הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

אלקטרוקרדיוגרפיה לא פולשנית בעכבר פרילינטל

6K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/61074

⸱

12 ביוני 2020

 ,  ,  ,  , 
1Graduate School of Biomedical Sciences and Engineering, University of Maine, Orono, ME, 2Department of Biomedical Sciences, College of Osteopathic Medicine, University of New England. Biddeford, ME, 3College of Arts and Sciences, University of New England, Biddeford, ME, 4Department of Pediatrics, Division of Pediatric Cardiology, Maine Medical Center, Portland, ME

במאמר זה

סיכום

כאן, אנו מציגים פרוטוקול אלקטרוקרדיוגרפיה (ECG) פולשנית, הממוטב לעכברים לאחר הלידה המוקדמת, שאינו דורש שימוש בהרדמה.

תקציר

אלקטרוקרדיוגרפיה (ECG) כבר זמן רב להסתמך על כשיטה יעילה ואמינה של הערכת תפקוד לב וכלי דם (ולב וכלי דם) במודלים אנושיים ובעלי חיים של מחלה. קצב לב, קצב וספסיות בודדים, בשילוב עם פרמטרים כמותיים שנאספו מ-ECG, משמשים להערכת שלמות מערכת מוליכות הלב, כמו גם את הפיזיולוגיה המשולבת של מחזור הלב. מאמר זה מספק תיאור מקיף של השיטות והטכניקות המשמשות לביצוע ECG לא פולשני על גורי עכברים perinatal וילודים כבר ביום שלאחר הלידה הראשון, ללא צורך בשימוש בהרדמה. פרוטוקול זה נועד לטפל ישירות בצורך בשיטה מתוקנה ותוכלית להשגת ECG בעכברים שזה עתה נולדו. מנקודת מבט תרגום, פרוטוקול זה מוכיח להיות יעיל לחלוטין לאפיון של פגמים מולדים קרדיו-ריאה שנוצרו באמצעות קווי עכבר טרנסגניים, ובמיוחד לניתוח פגמים גרימת קטלניות או במהלך הימים הראשונים לאחר הלידה. פרוטוקול זה גם נועד לטפל ישירות בפער בספרות המדעית כדי לאפיין ולספק נתונים נורמטיביים הקשורים התבגרות של מערכת מוליכות הלב לאחר הלידה המוקדמת. שיטה זו אינה מוגבלת לנקודת זמן ספציפית לאחר הלידה, אלא מאפשרת איסוף נתוני ECG בגורי עכבר ילודים מלידה ועד ליום 10 לאחר הלידה (P10), חלון בעל חשיבות קריטית למודל מחלות אנושיות ב-vivo, עם דגש מיוחד על מחלות לב מולדות (CHD).

מבוא

ניתן למדוד את תפקוד הלב בדרכים שונות, הנפוצות ביותר כוללות שימוש אלקטרוקרדיוגרפיה (ECG) כדי לנתח את התנהלות הזרם החשמלי דרך הלב, כמו גם את מחזור הלב הכולל שלהותפקוד 1. אלקטרוקרדיוגרפיה ממשיכה להיות כלי אבחון שימושי לזיהוי ואפיון של חריגות לב במודלים אנושיים ובעלי חיים שלמחלה 1,2. אי סדרים בקריאה אלקטרוקרדיוגרם ניתן למצוא בהתפתחות לב חריגה (כלומר, מחלת לב מולדת (CHD),והוא יכול לכלול הפרעות בקצב הלב המתבטאות כשינויים בקצב הלב (למשל, ברדיקרדיה) וקצב (למשל, "בלוקי לב"), המי רמז על פגמים בשלמות ו/או תפקודו של שריר הלב הבסיסי. שינויים כאלה עלולים לגרום לחולים לתפקוד לב מסכן חיים (למשל, אי ספיקת לב גדשתית ו/או דום לב) ותמותהמוגברת 3,4. בהתחשב בשיעורי התמותה הגבוהים עם CHD חמור ולא מטופל, פיתוח שיטה מתוקנת וחוזרת על עצמה לאיסוף א.ק.ג בתקופה זו לאחר הלידה היא קריטית.

