Nichtinvasive Blutdruckmesstechniken

Biomedical Engineering

Your institution must subscribe to JoVE's Engineering collection to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Overview

Quelle: Hamna J. Qureshi und Craig J. Goergen, Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, West Lafayette, Indiana

Hier werden die wichtigsten Ähnlichkeiten und Unterschiede der nichtinvasiven Blutdruckmesstechniken zwischen Menschen und Nagetieren aufgezeigt und die technischen Prinzipien untersucht, die den Blutdruck bestimmen. Diskutiert werden auch die Prinzipien, die die aktuelle Manschettentechnologie regeln, um systolische und diastolische Drücke zu erwerben.

Kommerziell erhältliche Manschetten, die sich mit mobilen Geräten verbinden, sind in der Regel kompakt und tragbar, so dass Messungen praktisch überall durchgeführt werden können. Nichtinvasive, tragbare Blutdruckmanschetten sind besonders nützlich für Patienten mit Bluthochdruck und anderen Herz-Kreislauf-Problemen, die eine sorgfältige Überwachung und Früherkennung von Blutdruckänderungen erfordern.

Ebenso stehen nichtinvasive Blutdruckmesssysteme auch für Nagetiere zur Verfügung. Diese Technologie wird im Labor eingesetzt und ist für die Überwachung der Tiergesundheit während einer gesamten Studie nützlich. Während Radiotelemetrie der Goldstandard der Blutdruckmessung für Nagetiere ist, ist diese Technik invasiv und kann zu einer Tiersterblichkeit führen, wenn sie falsch durchgeführt wird. Nichtinvasive Methoden eignen sich daher für Messungen bei Tieren, da sie wertvolle Daten liefern können, ohne dass eine Geräteimplantation erforderlich ist. Ein kommerziell erhältliches System wird verwendet, um zu zeigen, wie blutdruckgemessen am Menschen außerhalb eines klinischen Umfelds gemessen werden kann. Diese Technik ermöglicht es Patienten, ihren eigenen Blutdruck regelmäßig zu überwachen, ohne jedes Mal eine Klinik aufsuchen zu müssen, wenn sie diese Messungen durchführen möchten.

Die hier beschriebenen Methoden nutzen den Blutfluss durch den Schwanz des Nagetiers mit Hilfe von Drucksensoren und Okklusionsmanschetten. Sowohl mobile Blutdruckmanschetten für Den Menschen als auch nichtinvasive Schwanzmanschettenmethoden für Nagetiere nutzen ähnliche hämodynamische Prinzipien, um Blutdruckmessungen zu erfassen, die nützliche Daten für Benutzer liefern können, einschließlich Kliniker, Forscher, und Patienten.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Biomedizinische Technik. Nichtinvasive Blutdruckmesstechniken. JoVE, Cambridge, MA, (2020).

Principles

Blutdruckmessungen bestehen aus systolischen und diastolischen Komponenten, die beide wichtige Indikatoren für die Herz-Kreislauf-Gesundheit sind. Systolischer Blutdruck ist definiert als der maximale intraluminale Druck, der aufgrund einer Herzkontraktion gegen Arterienwände ausgeübt wird, während der diastolische Blutdruck als minimaler intraluminale Druck definiert wird, wenn die Aortenklappe geschlossen ist.

Blutdruckmessungen mit handelsüblichen Manschetten verwenden oszillometrische Methoden, um Messungen durchzuführen. In klinischen Umgebungen, auskultatoric Methoden werden häufig verwendet, um Blutdruck zu nehmen. Ärzte blasen in der Regel Blutdruckmanschetten um die Brachialarterie im Arm, bis das Gefäß vollständig verstopft ist. Sobald sie die Manschette entleeren, hören die Ärzte auf den Punkt, an dem sie zuerst das Schlagen des Herzens durch das Stethoskop hören. Dieser Punkt gibt den systolischen Blutdruck an, da der Druck innerhalb der Arterie groß genug ist, um das Gefäß zu öffnen. Die Manschette wird dann weiter entleeren, bis kein sich wiederholender Ton zu hören ist. Dieser Punkt gibt den diastolischen Blutdruck an, da das Gefäß offen bleibt. Die oszillometrische Technologie ähnelt der auskultatorischen Technologie, außer dass sie automatisiert ist. Anstatt auf einen Ton zu hören, erkennt ein Algorithmus für die Manschette Schwingungen im Blutfluss, sobald die Blutdruckmanschette zu entleeren beginnt. Diese Schwingungen beginnen, wenn das Blut wieder durch die Arterie fließt, was auf den systolischen Blutdruck hinweist. Die Schwingungen nivellieren sich, wenn der Blutfluss stabil wird, was auf den diastolischen Blutdruck hinweist.

Nichtinvasive Methoden zur Blutdruckabfuhr bei Nagetieren nutzen auch automatisierte Technologien. Das hier beschriebene System enthält eine Okklusionsmanschette, die sich um die Schwanzarterie aufbläht und entleert, analog dazu, wie klinische Blutdruckmanschetten sich aufblähen und um die Brachialarterie deflationieren. Ein VPR-Sensor (Volume Pressure Recording) wird ebenfalls um den Schwanz gelegt. Dieser Sensor kann den Blutdruck mit einem Druckwandler bestimmen, der anzeigt, wann systolische und diastolische Drücke im Schwanz des Tieres auftreten, ein enger Ersatz für den echten Systemblutdruck.

