PLoS ONE: Kakav Capsule endoskop je pogodan za koji se može kontrolirati sopstveni pogon Capsule endoskopa? Eksperimentalna studija Korištenje svinjskog želuca model za kliničku primjenu (sa Video)

Sažetak pregled

Pozadina pregled

Mi smo bili razvija sopstveni pogon Kapsula endoskop (SPCE) koji omogućuje upravljivosti s vanjske strane tijela i promatranja u stvarnom vremenu. Kakav kapsula endoskop (CE) je pogodan za kontrolirati SPCE je nejasno i vrlo kritična točka za kliničku primjenu. Mi odnosu promatranje sposobnost tri vrste SPCEs s različitim kutovima gledanja i frame rate. Pregled

Metode pregled

Jedanaest tipke su šivala u isječen svinjskog želuca. Četiri ispitivači kontrolirali SPCE pomoću PillCamSB2, -ESO2 i -COLON2 (obzirom Imaging doo, Izrael), u trajanju od 10 minuta, svaka s ciljem otkrivanja što više tipki i što ih je ispitao što je više moguće. Sposobnost da se nalaze lezije procijenjena je na temelju broja otkrivenih gumba. SPCE performanse ocjena (SPS) se koristi za procjenu sposobnosti da ispita lezije u detalje. Pregled

Rezultati

SPCE-ESO2, -COLON2 i -SB2 otkrivena 11 [interquartile raspon (IQR): 0], 10.5 (IQR, 0,5), i 8 (IQR, 1,0) tipke, redom. SPCE-ESO2 i -COLON2 ima značajno bolje sposobnost otkrivanja lezija od -SB2 (p < 0.05). SPCE-ESO2, -COLON2 i -SB2 imali su statistički značajno različite vrijednosti SPS-a 22 (IQR, 0), 16,5 (IQR, 1.5) i 14 (IQR, 1,0), odnosno (p < 0,05 za sve usporedbe; SPCE -SB2 vs -ESO2, -SB2 vs -COLON2 i -ESO2 vs -COLON2). pregled

Zaključci pregled

PillCamESO2 je najpogodniji u različitim tri HZZ SPCE za ispitivanje lezija u detalj želuca pregled

Izvor. Ota K, Nouda s, Takeuchi T, Iguchi M, Kojima Y, Kuramoto T, et al. (2015) Kakav Capsule endoskop je pogodan za koji se može kontrolirati sopstveni pogon Capsule endoskopa? Eksperimentalna studija Korištenje svinjskog želuca model za kliničku primjenu (sa videa). PLoS ONE 10 (10): e0139878. doi: 10,1371 /journal.pone.0139878 pregled

Urednik: Leontios Hadjileontiadis, Aristotelovo sveučilište u Solunu, Grčka pregled

Primljeno: 3. ožujka 2015. godine; Prihvaćeno: 7. rujna 2015; Objavljeno: 8. listopada 2015 pregled

Copyright: © 2015 Ota i sur. Ovo je otvoreno pristupa članak distribuirati pod uvjetima Creative Commons Imenovanje License, koja omogućuje neograničeno korištenje, distribuciju i reprodukciju u bilo kojem mediju, pod uvjetom da je izvorni autor i izvor su zaslužan pregled

Podaci Dostupnost: sve relevantne podatke su u radu i njegove popratne podatke datoteka pregled

financiranje:. autori dobio nikakav specifičan sredstva za ovaj rad. Mu doo pruža podršku u obliku plaće za autore KU, YF, HN i NO, ali nisu imali nikakvu dodatnu ulogu u studiju dizajna, prikupljanja i analize podataka, odluku da objavi, ili pripremu rukopisa. Specifični uloge tih autora su artikulirani u odjeljku "autorski doprinos" pregled

suprotstavljenih interesa. Kenshiro Uesugi, Yoshiaki Fujito, Hironori Nishihara i Naotake Ohtsuka su zaposleni Mu Ltd. Nema patenti, proizvodi u razvoju ili proizvode na tržištu za prijaviti. To ništa ne mijenja pridržavanje autorovih svim PLoS ONE politika na razmjenu podataka i materijala. Pregled

