膠囊內鏡用于比格犬上消化道檢查方法的建立與初步應用

張瑩瑩，唐紅衛

膠囊內鏡用于比格犬上消化道檢查方法的建立與初步應用

張瑩瑩1，唐紅衛2

目的 探索膠囊內鏡用于比格犬等較大體型動物上消化道黏膜疾病實時監測的方法及可行性。方法 (1)對PillCam SB2型膠囊內鏡進行簡單改造，采用4號手術線一端束縛膠囊內鏡的腰部做牽引線，另一端從胃管的頂端穿過，從一側孔穿出胃管，通過拉伸將膠囊內鏡頂靠在胃管的前端；(2)麻醉比格犬，胃管輔助膠囊內鏡通過比格犬口咽送入食管、胃腔。(3)40%無水乙酸40 ml灌胃，膠囊內鏡檢查系統觀察消化道黏膜變化。結果 (1)改裝后的膠囊內鏡在胃管的幫助下可以順利地進入比格犬食管和胃內，并可通過拉伸牽引線將膠囊式內鏡頂靠在胃管的前端部，控制膠囊內鏡改變拍攝位置和角度。(2)40%無水乙酸40 ml灌胃，成功制造比格犬急性胃黏膜病變模型。(3)膠囊內鏡可以清晰拍攝胃腔圖像，觀察胃黏膜在不同時間點出現的不同表觀變化，實現對動物消化道疾病模型黏膜變化的實時監測。結論 成功建立了膠囊內鏡實時監測上消化道黏膜急性病變發生發展的方法，將其初步應用于觀察體型較大動物比格犬胃黏膜急性損傷過程中的表觀變化是可行的。

實驗比格犬；急性消化道黏膜病變；膠囊內鏡；實時監測；方法建立與應用

體型較大動物(如比格犬)的胃腸道疾病模型的建立，是了解人類胃腸道疾病發生發展的重要實驗方法。動物消化道疾病模型建立過程中及建成后，要想實現實時觀測記錄疾病發生發展的表觀變化仍然是該領域的技術瓶頸。回顧以往的確定模型建立成功的方法，實驗人員往往不能實時觀測、及時確定模型建立是否成功，通常會將造模動物進行宰殺而獲取機體目標組織做病理以明確。從某種角度來講，由于對造模動物進行宰殺取組織的傳統方法通常是非連續間斷獲取實驗動物模型信息，某種意義上講并未對疾病發生發展獲得更加詳細連續的認識。此前，文獻[1]報道對消化道疾病模型動物觀察采用普通電子胃鏡，或用支氣管鏡代替胃鏡。但考慮使用到普通電子胃腸鏡需要洗消、儲存等相應的配套設備，全套設備昂貴，體積大機動性差，且不能實現實時觀測、連續記錄疾病變化，某種程度上限制了實驗室普通電子內鏡應用。而有關膠囊內鏡(capsule endoscopy，CE)的研究更多也只是在能夠有配合意識的人身上使用，很少有用于活體動物的實驗研究[2-5]。為此，筆者對體積小、配套設備少的CE進行了改造，使之可以用于體型較大動物(如比格犬)消化道疾病的實時觀測診斷，以期對模型動物消化道疾病發生發展的表觀變化提供一種簡捷可行的觀測方法。本研究主要探索經設計改進后的CE應用于比格犬上消化道應激性黏膜損傷動物模型診斷檢查的方法，進而為消化道急性病變發生發展實現實時快速內鏡診斷提供新型方法和理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物 健康成年比格犬5只(3雄2雌)，購自北京科宇動物養殖中心，質量(14.92±0.83)kg，均在動物養殖基地實驗動物中心動物房分籠飼養，實驗動物生產許可證:SCXK(京)2012-0004。

1.1.2 主要試劑及儀器 電子膠囊式內鏡(PillCam SB2)5只、SB2八頭腰帶式傳感器、內鏡圖像信息儲存器、RAPID軟件顯示器均購自以色列Given Imaging公司，一次性鼻胃管(內置鋼絲)(WGT-Ⅱ-16-B，浙江善仁醫療設備制造有限公司)，舒泰50(法國維克)，速眠新Ⅱ注射液[獸藥字(2010)070011582，吉林省敦化市圣達動物藥品有限公司]，無水乙酸(生產批號20160615，北京化工廠)，西甲硅油乳劑(德國柏林ChemieAG公司)，4-0手術線等。

1.2 方法

1.2.1 對膠囊式內鏡進行改進 經改造的膠囊內鏡系統，包括CE、胃管，CE外壁設置有牽引線，牽引線為4-0手術線(或等直徑白色棉線)，一端捆扎在CE腰部[6,7]，另一端穿入胃管的頂端，穿過一段胃管通道，從胃管一側孔穿出，通過拉伸牽引線將CE頂靠在胃管的前端部，可控制拍攝位置和角度。為了提高胃管的剛度便于力的傳導，管內保留導絲。

