Name: 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 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-29T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 51 s
Description: 学ぶ自律神経反射異常の時系列的発達と進行の特徴づけ。テレメトリー装置を用いた齧歯類の高脊髄損傷モデルにおける血圧と心拍数の連続モニタリングと検出ソフトウェアによる解析手法を解説します。

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ヘルスリサーチとBCとユーコンの心臓・脳卒中財団のカナダの研究所が資金提供している場合、この研究。私たちは、動物のケアの技術サポートと専門知識のために氏Rayshad Gopaul博士シェリーMcErlaneを承認したいと思います。

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著者らは開示するものは何もない。

プロトコルは、SCI-動物（ 図1B）でのABPの長期徹底的に分析のために、遠隔測定装置と組み合わせることであろう新たなJavaプラットフォームAD検出ソフトウェアの詳細な実装について説明します。これは、彼らが一日の期間を通じて散発的に発生するように自発的なADのイベントを検出するためのABPパターンの特徴付けを可能にする最初のソフトウェアです。よく特徴付けT3 SCIの動物モデルは、自発的なADの周波数、昇圧応答と持続時間を検出するためのソフトウェアの機能的能力を説明することができます。自発性AD事象の検出に伴い、ソフトウェアがABPに振動を分析し、血行動態パラメータの日変化を識別することができます。 新規AD検出ソフトウェアは、効率的に、確実にかつ正確に検出し、急性および慢性SCI動物における自発性ADイベントを特徴とします。 ADイベントはSの増加の際に発生すると考えられています20 mmHgの以上のBP（ 図2A）とは、多くの場合、顕著な徐脈9と関連しています。ソフトウェアはまた、MA...

自律神経反射異常（AD）は、子宮頸部または高胸部セグメントにおける急性または慢性脊髄損傷（SCI）後の個体では、生命を脅かす緊急事態であり、通常は永続的高血圧と徐脈1のエピソードによって特徴付けられます。 ADは、主に、通常、交感神経活動と血管緊張1-4を制御する脊髄交感神経節前ニューロンに脊柱上のセンターからの入力を提供脊髄経路を降順の破壊によって引き起こされます。 ADのエピソードは300 mmHgの最大収縮期血圧のスパイク（SBP）を特徴としている発作、頭蓋内出血、心筋梗塞、および死さえも5-8につながる可能性があり放置すれば。有害および非侵害刺激の様々な腸と膀胱膨満、痙攣、褥瘡、膀胱カテーテル法または医原手順9-12含め、ADのトリガーとして機能します。 RESPにおけるADの時間的推移SCIにオンセ両方人間9および動物モデル13,14で検討されています。通常、これらの研究は（ すなわち 、尿力学は、ヒトまたは動物における結腸直腸の拡張で陰茎vibrostimulations）は、ADの時間的推移を決定するために、「誘導されたAD &#39;メソッドを使用しています。このようなアプローチは、ADの時間的発展の正確な決意を排除することができる、単離された時点での反復評価のための必要性によって制限されます。ヒトにおける24時間血圧モニタリングの使用は、連続血圧測定値が予め定められた間隔で行われることを可能にします。この技術は、最近、慢性脊髄損傷患者における自然発生ADを監視するために使用されています。動物モデルにおいて、固体圧力変換器は、ますます慢性ビート・バイ・ビート動脈血圧をモニターするために使用されています。最近、Rabchesvky ら 。 （2012年）、AN平均動脈圧（MAP）の1秒平均値を抽出するアルゴリズムを開発移動平均閾値15と比較日間。自発的なADイベントは10 mmHgであるか、または10拍以上のHRの低下と同時に閾値以上の大きいMAPピークに基づいて特徴づけました。 ここではAD検出アルゴリズムが組み込まれていた新規JAVAソフトウェアが提示されています。このアルゴリズムは、自然に発生するAD事象の指標である動脈血圧（ABP）および心拍数（HR）に予め決定されたパターンを検出することによって動作します。ユーザは、手動で「検出アルゴリズムは、「簡単に目的の特定のパラメータをカスタマイズすることができるように、ソフトウェアにすべての入力変数を調整することができます。ソフトウェアはまた、血行動態パラメータの日周リズムが16を分析することができるように、所与のエポックにABPとHRを二分することができます。本原稿では、詳細な説明は、遠隔測定デバイスを移植し、SCIの手術を実施するために使用される外科的手法について説明します。例amplesもAD検出ソフトウェアの後処理機能に対して提供され、後SCI方法心血管機能に変更されます。比較のために、方法及び結果は、結腸直腸膨満として知られている誘導されるADの方法から得られた（CRD）も示されています。

