Artykuł metodologiczny

Zastosowanie zdalnie sterowanej endoskopii kapsułkowej o wysokiej rozdzielczości w badaniu pęcherza moczowego psów

DOI:

10.3791/66990

⸱

30 maja 2025

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Urology, Jiangsu University Affiliated Kunshan Hospital

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tutaj prezentujemy protokół badania psiego pęcherza moczowego za pomocą endoskopu kapsułkowego o wysokiej rozdzielczości, chirurgicznie wszczepionego i manewrowanego w celu uchwycenia obrazów ściany pęcherza moczowego i dynamiki oddawania moczu. Procedura dostarcza informacji potrzebnych do opracowania precyzyjnych badań urodynamicznych.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie badało wykonalność i potencjalne zastosowania endoskopii kapsułkowej do badania pęcherza moczowego na modelu psów. Trzy dorosłe samce psów rasy beagle przeszły chirurgiczną implantację cystoskopów kapsułkowych i zostały podzielone na trzy grupy, każda grupa z jednym psem rasy beagle: grupa A (Beagle A) pozostawała w stałej pozycji leżącej na plecach przez 8 godzin, grupa B (Beagle B) poruszała się swobodnie przez 8 godzin, a grupa C (Beagle C) miała ręcznie dostosowywane pozycje (na brzuchu, na wznak, w kucki) przez 20 minut każda. Endoskopy z wszczepioną kapsułką działały z powodzeniem u wszystkich psów. Grupa A wykonywała głównie obrazy podstawy pęcherza moczowego (6 h 27 min). Grupa B uzyskała obrazy szyi i podstawy pęcherza moczowego (7 h 12 min), w tym dynamiczną wizualizację szyi pęcherza moczowego, dołu stercza i zewnętrznego zwieracza cewki moczowej podczas naturalnego oddawania moczu. Grupa C dostarczyła obrazów szyi, podstawy i wierzchołka pęcherza moczowego (56 min). Wyniki tego badania pokazują zdolność endoskopii kapsułkowej do dostarczania dynamicznych, wysokiej jakości obrazów ściany pęcherza moczowego psa i sugerują jej potencjał w opracowywaniu dokładnych i urodynamicznych ocen.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cystoskopia przezcewkowa, powszechne narzędzie diagnostyczne w chirurgii urologicznej, jest szeroko stosowana klinicznie nie tylko jako wiarygodna metoda diagnozowania raka pęcherza moczowego, ale także jako ważny środek leczenia i obserwacji pooperacyjnej1. Jednak tradycyjne badanie cystoskopowe, zarówno sztywne, jak i elastyczne, często powoduje dyskomfort u pacjentów i może prowadzić do powikłań, takich jak uszkodzenie cewki moczowej i infekcja wsteczna2. Dodatkowo, tradycyjne testy urodynamiczne, zaburzając normalną fizjologiczną aktywność dróg moczowych oraz aktywność umysłową i psychologiczną pacjentów, nieuchronnie wprowadzają pewne błędy w wynikach3,4,5. Tak więc opracowanie zminiaturyzowanej, wygodnej, wolnej od martwego pola i dokładniejszej metody diagnostycznej stanowi przyszły kierunek rozwoju cystoskopii.

Endoskopia kapsułkowa, znana również jako endoskopia bezprzewodowa, jest szeroko stosowana w badaniach przewodu pokarmowego, oferując korzyści takie jak wygoda, bezbolesność, brak infekcji krzyżowych i brak zakłóceń w normalnych czynnościach pacjenta. Bezbolesne pozyskiwanie kompleksowych danych obrazowych przewodu pokarmowego za pomocą endoskopii kapsułkowej stało się standardową metodą6,7,8. Biorąc pod uwagę, że pęcherz moczowy jest pustym narządem połączonym ze środowiskiem zewnętrznym za pośrednictwem cewki moczowej, kapsułkę o odpowiedniej wielkości można wprowadzić do pęcherza moczowego przez cewkę moczową.

