Summary
تكيفت هذه الدراسة بنجاح الإنسان videofluoroscopic البلع الدراسة (VFSS) طرق للاستخدام مع نماذج المرض الفئران لغرض تسهيل البحث عسر البلع متعدية.
Abstract
تتكيف هذه الدراسة videofluoroscopic الإنسان البلع الدراسة (VFSS) طرق للاستخدام مع نماذج المرض الفئران لغرض تسهيل البحث عسر البلع متعدية. نتائج ناجحة تعتمد على ثلاثة مكونات أساسية: غرف اختبار التي تسمح التغذية الذاتية بينما كان واقفا غير المقيد في مكان ضيق، وصفات التي تحجب مكره طعم / رائحة عوامل التباين عن طريق الفم تجاريا المتاحة، وبروتوكول الاختبار خطوة بخطوة التي يسمح الكمي لابتلاع علم وظائف الأعضاء. سوف القضاء على واحد أو أكثر من هذه المكونات أن يكون لها تأثير ضار على نتائج الدراسة. وعلاوة على ذلك، فإن القدرة على مستوى الطاقة للنظام التنظير تحديد أي ابتلاع المعلمات يمكن التحقيق فيها. معظم مراكز الأبحاث لها fluoroscopes الطاقة العالية المصممة للاستخدام مع الناس والحيوانات الكبيرة، مما يؤدي إلى ضعف استثنائي جودة الصورة عند اختبار الفئران والقوارض الصغيرة الأخرى. وعلى الرغم من هذا القيد، حددنا سبعة VFSالمعلمات S التي هي قابلة للقياس الكمي باستمرار في الفئران عند استخدام الفلوروسكوب الطاقة العالية في تركيبة مع بروتوكول VFSS الفئران الجديد. حصلنا عليها مؤخرا نظام التنظير الطاقة منخفضة مع قدرات عالية بشكل استثنائي القرار التصوير والتكبير التي تم تصميمها للاستخدام مع الفئران وغيرها من القوارض الصغيرة. الأعمال الأولية باستخدام هذا النظام الجديد، في تركيبة مع بروتوكول VFSS الفئران الجديد، حددت 13 المعلمات السنونو التي هي قابلة للقياس الكمي باستمرار في الفئران، وهو ما يقرب من ضعف العدد الذي تم الحصول عليها باستخدام التقليدية (أي الطاقة العالية) fluoroscopes. ومن المتوقع تحديد المعلمات ابتلاع إضافية ونحن تحسين قدرات هذا النظام الجديد. النتائج تثبت حتى الآن مدى جدوى استخدام نظام منخفض التنظير الطاقة لكشف وتحديد التغييرات الطفيفة في ابتلاع علم وظائف الأعضاء التي قد خلاف ذلك يمكن تجاهلها عند استخدام fluoroscopes الطاقة العالية للتحقيق في نماذج الفئران المرض.
Introduction
عسر البلع (ابتلاع ضعف) هو عرض من أعراض شائعة للعديد من الحالات المرضية التي تؤثر على الناس من جميع الأعمار. ومن الأمثلة على ذلك السكتة الدماغية، ومرض باركنسون ومرض الزهايمر، الشلل الدماغي، ضمور العضلات، والتصلب الوحشي الضموري (ALS)، مرض باتن، سرطان الرأس والعنق، والولادة المبكرة، والشيخوخة المتقدمة. ويرتبط عسر البلع للغاية مع وفيات، وعادة نتيجة لسوء التغذية الحاد أو الالتهاب الرئوي الذي يتطور عند يستنشق البكتيري لادن الغذاء / السائل / اللعاب إلى الرئتين 1-4. هذه الحالة الطبية المنهكة والتي تهدد الحياة وتؤثر أكثر من 15 مليون شخص سنويا في الولايات المتحدة وحدها 3. وعلى الرغم من ارتفاع معدل انتشار والنتائج السلبية المرتبطة بها، وخيارات العلاج الحالية لعسر البلع تقتصر على مسكن (بدلا من العلاجية) النهج، مثل تعديل النظام الغذائي (على سبيل المثال، وتجنب الاتساق محددة الغذاء / السائل)، والتغيرات الوضعي (على سبيل المثال، tuckiنانوغرام الذقن عند البلع)، والنهج المحرك (على سبيل المثال، يمارس تستهدف العضلات في تجويف الفم والبلعوم والحنجرة و)، والنهج الحسية (مثل نكهة تنفيذ، ودرجة الحرارة، و / أو التحفيز الميكانيكي)، وأنبوب تغذية (مثل التغذية وترطيب تدار عن طريق أنفي معدي (NG) أنبوب أو عن طريق الجلد المعدة بالمنظار (PEG) أنبوب). هذه العلاجات مجرد يخدم العلاج أعراض كما بدلا من استهداف الأسباب الكامنة وراء هذه المشكلة. في الواقع، يشكل عائقا رئيسيا لاكتشاف الرواية، علاجات فعالة لعسر البلع هو المعرفة العلمية محدودة من الآليات المرضية المسؤولة، والتي تختلف من المرجح لكل مرض.
يتم تشخيص عسر البلع في الغالب باستخدام إجراء التصوير الشعاعي يسمى videofluoroscopic البلع الدراسة (VFSS)، المعروف أيضا باسم دراسة الباريوم ابتلاع المعدلة. على مدى السنوات ال 30 زائد الماضية، فقد اعتبر هذا الاختبار التشخيصي والذهب القياسية للEValuating ابتلاع ظيفة 5-7. هذا الاختبار تستلزم المريض الجلوس أو الوقوف في مسار شعاع الأشعة السينية آلة التنظير في حين تناول الطعام طوعا والاتساق السائلة مختلطة مع وكيل النقيض من ذلك عن طريق الفم، وعادة كبريتات الباريوم 8،9 أو iohexol 10. كما يبتلع المريض، ويمكن أن ينظر إلى الطعام والسوائل التي تحتوي على عامل تباين في الوقت الحقيقي من خلال شاشة الكمبيوتر أثناء السفر من الفم إلى المعدة. الهياكل الأنسجة اللينة مرئية أيضا ويمكن تقييم نسبة إلى هيكلة وظيفة. ويطلب من المرضى لأداء عدة يبتلع كل المواد الغذائية والاتساق السائل، وكلها الفيديو المسجل للعرض لاحقا والإطار حسب الإطار تحليل لتحديد وجود ودرجة عسر البلع. وعادة ما يتم تحليل العديد من المكونات الفسيولوجية للالبلع، مثل نقطة الزناد التشريحية للابتلاع البلعوم، البلعة الوقت العبور من خلال البلعوم والمريء ومدى ومدة larynارتفاع GEAL والموقع وكمية من مخلفات ما بعد ابتلاع، وقوع والسبب الفسيولوجية الانقاذ 7،11.
تم تكييفها جوانب بروتوكول VFSS البشري مؤخرا لدراسة الفئران يتصرف بحرية؛ ومع ذلك، كانت النتائج محدودة بسبب الفئران لم يبقى في مجال videofluoroscopic نظر خلال اختبار 12. لم يسبق حاول VFSS مع الفئران. فإن التكيف الناجح لبروتوكول VFSS البشري للاستخدام مع الفئران والجرذان توفر طريقة البحث رواية للتحقيق في مئات من الفئران الموجودة حاليا (الماوس والفئران) نماذج من الأمراض التي يعرف عنها أنها تسبب عسر البلع لدى البشر. وبالتالي فإن هذا الأسلوب الجديد (المشار إليه فيما VFSS الفئران) يسرع تحديد والتحقق من نماذج الفئران من عسر البلع التي هي مناسبة للتحقيق في الآليات العصبية الكامنة داخل الأنسجة العضلات والأعصاب والدماغ التي هي مرضية، والمساهمة في عسر البلع طن البشر. وعلاوة على ذلك، فإن الفئران VFSS تسمح بتحديد مقاييس موضوعية (المؤشرات الحيوية) من ابتلاع وظيفة / الخلل التي يمكن مقارنة مباشرة مع البشر. يمكن لهذه الأنواع عبر المؤشرات الحيوية videofluoroscopic ثم يخدم مقاييس النتائج الجديدة لقياس فعالية العلاج في التجارب قبل السريرية مع الفئران والجرذان، والتي من شأنها أن تترجم إلى أفضل التجارب السريرية مع الناس.
ولهذه الغاية، تم تأسيس بروتوكول VFSS الفئران باستخدام ~ 100 الفئران من كلا الجنسين. وكانت جميع الفئران إما C57 أو C57 سلالات هجين / SJL. لم يغير من الفئران C57 وراثيا، في حين كان C57 / SJL سلالة الخلفية لمستعمرة المعدلة وراثيا SOD1-G93A (أو SOD1) الفئران، ونموذج الحيوان الأكثر استخداما على نطاق واسع من ALS. كانت مستعمرة SOD1 على 50-50 مزيج التقريبي المعدلة وراثيا (أي المتضررين ALS) الفئران وnontransgenic (أي لم تتأثر) تتزاحم.
يتكون بروتوكول VFSS الفئران من ثلاثة عناصر:
- وصفات التي تحجب مكره طعم / رائحة الفم عوامل التباين وإنتاج الإشعاعية كافية للسماح التصور الكافي من البلع،
- خطوة بخطوة اختبار البروتوكول الذي يزيد الامتثال الحيوان، ويقلل من إجمالي وقت الاختبار والتعرض للإشعاع، ويسمح الكمي من العديد من المعلمات ابتلاع لكل مرحلة من مراحل البلع (أي عن طريق الفم، البلعوم، والمريء).
التأثير المشترك ينتج مريحة، والإجهاد المنخفض، ذاتية التغذية البيئة الفحص الذي يسمح تقييم التغذية النموذجية والسلوكيات البلع من الفئران.
Protocol
بروتوكول VFSS الفئران يتبع لجنة رعاية واستخدام المؤسسية الحيوان (IACUC) بروتوكول المعتمدة والمبادئ التوجيهية المعاهد الوطنية للصحة.
1. غرف تعبيد مراقبة من البولي الأنابيب والشراشف (الشكل 1)
- قطع 5 سم واسعة، مربع أنابيب البولي (~ 2 مم سماكة الجدار) إلى 16 سم أطوال باستخدام آلة الطحن اليدوي. معظم الفئران تناسب بشكل كاف ضمن هذه الأبعاد، مما يؤدي الى غرفة الاختبار الضيقة التي يسمح المشي والدوران في المكان كما تريد. وسماكة جدار ~ 2 مم يوفر الصلابة الكافية دون التخفيف بشكل كبير من شعاع الأشعة السينية.
- وهناك نوعان من غرف ضرورية لهذا البروتوكول: "أنابيب صنبور"، والمصممة لتوفير السوائل عن طريق صنبور، و "أنابيب التهوية"، والمصممة لتوفير السوائل عن طريق الربط بين عاء.
- ل "أنابيب صنبور"، وجعل ثقب مستطيل صغير (12 × 8 ملم) في الجزء العلوي من كل أنبوب قرب نهاية واحدة باستخدام اليدوي طحن ماخالمعهد الوطني للإحصاء. يستخدم هذا الثقب لتقديم حلول الشرب عن طريق صنبور أنبوب sipper خلال تكييف السلوكي والاختبار VFSS.
- ل "أنابيب التهوية"، وحفر 9 فتحات التهوية الصغيرة في الجزء العلوي من كل أنبوب قرب نهاية واحدة. ويستخدم هذا الأنبوب أثناء VFSS اختبار مع وعاء-PEG بدلا من أنبوب sipper.
- ومن الممكن استخدام أنابيب صنبور عند تسليم السائل عن طريق الربط بين عاء. ومع ذلك، يجب أن سدت فتحة في السقف الغرفة لمنع السلوكيات الاستكشافية تشتيت كتبها الفئران (راجع الخطوة 6.2.2).
- وهناك نوعان من غرف ضرورية لهذا البروتوكول: "أنابيب صنبور"، والمصممة لتوفير السوائل عن طريق صنبور، و "أنابيب التهوية"، والمصممة لتوفير السوائل عن طريق الربط بين عاء.
