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。

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 小时 27 分钟的图像，主要是膀胱底部的图像（图 2A）。在 Beagle B 中，内窥镜获得了 7 小时和 12 分钟的图像，包括静息状态下的膀胱颈（图 2D）、排尿后（图 2H）和膀胱底部（图 2I）的图像。该组成功捕捉了犬类正常生理排尿过程中膀胱颈-前列腺窝-尿道外括约肌的动态变化。主要观察结果是： 1. 排尿开始时膀胱颈张开（图 2E...

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，与硬质膀胱镜检查相比减轻了患者的不适，并且几乎消除了盲点。然而，它仍然有缺点，包括交叉感染的风险和易受损害⁹。此外，传统的膀胱镜检查缺乏对膀胱粘膜状态进行长时间动态观察的能力，严重依赖医生的个人经验，这可能导致误诊。此外，由于探查时间有限、探查角度受限，传统膀胱镜的诊断效率有待进一步提高^10,11。因此，临床迫切需要一种方便且可持续的检查方法。

胶囊的植入和取出在这项研究中提出了重大挑战。目前临床上广泛使用的胶囊内...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
2-0 丝线缝	Ethicon Inc. （Beijing）	20193021851
20 G 静脉导管	上海张东医疗科技有限公司
4-0 可吸收缝合线	Ethicon Inc. （Beijing）	20193021851
8 mm 气管插管河	南亚都实业有限公司	不适用
氨苄西林	成都贝特药业有限公司
动物麻醉机	Nanjing Suprex Medical Equipment Co.， Ltd.	不适用
动物心电图监护仪	Smiths Medical （US）	不适用
动物喉镜	上海迈奔医疗科技有限公司	不适用
上海交通大学农业与生物学院	Beagle	适用
纱布海绵	纱布海绵	13-761-52
异氟烷	培实验室（上海）	H20059911
OMOM 智能胶囊内窥镜	重庆金山科学与实验室科技（集团）有限公司	NCG100
聚维酮碘溶液	成都永安药业有限公司
异丙酚注射液	习'an Libang Pharmaceutical Co.， Ltd.
手术刀刀片	上海浦东金环医疗用品有限公司	35Y1004
无菌生理盐水	石家庄四制药厂	H20066533
手术器械	Johnson &江森医疗（上海）	不适用
盐酸右美托咪定	江苏恒瑞医药股份有限公司