遠隔測定装置を使用した高脊髄損傷で動物に自律神経反射異常の総合的研究を行うためにアルゴリズムの開発

この手順の全体的な目標は、げっ歯類の脊髄損傷モデルのAD検出ソフトウェアを使用して、自律神経反射障害(AD)の時間的発達と進行を特徴付けることです。これは、まずテレメトリーデバイスを腹部大動脈に埋め込んで、拍動、連続的な動脈血圧、心拍数を監視することによって達成されます。14日後、T3脊髄セグメントは完全に切断されます。

次に、AD検出ソフトウェアを使用して、自発的なADエピソードを検出し、特徴付けます。あるいは、フォーリーカテーテルを使用してADを非侵襲的に誘発し、その後、誘発されたADエピソードをリアルタイムでモニタリングすることもできます。最終的には、自発的または誘発されたADインシデントの結果として発生する一時的な高血圧と徐脈の発症は、AD検出ソフトウェアによって評価できます。

脊髄損傷の前にテレメトリーデバイスを埋め込むための十分な時間を確保することは、テレメトリーデバイスによる機械的閉塞が動物の後肢への血流不足を引き起こすため、動物の生存にとって非常に重要です。私たちのプロトコルでは、高胸部 T3 完全脊髄損傷を使用しましたが、これは、脊髄損傷の臨床的現実に似た自律神経反射障害を含む多くの心血管機能障害を誘発するためです。今回開発したAD検出ソフトウェアは、連続的な血圧記録から自律神経失調症に似たパターンを特定することで、脊髄損傷患者のモニタリングに活用できる可能性を示唆しています。

データ収集の前に、テレメトリーデバイスのカテーテルをテキストプロトコルに従って動物の腹部大動脈に埋め込みます。テレメトリー手術後、24時間ブロックで動物の連続動脈血圧を1000ヘルツで拍動ごとにサンプリングして、脊髄損傷前の血行動態パラメーターを監視します。2 週間後、確立されたプロトコルに従って T3 セグメントで脊髄を切除し、続いて動脈血圧のモニタリングを行い、脊髄損傷後の反応を評価します。

自発的な自律神経反射障害(AD)の発生率を評価するには、適切な取得ソフトウェアを使用して、関心のある期間の生のテレメトリデータから拍動間隔、収縮期血圧、平均動脈圧、および時刻を抽出します。次に、抽出したデータのCSVファイルをアップロードします。これには、拍動間隔、収縮期血液と平均動脈圧の値、記録された時刻が含まれます。次に、240 秒の移動平均ウィンドウを使用して収縮期血圧のしきい値を作成します。

収縮期血圧転置閾値を、移動平均ベースラインより 20 ミリメートル高い水銀柱に設定します。次に、ピーク間間隔が 2 秒未満で、ピーク クラスター間隔が 10 秒を超える、転置されたしきい値を超える収縮期血圧ピーク クラスターを特定します。AD 期間のしきい値間隔を互いに 120 秒以内に設定します。

これらのピーククラスターが自発的なADイベントに関連付けられていることを確認するには、潜在的なイベントの開始時に心拍数値の最初の10%、および潜在的なイベントの終了から心拍数値の75%に関連付けられた最小心拍数低下制限を設定します。次に、収縮期血圧と心拍数の記録に関連する生理学的範囲を示すように注意しながら、高い心拍数のしきい値から低い心拍数のしきい値を差し引いて、対応する40 BPM以上の低下を確保します。すべてのパネルが埋まったら、[OK]をクリックします。収縮期血圧の急上昇や関連する心拍数データなど、検出された AD イベントのグラフ表現が表示されます。

検出された各ADイベントの圧力応答、持続時間、最大収縮期血圧、最小心拍数、および心拍数の低下を含むスプレッドシートファイルも生成されます。誘発されたADエピソードの重症度を評価するには、フォーリーカテーテルの先端を潤滑し、収縮したバルーンの先端を肛門の開口部から2センチメートルの動物の直腸に挿入します。脊髄損傷の動物は、損傷の下に感覚がありませんが、痙縮のためにカテーテル増加中に痙攣性およびぎくしゃくした動きを経験する可能性があります。

カテーテルをサージカルテープで尾に固定し、ラットがカテーテルを噛んだり引き抜いたりしないように、カテーテルの外側の周りにカスタムチューブを配置します。次に、バルーンに2ミリリットルの空気を10秒かけて注入します。血圧と心拍数が安定するのを待ちます。

1分間膨張を維持します。10分間の休息後、膨満と10分間の回復期間をさらに3回繰り返し、AD検出ソフトウェアを使用して誘発されたADの重症度を分析します。ここでは、テレメトリートランスデューサーによってサンプリングされ、先ほど示されたようにデータ収集ソフトウェアによって抽出された拍動動脈血圧の連続的な拍動の代表的な記録が示されています。

これらの継続的な動脈血圧モニタリングのデータが示すように、自発的なADは、収縮期血圧が水銀柱の20ミリメートルを超える上昇と関連しており、ADイベントの開始時に心拍数が40BPM以上低下します。これらのグラフでは、先ほど示したように、結腸直腸膨満によるADの誘発後に発生する顕著な徐脈を伴う収縮期血圧の急速かつ持続的な上昇が観察できます。今示したように、膨満とこれらの自発的な自律神経反射障害イベントの検出と特性評価を組み合わせることにより、この生命を脅かす状態の時間的特性を研究することができます。