- الأغطية قطع البولي (3/4 "سماكة) في نهاية مباراة دولية (50 × 50 مم، و 2 في أنبوب) باستخدام آلة طحن المحوسبة، ودعا أيضا المحوسبة التحكم العددي (CNC) الجهاز.
- مطحنة أخدود مستطيل واحد (19 × 6 مم) قرب حافة واحدة من الوجه الداخلي للكل نهاية الحد الأقصى. استخدام هذا الأخدود لتأمين-عاء الوتد بالنسبة للفئران للشرب من خلال اختبار VFSS.
- مطحنة 5 فتحات التهوية المستديرة (6 مم) من خلال كل نهاية سقف.
- مطحنة واحدة حفرة أصغر الجولة (5 مم) خلال نهاية كأب، مباشرة فوق أخدود مستطيل. استخدام هذا الثقب لتسليم السائل في وعاء-PEG خلال الاختبار VFSS.
- على الوجه الخارجي للنهاية كأب، وطاحونة و9/16 "قطر counterbore هذا هو 1/4" عميق حول هذا الثقب أصغر.
- مطحنة بعيدا 2 مم على طول محيط الوجه الداخلي للغطاء نهاية إلى عمق 7 ملم لجعل خطوة إدراج بسهولة في نهاية الأنبوب.
- مطحنة 1 مم الأخدود في خطوة من نهاية الحد الأقصى لاستيعاب يا الدائري، وهو أمر ضروري لمنع نهاية الحد الأقصى من السقوط في نهاية الأنبوب.
- جولة قبالة الحواف المكشوفة وشطبة كل ركن من أركان نهاية مباراة دولية لمنع مضغ كتبها الفئران.
- جعل الأطباق PEG-من البولي الأغطية باستخدام آلة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. يجب أن تكون الأبعاد الكلية 24 × 19 × 6 مم 3، مع 10 × 3 مم 2 وعاء على شكل الاكتئاب في نهاية واحدة. واحد الربط بين عاء هو لزم الامرد لكل أنبوب. يجب الربط بين الأطباق إدراج بشكل مريح في أخدود مستطيل في نهاية قبعات (الشكل 2).
الشكل 1: غرف مراقبة صممت غرف مراقبة للحفاظ على الحيوانات تتصرف بحرية في مجال التنظير نظر. تظهر هذه الصور مكونات الغرفة الأساسية لإجراء VFSS. العلوي: "أنبوب صنبور"، والمصممة لتوفير السوائل عبر صنبور. أسفل: "أنبوب التهوية"، والمصممة لتوفير السوائل عن طريق الربط بين عاء. وهما نهاية مباراة دولية قابلة للتبادل بين صنبور والتهوية الأنابيب.
الشكل 2: الربط بين الأطباق يستقر كل-عاء الوتد في أخدود في مواجهة الداخلية في كل نهاية الحد الأقصى. اليسار:مكونات غير المجمعين. الأوسط: تجميع المكونات. الحق: الوجه الخارجي من نهاية كاب الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
2. تعبيد زجاجات Sipper أنبوب من أنابيب أجهزة الطرد المركزي، سيليكون سدادات، وينبثق المعدنية (الشكل 3)
- استخدام حفار سدادة (5/16 ") لجعل ثقب مركز من خلال كل سدادة السيليكون.
- تطبيق بضع قطرات من الزيوت المعدنية في حفرة تتحمل وإدراج صنبور المعادن يدويا في نهاية واسعة من سدادة. ويفضل التوالي ينبثق الكرة نقطة على التوالي بسبب التدفق نهاية مفتوحة تؤدي إلى تسريب المفرط والرش لعامل تباين داخل غرفة المراقبة، والتي يمكن أن تتداخل مع التصور أثناء الاختبار.
- ضبط طول صنبور بحيث يمتد على طول سدادة سيليكون ويمتد سم تقريبا 3 بعد نهاية واسعة من سدادة.
- إدراج نهاية ضيقة من كل سدادة (التي تحتوي على أنبوب sipper) في أنبوب الطرد المركزي 30 مل.
- تحقق من أن طول صنبور كاف من قبل إدراجه من خلال ثقب مستطيل في الجزء العلوي من غرفة المراقبة. غيض صنبور يجب أن يبني حوالي 1 سم من سقف الغرفة، وهي فترة طويلة بما فيه الكفاية بالنسبة للفئران البالغين الأصحاء للوصول.
ملاحظة: أطول أطوال تؤدي إلى الفئران الشرب في حين تحول / إمالة الرأس، والذي يحجب التصور من خلال البلع VFSS. - تمديد طول صنبور لاستيعاب الفئران الأصغر سنا، سلالات الفئران الصغيرة الحجم، ونماذج المرض الماوس التي لا يمكن أن تصل إلى صنبور بسبب إعاقة حركية في الأطراف.
- غسل ينبثق جعلت حديثا قبل استخدامها لإزالة النفط المعدنية، والحطام سيليكون، وغيرها من الملوثات أثناء المناولة.
الشكل 3: Sipper. أنبوب زجاجات اليسار: مكونات غير المجمعين. الأوسط: تجميع المكونات. الحق: الشرب الماوس من أنبوب sipper في غرفة المراقبة الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
3. أنشئ الحقنة تسليم النظام للاستخدام مع الربط بين الأطباق (الشكل 4)
- استخدام مخرطة لجعل محولات لربط البولي إثيلين (PE) أنابيب إلى غرفة الملاحظة في نهاية القبعات، وصفها على النحو التالي.
- قطع 1/2 "قطر راتنج الاسيتال المواد قضيب إلى 1 1/4" أقسام طول، المشار إليها هنا محولات أنبوب (أو محولات).
- في واحدة من نهاية لكل محول، والحد من "طول المقطع في تلميح إلى 3/16" 1/2 القطر، والمشار إليها هنا كما في نهاية الضيقة.
- ل3/4 "المقطع طول كل محول (أي 1/2" المتبقية نهاية القطر)، الأخاديد آلة لتجتاح خلال دليل لناه. ويشار إلى هذا القسم في هذه الوثيقة على أنها نهاية واسعة.
- في النهاية واسعة من كل محول، حفر حفرة المركز الذي هو 0.098 "القطر و1" عميق.
- الحفر وريم الجزء المتبقي من ثقب مركز في كل محول إلى 0.096 "لتوفير نوبة دافئ على أنابيب PE.
- قطع PE أنابيب (PE 240، القطر الداخلي 1.67 مم) إلى الطول المطلوب باستخدام مقص. بطول 3-4 القدم يزيد بما فيه الكفاية المسافة بين المحقق والفلوروسكوب خلال الاختبار VFSS لتحسين السلامة من الإشعاع.
ملاحظة: سوف وقتا أطول أطوال الاستفادة من حجم أكبر من الحل عامل تباين خلال VFSS الاختبار، وربما أكبر من القياسية 30 مل صفة. - إدراج ذات الرؤوس كليلة 15 G إبرة تماما في واحدة من نهاية الأنبوب PE. يجب دافئ المناسب.
- أدخل أخرى (الحرة) نهاية الأنبوب PE من خلال ثقب وسط أنبوب محول، ابتداء من الساعة رانه نهاية واسعة.
- سحب أنابيب PE من نهاية الضيقة للمحول بحيث يمتد ~ 2 مم.
- إدراج نهاية الضيقة للمحول (مع ~ 2 مم PE أنابيب يمتد من ذلك) في نهاية الحد الأقصى من أنبوب الملاحظة؛ يجب أن تناسب بشكل مريح في حفرة counterbored تقع مباشرة فوق-وعاء الوتد.
- ضبط طول PE أنابيب في نهاية الضيقة للمحول بحيث يمتد بالكاد فوق الاكتئاب وعاء في وعاء-PEG.
- ملء حقنة 10 مل (بدون الإبرة المرفقة) مع الماء من كوب وإزالة أي فقاعات الهواء.
- نعلق حقنة مليئة إلى نهاية الإبرة للأنابيب PE.
- دفع ببطء الغطاس حقنة لتوصيل المياه إلى منطقة عاء الوتد في غرفة المراقبة. توقف عند-عاء الوتد هو كامل تقريبا. تجنب الملئ، والذي يؤدي الرش أثناء الشرب.
- إذا لم-وعاء PEG ملء بشكل صحيح، ضبط طول الأنبوب PE تمتد فوق-وعاء الوتد.
- وعلى مدى امتداد للPEسوف أنابيب تغري الفئران لمضغ عليه خلال الاختبار، بدلا من الشرب من وعاء-PEG.
- إذا لم يتم تمديد أنابيب PE بعيدا بما فيه الكفاية، سيتم تشغيل السائل على أرضية غرفة المراقبة بدلا من ملء وعاء-PEG.
- بعد الاستخدام، وفصل حقنة ويغسل نظام التسليم حقنة بأكمله بالماء والصابون. استخدام حقنة 10 مل لدفع الهواء عبر الأنابيب PE لإزالة المياه. تعقيم بواسطة التعقيم حسب الحاجة.
الرقم 4: حقنة نظام تقديم المتبقي: مكونات غير المجمعين. الأوسط: تجميع المكونات. الحق: الشرب الماوس من الربط بين عاء في غرفة المراقبة الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
4. أنشئ Sciss الميكانيكيةأو رفع الجدول لتحديد المواقع عن بعد من غرفة مراقبة (الشكل 5)
- بناء رفع مقص مع منصة سم 12 × 12 والتي يمكن أن ترفع وأقل بنسبة 5 سم لاستيعاب مشاهدة الفئران في مواقع مختلفة في مجال التنظير نظر. وينبغي أن تكون المواد رفع المعدن أو البلاستيك لسهولة التنظيف مع المطهرات.
- جبل المحركات السائر لضبط الارتفاع والموقف الطولي للرفع.
- زوجين أول محرك السائر إلى آلية رفع مقص للسيطرة على ارتفاع بترجمة والعارضة. هذا الاقتران يمكن أن يكون الرصاص المسمار أو جريدة وترس المديونية.
- زوجين المحرك السائر الثاني إلى الإطار رفع مقص للسيطرة على الموقف الطولي بترجمة إطار رفع كامل نسبة إلى الجدول. هذا الاقتران يمكن أن يكون الرصاص المسمار أو جريدة وترس المديونية.
- سلك نظام التحكم عن بعد إلى المحركات السائر للسماح تعديل موقف غرفة المراقبة أثناء التصوير مع التقليل investigaالتعرض للإشعاع تور.
- واجهة أزرار التحكم عن بعد المحمولة مع شريحة متحكم للسيطرة على التنشيط واتجاه كل السائر المحركات.
الشكل 5: التحكم فيها عن بعد الجدول ارفع مقصية اليسار: عرض الجانب من الجدول رفع مقص. اليمين: رفع الجدول مع غرفة المراقبة المتمركزة في الفلوروسكوب. يعدل الجدول رفع موقف غرفة المراقبة للحفاظ على الفئران في مجال الرؤية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
5. تنفيذ تكييف السلوكي قبل VFSS اختبار لضمان مشاركة القصوى
- 1-2 أسابيع قبل VFSS الاختبار، والفئران الخاضعة ليلة وضحاها واحد (12-16 ساعة) فترة تنظيم المياه للحثالعطش، وهي الفترة التي المياه المحتجزة من قفص المنزل. الهدف من تنظيم المياه للحيوانات أن تكون عطشان، وليس المجففة. يجب أن تبقى الحيوانات في حالة تأهب واستجابة. هذه المدة والإطار الزمني ضروري لمنع الجفاف، والتي قد تحدث نتيجة لحلقات التنظيم 2 المياه في حدود 1 في الاسبوع (أي، واحدة للتكييف السلوكي وآخر للاختبار VFSS).