Uvod pregled

Kapsula endoskopija je minimalno invazivna procedura ispitivanja koja omogućuje promatranje probavnom traktu. Kapsula endoskop (CE) kreće u probavnom traktu crijevo peristaltiku, a slike ne dobiva se snimaju putem bežične [1] komunikaciju. Iako je kapsula endoskopija je korišten za procjenu tankog crijeva, jednjaka, i debelog crijeva, koji su jednostavne izduženi cilindrični organe nije bio korišten u želucu [1-6]. Kao što je želudac obuhvaća veliki prostor sa složenim bag oblika, to nije moguće promatrati cijeli želudac za samo crijevo peristaltiku. Nadalje, u kapsulama endoskopije, CE ne može se održavati na željenoj poziciji, a za razliku od konvencionalnog cijevi tipa endoskopije, ispitivač ne može promatrati lezije od bilo željenom smjeru [7]. Jedno rješenje je za dodavanje funkcije za kontrolu izvan tijela i omogućiti promatranje na CE realnom vremenu. Pregled

Mi smo razvili sopstveni pogon kapsula endoskop (SPCE), CE s gore navedenim funkcije. Prije toga, postigli smo kontrolu nad SPCE u želucu živog psa [8] i sigurno manevrirati uređaj u živom ljudskom želucu, tanko crijevo, debelo crijevo i [9]. Pregled

Za praktičnu primjenu SPCE, njegova otkrivanja sposobnosti mora ocijeniti objektivno. CE funkcije kako bi se omogućilo upravljivosti s vanjske strane tijela i promatranja u stvarnom vremenu razvijene su na nekoliko institucija [6, 8 i 9]. Međutim, ne postoji objektivan izvještaj o sposobnosti otkrivanja takvih uređaja. Iako smo uspješno proizveli SPCE vezivanjem posebnu peraju da trenutno dostupan HZZ jednjaka, tankog crijeva i kolona, ​​svaki s različitim kutovi gledanja i frame rate, najprikladniji CE za SPCE ostalo je nejasno. Pregled

u tu svrhu, pokušali smo procijeniti razlike u otkrivanju sposobnosti i performanse među tri vrste SPCE, od kojih je fin pričvršćena je na PillCamSB2, PillCamESO2 ili PillCamCOLON2 u test probira u želucu. Usporedbom funkcije svakog tipa SPCE, tražili smo da pojasnimo prednost svaku funkciju i njegovu izvedivost u kliničkoj praksi u cilju rješavanja kritičnih razvojne probleme za bilo Zavoda koja se kontrolirati izvan tijela u promatranju u realnom vremenu, uključujući SPCE. pregled

Materijal i metode pregled

Vožnja sustav za SPCE putem korištenja magnetskog polja (New MiniMermaid System) pregled

Mi smo ranije izvijestili o sustavu za vožnju za SPCE putem uporaba magnetskog polja, a to je Ryukoku-Osaka sustav [8]. U ovom istraživanju koristili smo dalje modificirati sustav, poznat kao New MiniMermaid sustava (S1 video). Pregled

SPCE sagrađena spajanjem namjenski peraje izrađen od silikonske smole s mikro-magnet na postojeći CE. Duljina krilca bila je 19 mm (Slika 1). Kada je mikro-magnet stavi u magnetnog polja, to vibrira. Kao vibracije prenosi na peraje, on se pretvara u mehaničke sile ako je u vodi. Stoga je potrebno osigurati vodu u želucu za kontrolu SPCE. Nadalje, trodimenzionalni nadzor nad SPCE može se postići podešavanjem magnetsko polje. U našim pokusima, ispitivač kontrolirali SPCE sa posvećena kontroler dok promatra kroz sustav u realnom vremenu praćenja (Rapid Access, obzirom Imaging doo, Izrael). (Slika 2) [8] pregled

SPCE

tri vrste CEs koji se koriste u ovom istraživanju su komercijalno dostupni u nekoliko zemalja: PillCamSB2, PillCamESO2 i PillCamCOLON2 (obzirom Imaging doo, Izrael) [10-12]. Glavne specifikacije svakog CE prikazani su u tablici 1. PillCamSB2, koji se koristi za tanko crijevo, ima jednu glavu i snima na dva sličica u sekundi (fps) pod kutom gledanja od 156 °. PillCamESO2, obično se koristi za jednjaka, ima dvostruke glave, koji hvatanje slike na 18 fps svaki i pružiti dodatni širok kut gledanja od 169 °. PillCamCOLON2 za debelog crijeva također ima dvostruke glave sa adaptivnog frame rate (Afr) i kutom gledanja od 172 stupnjeva [10-12]. Afr omogućuje PillCamCOLON2 za hvatanje slike na 18 fps u načinu gibanja i dva fps u gotovo nepomičnog modu [13]. PillCamCOLON2 lebdi lakše nego PillCamSB2 i PillCamESO2 zbog svoje manje specifične težine [14]. Za dvosmjernu CEs, t. Je PillCamESO2 i PillCamCOLON2-kamera od jednog glavi je bio korišten za ovaj eksperiment, dok je druga glava je priključen na peraje, a ne koristiti za snimanje slika (Slika 1a). U ovom istraživanju, tri SPCEs priključen na PillCamSB2, PillCamESO2 i PillCamCOLON2 su imenovani kao SPCE-SB2, SPCE-ESO2 i SPCE-COLON2, respektivno. Pregled

