Ambulatoryjne zapisy EKG u myszy
27 maja 2010
Telemetry EKG stała się niezbędnym narzędziem w ocenie modeli zwierzęcych pod kątem arytmii serca i nagłej śmierci sercowej. W niniejszym materiale przedstawiamy instrukcję krok po kroku dotyczącą rejestracji telemetrycznego EKG w celu długoterminowego ambulatoryjnego monitorowania EKG u myszy.
Przed rozpoczęciem zabiegu należy ogolić mysz, podać jej znieczulenie oraz wysterylizować brzuch i klatkę piersiową w planowanym miejscu operacyjnym. Za pomocą skalpela należy wykonać pionowe cięcie pośrodku brzucha, aby odsłonić otrzewną. Następnie należy wykonać kolejne pionowe cięcie w linii środkowej w obrębie otrzewnej w celu wprowadzenia telemetru. Wprowadź TER do prawej strony jamy brzusznej pod otrzewną, pozostawiając odsłonięte jedynie elektrody.
Następnie zamknięto otrzewną, implantując podskórnie elektrody TER w taki sposób, aby elektroda ujemna (biała) została umieszczona w górnej części prawej klatki piersiowej, a elektroda dodatnia (czerwona) nad lewą górną częścią brzucha. Na koniec zamknięto skórę za pomocą szwów. Witam, nazywam się Mark McCauley i pochodzę z laboratorium Xandry Wearan w Departamencie Medycyny w Baylor College of Medicine.
Dzisiaj zaprezentuję technikę implantacji telemetrii EKG u myszy. Stosujemy tę metodę do badania zmian częstotliwości oraz rytmu serca u myszy. Zacznijmy zatem.
Przed wprowadzeniem nadajnika EKG TER do organizmu myszy należy upewnić się, że urządzenie jest sterylne i sprawne. Jest to przykład telemetru dla małych zwierząt firmy Data Sciences International z czerwonym przewodem dodatnim i białym przewodem ujemnym. Każdy przewód posiada izolacyjną osłonkę, dwa milimetry odsłoniętego drutu oraz plastikową końcówkę, która zapobiega przebiciu się przewodu przez skórę.
Nowe urządzenia telemetryczne są zazwyczaj dostarczane przez producenta w stanie sterylnym, jednak TER-y mogą być ponownie wykorzystywane pod warunkiem oczyszczenia powietrznego przy użyciu roztworu zyme 1% przez ponad cztery godziny. Dodatkowo, w celu wysterylizowania telemetru EKG, należy zastosować środek dezynfekcyjny WA OFI O przez całą noc. Przed implantacją u myszy należy upewnić się, że środek dezynfekcyjny został spłukany sterylną wodą.
Sprawdzić przewody telemetryczne pod kątem spójności zarówno przewodzących żył, jak i osłony izolacyjnej. Włączyć nadajnik telemetryczny za pomocą magnesu i przetestować sygnał za pomocą radia AM o częstotliwości 530. Sygnał powinien być silny i wyraźny, a jego intensywność i wysokość powinny zmieniać się podczas manipulowania przewodami.
Zanotuj numer modelu, numer seryjny TER oraz wartość kalibracji EKG. Jeśli dotyczy, producenci często zalecają, aby urządzenie TER było włączone przez 24 godziny przed implantacją. Zapoznaj się z instrukcją obsługi konkretnego urządzenia TER.
Aby przygotować elektrodę TER, utnij przewód ujemny (biały) do długości około 3,5 centymetra, a przewód dodatni (czerwony) do 2,5 centymetra. Są to optymalne długości przy implantacji elektrody ujemnej w prawej klatce piersiowej i elektrody dodatniej w lewej części brzucha. Następnie usuń izolacyjną osłonkę, aby odsłonić siedem milimetrów drutu.
Końce metalnego prowadnika pokryj superglue, a następnie przymocuj kapturki do metalowych końcówek. Kapturki te zapobiegną erozji skóry spowodowanej obecnością prowadnika. Około dwóch do trzech milimetrów metalowego drutu powinno pozostać odsłonięte w celu elektrycznego wykrywania natywnego rytmu serca.
Stosowanie technik sterylnych jest kluczowe podczas zabiegu chirurgicznego. Do implantacji telemetru potrzebne będą sterylne rękawiczki, sterylna obłożnica oraz sześć szwów Prolene O. Wszystkie narzędzia chirurgiczne należy wysterylizować w sterylizatorze szklanych kulek rozgrzanym do 250 °C.