למרות שאנחנו לא הראשונים לטפל בבעיה זו, שיטות קודמות של איסוף ECG על גורי עכברכללו באופןמסורתי הליכים פולשניים (מחט תת עורית או אלקטרודות חוט) ו / או השימוש בהרדמה 5,6,7. היתרונות בביצוע ניתוח ECG לא פולשני כוללים מזעור הכאב ולבטל את הלחץ על החיה. בעוד הנסוי עדיין חייב להיות זהיר לגבי גרימת מתח הגור, המכשיר נועד למנוע לחצים נפוצים על מנת לייצר נתונים מדויקים. בהקשר של הערכת תפקוד הלב, החדרת הרדמה לבעלי חיים שעלולים להיות להם חריגות לב ריאה עלול להסוות או אפילו להחמיר את התנאים הבסיסיים. הרדמה עשויה להשפיע על מוליכות חשמלית על ידי שינוי depolarization ו / או קוטביזציה מחדש של התאים. לבסוף, השימוש בהרדמה יכול לשים את הגור שזה עתה נולד בסיכון מוגבר להיפותרמיה, אשר יכול לבלבל עוד יותר כל פתולוגיה הטבועה. הפרוטוקול הבא אינו מציג כל הרדמה, הליכים פולשניים, או אי נוחות בולטת הגור. לאחר השלמת התקנת הציוד, ניתן להשלים ביעילות את הגדרת המכשיר ואיסוף הנתונים הקשורים לחיה, ולאחר מכן ניתן להחזיר את הגורים לאמם. בנוסף, מערכת זו מאפשרת לבצע ניתוחים חוזרים ו/או סדרתיים, שהוא אידיאלי לניסויים הדורשים ניתוח לאורך זמן, מבוא של טיפולים תרופתיים, וכו '.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

הפרוטוקול הבא פועל בהתאם לסטנדרטים של הוועדה המוסדית לטיפול בבעלי חיים ולשימוש של אוניברסיטת ניו אינגלנד. התבוננות מקרוב בפרוטוקול אמורה לספק קריאת א.ק.ג. משביעת רצון בכל היילודים שנבדקו (n > 70).

1. הכנות להתקנים

  1. חבר את ההתקן ליציאת ה-USB של מחשב שבו תוכנת ECG הורדה עליו. התקן המדידה יתחיל להתחמם באופן אוטומטי עד (37°C/98.6 °F). יחידת החימום הפנימית כלולה ביחידת המדידה ומחממת רק את משטח הפלסטיק. אלקטרודות חוט הכסף אינן מחוממות.
  2. אפשר כ-15 דקות עד שפני השטח יגיעו לטמפרטורה. השתמש בזמן זה כדי לאסוף ולהגדיר בעלי חיים.
    הערה: הפרוטוקול עשוי להיות מושהה בשלב זה והפלטפורמה יכולה להישאר מחוברת וחימום למשך פרק זמן ממושך. בהיעדר פלטפורמת אלקטרודה לחימום עצמי, משטח חימום בטוח לבעלי חיים עשוי לשמש גם כדי למנוע מאם וגורים להפוך להיפותרמיה.

2. הכנות לבעלי חיים

  1. לאסוף את האם ואת הגורים ולשמור בתוך כלוב הדיור עד מוכן לאסוף.
  2. לאחר שיחידת המדידה מתחמם לטמפרטורה, מוציאים את גור העכבר מהכלוב ומנגבים את בית החזה עם 70% אתנול שרוסס על מגבון. מניחים את הגור על פני השטח המחוממים של הפלסטיק.
  3. אפשר לעכבר להסתגל לפני השטח בחושך למשך כ- 2-5 דקות.

3. הגדרת פלטפורמת עכבר ואלקטרודה (יישום אלקטרודה)

