Методическая статья

Применение дистанционно управляемой капсульной эндоскопии высокой четкости при обследовании мочевого пузыря у собак

DOI:

10.3791/66990

⸱

30 мая 2025 г.

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

В этой статье

Краткое содержание

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

В данной статье мы представляем протокол обследования собачьего мочевого пузыря с помощью капсульного эндоскопа высокой четкости, хирургически имплантированного и обработанного для получения изображений стенки мочевого пузыря и динамики мочеиспускания. Эта процедура позволяет получить представление о проведении точных уродинамических исследований.

Аннотация

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

В этом исследовании изучалась возможность и потенциальные возможности применения капсульной эндоскопии для обследования мочевого пузыря с использованием модели собак. Трем взрослым кобелям бигля была проведена хирургическая имплантация капсульных цистоскопов и они были разделены на три группы, в каждой группе был один бигль: группа А (бигль А) оставалась в фиксированном положении лежа на спине в течение 8 ч, группа В (бигль В) свободно двигалась в течение 8 ч, а группа С (бигль С) имела вручную регулируемые положения (лежа, лежа на спине, на корточках) в течение 20 мин каждая. Имплантированные капсульные эндоскопы успешно функционировали у всех собак. Группа А в основном делала снимки основания мочевого пузыря (6 ч 27 мин). Группа В получила изображения шейки и основания мочевого пузыря (7 ч 12 мин), включая динамическую визуализацию шейки мочевого пузыря, простатической ямки и наружного сфинктера уретры во время естественного мочеиспускания. В группе C были получены изображения шейки мочевого пузыря, основания и его вершины (56 мин). Результаты этого исследования демонстрируют способность капсульной эндоскопии обеспечивать динамичные, высококачественные изображения стенки собачьего мочевого пузыря и предполагают ее потенциал для разработки точных и уродинамических оценок.

Введение

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

Трансуретральная цистоскопия, распространенный диагностический инструмент в урологической хирургии, широко используется в клинической практике не только как надежный метод диагностики рака мочевого пузыря, но и как важное средство лечения и послеоперационного наблюдения1. Тем не менее, традиционное цистоскопическое обследование, будь то жесткое или гибкое, часто вызывает дискомфорт у пациентов и может привести к осложнениям, таким как повреждение уретры и ретроградная инфекция2. Кроме того, традиционные уродинамические пробы, нарушая нормальную физиологическую активность мочевыводящих путей и умственную и психологическую деятельность пациентов, неизбежно вносят определенные погрешности в результаты 3,4,5. Таким образом, разработка миниатюрного, удобного, не имеющего слепых зон и более точного метода диагностики представляет собой будущее направление развития цистоскопии.

Капсульная эндоскопия, также известная как беспроводная эндоскопия, широко применяется при обследовании желудочно-кишечного тракта, предлагая такие преимущества, как удобство, безболезненность, отсутствие перекрестных инфекций и нарушение нормальной деятельности пациента. Безболезненное получение исчерпывающих данных визуализации желудочно-кишечного тракта с помощью капсульной эндоскопии стало стандартным методом 6,7,8. Учитывая, что мочевой пузырь является полым органом, связанным с внешней средой через мочеиспускательный канал, капсула соответствующего размера может быть введена в мочевой пузырь через мочеиспускательный канал.

Исходя из этого, мы предлагаем концепцию капсульного цистоскопа и исследуем его преимущества и потенциальные применения в качестве нового диагностического инструмента с помощью экспериментов на животных, тем самым обеспечивая новые идеи для будущего развития технологии капсульной эндоскопии. В этом контексте мы предполагаем, что капсульный цистоскоп может получать четкие внутрипузырные изображения и фиксировать динамические изменения различных структур во время физиологического процесса мочеиспускания, что дает представление о разработке более точных уродинамических тестов. Это потенциально может свести к минимуму дискомфорт пациента в будущем и расширить показания к цистоскопическим исследованиям.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

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

Это исследование было одобрено Комитетом по медицинской этике Дочерней больницы Куньшань Университета Цзянсу, строго придерживаясь Руководящих принципов по этике и благополучию подопытных животных. Номер документа об этическом одобрении: 2021-06-008-K01.

1. Предметы

  1. Для исследования используйте трех здоровых взрослых самцов биглей. Случайным образом разделите их на группы А, В и С, по одной собаке в группе.
  2. Критерии включения: Включайте животных в возрасте 24 месяцев, весом около 12 кг, не страдающих сердечно-сосудистыми, почечными и другими хроническими заболеваниями.
  3. Критерии исключения: Исключить животных, которые прошли какое-либо медикаментозное лечение, полученное в течение недели до эксперимента.

2. Экспериментальные материалы

  1. Проводите исследования мочевого пузыря с помощью капсульной эндоскопической системы, включающей интеллектуальную капсулу высокой четкости, регистратор изображений и рабочую станцию. Капсульный эндоскоп имеет размеры примерно 11 мм × 25 мм, захватывает изображения со скоростью 2 кадра в секунду (FPS), работает в течение 8-10 часов и может передавать около 60 000 кадров.

