Name: げっ歯類のための統合された低流量麻酔気化器、換気装置および生理学的モニタリングシステムの使用 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-07-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 57 s
Description: 学ぶマウスの低流量麻酔システムの使用方法。デジタル気化器、換気装置、パルスオキシメーターを統合したオールインワンシステムで、限られたスペースの施設でも安全かつ効率的な麻酔管理と生理学的モニタリングが可能です。

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著者は謝辞を持っていません。

すべての動物研究は、パデュー動物ケアと使用委員会によって承認されました。
1. 低流量気化器のセットアップ
<ol><li>イロフルランまたはセボフルランの配達<ol>
<li>キャリアガスの供給源を選択します。内部エアポンプを利用するには、システムの背面にある入口ポートから赤いキャップを取り外し、システムが室内の空気を吸い込むことを可能にします。圧縮ガスを使用するには、圧力調整器または圧力減圧器を15 PSIに設定し、システム背面の圧縮ガスポートに接続します。</li>
		<li>炭キャニスターを排気口に接続します。</li>
		<li>アクセサリコネクタを、システム前面のインスピタリポートと呼気用ポートに接続します。青いクリップで分岐に誘導チャンバーを接続し、鼻コーンを白いクリップで分岐します(図1)。</li>
	</ol>
</li>
	<li>機械換気用<ol>
<li>挿管コネクタのチューブを黄色のコード化されたクリップに接続します(図2)。</li>
		<li>デッドスペースキャリブレーションを実行して、換気装置をキャリブレーションします。 [ベント実行] 画面で [セットアップ]をタップし、[ キャリブとテスト] をタップします。 デッドスペースのキャリブレーションを 選択し、 ダイヤルBを押します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>パルスオキシメトリー用<ol>
<li>センサーをシステム背面のポートに接続します(MouseSTATと表示)。</li>
	</ol>
</li>
	<li>温暖化のため<ol>
<li>ウォーミングパッドをシステム前面の「パッドパワー」ポートに接続します。</li>
		<li>一方のセンサーを「ボディセンサー」ポートに接続し、もう一方のセンサーを「パッドセンサー」ポートに接続します。パッドセンサーをウォーミングパッドに固定します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 設定を構成する
<ol><li>麻酔用<ol>
<li>麻酔システムの電源を入れます。[ アネスト実行] 画面で、[ セットアップ] をタップします。</li>
		<li>麻酔薬を選択します。[ アネスト]をタッチし、[ダイヤル B] をオンにして イロフルラン または セボフルランを選択します。</li>
		<li>シリンジのサイズを設定します。[ シリンジ サイズ]をタップし、[ダイヤル B] をタップしてサイズを選択します。</li>
		<li>[戻る] をタップして、 アネスト実行画面に戻ります。</li>
		<li>ボトルトップアダプターを使用して、注射器に麻酔薬を充填します。</li>
		<li>注射器を麻酔システムに接続します。必要に応じてプッシャーブロックを後方に移動するには、[ 削除] を押します。</li>
		<li>注射器を盛り付けろ。押し出しブロックがシリンジプランジャーの上部に触れるまで、プッシャーブロックを前方に動かすために Prime をタッチして押さえます。 プライム ボタンを押しながらBを回すとプッシャーブロック速度が調節されます。</li>
	</ol>
</li>
	<li>機械換気用<ol>
<li>[ ベント実行画面 ] タブをタップし、[ セットアップ]をタップします。</li>
		<li>体重をタッチし、動物の体重を入力します。</li>
		<li>タッチ 優先順位 は、ボリュームまたは圧力制御換気を選択します。体重設定は、適切な呼吸数と潮の体積を自動的に設定します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>パルスオキシメトリー用<ol>
<li>[Oxi Run Screen]タブをタップし、[セットアップ]をタップします。</li>
		<li>HRをタッチし、ダイヤル B を回して、心拍数の最小読み取りを設定します。プリセットを使用できます。</li>
	</ol>
</li>
	<li>温暖化のため<ol>
<li>ウォームラン画面から[セットアップ]をタップします。温暖化方法と目標温度設定を選択します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 麻酔の配信を開始する
<ol><li>マウスを麻酔する<ol>
<li>アネスト実行画面から「誘導開始」をタッチして、エアーフローを開始します。デフォルトの誘導流量は 500 mL/min です。</li>
		<li>マウスを誘導チャンバーに置き、蓋をしっかりと閉じます。 麻酔薬濃度 ダイヤルをイオブルランの場合は3%に調整します。</li>
		<li>マウスが目的の麻酔面に到達するまで監視し、呼吸率の低下とチャンバーが転倒したときの右反射の喪失によって決定されます。必要に応じて麻酔 剤濃度 ダイヤルを調整します。</li>
		<li>動物が正しい反射を失い、十分に麻酔が付いたら、 誘導を停止をタッチします。</li>
		<li>必要に応じて、残存麻酔ガスのチャンバーを空にするために フラッシュチャンバー をタッチします。</li>
		<li>ノーズコーンにつながるクランプを開き、チャンバーに通じるクランプを閉じます。</li>
		<li>タッチ スタートノーズコーン.[ボディ ウェイト] 設定では、ノーズ コーンの流量を決定しますが、ダイヤル A を回すことで手動で調整できます。</li>
		<li>すぐにノーズコーンを装着し、赤外線ウォーミングパッドの上に動物を中央に配置します。</li>
		<li>動物センサーを直腸プローブとして挿入します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 機械換気を開始
<ol><li>動物を挿管します。<ol>
<li>動物を麻酔しながら挿管段階に動物を移す。</li>
		<li>垂直挿管段階に固定された糸を使用して、動物を上切歯から吊り下げます(図3)。</li>
		<li>動物の舌をそっと横にずらし、挿管キットに付属のライトを使用して気管を視覚化します。</li>
		<li>気管チューブを慎重に挿入し、小さな空気の膀胱をチューブに接続し、肺が膨張するかどうかを確認することによって、正しい配置を確認します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>気管内チューブを換気チューブに接続します。</li>
	<li>[鼻のコーンを止める]をタッチし、[人工呼吸器の開始]をタッチします。 注: [体重]設定では、適切な呼吸数と潮量が自動的に決定されます。圧力制御換気を行うには、15-18 cm H2O. 外科プロトコルごとに必要に応じて人工呼吸器の設定を調整する間で、目標の吸気圧力を設定します。</li>
</ol>生理的モニタリングを開始
<ol><li>動物の後足の上にセンサーを置きます(図4)。パルスオキシメータはHRとSpO2 の読み取りを自動的に開始します。 オキシラン画面タブ をタッチしてパルスオキシメトリーデータを表示します。</li>
</ol>

