胶囊内镜用于比格犬上消化道检查方法的建立与初步应用

张莹莹，唐红卫

胶囊内镜用于比格犬上消化道检查方法的建立与初步应用

张莹莹1，唐红卫2

目的 探索胶囊内镜用于比格犬等较大体型动物上消化道黏膜疾病实时监测的方法及可行性。方法 (1)对PillCam SB2型胶囊内镜进行简单改造，采用4号手术线一端束缚胶囊内镜的腰部做牵引线，另一端从胃管的顶端穿过，从一侧孔穿出胃管，通过拉伸将胶囊内镜顶靠在胃管的前端；(2)麻醉比格犬，胃管辅助胶囊内镜通过比格犬口咽送入食管、胃腔。(3)40%无水乙酸40 ml灌胃，胶囊内镜检查系统观察消化道黏膜变化。结果 (1)改装后的胶囊内镜在胃管的帮助下可以顺利地进入比格犬食管和胃内，并可通过拉伸牵引线将胶囊式内镜顶靠在胃管的前端部，控制胶囊内镜改变拍摄位置和角度。(2)40%无水乙酸40 ml灌胃，成功制造比格犬急性胃黏膜病变模型。(3)胶囊内镜可以清晰拍摄胃腔图像，观察胃黏膜在不同时间点出现的不同表观变化，实现对动物消化道疾病模型黏膜变化的实时监测。结论 成功建立了胶囊内镜实时监测上消化道黏膜急性病变发生发展的方法，将其初步应用于观察体型较大动物比格犬胃黏膜急性损伤过程中的表观变化是可行的。

实验比格犬；急性消化道黏膜病变；胶囊内镜；实时监测；方法建立与应用

体型较大动物(如比格犬)的胃肠道疾病模型的建立，是了解人类胃肠道疾病发生发展的重要实验方法。动物消化道疾病模型建立过程中及建成后，要想实现实时观测记录疾病发生发展的表观变化仍然是该领域的技术瓶颈。回顾以往的确定模型建立成功的方法，实验人员往往不能实时观测、及时确定模型建立是否成功，通常会将造模动物进行宰杀而获取机体目标组织做病理以明确。从某种角度来讲，由于对造模动物进行宰杀取组织的传统方法通常是非连续间断获取实验动物模型信息，某种意义上讲并未对疾病发生发展获得更加详细连续的认识。此前，文献[1]报道对消化道疾病模型动物观察采用普通电子胃镜，或用支气管镜代替胃镜。但考虑使用到普通电子胃肠镜需要洗消、储存等相应的配套设备，全套设备昂贵，体积大机动性差，且不能实现实时观测、连续记录疾病变化，某种程度上限制了实验室普通电子内镜应用。而有关胶囊内镜(capsule endoscopy，CE)的研究更多也只是在能够有配合意识的人身上使用，很少有用于活体动物的实验研究[2-5]。为此，笔者对体积小、配套设备少的CE进行了改造，使之可以用于体型较大动物(如比格犬)消化道疾病的实时观测诊断，以期对模型动物消化道疾病发生发展的表观变化提供一种简捷可行的观测方法。本研究主要探索经设计改进后的CE应用于比格犬上消化道应激性黏膜损伤动物模型诊断检查的方法，进而为消化道急性病变发生发展实现实时快速内镜诊断提供新型方法和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 健康成年比格犬5只(3雄2雌)，购自北京科宇动物养殖中心，质量(14.92±0.83)kg，均在动物养殖基地实验动物中心动物房分笼饲养，实验动物生产许可证:SCXK(京)2012-0004。

1.1.2 主要试剂及仪器 电子胶囊式内镜(PillCam SB2)5只、SB2八头腰带式传感器、内镜图像信息储存器、RAPID软件显示器均购自以色列Given Imaging公司，一次性鼻胃管(内置钢丝)(WGT-Ⅱ-16-B，浙江善仁医疗设备制造有限公司)，舒泰50(法国维克)，速眠新Ⅱ注射液[兽药字(2010)070011582，吉林省敦化市圣达动物药品有限公司]，无水乙酸(生产批号20160615，北京化工厂)，西甲硅油乳剂(德国柏林ChemieAG公司)，4-0手术线等。

