Introduction
Вегетативные дисрефлексия (AD) является опасным для жизни аварийной у людей после острой или хронической травмы спинного мозга (SCI) в шейном или высоких грудных сегментов и, как правило , характеризуется эпизодами стойкой гипертензии и брадикардии 1. AD главным образом вызвана нарушением нисходящих спинномозговых путей , которые , как правило , обеспечивают ввод от супраспинальных центров спинного симпатических преганглионарных нейронов , которые контролируют активность симпатической и сосудистого тонуса 1-4. Эпизоды AD характеризуются всплеском систолического артериального давления (САД) до 300 мм ртутного столба , и если его не лечить , может привести к судорогам, внутричерепного кровоизлияния, инфаркт миокарда, и даже смерти 5-8. Разнообразие вредных и безвредные раздражители выступать в качестве триггера АД, в том числе кишечника и мочевого пузыря , вздутие, спазмы, пролежней, катетеризация мочевого пузыря или ятрогенных процедур 9-12.
Временное развитие AD в соотвonse к ТСМ было исследовано в обоих человека 9 и животных моделях 13,14. Как правило , эти исследования использовали метод 'индуцируется AD' (т.е. уродинамика, на половом члене vibrostimulations в организме человека или колоректального вздутие у животных) для определения временного развития AD. Такой подход ограничен необходимостью повторных оценок в отдельных временных точках, которые могут препятствовать точное определение временного развития AD. Использование 24-часового мониторинга артериального давления в организме человека позволяет проводить измерения кровяного давления серийный быть сделаны в заранее определенные промежутки времени. Этот метод был недавно использован для мониторинга спонтанно возникающих АД у пациентов с хронической ТСМ. В моделях животных, твердотельные датчики давления все чаще используются для хронически контролировать потрепанный побочные бить артериального давления. В последнее время , Rabchesvky и др. (2012), разработал алгоритм, который извлекается одна секунда средние значения среднего артериального давления (MAP)d сравнивается с порогом средней скользящей 15. Спонтанные события AD характеризовались на основе пиков MAP, которые 10 мм ртутного столба или более выше порога одновременно с падением HR 10 ударов в минуту или больше.
Вот роман программного обеспечения JAVA, который имеет встроенный алгоритм обнаружения AD представлен. Этот алгоритм работает путем обнаружения заранее определенных закономерностей в артериального давления (АД) и частоты сердечных сокращений (ЧСС), которые свидетельствуют о спонтанно произошедшем событии AD. Пользователь может вручную настроить все входные переменные для программного обеспечения таким образом, что "алгоритм обнаружения" можно легко настроить с учетом конкретных параметров, представляющих интерес. Программное обеспечение также может делиться на две части АВР и HR в данную эпоху , такие , что суточное Ритмичность гемодинамических параметров могут быть проанализированы 16. В настоящей рукописи, приводится подробное описание дано хирургической техники, которая используется для имплантировать устройства телеметрии и провести операцию SCI. бывшийamples также предоставляются в отношении возможностей постобработки программного обеспечения обнаружения AD и как сердечно-сосудистой системы изменяется пост-SCI. Для сравнительных целей, методология и результаты, полученные методом индуцированной AD, известной как колоректальный растяжению (ККО) также показано на рисунке.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Самцах линии Вистар (HSD: WI Вистар) крыс в возрасте 7 недель и весом 300-350 г были использованы в этом эксперименте. Все крысы поддерживали на 12-часовом цикле свет / темнота и получали стандартную Chow лабораторных крыс и воду в неограниченном количестве. Все экспериментальные процедуры соответствовали с Руководством по уходу и использованию экспериментальных животных, установленным Канадским советом по уходу за животными и предоставивший официальное утверждение по этике Университета Британской Колумбии. Хирургическое и животных уход проводились в соответствии со стандартными процедурами , в нашей лаборатории (Ramsey и др. 2010) 17.
