isso poderia minimizar o desconforto do paciente no futuro e expandir as indicações para exames cistoscópicos.

Protocolo

Esta pesquisa foi aprovada pelo Comitê de Ética Médica do Hospital Kunshan Afiliado da Universidade de Jiangsu, aderindo estritamente às Diretrizes para a Ética e Bem-Estar de Animais Experimentais. O número do documento de aprovação ética é 2021-06-008-K01.

1. Assuntos

1. Use três Beagles machos adultos saudáveis para o estudo. Divida-os aleatoriamente nos grupos A, B e C, com um cão por grupo.
2. Critérios de inclusão: Incluir animais com 24 meses de idade, aproximadamente 12 kg de peso e livres de doenças cardiovasculares, renais e outras condições crônicas.
3. Critério de exclusão: Excluir animais que tenham sido submetidos a qualquer tratamento medicamentoso recebido dentro de uma semana antes do experimento.

2. Materiais experimentais

1. Realize exames da bexiga usando um sistema de cápsula endoscópica, incluindo uma cápsula inteligente de alta definição, um gravador de imagem e uma estação de trabalho. O endoscópio de cápsula mede aproximadamente 11 mm × 25 mm, captura imagens a 2 quadros por segundo (FPS), opera por 8 a 10 h e pode transmitir cerca de 60.000 quadros.