1.2.2 CE送入比格犬胃腔 首先將比格犬基本信息錄入圖像信息儲存盒，將SB2八頭腰帶式傳感器一端連接至圖像信息儲存盒，信息儲存盒連接到安裝RAPID播放軟件的顯示器，確保SB2八頭腰帶式傳感器另一端的傳感芯片距離膠囊鏡身范圍限制在90 cm以內。打開包裝盒CE即開始工作，所拍攝圖像即通過電極片及八頭傳感器傳輸到信息儲存盒暫存。舒泰50(2.5 mg/kg) 和速眠新Ⅱ注射液0.025 ml/kg混勻后，肌內注射；維持用藥為初始劑量的1/3頭靜脈注射，在比格犬安定尚存在吞咽反射狀態下，及時將改進后的CE胃管輔助下通過犬食管入口送入食管及胃腔，與此同時通過RAPID軟件顯示器可以觀察到正常消化道黏膜圖像。

1.2.3 制造急性胃黏膜病變動物模型 通過胃管外部口側，采用配制西甲硅油乳劑沖洗胃腔，祛除胃腔內氣泡和黏液[8]，待胃腔清潔向比格犬胃腔內灌注40%無水乙酸40 ml[9]。通過牽引線和胃管配合，調整CE在胃腔內的方向，改變拍攝位置。實時監測胃黏膜內鏡下表現。記錄每只比格犬不同時間不同部位顯示器上觀察到的胃黏膜的變化。

2 結 果

2.1 改進CE成功用于體型較大動物 對以色列Given Imaging公司生產的PillCam SB2型CE簡單改裝，系線膠囊通過胃管輔助推送，操作者在(10.54±1.64)min內順利地將CE送入麻醉比格犬食管和胃內。在通過食管入口有阻力的情況下，可以將比格犬翻身面朝上，刺激比格犬發生吞咽反射使CE通過食管入口(圖1)。進入胃腔后可通過拉伸棉線將CE頂靠在胃管的前端部，導絲的存在使胃管具有一定的剛度，此時可通過牽引棉線改變胃管前端曲度和方向控制CE改變拍攝位置和觀察角度，并可在觀察結束將其安全牽出(全程沒有出現線斷裂和膠囊脫落)。

圖1 胃管輔助膠囊內鏡送入比格犬胃腔

A.胃管輔助系線膠囊內鏡;B.系線膠囊進入胃腔正常工作，八頭傳感器距離膠囊≤90 cm

2.2 急性胃黏膜病變動物模型的建立及實時監測 通過胃管體外口側注入40%無水乙酸40 ml灌胃，通過顯示器觀察發現胃黏膜隨即由正常的粉紅色逐漸變蒼白，另局部可見點片狀充血及出血灶出現，病變面積不斷擴大，病灶部位逐漸增多，繼而逐漸變灰白，(9.89±0.15)min黏膜最終出現廣泛糜爛出血，呈現灰褐色伴多發出血區(圖2)。成功建立急性胃黏膜病變模型。黏膜急性損傷程度隨時間呈現遞增趨勢，CE視野156°以4幀 /s速度連續攝像，損傷始動加重過程連續，屏幕顯示持續動態變化。CE可以清晰拍攝胃黏膜，并觀察胃黏膜在不同時間點出現的不同表觀變化，實現了對消化道動物疾病模型黏膜變化的實時監測。

圖2 膠囊內鏡實時觀測胃黏膜損傷變化

A.正常黏膜，表面光滑潤澤呈橘紅色;B.40%冰醋酸40ml灌胃后0.5 min，紅潤變為略顯蒼白稍粗糙；C.1 min，黏膜表面蒼白，粗糙，呈粉紅色，可見圓點狀出血斑；D.1.5 min，黏膜表面蒼白稍泛灰，呈粉紅色，表面明顯粗糙，覆薄層滲出物，可見原點狀出血斑；E.2 min，黏膜蒼白泛灰，表面粗糙，覆薄層滲出物，出血斑增多；F.2.5 min，黏膜主色繼續變淺，灰色加深，表面粗糙明顯，覆薄層滲出物，可見出血斑；G.3.5 min,黏膜呈不均勻灰白色，可見片狀出血，黏膜皺襞腫脹；H.5 min,黏膜呈均勻灰色，黏膜皺襞腫脹，見片狀出血區；I.10 min，黏膜呈灰褐色伴多發片狀出血區，表覆大量滲出物，胃液渾濁，組織輪廓模糊，膠囊內鏡視野受影響

3 討 論

一般認為，CE在狹窄空間里拍攝照片更為清晰，故臨床上普遍認為CE用于腸道疾病診斷與監測更有優勢，尤其是小腸疾病[10-16]。本研究是為普通電子胃腸鏡難以開展的情況下，探索CE用于較大體型動物上消化道黏膜疾病實時監測的方法及可行性。從本研究CE診斷系統可見，40%無水乙酸40 ml灌胃后，由于醋酸濃度較大，胃黏膜損傷發生迅速，隨著時間延長，病變明顯且損傷程度重，短時間內清晰呈現黏膜損傷過程及特點。系線CE能夠全程監測急性胃黏膜病變，胃管內鋼絲起到傳導操作者施加的力和杠桿的作用，一定程度上控制了膠囊，與以往CE完全被動運行在消化道的情況不同。磁控CE能夠在磁場力的作用下對膠囊施以控制，但存在設備昂貴，體積大機動性差，對操控者技術要求高，不適合廣泛開展等問題[17]。

