알고리즘의 개발은 원격 측정 장치를 사용하여 높은 척수 손상과 동물의 자율 Dysreflexia의 종합적인 연구를 수행하는

이 절차의 전반적인 목표는 설치류 척수 손상 모델에서 AD 검출 소프트웨어를 사용하여 자율신경 반사 이상, 즉 AD의 시간적 발달 및 진행 과정을 특성화하는 것입니다. 이를 위해 먼저 복부 대동맥에 텔레메트리 장치를 이식하여 심박수와 동맥혈압을 박동 단위로 연속 모니터링합니다. 14일 후, T3 척수 분절을 완전히 절단합니다.

다음으로, AD 검출 소프트웨어를 사용하여 자발적인 AD 에피소드를 검출하고 특성화합니다. 또는, Foley 카테터를 이용해 비침습적으로 AD를 유도한 후, 유도된 AD 에피소드를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 최종적으로, 자발적 또는 유도된 AD 사건의 결과로 발생하는 간헐적 고혈압과 서맥의 발현을 AD 검출 소프트웨어를 통해 평가할 수 있습니다.

척수 손상 전 텔레메트리 장치를 이식하는 데 충분한 시간을 갖는 것은 동물의 생존에 매우 중요하며, 이는 텔레메트리 장치에 의한 기계적 폐쇄가 동물의 뒷다리로 가는 혈류 부족을 유발하기 때문입니다. 본 프로토콜에서는 척수 손상의 임상적 실제와 유사한 자율신경 반사 이상(autonomic dysreflexia)을 포함하여 다수의 심혈관계 기능 장애를 유도하는 고위 흉수 T3 완전 척수 손상 모델을 사용하였습니다. 당사가 개발한 AD 검출 소프트웨어는 연속 혈압 기록 내에서 자율신경 반사 이상과 유사한 패턴을 식별함으로써 작동하며, 이는 해당 소프트웨어가 척수 손상 환자의 모니터링에 활용될 가능성이 있음을 시사합니다.

데이터 수집 전, 텍스트 프로토콜에 따라 텔레메트리 장치의 카테터를 동물의 복부 대동맥에 삽입합니다. 텔레메트리 수술 후, 척수 손상 전의 혈역학적 파라미터를 모니터링하기 위해 24시간 단위로 1000 hertz의 빈도로 동물의 박동별 연속 동맥혈압을 측정합니다. 2주 후, 기설정된 프로토콜에 따라 T3 분절에서 척수를 절단하고, 이어서 동맥혈압을 모니터링하여 척수 손상 후의 반응을 평가합니다.

자발적 자율신경 반사부전(autonomic dysreflexia, AD)의 발생 빈도를 평가하려면, 적절한 데이터 수집 소프트웨어를 사용하여 분석 대상 기간의 원시 텔레메트리 데이터에서 심박 간격, 수축기 혈압, 평균 동맥압 및 측정 시간을 추출하십시오. 다음으로 심박 간격, 수축기 혈압 및 평균 동맥압 값, 기록된 측정 시간이 포함된 추출 데이터의 CSV 파일을 업로드하십시오. 그런 다음 240초의 이동 평균 윈도우를 사용하여 수축기 혈압에 대한 임계값을 설정하십시오.

수축기 혈압 전치 임계값을 이동 평균 기저선보다 20 mmHg 높게 설정하십시오. 다음으로, 피크 간 간격이 2초 미만이고 피크 클러스터 간 간격이 10초 초과이며 전치 임계값을 넘어서는 수축기 혈압 피크 클러스터를 식별하십시오. AD 지속 시간 임계 간격을 서로 120초 이내로 설정하십시오.

이러한 피크 클러스터가 자발적 AD 이벤트와 관련이 있는지 확인하려면, 잠재적 이벤트 발생 시점의 심박수 값 중 상위 10%와 잠재적 이벤트 종료 시점의 심박수 값 중 하위 75%에 해당하는 최소 심박수 하강 제한 값을 설정하십시오. 그다음, 높은 심박수 임계값에서 낮은 심박수 임계값을 빼서 40 BPM 이상의 해당 하강 폭이 확보되었는지 확인하고, 수축기 혈압 및 심박수 기록에 적절한 생리학적 범위를 지정하십시오. 모든 패널을 채운 후 OK를 클릭하십시오. 그러면 수축기 혈압의 스파이크와 관련된 심박수 데이터를 포함하여 검출된 AD 이벤트의 그래픽 표현이 제시됩니다.

검출된 각 AD 이벤트의 압력 반응, 지속 시간, 최대 수축기 혈압, 최소 심박수 및 심박수 감소 수치가 포함된 스프레드시트 파일이 함께 생성됩니다. 유도된 AD 에피소드의 중증도를 평가하려면, Foley 카테터의 팁에 윤활제를 바르고 공기가 빠진 벌룬 팁을 항문 입구에서 2cm 떨어진 동물의 직장 내로 삽입하십시오. 척수 손상이 있는 동물은 손상 부위 아래로 감각이 없으나, 강직성으로 인해 카테터 삽입 중에 경련성 및 갑작스러운 움직임이 나타날 수 있습니다.

수술용 테이프로 카테터를 꼬리에 고정하고, 쥐가 카테터를 물거나 뽑지 않도록 카테터 외부에 맞춤형 튜브를 끼웁니다. 그런 다음 10초에 걸쳐 2 mL의 공기로 벌룬을 팽창시킵니다. 혈압과 심박수가 안정될 때까지 기다립니다.

1분 동안 팽창 상태를 유지합니다. 10분간의 휴식 후, 팽창과 10분간의 회복 기간을 3회 더 반복하고, AD 검출 소프트웨어를 사용하여 유도된 AD의 중증도를 분석합니다. 여기서는 방금 시연한 바와 같이 텔레메트리 트랜스듀서로 샘플링하고 데이터 수집 소프트웨어로 추출한 연속적인 비트별 동맥혈압의 대표적인 기록이 표시되어 있습니다.

지속적인 동맥혈압 모니터링을 통해 얻은 이 데이터에서 알 수 있듯이, 자발적 AD는 AD 이벤트가 시작될 때 20 mmHg 이상의 수축기 혈압 상승과 40 BPM 이상의 심박수 감소가 동반되는 것과 관련이 있습니다. 이 그래프들에서, 방금 시연한 것처럼 결장 팽창으로 AD를 유도한 후 발생하는 현저한 서맥을 동반한 수축기 혈압의 급격하고 지속적인 상승을 관찰할 수 있습니다. 방금 시연한 것과 같이 팽창법과 이러한 자발적 자율신경 반사부전 이벤트의 검출 및 특성 분석을 결합함으로써, 우리는 이 치명적인 상태의 시간적 특성을 연구할 수 있습니다.