- وضع واحد "أنبوب صنبور" (مع مغلقة من قبل-نهاية سقف واحد النهاية) على أرضية قفص المنزل تحتوي على مواد الفراش الطازجة. وينبغي أن تكون نهاية مغلقة أقرب افتتاح صنبور في سقف الغرفة. هذه الخطوة تضمن التهوية الكافية في حين احتشد العديد من النوم الفئران داخل بين عشية وضحاها عمق الغرفة. نهاية مفتوحة تسمح الفئران لتدخل بحرية / خروج من الغرفة.
- إزالة المواد تخصيب أخرى (على سبيل المثال، nestlet وكوخ) لتشجيع الفئران لاستكشاف والنوم في غرفة بين عشية وضحاها (الشكل 6). تضمن هذه الخطوة أن الفئرانوتأقلم على وجودها في حجرة لفترات طويلة قبل الاختبار VFSS.
- توفير واحد بيليه الغذاء القياسية في الماوس على أرضية القفص لتناول الطعام بين عشية وضحاها. لا توفر الماء أو مصادر الماء الأخرى.
- استخدام أعلى مرشح القياسي لاحتواء الفئران في قفص بين عشية وضحاها، وأبعاد غرفة المراقبة تمنع غطاء الأسلاك القياسية من المناسب في القفص. تخزين السلك غطاء إزالة (التي تحتوي على المواد الغذائية وزجاجة الماء) على قمة أعلى مرشح لتثقل الغطاء ومنع الفئران من الهرب.
- أداء استساغة اختبار في صباح اليوم التالي، وصف على النحو التالي.
- إجراء اختبار حل بطعم الشوكولاته في 30 مل زجاجة أنبوب sipper، دون إضافة عامل تباين (أي الماء بديلا للiohexol). يتم وصف هذه الوصفة في الجدول 1. جعل زجاجة واحدة في قفص لفحصها.
- إزالة غرفة المراقبة واستبدال غطاء الأسلاك القياسية. تقديم الشوكولاته بطعمالحل (درجة حرارة الغرفة، ~ 22 ° C) لمدة 2 دقيقة لكل قفص، وإدراجها من خلال غطاء السلك.
- تقييم استساغة من خلال مراقبة سلوكيات الشرب خلال فترة الاختبار 2 دقيقة.
- يسجل استساغة وفقا للمعايير التالية:
- الكمون حتى المشروبات الماوس الأولى في صنبور لا يقل عن 5 ثانية دون انقطاع.
- النسبة المئوية من الفئران في قفص أن تشرب الحل.
- عدد من الفئران التي تشرب في وقت واحد في صنبور.
- ويعتبر الحل مستساغا إذا كانت الأغلبية من الفئران في كل قفص لديك عدة طويلة (> 5 ثانية) نوبات الشرب وإذا الفئران متعددة في وقت واحد يشرب من صنبور (الشكل 7).
- إذا كان هذا الحل بطعم الشوكولاته ليس مستساغا، تكرار التجارب استساغة مع القدرة على نكهة أخرى بتركيزات مختلفة لتحديد الحل المفضل واحد.
- تقديم ما يصل إلى أربعة حلول مختلفة (بتركيزات مختلفة) في وقت واحدمن أجل العشوائية إلى أقفاص متعددة من الفئران في يوم اختبار واحد، دون فترة أو فشل الحل تبييض. وتشمل القدرة على النكهات مناسبة للنظر في الفئران السكر، والجبن، زبدة الفول السوداني، ومختلف الفواكه والجوز النكهات، والحليب.
ملاحظة: لا تؤدي استساغة اختبار أكثر من مرة واحدة في الأسبوع لمنع الجفاف المتكررة من حلقات تنظيم المياه. - قد يستغرق عدة أسابيع لتحديد الحل المفضل لكل سلالة من الفئران بنجاح. والهدف هو تحديد النكهات المرشح أن يؤدي إلى تعدد طويلة (> 5 ثانية) نوبات من الشرب من الفئران على الفور (<30 ثانية) بعد التعرض، كما تعتبر هذه المؤهلات الأمور الجوهرية لتحقيق نتائج VFSS ناجحة.
- بعد تبين وجود حل نكهة فضل، والعودة إلى غرفة المراقبة على كل قفص المنزل لمواصلة تكييف السلوكي، صفها على النحو التالي.
- نعلق نهاية كأب واحدة إلى غرفة المراقبة في نهاية أقربالبيضاوي (صنبور) حفرة.
- تقديم الفئران الحل بطعم الشوكولاته لمدة 2-3 ساعة عن طريق إدخال أنبوب زجاجة sipper من خلال ثقب بيضاوي في الجزء العلوي من القاعة. هذه الخطوة تؤكد على أن كل الفئران قد اشترط لشرب عميقة داخل غرفة المراقبة.
- إزالة غطاء الأسلاك لاستيعاب غرفة المراقبة.
- ضع 1 الغذاء بيليه في الماوس في الطابق قفص لlibitum الإعلانية الاستهلاك خلال فترة الاختبار.
- تغطية القفص مع كبار مرشح موحد لمنع الفئران من الهروب للفترة المتبقية من الفترة تكييف السلوكية. تخزين السلك غطاء إزالة (التي تحتوي على المواد الغذائية وزجاجة الماء) على قمة أعلى مرشح لتثقل الغطاء.
- توفير المياه والغذاء بالمال وبالشهرة أيضا الإعلانية في قفص المنزل عند اكتمال تكييف السلوكي.
- غسل غرف المراقبة (الأنابيب ونهاية مباراة دولية) وزجاجات أنبوب sipper (ينبثق وأنابيب الطرد المركزي) بالصابون والماء؛ تعقيم بواسطة التعقيم حسب الحاجة. تجنباستخدام الأسيتون لتنظيف الأنابيب لأنه يسبب لها تأثير تغيم الدائم الذي يجعل أنبوب شفاف بدلا من شفافة.
الشكل 6: الفئران استكشاف مراقبة الدوائر الفئران تميل بطبيعة الحال إلى البحث عن ملجأ في المساحات الصغيرة. ونتيجة لذلك، يدخلون بحرية واستكشاف أنبوب الملاحظة عندما يتم وضعها في قفص المنزل. تم العثور على معظم الفئران النوم في غرفة في الصباح. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
| المكونات | الشوكولاته الحل (لاستساغة الاكل اختبار) | الشوكولاته بنكهة Iohexol (لVFSS اختبار) |
| 3 مل | 3 مل | |
| Iohexol (350 ملغ اليود / مل) | 0 مل | 15 مل |
| الماء (DI أو تصفيتها) | ضبط إلى 30 مل الحجم النهائي (27 مل) | ضبط إلى 30 مل الحجم النهائي (12 مل) |
| الحجم النهائي | 30 مل | 30 مل |
الجدول 1: اختبار الحل المفضل من قبل C57 وC57 / SJL ماوس سلالات بطعم الشوكولاته.
الرقم 7: استساغة الاكل اختبار مؤشر واحد من تفضيل طعم أثناء اختبار استساغة هو عدد الفئران التي تشرب في وقت واحد من صنبور واحد في قفص المنزل. هذه الصورة تظهر أربعة فئران الشرب في وقت واحد حل بطعم الشيكولاتة والتى تم تحديدها على أنهافضل محسن نكهة من C57 وC57 / SJL السلالات.
6. VFSS إعداد اختبار
- الفئران الخاضعة للفترة تنظيم المياه بين عشية وضحاها (أي حجب المياه عن 12-16 ساعة)، كما هو موضح في الخطوة 5 أعلاه.
- وضع واحد "أنبوب التهوية" (مع مغلقة من قبل-نهاية سقف واحد النهاية) على أرضية قفص المنزل تحتوي على مواد الفراش الطازجة. وينبغي أن تكون نهاية مغلقة أقرب فتحات التهوية في سقف الغرفة. هذه الخطوة تضمن التهوية الكافية في حين احتشد العديد من النوم الفئران داخل بين عشية وضحاها عمق الغرفة. نهاية مفتوحة تسمح الفئران لتدخل بحرية / خروج من الغرفة.
- في صباح اليوم التالي، وإزالة غرف الملاحظة المتسخة من الأقفاص وشطف لفترة وجيزة مع ماء الصنبور وجافة تماما في التحضير للاختبار VFSS.
- إزالة وتنظيف غرفة واحدة فقط في كل مرة لمنع الخلط بين غرف أقفاص، والتي يمكن أن تسبب السلوكيات الاستكشافية المفرطة التيتتداخل بشكل كبير مع اختبار VFSS.
- إذا تم استخدام "أنابيب صنبور" بدلا من "أنابيب التهوية" لاختبار VFSS، تضاف المكونات سيليكون في افتتاح صنبور من سقف غرفة المراقبة لمنع السلوكيات الاستكشافية (الشكل 8).
- تسمية كل غرفة (على سبيل المثال، مع عدد قفص المنزل) لمنع خلط.
ملاحظة: استخدم علامة المسح الجاف لتسمية كل أنبوب تنظيفها قبل وضعه مرة أخرى في قفص المنزل. وينبغي تجنب علامة دائمة لأنه يمتص من المواد أنبوب ولا يغسل، وحتى مع الكحول أو الأسيتون.
- إعداد الحل iohexol بطعم الشوكولاته (أو غيرها من الحل مستساغا).
- جعل وصفة واحدة (30 مل) من محلول الاختبار (الجدول 1) لعدة أقفاص.
- الاحتياطات اللازمة لIOHEXOL: مخزن زجاجات iohexol فتحها في درجة حرارة الغرفة، محمية من الضوء. استخدام فتح زجاجات iohexol خلال 24ساعة، واللزوجة والذوق قد تتغير في غضون يوم أو نحو ذلك بعد التعرض للهواء. بدلا من ذلك، وتجميد aliquots من-حصص واحدة (15 مل) في أنابيب الطرد المركزي للتخزين على المدى الطويل. يجب استخدام مستعدة حلول اختبار iohexol في غضون ساعات قليلة لضمان نضارة ومنع التهرب من الفئران. إدارة حلول iohexol في درجة حرارة الغرفة لتجنب بتفاقم هذه الدراسة وذلك بسبب الآثار درجة الحرارة على وظيفة السنونو. لا تجميد أي المتبقية حل اختبار استعداد، كما تصبح نكهة الشوكولاته مريرة مع تجميد والنتائج في تجنب كتبها الفئران.
- إعداد بيئة التنظير.
- استخدام الغيار الغرفة (فارغة) الملاحظة والربط بين عاء (أو أنبوب sipper صنبور) لتحديد ارتفاع الأمثل وموقف داخل شعاع الفلوروسكوب الذي يسمح التصور من الشرب في الجانبية (الأفقية) طائرة.
- تعيين معدل الإطار التنظير إلى 30 لقطة في الثانية. أعلى (ولكن ليس أقل) معدلات الإطار يمكن استخدامها إذا كانت متوفرة.
- Eتكفل للمعايرة علامة ظليل للأشعة يتم وضعها بشكل مناسب على الكاميرا الفلوروسكوب / كاشف بحيث كان مرئيا على شاشة العرض أثناء الاختبار بأكمله. هذه الخطوة ضرورية للسماح معايرة قياسات طول تستخدم لقياس المعلمات السنونو.
الرقم 8: سيليكون التوصيل عند استخدام الربط بين السلطانيات اليسار: سيليكون المكونات. اليمين: يتم سحبها والمكونات سيليكون من خلال فتح أنبوب sipper في الجزء العلوي من غرفة المراقبة. هذه المكونات يمنع الفئران من الإصابة يصرف من فتح صنبور عند استخدام وعاء-PEG بدلا من أنبوب sipper خلال الاختبار VFSS. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
7. VFSS اختبار الفئران
- رفع غرفة للخروج من القفص وبلطف إرفاق 2 الثانية نهاية الحد الأقصى (مع الربط بين عاء المرفقة، إذا لن يتم استخدام أنبوب sipper)، والحرص على عدم قرصة الماوس (وبخاصة الذيل).