1.2 方法

1.2.1 对胶囊式内镜进行改进 经改造的胶囊内镜系统，包括CE、胃管，CE外壁设置有牵引线，牵引线为4-0手术线(或等直径白色棉线)，一端捆扎在CE腰部[6,7]，另一端穿入胃管的顶端，穿过一段胃管通道，从胃管一侧孔穿出，通过拉伸牵引线将CE顶靠在胃管的前端部，可控制拍摄位置和角度。为了提高胃管的刚度便于力的传导，管内保留导丝。

1.2.2 CE送入比格犬胃腔 首先将比格犬基本信息录入图像信息储存盒，将SB2八头腰带式传感器一端连接至图像信息储存盒，信息储存盒连接到安装RAPID播放软件的显示器，确保SB2八头腰带式传感器另一端的传感芯片距离胶囊镜身范围限制在90 cm以内。打开包装盒CE即开始工作，所拍摄图像即通过电极片及八头传感器传输到信息储存盒暂存。舒泰50(2.5 mg/kg) 和速眠新Ⅱ注射液0.025 ml/kg混匀后，肌内注射；维持用药为初始剂量的1/3头静脉注射，在比格犬安定尚存在吞咽反射状态下，及时将改进后的CE胃管辅助下通过犬食管入口送入食管及胃腔，与此同时通过RAPID软件显示器可以观察到正常消化道黏膜图像。

1.2.3 制造急性胃黏膜病变动物模型 通过胃管外部口侧，采用配制西甲硅油乳剂冲洗胃腔，祛除胃腔内气泡和黏液[8]，待胃腔清洁向比格犬胃腔内灌注40%无水乙酸40 ml[9]。通过牵引线和胃管配合，调整CE在胃腔内的方向，改变拍摄位置。实时监测胃黏膜内镜下表现。记录每只比格犬不同时间不同部位显示器上观察到的胃黏膜的变化。

2 结 果

2.1 改进CE成功用于体型较大动物 对以色列Given Imaging公司生产的PillCam SB2型CE简单改装，系线胶囊通过胃管辅助推送，操作者在(10.54±1.64)min内顺利地将CE送入麻醉比格犬食管和胃内。在通过食管入口有阻力的情况下，可以将比格犬翻身面朝上，刺激比格犬发生吞咽反射使CE通过食管入口(图1)。进入胃腔后可通过拉伸棉线将CE顶靠在胃管的前端部，导丝的存在使胃管具有一定的刚度，此时可通过牵引棉线改变胃管前端曲度和方向控制CE改变拍摄位置和观察角度，并可在观察结束将其安全牵出(全程没有出现线断裂和胶囊脱落)。

图1 胃管辅助胶囊内镜送入比格犬胃腔

A.胃管辅助系线胶囊内镜;B.系线胶囊进入胃腔正常工作，八头传感器距离胶囊≤90 cm

2.2 急性胃黏膜病变动物模型的建立及实时监测 通过胃管体外口侧注入40%无水乙酸40 ml灌胃，通过显示器观察发现胃黏膜随即由正常的粉红色逐渐变苍白，另局部可见点片状充血及出血灶出现，病变面积不断扩大，病灶部位逐渐增多，继而逐渐变灰白，(9.89±0.15)min黏膜最终出现广泛糜烂出血，呈现灰褐色伴多发出血区(图2)。成功建立急性胃黏膜病变模型。黏膜急性损伤程度随时间呈现递增趋势，CE视野156°以4帧 /s速度连续摄像，损伤始动加重过程连续，屏幕显示持续动态变化。CE可以清晰拍摄胃黏膜，并观察胃黏膜在不同时间点出现的不同表观变化，实现了对消化道动物疾病模型黏膜变化的实时监测。

图2 胶囊内镜实时观测胃黏膜损伤变化

A.正常黏膜，表面光滑润泽呈橘红色;B.40%冰醋酸40ml灌胃后0.5 min，红润变为略显苍白稍粗糙；C.1 min，黏膜表面苍白，粗糙，呈粉红色，可见圆点状出血斑；D.1.5 min，黏膜表面苍白稍泛灰，呈粉红色，表面明显粗糙，覆薄层渗出物，可见原点状出血斑；E.2 min，黏膜苍白泛灰，表面粗糙，覆薄层渗出物，出血斑增多；F.2.5 min，黏膜主色继续变浅，灰色加深，表面粗糙明显，覆薄层渗出物，可见出血斑；G.3.5 min,黏膜呈不均匀灰白色，可见片状出血，黏膜皱襞肿胀；H.5 min,黏膜呈均匀灰色，黏膜皱襞肿胀，见片状出血区；I.10 min，黏膜呈灰褐色伴多发片状出血区，表覆大量渗出物，胃液浑浊，组织轮廓模糊，胶囊内镜视野受影响

