PLoS ONE: Koks Kapsulės endoskopų tinka reguliuojamo savaeigius Kapsulės endoskopu? Eksperimentinis tyrimas, naudojant kiaulės skrandžio Modelis klinikiniam (Video)

Anotacija

Fonas

Mes jau plėtoti savaeigius Capsule endoskopu (SPCE), kuri leidžia valdomumo ne iš kūno ir realaus laiko stebėjimo. Kokios kapsulės endoskopu (CE) tinka valdomu SPCE yra neaiški ir labai kritinis taškas klinikiniam. Mes palyginome stebint gebėjimas trijų rūšių SPCEs su skirtingais kampais ir kadravimo.

Metodai

Vienuolika mygtukai buvo siuvami į akcizais apmokestinamų kiaulių skrandį. Keturi egzaminuotojai kontroliuodama SPCE naudojant PillCamSB2, -ESO2 ir -COLON2 (Atsižvelgiant Vaizdo Ltd, Izraelis), už 10 minučių kiekvieną su aptikti tiek mygtukus ir juos išnagrinėti kuo labiau tikslas. Gebėjimas rasti pažeidimai buvo įvertinta, remiantis aptiktų mygtukų skaičius. SPCE kokybės balas (BIS) įvertinti buvo naudojama galimybę išnagrinėti išsamiai pakitimus.

Rezultatai

SPCE-ESO2, -COLON2 ir -SB2 aptiko 11 [interkvartilinis asortimentas (IQR): 0], 10,5 (IQR, 0.5), ir 8 (IQR, 1.0) mygtukai, atitinkamai. SPCE-ESO2 ir -COLON2 turėjo žymiai geriau gebėjimą aptikti pakitimus nei -SB2 (p < 0,05). SPCE-ESO2, -COLON2 ir -SB2 turėjo gerokai skiriasi SFS vertybes 22 (IQR, 0), 16,5 (IQR 1.5) ir 14 (IQR, 1,0), atitinkamai (p < 0,05 lyginant visas; SPCE -SB2 vs -ESO2, -SB2 vs -COLON2 ir -ESO2 vs -COLON2).

Išvados

PillCamESO2 labiausiai tinka įvairių trijų CE dėl SPCE nagrinėti pakitimus detalė skrandžio

nurodomoji dalis:. Ota K Nouda S Takeuchi T Iguchi, M, Kodžima Y Kuramoto T et al., (2015) Kokios Kapsulės endoskopų tinka reguliuojamo savaeigius Kapsulės endoskopu? Eksperimentinis tyrimas, naudojant kiaulės skrandžio Modelis klinikiniam (Video). PLoS ONE 10 (10): e0139878. Doi: 10,1371 /journal.pone.0139878

redaktorius: Leontios Hadjileontiadis, Salonikų Aristotelio universitetas, Graikija

Įstojo: Kovo 3, 2015; Priimtas rugsėjo 7, 2015 m Paskelbta: Balandis 8, 2015

Visos teisės saugomos: © 2015 Ota et al., Tai atviros prieigos straipsnis platinama pagal Creative Commons Attribution licencija, kuri leidžia nevaržomai naudotis, paskirstymo ir dauginimąsi bet kokioje laikmenoje sąlygomis, su sąlyga, kad pirmasis autorius ir šaltinis įskaitomos

Duomenų Prieinamumas: Visi susiję duomenys yra per popieriaus ir jo Pagalbinė informacija failus

finansavimas:. autoriai negavo konkretų finansavimą šiam darbui. Mu Ltd numatyta parama atlyginimų autoriams Ku, YF, HN ir neturi formos, bet neturėjo jokių papildomų vaidmenį studijų dizainas, duomenų rinkimo ir analizės, sprendimų skelbti, ar rengiant rankraštį. Konkretūs vaidmenys šių autorių yra aiškiai nurodyta skyriuje "Autorius įmokos"

konkuruojančių interesų. Kenshiro Uesugi, Yoshiaki Fujito, Hironori Nishihara ir Naotake Ohtsuka dirba Mu Ltd. Nėra patentai, produktų plėtros arba parduodama produktus deklaruoti. Tai nekeičia autorių laikytis visų PLoS ONE politikos dalijimosi duomenimis ir medžiagų.

