一个算法的开发与高位脊髓损伤使用遥测装置进行自主神经异常反射的动物的综合研究

Summary

遥测设备的导管被植入腹主动脉，以连续收集动物在高位胸脊髓横断前后的逐次血流动力学数据。采用一种新颖的 JAVA 软件来分析血流动力学参数以及自主神经反射异常自发发作的频率和强度。

Abstract

脊髓损伤 （SCI） 是一种以躯体和自主神经功能障碍为特征的使人衰弱的神经系统疾病。特别是，胸中段以上的 SCI 会导致一种可能危及生命的高血压疾病，称为自主神经反射异常 （AD），这种疾病通常由损伤水平以下的有害或非有害躯体或内脏刺激触发。AD 最常见的诱因之一是盆腔内脏扩张，例如在膀胱和肠道扩张或排空时。该协议提出了一种为 JAVA 平台软件开发的新型模式识别算法，用于研究心血管参数的波动以及自发发生的 AD 事件的数量、严重程度和持续时间。该软件能够对血液动力学数据应用模式识别算法，例如收缩压 （SBP） 和心率 （HR），这些数据是从胸部 （T3） 完全横断前后有意识和不受约束的动物的遥测记录中提取的。使用该软件，能够以最小的实验者偏差检测和分析 AD 的血流动力学参数和发作。

Introduction

自主神经异常反射（AD）是在颈部或高胸节急性或慢性脊髓损伤（SCI）后的个体威胁生命的紧急情况和通常的特征在于持续性高血压和心动过缓¹情节。 AD主要是由脊髓下行通道，通常要控制交感神经活性和血管张力^1-4脊髓交感神经节前神经元提供了从脊髓上输入中心的破坏引起的。高达300毫米汞柱的AD发作的特征在于收缩压（SBP）尖峰并且如果不治疗会导致癫痫发作，颅内出血，心肌梗塞，甚至死亡^5-8。各种有害和非伤害性刺激的作为AD的触发，包括肠和膀胱膨胀，痉挛，压疮，膀胱导尿或医源性程序^9-12。

AD的RESP的时间发展ONSE以SCI已经在人类⁹和动物模型^13,14了研究。通常这些研究已经使用了"诱导AD"的方法（ 即尿流动力学，在人类或动物的结直肠扩张阴茎vibrostimulations）确定AD的时间发展。这种方法由于需要在分离的时间点重复评估可能排除AD的时间发展的一个精确确定的限制。在人类中使用的24小时的血压监测器在预定的时间间隔进行串行血压测量。这种技术最近已用于监测慢性SCI自发产生的AD。在动物模型中，固态压力传感器正在越来越多地用于长期监控打逐击败动脉血压。近日，Rabchesvky 等 。 （2012），开发出了提取平均动脉压的二分之一的平均值的算法（MAP）的一个对一个移动平均阈值^15....

Protocol

雄性Wistar（HSD:WI的Wistar）大鼠7周龄，体重300-350克本实验中使用。所有大鼠维持12小时的光/暗周期，并获得标准的实验室大鼠饲料和水随意。所有实验程序符合由加拿大议会关于动物饲养建立先导，以护理和使用实验动物，并授予伦理委员会批准由英国哥伦比亚大学。手术和动物护理是根据我们实验室的标准程序（拉姆齐等^，2010）17进行。

1.动物的制备:外科手术

1. 遥测装置植入
   注:协议被实施根据制造商说明和我们以前的与设备的注入经验^:16
   1. 与恩诺沙星预治疗的动物，一旦一个连续3天每天（10毫克/千克，S.C。）手术前。
   2. 在手术前从笼中取出固体食物9-13小时。在此期间可能会提供软食营养代餐。
   3. 麻醉用4％异氟烷在感应腔中诱导剂量和使用贝恩电路约1.5％异氟烷（1-1.5升/分钟氧气）的维持剂量的动物。用脚趾捏反射和角膜反射来评估动物是否是在麻醉手术平面。呼吸必须监测以评估是否麻醉深度太高（ 即 ，非常缓慢呼吸速率和喘息，苍白粘膜）或过低（ 即，快速，浅呼吸指示动物可能不会在麻醉的手术平面）。在手术期间和麻醉大约每5分钟的外科平面的重复监测调整异氟烷剂量是必要的。
      注:所有手术使用的无菌技术进行:具体而言，医生穿外科擦洗，帽，口罩和无菌手套。开配....