<table><tbody><tr><td>11匹のオスのWistarラット-HSD-WI(250-300g)</td><td>Envigo(旧Harlan Laboratories)&nbsp;</td><td>141</td><td></td></tr><tr><td>ラボチャート (PowerLab&reg;データ集録システム)</td><td>ADインスツルメンツ&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>圧力テレメータ&nbsp;</td><td>ミラー株式会社</td><td>RP-TRM54P</td><td></td></tr><tr><td>コンフィギュレーター</td><td>ミラー株式会社</td><td>TR190</td><td></td></tr><tr><td>スマートパッド</td><td>ミラー社</td><td>TR180</td><td></td></tr><tr><td>イソフルラン(エアラン)</td><td>バクスター</td><td>DIN:02225875</td><td></td></tr><tr><td>エンロフロキサシン(バイトリル)</td><td>バイエルヘルスケア</td><td>DIN:02169428</td><td></td></tr><tr><td>5-0シルク縫合糸</td><td>Ethicon</td><td>S182</td><td></td></tr><tr><td>4-0 Vicryl Subcuticular</td><td></td><td>Ethicon J496G</td><td></td></tr><tr><td>ブプレノルフィン(Temgesic)</td><td>レキットベンキー</td><td>ザーDIN:0281250</td><td></td></tr><tr><td>ブピビカイン塩酸塩(マルカイン0.5%)</td><td>Hospira Healthcare Corp.&nbsp;</td><td>DIN:02305909</td><td></td></tr><tr><td>ケトプロフェン(アナフェン)</td><td>メリアル</td><td>DIN:02150999</td><td></td></tr><tr><td>ケタミン塩酸塩(ベタラール)</td><td>バイオニッチ</td><td>DIN:01989529</td><td></td></tr><tr><td>デクスメデトミジン塩酸塩(ドミター)</td><td>ファイ</td><td>ザーDIN:02333929</td><td></td></tr><tr><td>乳酸リンガー液&nbsp;</td><td>ブラウンメディカル株式会社</td><td>DIN: 01931636</td><td></td></tr><tr><td>ジェルフォーム #12</td><td>ファルマシア &Upjohn Company</td><td>03603-14-1</td><td></td></tr><tr><td>Microscissors</td><td>Fine Science Tools</td><td>15003-008</td><td></td></tr><tr><td>Iris Spatulae</td><td>Fine Science Tools</td><td>10094-13</td><td></td></tr><tr><td>10 French 35&nbsp;cm フォーリーカテーテル</td><td>コロプラスト&nbsp;</td><td>AA6110</td><td></td></tr><tr><td>ディーゲル&reg;&nbsp;</td><td>クリアH2O、ウェストブルック、ME</td><td>76A</td><td></td></tr><tr><td>LabDietげっ歯類ダイエット5001</td><td>ピュリナミルズ(PMI&reg;)</td><td>5001</td><td></td></tr><tr><td>クロルヘキサジン(ヒビタン)</td><td>ワイエスアニマルヘルス、グエルフ、オンタリオ</td><td>州DIN 00245097</td><td></td></tr><tr><td>アチパメゾール塩酸塩(アンチセダン)</td><td>オリオンファーマ</td><td>DIN:02237744</td><td></td></tr></tbody></table>

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

Development of an Algorithm to Perform a Comprehensive Study of Autonomic Dysreflexia in Animals with High Spinal Cord Injury Using a Telemetry Device

脊髄損傷(SCI)は、身体機能障害と自律神経機能障害を特徴とする衰弱性の神経疾患です。特に、胸部中部レベルを超えるSCIは、自律神経反射障害(AD)と呼ばれる生命を脅かす可能性のある高血圧状態につながる可能性があり、これはしばしば、損傷のレベルより下の有害または非有害な体性または内臓刺激によって引き起こされます。ADの最も一般的な引き金の1つは、膀胱や腸の膨満や排出など、骨盤内臓の膨張です。このプロトコルは、心血管パラメータの変動だけでなく、自然発生的に発生するADイベントの数、重症度、期間を研究するために、JAVAプラットフォームソフトウェア用に開発された新しいパターン認識アルゴリズムを提示します。このソフトウェアは、胸部(T3)完全離走前後の意識のある動物と拘束されていない動物のテレメトリー記録から抽出された収縮期血圧(SBP)や心拍数(HR)などの血行動態データにパターン認識アルゴリズムを適用することができます。このソフトウェアを使用すると、アルツハイマー病の血行動態パラメータとエピソードを最小限の実験者バイアスで検出および分析できます。

テレメトリを用いて、動脈血圧は、24時間連続して1000Hzの周波数でサンプリングされます。 LabChartを用いて、動脈血圧（ABP）の例示的な記録は、 図1Bに示されています。サンプルABPは、下行大動脈に挿入されたソリッドステート圧力センサによって監視しました。小説JAVAプラットフォームAD検出ソフトウェアは、関連するSBP（mmHgの）ピーク（ 図1C）を抽出することができます。我々はまた、隣接するSBPピーク間の時間間隔（ 図1D）のHR（BPM）を抽出することができます。 千HzでサンプリングされたビートABPによってビートから抽出されたSBPとHRは、AD検出ソフトウェアのための入力変数として選択されています。 図2に示すようなソフトウェアは、40 BPM以上のHRの減少を伴うより大きい20 mmHgのSBPの増加により自発ADイベントを特徴付けている。これらのイベントは、初期段階では240秒SBP移動AVEを利用して同定されてい...