<ol><li>El-Attar, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guided+isoflurane+injection+in+a+totally+closed+circuit%5BTitle%5D)+AND+%22Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">Guided isoflurane injection in a totally closed circuit.</a> Anaesthesia. 46 (12), 1059-1063 (1991).</li>
<li>Lockwood, G., Chakrabarti, M. K., Whitwam, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+computer-controller+closed+anaesthetic+breathing+system%5BTitle%5D)+AND+%22Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">A computer-controller closed anaesthetic breathing system.</a> Anaesthesia. 48 (8), 690-693 (1993).</li>
<li>Lowe, H. J., Cupic, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dose-regulated+automated+anesthesia+%28Abstract%29%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Clinical+Pharmacologyl%22%5BJournal%5D)">Dose-regulated automated anesthesia (Abstract).</a> British Journal of Clinical Pharmacologyl. 12 (2), 281-282 (1971).</li>
<li>Walker, T. J., Chackrabarti, M. K., Lockwood, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Uptake+of+desflurane+during+anaesthesia%5BTitle%5D)+AND+%22Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">Uptake of desflurane during anaesthesia.</a> Anaesthesia. 51 (1), 33-36 (1996).</li>
<li>Weingarten, M., Lowe, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+circuit+injection+technic+for+syringe-measured+administration+of+methoxyflurane%3A+a+new+dimension+in+anesthesia%5BTitle%5D)+AND+%22Anesthesia+%26+Analgesia%22%5BJournal%5D)">A new circuit injection technic for syringe-measured administration of methoxyflurane: a new dimension in anesthesia.</a> Anesthesia & Analgesia. 52 (4), 634-642 (1973).</li>
<li>Enlund, M., Wiklund, L., Lambert, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+device+to+reduce+the+consumption+of+a+halogenated+anaesthetic+agent%5BTitle%5D)+AND+%22Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">A new device to reduce the consumption of a halogenated anaesthetic agent.</a> Anaesthesia. 56 (5), 429-432 (2001).</li>
<li>Kelly, J. M., Kong, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accuracy+of+ten+isoflurane+vaporisers+in+current+clinical+use%5BTitle%5D)+AND+%22Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">Accuracy of ten isoflurane vaporisers in current clinical use.</a> Anaesthesia. 66 (8), 682-688 (2011).</li>
<li>Matsuda, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NARCOBIT+-+A+newly+developed+inhalational+anesthesia+system+for+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Animals%22%5BJournal%5D)">NARCOBIT - A newly developed inhalational anesthesia system for mice.</a> Experimental Animals. 56 (2), 131-137 (2007).</li>
<li>Soro, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+accuracy+of+the+anesthetic+conserving+device+%28Anaconda%29+as+an+alternative+to+the+classical+vaporizer+in+anesthesia%5BTitle%5D)+AND+%22Anesthesia+%26+Analgesia%22%5BJournal%5D)">The accuracy of the anesthetic conserving device (Anaconda) as an alternative to the classical vaporizer in anesthesia.</a> Anesthesia & Analgesia. 111 (5), 1176-1179 (2010).</li>
<li>Ward, C. S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWard%2C+CS+%22Physical+principles+and+maintenance.+Anaesthetic+equipment%22">Physical principles and maintenance. Anaesthetic equipment</a>. , W. B. Saunders. London. (1985).</li>
<li>Ambrisko, T. D., Klide, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+isoflurane+and+Sevoflurane+vaporizers+over+a+wide+range+of+oxygen+flow+rates%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Veterinary+Research%22%5BJournal%5D)">Evaluation of isoflurane and Sevoflurane vaporizers over a wide range of oxygen flow rates.</a> American Journal of Veterinary Research. 67 (6), 936-940 (2006).</li>
<li>Damen, F. W., Adelsperger, A. R., Wilson, K. E., Goergen, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+traditional+and+integrated+digital+anesthetic+vaporizers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Association+for+Laboratory+Animal+Science%22%5BJournal%5D)">Comparison of traditional and integrated digital anesthetic vaporizers.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 54 (6), 756-762 (2015).</li>