Procedure

1. Drahtlose Blutdruckmanschette für den Menschen

  1. Schalten Sie die Manschette ein und koppeln Sie sie mit einem mobilen Gerät, auf dem die Ergebnisse ausgegeben werden. Die Kopplung kann über Bluetooth erfolgen.
  2. Ziehen Sie die Manschette auf den Oberarm, so dass der Blutdruckmessgerät gegen den inneren Bizeps platziert wird. Der Ssrap sollte fest am Arm befestigt werden.
  3. Öffnen Sie die Anwendung für die Manschette auf dem mobilen Gerät. Stellen Sie sicher, dass die Manschette mit dem mobilen Gerät gekoppelt ist.
  4. Positionieren Sie sich so, dass Sie mit dem Arm ruhend sitzen, so dass die Manschette auf der gleichen Ebene wie Ihr Herz ist. Stellen Sie sicher, dass Sie sich in einer ruhigen Umgebung befinden, damit Sie entspannt bleiben, während die Daten gesammelt werden.
  5. Sobald Sie richtig positioniert sind, beginnen Sie mit der Blutdruckmessung. Es können mehrere Versuche durchgeführt werden, so dass ein Durchschnitt dieser Messungen in den Ergebnissen widergespiegelt wird.
  6. Nachdem alle Messungen gesammelt wurden, werden die Ergebnisse auf dem Bildschirm des mobilen Geräts ausgegeben. Nehmen Sie die Ergebnisse zur Kenntnis. Entfesseln Sie die Manschette vom Arm und schließen Sie sie ab.

2. Nichtinvasive Blutdruckmessungen für Nagetiere

  1. Schalten Sie die beheizte Stufe, das Blutdrucksystem und den Desktop-Computer ein. Befestigen Sie eine VPR-Manschette und Okklusionsmanschette am Blutdrucksystem. Verwenden Sie Software, um zu überprüfen, ob die Manschetten richtig kalibriert sind und wie erwartet funktionieren. Richten Sie die Software mit den gewünschten Parametern ein.
  2. Bereiten Sie das Tier (Maus oder Ratte) für die Platzierung in einem entsprechend großen Halter vor. Stellen Sie sicher, dass die Umgebung mit minimalen unerwarteten Geräuschen ruhig ist. Versuchen Sie, das Tier zu beruhigen, bevor Sie es in seinen Halter legen, um zu verhindern, dass das Tier unnötigen Stress erfährt.
  3. Koax Tier in den Halter. Stellen Sie sicher, dass seine Pfoten nicht in den Befestigungen des Halters stecken bleiben und dass sich der Schwanz außerhalb des Restrainers befindet.
  4. Sobald das Tier gesichert ist, stellen Sie den Halter auf die beheizte Bühne. Schieben Sie die Okklusionsmanschette auf die Basis des Schwanzes und schieben Sie dann die VPR-Manschette direkt hinter die Okklusionsmanschette. Lassen Sie 1-2 mm Platz zwischen den beiden Manschetten. Wenn Sie eine Okklusionsmanschette und eine VPR-Manschette in der Größe für Mäuse verwenden, können Sie sie mit einem Streifen Auskunststoffschläuchen sichern.
  5. Nachdem die Manschetten eingeschaltet sind, kleben Sie sie auf die Bühne, um zu verhindern, dass sich der Schwanz des Tieres zu sehr bewegt. Lassen Sie den Schwanz auf ca. 32-34 °C erwärmen, um die Vasodilatation und den anschließenden Blutfluss durch den Schwanz zu fördern.
  6. Sobald die Einrichtung abgeschlossen ist und der Schwanz ausreichend warm ist, beginnen Sie mit der Datenerfassung. Während der Blutdruck gemessen wird, beachten Sie, wenn sich das Tier wesentlich innerhalb des Retrainers bewegt. Versuchen Sie, die Manschette während der gesamten Messung in der gleichen Position zu halten. Wenn die Manschetten den Schwanz hinuntergleiten oder sich das Tier innerhalb des Restrainers bewegt, drücken Sie die Pause-Taste und stellen Sie die Manschetten/das Tier nach Abschluss des laufenden Laufs wieder ein. Bewahren Sie während dieses Vorgangs eine ruhige Umgebung auf.
  7. Überprüfen Sie, ob Blutdruckdaten wie erwartet erfasst werden. Wiederholen Sie ggf. Messungen. Es werden mehrere Versuche empfohlen (in der Regel 20-40 Messungen).
  8. Sobald Daten gesammelt wurden, speichern Sie die Messungen für weitere Analysen. Entfernen Sie das Tier aus dem Halter und legen Sie es wieder in seinen Käfig. Schalten Sie die beheizte Stufe und das Blutdrucksystem aus und reinigen Sie alle Oberflächen, die mit dem Tier in Berührung kamen.