  1. השתמש מרית מתכת, בדיקה, או dowel עץ כדי לאסוף טיפה קטנה של דבק, ג'ל מוליך חשמלי (ג'ל אלקטרודה מוליך גבוה ייבוש מהיר משמש בדרך כלל למיקום של אלקטרודות מכרסמים).
    הערה: כל חפץ מוצק שאינו סיבי יכול לשמש להחלת ג'ל הניצוח, כל עוד האובייקט לא ישאיר מאחור סיבים סינתטיים או חומר דומה על האלקטרודות שעלולות להפריע לאיכות האות החשמלי.
  2. בעזרת המרית/דאוול, גע בעדינות בראש כל אחד מארבעת משטחי האלקטרודה השטוחים על-ידי לחיצה בעדינות כלפי מטה ומשיכת ג'ל הניצוח בזווית אלכסונית הרחק ממרכז מבנה האלקטרודה. ודא כי כל אלקטרודה בודדת מכוסה לחלוטין עם הג'ל.
    התראה: צעד זה חשוב ביותר כדי להבטיח כי ג'ל אלקטרודה מוליך אינו לדבוק יותר מאלקטרודה אחת. גדילי דבק הנוצרים בין אלקטרודות יכולים להתנהל בהסתערות ועלולים להפריע או לקצר את האות החשמלי הרצוי. הפרוטוקול לא צריך להיות מושהה בשלב זה כמו הג'ל יתחיל להתגבש ולהיות דבק. הקפד להגדיר את העכבר על הפלטפורמה בתוך 5-10 דקות של החלת ג'ל מוליך (או החלפת ג'ל אלקטרודה מוליך שווה ערך).
  3. מניחים את מרית המתכת או דוול העץ עם שאר הג'ל בצד.
  4. מניחים את עצם החזה של גור העכברים יילודים כלפי מטה ונוטים עם ראש הגור הפונה לקצה ה-USB היוצא של הרציף. ודא שחלק מהחזה של הגור מכסה כל אחת מארבע האלקטרודות. לרסן בעדינות את האמות של הגור לצידם ובו זמנית להחזיק למטה כ 1 דקות כדי לאפשר את ג'ל ניצוח להגדיר.
  5. מניחים פגושי סיליקון מגומי בצד ימין ושמאל של הגור. פגושים צריך לאבטח את הגור בכל צד ולספק יציבות כדי למנוע תנועות מוגזמות של העכבר, אבל לא צריך למנוע את כל התנועה של העכבר. לאחר ההתקנה, צפה בעכבר לרגע והתאם את מיקום הפגוש במידת הצורך.
    התראה: אין לדחוס את העכבר בחוזקה רבה מדי, מכיוון שזה עלול להפריע למכניקת הנשימה ולקצב הנשימה.
  6. השתמשו בדאוול שהיה בצד כדי להחיל את ג'ל הניצוח הנותר על אלקטרודה זנב הארקה ומניחים על הישבן של הגור. להפעיל לחץ עדין כדי לאפשר את הג'ל להגדיר לפני שחרור הגור.
  7. מניחים את פגוש הסיליקון הסופי על גבי הישבן של העכבר כדי להחזיק את אלקטרודה הארקה במקום.
    התראה: אין להפעיל כוח מופרז בעת הצבת הפגוש הסופי, מכיוון שזה עלול לגרום לאי נוחות לגור ו/או לעקור את האלקטרודה המקרקעת.
  8. תפסו את כל הרציף והניחו בעדינות בתוך כלוב פאראדיי.
    התראה: היזהרו והוודאו שפגוש הסיליקון העליון לא יעקור ברגע שכלוב פאראדיי נמצא במקומו.
  9. לפני ההקלטה, ודא גור העכבר אינו נע יתר על המידה ולוודא את הגוף ואת הראש של העכבר נראה מאובטח.
    התראה: ודא כי ראשו של גור העכבר מסוגל לנוע בחופשיות מסוימת בתוך הפגושים והוא לא לגמרי נואף למטה לתוך הפלטפורמה. הפלטפורמה המוגבהת נועדה לרומם מעט את בית החזה של העכבר ולמנוע חנק, אך יש לפקח על כך מקרוב.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

ECG אידיאלי יהיה אות ברור, בולט המאפשר את כל הגלים להיות מנותח במספר מסגרות זמן שונות (איור 1). המעבדה העסיקה בתחילה יישום מותאם אישית של מערכת אלקטרומיוגרפיה כדי לייצר ECGs באיכות לא מספקת, אשר אפשרה לנו רק לנתח פרמטרים בסיסיים כגון קצב לב(איור S1). עבודה זו השראה עם חברה לפתח אב טיפוס חדש ECG מכשיר במיוחד לניתוח של גורי עכברים לאחר הלידה מוקדם.