<li>Adelsperger, A. R., Bigiarelli-Nogas, K. J., Toore, I., Goergen, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+a+Low-flow+Digital+Anesthesia+System+for+Mice+and+Rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Use of a Low-flow Digital Anesthesia System for Mice and Rats.</a> Journal of Visualized Experiments. (115), e54436(2016).</li>
<li>Flecknell, P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFlecknell%2C+P+%22Laboratory+animal+anaesthesia%22">Laboratory animal anaesthesia</a>. , Academic Press, Elsevier. London, UK. (2009).</li>
<li>Mapleson, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+elimination+of+rebreathing+in+various+semiclosed+anaesthetic+systems%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">The elimination of rebreathing in various semiclosed anaesthetic systems.</a> British Journal of Anaesthesia. 26 (5), 323-332 (1954).</li>
<li>Chakravarti, S., Basu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modern+Anaesthesia+Vapourisers%5BTitle%5D)+AND+%22Indian+Journal+of+Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">Modern Anaesthesia Vapourisers.</a> Indian Journal of Anaesthesia. 57 (5), 464-471 (2013).</li>
<li>Mullin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+anesthesia+carrier+gas+on+in+vivo+circulation+times+of+ultrasound+microbubble+contrast+agents+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Contrast+Media+%26+Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Effect of anesthesia carrier gas on in vivo circulation times of ultrasound microbubble contrast agents in rats.</a> Contrast Media & Molecular Imaging. 6 (3), 126-131 (2011).</li>
<li>Flores, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+anesthetic+agent+and+carrier+gas+on+blood+glucose+and+tissue+uptake+in+mice+undergoing+dynamic+FDG-PET+imaging%3A+sevoflurane+and+isoflurane+compared+in+air+and+in+oxygen%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Imaging+and+Biology%22%5BJournal%5D)">The effects of anesthetic agent and carrier gas on blood glucose and tissue uptake in mice undergoing dynamic FDG-PET imaging: sevoflurane and isoflurane compared in air and in oxygen.</a> Molecular Imaging and Biology. 10 (4), 192(2008).</li>
<li>Carroll, G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCarroll%2C+G+%22Small+Animal+Anesthesia+and+Analgesia%22">Small Animal Anesthesia and Analgesia</a>. , Blackwell Publishing. Ames, IO. (2008).</li>
<li>Thomas, J., Lerche, P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aThomas%2C+J+%22Anesthesia+and+Analgesia+for+Veterinary+Technicians%2C+4th+ed%22">Anesthesia and Analgesia for Veterinary Technicians, 4th ed</a>. 335, Mosby. St. Louis, MI. (2011).</li>
<li>McKelvey, D. H. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMcKelvey%2C+DH+%22Veterinary+Anesthesia+and+Analgesia%22">Veterinary Anesthesia and Analgesia</a>. , Mosby. St. Louis, MI. (2003).</li>
<li>Tranquilli, W. J., Thurmon, J. C., Grimm, K. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTranquilli%2C+WJ+%22Lumb+and+Jones%27+veterinary+anesthesia+and+analgesia%22">Lumb and Jones' veterinary anesthesia and analgesia</a>. , John Wiley & Sons. Hoboken, NJ. 23-86 (2013).</li>
<li>Matsuda, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+newly+developed+inhalation+anesthesia+system+and+intraperitoneal+anesthesia+on+the+hemodynamic+state+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+and+Pharmaceutical+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Comparison of newly developed inhalation anesthesia system and intraperitoneal anesthesia on the hemodynamic state in mice.</a> Biological and Pharmaceutical Bulletin. 30 (9), 1716-1720 (2007).</li>
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<li>Wolforth, J., Dyson, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flushing+induction+chambers+used+for+rodent+anesthesia+to+reduce+waste+anesthetic+gas%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Animal%22%5BJournal%5D)">Flushing induction chambers used for rodent anesthesia to reduce waste anesthetic gas.</a> Lab Animal. 40 (3), 76-83 (2011).</li>
</ol>