Zestaw ten zawiera dwie pary pęset, jedną parę nożyczek tępych, skalpel oraz igłotrzymacz. Należy pamiętać o wysterylizowaniu i umyciu TER zgodnie z opisem podanym wcześniej. Narzędzia te służą do przygotowania myszy do operacji.
Najpierw podaj zwierzęciu znieczulenie w komorze indukcyjnej. Po potwierdzeniu za pomocą ucisku palca, że mysz jest odpowiednio uspokojona, całkowicie ogol brzuch i klatkę piersiową myszy za pomocą strzygarki elektrycznej. Ponownie znieczul mysz izofluranem, a następnie przenieś ją do rurki z anestezją o stałym przepływie.
Umieść zwierzę w pozycji na plecach, z głową skierowaną w przód, a ogonem w stronę badacza. Przyklej łapy myszy do podgrzewanego stołu operacyjnego. Użyj mata grzewczego, aby utrzymać temperaturę znieczulonego zwierzęcia w wąskim zakresie 37 ± 1 °C.
Do monitorowania temperatury można użyć sondy odbytniczej. Przetrzyj brzuch zwierzęcia wacikiem nasączonym alkoholem, aby usunąć ogolone włosy i oczyścić pole operacyjne. Trzykrotnie przemyj brzuch i klatkę piersiową wacikami z Betadyną w celu dezynfekcji. Na brzuch myszy nałóż jałową draperię w celu implantacji totera do jam ciała (dojścia otrzewnowego).
Zacznij od wykonania skalpelem pionowego nacięcia w linii środkowej skóry nad brzuchem o długości około 2,5 centymetrów, używając tępych nożyczek chirurgicznych. Ostrożnie oddziel skórę od leżących poniżej tkanek łącznych. Następnie wykonaj pionowe nacięcie w linii środkowej w obrębie powłok brzusznych, nad otrzewną, o długości około 1,5 centymetrów.
Dodatkowo należy wykonać niewielki otwór w otrzewnej, tuż głową w stosunku do nacięcia otrzewnej, który będzie służył jako wylot dla prowadników podskórnych. Podczas przeprowadzania operacji należy utrzymywać miejsce operacyjne w stanie wilgotnym, okresowo zakraplając sterylną sól fizjologiczną na pole operacyjne. Wprowadź TER do prawej jamy otrzewnej.
Wprowadzić pęsetę do otworu powyżej TER i wyciągnąć oba przewody przez otwór na przewody tak, aby wystawały one poza otrzewną. Użyć szwów ciągłych z proliny 6-0 do zamknięcia 1,5 centymetrowego pionowego nacięcia w linii środkowej otrzewnej. Aby umieścić elektrody EKG w konfiguracji odprowadzenia II.
Ujemny elektrod z białą przezroczystą osłoną zostanie umieszczony w prawym obszarze klatki piersiowej. Najpierw należy wykonać nacięcie skóry o długości 0,5 centymetra w górnej prawej części klatki piersiowej myszy. Następnie, za pomocą tępych nożyczek, należy utworzyć tunel prowadzący z powrotem do nacięcia brzusznego.
Przeciągnij ujemny przewód przez tunel i użyj szwu Prolene o rozmiarze 6-0, aby przymocować przewód do mięśnia piersiowego. Upewnij się, że szew znajduje się nad odsłoniętą częścią przewodu i zapewnia dobry kontakt między odsłoniętym metalowym drutem a znajdującym się pod nim mięśniem. Użyj drugiego szwu proksymalnie względem poprzedniego, aby unieruchomić przewód w mięśniu.
Zamknąć nacięcie skóry za pomocą dwóch szwów z polipropylenu. Elektrodę dodatnią umieszcza się w lewej części jamy brzusznej, poniżej lewej przepony i poniżej serca. W tym miejscu dodatkowe nacięcie nie jest konieczne, ponieważ miejsce implantacji elektrody znajduje się blisko pionowego nacięcia w linii środkowej.
Użyj szwu z prolenu 6-0, aby przymocować elektrodę do leżącego pod nią mięśnia brzucha, upewniając się, że ma on dobry kontakt z tkanką. Na koniec kolejno zamknij mięsień brzucha i skórę warstwowo, używając szwów z prolenu 6-0. Zapewnij myszy odpowiednią opiekę pooperacyjną, zgodnie z opisem w tekście naszego protokołu.
Teraz przedstawimy reprezentatywne wyniki prawidłowego zapisu EKG. Prawidłowe EKG myszy typu dzikiego wyraźnie pokazuje załamkę P, która reprezentuje depolaryzację przedsionków, a następnie zespół QRS, który reprezentuje depolaryzację komór. Zauważcie, że załamki P i QRS są wyraźnie odróżnialne od niewielkiego szumu tła oraz że każdej załamce P towarzyszy dokładnie jeden zespół QRS.