1. Подготовка животных: Хирургические процедуры
- Имплантация телеметрического устройства
Примечание: Протокол был реализован в соответствии с техническими требованиями изготовителя и наш предыдущий опыт имплантации устройства: 16- Предварительная обработка животных с энрофлоксацину, один раз в день в течение 3-х дней (10 мг / кг, с.c.) до операции.
- Удалить твердую пищу из клетки 9-13 ч до операции. Мягкая диета пищевой заменитель пищи может быть предоставлена в течение этого периода.
- Анестезировать животных с использованием индукционной дозы 4% изофлуран в индукционной камере и поддерживающую дозу приблизительно 1,5% изофлуран (с 1-1,5 л / мин кислорода) с использованием схемы Bain. Используйте носок щепотку рефлекс и рефлексы роговицы, чтобы оценить, является ли животные в хирургической плоскости анестезии. Дыхательный необходимо контролировать , чтобы оценить , если глубина анестезии слишком высока (то есть, очень медленный темп дыхания и задыхаясь, бледные слизистые оболочки) или слишком низким (т.е. быстрые, мелкие дыханий , указывающие на животное не может быть при хирургической плоскости анестезии ). Повторите контроль хирургической плоскости анестезии примерно каждые 5 мин во время операции и корректировать дозу изофлуран по мере необходимости.
Примечание: Все операции выполняются с использованием асептической техники: в частности, хирурги носятхирургические скрабы, шапка, маска, и стерильные перчатки. наблюдается Открытая процедура перчатками, автоклавированы хирургический пакет, содержащий хирургических инструментов открыт с использованием стерильной техники и животное драпированные перед началом операции. Хирургические инструменты наконечник стерилизуют в горячих бусин между хирургических операций (до пяти операций). Хирургические губок и марли автоклавируют перед использованием. Во время операции, животные содержатся на безводной циркуляционный одеяле, поддерживаемой при 37 ° С. - Администрирование бупренорфин (0,02 мг / кг, подкожно) непосредственно перед операцией. Кроме того, управлять кетопрофен (5 мг / кг, подкожно) до хирургического вмешательства для обеспечения мультимодальных обезболивание. Администрирование бупивакаина (5 мг / кг, подкожно) непосредственно перед операцией, чтобы обеспечить блок местной линии. После бритья живота, применяют чередуя тампоны хлоргексидина и 70% этанола (по три раза), а затем повидон-йод в течение не менее 1 мин, и удалить с помощью 70% этанола (каждый раз с вновь открытого спиртом). Свабирование коживыполнен в концентрической моды, начиная с центра линии разреза и кружась наружу (чтобы не загрязнять площадь под "Спинка / далее" движений). Используйте стерильные марлевые тампоны и отбрасывать между каждым приложением. Этот процесс повторяется три раза, прежде чем начать операцию животных. В то время как обрезано и хирургическим вымыты, держать животных на носовом обтекателе, подключенного к не передыханию схеме Bain при приблизительно 1,5% поддерживающей дозы изофлюрана. Отрегулируйте изофлуран уровня по мере необходимости для поддержания животных при хирургической анестезии плана.
- Сделайте длинный 5 см по средней линии живота разрез прорезая мышцы и брюшину подвергая кишечник.
- Отвод кишечники (это подвергнет нисходящей аорты на задней брюшной стенки), покрывают кишку стерильной хирургической марли, смоченную 2-3 мл раствора Рингера и держать влажные с дополнительными Ringers так часто, как необходимо, чтобы предотвратить высыхание ткани через процедуру ,
- Блант рассекают вокруг аорты и отделяют аорту от нижней полой вены с использованием РОГ spatulae.
- Место лигатуры (8-0 монофиламентных нитей) вокруг ростральными и каудального концов самой дальней от центра адвентиции слоя аорты, расположенной по периферии почечной артерии.
- Поднимите лигатур кратко загораживает кровоток и проткнуть аорту на уровне 1-2 мм до передней подвздошной бифуркацией с иглой согнуты 25 калибра под углом 90 ° на конце.