Na tej podstawie proponujemy koncepcję cystoskopu kapsułkowego i badamy jego zalety oraz potencjalne zastosowania jako nowatorskie narzędzie diagnostyczne poprzez eksperymenty na zwierzętach, dostarczając tym samym nowych spostrzeżeń dla przyszłego rozwoju technologii endoskopii kapsułkowej. W tym kontekście stawiamy hipotezę, że cystoskop kapsułkowy może uzyskiwać wyraźne obrazy śródpęcherzowe i rejestrować dynamiczne zmiany różnych struktur podczas fizjologicznego procesu oddawania moczu, dostarczając informacji na temat opracowania dokładniejszych testów urodynamicznych. Mogłoby to potencjalnie zminimalizować dyskomfort pacjenta w przyszłości i rozszerzyć wskazania do badań cystoskopowych.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie zostało zatwierdzone przez Komisję Etyki Medycznej Szpitala Stowarzyszonego Kunshan Uniwersytetu Jiangsu, ściśle przestrzegając Wytycznych dotyczących Etyki i Dobrostanu Zwierząt Doświadczalnych. Numer dokumentu aprobaty etycznej to 2021-06-008-K01.

1. Tematy

  1. Do badania wykorzystano trzy zdrowe dorosłe samce rasy beagle. Losowo podziel je na grupy A, B i C, po jednym psie na grupę.
  2. Kryteria włączenia: Uwzględnij zwierzęta w wieku 24 miesięcy, o wadze około 12 kg, wolne od chorób układu krążenia, nerek i innych chorób przewlekłych.
  3. Kryteria wyłączenia: Z wyłączeniem zwierząt, które zostały poddane jakiemukolwiek leczeniu w ciągu tygodnia poprzedzającego doświadczenie.

2. Materiały doświadczalne

  1. Przeprowadzaj badania pęcherza moczowego za pomocą kapsułkowego systemu endoskopowego, w tym inteligentnej kapsuły o wysokiej rozdzielczości, rejestratora obrazu i stacji roboczej. Endoskop kapsułowy mierzy około 11 mm × 25 mm, rejestruje obrazy z prędkością 2 klatek na sekundę (FPS), działa przez 8-10 godzin i może przesłać około 60 000 klatek.