以往研究多采用大小鼠、豚鼠、兔等體型較小的動物制造消化道疾病模型，較少采用體型較大動物進行造模。本研究選用較大體型純種比格犬作為受試動物有以下優點：(1)動物體型較大能夠確保將CE吞入；(2)體型較大動物對造模因子耐受性更接近于人類；(3)為將來體型較大實驗動物模型的創立提供更多參考信息，對動物消化道疾病的診治也有一定參考價值。麻醉方面，比格犬清醒狀態下很難配合操作，犬齒不易控制，CE送入食管困難。為模擬人清醒狀態下吞咽CE，本研究采用舒泰和速眠新Ⅱ低劑量復合麻醉，使比格犬仍具有吞咽反射，便于系線膠囊胃管輔助送入食管，頭靜脈注射維持用藥為肌注劑量的1/3，在保證操作者安全的情況下，既不對比格犬口咽及食管暴力造成損傷，又盡可能模擬人吞咽CE。

有研究發現，將工作狀態的CE放入包裝盒里即停止工作，可保存電量，以便再次使用。目前，本研究采用CE給人做檢查均是一次性使用，并無回收再利用，原因為考慮到CE電量儲備有限，也可保證無交叉感染。本研究對現有CE的簡單改造，可以實現實時監測食管、胃及部分小腸黏膜變化，理論上經改造的CE也適用于醫療設備和基礎設施較差、內鏡醫師缺乏的醫療單位和救治現場的消化道疾病診查，以及對體型較大動物消化道疾病診查。由于膠囊系線，檢查結束可以將膠囊安全取出，CE一定程度上受到人為操作控制，可以縮短檢查時間和節省電量，為今后CE的重復利用創造條件[18，19]。

CE在采集圖像過程中，SB2八頭傳感器連接至信息儲存盒，確保八頭傳感片距離比格犬≤90 cm，則不需要將接受信號的電傳感芯片貼在動物腹部，可保持膠囊正常工作。實際臨床操作過程中，檢查者須將傳感片按照一定的體表部位黏貼在被檢查者腹部，被檢查者產生不適感，自由活動受限，且不宜用于對此過敏的受檢者。未來若能對SB2八頭傳感器進行簡化，不必將此黏貼至患者腹部再與盒子相連，那么CE使用起來更加便攜、輕巧、舒適，而更易被受檢者接受。

總之，本研究通過改變CE的使用方法，為比格犬上消化道急性應激性黏膜損傷實時監測和診斷提供新的方法。

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(2016-10-08收稿 2016-11-20修回)

(責任編輯 郭 青)

Establishment and application of capsule endoscopy in Beagle’s upper gastrointestinal tract examination

ZHANG Yingying1and TANG Hongwei2.

1.Xinxiang Medical University, Xinxiang 453000, China;2.Department of Gastroenterology, General Hospital of Chinese People’s Armed Police Force, Beijing 100039, China

Objective To establish real-time surveillance methods for capsule endoscopy when used in observing upper gastrointestinal mucosal diseases of Beagle dogs or other larger animals.Methods 1.One end of suture 4-0 was tied with the waist of the capsule endoscope, and the other end was taken from the top of the gastric tube through the lumen and out of the tube from a side hole before the capsule endoscope was pulled against the top of the gastric tube by stretching the line to accomplish a simple reconstruction for PillCam SB2 capsule endoscope; 2. A Beagle dog was narcotized before the gastric tube was used to assist the capsule endoscope into the esophagus and gastric cavity; 3. Glacial acetic acid (40%,40 ml)was administrated intragastrically and the capsule endoscope was used to observe the mucosal changes of the digestive tract.Results 1.The modified capsule endoscope entered the Beagle dog’s esophagus and stomach with the help of the gastric tube, and the capsule endoscope could be controlled when it rested against the top of the gastric tube by stretching the line to change the position and angle of the capsule endoscope; 2. Gavage administration of glacial acetic acid (40%,40 ml) led to the establishment of an acute gastric mucosal lesion model for Beagle dogs ; 3. The capsule endoscope could clearly capture the images of the gastric cavity, observe the apparent changes of gastric mucosa at different time points, making possible real-time surveillance of changes of gastrointestinal acute mucosal lesions of the animal model.Conclusions A method of real-time surveillance of the development of upper gastrointestinal mucosa acute lesions by capsule endoscopy has been established, which can be used to observe the changes of gastric mucosal acute injury of beagle dogs or larger animals.

experimental beagles;acute gastrointestinal mucosal lesions;capsule endoscopy;real-time monitoring;establishment and application of method

醫學期刊常用字詞正誤對照表

張瑩瑩，碩士研究生。

1.453000，新鄉醫學院；2.100039 北京，武警總醫院消化內科

唐紅衛，E-mail：thwwjp@hotmail.com

R573.1；R-331