3. Экспериментальный дизайн

  1. Предоперационная подготовка
    1. Постите собаку породы бигль в течение 8 часов и воздержитесь от воды в течение 2 часов перед операцией.
    2. Ампициллин (22 мг/кг) вводят подкожно за 30 мин до операции в качестве профилактического антибиотика.
    3. Удалите волосы с медиального аспекта левой передней конечности и нижней части живота с помощью машинок для стрижки. Очистите место операции стерильным физиологическим раствором и высушите стерильной марлей. Продезинфицируйте место операции с помощью повидон-йода.
    4. Установите внутривенный катетер 20 G в головную вену левой передней конечности. Закрепите собаку породы бигль на операционном столе.
  2. Анестезия
    1. Следите за жизненными показателями. Введите дексмедетомидина гидрохлорид (0,005 мл/кг) внутривенно для седации, а затем пропофол (1,0 мл/кг) для индукции анестезии.
    2. Введите эндотрахеальную трубку диаметром 8 мм в трахею с помощью ларингоскопа. Подтвердите правильность установки с помощью аускультации и закрепите трубку лентой.
    3. Подключите собаку породы бигль к ветеринарному наркозному аппарату и поддерживайте анестезию от 1,5% до 3% изофлурана в кислороде с помощью ингаляции.
  3. Имплантация капсульного эндоскопа
    1. Поместите собаку породы бигль в лежачее положение и расположите рядом регистратор изображений.
    2. Продезинфицируйте низ живота трижды повидон-йодом и наложите стерильные хирургические простыни.
    3. Сделайте продольный разрез на 10 см рядом с пенисом с помощью ручки скальпеля #3 и лезвия #10. Надрежьте кожу и подкожные ткани и тупо рассеките мышцы живота. Приподнимайте и втягивайте брюшину с помощью двух гемостатиков.
    4. Найдите мочевой пузырь и аккуратно захватите его атравматичными щипцами. Поднимите и закрепите мочевой пузырь, чтобы предотвратить его повреждение.
    5. Сделайте надрез на мочевом пузыре длиной 1 см.
    6. Извлеките капсульный эндоскоп. Подключите устройство записи изображений к рабочей станции с помощью специального кабеля универсальной последовательной шины (USB), затем нажмите и удерживайте кнопку питания на устройстве записи изображений в течение 3 секунд, чтобы включить его.
    7. Дважды щелкните значок OMOM Ove на рабочем столе рабочей станции. Введите имя пользователя и пароль для входа в программное обеспечение рабочей станции. Нажмите «Добавить пациента » и введите информацию о «Бигле», затем нажмите «Сохранить».
    8. В разделе «Информация о пациенте » программного обеспечения рабочей станции введите серийный номер эндоскопа капсулы и номер канала для активации капсулы. Нажмите «Далее», затем нажмите «Создать новое обращение». Когда появится запрос на форматирование устройства, выберите Да.
    9. Убедитесь, что капсульный эндоскоп функционирует исправно. Нажмите «Просмотр в реальном времени », чтобы отобразить изображения капсульного эндоскопа.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В нормальном режиме работы индикатор ACE на регистраторе изображений и светодиод на капсюле должны мигать синхронно.
    10. Продезинфицируйте капсульный эндоскоп повидон-йодом и поместите его в мочевой пузырь.
    11. Закройте разрез мочевого пузыря непрерывным рассасывающимся швом 4-0. Закройте слои брюшной стенки, затем закройте кожу шелковым швом 2-0. Переведите собаку породы бигль в клетку после операции. Во время переноса держите регистратор изображения на расстоянии не более 1 м от собаки породы бигль, чтобы избежать отсоединения от капсульного эндоскопа.
  4. Получение изображений
    1. Закрепите регистратор изображения в верхней части клетки и обеспечьте его безопасность.
    2. Нажмите кнопку «Настройки » на рабочей станции, затем выберите «Перезапустить регистратор изображений », чтобы повторно активировать регистратор изображений и подтвердить рабочее состояние капсульного эндоскопа и его подключение.
    3. Поместите бигля А в маленькую клетку для собак на 8 часов, чтобы он оставался неподвижным. Дайте Beagle B свободно двигаться в течение 8 часов.
    4. Пусть бигль C поддерживает положение лежа, лежа на спине и на корточках, используя мягкую физическую поддержку, и соблюдайте каждое положение в течение 20 минут, обеспечивая комфорт животного и сводя к минимуму стресс.
    5. Отслеживайте и записывайте изображения мочевого пузыря с Beagle C с помощью регистратора изображений. Нажмите «Просмотр в реальном времени », чтобы получить доступ к видеопотоку капсулы в реальном времени, затем нажмите кнопку « Начать запись », чтобы начать захват изображения, и кнопку «Остановить запись », чтобы завершить запись. После того как будет получено достаточное количество данных, вручную нажмите кнопку питания на устройстве записи изображений, чтобы выключить его.
    6. Примерно через 8 часов, когда индикатор ACT на самописцах для групп А и В перестанет мигать на 10 минут, завершите обследование и выключите самописцы.
    7. В конце 8-часового экспериментального периода для групп А и В, после получения изображений для группы С, снова обезболить собак, следуя процедурам, описанным в разделе 3.2.
    8. Удалить капсульный эндоскоп из мочевого пузыря хирургическим путем можно с помощью цистотомии. Закройте разрезы мочевого пузыря и брюшной полости, как описано в разделе 3.3.
      Дайте собакам восстановиться в чистых, тихих клетках с мягкой подстилкой. При необходимости назначайте противоинфекционную и инфузионную терапию.
    9. Подключите регистратор изображений к рабочей станции. Включите рекордер изображений и войдите в программное обеспечение рабочей станции. Нажмите «Обзор кейса»; После этого система автоматически загрузит данные изображения. Сохраните данные изображения на жестком диске рабочей станции после завершения загрузки.
    10. Анализируйте полученные данные изображения.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