ملاحظة: هذا النهج يقلل الاجهاد استجابة الماوس، بسبب المناولة، وهو أمر مهم خصوصا بالنسبة للفئران التي يجري اختبارها لأول مرة. - مع تكرار التجارب والفئران يمكن أن تقتنع بسهولة للدخول إلى الغرفة عندما يتم وضعها أمامهم داخل القفص، أو عندما علقت من ذيله خلال افتتاح القاعة.
- في حالة استخدام وعاء PEG-، وتقديم الحل عن طريق نظام تسليم حقنة موضح في الخطوة 3 أعلاه. يسمح هذا النظام إعادة تعبئة سريعة وسهلة للوعاء الوتد حسب الحاجة.
- في حالة استخدام زجاجة أنبوب sipper، إدراج أنبوب sipper من خلال فتح البيضاوي في الجزء العلوي من غرفة المراقبة. إمالة الزجاجة بحيث يتم توجيه صنبور نحو وسط الغرفة.
- ضبط الموقف من غرفة المراقبة (باستخدام الجدول رفع مقص التحكم فيها عن بعد وصفها في الخطوة 4) بحيث تكون آلية البلع مرئيا في مجال الرؤية.
- إيقاف التسجيل في كل مرة الماوس يتحول بعيدا عن وعاء-PEG أو صنبور لتقليل مدة التعرض للإشعاع.
- استئناف التسجيل عندما يعود الماوس إلى صنبور أو الربط بين عاء.
- إعادة ملء وعاء PEG-حسب الحاجة.
- وقف اختبار إذا الماوس لا يشرب خلال 5 دقائق. والهدف هو لتسجيل العديد من خط الطولز (> 5 ثانية) نوبات من الشرب المستمر، وهو الأمر المعهود بالنسبة لمعظم الفئران داخل دقيقة 2 الأول من الاختبار.
- العودة الفئران غير متوافق إلى قفص المنزل (بدون ماء) لإعادة الاختبار في وقت لاحق من نفس اليوم. لا تتجاوز فترة تنظيم المياه 24 ساعة. تتم إزالة الفئران التي لا تزال غير خاضعة لثلاث تجارب من الدراسة.
- تنظيف-عاء PEG (وغيض من أنابيب PE) أو أنبوب sipper صنبور مع منشفة ورقية جافة بين الفئران.
- تنظيف غرفة المراقبة حسب الحاجة بين الفئران لإزالة أي iohexol تناثر على جدران الغرفة. شطف الغرفة مع الاستفادة من المياه وتجف مع منشفة ورقية.
- استخدام جديد الربط بين عاء (أو تغيير sipper أنبوب صنبور). خلاف ذلك، قد يكون مشتتا الفئران عن طريق رائحة الفئران الأخرى التي شربت من نفس الربط بين عاء أو أنبوب sipper. يجب أن يكون المسمى للربط الأوعية وأنابيب sipper لتفادي الخلط.
8. تحليل فيديو
- استخدام برنامج تحرير الفيديو البرمجيات التي تسمح الإطار حسب الإطار تحليل التسجيلات videofluoroscopy لقياس المعلمات ابتلاع الفائدة (الجدول 2). التعرف على اثنين على الأقل المراجعين تدريبهم على تحليل كل الفيديو بطريقة أعمى: مقدم مشاركة الابتدائي واحد أو اثنين من المراجعين الثانوي.
- المراجع الأساسي: عرض كل فيديو لتحديد وتحليل 3-5 طويلة (حوالي 5 ثانية) نوبات الشرب. ويستند هذا المعيار على دراسات نشرت ابتلاع غير الشعاعية مع الفئران 13،14 وVFSS مع الفئران تبين أن 12 3-5 التدابير في المعلمة ابتلاع كافية للالتحليلات الإحصائية.
- المراجعين الثانوي: تحليل مستقل 3-5 التدابير في المعلمة ابتلاع لكل الماوس التي تم تحديدها في البداية وتحليلها من قبل المراجع الابتدائي.
- تحديد الاختلافات المعلقين لكل الماوس. إعادة تحليل جميع التناقضات كمجموعة مراجع للتوصل إلى توافق بنسبة 100٪.
- متوسط 3-5 الآراء (أي بلا منازع) القيم لكل ابتلاع المعلمة للحصول على القيمة المتوسطة لكل الماوس لاستخدامها في التحليلات الإحصائية. عندما يقل عن 3 قياس آثافةويتم الحصول على وفاق لمعلمة ابتلاع واحدة لفأرة معينة، إدخال قيمة مفقودة (أي ليس صفر) في قاعدة البيانات الإحصائية للمعلمة ابتلاع المقابلة.
| PARAMETERS SWALLOW | الوصف |
| بين السنونو الفاصل الزمني (ISI) | عدد الفيديو إطارات بين اثنين من المتعاقبة، يبتلع دون انقطاع. بداية الاطار لحساب ISI هو "إطار الراحة" التي تسبق مباشرة نقل المرئي من البلعة من valleculae إلى المريء. الإطار النهائي هو "إطار بقية" من ابتلاع المقبل. ثم يتم تقسيم عدد الإطارات بين اثنين من يبتلع المتعاقبة التي كتبها 30 لقطة في الثانية (FPS) لتحويل لآخر (ثانية). |
| الفك رحلة معدل (لعق يعادل سعر) | اللسان ليس بشكل واضحوضوحا خلال VFSS للسماح الكمي لمعدل لعق، ومع ذلك، ومعدل رحلة الفك هو قابل للقياس بسهولة. خلال لعق، يجب الفك فتح للسماح اللسان لتبرز من الفم. ولذلك، فإن عددا من الفك فتح / وثيقة (رحلة) دورة في الثانية (30 إطارا)، في حين شرب ما يعادل للعق معدل. كل دورة رحلة الفك تبدأ مع الفك فتح الحد الأقصى (الذي يتزامن مع اللسان نتوء) وينتهي عندما يعود الفك لفتح الحد الأقصى الموقف. تحسب الدورات اللاحقة للإغلاق الفك وإعادة فتح كما الفك الفردية الحلقات رحلة. |
| الفك رحلة القطر | المسافة يفتح الفك خلال دورات رحلة الفك، وقياس في ملم بين الفك والقواطع السفلية. |
| نسبة لعق-ابتلاع | عدد الدورات رحلة الفك التي تحدث خلال كل ISI (أي بين اثنين من المتعاقبة، يبتلع دون انقطاع). |
| ابتلاع أسعار | عدد يبتلع تحدث خلال كل حلقة 2 ثانية من الشرب دون انقطاع في صنبور. |
| البلعوم وقت العبور (PTT) | الوقت المستغرق في البلعة إلى أن ابتلع من خلال البلعوم. بداية الاطار مطابق لإطار بداية ISI (أي، "إطار الراحة" التي تسبق مباشرة نقل المرئي من البلعة من valleculae). الإطار النهائي هو عندما ذيل البلعة قد مرت تماما 2 الثانية عنق الرحم فقرة (C2)، وهو معلم التشريحية الأكثر وضوحا في العمود الفقري العنقي من الفأرة. ثم يتم تقسيم عدد الإطارات بين إطارات البداية والنهاية بنسبة 30 إطارا في الثانية وتحويلها إلى ميلي ثانية (مللي ثانية). |
| سرعة البلعة من خلال البلعوم | يتم قياس سرعة البلعوم البلعة نسبة إلى PTT (المذكورة أعلاه). باستخدام برنامج يماغيج، يتم قياس المسافة (مم) من valleculae للفقرة C2، تحجيمها باستخدام علامة المعايرة. هذا distancه (ملم) يتم بعد ذلك مقسوما PTT (ميللي ثانية) لتحديد سرعة بلعة (مم / ميللي ثانية). |
| المريء عملية عبور وقت (الانبوبة) | بداية الاطار الانبوبة مطابق لنهاية الإطار PTT (المذكورة أعلاه). الاطار نهاية الانبوبة هو عندما البلعة دخلت تماما في المعدة، والتي تعرف بأنها اختفاء البلعة من المريء. ثم يتم تقسيم عدد الإطارات بين بداية ونهاية الانبوبة إطارات بنسبة 30 إطارا في الثانية وتحويلها إلى ميللي ثانية. |
| سرعة البلعة من خلال المريء | يتم قياس سرعة المريء البلعة النسبي لالانبوبة (المذكورة أعلاه). باستخدام برنامج يماغيج، والمسافة (مم) تقاس من فقارة C2 إلى تقاطع المعدي، تحجيمها باستخدام المعايرة علامة. ثم يتم تقسيم هذه المسافة (مم) من خلال الانبوبة (ميللي ثانية) لتحديد سرعة بلعة (مم / ميللي ثانية). |
| البلعة سرعة من خلال البلعوم والمرئ | يتم استخدام هذه المعلمة عندما C2 ليس معلما التشريحية مرئية بسهولة. وبالتالي،فإنه ليس من الممكن التمييز بين البلعوم والمريء من مراحل البلع. في مثل هذه الحالات، يتم الجمع بين السرعة البلعة من خلال البلعوم والحنجرة إلى معلمة ابتلاع واحدة. بداية الاطار مطابق لإطار بداية PTT (أي، "إطار الراحة" التي تسبق مباشرة نقل المرئي من البلعة من valleculae). الاطار نهاية مطابق إلى الإطار نهاية الانبوبة (اي عند البلعة قد دخل تماما المعدة). وينقسم عدد الإطارات بين هذين الحدثين بنسبة 30 إطارا في الثانية وتحويلها إلى ميللي ثانية. |
| البلعة منطقة | باستخدام برنامج يماغيج، يتم قياس منطقة بلعة في أخدودي "إطار بقية" قبل الشروع في البلعوم ابتلاع، تحجيمها باستخدام علامة المعايرة. |
| البلعوم بقايا منطقة | يتم قياس منطقة بقايا البلعوم باستخدام برنامج يماغيج، تدرج باستخدام علامة المعايرة. |
| حجم Consu السائلةميد | حجم السائل المستهلكة من زجاجة أنبوب sipper من الصعب تقدير بسبب تسرب من صنبور. ومع ذلك، فإن حجم السائل المستهلكة من-عاء PEG يمكن حساب أكثر دقة كما يلي: 1) تحديد الكثافة (أي نسبة الوزن إلى حجم) من حجم معايرة من السائل الذي كانت تدار في وعاء-PEG، 2 ) تحديد الوزن للوعاء PEG تحتوي على السائل المتبقي، 3) إدخال هذه القيم في الوزن لتحويل حجم (على سبيل المثال، http://www.thecalculatorsite.com/conversions/weighttovolume.php . |
الجدول 2: السنونو معلمات قابلة للقياس الكمي خلال الفئران VFSS.
Representative Results
لقد قمنا بتصميم بنجاح رواية وتكرار بروتوكول VFSS الفئران محددة تتضمن غرف اختبار التي تسمح التغذية الذاتية، وصفات للتوابل عوامل التباين عن طريق الفم، وخطوة بخطوة اختبار البروتوكول الذي يسمح الكمي لابتلاع علم وظائف الأعضاء. القدرة مستوى الطاقة للنظام التنظير تحدد التي تبتلع يمكن التحقيق المعلمات في الفئران. كنا في البداية fluoroscopes الطاقة العالية المصممة للاستخدام مع الناس والحيوانات الكبيرة (على سبيل المثال، GE Advantx، GE OEC 9600، وأوميغا القلب كاث CS-25، كل في 30 لقطة في الثانية الواحدة). ومع ذلك، كان لهذه النظم قدرات التكبير غير كافية بالنسبة للفئران الاختبار، والتي أسفرت عن ملء الحيوان سوى جزء صغير من مجال الرؤية (الشكل 9). ونتيجة لذلك، كانت جودة الصورة رديئة للغاية، مما يجعل من المستحيل تصور معظم الهياكل لآلية البلع. وعلى الرغم من هذا القيد، حددنا 7 موضوعي VFSS ابتلاع المعلمات التي كانت قابلة للقياس الكمي على الدوام بالنسبة للفئران عند استخدام التقليدي (أي الطاقة العالية) الفلوروسكوب في تركيبة مع بروتوكول VFSS الفئران الجديد (الجدول 3). وبالإضافة إلى ذلك، حددنا مساحة أخدودي كنقطة الزناد التشريحية للالبلع في الفئران البالغين الأصحاء (3-17 شهرا من العمر)، وكذلك الفئران مع ظروف سن متقدمة من العمر (> 18 شهرا) وALS في نهاية المرحلة.