- Руководство кончик катетера устройства телеметрического в аорту с использованием 20-го калибра изогнутой иглы. Advance ростральным, чтобы убедиться, что кончик чуть дистальнее почечных артерий
- Исправить это с помощью небольшого количества клея ткани. Удалить лигатуры и обеспечить не закупорка кровотока вследствие катетера или ткани клеем.
- Закрепить корпус устройства телеметрического в брюшную стенку с использованием 4-0 шелковыми швами. Используйте 4-0 викрил и 4-0 PROLENE наложения швов, чтобы закрыть MuSCле и кожи, соответственно.
- Телеметрия Имплантация Послеоперационный уход
Примечание: В течение первых 14 дней после хирургии животных должны быть проверены по крайней мере, 3 раза в день, в дополнение к детальной оценки мониторинга один раз в день. Оценка животных в 7 категориях: вес тела, физический облик (боль оценивается по признаков, таких как увеличение производства порфирина видели вокруг глаз, носа и передние лапы, и лицевые признаки гримасу), поведение / активности, дефекации, кожи (в том числе скрючившись, пилоэрекции , надрез исцеление и серому), гидратация и дыхание.- Кормить животных с фруктами, ассортимент круп, мягкой диеты пищевой заменитель еды, и обеспечивают воду в неограниченном количестве, в течение 6 дней после имплантации телеметрического устройства. Животные должны иметь регулярный твердый корм для грызунов, удерживаемого в первый день после операции. Вводят животных с подогреваемой раствором Lactated Рингера (5 мл) подкожно в течение первых 3-х дней после операции и по внешнему видусимптомов обезвоживания. Администрирование раствора Рингера (5 мл) по мере необходимости при оценке животных (признаки палатки кожи, бледных ушей / слизистых оболочек) во время утренних и вечерних проверок.
- Администрирование энрофлоксацин (10 мг / кг, подкожно) и кетопрофен (5 мг / кг, подкожно) один раз в день, в течение 3-х дней после операции. Администрирование бупренорфин (0,02 мг / кг, подкожно) во время утром и вечером (т.е. каждые 12 ч) в течение следующих 3 -х дней после операции. Середине дня доза бупренорфина (0,02 мг / кг, подкожно), могут быть введены, если признаки боли / дистресс отмечены.
- Полная перерезка спинного мозга
Примечание: Разрешить животных для восстановления после операции имплантации телеметрической в течение по крайней мере за 14 дней до Т3 полная перерезка хирургии.- Предварительная обработка животных с профилактической энрофлоксацину (10 мг / кг, подкожно) в течение трех дней до SCI хирургии.
- Анестезировать животных под индукционной дозе 4% изофлуран, как описано ранее. В дальнейшем,вводят животным с кетамина гидрохлорид (70 мг / кг, внутрибрюшинно) и гидрохлорид дексмедетомидина (0,5 мг / кг, внутрибрюшинно).
Примечание: Для получения полных операций рассечения, вазодилатацию, вызванное изофлюрана довольно часто вызывает проблемы с гемостаза раз шнур перерезана. Эта проблема может быть предотвращено с помощью кетамина / Дексмедетомидин коктейль. Животные должны быть под наркозом в течение 20-25 мин, и обратить вспять с помощью Атипамезол (1 мг / кг, подкожно) после спинного мозга хирургии рассечение. - Перед операцией вводить подкожно бупренорфин (0,02 мг / кг) и кетопрофена (5 мг / кг). Администрирование бупивакаина (5 мг / кг, подкожно) непосредственно перед операцией, чтобы обеспечить блок местной линии. После бритья живота, чередуя щетки хлоргексидина и 70% этанола (по три раза), а затем повидон-йод следует применять в течение по крайней мере 1 мин, и удаляют с 70% -ным этанолом (каждый раз с вновь открытого спиртом). Кисти должны быть сделаны в концентрической моды началав центре линии разреза и кружась наружу (чтобы не загрязнять площадь на "Назад / далее" движений). Используйте стерильную марлю и отбрасывать между каждым приложением. Повторите этот процесс три раза перед началом операции на животных. В то время как обрезано и хирургическим вымыты, держать животных на носовом обтекателе под примерно 1,5% поддерживающей дозы изофлуран (корректируются по мере необходимости для поддержания хирургической анестезии плоскости). В течение всего периода после операции животных держат на воде циркулирующие одеяло, поддерживаемую при 37 ° С.