このプロジェクトは、ケントサイエンティフィック株式会社の設備と資金で支援されました。著者クリスタ・ビギアレリとデイブ・フィッツミラーは、この記事で使用される機器を製造するケント・サイエンティフィック・コーポレーションの従業員です。この記事のオープンアクセス出版物はケントサイエンティフィック株式会社が主催しています。

このデジタル低流量麻酔システムは、麻酔、換気、温暖化、および生理学的モニタリングシステムを単一の装置に統合します。さらに、システムは、それがキャリアガスとして使用するために周囲の空気を引き込むことを可能にする内部ポンプを含み、圧縮ガスの供給源の必要性を排除する。
この手順では、システムは麻酔気化器、機械換気装置、パルスオキシメータ、およびウォーミングパッドを交換するための唯一の装置として使用されます。以前は、100mL/min2の流量で麻酔送達を実証しました。流量は液体麻酔薬の体積を直接制御するので、この麻酔伝達技術では流量設定が重要です。また、低流量を使用して麻酔液1,2を節約する方法も以前に実証しました。従来の気化器が機械式人工呼吸器に接続されている場合、気化器はガス流からの換気口サンプル中に連続的に動かなければなりません。人工呼吸器を内蔵したデジタル気化器の場合、換気装置によって換気に必要なガスのみが出力される。これにより、麻酔液、キャリアガス、および炭フィルターに関連するコストが削減されます。
低流量デジタル気化器を使用することには多くの利点がありますが、制限もあります。このシステムはげっ歯類および他の小さい哺乳動物にとって理想的な低流量で作動するように設計されているが、1000 mL/minの流速より上の麻酔を提供しない。この特定のシステムは、したがって、小動物種にのみ適しています。統合された脈拍の酸化器は足の使用のためのセンサーを含んでいる。センサーは尾部の使用のために推薦されない、ある特定の外科処置のための制限であるかもしれない。また、このシステムを通して足センサを介して呼吸速度を監視できる一方で、長期間にわたって一貫した呼吸記録を得ることは困難な場合がある。最後に、従来の気化器とは異なり、このデジタルシステムは電気を必要とします。バッテリは、電力が利用できない場合や停電が発生した場合に使用でき、数時間の使用によってシステムに電力を供給できます。
このセットアップおよびプロトコルは統合された換気装置および生理学的モニタリングモジュールが付いたデジタル、低流量麻酔システムの安全で有効な使用を示す。このセットアップは限られたベンチスペースを持つあらゆる実験室のために有用であろう、または外科分野の近くに装置および管の複数の部分を収容することは不可能である。圧縮ガスタンクと別々の生理学的モニタリング装置の除去を含むオールインワンシステムには多くの利点があります。全体的に、この統合システムは従来の気化器の使用が理想的ではないグループによって考慮することができる。