Įvadas

Kapsulės endoskopija yra minimaliai invazinė nagrinėjimo procedūra, kuri leidžia stebėti žarnyno trakte. Kapsulė Endoskop (CE), juda virškinimo trakto žarnų peristaltikos, ir vaizdai, kurią gauna, yra įrašyta per bevielio ryšio [1]. Nors kapsulė endoskopija dirbo už plonosios žarnos, stemplės, ir storosios žarnos vertinimo, kurie turi būti paprasti pailgos cilindro formos organus, jis nebuvo naudojamas skrandžio [1-6]. Kaip skrandžio apima didelį plotą su sudėtinio maišą formos, ji yra neįmanoma stebėti ir visą skrandį tik žarnų peristaltikos. Be to, kapsulės endoskopu, CE negali būti palaikoma norimą padėtį, ir, priešingai nei su tradiciniais vamzdis-tipo endoskopu, ekspertizės specialistas gali ne laikytis pažeidimas nuo bet kuria norima kryptimi [7]. Vienas iš sprendimų yra pridėti funkcijas kontroliuoti ne iš kūno ir leidžia realiu laiku stebėti į CE.

Mes sukūrėme savaeigius Kapsulės endoskopu (SPCE), CE su minėtų funkcijos. Anksčiau mes pasiekėme kontrolės SPCE į gyvo šuo [8] skrandžio ir saugiai manevruoti į gyvo žmogaus skrandį įrenginį, plonosiose žarnose ir dvitaškis [9].

Dėl praktinio taikymo SPCE, jo aptikti galimybė turi būti vertinama objektyviai. CE funkcijos leisti valdomumo ne iš kūno ir realaus laiko stebėjimo buvo sukurta ne kelių institucijų [6, 8 ir 9]. Tačiau nėra jokių objektyvių ataskaita dėl aptikimo pajėgumus tokių įrenginių. Nors mes sėkmingai parengė SPCE pridedant specialų plaukmenis, šiuo metu CE dėl stemplės, plonosios žarnos ir storosios žarnos, kiekvienas su skirtingais matymo kampas ir kadravimo, labiausiai tinka "CE" už SPCE liko neaišku.

šis tikslas, mes bandėme įvertinti nustatant pajėgumus ir našumą tarp trijų SPCE tipų, fin kurios buvo pridėtas prie PillCamSB2, PillCamESO2 arba PillCamCOLON2, kad testu skrandžio skirtumus. Lyginant kiekvieno SPCE tipo funkcijas, siekėme išsiaiškinti kiekvienos funkcijos pranašumą ir jo tinkamumą klinikinėje praktikoje, siekiant spręsti kritines plėtros problemų jokių CE, kurie yra valdomas ne iš kūno realiu laiku stebėti, įskaitant SPCE.

Naudota krovimo ir metodai

Vairavimo sistema SPCE per magnetinio lauko (Nauja MiniMermaid sistema)

pranešta anksčiau vairavimo sistemos SPCE via naudoti magnetinį lauką, ty Ryukoku Osaka sistema [8]. Šioje studijoje, mes panaudojome dar pakeistą sistemą, žinomą kaip "New MiniMermaid sistemos (S1 video).

SPCE buvo pastatytas prijungus specialų fin pagamintas iš silicio dervos mikro-magnetas prie esamos CE ženklu. Iš pelekų ilgis buvo 19 mm (1 pav). Kai mikro-magnetas yra patalpintas į kintamosios magnetinio lauko, ji vibruoja. Kaip perduodamą vibraciją pelekų, ji yra konvertuojamas į Stumiančių jėgos, jei vandenyje. Todėl, ji yra būtina numatyti vandenį į Tam, kad būtų SPCE kontrolės skrandį. Be to, trimatis kontrolė SPCE gali būti pasiekti atitinkamai reguliuojant magnetinį lauką. Mūsų eksperimentų, egzaminuotojas kontroliuodama SPCE su specialiu valdikliu stebėdami per realaus laiko stebėsenos sistemos (greitas prieigą; Atsižvelgiant Vaizdo Ltd, Izraelis). (2 pav) [8]