Blutdruckmessungen werden häufig verwendet, um die Herz-Kreislauf-Gesundheit zu überwachen. Blutdruck ist der seitliche Druck, der durch zirkulierendes Blut an Gefäßwänden erzeugt wird. Eine genaue Überwachung ist wichtig, um Hypotonie, niedrigen Blutdruck und Bluthochdruck, Bluthochdruck, die beide die Funktion von lebenswichtigen Organen wie Herz, Nieren und Gehirn beeinträchtigen können, zu erkennen und zu behandeln.

Der Blutdruck wird manuell durch Auskultation gemessen, wo der Arzt die Arterie mit einer aufblasbaren Manschette verschließt und dann auf den Klang des Blutflusses durch die Brachialarterie hört, während er sich entleert. Der Blutdruck kann auch automatisch durch Oszillometrie gemessen werden, die es Patienten ermöglicht, ihren Blutdruck zu Hause zu messen. Die aufblasbare Manschette enthält einen Druckwandler, der die arteriellen Schwingungen in systolische und diastolische Drücke auf der Grundlage hämodynamischer Prinzipien umwandelt.

Dieses Video wird die Prinzipien des Blutdrucks veranschaulichen, die aktuellen Methoden zur Messung des systolischen und diastolischen Blutdrucks von Menschen und Kleintieren demonstrieren und einige Anwendungen diskutieren.

Blutdruckmessungen bestehen aus systolischen und diastolischen Komponenten, die beide wichtige Indikatoren für die Herz-Kreislauf-Gesundheit sind.

Der systolische Blutdruck ist ein Maß für den maximalen intraluminalen Druck, der während der Herzkontraktion gegen die Arterie ausgeübt wird, wenn Ihr Herz schlägt, und der diastolische Druck ist ein Maß für den minimalen intraluminalen Druck oder den Druck zwischen den Schlägen wenn sich das Herz entspannt und die Aortenklappe geschlossen ist. Um den Blutdruck zu messen, wird eine Manschette auf den Oberarm des Patienten gelegt und dann bis zu dem Punkt aufgeblasen, an dem der Blutfluss vollständig verstopft ist. Als die Manschette deflationiert, entsteht der Arzt bei der Beobachtung der Manometer-Messungen.

Der erste hörbare Korotkoff-Sound entspricht dem systolischen Druck, dem Druck, bei dem das Blut wieder durch das offene Gefäß zu fließen beginnt. Während die Manschette weiter abfließt, fließt das Blut freier, während das Gefäß offen bleibt. Der diastolische Druck wird an dem Punkt aufgezeichnet, an dem der Arzt den Schlagen nicht mehr hört oder das Selbstüberwachungsgerät eine Nivellierung von Schwingungen erkennt.

Eine ähnliche Methode kann verwendet werden, um den Bluterblutdruck zu überwachen. Eine Manschette wird um die Schwanzarterie aufgeblasen und entleert, während ein Druckwandler systolischen und diastolischen Druck erkennt. Nun, da Sie den Unterschied zwischen systolischem und diastolischem Druck verstehen, wollen wir zeigen, wie Man den Blutdruck mit einer drahtlosen Manschette für Menschen und einer nichtinvasiven Technik für Nagetiere misst.

Schalten Sie die drahtlose Manschette und das mobile Gerät ein und öffnen Sie die Manschettenanwendung. Koppeln Sie dann die Geräte über Bluetooth und öffnen Sie die Manschettenanwendung auf dem mobilen Gerät. Dann schnallen Sie die Manschette an Ihren Oberarm. Stellen Sie sicher, dass der Blutdruckmessgerät gegen Ihren inneren Bizeps platziert ist. Der Gurt sollte fest am Arm befestigt werden. Setzen Sie sich in eine Position, so dass die Manschette auf der gleichen Ebene wie Ihr Herz ist. Stellen Sie sicher, dass Sie ruhig und entspannt sind, bevor Sie beginnen.

Beginnen Sie nun mit der Blutdruckmessung durch Drücken des Startes. Jede Messung dauert etwa ein bis drei Minuten. Wiederholen Sie die Messung mehrmals, um einen Durchschnittswert in den Ergebnissen zu erhalten. Das Ergebnis wird auf dem Bildschirm des mobilen Geräts angezeigt. Nachdem Sie die Ergebnisse gespeichert haben, ziehen Sie die Manschette vom Arm und schalten Sie das Gerät aus.

Um den Blutdruck eines Nagers zu messen, schalten Sie zuerst den Desktop-Computer, das Blutdrucksystem und die beheizte Stufe ein. Befestigen Sie dann die VPR-Manschette und die Okklusionsmanschette am Blutdrucksystem. Verwenden Sie Software, um zu bestätigen, dass die Manschetten richtig kalibriert sind und wie erwartet funktionieren. Wählen Sie die entsprechenden Parameter für die Datenerfassung aus. Zu den Parametern gehören die Deflationszeit, die Anzahl der Sätze pro Zyklus, der Okklusionsdruck und die Verzögerung zwischen den Sätzen. Der Okklusionsdruck wird in der Regel auf 250 Millimeter Quecksilber eingestellt, und es gibt in der Regel 20 Sätze pro Zyklus. Andere Parameter können basierend auf den Benutzeranforderungen angegeben werden.