動物モデルを含む研究には、多くの場合、特殊なデータ収集装置が必要です。小さな動物の手術に一般的に使用される麻酔気化器の2つの一般的なタイプがあります。伝統的な麻酔気化器は、気圧と気流1、3、4、5、6、7、8、9、10に基づく揮発性麻酔薬の受動的気化に依存しています。それらは10 L/minに0.5 L/minの流量で作動するように設計され、大きい動物モデル11のために理想的である。
我々は最近、従来の気化器12,13と比較して低流量のデジタル気化器の効果を実証した。低流量のデジタル麻酔システムは、動物の分量14、15、16の非常に低い流量の1.5-2.2倍の速度で鼻錐に動物を維持するために使用することができる。
デジタル麻酔システムを使用するには、多くの利点があります。それはキャリアのガスとして使用するために周囲の空気で引き込む作り付けのポンプを、組み込む。これにより、圧縮ガスを使用せずに麻酔を投与することができます。最近の研究17,18は、酸素の代わりに空気をキャリアガスとして用いることも、多くの手順に有益であり得る可能性を示唆している。
また、生理学的モニタリングおよび温暖化機能は、デジタル低流量麻酔システムに取り付けることもできます。ほとんどの機関では、動物の温暖化と生理学的モニタリングは、施設動物のケアと使用委員会19、20、21、22によって必要とされます。麻酔薬の生理的影響を比較した研究は、体温、心機能、および呼吸機能23、24、25の急激な鬱病を示している。動物を温めパッドの上に置いて、体温を監視し維持することがしばしば必要です。温湯器、電気暖房パッド、ヒートランプなど、動物の温暖化の方法はたくさんありますが、それぞれに大きな欠点があります。動物の温暖化の異なる方法を比較する研究では、遠赤外線温暖化が最も有益であることが分かった。デジタル気化器は特定の動物の体温を維持するために家庭の遠赤外線の暖まるの組み込み。これにより、追加のウォーミングパッドコントローラの必要性がなくなります。
体温のモニタリングに加えて、パルスオキシメトリーは、動物の心拍数と酸素飽和度を監視する一般的な方法です。この非侵襲的な方法は、単純で正確であり、血液酸素化レベルを調節する動物の能力の全体的な評価を提供します。パルスオキシメトリー用の足センサーは、前に示したように、麻酔システムに接続することができます2.
機械的換気は、多くの場合、動物が麻酔のより長い期間の下にある場合、または動物の呼吸パターンを制御する必要がある場合に必要とされます。低流量のデジタル気化器は圧力制御または容積制御の制御された呼吸を提供する機能を有する。統合された換気装置は外的な換気装置および余分な管のセットアップの条件のための必要性を除去する。
これらの共通のモニタと機能はすべて単一の機器に組み合わされるため、チューブの設定は大幅に簡素化されます。このプロトコルの目的は、オールインワンデジタル麻酔システムのセットアップと使用を実証することです。