الرقم 9: السامي أنظمة الكشف الفلوري الطاقة اليسار: صورة التمثيلية للماوس تم الحصول عليها باستخدام الطاقة العالية (أي التقليدية) أنظمة التنظير. لاحظ أن الماوس يملأ سوى جزء صغير من مجال التنظير للعرض، مما يدل على قدرة التكبير كافية من fluoroscopes التقليدية للقوارض التصوير. الصحيح: نفس الصورة المكبرة بعد captuإعادة باستخدام برنامج برامج تحرير الفيديو. السهم الأسود: ابتلاع نقطة الزناد (valleculae). السهم الأبيض: بلعة في المريء البعيدة، مباشرة قبل المرور عبر تقاطع GE (النجمة البيضاء) الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
| PARAMETERS SWALLOW | نظام الطاقة عالية | منخفض نظام الطاقة |
| بين السنونو الفاصل الزمني (ISI) | X | X |
| الفك رحلة معدل (لعق يعادل سعر) | X | X |
| الفك رحلة القطر | X | X |
| نسبة لعق-ابتلاع | X | X |
| ابتلاع أسعار | X | X |
| Pharyngالخطوط الجوية الاثيوبية وقت العبور (PTT) | X | |
| سرعة البلعة من خلال البلعوم | X | |
| المريء عملية عبور وقت (الانبوبة) | X | |
| سرعة البلعة من خلال المريء | X | |
| البلعة سرعة من خلال البلعوم والمرئ | X | X |
| البلعة منطقة | X | |
| البلعوم بقايا منطقة | X | |
| حجم السائل المستهلكة | X | X |
الجدول 3: السنونو معلمات قابلة للقياس الكمي عن طريق المرتفع مقابل المنخفض للطاقة أنظمة الكشف الفلوري.
حصلنا عليها مؤخرا يسمى نظام منخفض التنظير التكبير الطاقة وLabScope (غلينبروك، نيفادا تكنولوجيز، راندولف، NJ) التي تم تصميمها خصيصا لمختبرنا للاستخدام معالفئران وغيرها من القوارض الصغيرة (الشكل 10). ومع ذلك، أصدرت مستويات التكبير أكبر بشكل ملحوظ لهذا النظام من المستحيل لعرض آلية البلع كامل ماوس في حقل واحد من الرأي. بدلا من ذلك، يطلب من موقعين الاختبار، كما هو مبين في الشكل (11). الوظيفة 1 تصاريح التصور من الرأس كله ومنطقة الصدرية القريبة. هذا الموقف هو ضروري لتقييم المراحل عن طريق الفم والبلعوم من البلع. موقف 2 تصاريح التصور من وجهة ابتلاع الزناد (أي valleculae) إلى المعدي (GE) تقاطع. هذا الموقف هو ضروري لتقييم المرحلة المريء من البلع. الأعمال الأولية باستخدام LabScope في تركيبة مع بروتوكول VFSS الفئران الجديد حددت 13 المعلمات ابتلاع الموضوعية التي هي قابلة للقياس الكمي باستمرار في الفئران، وهو ما يقرب من ضعف العدد الذي تم الحصول عليها باستخدام الطاقة العالية fluoroscopes (أي التقليدية) (الجدول 3). هذا س ويعزى utcome لقدرات التكبير متقدمة من LabScope، والذي يسمح لرؤية العديد من الهياكل التشريحية (الشكل 12) التي كانت غير مرئية بشكل أساسي عند استخدام النظم التقليدية: مثل العظم اللامي والقصبة الهوائية، والفقرات العنقية. ونتيجة لذلك، ونحن أيضا كانوا قادرين على تحليل أشرطة الفيديو عن أدلة على اختراق الحنجرة والطموح. وقد لوحظ لا اختراق ولا تطلع لأي الماوس في هذه الدراسة، بغض النظر عن الظروف الصحية أو المرض.
الرقم 10: وLabScope اليسار: LabScope ينفذ باعتباره الفلوروسكوب سطح المكتب للحيوانات الصغيرة. الحق: الصورة عن قرب نظرا لLabScope مع مكونات المسمى. الجدول رفع مقص وتحديد المواقع لغرفة المراقبة في مجال الفلوروسكوب نظر. tp_upload / 52319 / 52319fig10highres.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 11: منخفضة الطاقة نظام الكشف الفلوري صور ماوس تم الحصول عليها باستخدام نظام التنظير الطاقة منخفضة. لاحظ أن قدرة التكبير العالية يمنع التصور لآلية ابتلاع كامل في مجال التنظير نظر. اليسار: الوظيفة 1 - يسمح التصور من الرأس كله ومنطقة الصدرية القريبة. نقطة ابتلاع الزناد (السهم الأسود) وتتركز أساسا داخل مجال الرؤية. الصحيح: الوظيفة 2 - تصاريح التصور من وجهة ابتلاع الزناد (السهم الأسود) إلى تقاطع GE (النجمة البيضاء). لاحظ البلعة تمر عبر المريء البعيدة (السهم الأبيض). g11highres.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 12: الهياكل التشريحية مرئي باستخدام نظام الكشف الفلوري منخفضة الطاقة حتى في وضع أدنى التكبير (يسار)، والهياكل بوني الرأس والرقبة من الفأرة مرئية بسهولة باستخدام لدينا منخفضة نظام التنظير الطاقة (أي LabScope). وتظهر الهياكل التشريحية داخل مربع أسود (وصفت) في أعلى التكبير إلى اليمين. تحسين التصور من الهياكل بوني يسمح الكمي من العديد من المعلمات ابتلاع إضافية لم تكن ممكنة لتحليل باستخدام fluoroscopes الطاقة العالية. اضغط هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 13: النتائج الأولية يبين هذا الرقم النتائج الأولية التمثيلية لمدة VFSS المعلمات ابتلاع كميا باستخدام بروتوكول VFSS الفئران: معدل (يسار) والفاصلة بين السنونو (يمين) ابتلاع. كان ابتلاع بمعدل أبطأ بشكل ملحوظ بالنسبة للفئران SOD1 بالمقارنة مع الفئران C57 الذين تتراوح أعمارهم بين والضوابط. وقد تم تحديد وجود فروق مجموعة كبيرة للأمور-ابتلاع بينفال. خطوط في الجزء العلوي من القضبان تشير إلى فروق ذات دلالة إحصائية (P <0.05) بين المجموعات، التي تم تحديدها باستخدام مقارنات البشرى Bonferroni. أشرطة الخطأ تمثل ± 1 SEM. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
Discussion
تتوفر تجاريا لدراسة الأمراض التي تصيب الإنسان المئات من الفئران (الماوس والفئران) النماذج. ومع ذلك، فقد تم التحقيق سوى ثلاثة نماذج الفئران المرض على وجه التحديد بالنسبة إلى عسر البلع: نموذج الفأر من ALS 13،14 والفئران نماذج من مرض الشلل الرعاش والسكتة الدماغية 12،15-17 18. كل من هذه الدراسات الأولية المستخدمة منهجيات مختلفة لتقييم عسر البلع، مما يجعل من المستحيل استخلاص مقارنات ذات معنى بين الأنواع والأمراض. ويمكن التغلب على هذه القيود الرئيسية في الدراسات المستقبلية من خلال الاستفادة من وضعت حديثا بروتوكول VFSS الفئران التي تسمح الكمي موضوعي العديد من المعلمات السنونو في الحيوانات الثديية النفس.
نتائج VFSS الناجحة تعتمد على ثلاثة مكونات أساسية: 1) غرف اختبار التي تسمح التغذية الذاتية بينما كان واقفا غير المقيد في مكان ضيق، 2) وصفات التي تحجب مكره طعم / رائحة المتاحة تجاريا AG النقيض من ذلك عن طريق الفمالوالدان، و3) خطوة بخطوة اختبار البروتوكول الذي يسمح الكمي لابتلاع علم وظائف الأعضاء. التأثير المشترك ينتج مريحة، والإجهاد المنخفض، ذاتية التغذية البيئة الفحص التي تثير التغذية النموذجية والسلوكيات البلع. سوف القضاء على واحد أو أكثر من هذه المكونات أن يكون لها تأثير ضار على نتائج الدراسة. أمثلة من النتائج السلبية وتشمل عدم القدرة على الحفاظ على الحيوانات في مجال التنظير للعرض، السلوكيات غير المرغوب فيها التي يصرف من الشرب، والنفور من وكيل النقيض من ذلك عن طريق الفم، وعدم القدرة على تحديد معالم ابتلاع بسبب نوبات الشرب غير كافية.
ويتمثل التحدي الرئيسي في الحصول على النتائج المثلى VFSS تم تصميم غرفة اختبار مناسبة. مراجعات عديدة من تصميم نموذج أولي لدينا توجت في غرفة المراقبة التي تحافظ على الفئران بما فيه الكفاية في مجال الرؤية ويمنع السلوكيات التي يصرف من الشرب. وقدمت الدوائر باستخدام آلات طحن للحصول على أبعاد موحدة من الأنابيب الإلكترونية ونهاية مباراة دولية، وبالتالي ضمان القابلية للمكونات لعدة غرف الملاحظة من نفس القطر. كانت مطابقة الأبعاد الداخلية (قطر وطول) ليكون أكبر قليلا من حجم الجسم الماوس الكبار، مما أدى إلى غرفة الاختبار الضيقة التي يسمح بما فيه الكفاية المشي في خط مستقيم والدوران في المكان. تصميم الضيق، إلى جانب الموقع الاستراتيجي للصنبور والربط بين عاء فقط في النهاية، يحافظ على الرأس والجسم من الفئران الانحياز على طول الغرفة في حين أن شرب. مرة واحدة تعمل في الشرب، لا تزال الفئران بشكل ملحوظ في صنبور أو وعاء استقرت ذاتيا لعدة ثوان في كل مرة، مما أدى إلى الحد الأدنى من الحركة قطعة أثرية للتدخل في الاختبار. وبالتالي، فمن الممكن الحصول على مشوهة، عن قرب الملاحظة / تسجيل الفيديو والتصوير videofluoroscopic من الفئران في حين أن شرب في الطائرات الجانبية والظهري البطني.
الفئران (وغيرها من القوارض الصغيرة) تميل بشكل طبيعي لرؤيةك مأوى في المساحات الصغيرة. ونتيجة لذلك، فإنها بحرية دخول غرفة الاختبار (مع مغلقة بالفعل من قبل، نهاية سقف واحد النهاية) عندما يتم وضعها في قفص المنزل، وبالتالي القضاء على التوتر / القلق الناجم عن التعامل مع (أي اختيار يدويا الحيوان وضعه في الغرفة). مرة واحدة على الماوس يدخل الغرفة، يتم إغلاق الطرف الآخر عن طريق ربط 2 الثانية نهاية الحد الأقصى. هذا التصميم يمنع هروب حين خلق القلق انخفاض اختبار للغرفة الفئران لاستكشاف بحرية.
على شكل مربع من الغرفة يوفر المدمج في استقرار الحركة التي تسمح لاستخدامها بطريقة قائمة بذاتها، وبالتالي القضاء على الحاجة لإجراء تجارب داخل قفص القوارض القياسية. جهاز بأكمله وخفيفة الوزن، المحمولة، تكويم لأغراض التخزين، قوي، وسهلة التنظيف، ويمكن تعقيمها. بينما غرف صممت في البداية للاستخدام مع التنظير، بل هي أيضا متوافقة مع التصوير الشعاعي بقعة الفيلم، التصوير العصبي (مثل التصوير بالرنين المغناطيسي، PET، CT)، وvisuaل مراقبة / تسجيل الفيديو من السلوكيات المختلفة.