Beruhigen Sie das Tier, um zu verhindern, dass es unnötigen Stress erlebt. Die Umgebung sollte ruhig sein, mit minimalem Lärm. Legen Sie das Tier dann in einen entsprechend großen Halter. Stellen Sie sicher, dass die Pfoten des Tieres nicht in den Anhängen des Halters stecken bleiben und dass sich der Schwanz außerhalb des Restrainers befindet. Stellen Sie nun den Halter auf die beheizte Bühne. Schieben Sie die Okklusionsmanschette, gefolgt von der VPR-Manschette auf die Basis des Schwanzes, etwa ein bis zwei Millimeter voneinander entfernt. Sobald die Manschetten an Ort und Stelle sind, kleben Sie sie auf die Bühne. Dadurch wird die Schwanzbewegung eingeschränkt.

Dann erhitzen Sie den Schwanz auf 32 bis 34 Grad Celsius, um vasodilatation und Denkfluss durch den Schwanz zu fördern. Während sich die Stufe erwärmt, wählen Sie die Art des Tieres auf dem Computer, dessen Blutdruck Sie erfassen werden, und geben Sie dann seine Tier-ID in das System ein, damit Sie später auf seine Daten zugreifen können. Sobald die Stufe ausreichend erhitzt ist, beginnen Sie, Blutdruckdaten durch Drücken des Startes zu erfassen. Versuchen Sie, eine ruhige Umgebung zu erhalten. Halten Sie die Position der Manschette konstant und notieren Sie sich, wenn sich das Tier wesentlich bewegt. Wenn die Manschetten den Schwanz hinuntergleiten oder sich das Tier innerhalb des Restrainers bewegt, drücken Sie die Pause-Taste, und nehmen Sie dann Anpassungen vor, nachdem die aktuelle Messung abgeschlossen ist, und nehmen Sie die Tests fort.

Überprüfen Sie, ob die Blutdruckdaten wie erwartet erfasst werden. Sammeln Sie 20 bis 40 Messungen. Sobald alle Daten gesammelt wurden, entfernen Sie das Tier aus dem Halter und legen Sie es wieder in einen Käfig. Schalten Sie dann die Ausrüstung aus und reinigen Sie die Oberflächen, die mit dem Tier in Berührung kamen.

Die Ergebnisse mit dem Blutdruckmessgerät für Den Menschen werden wie gezeigt auf einem Bildschirm ausgegeben. Mit dieser Technologie werden systolische und diastolische Blutdruckmessungen angezeigt und mehrere Messwerte gemittelt.

Gesunde Blutdruckwerte beim Menschen liegen in der Regel unter 120 Millimeter Quecksilber für den systolischen Druck und unter 80 Millimeter Quecksilber für den diastolischen Druck. Blutdruck über diesen Werten könnte darauf hindeuten, dass ein Patient beginnt, Bluthochdruck zu entwickeln, was zu weiteren gesundheitlichen Komplikationen führen kann.

Hier ist ein typischer Graph, der bei der Einnahme von Nagetier Blutdruck erhalten wird. Die beiden Kurven im Diagramm stellen Daten dar, die vom VPR-Sensor, der blauen Linie und der Okklusionsmanschette, der roten Linie, gesammelt wurden. Die Biegepunkte der blauen Kurve werden verwendet, um den systolischen und diastolischen Druck zu berechnen. Die Messungen werden am unteren Rand des Diagramms zusammen mit dem OK-Status aufgeführt, was darauf hinweist, dass diese Messung vom System als akzeptabel angesehen wird.

Typische Blutdruckmessungen für Mäuse liegen bei etwa 120 über 70 Millimeter Quecksilber, während Ratten einen etwas höheren Blutdruck bei etwa 130 über 90 Millimeter Quecksilber aufweisen.

Werfen wir nun einen Blick darauf, wie der Blutdruck in der Öffentlichkeit und in der Wissenschaft nicht invasiv gemessen wird.

Tragbare nichtinvasive Blutdruckmanschetten ermöglichen es hypertensiven Patienten, ihre Gesundheit zwischen den Klinikbesuchen zu überwachen. Schwangere Frauen mit Risiko für die Entwicklung von Präeklampsie können ihr Risiko für diesen Zustand in den kritischen Monaten vor der Geburt des Babys überwachen.

Die Forschung zur Entwicklung neuer therapeutischer Wirkstoffe erfordert eine häufige Blutdruckbeurteilung. Während invasive Techniken wie subkutane Telemetrie und Karotisarterienkanulation bei Mäusen langfristige Blutdruckdaten liefern, sind nichtinvasive Schwanzmanschettensysteme eine attraktive Methode zur Blutdrucküberwachung in Tiermodellen kardiovaskulärer Krankheit.

Sie haben gerade JoVeTs Einführung in Blutdruckmesstechniken beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen, wie nichtinvasive Messmethoden sowohl für Menschen als auch für Nagetiere eingesetzt werden und wie die Technologie angewendet wird, um die Gesundheitsüberwachung für die Gemeinschaft zu verbessern. Danke fürs Zuschauen!