3. Desenho experimental

1. Preparo pré-operatório
   1. Jejue o cão Beagle por 8 h e retenha água por 2 h antes da cirurgia.
   2. Administre ampicilina (22 mg/kg) por via subcutânea 30 minutos antes da cirurgia como antibiótico profilático.
   3. Remova os pelos da face medial do membro anterior esquerdo e do abdômen inferior usando uma tesoura. Limpe o local da cirurgia com solução salina estéril e seque com gaze estéril. Desinfete o local cirúrgico com iodopovidona.
   4. Coloque um cateter intravenoso de 20 G na veia cefálica do membro anterior esquerdo. Prenda o cão Beagle na mesa de operação.
2. Anestesia
   1. Monitore os sinais vitais. Administrar cloridrato de dexmedetomidina (0,005 mL/kg) por via intravenosa para sedação, seguido de propofol (1,0 mL/kg) para indução anestésica.
   2. Insira um tubo endotraqueal de 8 mm na traqueia usando um laringoscópio. Confirme a colocação correta por ausculta e prenda o tubo com fita adesiva.
   3. Conecte o cão Beagle a uma máquina de anestesia veterinária e mantenha a anestesia com 1,5% a 3% de isoflurano em oxigênio por inalação.
3. Implante de cápsula endoscópica
   1. Coloque o cão Beagle em decúbito dorsal e posicione o gravador de imagem nas proximidades.
   2. Desinfete a parte inferior do abdômen três vezes com iodopovidona e aplique campos cirúrgicos estéreis.
   3. Faça uma incisão longitudinal de 10 cm adjacente ao pênis usando um cabo de bisturi #3 e uma lâmina #10. Incisar a pele e os tecidos subcutâneos e dissecar sem rodeios os músculos abdominais. Levante e retraia o peritônio usando dois hemostáticos.
   4. Localize a bexiga e segure-a suavemente com uma pinça atraumática. Levante e prenda a bexiga para evitar danos.
   5. Faça uma incisão de 1 cm na bexiga.
   6. Remova o endoscópio da cápsula. Ligue o gravador de imagem à estação de trabalho utilizando o cabo USB (Universal Serial Bus) dedicado e, em seguida, prima sem soltar o botão para ligar/desligar no gravador de imagem durante 3 s para o ligar.
   7. Clique duas vezes no ícone OMOM Ove na área de trabalho da estação de trabalho. Digite o nome de usuário e a senha para fazer login no software da estação de trabalho. Clique em Adicionar paciente e insira as informações do Beagle e clique em Salvar.
   8. Na seção Informações do paciente do software da estação de trabalho, insira o número de série do endoscópio da cápsula e o número do canal para ativar a cápsula. Clique em Avançar e, em seguida, clique em Criar novo caso. Quando solicitado a formatar o dispositivo, selecione Sim.
   9. Verifique se o endoscópio da cápsula está funcionando corretamente. Clique em Visualização em tempo real para exibir as imagens do endoscópio da cápsula.
      NOTA: Em operação normal, a luz indicadora ACE no gravador de imagem e o LED na cápsula devem piscar de forma síncrona.
   10. Desinfete o endoscópio da cápsula com iodopovidona e coloque-o na bexiga.
   11. Feche a incisão da bexiga com uma sutura absorvível contínua 4-0. Feche as camadas da parede abdominal e, em seguida, feche a pele com uma sutura de seda 2-0. Transfira o cão Beagle para uma gaiola após a cirurgia. Durante a transferência, mantenha o gravador de imagem a menos de 1 m do cão Beagle para evitar a desconexão do endoscópio da cápsula.
4. Aquisição de imagem
   1. Prenda o gravador de imagem na parte superior da gaiola e garanta sua segurança.
   2. Clique no botão Configurações na estação de trabalho e selecione Reiniciar gravador de imagem para reativar o gravador de imagem e confirmar o status operacional e a conexão do cápsula endoscópio.
   3. Confine o Beagle A a uma gaiola de cachorro pequena por 8 h para manter a quietude. Deixe o Beagle B se mover livremente por 8 h.
   4. Faça com que o Beagle C mantenha as posições deitada, supina e agachada usando suporte físico suave e observe cada posição por 20 min, garantindo o conforto do animal e minimizando o sofrimento.
   5. Monitore e grave imagens da bexiga do Beagle C usando o gravador de imagens. Clique em Visualização em tempo real para acessar o feed de vídeo ao vivo da cápsula e, em seguida, clique no botão Iniciar gravação para iniciar a aquisição da imagem e no botão Parar gravação para encerrá-la. Depois de terem sido adquiridos dados suficientes, prima manualmente o botão para ligar/desligar no gravador de imagens para o desligar.
   6. Após aproximadamente 8 h, quando a luz indicadora ACT nos gravadores de imagem dos Grupos A e B parar de piscar por 10 minutos, conclua o exame e desligue os gravadores.
   7. Ao final do período experimental de 8 h para os Grupos A e B, após aquisição de imagens para o Grupo C, anestesiar novamente os cães seguindo os procedimentos descritos na seção 3.2.
   8. Remova cirurgicamente o endoscópio da bexiga através de uma cistotomia. Feche a bexiga e as incisões abdominais conforme descrito na secção 3.3.
      Permita que os cães se recuperem em gaiolas limpas e silenciosas com roupas de cama macias. Administre terapia anti-infecciosa e fluidoterapia conforme necessário.
   9. Conecte o gravador de imagem à estação de trabalho. Ligue o gravador de imagem e faça login no software da estação de trabalho. Clique em Revisão de caso; O sistema baixará automaticamente os dados da imagem. Salve os dados da imagem no disco rígido da estação de trabalho assim que o download for concluído.
   10. Analise os dados de imagem adquiridos.

Resultados

Neste estudo, cada Beagle (n = 3) recebeu uma cápsula endoscópica implantada cirurgicamente em sua bexiga, e todos os animais demonstraram recuperação pós-operatória normal. Os cápsulas endoscópios funcionaram adequadamente e permaneceram em segurança dentro dos cães, conforme confirmado por exames de imagem (Figura 2). Sob controle remoto, os dispositivos capturaram imagens nítidas de todas as regiões anatômicas da bexiga em vários estágios, ...

Discussão

Nos últimos anos, com o avanço da tecnologia endoscópica, tanto os cistoscópios rígidos quanto os flexíveis têm sido amplamente aplicados na prática clínica. A aplicação convencional da cistoscopia rígida costuma ser complicada, com vários pontos cegos e traumas significativos. Os pacientes experimentam alto estresse psicológico durante o procedimento e podem sentir desconforto ou dor, bem como respostas fisiológicas, como aumento da frequência cardíaca, pressão arteria...

Materiais

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