לקריאה באיכות ירודה אין פעימות ניכרות, מראה הפרעה ברורה, ויש לו גלים או חוסר עקביות על פני הקריאה (

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

נקודות הנתונים שנאספו ביום הראשון של גורי עכברים הן מעט מתחת לערכים הצפויים הממוצעים לעכברים בוגרים (500-700 פעימות לדקה). 8 יש עלייה בקצב הלב ככל שהעכבר מזדקן, אשר נופל יותר בקנה אחד עבור הערכים הצפויים (טבלה 1). עם זאת, חשוב להדגיש כי ערכי יילודים היו בקצה התחתון של טווח זה, ותומכים ברעיון שיש לתעד ערכים נורמטיביים באופן ספציפי לגיל. שיטה זו שונה מאשר פרוטוקולים אלקטרוקרדיוגרם אחרים בכך שאין טראומה פיזית לעכבר. הפרוטוקול אינו פולשני לחלוטין, אינו דורש שימוש בהרדמה, והוא אופטימלי...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים מדווחים שאין ניגודי עניינים.

תודות

המחברים מכירים בתמיכה נדיבה מאות הלבבות הזעירים (KLT), תוכנית ה-COBRE של UNE (מספר מענק NIGMS P20GM103643; LAF), ותכנית מלגת SURE באוניברסיטת ניו אינגלנד (VLB), כמו גם תמיכה טכנית למטופלים מאשיש מור (iWorx, דובר, NH). איור 3, איור 4 ואיור S1 נוצרו באמצעות תוכנת Biorender.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
תוכנת LabScribe4iWorxLabScribe4המשמשת להקלטת א.ק.ג
עכבר יילודים מערכת נשימהiWorxRS-NMECG: מכשיר א.ק.ג לעכבר יילודיםא.ק.ג
דבק מוליך טנסיבי ג'לParker Laboratories, Inc22-60טק-ג'ל המשמש כג'ל מוליך לא.ק.ג
א.ק.ג מכשיר

מקורות

  1. Pappano, A. J., Wier, W. G. Cardiovascular Physiology. 11, Elsevier. 40-41 (2019).
  2. Kaese, S., Verheule, S. Cardiac electrophysiology in mice: A matter of size. Frontiers in Physiology. 3, Semptember 1-19 (2012).
  3. Sisakian, H. Cardiomyopathies: Evolution of pathogenesis concepts and potential for new therapies. World Journal of Cardiology. 6 (6), 478-494 (2014).
  4. London, B. Cardiac Arrhythmias: From (Transgenic) Mice to Men. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 12 (9), 1089-1091 (2001).
  5. Zehendner, C. M., Luhmann, H. J., Yang, J. -W. A Simple and Novel Method to Monitor Breathing and Heart Rate in Awake and Urethane Anesthetized Newborn Rodents. PLoS ONE. 5, 62628(2013).
  6. Zhao, Y., et al. Dry-contact microelectrode membranes for wireless detection of electrical phenotypes in neonatal mouse hearts. Biomedical Microdevices. 17 (2), 40(2015).
  7. Cao, H., et al. Wearable multi-channel microelectrode membranes for elucidating electrophysiological phenotypes of injured myocardium. Integrative Biology. 6 (8), 789(2014).
  8. Ho, D., et al. Heart rate and electrocardiography monitoring in mice. Current Protocols in Mouse Biology. 1 (1), 123-139 (2011).
  9. Heier, C. R., Hampton, T. G., Wang, D., DiDonato, C. J. Development of electrocardiogram intervals during growth of FVB/N neonate mice. BMC Physiology. 10, 16(2010).
  10. Heier, C. R., DiDonato, C. J. ECG in neonate mice with spinal muscular atrophy allows assessment of drug efficacy. Frontiers Biosciences (Elite Ed). 7, 107-116 (2015).
  11. Chu, V., et al. Method for noninvasively recording electrocardiograms in conscious mice. BMC Physiology. 1, 6(2001).
  12. Patel, S. I., Souter, M. J. Equipment-related electrocardiographic artifacts: causes, characteristics, consequences, and correction. Anesthesiology. 108 (1), 138-148 (2008).
  13. Castellan, R. F. P., Thomson, A., Moran, C. M., Gray, G. A. Electrocardiogram-gated kilohertz visualisation (EKV) ultrasound allows assessment of neonatal cardiac structural and functional maturation and longitudinal evaluation of regeneration after injury. Ultrasound in Medicine and Biology. 46 (1), 167-179 (2020).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

ECG של עכבר ניאונטליקצב לב של עכבר בתקופה הפרינטליתניתוח אותות ECGתפקוד קרדיו-וסקולרי של גורו עכברפגמים מולדים בלבג'ל להולכה חשמליתהקמה של כלוב פראדיימדידת קצב לבניתוח מרווחי RR
אלקטרוקרדיוגרפיה לא פולשנית בעכבר פרילינטל
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.