Results

Abbildung 1zeigt eine typische Grafik, die bei der Einnahme des Bluterentblutdrucks unter Verwendung eines nichtinvasiven Blutdrucksystems gewonnen wird. Es gibt zwei Kurven im Diagramm: eine für den VPR-Sensor und eine für die Okklusionsmanschette. Die Wendepunkte der VPR-Sensorkurve sind dort, wo systolischer und diastolischer Blutdruck bestimmt wird, wie in Abbildung 1dargestellt. Am unteren Rand der Abbildung wird ein Status angegeben, der mitteilt, ob diese Messung vom System als akzeptabel erachtet wird. Um akzeptable Messwerte zu erhalten, wird der Blutdruck mehrmals pro Versuch genommen.

Figure 1
Abbildung 1. Systolische und diastolische Blutdruckwerte, die durch ein nichtinvasives Messsystem erreicht werden.

Figure 2
Abbildung 2. Screenshot des systolischen und diastolischen Blutdrucks.

Für eine kommerziell erhältliche Manschette für den Menschen werden die Ergebnisse der Blutdruckmessung auf einem Bildschirm ausgegeben, wie in Abbildung 2dargestellt. Benutzer können ihre systolischen und diastolischen Blutdruckmessungen mit dieser Technologie sehen. Der Blutdruck kann mehrmals genommen werden, so dass die Ergebnisse einen Durchschnitt der gesammelten Daten ausgeben.

Applications and Summary

Sowohl kommerzielle Manschetten für den Heimgebrauch als auch nichtinvasive Methoden für Tierforschungsstudien nutzen automatisierte Technologien. Durch die Verfolgung von Veränderungen im Blutfluss mit Sensoren erkennen Algorithmen den systolischen und diastolischen Druck und kommunizieren diese Ergebnisse dann an die Benutzer. Obwohl technologisch ähnlich, gibt es einige wesentliche Unterschiede zwischen den beiden Messtechniken, die beachtet werden sollten. Bei der Einnahme von Blutdruck bei menschlichen Probanden, die Umwelt ist in der Regel entspannt, da das Thema ist hemmungslos und ziemlich komfortabel. Umgekehrt müssen Tiere zurückgehalten oder beästhetisiert werden. Eine Zurückhaltung kann das Tier ängstlich machen und daher die Blutdruckmessungen höher machen, während Anästhesie zu Unterkühlung und Vasokonstriktion führen kann, was zuverlässige Messungen noch schwieriger zu erfassen macht. Aus diesem Grund ist es vorzuziehen, Nagetierblutdruck bei bewussten Tieren zu erhalten, die sich in einer ruhigen, schwach beleuchteten Umgebung befinden, wo sie ohne verblüffende Geräusche warm gehalten werden können. Vasodilatation durch Erhitzen wird auch verwendet, wenn Nagetiere ihren Blutdruck gemessen haben, um den Blutfluss durch ihren Schwanz zu fördern. Das Akklimatisieren von Tieren an den Halter und Manschetten vor dem Erfassen von Daten kann dazu beitragen, Beschwerden zu reduzieren und die Sammlung genauerer Ergebnisse zu ermöglichen. Wenn ein Benutzer an mehreren Tagen Messungen desselben Tieres sammelt, sind die Ergebnisse aussagekräftiger, wenn sie jeden Tag ungefähr zur gleichen Zeit erworben werden.

Die Möglichkeit, Blutdruckmessungen mit einer benutzerfreundlichen, kompakten Manschette durchzuführen, ist ein äußerst nützliches Werkzeug für Patienten, da es Patienten ermöglicht, ihren Blutdruck nach eigenem Gutsa zu überwachen. Kommerziell erhältliche Blutdruckmanschetten sind jedoch nicht dazu gedacht, klinisch erhaltene Messungen zu ersetzen; Vielmehr sollen diese Manschetten Patienten helfen, ihren systemischen Blutdruck zwischen den Besuchen zu überwachen. Kommerzielle Manschetten sind auch Lärm ausgesetzt und sammeln nicht immer genaue Ergebnisse. In ähnlicher Weise sind nichtinvasive Messungen des Nagetierblutdrucks auch laut, besonders wenn sich das Tier bewegt. Daher ist es wichtig, bei der Betrachtung von Daten aus diesen Systemen vorsichtig zu sein.

Tragbare nichtinvasive Blutdruckmessmethoden sind für eine Vielzahl von Anwendungen nützlich. Kommerzielle Manschetten ermöglichen es hypertensiven Patienten, ihre Gesundheit zwischen den Besuchen in der Klinik zu überwachen. Diese Methode kann Patienten helfen, sich ihrer Ernährungs- und Bewegungsentscheidungen bewusster zu werden, da sie die direkten Auswirkungen ihres Lebensstils auf ihren Blutdruck sehen können. Kommerzielle Manschetten können schwangeren Frauen auch helfen, ihren Blutdruck in den letzten Monaten ihrer Schwangerschaft zu verfolgen. Schwangere Frauen sind gefährdet für die Entwicklung von Präeklampsie. Daher ist es wichtig, dass diese Frauen wissen, ob sie während der zweiten Hälfte der Schwangerschaft für diesen Zustand gefährdet sind. Mit einer tragbaren Manschette hilft diesen Frauen, ihren Blutdruck in den kritischen Monaten vor der Geburt des Babys zu verfolgen.

