Sviluppo di un algoritmo di effettuare uno studio globale di autonomica disreflessia in animali con alta ferita del midollo spinale Uso di un dispositivo di telemetria

L'obiettivo generale di questa procedura è caratterizzare lo sviluppo temporale e la progressione della disreflessia autonoma, o AD, mediante l'utilizzo di un software per il rilevamento della AD in un modello di lesione del midollo spinale in roditore. Questo viene ottenuto innanzitutto impiantando un dispositivo di telemetria nell'aorta addominale per monitorare in continuo, battito dopo battito, la pressione arteriosa e la frequenza cardiaca. Quattordici giorni dopo, il segmento del midollo spinale a livello di T3 viene completamente trassecato.

Successivamente, un software di rilevamento dell'AD viene utilizzato per rilevare e caratterizzare gli episodi spontanei di AD. In alternativa, l'AD può essere indotta in modo non invasivo mediante un catetere di Foley, seguita da un monitoraggio in tempo reale degli episodi di AD indotti. Infine, l'ipertensione episodica e l'insorgenza di bradicardia che si verificano come risultato degli episodi di AD spontanei o indotti possono essere valutati tramite il software di rilevamento dell'AD.

È fondamentale prevedere un tempo sufficiente per l’impianto del dispositivo di telemetria prima della lesione del midollo spinale, al fine di garantire la sopravvivenza dell’animale, poiché l’ostruzione meccanica causata dal dispositivo di telemetria può compromettere il flusso sanguigno agli arti posteriori. Nel nostro protocollo abbiamo utilizzato una lesione completa del midollo spinale a livello toracico alto (T3), poiché induce diverse disfunzioni cardiovascolari, tra cui la disreflessia autonoma, che rispecchia la realtà clinica della lesione del midollo spinale. Il software di rilevamento della disreflessia autonoma da noi sviluppato funziona identificando modelli all’interno delle registrazioni continue della pressione arteriosa che ricordano la disreflessia autonoma, suggerendo un possibile utilizzo del software nel monitoraggio di pazienti con lesione del midollo spinale.

Prima della raccolta dei dati, impiantare il catetere del dispositivo di telemetria nell'aorta addominale dell'animale seguendo il protocollo indicato. Dopo l'intervento di telemetria, campionare la pressione arteriosa continua battito per battito dell'animale a 1000 hertz in blocchi di 24 ore per monitorare i parametri emodinamici pre-lesione del midollo spinale. Due settimane dopo, sezionare il midollo spinale al segmento T3 seguendo protocolli consolidati, quindi monitorare la pressione arteriosa per valutare la risposta post-lesione del midollo spinale.

Per valutare l'incidenza della disreflessia autonomicamente spontanea, o AD, utilizzare un software di acquisizione appropriato per estrarre dall'intervallo di tempo di interesse i dati grezzi della telemetria relativi all'intervallo interbattito, alla pressione sanguigna sistolica, alla pressione arteriosa media e all'ora del giorno. Successivamente, caricare un file CSV contenente i dati estratti, inclusi l'intervallo interbattito, i valori di pressione sanguigna sistolica e di pressione arteriosa media e l'ora del giorno registrata. Quindi, impostare una soglia per la pressione sanguigna sistolica utilizzando una finestra mobile media di 240 secondi.

Impostare la soglia trasposta della pressione arteriosa sistolica a 20 millimetri di mercurio sopra la media mobile di base. Successivamente, identificare i gruppi di picchi della pressione arteriosa sistolica che superano la soglia trasposta con un intervallo inter-picco inferiore a due secondi e un intervallo tra gruppi di picchi superiore a 10 secondi. Impostare l'intervallo della soglia della durata dell'AD entro 120 secondi l'uno dall'altro.

Per confermare che questi raggruppamenti di picchi siano associati a un evento di AD spontaneo, impostare una riduzione minima della frequenza cardiaca pari al primo 10% dei valori di frequenza cardiaca all'insorgenza dell'evento potenziale e al 75% dei valori di frequenza cardiaca alla fine dell'evento potenziale. Successivamente, sottrarre la soglia inferiore della frequenza cardiaca da quella superiore per garantire una corrispondente diminuzione di almeno 40 BPM, avendo cura di indicare l'intervallo fisiologico rilevante per le registrazioni della pressione arteriosa sistolica e della frequenza cardiaca. Una volta compilati tutti i pannelli, fare clic su OK. Verrà presentata una rappresentazione grafica degli eventi di AD rilevati, inclusi gli incrementi della pressione arteriosa sistolica e i relativi dati di frequenza cardiaca.

Verrà inoltre generato un file di foglio di calcolo contenente la risposta alla pressione, la durata, la pressione arteriosa sistolica massima, la frequenza cardiaca minima e l'abbassamento della frequenza cardiaca di ciascun evento di AD rilevato. Per valutare la gravità di un episodio di AD indotto, lubrificare la punta di un catetere Foley e inserire la punta a palloncino sgonfia nel retto dell'animale a due centimetri dall'apertura anale. Gli animali con lesione del midollo spinale non hanno sensibilità al di sotto della lesione, tuttavia potrebbero manifestare movimenti spasmodici e scattanti durante l'inserimento del catetere a causa della spasticità.

Fissare il catetere alla coda con nastro chirurgico e posizionare un tubo apposito all'esterno del catetere per impedire al ratto di morderlo o estrarlo. Quindi infondere il palloncino con due millilitri di aria nell'arco di 10 secondi. Attendere che la pressione sanguigna e la frequenza cardiaca si stabilizzino.

Mantenere la distensione per un minuto. Dopo un periodo di riposo di 10 minuti, ripetere la distensione e il periodo di recupero di 10 minuti altre tre volte, quindi analizzare la gravità della AD indotta utilizzando il software di rilevamento della AD. Qui viene mostrata una registrazione rappresentativa della pressione arteriosa campionata battito dopo battito in continuo mediante il trasduttore telemetrico e acquisita dal software di acquisizione dati come appena illustrato.

Come dimostrano questi dati ottenuti dal monitoraggio continuo della pressione arteriosa, l'AD spontanea è associata a un aumento della pressione sistolica superiore a 20 millimetri di mercurio, accompagnato da una diminuzione della frequenza cardiaca pari o superiore a 40 BPM all'insorgenza dell'episodio di AD. In questi grafici, si può osservare l'aumento rapido e persistente della pressione sistolica accompagnato da una marcata bradicardia che si verifica dopo l'induzione dell'AD mediante distensione rettocolica, come appena illustrato. Combinando la distensione con il rilevamento e la caratterizzazione di questi eventi spontanei di disreflessia autonomico, come appena dimostrato, possiamo studiare le caratteristiche temporali di questa condizione potenzialmente letale.