<table><tbody><tr><td>挿管キット</td><td>ケント・サイエンティフィック・コーポレーション</td><td>ETM-MSE</td><td>挿管ステージ、挿管チューブ、LEDライトを含む</td></tr><tr><td>イソフルラン液体吸入 99.9%</td><td>ヘンリー・シャイン社</td><td>1182097</td><td>ガラス瓶 250mL</td></tr><tr><td>MouseSTAT パルスオキシメータ</td><td>ケント・サイエンティフィック・コーポレーション</td><td>SS-03</td><td>SomnoSuite</td></tr><tr><td>酸素タンク</td>に統合 <td>インディアナ・オキシン・カンパニー</td><td>23-160246</td><td>医療グレード O2 99%</td></tr><tr><td>RoVent 自動ベンチレーター</td><td>ケント・サイエンティフィック・コーポレーション</td><td>SS-04</td><td>SomnoSuite</td></tr><tr><td>ローフロー デジタルに統合麻酔システム</td><td>ケント・サイエンティフィック・コーポレーション</td><td>SS-01</td><td>RightTemp ホメオサーミック・ウォーミング・コントロール、パッド、温度センサーを含む</td></tr><tr><td>SomnoSuite マウス・スターター・キット</td><td>ケント・サイエンティフィック・コーポレーション</td><td>SOMNO-MSEKIT</td><td>ノーズコーン、シリンジ、インダクションチャンバー、チャコールキャニスターを含む</td></tr></tbody></table>

げっ歯類のための統合された低流量麻酔気化器、換気装置および生理学的モニタリングシステムの使用

Use of an Integrated Low-Flow Anesthetic Vaporizer, Ventilator, and Physiological Monitoring System for Rodents

低流量のデジタル気化器は、一般的に、揮発性麻酔薬をキャリアガスの流れに直接投与するためにシリンジポンプを利用します。動物の福祉勧告に従って、動物は麻酔を必要とする処置の間に温められ、監視される。一般的な麻酔および生理学的モニタリング装置はガスタンク、麻酔気化器および立場、加温制御装置およびパッド、機械換気装置および脈拍の酸化計を含んでいる。また、データ収集や機器ソフトウェアの実行には、コンピュータが必要です。小さなスペースやフィールドワークを行う場合、限られたスペースですべての機器を構成することは困難な場合があります。
このプロトコルの目的は、圧縮酸素と室内空気の両方を使用した低流量デジタル気化器の使用に関するベストプラクティスを示すとともに、統合された機械式人工呼吸器、パルスオキシメータ、および高い範囲の麻酔と齧歯類に理想的な生理学的モニタリングスイートとして遠赤外線の温暖化を示すことです。