Zauważmy również, że odległość między poszczególnymi załamaniami R, nazywana odstępem R-R, oraz odległość między poszczególnymi załamaniami P, nazywana długością cyklu zatokowego, są regularne, co wskazuje na to, że mysz znajduje się w prawidłowym rytmie zatokowym. Przedstawiliśmy zatem sposób implantacji elektrody ECG TER u myszy w celu ambulatoryjnego zapisu EKG. Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby odpowiednio oczyścić elektrodę TER przed wprowadzeniem, umieścić wyprowadzenia w odpowiednich pozycjach, całkowicie zamknąć jamę brzuszną, a na koniec podać myszy odpowiednie leki przeciwbólowe po zabiegu.
To już wszystko. Dziękujemy za oglądanie i życzymy powodzenia w przeprowadzaniu eksperymentów.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy artykuł przedstawia instrukcję krok po kroku dotyczącą telemetrycznych zapisów EKG w celu długoterminowego ambulatoryjnego monitorowania EKG u myszy. Telemetryczne EKG jest kluczowe dla oceny modeli zwierzęcych arytmii serca i nagłego zgonu sercowego.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Elektrofizjologia serca
- Modele zwierzęce
- Monitoring telemetryczny
Wprowadzenie
- Arytmie serca stanowią istotne ryzyko w modelach zwierzęcych.
- Nagła śmierć serca jest krytycznym obszarem badań.
- Telemetryczne EKG zapewnia możliwości ciągłego monitorowania.
- Zrozumienie funkcji serca u myszy jest niezbędne dla badań translacyjnych.
Cel badania
- Przedstawienie szczegółowej metodologii telemetrycznego zapisu EKG u myszy.
- Pogłębienie zrozumienia zdarzeń sercowych w modelach zwierzęcych.
- Ułatwienie prowadzenia badań nad arytmiami serca i nagłym zgonem sercowym.
Zastosowane metody
- Golenie i znieczulenie myszy.
- Chirurgiczna implantacja telemetru w jamie brzusznej.
- Umieszczenie elektrod EKG w określonych lokalizacjach anatomicznych.
- Zamknięcie miejsca operacyjnego za pomocą szwów.
Główne wyniki
- Pomyślna implantacja telemetrycznych urządzeń EKG.
- Efektywne długoterminowe monitorowanie aktywności serca.
- Wykazanie wykonalności procedury u myszy.
- Potencjalne zastosowania w badaniu zdrowia i chorób serca.
Wnioski
- Telemetryczna EKG jest cennym narzędziem w badaniach kardiologicznych.
- Metodologię tę można zastosować w różnych badaniach na myszach.
- Dalsze badania mogą pogłębić zrozumienie arytmii serca.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla Przemysłu
Ambulatoryjna telemetria EKG u myszy umożliwia ciągłe, długoterminowe monitorowanie elektrofizjologii serca, co jest niezbędne do oceny ryzyka mechanizmów arytmii oraz fenotypów nagłego zatrzymania krążenia w modelach przedklinicznych. Podejście to wspiera walidację celów terapeutycznych, dostarczając ilościowych i powtarzalnych danych dotyczących częstotliwości oraz rytmu serca, co stanowi pomost między etapem odkrywania a programami kardiologii translacyjnej. Skalowalne rejestrowanie danych z wielu zwierząt jednocześnie zwiększa przepustowość w procesach identyfikacji wiodących związków oraz w predykcyjnym badaniu bezpieczeństwa w ramach potoków odkrywania leków kardyologicznych.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych poprzez rejestrację spontanicznych arytmii i zaburzeń przewodzenia u swobodnie poruszających się myszy w okresie od kilku tygodni do kilku miesięcy.
- Wartość operacyjna: Dostarcza podłużnych danych dotyczących zmienności rytmu serca oraz odstępu QT w celu funkcjonalnej walidacji kanałów jonowych lub celów strukturalnych powiązanych z bezpieczeństwem sercowym.
Przesiewy i opracowanie testów
- Wartość naukowa: Generuje ustandaryzowane, odporne na zakłócenia przebiegi EKG (załamki P, kompleks QRS) do zautomatyzowanego pomiaru odstępów i testów wykrywania arytmii.