- Сделать спинной срединный разрез, 2 см в длину, в поверхностной мышцы, покрывающей C8-T3 позвонки.
- Блант рассекать с целью выявления твердой мозговой слой.
- Пирс твердой мозговой слой с microscissors или с наконечником 25 иглы калибра.
- Откройте твердую мозговую оболочку в межпозвоночных щели T2-T3 и выполнить полное рассечение с помощью microscissors. Откройте microscissors, но не хватает в боковом направлении, чтобы взрыв позвоночный arteries и вены. В быстрое движение секут спинного мозга и поиск преувеличенной дергаться в животном задних конечностей. Подтвердите полное рассечение с помощью визуального разделения ростральной и каудальной спинного мозга пней.
- После подтверждения, поместите Gelfoam между пней для достижения гемостаза. Нанесите достаточное количество Gelfoam, чтобы остановить кровотечение и отделить пни спинного мозга.
- Используйте 4-0 Викрил и 4-0 Prolene швы, чтобы закрыть мышцы и кожу, соответственно. После того, как SCI хирургии, дают животным предварительно нагреты раствор Рингера с лактатом (5 мл, подкожно при 30 ° С) и дать им возможность восстанавливаться в среде с контролируемой температурой.
- Спинной мозг Перерезка Послеоперационный уход
Примечание: В течение первых 14 дней после хирургического вмешательства животные должны быть проверены 3 раза в день, в дополнение к детальной оценки мониторинга один раз в день. Через 14 дней после детальной оценки мониторинга может повторяться каждый день. Оценка животных в 7 categoРайса: масса тела, физическая внешность (боль оценивается по признаков, таких как порфирина и гримасой лица), поведение / активности, дефекации, кожи (в том числе скрючившись, пилоэрекции, надрез исцеления и серома), гидратация и дыхания. В течение первых 5-7 дней пузыри должны быть проверены и выражены по крайней мере, 3 раза в день.- Кормить животных с фруктами, ассортимент круп, пищевой мягкой замены диеты еды, и обеспечивают воду в неограниченном количестве, в течение 8-14 дней после перерезки спинного мозга хирургии. Вводят животных с подогретым раствором лактата Рингера (5 мл) подкожно в течение первых 3 дней после операции и на симптомы обезвоживания. Администрирование раствор Рингера (5 мл) по мере необходимости при оценке животных во время проверок.
Примечание: После перерезки спинного мозга крысы проявляют паралич задних конечностей, а также при помощи передвигаться сгибание и разгибание передних конечностей, сохранившаяся в этой модели травмы. Крысы не хватает туловища и хвоста поддержки. Для облегченияих движение в клетке, резиновая сетка должна быть помещена под овсяные хлопья постельные принадлежности. Это позволяет крысы, чтобы понять сетку с лапами, и легко перемещаться в клетке, чтобы получить доступ к пище и воде. Постельное белье следует менять ежедневно. На 7-й день после перерезки спинного мозга, овсяная постельные принадлежности должны быть заменены на их первоначально древесной щепы постельные принадлежности. Овсяные хлопья постельного белья используется с крыс, получавших бупренорфин может развиться пику, в котором они едят постельные принадлежности, и это может привести к пищеводу impactions. Овсяные хлопья являются не наблюдалось абсорбента сдавление пищевода с геркулеса. - Администрирование энрофлоксацин (10 мг / кг, подкожно) и кетопрофен (5 мг / кг, подкожно) один раз в день в течение 3-х дней после операции. Администрирование бупренорфин (0,02 мг / кг, подкожно) во время утром и вечером (т.е. каждые 12 ч) в течение следующих 3 -х дней после операции. В середине дня доза бупренорфина могут быть введены, если признаки боли / бедствия отмечены.