SPCE

trijų tipų CE naudojami šiame tyrime yra komerciškai prieinamas keliose šalyse: PillCamSB2, PillCamESO2 ir PillCamCOLON2 (Atsižvelgiant Vaizdo Ltd, Izraelis) [10-12]. Pagrindinės specifikacijos kiekvieno CE yra parodyta 1. PillCamSB2, kuri yra naudojama plonosiose žarnose, turi vieną galvą ir fiksuoja vaizdus, ​​kurių dviejų kadrų per sekundę (BP) ne žiūrėjimo kampu 156 ° lentelėje. PillCamESO2, paprastai naudojama stemplės, turi dvigubus galvas, kurie užfiksuoti vaizdus 18 fps kiekvienas ir suteikti papildomą platų matymo kampą 169 °. Dėl storosios žarnos PillCamCOLON2 taip pat turi dvigubus galvutės su prisitaikanti frame rate (AFR) ir žiūrėjimo kampas 172 ° [10-12]. Tai AFR leidžia PillCamCOLON2 fiksuoti vaizdus 18 kadrų per sekundę judesio režimu ir du FPS beveik stacionariu režimu [13]. PillCamCOLON2 plūdės lengviau nei PillCamSB2 ir PillCamESO2 dėl jo mažesnio savitasis sunkis [14]. Dėl dvigalvis CE-I.E., The PillCamESO2 ir PillCamCOLON2-the buvo naudojamas vienos galvos kamera Šiame eksperimente, o kad kitos galvos buvo pritvirtinta prie peleko, o ne naudojamos fiksuoti vaizdus (pav 1A). Šiame tyrime trys SPCEs pridedamas prie PillCamSB2, PillCamESO2 ir PillCamCOLON2 buvo vadinamas SPCE-SB2, SPCE-ESO2 ir SPCE-COLON2, atitinkamai.

Skrandžio Modelis

skrandis modelis buvo sukurtas iš akcizais apmokestinamų kiaulių skrandį. Vienuolika skirtingų spalvų mygtukai buvo prisiūtos prie gleivinės pusės į skrandžio (3 pav). Kur kiekviena mygtuko detalė spalvų yra aiškiai skiriasi nuo kiaulių skrandžio gleivinės spalvos be kraujo srauto. Žmogaus skrandžio, kiekybinis vertinimas dažnai yra sunku, nes neįmanoma siūti mygtukus kaip orientyrai. Skrandžio modelis buvo nustatytas į styrol-plakti lauką, kad ji galėtų suktis rankiniu būdu, nes pacientas yra leidžiama keisti kūno laikysenos pozicijas klinikinėje praktikoje. Skrandžio modelis buvo užpildyta su 500 ml vandens prieš eksperimentą (4 pav). Pašalintų kiaulės skrandis buvo gautas iš Osakos mėsos organų Corporation (Osaka, Japonija) dvi dienas prieš procedūrą. Skrandis buvo paruoštas kaip aprašyta aukščiau dieną prieš procedūrą.

Įvertinimas

Keturi egzaminuotojai (KO TK sutrikimų, MI, ir KU) dalyvavo eksperimente. Keturi egzaminuotojai žinojo spalvotų mygtukų pozicijas skrandžio modelio anksto. Kiekvienas ekspertas, kontroliuodama skrandyje modelio 10 min SPCE, bandant aptikti ir atidžiai išnagrinėti, kaip daug mygtukų, kaip įmanoma. Skrandžio modelis buvo pasuktas, kaip už eksperto instrukcija. Pirma, skrandžio modelis buvo padėtas aukštielninkas, o tada pasukti link kairiojo šoninio gulintį pozicijos, gulint, ir, pagaliau, dešiniojo šono gulintį padėtyje. Už pozicijos pasikeitimas priežastis buvo sumažinti vandens kiekį, kurie išteka iš skrandžio į dvylikapirštės žarnos. Tyrimas buvo atliktas dešimt kartų per SPCE-SB2 (ko: 3 kartus, TK 3 kartus, MI: 2 kartus KU: 2 kartus) ir SPCE-COLON2 (ko: 3 kartus TK: 3 kartus, MI: 2 kartų KU: 2 kartus). Tačiau už SPCE-ESO2, bandymas buvo atliktas tik devynis kartus, nes iš PillCamESO2 baterija visiškai išsikrovusi, tyrimo metu (ko: 3 kartus TK: 2 kartus, MI: 2 kartus KU: 2 kartus).