テレメトリーデバイスのカテーテルは、高位胸部脊髄離断術前後の動物から心拍ごとの血行動態データを連続的に収集するために腹部大動脈に埋め込まれます。新しいJAVAソフトウェアを使用して、血行動態パラメータ、および自律神経反射障害の自発的エピソードの頻度と強度を分析しました。

Spinal cord injury (SCI) is a debilitating neurological condition characterized by somatic and autonomic dysfunctions. In particular, SCI above the ...

本手順の全体的な目的は、げっ歯類脊髄損傷モデルにおいて、AD検出ソフトウェアを用いて自律神経過反射（AD）の時間的な発現と進行を特性評価することです。これは、まず腹部大動脈にテレメトリーデバイスを植込み、拍動ごとの連続的な動脈血圧および心拍数をモニタリングすることで達成されます。その14日後に、T3脊髄分節を完全に切断します。次に、自発的なADエピソードを検出および特性評価するために、AD検出ソフトウェアを使用します。あるいは、フォーレーカテーテルを用いて非侵襲的にADを誘発し、続いて誘発された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可能です。最終的に、自発的または誘発的なAD事例の結果として発生するエピソード性高血圧および徐脈の発現を、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植え込むための十分な時間を設けることは、動物の生存にとって極めて重要です。これは、テレメトリーデバイスによる機械的な閉塞が、動物の後肢への血流不全を引き起こすためです。本プロトコルでは、自律神経反射亢進症を含む、脊髄損傷の臨床的実態に類似した多くの心血管機能不全を誘導するため、高胸髄T3完全脊髄損傷を用いました。我々が開発したAD検出ソフトウェアは、連続血圧記録の中から自律神経反射亢進症に類似したパターンを特定することで機能しており、脊髄損傷患者のモニタリングに本ソフトウェアを応用できる可能性を示唆しています。データ収集に先立ち、テキストプロトコルに従ってテレメトリーデバイスのカテーテルを動物の腹部大動脈に留置します。テレメトリー手術後、脊髄損傷前の血行動態パラメータをモニタリングするため、動物の拍動ごとの連続動脈血圧を1000 hertzで24時間単位でサンプリングします。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断し、続いて動脈血圧をモニタリングして脊髄損傷後の反応を評価します。自発的な自律神経過反射（AD）の発生率を評価するため、適切な解析ソフトウェアを使用して、関心期間の生テレメトリーデータから心拍間隔、収縮期血圧、平均動脈圧、および時刻を抽出します。次に、抽出されたデータ（心拍間隔、収縮期血圧および平均動脈圧の値、記録された時刻を含む）のCSVファイルをアップロードします。その後、240秒の移動平均ウィンドウを用いて、収縮期血圧の閾値を設定します。収縮期血圧の転置しきい値を、移動平均ベースラインより 20 mmHg 高く設定します。次に、ピーク間隔が 2 秒未満、かつピーククラスター間隔が 10 秒より長く、転置しきい値を超える収縮期血圧のピーククラスターを特定します。AD持続時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イベントに関連していることを確認するには、潜在的なイベント発生時の心拍数値の最初の10%および潜在的なイベント終了後の心拍数値の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、高い方の心拍数閾値から低い方の心拍数閾値を引き、40 BPM以上の低下があることを確認します。その際、収縮期血圧および心拍数記録の適切な生理学的範囲を指定するように注意してください。すべてのパネルへの入力が完了したら、「OK」をクリックします。検出されたADイベントのグラフ表示が提示され、そこには収縮期血圧のスパイクと関連する心拍数データが含まれます。検出された各ADイベントの圧力反応、持続時間、最大収縮期血圧、最小心拍数、および心拍数低下を記録した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、脱気したバルーンチップを肛門口から2 cmの位置まで動物の直腸に挿入します。脊髄損傷のある動物は損傷部位以下に感覚はありませんが、痙性のため、カテーテル挿入中に痙攣的で不規則な動きが見られる場合があります。手術用テープでカテーテルを尾に固定し、ラットがカテーテルを噛んだり引き抜いたりするのを防ぐために、カテーテルの外側に特製チューブを装着します。次に、10秒かけて2 mLの空気をバルーンに注入します。血圧と心拍数が安定するまで待ちます。1分間、拡張状態を維持します。10分間の休息後、この拡張および10分間の回復時間をさらに3回繰り返し、その後、AD検出ソフトウェアを用いて誘発されたADの重症度を分析します。ここでは、先ほど示したように、テレメトリー変換器によってサンプリングされ、データ収集ソフトウェアによって抽出された、連続的な拍動ごとの動脈血圧の代表的な記録を示します。これらの持続的な動脈血圧モニタリングデータが示すように、自発的なADは、ADイベントの発症時に、20 mmHgを超える収縮期血圧の上昇と、40 BPM以上の心拍数低下を伴って関連しています。これらのグラフでは、先ほど実演した大腸拡張によるAD誘発後に起こる、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。このように、拡張と、先ほど実演した自発的な自律神経過反射イベントの検出および特性評価を組み合わせることで、この生命を脅かす病態の時間的特性を研究することが可能です。