Želudac Model pregled

Želudac Model je izrađen od isječen svinjskog želuca. Jedanaest različitih obojene tipke su ušivenim na sluznice strani trbuha (Slika 3). Boja Svaka tipka je jasno razlikuje od boje sluznici svinjskog želuca, bez krvi. U ljudskom želucu, kvantitativna procjena je često teško, jer to nije moguće šivati ​​gumbe kao orijentiri. Model želudac bio fiksiran u kutiji stirol-pjenasti kako bi se omogućilo da se okretati ručno, jer pacijent ne smije mijenjati posturalne pozicije u kliničkoj praksi. Model želudac se napuni s 500 mL vode prije pokusa (slika 4). Izvađeni svinjskog želuca dobiven je iz Osaka mesnog organa Corporation (Osaka, Japan) dva dana prije zahvata. Želudac je pripremljen kao što je opisano gore, dan prije postupka. Pregled

Evaluacija pregled

Četiri ispitivači (KO, TK, MUP i KU) sudjelovalo je u eksperimentu. Četiri ispitivači znali pozicije tipke u boji u modelu želuca unaprijed. Svaki ispitivač je kontrolirao SPCE u modelu želuca za 10 minuta, pokušate otkriti i pomno ispitati koliko gumbiće što je više moguće. Model želudac rotiran, kao i po uputama istražitelja. Prvo, model želudac bio postavljen ležeći, a zatim zakrenuti prema lijevom bočnom dekubitusa položaju, iz ležećeg položaja, i konačno, desni lateralni dekubitusa položaju. Razlog za promjenu položaja bila je kako bi se smanjili količinu vode koja teče iz želuca u dvanaesnik. Ispitivanje je provedeno deset puta koristeći SPCE-SB2 (KO: 3 puta, TK: 3 puta, MI: 2 puta, Ku: 2 puta) i SPCE-COLON2 (KO: 3 puta, tk: 3 puta, MI: 2 puta, KU: 2 puta). Međutim, za SPCE-ESO2, test je proveden samo devet puta, jer je baterija od PillCamESO2 potpuno ispražnjen tijekom ispitivanja (KO: 3 puta, tk: 2 puta, MI: 2 puta, Ku: 2 puta). Pregled

osmislili smo dva parametra za procjenu otkrivanjem osposobljenosti SPCEs. Prvo, broj otkrivenih tipke se koriste za procjenu njihova sposobnost pronaći lezije. Drugo, ocjena SPCE performanse je izračunata za procjenu sposobnosti da ispita ove lezije u detalje. Rezultat je definiran kao zbroj bodova s ​​obzirom da svaki gumb na sljedeći način: 2 boda su dobili ako se tipka može se pristupiti i pomno pratiti; 1 bod je dobila ako je gumb stupio ali nije mogao pristupiti pažljivo; i bodovi dobili ako tipka ne može detektirati (slika 5). Maksimalan broj tipki je 11, a to je rezultat SPCE performansi je 22 bodova. Pregled

Eksperiment svakog SPCE su raspoređeni više od mjesec dana, a ispitivač prošao eksperiment svakog SPCE nakon što su se bavili nekoliko puta s SPCE-SB2 u prethodnom eksperimentu. Tako je poboljšanje rada eksperimentator SPCE pri prekrivanju niz eksperimenata nisu uzeti u obzir. Pregled

Statistička analiza pregled

značajne razlike između srednjih vrijednosti podataka za dvije različite ispitivane skupine su ocijenjeni od strane Mann -Whitney U pregled -test. P-vrijednost < 0.05 je smatrana značajnom, a svi testovi su dvostrano. Podaci su izraženi kao srednja vrijednost ± standardna devijacija. Sve statističke analize provedene su pomoću PASW Statistics 18 za Windows (SPSS Japan, Tokyo). Pregled