sugalvojo du parametrai įvertinti aptikimo pajėgumą SPCEs. Pirma, buvo naudojamas aptiktų Mygtukų skaičius įvertinti savo gebėjimą rasti pakitimus. Antra, SPCE kokybės rezultatas buvo apskaičiuojamas įvertinti galimybę išnagrinėti šiuos pakitimus išsamiai. Rezultatas buvo apibrėžiamas kaip duota kiekvieno mygtuko taip kiekis sumai: 2 taškai buvo suteikta, jeigu mygtukas gali būti vertinamas ir atidžiai stebėti; 1 taškas buvo suteiktas, jei mygtukas atėjo į mano, bet negalėjo būti glaudžiai kreipėsi; ir nėra taškai buvo suteiktas, jei mygtukas nebūtų galima aptikti (5 pav). Didžiausias skaičius mygtukai buvo 11, o iš SPCE našumo balas buvo 22 taškų.

kiekvieno SPCE eksperimentas buvo išdėstyti daugiau nei mėnesį, o egzaminuotojas, patyrė kiekvieno SPCE eksperimentą, kai jie praktikuoja kelis kartus su SPCE-SB2 praėjusiais eksperimentą. Taigi bandytojas SPCE veikimo gerinimą padengtos eksperimentų skaičių nelaikomi.

Statistinė analizė

reikšmingų skirtumų tarp duomenų reiškia dviejų skirtingų bandomųjų grupių buvo vertinami pagal Mann -Whitney U
-test. P-vertė < 0,05 buvo laikomi esminiais, ir visi bandymai buvo dvipusis. Duomenys išreikštas vidurkis ± standartinis nuokrypis. Visi statistinės analizės buvo atliekamos naudojant PASW Statistika 18 for Windows (SPSS Japonija, Tokijas).

Rezultatai

mediana skaičius aptiktų 10 min mygtukai buvo 11 už SPCE-ESO2 [interkvartilinis plotis (IQR): 0], 10,5 (0,5) už SPCE-COLON2 ir 8 (1,0) už SPCE-SB2. SPCE-ESO2 ir SPCE-COLON2 turėjo žymiai geriau gebėjimą aptikti pakitimus nei SPCE-SB2 (p < 0,05). Nebuvo didelio skirtumo, gebėjimas aptikti pakitimus tarp SPCE-COLON2 ir SPCE-ESO2. Egzaminuotojas buvo galima nustatyti visus mygtukus kiekvienam tyrimui naudojant SPCE-ESO2 (6 pav).

mediana SPCE kokybės balas buvo 22 (0) už SPCE-ESO2, 16,5 (1,5) už SPCE -COLON2 ir 14 (1,0) už SPCE-SB2. Nebuvo didelių skirtumų tarp trijų SPCE tipų (p < 0,05 visas palyginimų: SPCE-SB2 palyginti SPCE-ESO2, SPCE-SB2 palyginti SPCE-COLON2 ir SPCE-ESO2 palyginti SPCE-COLON2) (7 pav).

10 egzaminų atliekama naudojant SPCE-SB2, aptikti mygtukų, esančių viršutinėje kūno didesnio kreivumo ir FORNIX buvo gerokai sunkiau. SPCE-SB2 gali aptikti mygtuką tik du egzaminus FORNIX ir vieną prie didesnio išlinkio viršutinės kūno per tris egzaminus. Tačiau aptikimas mygtukų, esančių į užpakalinės sienos (10/10 egzaminus), apatinę kūno į žemesnės kreivio spindulio (9/10) ir viršutinės kūno dalies užpakalinės sienelės (9/10) antralinėje dalyje buvo beveik visada įmanoma.

aštuonios iš devynių egzaminų atliekamas naudojant SPCE-ESO2, visi mygtukai gali būti pastebėtas išsamiai. Šiuo metu reikalingas SPCE-ESO2 stebėti visus mygtukus išsamiai buvo 468 ± 74 s (7,8 ± 1,2 min.)

