犬の膀胱検査における遠隔操作高精細カプセル内視鏡検査の応用

サマリー

ここでは、高精細カプセル内視鏡を使用して犬の膀胱を検査し、外科的に移植し、膀胱壁と排尿ダイナミクスの画像をキャプチャするためのプロトコルを紹介します。この手順は、正確な尿流動態研究を開発するための洞察を提供します。

要約

この研究では、犬のモデルを使用した膀胱検査のためのカプセル内視鏡検査の実現可能性と潜在的な応用を調査しました。3匹の成犬の雄ビーグル犬に嚢鏡を外科的に移植し、3つのグループに分け、各グループに1匹のビーグル犬を持たせました:グループA(ビーグルA)は8時間固定仰臥位のまま、グループB(ビーグルB)は8時間自由に動き、グループC(ビーグルC)は手動で体位調整(腹臥位、仰臥位、しゃがみ)をそれぞれ20分間行いました。埋め込まれたカプセル内視鏡は、すべての犬で正常に機能しました。グループAは主に膀胱基部の画像をキャプチャしました(6時間27分)。グループ B は、自然排尿中の膀胱頸部、前立腺窩、および外部尿道括約筋の動的な視覚化を含む、膀胱頸部と基部の画像を取得しました (7 時間 12 分)。グループCでは、膀胱頸部、基部、および頂点の画像が得られました(56分)。この研究の結果は、カプセル内視鏡検査が犬の膀胱壁の動的で高品質の画像を提供する能力を実証し、正確で尿力学的な評価を開発する可能性を示唆しています。

概要

経尿道的膀胱鏡検査は、泌尿器科手術における一般的な診断ツールであり、膀胱がんの診断方法としてだけでなく、治療や術後のフォローアップの重要な手段としても臨床的に広く使用されています¹。しかし、従来の膀胱鏡検査は、硬性であれ柔軟であれ、患者に不快感を与えることが多く、尿道損傷や逆行性感染症などの合併症を引き起こす可能性があります²。さらに、従来の尿流動態検査は、尿路の正常な生理学的活動と患者の精神的および心理的活動を乱すことにより、必然的に結果に特定のエラーをもたらします^3,4,5。したがって、小型化され、快適で、死角がなく、より正確な診断方法の開発は、膀胱鏡検査の進歩の将来の方向性を表しています。

カプセル内視鏡検査は、ワイヤレス内視鏡検査とも呼ばれ、胃腸検査に広く適用されており、利便性、無痛性、交差感染の欠如、正常な患者の活動に支障をきたさないなどの利点があります。カプセル内視鏡検査による包括的な消化管画像データの痛みのない取得は、標準的な方法になっています^6,7,8。膀胱が尿道を介して外部環境に接続された中空の器官であることを考えると、尿道を介して適切なサイズのカプセルを膀胱に導入することができます。

これに基づき、カプセル膀胱鏡の概念を提唱し、動物実験を通じてその利点と新規診断ツールとしての応用可能性を探ることで、カプセル内視鏡技術の今後の展開に新たな知見を提供します。これに関連して、カプセル膀胱鏡は、生理学的排尿プロセス中に明確な膀胱内画像を取得し、さまざまな構造の動的変化を捉えることができると仮定しています。これにより、将来的には患者の不快感を最小限に抑え、膀胱鏡検査の適応を拡大する可能性があります。

プロトコル

この研究は、江蘇大学崑山病院の医療倫理委員会によって承認され、実験動物の倫理と福祉に関するガイドラインを厳格に遵守しています。倫理承認文書番号は2021-06-008-K01です。

1. 対象

1. 研究には3頭の健康な成人オスのビーグル犬を使用してください。それらをグループA、B、Cにランダムに分け、グループごとに1匹の犬を配置します。
2. 選択基準: 生後 24 か月、体重約 12 kg で、心血管疾患、腎疾患、およびその他の慢性疾患がない動物を含めます。
3. 除外基準: 実験前 1 週間以内に何らかの薬物治療を受けた動物を除外します。

2. 実験材料

1. 高精細インテリジェントカプセル、イメージレコーダー、ワークステーションなどのカプセル内視鏡システムを用いて膀胱検査を行います。カプセル内視鏡は約11mm×25mmで、2フレーム/秒(FPS)で画像をキャプチャし、8〜10時間動作し、約60,000フレームを送信できます。