Rezultati

Srednji broj tipki otkrivena u 10 minuta bio je 11 za SPCE-ESO2 [interquartile raspon (IQR): 0], 10,5 (0,5) za SPCE-COLON2, a 8 (1.0) za SPCE-SB2. SPCE-ESO2 i SPCE-COLON2 ima značajno bolje sposobnost otkrivanja lezije nego SPCE-Sb2 (p < 0.05). Nije bilo značajne razlike u sposobnosti da otkriju lezije između SPCE-COLON2 i SPCE-ESO2. Ispitivač je bio u mogućnosti to otkriti sve gumbe u svakom ispitivanju pomoću SPCE-ESO2 (Slika 6). Pregled

Srednja ocjena SPCE performanse bio je 22 (0) za SPCE-ESO2, 16,5 (1,5) za SPCE -COLON2, a 14 (1,0) za SPCE-SB2. Postoje velike razlike između tri vrste SPCE (p < 0,05 za sve usporedbe: SPCE-SB2 odnosu SPCE-ESO2, SPCE-SB2 odnosu SPCE-COLON2 i SPCE-ESO2 odnosu SPCE-COLON2) (Slika 7). pregled

u 10 pregleda liječnika pomoću SPCE-SB2, otkrivanje od gumba koji se nalazi u gornjem dijelu tijela na veće zakrivljenosti i fornix bio znatno teže. SPCE-SB2 mogao otkriti gumb na fornix u samo dva ispita i onog na veće zakrivljenosti gornji dio tijela u tri ispita. Međutim, otkrivanje gumba koji se nalazi u antruma od stražnjeg zida (10/10 ispita), donji dio tijela u manjoj zakrivljenosti (9/10), a gornji dio tijela od stražnjeg zida (9/10) je gotovo uvijek moguće. pregled

u osam od devet ispita obavlja pomoću SPCE-ESO2, sve tipke mogu se promatrati u detalje. Vrijeme potrebno za SPCE-ESO2 čuvati sve gumbe detaljno je 468 ± 74 s (7,8 ± 1,2 min). Pregled

Rezultat SPCE performanse od SPCE-SB2 bila je niska u 14 (Tablica 2 ). Od tri vrste SPCE je SPCE-ESO2 bio najučinkovitiji u otkrivanju lezija te ih vrednovanje usko (S2-S4 Video). Pregled

Rasprava pregled

Ova studija identificirala CE specifikacije koje su utjecale su SPCE funkcije. SPCE-COLON2 i SPCE-ESO2 imala veći kut gledanja nego SPCE-SB2, a bili su u mogućnosti to otkriti znatno više gumba nego potonjem jednom u roku od 10 minuta, što je bio glavni razlog za pojačanu sposobnost nalaženja lezije. Osim toga, SPCE-COLON2 i SPCE-ESO2, što bi moglo potrajati i nekoliko slika u sekundi, mogli su pristupiti bliže gumbe nego SPCE-SB2. Pregled

Pomoću svinjskog modela želuca, pokazali smo da najprikladniji CE za SPCE bio PillCamESO2. S obzirom da je video dobiven iz SPCE-ESO2 pojavio u kontinuirani način, manevriranje uređaj i približava gumbe unutar modela su jednostavno putem bežične kontrole s vanjske strane modela želuca. Međutim, nismo očekivali da će SPCE-COLON2 biti inferioran SPCE-ESO2. Budući da je PillCamCOLON2 je dizajniran za promatranje debelog crijeva, njegova specifična težina je manja, a uređaj je više dinamičnim od PillCamESO2 [14]. Stoga se PillCamCOLON2 teži lice gore, umjesto prema dolje u vodi. Štoviše, SPCE-COLON2 ne poslati sve snimljene slike na sustav za praćenje u stvarnom vremenu, dok je SPCE-ESO2 mogao poslati sve fotografije snimljene na 18 fps. Osim toga, hvatanje brzina SPCE-COLON2 nije konstantna zbog Afr. Ovi faktori su se odrazili u različitim ocjenama SPCE performansi dobivenih u našim eksperimentima. Što je veća brzina hvatanje omogućena fina podešavanja, a kontrolu SPCE. Drugim riječima, ispitivač je bio u mogućnosti da se presele SPCE točnije prema meti, približiti ga i zaustaviti na odgovarajućoj udaljenosti. Pregled