Für den Einsatz von Tieren sind nichtinvasive Blutdruckmessungen für Forschungszwecke wertvoll, insbesondere in Bezug auf die Herz-Kreislauf-Gesundheit. Die Einnahme von Blutdruck von Tieren nach Verfahren und Studien, wie diejenigen, die Bluthochdruck bei Nagetieren induzieren, kann die Auswirkungen dieser Aktionen auf die Gesundheit eines Tieres zeigen. Während andere invasive Techniken konsistentere Daten liefern können, machen die nichtinvasiven Systeme schwanzmanschettensysteme sie zu einer attraktiven Methode für diejenigen, die Tiermodelle von Herz-Kreislauf-Erkrankungen verwenden.

1. Drahtlose Blutdruckmanschette für den Menschen

  1. Schalten Sie die Manschette ein und koppeln Sie sie mit einem mobilen Gerät, auf dem die Ergebnisse ausgegeben werden. Die Kopplung kann über Bluetooth erfolgen.
  2. Ziehen Sie die Manschette auf den Oberarm, so dass der Blutdruckmessgerät gegen den inneren Bizeps platziert wird. Der Ssrap sollte fest am Arm befestigt werden.
  3. Öffnen Sie die Anwendung für die Manschette auf dem mobilen Gerät. Stellen Sie sicher, dass die Manschette mit dem mobilen Gerät gekoppelt ist.
  4. Positionieren Sie sich so, dass Sie mit dem Arm ruhend sitzen, so dass die Manschette auf der gleichen Ebene wie Ihr Herz ist. Stellen Sie sicher, dass Sie sich in einer ruhigen Umgebung befinden, damit Sie entspannt bleiben, während die Daten gesammelt werden.
  5. Sobald Sie richtig positioniert sind, beginnen Sie mit der Blutdruckmessung. Es können mehrere Versuche durchgeführt werden, so dass ein Durchschnitt dieser Messungen in den Ergebnissen widergespiegelt wird.
  6. Nachdem alle Messungen gesammelt wurden, werden die Ergebnisse auf dem Bildschirm des mobilen Geräts ausgegeben. Nehmen Sie die Ergebnisse zur Kenntnis. Entfesseln Sie die Manschette vom Arm und schließen Sie sie ab.

2. Nichtinvasive Blutdruckmessungen für Nagetiere

  1. Schalten Sie die beheizte Stufe, das Blutdrucksystem und den Desktop-Computer ein. Befestigen Sie eine VPR-Manschette und Okklusionsmanschette am Blutdrucksystem. Verwenden Sie Software, um zu überprüfen, ob die Manschetten richtig kalibriert sind und wie erwartet funktionieren. Richten Sie die Software mit den gewünschten Parametern ein.
  2. Bereiten Sie das Tier (Maus oder Ratte) für die Platzierung in einem entsprechend großen Halter vor. Stellen Sie sicher, dass die Umgebung mit minimalen unerwarteten Geräuschen ruhig ist. Versuchen Sie, das Tier zu beruhigen, bevor Sie es in seinen Halter legen, um zu verhindern, dass das Tier unnötigen Stress erfährt.
  3. Koax Tier in den Halter. Stellen Sie sicher, dass seine Pfoten nicht in den Befestigungen des Halters stecken bleiben und dass sich der Schwanz außerhalb des Restrainers befindet.
  4. Sobald das Tier gesichert ist, stellen Sie den Halter auf die beheizte Bühne. Schieben Sie die Okklusionsmanschette auf die Basis des Schwanzes und schieben Sie dann die VPR-Manschette direkt hinter die Okklusionsmanschette. Lassen Sie 1-2 mm Platz zwischen den beiden Manschetten. Wenn Sie eine Okklusionsmanschette und eine VPR-Manschette in der Größe für Mäuse verwenden, können Sie sie mit einem Streifen Auskunststoffschläuchen sichern.
  5. Nachdem die Manschetten eingeschaltet sind, kleben Sie sie auf die Bühne, um zu verhindern, dass sich der Schwanz des Tieres zu sehr bewegt. Lassen Sie den Schwanz auf ca. 32-34 °C erwärmen, um die Vasodilatation und den anschließenden Blutfluss durch den Schwanz zu fördern.
  6. Sobald die Einrichtung abgeschlossen ist und der Schwanz ausreichend warm ist, beginnen Sie mit der Datenerfassung. Während der Blutdruck gemessen wird, beachten Sie, wenn sich das Tier wesentlich innerhalb des Retrainers bewegt. Versuchen Sie, die Manschette während der gesamten Messung in der gleichen Position zu halten. Wenn die Manschetten den Schwanz hinuntergleiten oder sich das Tier innerhalb des Restrainers bewegt, drücken Sie die Pause-Taste und stellen Sie die Manschetten/das Tier nach Abschluss des laufenden Laufs wieder ein. Bewahren Sie während dieses Vorgangs eine ruhige Umgebung auf.
  7. Überprüfen Sie, ob Blutdruckdaten wie erwartet erfasst werden. Wiederholen Sie ggf. Messungen. Es werden mehrere Versuche empfohlen (in der Regel 20-40 Messungen).
  8. Sobald Daten gesammelt wurden, speichern Sie die Messungen für weitere Analysen. Entfernen Sie das Tier aus dem Halter und legen Sie es wieder in seinen Käfig. Schalten Sie die beheizte Stufe und das Blutdrucksystem aus und reinigen Sie alle Oberflächen, die mit dem Tier in Berührung kamen.