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

В этом исследовании каждый бигль (n = 3) получил один капсульный эндоскоп, хирургически имплантированный в его мочевой пузырь, и все животные продемонстрировали нормальное послеоперационное восстановление. Капсульные эндоскопы функционировали должным образом и безопасно оставались внутри собак, что было подтверждено визуализирующими исследованиями (Рисунок 2). Под дистанционным управлением устройства получали четкие изображения всех анатомических областей мочевого пузыря на различных стадиях...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

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

В последние годы, с развитием эндоскопических технологий, как жесткие, так и гибкие цистоскопы получили широкое применение в клинической практике. Традиционное применение жесткой цистоскопии часто является громоздким, с многочисленными слепыми зонами и значительной травмой. Пациенты испытывают высокий психологический стресс во время процедуры и могут столкнуться с дискомфортом или болью, а также с физиологическими реакциями, такими как учащенное сердцебиение, повышенное кровяное давление...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

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

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

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

Финансирование: Эта работа была поддержана Специальным проектом развития науки и технологий Куньшань (KS18062), Проектом развития клинической науки и технологий Университета Цзянсу (JLY20180110) и Проектом научного образования и укрепления здоровья Первой народной больницы Куньшаня (CXTD21-D02).

ВКЛАД АВТОРА:
Ян Юань задумал исследование, провел эксперименты и подготовил рукопись. Лейи Лю проанализировал данные. Дингли Ху и Шихао Чжан предоставили критически важные ресурсы и помогли с интерпретацией данных. Бинг Ван участвовал в обзоре литературы и редактировании рукописей. Юньлун Ли, как автор-корреспондент, курировал направление проекта и доработку рукописи. Все авторы обсудили результаты и утвердили окончательный вариант рукописи к публикации.

ДОСТУПНОСТЬ ДАННЫХ:
Все данные, полученные или проанализированные в ходе этого исследования, включены в эту статью.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
2-0 Шелковый шовный материалEthicon Inc. (Пекин)20193021851
20 G внутривенный катетерShanghai Zhangdong Medical Technology Co., Ltd.
4-0 рассасывающийся шовный материалEthicon Inc. (Пекин)20193021851
эндотрахеальная трубка 8 ммHenan Yadu Industrial Co., Ltd.Ампициллин
Chengdu Better Pharmaceutical Co., Ltd.
Аппарат для анестезии животныхNanjing Suprex Medical Equipment Co., Ltd.Не применимо
Монитор ЭКГ животныхSmiths Medical (US)Не применимо
Ларингоскоп для животныхShanghai Maiben Medical Technology Co., Ltd.Не применимо
Школа сельского хозяйства и биологии Beagle, Шанхайский университет ЦзяотунНе применимо
Марлевые губкиМарлевые губки13-761-52
ИзофлуранAbbott Laboratories (Шанхай)H20059911
OMOM интеллектуальный капсульный эндоскопChongqing Jinshan Science & Технология (Групп) Ко., Лтд.NCG100
Раствор повидон-йодаChengdu Yongan Pharmaceutical Co., Ltd.
Инъекция пропофолаXi'an Libang Pharmaceutical Co., Ltd.
Лезвие скальпеляShanghai Pudong Golden Ring Medical Supplies Co., Ltd.35Y1004
Стерильный физиологический растворШицзячжуан No4 Фармацевтическая фабрикаH20066533
хирургических инструментовJohnson & Johnson Medical (Shanghai)Неприменимый
дексмедетомидина гидрохлоридJiangsu Hengrui Medicine Co., Ltd.
383012H19993625H51022885H19990281H20190407

Ссылки

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

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Capsule EndoscopyBladder ExaminationCanine ModelHigh Definition ImagingRemote Controlled EndoscopyCapsule CystoscopeUrodynamic AssessmentBladder Wall ImagingBladder Neck VisualizationProstatic Fossa
Видео скоро будет доступно

Похожие статьи