3. 実験計画

1. 術前準備
   1. ビーグル犬を8時間絶食させ、手術前に2時間水を控えてください。
   2. 予防的抗生物質として、手術の30分前にアンピシリン(22 mg / kg)を皮下投与します。.
   3. クリッパーを使用して、左前肢の内側と下腹部から毛を取り除きます。手術部位を滅菌生理食塩水で洗浄し、滅菌ガーゼで乾かします。手術部位をポビドンヨードで消毒します。
   4. 20 G の静脈内カテーテルを左前肢の橈側静脈に留置します。ビーグル犬を手術台に固定します。
2. 麻酔
   1. バイタルサインを監視します。鎮静のために塩酸デクスメデトミジン(0.005 mL / kg)を静脈内投与し、続いて麻酔導入のためにプロポフォール(1.0 mL / kg)を投与します。.
   2. 喉頭鏡を使用して、8mmの気管内チューブを気管に挿入します。聴診で正しい位置を確認し、チューブをテープで固定します。
   3. ビーグル犬を獣医用麻酔器に接続し、吸入により酸素中の1.5%から3%のイソフルランで麻酔を維持します。
3. カプセル内視鏡移植
   1. ビーグル犬を仰臥位にし、イメージレコーダーを近くに置きます。
   2. 下腹部をポビドンヨードで3回消毒し、滅菌済みの外科用ドレープを塗布します。
   3. #3メスの柄と#10の刃を使用して、陰茎に隣接して10cmの縦方向に切開します。皮膚と皮下組織を切開し、腹筋を鈍く解剖します。2つの止血器を使用して腹膜を持ち上げたり引っ込めたりします。
   4. 膀胱の位置を特定し、非外傷性鉗子でそっとつかみます。損傷を防ぐために、膀胱を持ち上げて固定します。
   5. 膀胱を1cm切開します。
   6. カプセル内視鏡を取り外します。専用のユニバーサルシリアルバス(USB)ケーブルを使用してイメージレコーダーをワークステーションに接続し、イメージレコーダーの電源ボタンを3秒間押し続けて電源を入れます。
   7. ワークステーションのデスクトップ上のOMOM Oveアイコンをダブルクリックします。ワークステーションソフトウェアにログインするためのユーザー名とパスワードを入力します。 「Add Patient」 をクリックし、ビーグル号の情報を入力してから、「 Save」をクリックします。
   8. ワークステーションソフトウェアの[ 患者情報 ]セクションで、カプセル内視鏡のシリアル番号とチャネル番号を入力して、カプセルをアクティブにします。 「次へ」をクリックし、「 新規ケースを作成」をクリックします。デバイスのフォーマットを求められたら、[ はい] を選択します。
   9. カプセル内視鏡が正常に機能していることを確認します。 [Real-time View ]をクリックして、カプセル内視鏡の画像を表示します。
      注意: 通常の操作では、イメージレコーダーのACEインジケーターライトとカプセルのLEDが同期して点滅します。
   10. カプセル内視鏡をポビドンヨードで消毒し、膀胱に入れます。
   11. 膀胱切開部を連続的な4-0吸収性縫合糸で閉じます。腹壁の層を閉じてから、2-0シルク縫合糸で皮膚を閉じます。手術後、ビーグル犬をケージに移します。移載中は、イメージレコーダーをビーグル犬から1m以内に保ち、カプセル内視鏡からの切断を避けてください。
4. 画像取得
   1. イメージレコーダーをケージの上部に固定し、安全を確保します。
   2. ワークステーションの[ 設定 ]ボタンをクリックし、[ イメージレコーダーの再起動 ]を選択してイメージレコーダーを再アクティブ化し、カプセル内視鏡の動作ステータスと接続を確認します。
   3. ビーグルAを小型犬用ケージに8時間閉じ込めて、静寂を保ちます。ビーグルBが8時間自由に動くのを待ちます。
   4. ビーグルCに、穏やかな身体サポートを使用して腹臥位、仰臥位、しゃがみ姿勢を維持し、各姿勢を20分間観察して、動物の快適さを確保し、苦痛を最小限に抑えます。
   5. イメージレコーダーを使用して、Beagle Cからの膀胱画像を監視および記録します。[ リアルタイム表示 ]をクリックしてカプセルのライブビデオフィードにアクセスし、[ 録画の開始 ]ボタンをクリックして画像取得を開始し、[ 録画の停止 ]ボタンをクリックして終了します。十分なデータを取得したら、イメージレコーダーの電源ボタンを手動で押して電源を切ります。
   6. 約8時間後、グループAおよびBのイメージレコーダーのACTインジケーターライトの点滅が10分間止まったら、検査を終了し、レコーダーの電源を切ります。
   7. グループAおよびBの8時間の実験期間の終了時に、グループCの画像取得後、セクション3.2で概説されている手順に従って犬に再度麻酔をかけます。
   8. 膀胱切開術により、カプセル内視鏡を膀胱から外科的に取り外します。セクション3.3で説明されているように、膀胱と腹部の切開を閉じます。
      犬が柔らかい寝具を備えた清潔で静かなケージで回復できるようにします。必要に応じて抗感染症療法と体液療法を投与します。.
   9. イメージレコーダーをワークステーションに接続します。イメージレコーダーの電源を入れ、ワークステーションソフトウェアにログインします。 「Case Review」をクリックします。その後、システムは自動的に画像データをダウンロードします。ダウンロードが完了したら、イメージデータをワークステーションのハードドライブに保存します。
   10. 取得した画像データを解析します。