- Wartość operacyjna: Wspiera powtarzalność analiz poprzez sterylną preparację telemetrii, protokoły mocowania elektrod oraz przedoperacyjną walidację integralności sygnału z wykorzystaniem testów częstotliwości radiowych AM.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Ułatwia modelowanie systemów istotnych dla przebiegu chorób, umożliwiając wykrywanie rzadkich epizodów arytmicznych oraz zmienności długości cyklu zatokowego, które odzwierciedlają elektrofizjologię serca u ludzi.
- Wartość operacyjna: Zapewnia ciągłość translacyjną od etapu odkryć po walidację przedkliniczną dzięki spójnemu rozmieszczeniu elektrod (konfiguracja II odprowadzenia Einthovena) oraz protokołom monitorowania pooperacyjnego.
Integracja potoku i przepływu pracy
Metoda ta integruje się z kontinuum odkryć w obszarze sercowo-naczyniowym – od testowania hipotez dotyczących celu, przez optymalizację wiodących związków, aż po przedkliniczną ocenę bezpieczeństwa – zapewniając fenotypowanie ambulatoryjne, które stanowi podstawę decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go).
- Biologia odkrywcza: Wspiera ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez izolację zmiennych elektrofizjologii serca u świadomych, poruszających się myszy, redukując wpływ czynników zakłócających wynikających z anestezji lub unieruchomienia.
- Przesiewanie: Umożliwia skalowalny, jednoczesny zapis z wielu zwierząt w celu wysokoprzepustowego badania wpływu związków na zmienność rytmu serca oraz obciążenie arytmią.
- Analityka: Dostarcza ilościowe zmienne zależne, w tym odstęp R-R, długość cyklu zatokowego, morfologię załamka P oraz czas trwania kompleksu QRS, co pozwala na porównania statystyczne między genotypami lub grupami leczniczymi.
- Badania translacyjne: Zapewnia ciągłość przedkliniczną poprzez modelowanie parametrów przewodzenia serca istotnych dla ludzi oraz umożliwienie podłużnych badań z zakresu farmakologii bezpieczeństwa.
- Wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzy wielokrotnego użytku platformę telemetryczną do chronicznego monitorowania pracy serca w wielu obszarach wskazań (np. niewydolność serca, kanalopatie) w ramach scentralizowanych jednostek badawczych.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwa
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną w walidacji celu poprzez redukcję niejednoznaczności mechanistycznej dzięki bezpośredniemu, długoterminowemu rejestrowaniu elektrogramów w stanach fizjologicznie istotnych.
- Wartość operacyjna: Poprawia standaryzację i powtarzalność dzięki wymogom dotyczącym technik aseptycznych, specyfikacjom długości elektrod (3,5 cm ujemnej, 2,5 cm dodatniej) oraz protokołom fiksacji za pomocą szwów.
- Wartość strategiczna: Poprawia efektywność kapitałową, umożliwiając rejestrację rzadkich zdarzeń (np. tachykardii komorowej), które w przeciwnym razie wymagałyby niepraktycznych częstotliwości próbkowania EKG powierzchniowego.
- Wpływ na portfolio: Wspiera decyzje o rozwoju skorygowane o ryzyko, dostarczając obiektywnych wskaźników zapadalności na arytmię i zmienności rytmu serca do oceny ryzyka sercowo-naczyniowego.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia w przeprowadzaniu sterylnych zabiegów chirurgicznych u gryzoni, w tym nacięcia otrzewnej, tunelowania elektrod podskórnie oraz technik szycia z zakotwiczeniem w mięśniach.
- Zależność od infrastruktury sprzętowej telemetrii (nadajników, odbiorników, narzędzi do walidacji częstotliwości radiowej AM) oraz możliwości sterylizacji (sterylizatora kulkowego, czyszczenia enzymatycznego, protokołów dezynfekcji).
- Konieczność standaryzacji działań pomiędzy zespołami chirurgicznymi, opiekunami zwierząt i grupami analizy danych, aby zapewnić spójne rozmieszczenie elektrod (biała elektroda w górnej części prawej klatki piersiowej, czerwona elektroda w górnej części lewego brzucha) oraz progi jakości sygnału.
- Uwzględnienie konieczności adaptacji do różnych szczepów myszy lub modeli chorobowych, w których rozmieszczenie elektrod może wymagać korekty w zależności od anatomii klatki piersiowej lub wskaźnika masy ciała.
- Uwzględnienie ograniczeń praktycznych, takich jak ryzyko erozji elektrod, niwelowane przez końcówki z plastikowymi nakładkami, oraz wymogów dotyczących przeciwbólowego leczenia pooperacyjnego w celu zapewnienia dobrostanu zwierząt.
