Entwicklung eines Algorithmus einer umfassenden Studie von Autonomic Dysreflexie in Tiere zu Führen mit hoher Rückenmark-Verletzung ein Telemetrie-Gerät verwenden

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die zeitliche Entwicklung und das Fortschreiten der autonomen Dysreflexie (AD) mit Hilfe von AD-Detektionssoftware in einem Modell für Rückenmarksverletzungen von Nagetieren zu charakterisieren. Dies wird erreicht, indem zunächst ein Telemetriegerät in die Bauchaorta implantiert wird, um den kontinuierlichen arteriellen Blutdruck und die Herzfrequenz Schlag für Schlag zu überwachen. 14 Tage später wird das Rückenmarkssegment T3 vollständig durchtrennt.

Als nächstes wird eine AD-Detektionssoftware verwendet, um die spontanen AD-Episoden zu erkennen und zu charakterisieren. Alternativ kann AD nicht-invasiv mit einem Foley-Katheter induziert werden, gefolgt von einer Echtzeitüberwachung der induzierten AD-Episoden. Letztendlich können die episodische Hypertonie und das Auftreten von Brachykardie, die als Folge der spontanen oder induzierten AD-Vorfälle auftreten, mit der AD-Detektionssoftware bewertet werden.

Es ist entscheidend für das Überleben der Tiere, ausreichend Zeit für die Implantation eines Telemetriegeräts vor einer Rückenmarksverletzung einzuplanen, da eine mechanische Obstruktion durch ein Telemetriegerät zu einer unzureichenden Durchblutung der Hintergliedmaßen der Tiere führt. Wir haben in unserem Protokoll die vollständige T3-Rückenmarksverletzung mit hohem thorakalen Brustspiegel verwendet, da sie eine Reihe von kardiovaskulären Dysfunktionen hervorruft, einschließlich autonomer Dysreflexie, die der klinischen Realität einer Rückenmarksverletzung ähneln. Die von uns entwickelte AD-Erkennungssoftware identifiziert Muster innerhalb kontinuierlicher Blutdruckaufzeichnungen, die einer autonomen Dysreflexie ähneln, was auf einen möglichen Einsatz der Software bei der Überwachung von Patienten mit Rückenmarksverletzungen hindeutet.

Implantieren Sie vor der Datenerfassung den Katheter des Telemetriegeräts gemäß dem Textprotokoll in die Bauchschlagader des Tieres. Nach der telemetrischen Operation wird der kontinuierliche arterielle Blutdruck des Tieres Schlag für Schlag bei 1000 Hertz in 24-Stunden-Blöcken gemessen, um die hämodynamischen Parameter vor einer Rückenmarksverletzung zu überwachen. Zwei Wochen später wird das Rückenmark im T3-Segment gemäß den etablierten Protokollen durchtrennt, gefolgt von einer Überwachung des arteriellen Blutdrucks, um die Reaktion nach einer Rückenmarksverletzung zu beurteilen.

Um die Inzidenz von spontaner autonomer Dysreflexie (AD) zu beurteilen, verwenden Sie die entsprechende Erfassungssoftware, um das Interbeat-Intervall, den systolischen Blutdruck, den mittleren arteriellen Druck und die Tageszeit aus den Telemetrie-Rohdaten über den interessierenden Zeitraum zu extrahieren. Laden Sie als Nächstes eine CSV-Datei mit den extrahierten Daten hoch, einschließlich des Zwischenschlagintervalls, der systolischen Blut- und mittleren arteriellen Druckwerte sowie der aufgezeichneten Tageszeit. Erstellen Sie dann einen Schwellenwert für den systolischen Blutdruck mit einem gleitenden Durchschnittsfenster von 240 Sekunden.