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私たちは、8週間、胚性脳幹神経幹細胞は、病変部位に移植後T4脊髄離断ラットの心臓血管のパラメータを記録するために無線遠隔測定システムを使用するためのプロトコルを提示する。テレメトリーを正確に意識的に自由に移動し、脊髄損傷ラットにおける心血管機能を評価するための高度な技術です。...

ラジオ遠隔測定システムは、脊髄離断および胚性神経細胞移植片幹ラットの心臓血管機能を監視する

麻酔下のマウスを表わす非生理的全身血圧血圧と自律神経の密接な関係を与え自律神経の調子の意味のある評価を排除します。したがって、同時に腎交感神経活動と意識下マウスにおける静脈内投与による血圧の新しい手法を説明します。...

腎交感神経活動と意識、持続静脈内投与による血圧の同時記録への新しいアプローチ気ままなマウス。

このプロトコルは、ラット脊髄損傷 (SCI) の活動に基づく運動トレッドミル トレーニングの私達のモデルを示しています。訓練を受けた対照群の 2...

脊髄とトレッドミル上のアクティビティ ベースのトレーニング負傷 Wistar ラット

ここでは、成人、オスのウィスターラットにおける横液パーカッション傷害(FPI)モデルを有する重篤なTBIを誘導するプロトコルを提示する。また、ワイヤレステレメトリシステムを使用して、連続的なビデオEEG記録を収集し、外傷後てんかん形成と一致するてんかんの排出を監視する方法も示しています。...

横液打楽器誘発性外傷性脳損傷後のてんかん形成放出を監視するワイヤレスビデオEEGシステムの使用

ラット胸部脊髄ヘミセクションは、一方的な脊髄損傷の貴重で再現可能なモデルであり、運動回収および治療効果の神経機構を調べる。この記事には、ヘミセクション手順を実行し、オープンフィールドアリーナでのローコモーターの性能を評価するための詳細なステップバイステップガイドが含まれています。...

ラットにおける胸部脊髄半切除手術とオープンフィールドロコ運動評価

自動歩行分析は、末梢神経損傷および脊髄失調損傷のげっ歯類モデルにおける機能回復を評価するための実現可能なツールである。様々な実験モデルで運動機能を評価するために1つのセットアップしか必要としませんが、動物の細心の硬とソフトウェアの調整と訓練は非常に重要です。...

末梢神経または脊髄損傷を伴うげっ歯類の機能回復を評価する自動歩行分析

脊髄微小循環は脊髄損傷において極めて重要な役割を果たす。ほとんどの方法では、微小循環を標的とした治療法の開発に不可欠な脊髄微小循環のリアルタイム評価はできません。ここでは、虚血/再灌流の大型動物モデルでレーザードップラーフローニードルプローブを用いたプロトコルを提案する。...

イシュ血症/再灌流の豚モデルにおける脊髄微小灌流のリアルタイム評価

本稿では、ラットの降行大動脈にin vivo...

インビボ 脊髄損傷ラットモデルにおける長期心血管パラメータ、体温、活動の記録のためのテレメトリー

このプロトコルは、マーカーレストレッドミルテストと深層学習駆動の多関節軌跡自動ラベリングを用いて、ラット後肢の運動学的評価パイプラインを構築し、再現可能な動きの定量化を可能にします。...

ラットにおける後肢の運動運動学の客観的定量化のための深層学習に基づく多関節同期追跡

我々は、ラットの脊髄損傷の急性または慢性期には2つの触覚感覚のテスト方法について説明します。これらの検証の手順は、異痛症のような感覚の開発と保守を検出することができます。...

ラット脊髄損傷後の急性および慢性の触覚官能検査

学ぶ自律神経反射異常の時系列的発達と進行の特徴づけ。テレメトリー装置を用いた齧歯類の高脊髄損傷モデルにおける血圧と心拍数の連続モニタリングと検出ソフトウェアによる解析手法を解説します。

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

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