3 讨 论

一般认为，CE在狭窄空间里拍摄照片更为清晰，故临床上普遍认为CE用于肠道疾病诊断与监测更有优势，尤其是小肠疾病[10-16]。本研究是为普通电子胃肠镜难以开展的情况下，探索CE用于较大体型动物上消化道黏膜疾病实时监测的方法及可行性。从本研究CE诊断系统可见，40%无水乙酸40 ml灌胃后，由于醋酸浓度较大，胃黏膜损伤发生迅速，随着时间延长，病变明显且损伤程度重，短时间内清晰呈现黏膜损伤过程及特点。系线CE能够全程监测急性胃黏膜病变，胃管内钢丝起到传导操作者施加的力和杠杆的作用，一定程度上控制了胶囊，与以往CE完全被动运行在消化道的情况不同。磁控CE能够在磁场力的作用下对胶囊施以控制，但存在设备昂贵，体积大机动性差，对操控者技术要求高，不适合广泛开展等问题[17]。

以往研究多采用大小鼠、豚鼠、兔等体型较小的动物制造消化道疾病模型，较少采用体型较大动物进行造模。本研究选用较大体型纯种比格犬作为受试动物有以下优点：(1)动物体型较大能够确保将CE吞入；(2)体型较大动物对造模因子耐受性更接近于人类；(3)为将来体型较大实验动物模型的创立提供更多参考信息，对动物消化道疾病的诊治也有一定参考价值。麻醉方面，比格犬清醒状态下很难配合操作，犬齿不易控制，CE送入食管困难。为模拟人清醒状态下吞咽CE，本研究采用舒泰和速眠新Ⅱ低剂量复合麻醉，使比格犬仍具有吞咽反射，便于系线胶囊胃管辅助送入食管，头静脉注射维持用药为肌注剂量的1/3，在保证操作者安全的情况下，既不对比格犬口咽及食管暴力造成损伤，又尽可能模拟人吞咽CE。

有研究发现，将工作状态的CE放入包装盒里即停止工作，可保存电量，以便再次使用。目前，本研究采用CE给人做检查均是一次性使用，并无回收再利用，原因为考虑到CE电量储备有限，也可保证无交叉感染。本研究对现有CE的简单改造，可以实现实时监测食管、胃及部分小肠黏膜变化，理论上经改造的CE也适用于医疗设备和基础设施较差、内镜医师缺乏的医疗单位和救治现场的消化道疾病诊查，以及对体型较大动物消化道疾病诊查。由于胶囊系线，检查结束可以将胶囊安全取出，CE一定程度上受到人为操作控制，可以缩短检查时间和节省电量，为今后CE的重复利用创造条件[18，19]。

CE在采集图像过程中，SB2八头传感器连接至信息储存盒，确保八头传感片距离比格犬≤90 cm，则不需要将接受信号的电传感芯片贴在动物腹部，可保持胶囊正常工作。实际临床操作过程中，检查者须将传感片按照一定的体表部位黏贴在被检查者腹部，被检查者产生不适感，自由活动受限，且不宜用于对此过敏的受检者。未来若能对SB2八头传感器进行简化，不必将此黏贴至患者腹部再与盒子相连，那么CE使用起来更加便携、轻巧、舒适，而更易被受检者接受。

总之，本研究通过改变CE的使用方法，为比格犬上消化道急性应激性黏膜损伤实时监测和诊断提供新的方法。

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(2016-10-08收稿 2016-11-20修回)

(责任编辑 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

医学期刊常用字词正误对照表

张莹莹，硕士研究生。

1.453000，新乡医学院；2.100039 北京，武警总医院消化内科

唐红卫，E-mail：thwwjp@hotmail.com

R573.1；R-331