وكان التحدي الرئيسي الثاني للتغلب على اخفاء مكره طعم / رائحة عوامل التباين عن طريق الفم (أي وكبريتات الباريوم وiohexol). وبالنظر إلى أن حساسية الذوق تختلف على نطاق واسع بين سلالات الماوس 19-21 وربما مع التقدم في السن 22،23، كان من الضروري إيجاد حل اختبار واحد الذي كان قبولا لجميع الفئران، بغض النظر عن السلالة والعمر. هذه النتيجة أمر ضروري للسماح مقارنات مباشرة لابتلاع وظيفة / الخلل عبر السلالات والأعمار، في حين القضاء النتائج التباس بسبب الاختلافات في الريولوجية (على سبيل المثال، واللزوجة والكثافة، الخ) والخصائص الكيميائية للحلول الاختبار. تحقيقا لهذه الغاية، وضعنا، مقاربة بسيطة فحص استساغة السريع لتحديد محسن نكهة يفضل لإخفاء طعم مكره / رائحة عوامل التباين عن طريق الفم خلال VFSS الفئران. وعلى غرار الطرق بعد الاختبار التعرض وجيزة، الأمر الذي يتطلب لعقometer (أي استشعار لعق) لتسجيل معدلات لعق خلال دقيقة 2 الأولى بعد فترة تنظيم المياه (أي حجب الماء طوال الليل) للحث على العطش 24،25. كان هناك lickometer غير متوفرة لهذه الدراسة. وبالتالي، تم تقييم الأفضلية التي كتبها الملاحظات السلوكية، فضلا عن أساليب تسجيل الفيديو القياسية لمعدل لعق التي تم التحقق من صحتها من قبل في مختبرنا 13،14. باستخدام هذا النهج فحص استساغة، تم تحديد الشوكولاته كما محسن نكهة المفضل من قبل C57 وC57 / SJL السلالات. على وجه التحديد، و 100٪ من الفئران في كل قفص يشرب بسهولة حلول الشوكولاته ذات النكهة في غضون 30 ثانية من التعرض، مع الفئران متعددة في وقت واحد الشرب في صنبور. ومع ذلك، أدت إضافة الباريوم في الوحيدة نوبات الشرب وجيزة من قبل معظم الفئران، بغض النظر عن الباريوم أو تركيز الشوكولاته.
بديلا للالباريوم هو iohexol، وكيل النقيض القائم على اليود الذي فقط مؤخرا تم الاعتراف بها باعتبارها فريدةالجدول بديل للكبريتات الباريوم لVFSS الإنسان 10؛ وبالتالي، لم يتم حتى الآن موحدة لهذا الغرض. وعرضت عدة تركيزات مختلفة من الشوكولاته بطعم iohexol على الفئران. وصفات تحتوي على ما يصل إلى حل 50٪ من الأسهم iohexol (350 ملغ اليود لكل مل) وشرب بسهولة من قبل معظم الفئران بعد فترة تنظيم المياه بين عشية وضحاها. أسفرت تركيزات أعلى في سلوكيات تجنب. وiohexol 50٪ (350 ملغ اليود لكل مل) حل أنتجت الإشعاعية كافية في حين يجري ابتلعتها الفئران، في حين كانت التركيزات أقل بشكل ملحوظ أقل وضوحا وأعاقت الكمي لابتلاع علم وظائف الأعضاء. ولذلك، تم تحديد الحل الأمثل لاختبار VFSS مع الفئران كحل iohexol 50٪ مع الشوكولاته نكهة أضاف. لم كرر الاختبار استساغة لا يؤدي إلى سلوكيات تجنب أو أحداث سلبية.
أما التحدي الثالث للتغلب تم منع الفئران من تحول / إمالة رؤوسهم في حين الشرب، والذي يحجب التصورلآلية البلع أثناء VFSS. الشرب من وعاء-PEG وضعه مباشرة فوق الكلمة في واحدة من نهاية الغرفة حل هذه المشكلة. هناك العديد من المزايا الإضافية لاستخدام وعاء الربط بين بدلا من زجاجة أنبوب sipper. على سبيل المثال، يمكن pipetted حجم معايرة من السائل في وعاء-PEG من خلال فتحة التهوية في نهاية الحد الأقصى من الأنبوب الملاحظة. هذا النهج يسمح الكمي لحجم دقيقة من محلول الاختبار المستهلكة خلال مدة وجيزة اختبار VFSS. وعلاوة على ذلك، فإن زيادة المساحة السطحية للحل الاختبار في وعاء-PEG، مقارنة صغيرة فتحة أنبوب sipper، قد توفر زيادة التحفيز حاسة الشم لمواصلة تحفيز الشرب. قد يكون الربط بين الأطباق أكثر ملاءمة لدراسة الشباب أو أصغر الفئران سلالة، حيث أن ارتفاع عاء على مسافة موحدة من الأرض. في المقابل، لا بد من تعديل أطوال أنبوب sipper لاستيعاب مختلف الفئران الحجم، وهو ما يضيف متغير آخر يحتمل أن يتيه للنظر فيها. أيضا، وضع الماوسليرة سورية من الأمراض العصبية قد يجدون صعوبة في الوصول إلى زجاجة أنبوب sipper بسبب إعاقة حركية في الأطراف، في حين أنها يمكن أن تصل بسهولة وعاء الربط. قد تكون الفئران مع اللسان و / أو اختلال وظيفي الفك قادر على الضغط بما فيه الكفاية على الكرة في صنبور للوصول إلى السائل. يمكن استخدام الأطباق الربط بين قضاء على هذه نخلط. لهذه الأسباب، واستخدام الأطباق شماعة الإفراط في زجاجات أنبوب sipper هو الأسلوب المفضل من الفئران اختبار VFSS. ومع ذلك، تم تصميم غرف المراقبة لاستيعاب صنبور مياه الشرب حسب الحاجة. تحذير هام للنظر هو أن معدلات لعق ومن المعروف أن تختلف بين صنبور وعاء الشرب 13،26. لذلك، يجب أن يكون اختيار إما صنبور أو الربط بين عاء للVFSS ثابت داخل وبين التجارب.
وكان التحدي الرابع لتحديد المعلمات ابتلاع قابلة للقياس الكمي للفئران قابلة للمقارنة لمعلمات VFSS التي يشيع استخدامها في الدراسات البحثية الإنسان والممارسة السريرية. وأظهرت النتائج الأولية لدينانوع نظام يحدد التنظير الذي ابتلاع يمكن التحقيق المعلمات في الفئران. معظم مراكز البحوث والإعدادات الطبية لديها طاقة عالية (75-95 كيلو فولت، 1-5 مللي أمبير) fluoroscopes مصممة للاستخدام مع الناس والحيوانات الكبيرة، مما يؤدي إلى ضعف استثنائي جودة الصورة عند اختبار الفئران وغيرها من الحيوانات الصغيرة. وكمثال على ذلك، وكانت دراسة حديثة باستخدام الفلوروسكوب الطاقة العالية مع الفئران قادرة على تحديد 4 فقط المعلمات ابتلاع قابلة للقياس الكمي 12، وكنا قادرين على تحديد 7 فقط المعلمات ابتلاع بالنسبة للفئران في هذه الدراسة. للتغلب على هذه القيود الرئيسية، ونحن في الآونة الأخيرة حصلت على نظام التنظير الطاقة المنخفض ودعا LabScope (غلينبروك، نيفادا تكنولوجيز). هذا النظام هو الفلوروسكوب مصغرة أن يولد المستمر مخروط شعاع من أشعة X مع الطاقات الفوتون بين 15 و 40 كيلو فولت وذروة أنبوب تيار 0.2 أمبير (8 W الطاقة القصوى). والموهن المستويات الدنيا الطاقة من هذا النظام أفضل من خلال العظام رقيقة والأنسجة اللينة من الفئران، وبالتالي توفير highefluoroscopes قرار النقيض من ص التقليدية (أي الطاقة العالية). يتم توجيه شعاع الأشعة السينية وLabScope في 5 سم صورة قطر المكثفة، التي هي أصغر بشكل ملحوظ من 15-57 سم صورة قطر المكثفة من fluoroscopes التقليدية. على مسافة لا تقل المصدر إلى تكثيف (SID) من LabScope هي ~ 6 سم (على النقيض من ~ 30 سم للfluoroscopes التقليدية)، والذي يوفر زيادة قدرات التكبير. وبالإضافة إلى ذلك، يستخدم LabScope براءة اختراع التكنولوجيا التي تضخيم رقميا صورة تصل إلى 40 مرة في الوقت الحقيقي، دون تغيير SID. والنتيجة هي في جوهرها مجهر الأشعة السينية التي يمكن تكبير والتصغير في الوقت الحقيقي لعرض مناطق صغيرة من الفائدة، مثل آلية البلع على فأرة الحاسوب.
تم تحسين والميزة الرئيسية لهذا النظام التنظير منخفضة الطاقة السلامة من الإشعاع. وبالإضافة إلى الحيوانات تلقي جرعات الإشعاع أقل مع وLabScope، يتعرض الباحثون باستخدام نظام لليه بشكل كبيرالصورة الإشعاع التشرذم. التعرض للإشعاع مباشرة أمام الوحدة في لوحة التحكم هو 10.3 السيد / ساعة. على مسافة 1 متر أمام الوحدة، قطرات التعرض إلى 580 μR / ساعة. معظم المواقع الأخرى في الغرفة لها التعرض منخفض جدا أقل من 10 μR / ساعة. وعلى الرغم من هذا التحسن، اتخذنا تدابير إضافية لتحسين السلامة من الإشعاع. على سبيل المثال، تمت إضافة المحتوي على الرصاص التدريع الاكريليك حول وLabScope لمنع متفرقة فوتونات الأشعة السينية، والتي تمكن الباحثون الفئران لإجراء اختبار VFSS بدون ارتداء الدروع الشخصية (على سبيل المثال، ومآزر الرصاص، والدروع الغدة الدرقية، والنظارات). وبالإضافة إلى ذلك، يسمح الاكريليك واضحة التصور من الفأرة من مسافة بعيدة. يتم توفير المزيد من السلامة من الإشعاع من قبل الجدول رفع مقص الآلية، والتي يتم التحكم عن بعد من قبل المحقق. من مسافة بعيدة لتصل إلى 3 متر من الفلوروسكوب، يمكن للباحثين استخدام جهاز التحكم عن بعد لضبط الوضع الرأسي والأفقي للغرفة المراقبة داخل مكتب التحقيقات الفرنسى الأشعة السينيةم. ونتيجة لذلك، يمكن الحفاظ على المناطق التشريحية للاهتمام في مجال التنظير نظر في حين أن الماوس تتحرك بحرية داخل غرفة المراقبة. على الرغم من أن رفع مقص صمم للاستخدام مع وLabScope، وهو متوافق للاستخدام مع fluoroscopes التقليدية لتحسين السلامة من الإشعاع للباحثين أيضا. والخطوة النهائية لتحسين السلامة من الإشعاع أثناء الفئران VFSS ينطوي على استخدام نظام تسليم حقنة للسوائل. ويشمل هذا النظام القدم 3-4 (أو لفترة أطول، إذا لزم الأمر) طول PE أنابيب، الذي يسمح تسليم سريعة وفعالة من السوائل في وعاء-PEG من مسافة بعيدة. هذا النظام تسليم حقنة للسوائل، إلى جانب غرف المراقبة، ويمكن استخدامها أيضا مع fluoroscopes التقليدية.