- Кормить животных с фруктами, ассортимент круп, пищевой мягкой замены диеты еды, и обеспечивают воду в неограниченном количестве, в течение 8-14 дней после перерезки спинного мозга хирургии. Вводят животных с подогретым раствором лактата Рингера (5 мл) подкожно в течение первых 3 дней после операции и на симптомы обезвоживания. Администрирование раствор Рингера (5 мл) по мере необходимости при оценке животных во время проверок.
2. ТелеметрияМониторинг гемодинамических параметров
- Собирают потрепанный по-ритм артериального давления (АД) и температуры тела ежедневно в течение 24 ч, до и после ТСМ. Образец артериальное давление и температуру тела при 1000 Гц в течение 24 ч блоков с использованием устройства телеметрии.
- Поместите Smartpad под животной клетки для беспроводной подзарядки преобразователя и для приема цифровых сигналов телеметрических от датчиков.
Примечание: Выходное напряжение затем передается в конфигураторе, подключенный к компьютеру, который организует поток данных от каждого канала. Напряжение преобразуется в непрерывных артериального давления и температуры записи. Визуализируйте выборочные данные, использующие программное обеспечение для сбора данных, такие как LabChart. - Откажитесь телеметрические данные, собранные в ходе мониторинга животных, а также в течение 10 мин непосредственно до мониторинга и 10 мин после мониторинга.
3. Оценка Спонтанное Incidчия вегетативных дисрефлексия (AD)
Примечание: Частота, тяжесть и длительность спонтанных событий АД оценивали с использованием алгоритма , разработанного для нашего собственного романа AD Обнаружение JAVA платформы программного обеспечения (Рисунок 4). Новый алгоритм был разработан для автоматического обнаружения спонтанные события AD на основе 24 ч СБП и HR телеметрических записей до и после ТСМ с использованием параметров , указанных на рисунке 2.
- Извлечение значений САД и HR из необработанных данных телеметрии в течение периода интереса с использованием программного обеспечения сбора.
Примечание: Программное обеспечение сбора обнаруживает и определяет значение СБП пиков из непрерывных записей ABP. Частота сердечных сокращений экстраполируется путем определения расстояния длительности между соседними СБП пиков. - Загрузить файл CSV из телеметрических записей с interbeat интервалом в колонке А, СБП значения в столбце В, значений MAP в столбце С и времени суток яп столбце D (рис 4A).
- Использование программного обеспечения (Рисунок 4B-D), укажите соответствующий физиологический диапазон HR (т.е. R в интервале R) для записи СБП от 180 ударов в минуту и 625 ударов в минуту. Укажите соответствующий диапазон HR на программное обеспечение под Heart Rate Минимальное и частота сердечных сокращений Максимальное количество панелей.
- Создание порога для САД и ЧСС через окна скользящего среднего значения 240 сек. Укажите длину окна скользящего среднего порога для анализа в AD Продолжительность Threshold панели.
- Установить транспонированное порог SBP на 20 мм рт.ст. выше скользящей средней линии. Укажите значение транспозиции в скользящее среднее значение порога панели Транспонирование BP.
- Изолировать SBP пиковые кластеры, которые превышают пороговое значение транспонирования с пиком на пик интервал менее 2 сек, и в течение срока более чем на 10 сек. Укажите от пика до пика интервала с использованием Interpeak интервала BP и ДюРацион интервал с помощью панели Пиковая кластера Интервал BP.
- пиковые кластеры группы СБП, которые находятся в пределах 120 секунд друг от друга.
Примечание: Обнаружен потенциальные события AD, которые в течение 120 секунд друг от друга будут сгруппированы как одно событие. Укажите максимальную длительность , разрешенное между последовательными СБП кластеров , чтобы дифференцировать отдельные события AD в панели AD Длительность Порог. - Подтвердите, если группа СБП пиков кластеров связаны с потенциальным событием спонтанное AD путем обнаружения падения ЧСС 40 ударов в минуту или больше.