結果

この研究では、各ビーグル犬(n = 3)が膀胱に外科的に埋め込まれたカプセル内視鏡を1つ受け、すべての動物が術後の正常な回復を示しました。カプセル内視鏡は適切に機能し、画像検査で確認されたように、犬の体内に安全に留まりました(図2)。遠隔操作下で、デバイスは、ドーム、後壁、前壁、首、および左右の側壁の両方を含む、さまざまな段階で膀胱のすべての解剖学的領域の鮮明な画像をキャプチャしました。ビーグルAでは、内視鏡は主に膀胱基部の6時間27分間の画像を取得しました(図2A)。ビーグルBでは、内視鏡は7時間および12分間の画像を取得し、これには安静状態の膀胱頸部(図2D)、排尿後(図2H)、および膀胱基部(図2I)の画像が含まれていました。このグループは、犬の正常な生理的排尿過程における膀胱頸部前立腺窩-外部尿道括約筋のダイナミックな変化をうまく捉え...

ディスカッション

近年、内視鏡技術の進歩に伴い、硬性膀胱鏡と軟性膀胱鏡の両方が臨床現場で広く適用されています。硬性膀胱鏡検査の従来の適用は、多くの場合、煩雑で、多数の盲点と重大な外傷があります。患者は処置中に高い心理的ストレスを経験し、不快感や痛みに遭遇するだけでなく、心拍数の増加、血圧の上昇、心理的ストレス反応などの生理学的反応に遭遇する可能性があります⁷。一方、柔軟な膀胱鏡検査は、手術の柔軟性が高く、硬性膀胱鏡検査と比較して患者の不快感を軽減し、死角をほぼ排除します。しかし、交差感染のリスクや損傷を受けやすいなどの欠点があります⁹。さらに、従来の膀胱鏡検査は、膀胱粘膜の状態を長期間動的に観察する能力を欠いており、医師の個々の経験に大きく依存しているため、誤診につながる可能性があります。さらに、探索時間や探索角度が限られているため、従来の膀胱鏡検査の診断効率はさらに改善する必要があります^10,11

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
2-0 シルク縫合	Ethicon Inc. (北京)	20193021851
20G 静脈カテーテル	Shanghai Zhangdong Medical Technology Co., Ltd.
4-0吸収性縫合	Ethicon Inc.(北京)	20193021851
8mm気管内チューブ	Henan Yadu Industrial Co., Ltd.	アン
ピシリン	成都ベターファーマシューティカル株式会社
動物麻酔器南	京Suprex医療機器有限公司	該当
動物心電図モニター	Smiths Medical (US)	該当
動物喉頭鏡	Shanghai Maiben Medical Technology Co., Ltd.	該当
ビーグル	農学部、上海交通大学	該当なし
ガーゼスポンジ	ガーゼスポンジ	13-761-52
イソフルラン	アボット研究所 (上海)	H20059911
OMOM インテリジェントカプセル内視鏡	重慶 金山 科学 &(株)テクノロジー(グループ)	NCG100
ポビドンヨード溶液	Chengdu Yongan Pharmaceutical Co., Ltd.
プロポフォール注射	西安利邦製薬有限公司
メスの刃	上海浦東ゴールデンリング医療用品有限公司	35Y1004
滅菌正常生理食塩水	Shijiazhuang No.4 製薬工場	H20066533
手術器具	ジョンソン &Johnson Medical (Shanghai)	Not applicable
デクスメデトミジン塩酸塩	Jiangsu Hengrui Medicine Co., Ltd.