生後10週、雄、野生型C57Bl6jマウスの重さ25.41±0.8gがこの研究に使用された。マウスは麻酔を受け、鼻コーンで維持されるか、挿管され、心拍数と酸素飽和度を監視しながら1.5〜2.5%のイオブルランを備えた統合された機械人工呼吸器上で維持された。動物はマイクロアイソレーションケージでグループ収容され、ボトルで標準的なげっ歯類のチョウと水への自由なアクセスを提供しました。
心拍数とSpO2は、パルスオキシメトリーを介してメンテナンス中に監視した(図5、図6、図7、)。体温は、赤外線加熱パッドとヒートランプを介して36.5〜37.5°Cに維持された。換気された動物は統合された鼻のコーンと挿管の立場を通して挿管のプロシージャの間にイオブルランの連続的な配達を受けた。各マウスは、15分間、141 mL/minの室内空気(RA)または酸素(O2)を超えない低流量で、鼻コーン上で正常に換気または維持されました。動物の心拍数と血中酸素飽和度は安定したままで、すべての群の測定に有意な変化はほとんどなかった。SpO2は全群で82~99%の間にとどまり、体温は36.5~37.5°Cの間に維持された。 パルスオキシメーターの位置と体温の両方がSpO2の測定に影響を与えるのを観察しました。パルスオキシメータからの無効な読み取りを観察した場合、センサーの配置と加熱レベルを調整して、コア体温を安定に保ちます。
図 5 、図 6、図7のデータの重要性を判断するために、ボンフェローニ補正を伴う双方向の ANOVA が実行されました。0.05 未満のp値は有意であると考えられた。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61311/61311fig01.jpg"> 図1:麻酔誘導および鼻コーンメンテナンスのためのチューブセットアップの図。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61311/61311fig01large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61311/61311fig02.jpg"> 図2:麻酔誘導、挿管、換気のためのチューブ設定図。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61311/61311fig02large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61311/61311fig03.jpg"> 図3:マウスは、統合された鼻コーンを備えた挿管スタンドを介して挿管手順中にイオブルランの連続送達を受けた。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61311/61311fig03large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61311/61311fig04.jpg"> 図4:後足の上に一体型パルスオキシメータセンサーを配置。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61311/61311fig04large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61311/61311fig05.jpg"> 図5:15分以上 ±の平均心拍数は、ルームエア(RA)または100%酸素(O2)が鼻コーンを通って送達されるか、気管管(n=5/群)を通して換気されたSDを有する。群間に有意差は認められない。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61311/61311fig05large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61311/61311fig06.jpg"> 図6:低流動麻酔系による初期麻酔誘導後に記録された心拍数値(bpm)15 分間の 30 秒間隔から計算された平均心拍数値。各データポイントは、各グループ内のすべての動物の平均±SDを表します(n=5)。どのグループでも15分間の心拍数の有意な変化は認められなかった。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61311/61311fig06large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61311/61311fig07.jpg"> 図7:組織酸素飽和度(%)低流動麻酔システムによる最初の麻酔誘導の後。15 分間の 30 秒の時間間隔から計算された平均 SpO2 値。各データポイントは、各グループ内のすべての動物の平均±SDを表します(n=5)。SpO2 では、どのグループでも15分間有意な変化は認められなかった。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61311/61311fig07large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>

ここでは、人工呼吸器と生理学的モニタリングモジュールを内蔵したデジタル低流量麻酔システムを用いて、マウスに麻酔ガスを安全かつ効果的に管理するプロトコルを提示する。

Low-flow digital vaporizers commonly utilize a syringe pump to directly administer volatile anesthetics into a stream of carrier gas. Per animal welfare ...