- Среднее 10% значений HR при наступлении потенциального события (указать этот процент в верхней частоты сердечных сокращений падение средней панели диапазона). В среднем 75% от значений частоты сердечных сокращений от конца потенциального события (указать этот процент в нижнем частота сердечных сокращений падение средней панели диапазона).
- Вычесть нижний порог частоты сердечных сокращений с более высокого порога сердечного ритма, с тем чтобы обеспечить корреспондентскихDing капли 40 ударов в минуту или больше. Укажите частоту сердечных сокращений ограничение падения с помощью сердечного ритма панель ограничения падения.
- После того , как панели были заполнены, нажмите кнопку OK. Графическое представление обнаруженных событий AD представлены, которые включают в себя шипы в СБП и связанные с ними данные HR (Рисунок 4C-D). Выход Excel файл также генерируется с ответом прессорного (мм рт.ст.), длительность (с), не более систолическое артериальное давление (мм рт.ст.), минимальное HR (ударов в минуту) и падение HR (BPM) каждого обнаруженного события AD.
4. Колоректальный Распирание Преднамеренно Выявите AD
Примечание: Серьезность индуцированной AD может быть определена через колоректального растяжению (CRD), клинически значимого стимула , который имитирует работу кишечника рутинной 3,18,19.
- Проверьте баллон французского катетера (прямые, 10 французский, 3 мл, 35 см, латекс) не протекает, раздувая его с 2 мл воздуха.
- Сдерживать тысе животное, обернув в полотенце и позволить BP и HR стабилизироваться в течение получаса.
- Поместите смазку на кончик катетера. Поместите метку на катетер с постоянным маркером, 2 см от середины баллона. Катетер вводится через задний проход в толстую кишку, пока метка не будет видна только на открытии. Безопасный катетер к хвосту с хирургической лентой. Повторное место обернутый животное в его родной клетке размещены на приемнике SmartPad, совпадающим с имплантированный датчик внутри животного. Разрешить ВР животного нормализовать в течение 10 мин.
- После введения катетера и соответствующего периода акклиматизации (то есть, 10 мин), влить баллон с 2 мл воздуха в течение 10 сек, позволит BP и HR стабилизироваться. Поддерживать вздутие в течение 1 мин. Убедитесь, что кончик катетера остается внутри прямой кишки. Важно , чтобы не чрезмерно раздувают баллон (то есть, 3 мл +) для того , чтобы избежать разрыва толстой кишки.
Примечание: вздутие в течение от 1 мин &# 160; дает возможность обеспечить соответствующее время для разработки прессорной реакции и барорецепторов опосредованной капли HR, связанного с индуцированным эпизод AD. Кроме того, в этот период 1 мин и обеспечивает достаточное время для нормализации сердечно-сосудистой системы показателей. - Повторите вздутие 3 раза в испытании, повторяя пробы ежедневно с минимальным интервалом 10 мин между испытаниями. После того, как оценка будет завершена, удалите катетер Фоли от животного.
- Средняя ритм-по-битом данных через интервалом в 1 сек и сообщить максимальное увеличение САД и максимальное снижение ЧСС в течение нескольких испытаний.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Используя телеметрию, артериальное давление оцифровывается с частотой 1000 Гц непрерывно в течение 24 часов. Показательным запись артериального давления (АВР) с использованием LabChart показан на рисунке 1В. Образец АБП контролировали с помощью твердого датчика давления, состояния, вставленной в нисходящей аорте. Роман JAVA программная платформа обнаружения AD способна извлечь соответствующие СБП (мм рт.ст.) пики (рис 1C). Мы также можем извлечь HR (BPM) от временного интервала между соседними СБП пиков (рис 1D).