Results

使用遥测技术，动脉血压是在1000赫兹的频率连续24小时取样。使用LabChart动脉血压（ABP）的说明性记录示于图1B。样品ABP被插入降主动脉固态压力传感器监测。小说JAVA平台AD检测软件能够提取相关收缩压（毫米汞柱）峰（ 图1C）。我们还可以提取来自相邻SBP峰（ 图1D）之间的时间间隔的心率（BPM）。

SBP和HR通过在1000赫兹采样节拍ABP从节拍提取被选作为AD检测软件的输入变量。该软件的增加收缩压大于20毫米汞柱伴随40 BPM或更大的人力资源的减少，如在图2中表征的自发广告事件，这些事件被初步确定利用240秒收缩压移动AVE愤怒基线垂直换位20毫米汞柱。该 AD检测软件，确保检测出的AD事件是通过检查40 BPM或以上相对于一个HR下降到AD事件的发生"真实"。软件检测和表征由节拍从连续击败自发的广告事件，24小时SBP和HR遥测录音。随着日子的这些广告活动的时间和频率，AD检测软件提供了以下表格信息:.......

Discussion

该协议描述了详细的实施这将与一个遥测装置相结合，在SCI-动物（ 图1B）ABP的长期深入分析的新的JAVA平台的AD检测软件。这是第一个软件，它允许为ABP图案表征，因为它们偶尔发生在一天的持续时间，以检测自发广告事件。充分表征T3 SCI动物模型可以说明检测自发AD的频率，升压反应和持续的软件功能的能力。随着检测自发广告事件，该软件可以分析ABP振荡和辨别血流动力学参数的日变化。

小说AD检测软件的高效，可靠，准确地检测和特征的急性和慢性脊髓损伤动物自发广告事件。广告事件被认为对增加S中出现的20毫米汞柱或更高（ 图2A）和BP通常与明显的心动过缓⁹相关联。在这个特定的研究中，收缩压波动被认为要dysreflexic插曲的外观的主指示器，虽然软件具有也使用图应研究者愿望的能力。该软件具有通过检测用户确定量的经AD事件（图2B）的发病的HR降辨别明显心动过缓的能力。 Rabchevsky 等 。利用10 BPM的特性下降作为在其上高血压事件.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
11 只雄性 Wistar 大鼠 -HSD-WI （250-300g）	Envigo （前身为 Harlan Laboratories）	141
实验室图表 （PowerLab®数据采集系统）	AD Instruments
压力遥测仪	米勒公司	RP-TRM54P
配置器	Millar Inc.	TR190
SmartPad	Millar Inc. 公司	TR180
异氟醚 （Aerrane）	Baxter Corp.	DIN： 02225875
恩诺沙星 （Baytril）	拜耳医疗保健	DIN： 02169428
5-0 丝线	Ethicon	S182
4-0 薇乔线皮下	Ethicon	J496G
丁丙诺啡 （Temgesic）	利洁时 Benckiser	DIN： 0281250
盐酸布比卡因（马卡因 0.5%）	Hospira Healthcare Corp.	DIN：02305909
酮洛芬（Anafen）	Merial	DIN：02150999
盐酸氯胺酮（Vetalar）	生物生态	DIN：01989529
盐酸右美托咪定（Domitor）	辉瑞	DIN：02333929
乳酸林格溶液	Braun Medical Inc. 公司	DIN：01931636
Gelfoam #12	Pharmacia &Upjohn	03603-14-1
微型剪刀	精细科学工具	15003-008
鸢尾刮刀	精细科学工具	10094-13
10 French 35 cm Foley 导管	Coloplast	AA6110
Dietgel®	清除 H2O，威斯布鲁克，ME	76A
LabDiet 啮齿动物饮食 5001	Purina Mills （PMI®）	5001
氯己定（Hibitane）	惠氏动物保健公司，安大略省圭尔夫	DIN 00245097
阿替帕唑（抗轿车）	Orion Pharma	DIN：02237744