3. Projekt eksperymentalny

  1. Przygotowanie przedoperacyjne
    1. Pościć psa rasy beagle przez 8 godzin i wstrzymać wodę na 2 godziny przed zabiegiem.
    2. Ampicylinę (22 mg/kg) podawać podskórnie 30 minut przed zabiegiem jako antybiotyk profilaktyczny.
    3. Usuń włosy z przyśrodkowej części lewej kończyny przedniej i dolnej części brzucha za pomocą maszynki do strzyżenia. Oczyścić pole operacyjne sterylnym roztworem soli fizjologicznej i osuszyć sterylną gazą. Zdezynfekuj miejsce operowane jodonem powidonu.
    4. Umieścić cewnik dożylny o sile 20 G w żyle głowowej lewej kończyny przedniej. Przymocuj psa rasy beagle do stołu operacyjnego.
  2. znieczulenie
    1. Monitoruj parametry życiowe. Chlorowodorek deksmedetomidyny (0,005 ml/kg) podawać dożylnie w celu uspokojenia, a następnie propofol (1,0 ml/kg) w celu indukcji znieczulenia.
    2. Wprowadzić rurkę endchawiczą o średnicy 8 mm do tchawicy za pomocą laryngoskopu. Potwierdź prawidłowe umieszczenie przez osłuchiwanie i zabezpiecz probówkę taśmą.
    3. Podłącz psa rasy beagle do weterynaryjnego urządzenia do znieczulenia i utrzymuj znieczulenie z 1,5% do 3% izofluranu w tlenie poprzez wdychanie.
  3. Implantacja endoskopu kapsułkowego
    1. Umieść psa rasy beagle w pozycji leżącej na plecach i ustaw rejestrator obrazu w pobliżu.
    2. Trzykrotnie zdezynfekuj dolną część brzucha jodonem powidonu i nałóż sterylne obłożenia chirurgiczne.
    3. Wykonaj 10-centymetrowe nacięcie wzdłużne przylegające do penisa za pomocą uchwytu skalpela #3 i ostrza #10. Naciąć skórę i tkanki podskórne i tępo wyciąć mięśnie brzucha. Podnieś i wsuń otrzewną za pomocą dwóch hemostatów.
    4. Zlokalizuj pęcherz i delikatnie chwyć go atraumatycznymi kleszczami. Podnieś i zabezpiecz pęcherz, aby zapobiec uszkodzeniu.
    5. Wykonaj 1 cm nacięcie na pęcherzu.
    6. Wyjmij endoskop kapsułki. Podłącz rejestrator obrazu do stacji roboczej za pomocą dedykowanego uniwersalnej magistrali szeregowej (USB), a następnie naciśnij i przytrzymaj przycisk zasilania na rejestratorze obrazów przez 3 sekundy, aby go włączyć.
    7. Kliknij dwukrotnie ikonę OMOM Ove na pulpicie stacji roboczej. Wprowadź nazwę użytkownika i hasło, aby zalogować się do oprogramowania stacji roboczej. Kliknij przycisk Dodaj pacjenta i wprowadź informacje dotyczące Beagle, a następnie kliknij przycisk Zapisz.
    8. W sekcji Informacje o pacjencie w oprogramowaniu stacji roboczej wprowadź numer seryjny endoskopu kapsułki i numer kanału, aby aktywować kapsułkę. Kliknij przycisk Dalej, a następnie kliknij przycisk Utwórz nowe zgłoszenie. Po wyświetleniu monitu o sformatowanie urządzenia wybierz opcję Tak.
    9. Sprawdź, czy endoskop kapsułki działa prawidłowo. Kliknij opcję Widok w czasie rzeczywistym, aby wyświetlić obrazy endoskopu kapsuły.
      UWAGA: Podczas normalnej pracy kontrolka ACE na rejestratorze obrazu i dioda LED na kapsule powinny migać synchronicznie.
    10. Zdezynfekuj endoskop kapsułki jodowidonem i umieść go w pęcherzu.
    11. Zamknij nacięcie pęcherza moczowego ciągłym szwem wchłanialnym 4-0. Zamknij warstwy ściany brzucha, a następnie zamknij skórę jedwabnym szwem 2-0. Przenieś psa rasy beagle do klatki po operacji. Podczas przenoszenia należy trzymać rejestrator obrazu w odległości nie większej niż 1 m od psa rasy Beagle, aby uniknąć odłączenia od endoskopu kapsuły.
  4. Akwizycja obrazu
    1. Przymocuj rejestrator obrazu do górnej części klatki i upewnij się, że jest bezpieczny.
    2. Kliknij przycisk Ustawienia na stacji roboczej, a następnie wybierz opcję Uruchom ponownie rejestrator obrazu, aby ponownie aktywować rejestrator obrazu i potwierdzić stan działania endoskopu kapsułowego oraz połączenie.
    3. Trzymaj Beagle A w małej klatce dla psa na 8 godzin, aby utrzymać spokój. Pozwól Beagle B na swobodne poruszanie się przez 8 godzin.
    4. Niech Beagle C utrzymuje pozycje na brzuchu, na wznak i w kucki, korzystając z delikatnego wsparcia fizycznego i obserwuj każdą pozycję przez 20 minut, zapewniając zwierzęciu komfort i minimalizując stres
      5. .
    5. Monitoruj i rejestruj obrazy pęcherza moczowego z Beagle C za pomocą rejestratora obrazu. Kliknij Widok w czasie rzeczywistym, aby uzyskać dostęp do obrazu wideo na żywo z kapsuły, a następnie kliknij przycisk Rozpocznij nagrywanie, aby rozpocząć pobieranie obrazu, lub przycisk Zatrzymaj nagrywanie, aby je zakończyć. Po zebraniu wystarczającej ilości danych ręcznie naciśnij przycisk zasilania na rejestratorze obrazów, aby go wyłączyć.
    6. Po około 8 godzinach, gdy kontrolka ACT na rejestratorach obrazu dla grup A i B przestanie migać na 10 minut, zakończ badanie i wyłącz rejestratory.
    7. Pod koniec 8-godzinnego okresu eksperymentalnego dla grup A i B, po uzyskaniu obrazu dla grupy C, ponownie znieczulić psy zgodnie z procedurami opisanymi w sekcji 3.2.
    8. Chirurgicznie usunąć endoskop kapsułkowy z pęcherza moczowego za pomocą cystotomii. Zamknąć nacięcia pęcherza moczowego i brzucha zgodnie z opisem w punkcie 3.3.
      Pozwól psom dojść do siebie w czystych, cichych klatkach z miękkim posłaniem. W razie potrzeby należy zastosować terapię przeciwinfekcyjną i płynową.
    9. Podłącz rejestrator obrazu do stacji roboczej. Włącz rejestrator obrazu i zaloguj się do oprogramowania stacji roboczej. Kliknij opcję Przegląd przypadku; Następnie system automatycznie pobierze dane obrazu. Zapisz dane obrazu na dysku twardym stacji roboczej po zakończeniu pobierania.
    10. Analizuj pozyskane dane obrazu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