Naši rezultati sugeriraju da je SPCE-ESO2 može se koristiti na zaslonu i pomno ispitati ljudski želudac u manje od 10 minuta, što je unutar uobičajenog trajanja postupka želučane endoskopiju i omogućuje dovoljno ispit pred PillCamESO2 ponestane baterije. Međutim, SPCE-SB2, s inferiornom performansi u odnosu na SPCE-ESO2, možda propustiti one lezije koje se nalaze u gornjem dijelu tijela na veće zakrivljenosti i fornix. Osim toga, otkrili smo da su lezije u antruma od stražnjeg zida, donji dio tijela od manje zakrivljenosti, a gornji dio tijela od stražnjeg zida bilo je lako otkriti pomoću SPCE. SPCE lako mogao prići blizu stražnjeg zida, kada je oslabljena magnetsko polje. Promatranje fornix činilo da će biti teško, jer SPCE potrebno da se manevrirati preko velikih nabora oko fornix, gdje zrak ima tendenciju da se akumuliraju. Važno je prepoznati te moguće slijepe mjesta prije kliničke primjene. Ipak, lezije u realnom želudac ne može se usporediti s gumbima u modelu želuca koji se koristi u ovom istraživanju. Dakle, moramo procijeniti promatranje slijeda učinkovitije obavljanje daljnjih eksperimenata pomoću modela želuca. Rey et al. izvijestio o rezultatima kliničkih ispitivanja pomoću Magnetski Vođena kapsula endoskopije (MGCE), koji je kapsula endoskop operatable izvan tijela razvijen od strane sebe, ali to nije bio ispit usporedba sposobnosti MGCE [15, 16]. Iz naših rezultata, za kliničku primjenu, smatra se da je kontrolirati CE s funkcijama kao što su SPCE-ESO2 prikladan. Pregled

Naša studija ima nekoliko ograničenja. Model želuca u ovoj studiji nije ista kao živi ljudski trbuh peristaltic pokreta i sekreciju želučane sluzi. Također, svinja Model sluznicu želuca nedostaje protok krvi, te je bjelja od želučane sluznice uživo čovjeka. Osim toga, četiri ispitivači znali poziciju obojene tipke na modelu želuca, a to je možda napravio otkrivanje tipke u boji u modelu želuca lakše. Međutim, objektivno usporediti tri vrste SPCE i pokazao je prvi put da je SPCE mogao promatrati svako područje trbuha. Zbog šivanje obojene tipke za in vivo želudac nije praktično, mi smo izabrali Izvađeni svinjski želudac. Pokazali smo da je SPCE-ESO2 može se koristiti za ispitivanje cijelu unutarnju površinu izrezanom svinjskog želuca. Buduće studije u živom ljudskom želucu su potrebne. Pregled

Zaključci pregled

U ovom istraživanju, pokazali smo da je sposobnost pronaći lezije i ispitivati ​​ih detaljno ovisila o kutu gledanja CE i okvira stopa od slika, respektivno. Ovi rezultati mogu nam omogućiti da riješiti ostale probleme SPCE, kao što su upravljanje CE izvan tijela po volji, pronalaženje lezija, i to uvidom u detalje. SPCE-ESO2 može biti najviše moguće u kliničkoj praksi. Budući eksperimenti koriste SPCE-ESO2 u ljudskom tijelu postoji jamstvo. Pregled

Osim toga, naši rezultati se smatraju univerzalno za razvoj CE koja je kontrolirati izvan tijela i omogućuje promatranje u realnom vremenu uključujući SPCE. pregled

popratne podatke
S1 video. The self-pogon kapsula endoskop se kontrolirati u trodimenzionalnim smjera ako u vodi pregled doi:. 10,1371 /journal.pone.0139878.s001 pregled (ZIP) pregled S2 video. Pogled na SPCE-SB2 pregled doi:. 10,1371 /journal.pone.0139878.s002 pregled (ZIP) pregled S3 video. Pogled na SPCE-ESO2 pregled doi:. 10,1371 /journal.pone.0139878.s003 pregled (ZIP) pregled S4 video. Pogled na SPCE-COLON2 pregled doi:. 10,1371 /journal.pone.0139878.s004 pregled (ZIP) pregled

Izvori pregled

Članovi "Team sirena" su Kazuhiro Ota, Sadaharu Nouda, Toshihisa Takeuchi, Munetaka Iguchi, Yuichi Kojima, Takanori Kuramoto, TAKUYA Inoue, Yasunori Shindo, Kenshiro Uesugi, Yoshiaki Fujito, Hironori Nishihara, Naotake Ohtsuka i Kazuhide Higuchi. pregled

• PLoS ONE: H. pylori seropozitivnosti prije 40 godina i naknadnu rizik od raka želuca:? Uvid u pravi odnos
• PLoS ONE: nutritijenata različito regulirati Nucleobindin-2 /Nesfatin-1 in vitro u kulturi Želudac Ghrelinoma (MGN3-1) stanica i in vivo kod muških Mice