الأعمال الأولية باستخدام LabScope، في تركيبة مع بروتوكول VFSS الفئران الجديد، يوضح ميزة كبيرة لأكثر من الأنظمة التقليدية: عدد المعلمات السنونو التي يمكن قياسها كميا موثوق طليالي الضعف تقريبا. ومع ذلك، والهياكل الأنسجة اللينة لآلية البلع (على سبيل المثال، واللسان، الشراع، جدار البلعوم الخلفي، وسان المزمار) من الفئران غير مرئية بسهولة عند استخدام أنظمة منخفضة أو عالية التنظير الطاقة. لذلك، ركزنا على قياس التدابير تدفق بلعة بدلا من الميكانيكا الحيوية من البلع. كنا في الغالب مهتمون المعلمات التي يمكن تقديرها على أساس وحدات من الزمن، منطقة، وبعد المسافة، وحجم، الخ، بدلا من استخدام يكرت من نوع التدابير الحجم. البلعة العديد من اجتماع المعلمات تدفق وقد وصفت هذا الشرط في الأدبيات VFSS البشري، مثل الفم الوقت العبور 27-29، البلعوم الوقت العبور 27-33، والمريء الوقت العبور 34-36، على سبيل المثال لا الحصر. كان النقل البلعة من خلال تجويف الفم غير مرئية بسهولة في الفئران، على الأرجح بسبب حجم بلعة صغيرة أثناء الشرب من تلقاء أنفسهم. ومع ذلك، كنا قادرين على قياس موثوق البلعوم والمريء عبور مرات، وكذلكعن العديد من التدابير الأخرى المتعلقة تدفق البلعة والتخليص. ومن المتوقع تحديد معلمات إضافية متعدية ابتلاع ونحن تحسين قدرات وLabScope.
وأظهرت نتائج هذه الدراسة أن الفئران يستغرق عدة يلعق الإيقاعية في ابتلاع أثناء الشرب عفوية، مع كل بالتتابع بلعة السائل صغيرة ملء الفراغ أخدودي قبل التسبب في ابتلاع البلعوم. هذا السلوك، وهو الأمر المعهود للثدييات التي تستخدم لعق كوسيلة أساسية من تناول السوائل 37-40، يشبه نمط تمتص-ابتلاع الإيقاعي من البلع الرضع البشري وجميع الثدييات الرضع بشكل عام. يتميز الرضع البلع علم وظائف الأعضاء من قبل العديد الإيقاعي تمتص تليها البلعوم ابتلاع انعكاسية، الشائع وصفها بأنها دورة تمتص-ابتلاع 37،41-43. وهكذا، فإن اللسان والفك الحركات الإيقاعية تشارك في السلوكيات ابتلاعي لعق من الفئران قد تكون أكثر قابلية للمقارنة لابتلاعي السلوكيات مص من همهمةوالأطفال الرضع بدلا من شرب كوب من قبل الأطفال والبالغين. لقد بالتالي تم قياس معدل ولعق-ابتلاع نسبة لعق من الفئران لإجراء المقارنات المستقبلية مع نسبة تمتص وتمتص نسبة-ابتلاع الرضع الإنسان. ربما البحوث VFSS الفئران ستوفر نظرة ثاقبة اضطرابات البلع التنموية.
كما هو الحال مع أي أسلوب البحث الجديد، وقد تم تحديد مجالات التحسين. على سبيل المثال، تم تطوير بروتوكول VFSS الفئران فقط باستخدام C57 وC57 / SJL الماوس سلالات. لم يتم اختباره على الفئران. سوف تحتاج غرف المراقبة لزيادتها في الحجم (قطر وطول) لاستيعاب حجم الجسم أكبر من الفئران. أيضا، ومن غير المعروف إذا بطعم الشوكولاته iohexol هو مناسبة باعتبارها الفئران حل اختبار VFSS العالمي. ولذلك، هناك ما يبرر أكبر اختبار على نطاق ومع سلالات متعددة من الفئران والجرذان لهذا الغرض. أيضا، لا ينبغي استبعاد استخدام الباريوم كعامل النقيض لالفئران VFSS بها. يفضل الفئران بوضوح iohexرأ صفات أكثر من الباريوم. قد توفر المحاولات ولكن أكثر صرامة ومنهجية في اخفاء مكره طعم / رائحة الباريوم بدائل قبولا لiohexol. دراسات مستقبلية مقارنة تأثير كبريتات الباريوم iohexol و(فضلا عن غيرها من عوامل التباين عن طريق الفم المحتملين) على تفضيل طعم وابتلاع علم وظائف الأعضاء في الفئران والجرذان من شأنه أن يوفر بلا شك المعلومات الهامة التي هي ذات الصلة مباشرة ومتعدية إلى VFSS الإنسان.
VFSS مع البشر يتضمن عدة قوام الأطعمة والسوائل، وعسر البلع هو أكثر وضوحا عند البلع السوائل رقيقة وجافة، والأطعمة الصلبة 44،45. ولذلك يجري توسيع بروتوكول VFSS الفئران لتشمل الاتساق الإضافية التي قد تسهل الكشف النوعي والكمي لعسر البلع في نماذج المرض. كما أنه سوف يكون من الضروري إجراء اختبار اللزوجة من صفات السائل لVFSS الفئران من أجل ضبط اللزوجة بحيث تتطابق مع تلك التي استخدمت خلال VFSS الإنسان. التصدي لهذه الحدسوف ations تسهيل التعرف على المؤشرات الحيوية VFSS متعدية من عسر البلع التي يمكن مقارنتها مباشرة بين الفئران والجرذان، والبشر.
فائدة VFSS الفئران قد تحسنت بشكل ملحوظ خلال زرع علامات ظليل للأشعة في الهياكل الأنسجة اللينة لآلية البلع التي هي على خلاف ذلك غير مرئية، وبالتالي السماح التحقيقات في الميكانيكا الحيوية من البلع. وقد استخدم هذا النهج بنجاح لسنوات عديدة لدراسة الميكانيكا الحيوية البلع في الخنازير الرضع، وذلك باستخدام مجموعة متنوعة من مقاطع معدنية وأسلاك 37،42. ونحن نتوقع أن استخدام علامات مماثلة، ولكن أصغر حجما، في الفئران تسمح الكمي من العديد من المعلمات ابتلاع إضافية للمقارنة مع الثدييات الكبيرة، بما في ذلك البشر. نقوم حاليا بتطوير منهجية لزرع علامات ظليل للأشعة في اللسان، والحنك الرخو والبلعوم والحنجرة والمريء والداني من الفئران لاختبار هذه الفرضية.
وrecordin الفيديوز معدل الإطار من وfluoroscopes LabScope والتقليدية يقتصر على 30 لقطة في الثانية (FPS). ومع ذلك، أظهرت النتائج الأولية لدينا أن المرحلة البلعومية كاملة من البلع بالنسبة للفئران صحي يحدث في أقل من 66 مللي ثانية (أي 2 إطارات)، وهو ما يقرب من 10 مرات أسرع من البشر. وهكذا، فإن المرحلة البلعومية للبلع في الفئران يحدث ذلك بسرعة أن التفاصيل ليست ملموسة مع كاميرا 30 إطارا في الثانية. وهناك ارتفاع معدل الإطار (على الأرجح> 100 إطارا في الثانية) تكون ضرورية لتصور وتحديد الحركات السريعة للغاية ومعقدة للمرحلة البلعوم البلع في الفئران والقوارض الأخرى بما فيه الكفاية. بالتزامن مع معدل الإطار العالي، ودمج التكنولوجيا biplanar ل3D التصوير جهاز أشعة بالتأكيد تعظيم والفئران فائدة VFSS. لذلك، يجب أن اعتبارات التصميم المستقبلية تشمل كاميرا أعلى معدل الإطار وقدرات التصوير biplanar.
وأخيرا، وقد تبين الإشعاع جرعة منخفضة من أن تسبب العقم فيالفئران C57 الإناث، مما أدى إلى مستويات غيرت من هرمونات المبيض حفز التي قد اربكت دراسات عمر 46. لم يتم حتى الآن التحقيق في نتائج تتعلق على وجه التحديد لآثار التعرض للإشعاع منخفضة الجرعة المتكررة المرتبطة اختبار VFSS في الفئران والحيوانات الأخرى، أو البشر. ومع ذلك، فقد تم ربط ضعف المبيض (لا علاقة لها التعرض للإشعاع) في الإناث الإنسان إلى اضطرابات حركية الجهاز الهضمي، وتحديدا إلى عسر البلع في بعض الحالات 47، التي تنص على بعد التحذير أخرى في الاعتبار عند تصميم الدراسات VFSS المستقبلية التي تشمل الإناث (الحيوانات والبشر ). وينبغي تجنب استبعاد الإناث، كما تم الإبلاغ عن فروق ذات دلالة إحصائية بين الجنسين في وظيفة ابتلاع للناس 48،49 وستكون مهمة لكشف وتميز في نماذج الأمراض الحيوانية أيضا. ولذلك، من نتائج الدراسات VFSS طولية في الفئران والجرذان من كلا الجنسين تتمتع بإمكانيات هائلة متعدية للبشر النسبي لدysphagia، وكذلك لمخاطر التعرض للإشعاع جرعة منخفضة من يرتبط مع تكرار التجارب VFSS.
Disclosures
ويرعى الوصول المفتوح لهذا المقال من قبل غلينبروك، نيفادا.