СБП и HR, извлеченные из бить по биений ABP отобранного при 1000 Гц выбираются в качестве входных переменных для программного обеспечения обнаружения AD. Программное обеспечение характеризует спонтанные события AD увеличением СБП больше , чем 20 мм рт.ст. сопровождается уменьшением ЧСС 40 ударов в минуту или больше, как представлено на рисунке 2. Эти события первоначально определены с использованием движущегося пр 240 сек SBPЯрость исходная транспонированная по вертикали 20 мм рт. Программное обеспечение обнаружения AD гарантирует, обнаруженное событие АД является "реальным" путем проверки падения HR 40 ударов в минуту или больше по отношению к наступления события AD. Программное обеспечение обнаруживает и характеризует спонтанные события AD из непрерывной бить бить, 24 часа в сутки СПР и записи HR телеметрии. Наряду с временем суток и частоты этих событий AD, программное обеспечение обнаружения AD предоставляет следующую информацию: табличный максимальное СБП, прессорного ответа, длительность события AD, мин HR и HR капли после начала спонтанного события AD.
Представительные графики СБП и персоналу Рисунок 3 настоящее время тяжесть и продолжительность индуцированного эпизода АД во время CRD. Когда баллон катетера раздувается, происходит быстрое и стойкое повышение СБП, сопровождается выраженной брадикардии. Существует постепенное стабилизация параметров сердечно-сосудистой, как вздутие прогрессирует, и Normaлизация гемодинамических параметров, как педиатрической Фоли катетера сдувается. После введения катетера Foley, СБП и индексы HR усредняются в течение 60 секунд перед надуванием для генерирования базового уровня. От базовой линии, строгость или прессорного ответа, связанного с острием в СБП (мм рт.ст.) и падение HR (ударов в минуту) может быть определена.
Рисунок 1. Схема Имплантация устройства телеметрии и представитель Трассировка Артериальное давление крови (АВР). Схематическое изображение имплантации телеметрического датчика с наконечником катетера , направленного к закупоренной нисходящей аорты и корпус устройства , прикрепленного к телеметрическим брюшной стенке 16. Пример данных АБП пробы при 1000 Гц от устройства телеметрии в течение 24 ч. По этой записи можно извлечь сердечно-сосудистые показатели, такие как systoliс артериальное давление (САД, мм рт.ст., рисунок 1В) и частоту сердечных сокращений (HR; уд; Рисунок 1C). Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 2. Спонтанное эпизод вегетативных дисрефлексия (AD) в спинном мозге травмированных животных Роман JAVA программного обеспечения платформы обнаружены спонтанные события AD от 24 ч телеметрических записей систолического артериального давления. (СБП; Рисунок 2А) и частоты сердечных сокращений (HR; Рисунок 2B ). Увеличение 20 мм рт.ст. или больше в СБП вместе с падением ЧСС 40 ударов в минуту или больше после начала всплеска СБП считается событие AD. "Верхний порог HR" состоит из среднего 10% от значений HR от начала POTENциал событие. "Нижний порог HR" состоит из среднего 75% от значений частоты сердечных сокращений от конца потенциального события. Вычитание "нижний порог HR" от " более высокий порог HR" , с тем , чтобы обеспечить соответствующее падение на 40 ударов в минуту или больше.
Рисунок 3. Представитель След Индуцированные Автономного дисрефлексия (AD) колоректального вздутие (CRD) в спинномозговой травмированных животных. При индукции CRD, есть внезапное и стойкое повышение САД (рис 3А) сопровождается заметным падением в области управления персоналом ( Фигура 3В).
Рисунок 4. Платформа JAVA Спонтанное Вегетативной дисрефлексия (AD) Обнаружение программного обеспечения. (рис 4A) загружается в программу и указаны параметры обнаружения AD ( Рисунок 4В) , как указано в протоколе. Программа представляет временную фенотип этих спонтанно возникающих событий AD (рис 4C-D). Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Протокол описывает подробную реализацию новой платформы JAVA обнаружения AD программное обеспечение , которое будет сочетаться с телеметрическим устройством, для долгосрочного тщательного анализа АБП в SCI-животных (рис 1В). Это первое программное обеспечение, которое позволяет для характеристики моделей ABP для выявления спонтанных событий AD, как они происходят спорадически на протяжении всего дня. Хорошо охарактеризованный модель T3 SCI животное может проиллюстрировать функциональную способность программного обеспечения для обнаружения частоты, прессорного ответа и длительность спонтанного AD. Наряду с обнаружением спонтанных событий AD, программное обеспечение может анализировать колебания в ABP и различать суточные вариации параметров гемодинамики.