W tym badaniu, każdy beagle (n = 3) otrzymał chirurgicznie wszczepiony do pęcherza endoskop w kapsułce, a wszystkie zwierzęta wykazały normalną rekonwalescencję pooperacyjną. Endoskopy kapsułkowe funkcjonowały prawidłowo i pozostawały bezpiecznie u psów, co potwierdziły badania obrazowe (Ryc. 2). Pod zdalnym sterowaniem urządzenia uchwyciły wyraźne obrazy wszystkich obszarów anatomicznych pęcherza moczowego na różnych etapach, w tym kopuły, ściany tylnej, ściany przedniej, szyi oraz zarówno prawej, ja...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

W ostatnich latach, wraz z postępem technologii endoskopowej, zarówno sztywne, jak i elastyczne cystoskopy znalazły szerokie zastosowanie w praktyce klinicznej. Konwencjonalne stosowanie sztywnej cystoskopii jest często kłopotliwe, z licznymi martwymi punktami i znacznymi urazami. Pacjenci doświadczają dużego stresu psychicznego podczas zabiegu i mogą odczuwać dyskomfort lub ból, a także reakcje fizjologiczne, takie jak przyspieszone tętno, podwyższone ciśnienie krwi i reakcje na stres psychologiczny7

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Finansowanie: Ta praca była wspierana przez Kunshan Science and Technology Development Special Project (KS18062), Jiangsu University Clinical Science and Technology Development Project (JLY20180110), oraz First People's Hospital of Kunshan's Scientific Education and Health Promotion Project (CXTD21-D02).

WKŁAD AUTORA:
Yang Yuan wymyślił badanie, przeprowadził eksperymenty i sporządził szkic manuskryptu. Leyi Liu przeanalizowała dane. Dingli Hu i Shihao Zhang dostarczyli kluczowe zasoby i pomogli w interpretacji danych. Bing Wang brał udział w przeglądzie literatury i redagowaniu manuskryptów. Yunlong Li, jako autor korespondencyjny, nadzorował kierunek projektu i finalizację manuskryptu. Wszyscy autorzy omówili wyniki i zatwierdzili ostateczną wersję manuskryptu do publikacji.

DOSTĘPNOŚĆ DANYCH:
Wszystkie dane wygenerowane lub przeanalizowane podczas tego badania są zawarte w tym artykule.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
2-0 Jedwabny szewEthicon Inc. (Pekin)20193021851
Cewnik dożylny 20 GShanghai Zhangdong Medical Technology Co., Ltd.
Wchłanialny szew 4-0Ethicon Inc. (Pekin)20193021851
Rurka dotchawicza 8 mmHenan Yadu Industrial Co., Ltd.Nie dotyczy
AmpicillinChengdu Better Pharmaceutical Co., Ltd.
Maszyna do znieczulania zwierzątNanjing Suprex Medical Equipment Co., Ltd.Nie dotyczy
Monitor EKG zwierzątSmiths Medical (US)Nie dotyczy
Laryngoskop dla zwierzątShanghai Maiben Medical Technology Co., Ltd.Nie dotyczy
BeagleSchool of Agriculture and Biology, Shanghai Jiao Tong UniversityNie dotyczy
Gąbkigazy Gąbki z gazy13-761-52
IsofluraneAbbott Laboratories (Szanghaj)H20059911
Inteligentny endoskop kapsułkowy OMOMChongqing Jinshan Science & Technology (Group) Co., Sp. z o.o.NCG100
Roztwór jodu powidonuChengdu Yongan Pharmaceutical Co., Ltd.
Propofol do wstrzykiwańXi'an Libang Pharmaceutical Co., Ltd.
Ostrze skalpelaShanghai Pudong Golden Ring Medical Supplies Co., Ltd.35Y1004
Sterylna sól fizjologicznaShijiazhuang No.4 Fabryka farmaceutycznaH20066533
Instrumenty chirurgiczneJohnson & Johnson Medical (Szanghaj)Nie dotyczy
Chlorowodorek deksmedetomidynyJiangsu Hengrui Medicine Co., Ltd.
383012H19993625 z H51022885H19990281H20190407