Acknowledgments
نشكر تكرم أعضاء إضافيين من مختبر ليفر الذين ساهموا في جمع البيانات (أندريس فيريرا، Danarae اليمان، الكسيس موك، كايتلين فلين، اليزابيث Bearce، وماتان كادوش) ومراجعة مخطوطة (أندريس فيريرا، ريبيكا شنايدر، وكيت روبنز). علينا أيضا أن نعترف رودريك Schlotzhauer وادوين Honse من MU الفيزياء متجر آلة لإدخال تصميمها وتصنيع الأنابيب الملاحظة القوارض المستخدمة في هذه الدراسة. ونحن نقدر وخاصة من Malea يناير كونكيل (الأشعة المشرف في الطب البيطري وقسم الجراحة في جامعة ميسوري - كلية الطب البيطري) ويان آيفي (مدير البحوث الحيوانية معمل قسطرة في جامعة ميسوري - كلية الطب) لإظهار الصبر المستمر والتحفيز أثناء تشغيل fluoroscopes الطاقة العالية كما قمنا بتطوير بروتوكول VFSS الفئران. مصادر التمويل لهذه الدراسة شملت NIH / NIDCD (TE يفر)، NIH / NINDS (GK Pavlath)، Otolaryngoبليد الحركة - جراحة الرأس والرقبة بدء الأموال (TE يفر)، وصندوق MU PRIME (TE يفر)، [ميزوو] ميزة (TE يفر)، ومركز MU للشيخوخة (TE يفر).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Polycarbonate tubing for observation chambers | McMaster-Carr | 3161T41 | Body of observation tubes, 2"X2" diameter, 0.080" thick wall |
| Polycarbonate sheet for observation chambers | McMaster-Carr | 9115K71 | End-caps for observation tubes, 2"x12"x3/4" |
| Polycarbonate sheet for observation chambers | McMaster-Carr | 8574K281 | Peg-bowls for observation tubes |
| Silicone O-rings for end-caps of observation chambers | McMaster-Carr | 9396K108 | S1138 AS568-029, pack of 25 http://www.mcmaster.com/#o-rings/=t0wt5r |
| Silicone stoppers for observation chambers | McMaster-Carr | 2903K22 | Package of 10 stoppers to plug the oval opening in the top of the observation chamber when using a peg-bowl http://www.mcmaster.com/#catalog/120/3803/=t0y5at |
| Centrifuge tubes for sipper tube bottles | Evergreen Scientific | 222-3530-G80 | 30 ml freestanding centrifuge tubes, with caps, sterile https://www.evergreensci.com/labware-catalog/tubes-and-vials/30-and-50-ml-centrifuge-tubes/ |
| Silcone stoppers for sipper tube bottles | Saint-Gobain Performance Plastics | DX263031-10 | Number 31D, size: 26 mm bottom, 32 mm top, 30 mm high; 10 pack; http://www.labpure.com/en/Products.asp?ID=179&PageBrand=STOPPERS |
| Stopper borers for sipper tube bottles | Thomas Scientific | 3276G40 | Cork Borer Set that ranges from 3/16-15/16 inch http://www.thomassci.com/Supplies/Corks/_/CORK-BORER-SET-316-1516-IN?q=Humboldt |
| Drinking tubes for sipper tube bottles | Ancare | TD-100 | 2 1/2” long drinking tubes with 5/16” opening, straight ball-spout http://www.ancare.com/products/watering-equipment/open-drinking-tubes/straight-tubes-ball-point |
| Iohexol for making oral contrast agent solution | GE Healthcare | 350 mg iodine per ml http://www3.gehealthcare.com/en/products/categories/contrast_media/omnipaque |
|
| Chocolate syrup for flavoring oral contrast agent | Herseys | ||
| 10 ml syringe for syringe delivery system | Becton, Dickinson and Company | 309604 | Luer lock tip syringe without needle, 100 per box http://www.bd.com/hypodermic/products/syringeswithoutneedles.asp |
| Catheter tubing for syringe delivery system | Becton, Dickinson and Company | 427451 | Polyethylene Tubing (Non-Sterile) (PE 240) 100' http://www.bd.com/ds/productCenter/427451.asp |
| Needle for syringe delivery system | Becton, Dickinson and Company | 427560 | 15-gauge needle, fits into PE 240 catheter tubing http://www.bd.com/ds/productCenter/427560.asp |
| Delrin acetal resin rod for syringe delivery system | McMaster-Carr | 8576K15 | 1/2 inch diameter, black http://www.mcmaster.com/#catalog/120/3609/=t0wvaf |
| Acrylic sheeting for scissor lift | Ponoko | Laser cut http://www.ponoko.com |
|
| 3D printed ABS frame | Engineering Rapid Prototyping Facility, University of Missouri | ||
| Brass rods for scissor lift | Amazon | TTRB-03-12-03 | made into axles http://www.amazon.com/Brass-Seamless-Round-Tubing-Length/dp/B000FN898M |
| Drawer slide for scissor lift | Richelieu | 10292G116 | Attaches to base of scissor lift http://www.lowes.com/pd_380986-93052-T35072G16_0__?productId=50041754 |
| 28BYJ-48 stepper motor for scissor lift | 2 each | ||
| ULN2003 Darlington transistor array for scissor lift | Toshiba | ULN2003APG | Used as stepper drivers (2 each) |
| ATTINY85 microcontroller for scissor lift | Atmel | ATTINY85-20PU | 2 each http://www.taydaelectronics.com/attiny85-attiny85-20pu-8-bit-20mhz-microcontroller-ic.html |
| Nylon spur gear | McMaster-Carr | 57655K34 | 2 each http://www.mcmaster.com/#57655k34/=t0yaqz |
| Nylon spur gear rack | McMaster-Carr | 57655K62 | 2 each http://www.mcmaster.com/#57655k62/=t0ybh9 |
| 4-40 nylon machine screws | McMaster-Carr | 95133A315 | Lift assembly http://www.mcmaster.com/#95133a315/=t0yd8q |
| 4-40 nylon hex nuts | McMaster-Carr | 94812A200 | Lift assembly http://www.mcmaster.com/#94812a200/=t0ye29 |
| Buna-N O-Ring AS568A Dash No. 104 | McMaster-Carr | 9452K318 | Lift assembly http://www.mcmaster.com/#9452k318/=t0yem7 |
References
- Shigemitsu, H., Afshar, K. Aspiration pneumonias: under-diagnosed and under-treated. Curr Opin Pulm Med. 13 (2), 192-198 (2007).
- Gresham, S. L. Clinical assessment and management of swallowing difficulties after stroke. Med J Aust. 153 (7), 397-399 (1990).
- Marik, P. E., Kaplan, D. Aspiration pneumonia and dysphagia in the elderly. Chest. 124 (1), 328-336 (2003).
- Marik, P. E.
- Logemann, J. A., Larsen, K. Oropharyngeal dysphagia: pathophysiology and diagnosis for the anniversary issue of. Diseases of the Esophagus. Dis Esophagus. 25 (4), 299-304 (2012).
- Logemann, J. A.
- Martin-Harris, B., Jones, B. The Videofluorographic Swallowing Study. Physical Medicine and Rehabilitation. Clinics of North America. 19 (4), 769-785 (2008).
- Dietsch, A. M., Solomon, N. P., Steele, C. M., Pelletier, C. A. The effect of barium on perceptions of taste intensity and palatability. Dysphagia. 29 (1), 96-108 (2014).
- Stokely, S. L., Molfenter, S. M., Steele, C. M. Effects of barium concentration on oropharyngeal swallow timing measures. Dysphagia. 29 (1), 78-82 (2014).
- Harris, J. A., et al. The Use of Low-Osmolar Water-Soluble Contrast in Videofluoroscopic Swallowing Exams. Dysphagia. , (2013).
- Hillel, A., Miller, R. Bulbar Amyotrophic Lateral Sclerosis: Patterns of Progression and Clinical Management. Head & Neck. 11, 51-59 (1989).
- Russell, J. A., Ciucci, M. R., Hammer, M. J., Connor, N. P. Videofluorographic assessment of deglutitive behaviors in a rat model of aging and Parkinson disease. Dysphagia. 28 (1), 95-104 (2013).
- Lever, T. E., et al. An animal model of oral dysphagia in amyotrophic lateral sclerosis. Dysphagia. 24 (2), 180-195 (2009).
- Lever, T. E., et al. A mouse model of pharyngeal dysphagia in amyotrophic lateral sclerosis. Dysphagia. 25 (2), 112-126 (2010).
- Ciucci, M. R., et al. Tongue force and timing deficits in a rat model of Parkinson disease. Behavioural Brain Research. 222 (2), 315-320 (2011).
- Ciucci, M. R., Schaser, A. J., Russell, J. A. Exercise-induced rescue of tongue function without striatal dopamine sparing in a rat neurotoxin model of Parkinson disease. Behavioural Brain Research. 252, 239-245 (2013).
- Plowman, E. K., Kleim, J. A. Behavioral and neurophysiological correlates of striatal dopamine depletion: A rodent model of Parkinson’s disease. Journal of Communication Disorders. 44 (5), 549-556 (2011).
- Sugiyama, N., et al. A novel animal model of dysphagia following stroke. Dysphagia. 29 (1), 61-67 (2014).
- Bachmanov, A. A., Reed, D. R., Li, X., Beauchamp, G. K.
- Ishiwatari, Y., Bachmanov, A. A. NaCl taste thresholds in 13 inbred mouse strains. Chem Senses. 37 (6), 497-508 (2012).
- Pinhas, A., et al. Strain differences in sucrose- and fructose-conditioned flavor preferences in mice. Physiol Behav. 105 (2), 451-459 (2012).
- Midkiff, E. E., Bernstein, I. L. The influence of age and experience on salt preference of the rat. Dev Psychobiol. 16 (5), 385-394 (1983).
- Niimi, K., Takahashi, E. Differences in saccharin preference and genetic alterations of the Tas1r3 gene among senescence-accelerated mouse strains and their parental AKR/J strain. Physiol Behav. , (2014).
- Weijnen, J. A. Licking behavior in the rat: measurement and situational control of licking frequency. Neurosci Biobehav Rev. 22 (6), 751-760 (1998).
- Weijnen, J. A. Lick sensors as tools in behavioral and neuroscience research. Physiol Behav. 46 (6), 923-928 (1989).
- Kobayashi, M., et al. Electrophysiological analysis of rhythmic jaw movements in the freely moving mouse. Physiol Behav. 75 (3), 377-385 (2002).
- Dantas, R., et al. Effect of swallowed bolus variables on oral and pharyngeal phases of swallowing. 258, G675-681 (1990).
- Johnsson, F., Shaw, D., Gabb, M., Dent, J., Cook, I. Influence of gravity and body position on normal oropharyngeal swallowing. American Journal of Physiology. 35 (5), G653-G658 (1995).
- Han, T. T., Paik, N. -J., Park, J. W. Quantifying swallowing function after stroke: A functional dysphagia scale based on videofluoroscopic studies. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 82 (5), 677-682 (2001).
- Molfenter, S. M., Steele, C. M. Kinematic and temporal factors associated with penetration-aspiration in swallowing liquids. Dysphagia. 29 (2), 269-276 (2014).
- Kendall, K. A., McKenzie, S., Leonard, R. J., Goncalves, M. I., Walker, A. Timing of events in normal swallowing: A videofluoroscopic study. Dysphagia. 15, 74-83 (2000).
- Choi, K. H., Ryu, J. S., Kim, M. Y., Kang, J. Y., Yoo, S. D. Kinematic analysis of dysphagia: Significant parameters of aspiration related to bolus viscosity. Dysphagia. 26, 392-398 (2011).
- Molfenter, S. M., Steele, C. M. Variation in temporal measures of swallowing: Sex and volume effects. Dysphagia. 28, 226-233 (2013).
- Alves, L. M. T., Secaf, M., Dantas, R. Effect of a bitter bolus on oral, pharyngeal, and esophageal transit of healthy subjects. Arquivos de gastroenterologia. 50 (1), 31-34 (2013).
- Dalmazo, J., Aprile, L. R. O., Dantas, R. O. Esophageal contractions, bolus transit and perception of transit after swallows of liquid and solid boluses in normal subjects. Arquivos de gastroenterologia. 49 (4), 250-254 (2012).
- Kahrilas, P. J., Dodds, W. J., Hogan, W. J. Effect of peristaltic dysfunction on esophageal volume clearance. Gastroenterology. 94 (1), 73-80 (1988).
- German, R. Z., Crompton, A. W., Levitch, L. C., Thexton, A. J. The mechanism of suckling in two species of infant mammal: Miniature pigs and long-tailed macaques. Journal of Experimental Zoology. 261 (3), 322-330 (1992).
- Herring, S. W., Scapino, R. P.
- Gordon, K. R., Herring, S. W. Activity patterns within the genioglossus during suckling in domestic dogs and pigs: Interspecific and intraspecific. Brain, Behavior, and Evolution. 30 (5-6), (1987).
- Hiiemae, K. M., Palmer, J. B. Food transport and bolus formation during complete feeding sequences on foods of different initial consistency. Dysphagia. 14 (1), 31-42 (1999).
- Thexton, A. J., Crompton, A. W., German, R. Z. EMG activity in the hyoid muscles during pig suckling. Journal of Applied Physiology. 112, 1512-1519 (2012).
- Thexton, A. J., Crompton, A. W., German, R. Z. Transition from suckling to drinking at weaning: A kinematic and electromyographic study in miniature pigs. Journal of Experimental Zoology. 280 (5), 327-343 (1998).
- Goldfield, E. C., Richardson, M. J., Lee, K. G., Margetts, S. Coordination of sucking, swallowing, and breathing and oxygen saturation during early infant breast-feeding and bottle-feeding. Pediatric Research. 60 (4), 450-455 (2006).
- Ottaviano, F. G., Linhares Filho, T. A., Andrade, H. M., Alves, P. C., Rocha, M. S. Fiberoptic endoscopy evaluation of swallowing in patients with amyotrophic lateral sclerosis. Braz J Otorhinolaryngol. 79 (3), 349-353 (2013).
- Inamoto, Y., et al. The effect of bolus viscosity on laryngeal closure in swallowing: kinematic analysis using 320-row area detector CT. Dysphagia. 28 (1), 33-42 (2013).
- Spalding, J. F., Thomas, R. G., Tietjen, G. L. Los Alamos National Laboratory. Rein, S. erene , Los Alamos, N.M. (1982).
- Palomba, S., Di Cello, A., Riccio, E., Manguso, F., La Sala, G. B. Ovarian function and gastrointestinal motor activity. Minerva Endocrinol. 36 (4), 295-310 (2011).
- Alves, L. M., Cassiani Rde,, Santos, A., M, C., Dantas, R. O. Gender effect on the clinical measurement of swallowing. Arq Gastroenterol. 44 (3), 227-229 (2007).
- Logemann, J. A., Pauloski, B. R., Rademaker, A. W., Kahrilas, P. J. Oropharyngeal swallow in younger and older women: videofluoroscopic analysis. J Speech Lang Hear Res. 45 (3), 434-445 (2002).