Blutdruckmessungen werden häufig verwendet, um die Herz-Kreislauf-Gesundheit zu überwachen. Blutdruck ist der seitliche Druck, der durch zirkulierendes Blut an Gefäßwänden erzeugt wird. Eine genaue Überwachung ist wichtig, um Hypotonie, niedrigen Blutdruck und Bluthochdruck, Bluthochdruck, die beide die Funktion von lebenswichtigen Organen wie Herz, Nieren und Gehirn beeinträchtigen können, zu erkennen und zu behandeln.

Der Blutdruck wird manuell durch Auskultation gemessen, wo der Arzt die Arterie mit einer aufblasbaren Manschette verschließt und dann auf den Klang des Blutflusses durch die Brachialarterie hört, während er sich entleert. Der Blutdruck kann auch automatisch durch Oszillometrie gemessen werden, die es Patienten ermöglicht, ihren Blutdruck zu Hause zu messen. Die aufblasbare Manschette enthält einen Druckwandler, der die arteriellen Schwingungen in systolische und diastolische Drücke auf der Grundlage hämodynamischer Prinzipien umwandelt.

Dieses Video wird die Prinzipien des Blutdrucks veranschaulichen, die aktuellen Methoden zur Messung des systolischen und diastolischen Blutdrucks von Menschen und Kleintieren demonstrieren und einige Anwendungen diskutieren.

Blutdruckmessungen bestehen aus systolischen und diastolischen Komponenten, die beide wichtige Indikatoren für die Herz-Kreislauf-Gesundheit sind.

Der systolische Blutdruck ist ein Maß für den maximalen intraluminalen Druck, der während der Herzkontraktion gegen die Arterie ausgeübt wird, wenn Ihr Herz schlägt, und der diastolische Druck ist ein Maß für den minimalen intraluminalen Druck oder den Druck zwischen den Schlägen wenn sich das Herz entspannt und die Aortenklappe geschlossen ist. Um den Blutdruck zu messen, wird eine Manschette auf den Oberarm des Patienten gelegt und dann bis zu dem Punkt aufgeblasen, an dem der Blutfluss vollständig verstopft ist. Als die Manschette deflationiert, entsteht der Arzt bei der Beobachtung der Manometer-Messungen.

Der erste hörbare Korotkoff-Sound entspricht dem systolischen Druck, dem Druck, bei dem das Blut wieder durch das offene Gefäß zu fließen beginnt. Während die Manschette weiter abfließt, fließt das Blut freier, während das Gefäß offen bleibt. Der diastolische Druck wird an dem Punkt aufgezeichnet, an dem der Arzt den Schlagen nicht mehr hört oder das Selbstüberwachungsgerät eine Nivellierung von Schwingungen erkennt.

Eine ähnliche Methode kann verwendet werden, um den Bluterblutdruck zu überwachen. Eine Manschette wird um die Schwanzarterie aufgeblasen und entleert, während ein Druckwandler systolischen und diastolischen Druck erkennt. Nun, da Sie den Unterschied zwischen systolischem und diastolischem Druck verstehen, wollen wir zeigen, wie Man den Blutdruck mit einer drahtlosen Manschette für Menschen und einer nichtinvasiven Technik für Nagetiere misst.

Schalten Sie die drahtlose Manschette und das mobile Gerät ein und öffnen Sie die Manschettenanwendung. Koppeln Sie dann die Geräte über Bluetooth und öffnen Sie die Manschettenanwendung auf dem mobilen Gerät. Dann schnallen Sie die Manschette an Ihren Oberarm. Stellen Sie sicher, dass der Blutdruckmessgerät gegen Ihren inneren Bizeps platziert ist. Der Gurt sollte fest am Arm befestigt werden. Setzen Sie sich in eine Position, so dass die Manschette auf der gleichen Ebene wie Ihr Herz ist. Stellen Sie sicher, dass Sie ruhig und entspannt sind, bevor Sie beginnen.

Beginnen Sie nun mit der Blutdruckmessung durch Drücken des Startes. Jede Messung dauert etwa ein bis drei Minuten. Wiederholen Sie die Messung mehrmals, um einen Durchschnittswert in den Ergebnissen zu erhalten. Das Ergebnis wird auf dem Bildschirm des mobilen Geräts angezeigt. Nachdem Sie die Ergebnisse gespeichert haben, ziehen Sie die Manschette vom Arm und schalten Sie das Gerät aus.

Um den Blutdruck eines Nagers zu messen, schalten Sie zuerst den Desktop-Computer, das Blutdrucksystem und die beheizte Stufe ein. Befestigen Sie dann die VPR-Manschette und die Okklusionsmanschette am Blutdrucksystem. Verwenden Sie Software, um zu bestätigen, dass die Manschetten richtig kalibriert sind und wie erwartet funktionieren. Wählen Sie die entsprechenden Parameter für die Datenerfassung aus. Zu den Parametern gehören die Deflationszeit, die Anzahl der Sätze pro Zyklus, der Okklusionsdruck und die Verzögerung zwischen den Sätzen. Der Okklusionsdruck wird in der Regel auf 250 Millimeter Quecksilber eingestellt, und es gibt in der Regel 20 Sätze pro Zyklus. Andere Parameter können basierend auf den Benutzeranforderungen angegeben werden.