このプロトコルは、低流量電子気化器、統合人工呼吸器、パルスオキシメータ、遠赤外線加温パッドを含む、包括的な麻酔および生理学的モニタリングスイートの最適な使用法を強調しています。この方法論は、ベンチやラボのスペースが限られている施設に役立ちます。また、オールインワンシステムにより、圧縮ガスタンクや個別の生理学的モニタリング機器が不要になります。この手順を実演するのは、パデュー大学の生物医学工学博士課程の学生であるLuke Schepersです。低流量気化器をセットアップするには、キャリアガス源を選択し、システム背面の入口ポートから赤いキャップを取り外して、システムが室内の空気を取り込むことができるようにします。圧縮ガス源を使用する場合は、15ポンド/平方インチに設定された圧力調整器と減圧器を使用します。そして、デバイスをシステムの背面にあるコンプレッサーガスポートに接続します。チャコールキャニスターを排気ポートに接続します。また、アクセサリコネクタをシステム前面の吸気ポートと呼気ポートに接続します。誘導チャンバーを青いクリップで枝に接続し、ノーズコーンを白いクリップで枝に接続します。一体型人工呼吸器をセットアップするには、挿管コネクタチューブを黄色のクリップでブランチに接続します。ベントラン画面で人工呼吸器のデッドスペースを調整するには、[セットアップ]と[キャリブレーションとテスト]をタッチし、[デッドスペースの測定]を選択し、[B.To ダイヤル]を押して統合パルスオキシメータをセットアップし、システム背面のマウススタットポートのセンサーを接続します。遠赤外線ウォーミングパッドを設定するには、ウォーミングパッドをシステム前面のパッド電源ポートに接続します。次に、一方のセンサーをボディセンサーポートに接続し、もう一方のセンサーをパッドセンサーポートに接続し、パッドセンサーをウォーミングパッドに固定します。Anest Run Screenで麻酔送達のシステム設定を構成するには、[セットアップ]をタッチして麻酔薬を選択します。タッチして「アネスト」と入力し、ダイヤルBを回してイソフルランまたはセボフルランを選択します。このシリンジサイズを設定するには、[シリンジサイズ]をタッチし、ダイヤルBを回してサイズを選択します。[戻る]をタッチしてAnest Run画面に戻り、ボトルトップアダプターを使用してシリンジに麻酔薬を充填します。シリンジを麻酔システムに接続し、[取り外し]をタッチして、必要に応じてプッシャーブロックを後方に移動します。シリンジをプライミングするには、プライムを押し続けて、ブロックがシリンジプランジャーの上部にちょうど触れるまでプッシャーブロックを前方に移動します。人工呼吸器を設定するには、Vent Run Screenタブを開き、Setupを押します。[Body weight] を押して、動物の体重を入力します。次に、Priorityを押して、ボリュームまたは圧力制御の換気を選択します。適切な呼吸数と一回換気量が自動的に設定されます。パルスオキシメータのパラメータを設定するには、Oxy run screenタブを開き、Setupを押します。Minimum HRを押し、Dial Bを回して、最小許容心拍数の測定値を設定します。ウォームラン画面でウォーミングパラメータを設定するには、セットアップを押して、ウォーミング方法と目標温度設定を選択します。Anest Run Screenからマウスに麻酔をかけるには、Inductionをタッチしてエアフローを開始します。デフォルトの誘導流量は毎分500ミリリットルです。必要に応じてダイヤルAを回して流量を調整します。マウスを誘導チャンバーに入れ、蓋をしっかりと閉めます。イソフルランの麻酔薬濃度ダイヤルを3%に調整します。.デフォルトの誘導流量は毎分500ミリリットルです。必要に応じてダイヤルAを回して流量を調整します。Deliverを押して、麻酔薬の送達を開始します。動物が十分に麻酔されたら、再度Inductionに触れ、次にFlushチャンバーに触れて、チャンバー内の残留麻酔ガスを減らします。ノーズコーンにつながるクリップを開き、チャンバーにつながるクリップを閉じます。ノーズコーンをタッチして空気の流れを開始し、すぐにノーズコーンを動物に取り付けます。動物を赤外線温暖化パッドの中央に配置し、動物センサーを直腸プローブとして挿入して体温を制御します。人工呼吸器を開始するには、麻酔をかけた動物を挿管ステージに置き、垂直挿管ステージに固定されたスレッドを使用して動物を上切歯から吊り下げます。.動物の舌をそっと横に見せ、イノベーションキットに付属のライトを使用して気管を視覚化します。気管内チューブを慎重に挿入します。正しい配置は、小さな空気袋をチューブに接続し、肺の膨張をチェックすることで確認できます。[ノーズコーンの停止]をタッチして空気の流れを止め、ノーズコーンのクリップを閉じ、ベンチレーションチューブのクリップを開きます。気管内チューブを換気チューブに接続し、[換気の開始]をタッチして換気を開始します。生理学的モニタリングを開始するには、センサーを動物の片方の後足に軽くクリップすると、パルスオキシメータが自動的に心拍数と血中酸素飽和度の読み取りを開始します。Oxyランスクリーンタブをタッチして、パルスオキシメトリデータを表示します。心拍数と血中酸素飽和度は、パルスアウト対称性により、メンテナンス中に監視できます。この代表的な解析では、動物の心拍数と血中酸素飽和度は安定しており、すべてのグループでどちらの測定値にも有意な変化はほとんど観察されませんでした。また、血中酸素飽和度が82〜99%のままであるため、この技術により、研究者はより低い流量で、圧縮ガスを必要とせずに麻酔を行うことができます。流量が減ると、ガスの無駄が少なくなり、研究担当者の曝露が少なくなります。

use-an-integrated-low-flow-anesthetic-vaporizer-ventilator

Research

JoVE Journal

Medicine

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学ぶマウスの低流量麻酔システムの使用方法。デジタル気化器、換気装置、パルスオキシメーターを統合したオールインワンシステムで、限られたスペースの施設でも安全かつ効率的な麻酔管理と生理学的モニタリングが可能です。

げっ歯類のための統合された低流量麻酔気化器、換気装置および生理学的モニタリングシステムの使用

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