SPCE kokybės rezultatas SPCE-SB2 buvo nedidelis 14 (2 lentelė ). Iš trijų SPCE rūšims, SPCE-ESO2 buvo efektyviausias aptikti pažeidimai ir juos atidžiai įvertinti (S2-S4 vaizdo įrašai).

Diskusijos

Šis tyrimas nustatė CE reikalavimus, kurie paveikė kad SPCE funkcijos. SPCE-COLON2 ir SPCE-ESO2 turėjo didesnį matymo kampą nei SPCE-SB2 ir galėjome aptikti žymiai daugiau mygtukų, nei pastarojo per 10 minučių, kuri buvo pagrindinė priežastis, dėl sustiprinto gebėjimą rasti pakitimus. Be to, SPCE-COLON2 ir SPCE-ESO2, kuris gali užtrukti kelis vaizdus per sekundę, galėjo kreiptis arčiau mygtukų nei SPCE-SB2.

naudojant kiaulių skrandžio modelį, mes parodė, kad labiausiai tinka EB dėl SPCE buvo PillCamESO2. Kadangi gauta iš SPCE-ESO2 vaizdo pasirodė nuolat būdu, manevravimą įrenginį ir artėja prie modelio viduje mygtukai buvo lengva per belaidį valdymo ne iš skrandžio modelį. Tačiau, mes nesitikėjome, kad SPCE-COLON2 būtų mažesnis nei SPCE-ESO2. Nes PillCamCOLON2 yra skirta gaubtinės stebėjimo, jos specifinė gravitacija yra mažesnis, ir prietaisas yra didesnės, nei PillCamESO2 [14]. Todėl PillCamCOLON2 linkęs nukreiptos į viršų, o ne žemyn į vandenį. Be to, SPCE-COLON2 nesiunčia visus nufotografuotus vaizdus į realaus laiko stebėsenos sistemą, o SPCE-ESO2 gali siųsti visus vaizdus užfiksuoti ne 18 fps. Be to, užfiksuoti greitis SPCE-COLON2 nėra pastovus dėl to, kad AFR. Šie veiksniai atsispindėjo įvairiuose SPCE našumo balai gautų mūsų eksperimentams. Kuo didesnis užfiksuoti greičio leido bauda patikslinimus, o kontroliuoti SPCE. Kitaip tariant, egzaminuotojas galėjo tiksliau judėti SPCE į tikslo, požiūris jį, ir sustoti tinkamu atstumu.

Mūsų rezultatai rodo, kad SPCE-ESO2 gali būti naudojamas atrinkti ir glaudžiai ištirti žmogaus skrandžio per mažiau nei 10 min, kuri yra per įprastą trukmės skrandžio endoskopinis tyrimas proceso dalį ir leidžia pakankamai patikrinimo prieš PillCamESO2 baigsis baterija. Tačiau SPCE-SB2, su prastesnės veiklos, palyginti su SPCE-ESO2, gali praleisti tuos pakitimus, esančių viršutinėje kūno didesnio kreivumo ir FORNIX. Be to, mes nustatėme, kad pakitimai, kurie gali į užpakalinės sienos antralinėje dalyje, tuo mažesnis organas mažesniojo kreivumą, o viršutinė organas užpakalinės sienos buvo lengva aptikti naudojant SPCE. SPCE galėtų lengvai priartėti arčiau užpakalinės sienos, kai magnetinis laukas susilpnėjo. Pastebėjimas iš FORNIX atrodė sunku, nes SPCE privalo manevruoja per didelius raukšlės aplink FORNIX, kai oras kaupiasi. Svarbu nustatyti šiuos galimus aklųjų vietų prieš klinikinėje praktikoje. Nepaisant to, nekilnojamojo skrandžio pažeidimai negali būti lyginamas su skrandžio modelyje naudojami šiame tyrime mygtukus. Todėl mums reikia efektyviau įvertinti stebėjimo seką atliekant tolesnius eksperimentus, naudojant skrandžio modelį. Rey ir kt. pranešė apie klinikinio tyrimo, kuris buvo kapsulė endoskopą operatable ne iš kūno sukūrė patys rezultatus naudojant magnetinio Ekskursijos Kapsulės endoskopinės (MGCE), tačiau tai buvo ne palyginimas tyrimas pajėgumus MGCE [15, 16]. Iš mūsų rezultatus, klinikinių taikymo, manoma, kad valdomas "CE" su funkcijų, pavyzdžiui, SPCE-ESO2 tinka.