Legen Sie den transponierten Schwellenwert für den systolischen Blutdruck auf 20 Millimeter Quecksilbersäule über dem gleitenden Durchschnitt fest. Identifizieren Sie als Nächstes die systolischen Blutdruck-Peak-Cluster, die den transponierten Schwellenwert mit einem Interpeak-Intervall von weniger als zwei Sekunden und einem Peak-Cluster-Intervall von mehr als 10 Sekunden überschreiten. Legen Sie das Schwellenwertintervall für die AD-Dauer auf einen Abstand von 120 Sekunden fest.

Um zu bestätigen, dass diese Spitzencluster mit einem spontanen AD-Ereignis verbunden sind, legen Sie eine minimale Einschränkung des Herzfrequenzabfalls fest, die den ersten 10 % der Herzfrequenzwerte zu Beginn des potenziellen Ereignisses und 75 % der Herzfrequenzwerte ab dem Ende des potenziellen Ereignisses zugeordnet ist. Subtrahieren Sie dann die untere Herzfrequenzschwelle von der höheren Herzfrequenzschwelle, um einen entsprechenden Abfall von 40 BPM oder mehr zu gewährleisten, und achten Sie darauf, den relevanten physiologischen Bereich für die systolischen Blutdruck- und Herzfrequenzaufzeichnungen anzugeben. Wenn alle Bereiche gefüllt sind, klicken Sie auf OK. Es wird eine grafische Darstellung der erkannten AD-Ereignisse dargestellt, einschließlich der Spitzen im systolischen Blutdruck und der zugehörigen Herzfrequenzdaten.

Eine Tabellenkalkulationsdatei mit der Druckreaktion, der Dauer, dem maximalen systolischen Blutdruck, der minimalen Herzfrequenz und dem Herzfrequenzabfall jedes erkannten AD-Ereignisses wird ebenfalls generiert. Um den Schweregrad einer induzierten AD-Episode zu beurteilen, schmieren Sie die Spitze eines Foley-Katheters und führen Sie die entleerte Ballonspitze zwei Zentimeter von der Analöffnung entfernt in das Rektum des Tieres ein. Tiere mit einer Rückenmarksverletzung haben keine Empfindung unterhalb der Verletzung, jedoch können sie während der Katheterinkretion aufgrund der Spastik krampfhafte und ruckartige Bewegungen erfahren.

Befestigen Sie den Katheter mit chirurgischem Klebeband am Schwanz und legen Sie einen speziellen Schlauch um die Außenseite des Katheters, um zu verhindern, dass die Ratte beißt oder den Katheter herauszieht. Ziehen Sie dann den Ballon über 10 Sekunden mit zwei Millilitern Luft auf. Lassen Sie den Blutdruck und die Herzfrequenz stabilisieren.

Halten Sie die Dehnung eine Minute lang aufrecht. Wiederholen Sie nach einer 10-minütigen Pause die Dehnung und die 10-minütige Erholungsphase drei weitere Male und analysieren Sie dann den Schweregrad der induzierten AD mit der AD-Erkennungssoftware. Hier wird eine repräsentative Aufzeichnung des kontinuierlichen arteriellen Blutdrucks gezeigt, der vom Telemetrie-Schallkopf abgetastet und von der Datenerfassungssoftware extrahiert wurde, wie gerade demonstriert.

Wie diese Daten aus der kontinuierlichen arteriellen Blutdrucküberwachung zeigen, ist spontane AD mit einem Anstieg des systolischen Blutdrucks von mehr als 20 Millimetern Quecksilbersäule verbunden, begleitet von einer Abnahme der Herzfrequenz um 40 BPM oder mehr zu Beginn des AD-Ereignisses. In diesen Diagrammen ist der schnelle und anhaltende Anstieg des systolischen Blutdrucks bei gleichzeitiger ausgeprägter Brachykardie, der nach Induktion von AD durch kolorektale Dehnung auftritt, wie gerade gezeigt, zu beobachten. Durch die Kombination von Dehnung mit der Erkennung und Charakterisierung dieser spontanen autonomen Dysreflexie-Ereignisse, wie gerade gezeigt, können wir die zeitlichen Merkmale dieses lebensbedrohlichen Zustands untersuchen.