Beruhigen Sie das Tier, um zu verhindern, dass es unnötigen Stress erlebt. Die Umgebung sollte ruhig sein, mit minimalem Lärm. Legen Sie das Tier dann in einen entsprechend großen Halter. Stellen Sie sicher, dass die Pfoten des Tieres nicht in den Anhängen des Halters stecken bleiben und dass sich der Schwanz außerhalb des Restrainers befindet. Stellen Sie nun den Halter auf die beheizte Bühne. Schieben Sie die Okklusionsmanschette, gefolgt von der VPR-Manschette auf die Basis des Schwanzes, etwa ein bis zwei Millimeter voneinander entfernt. Sobald die Manschetten an Ort und Stelle sind, kleben Sie sie auf die Bühne. Dadurch wird die Schwanzbewegung eingeschränkt.

Dann erhitzen Sie den Schwanz auf 32 bis 34 Grad Celsius, um vasodilatation und Denkfluss durch den Schwanz zu fördern. Während sich die Stufe erwärmt, wählen Sie die Art des Tieres auf dem Computer, dessen Blutdruck Sie erfassen werden, und geben Sie dann seine Tier-ID in das System ein, damit Sie später auf seine Daten zugreifen können. Sobald die Stufe ausreichend erhitzt ist, beginnen Sie, Blutdruckdaten durch Drücken des Startes zu erfassen. Versuchen Sie, eine ruhige Umgebung zu erhalten. Halten Sie die Position der Manschette konstant und notieren Sie sich, wenn sich das Tier wesentlich bewegt. Wenn die Manschetten den Schwanz hinuntergleiten oder sich das Tier innerhalb des Restrainers bewegt, drücken Sie die Pause-Taste, und nehmen Sie dann Anpassungen vor, nachdem die aktuelle Messung abgeschlossen ist, und nehmen Sie die Tests fort.

Überprüfen Sie, ob die Blutdruckdaten wie erwartet erfasst werden. Sammeln Sie 20 bis 40 Messungen. Sobald alle Daten gesammelt wurden, entfernen Sie das Tier aus dem Halter und legen Sie es wieder in einen Käfig. Schalten Sie dann die Ausrüstung aus und reinigen Sie die Oberflächen, die mit dem Tier in Berührung kamen.

Die Ergebnisse mit dem Blutdruckmessgerät für Den Menschen werden wie gezeigt auf einem Bildschirm ausgegeben. Mit dieser Technologie werden systolische und diastolische Blutdruckmessungen angezeigt und mehrere Messwerte gemittelt.

Gesunde Blutdruckwerte beim Menschen liegen in der Regel unter 120 Millimeter Quecksilber für den systolischen Druck und unter 80 Millimeter Quecksilber für den diastolischen Druck. Blutdruck über diesen Werten könnte darauf hindeuten, dass ein Patient beginnt, Bluthochdruck zu entwickeln, was zu weiteren gesundheitlichen Komplikationen führen kann.

Hier ist ein typischer Graph, der bei der Einnahme von Nagetier Blutdruck erhalten wird. Die beiden Kurven im Diagramm stellen Daten dar, die vom VPR-Sensor, der blauen Linie und der Okklusionsmanschette, der roten Linie, gesammelt wurden. Die Biegepunkte der blauen Kurve werden verwendet, um den systolischen und diastolischen Druck zu berechnen. Die Messungen werden am unteren Rand des Diagramms zusammen mit dem OK-Status aufgeführt, was darauf hinweist, dass diese Messung vom System als akzeptabel angesehen wird.

Typische Blutdruckmessungen für Mäuse liegen bei etwa 120 über 70 Millimeter Quecksilber, während Ratten einen etwas höheren Blutdruck bei etwa 130 über 90 Millimeter Quecksilber aufweisen.

Werfen wir nun einen Blick darauf, wie der Blutdruck in der Öffentlichkeit und in der Wissenschaft nicht invasiv gemessen wird.

Tragbare nichtinvasive Blutdruckmanschetten ermöglichen es hypertensiven Patienten, ihre Gesundheit zwischen den Klinikbesuchen zu überwachen. Schwangere Frauen mit Risiko für die Entwicklung von Präeklampsie können ihr Risiko für diesen Zustand in den kritischen Monaten vor der Geburt des Babys überwachen.

Die Forschung zur Entwicklung neuer therapeutischer Wirkstoffe erfordert eine häufige Blutdruckbeurteilung. Während invasive Techniken wie subkutane Telemetrie und Karotisarterienkanulation bei Mäusen langfristige Blutdruckdaten liefern, sind nichtinvasive Schwanzmanschettensysteme eine attraktive Methode zur Blutdrucküberwachung in Tiermodellen kardiovaskulärer Krankheit.

Sie haben gerade JoVeTs Einführung in Blutdruckmesstechniken beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen, wie nichtinvasive Messmethoden sowohl für Menschen als auch für Nagetiere eingesetzt werden und wie die Technologie angewendet wird, um die Gesundheitsüberwachung für die Gemeinschaft zu verbessern. Danke fürs Zuschauen!

JoVE Science Education is free through June 15th 2020.

RECOMMEND JoVE