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Matulewicz, R. S., Delancey, J. O., Meeks, J. J. Cystoscopy. JAMA. 317 (11), 1187(2017).
  2. Von Rundstedt, F. C., Lerner, S. P. New imaging techniques for nonmuscle invasive bladder cancer. Curr Opin Urol. 24 (5), 532-539 (2014).
  3. Chan, G., Qu, L. G., Gani, J. Evaluation of pre-operative bladder contractility as a predictor of improved response rate to a staged trial of sacral neuromodulation in patients with detrusor underactivity. World J Urol. 39 (6), 2113-2119 (2021).
  4. Stav, K., Siegel, Y. I., Beberashvili, I., Sella, H. Z., Zisman, A. Provision of information leaflet before urodynamic study reduces the pre-examination anxiety level. Neurourol Urodyn. 35 (7), 805-808 (2016).
  5. Vogt, B. Catheter-free urodynamics testing: Current insights and clinical potential. Res Rep Urol. 16, 1-17 (2024).
  6. Akpunonu, B., Hummell, J., Akpunonu, J. D., Ud Din, S. Capsule endoscopy in gastrointestinal disease: Evaluation, diagnosis, and treatment. Cleve Clin J Med. 89 (4), 200-211 (2022).
  7. Alkhamees, M., et al. Reusable vs. Single-use cystoscope for removal of double-j stent: A prospective randomized comparison and cost analysis. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 26 (12), 4268-4273 (2022).
  8. Vuik, F. E. R., et al. Colon capsule endoscopy in colorectal cancer screening: A systematic review. Endoscopy. 53 (8), 815-824 (2021).
  9. Lee, J., Kaplan-Marans, E., Jivanji, D., Tennenbaum, D., Schulman, A. Post-cystoscopy infections and device malfunctions in reprocessed flexible cystoscopes in a national database. Can J Urol. 29 (6), 11361-11365 (2022).
  10. Ikeda, A., et al. Support system of cystoscopic diagnosis for bladder cancer based on artificial intelligence. J Endourol. 34 (3), 352-358 (2020).
  11. Chan, E. O., Pradere, B., Teoh, J. Y. The use of artificial intelligence for the diagnosis of bladder cancer: A review and perspectives. Curr Opin Urol. 31 (4), 397-403 (2021).
  12. Wessells, H., Morey, A., Souter, L., Rahimi, L., Vanni, A. Urethral stricture disease guideline amendment (2023). J Urol. 210 (1), 64-71 (2023).
  13. He, M., et al. Recent advances in the treatment of renal stones using flexible ureteroscopys. Int J Surg. 110 (7), 4320-4328 (2024).
  14. Gao, Z., et al. Advanced energy harvesters and energy storage for powering wearable and implantable medical devices. Adv Mater. 36 (42), e2404492(2024).
  15. Swain, P., et al. Remote magnetic manipulation of a wireless capsule endoscope in the esophagus and stomach of humans (with videos). Gastrointest Endosc. 71 (7), 1290-1293 (2010).
  16. Tortora, G., et al. Propeller-based wireless device for active capsular endoscopy in the gastric district. Minim Invasive Ther Allied Technol. 18 (5), 280-290 (2009).
  17. Son, D., Gilbert, H., Sitti, M. Magnetically actuated soft capsule endoscope for fine-needle biopsy. Soft Robot. 7 (1), 10-21 (2020).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Capsule EndoscopyBladder ExaminationCanine ModelHigh Definition ImagingRemote Controlled EndoscopyCapsule CystoscopeUrodynamic AssessmentBladder Wall ImagingBladder Neck VisualizationProstatic Fossa
Film wkrótce dostępny

Powiązane artykuły