Mūsų tyrimas turi keletą trūkumų. Skrandžio modelis šiame tyrime yra ne tas pats, kaip ir tiesioginis žmogaus skrandžio su peristaltiniu judesio ir skrandžio gleivių sekrecija. Be to, kiaulių skrandžio modelis gleivinė trūksta kraujotaką ir yra šviesesni nei skrandžio gleivinę, gyvų žmonių. Be to, keturi ekspertai žinojo iš spalvotų mygtukų poziciją skrandyje modelį ir tai galėjo padaryti, kad spalvotų mygtukų skrandyje modelio lengviau aptikti. Tačiau, mes objektyviai palyginti trijų tipų SPCE ir buvo pademonstruota siekiant gauti pirmą kartą, kad SPCE galėtų stebėti kiekvieną skrandžio srities. Kadangi siuvimo spalvotus mygtukus, kad in vivo skrandžio yra nepraktiška, mes nusprendėme naudoti akcizais apmokestinamų kiaulių skrandį. Mes įrodyta, kad SPCE-ESO2 gali būti naudojamas nagrinėti visą vidinio paviršiaus pašalintų kiaulių skrandį. Ateities studijos gyvo žmogaus skrandžio yra būtina.

Išvados

Šiame tyrime mes parodė, kad gebėjimas rasti pažeidimai ir juos išnagrinėti išsamiai priklausė CE žiūrėjimo kampu ir rėmo kursas vaizdų, atitinkamai. Šie rezultatai gali leisti mus spręsti kitus problemas SPCE, pavyzdžiui, kontroliuojant CE iš kūno išorėje ne bus, rasti pažeidimas, ir nagrinėjimą jis detaliai. SPCE-ESO2 gali būti tinkamiausias klinikinėje praktikoje. Ateities eksperimentai naudojant SPCE-ESO2 į žmogaus kūną yra pagrįstas.

Be to, mūsų rezultatai yra laikomas universalus dėl CE vystymosi, kuris yra valdomas ne iš kūno ir leidžia realiu laiku stebėti , įskaitant SPCE.

Pagalbinė informacija
S1 vaizdo. Savaeigius kapsulė endoskopą yra valdomas trijų dimensijų kryptimis jei vandenyje
Doi:. 10,1371 /journal.pone.0139878.s001
(zip)
S2 Vaizdo įrašai. Iš SPCE-SB2 vaizdas
Doi:. 10,1371 /journal.pone.0139878.s002
(zip)
S3 vaizdo. Iš SPCE-ESO2 vaizdas
Doi:. 10,1371 /journal.pone.0139878.s003
(zip)
S4 "Video". Iš SPCE-COLON2 vaizdas
Doi:. 10,1371 /journal.pone.0139878.s004
(zip)

Padėka

"komandinis undinėlė" nariai yra Kazuhiro Ota, Sadaharu Nouda, Toshihisa Takeuchi, Munetaka Iguchi, Yuichi Kojima, Takanori Kuramoto, Takuya Inoue, Yasunori SHINDO, Kenshiro Uesugi, Yoshiaki Fujito, Hironori Nishihara, Naotake Ohtsuka ir Kazuhide Higuchi.

• PLoS ONE H. pylori seropozityvumo prieš 40 metų amžiaus ir vėlesnių rizikos skrandžio vėžio? A True Santykių glimpse
• PLoS ONE: Maistinės medžiagos diferencijuotai reglamentuoti Nucleobindin-2 /Nesfatin-1 in vitro Kultūringas Skrandžio Ghrelinoma (MGN3-1) ląstelėmis bei in vivo Vyras Mice