Роман программное обеспечение для обнаружения AD эффективно, надежно и точно обнаружить и охарактеризовать спонтанные события AD при остром и хроническом SCI животных. Какое событие считается происходят при увеличении SВР 20 мм рт.ст. или больше (рис 2А) и часто ассоциируется с выраженной брадикардии 9. В данном конкретном исследовании флуктуации СБП считались основным индикатором для появления эпизода dysreflexic, хотя программное обеспечение имеет возможность также использовать ПДЧ должен следователь желание. Программное обеспечение имеет способность различать выраженную брадикардию путем обнаружения падения HR ни определенного пользователем количества при наступлении события AD (рис 2B). Рабчевский и др. использовали характерную каплю 10 ударов в минуту в качестве порогового значения, на котором гипертонический событие классифицируется как спонтанное событие AD. Это должно быть поставлена под сомнение, поскольку грызуны имеют очень высокий отдыха сердечного ритма; следовательно, 10 ударов в минуту, вероятно, недостаточна для определения брадикардии. ограничения падения HR могут быть изменены пользователем, чтобы не только определить капель в HR, но и увеличивает ЧСС в зависимости от уровня и полноты ТСМ.
Доэто программное обеспечение, CRD-индуцированное AD было установлено, что надежный метод индуцированной AD , который является одновременно экспериментально осуществимым и хорошо охарактеризованы (рис 3А, 3В) 15,20. Серийное индукция AD на животных моделях крыс с высокой ТСМ изначально был найден , чтобы имитировать спонтанные и частые приступы БА , связанные с высокой грудной SCI 4. CRD является мощным, неинвазивный стимул для AD у крыс с высоким грудным ТСМ 14 , который эмулирует некоторые из наиболее распространенных причин AD клинически , такие как запор и каловых 3. CRD-индуцированное AD не учитывает самых разнообразных афферентных стимулов, которые могут также вызывают эти рефлекс опосредованных гипертонические события. Таким образом, CRD-индуцированных АД в сочетании с обнаружения и определения характеристик спонтанного AD обеспечивают идеальную сферу, в которой мы можем изучать временную фенотип БА.
Телеметрия метод внедренный для мониторинга физиологических функций в сознании исвободно движущихся животных при минимизации стресса ассоциированных артефакты, такие как бедствия, обработки и анестезии 21. В этом случае используется преобразователь твердотельный давления выполнен из легкого материала biosilicone. В отличие от реакции низкого давления текучей среды на основе катетеров, твердотельный датчик давления может контролировать тонкие изменения в сердечно-сосудистых параметров. Эти преобразователи могут попробовать непрерывный, бить бить артериального давления и температуры тела на частотах до 2 кГц. Твердотельные датчики также имеют преимущество предотвращения артефактов движения часто встречающихся в жидкости на основе катетеров. Хотя телеметрические устройства являются инвазивными и дорогостоящими, он точно контролирует суточный ритм гемодинамических параметров 15,16,21,22. Время восстановления после имплантации является критически важным для выживания животного, так как механическое препятствие к кровотока в брюшной аорты с помощью самого имплантата может привести к недостаточному кровоснабжению задней мальду 15.
Телеметрический обнаружение спонтанного AD, в дополнение к CRD индуцированной AD, счет для широкого спектра стимулов, связанных с началом этих угрожающих жизни эпизодов. Таким образом, обнаружение и характеризующие события AD имеет решающее значение для рассмотрения методов лечения пациентов с повреждением спинного мозга. Там в настоящее время нет обоснованных неинвазивных методов, доступных для людей, которые позволяют при хронических, бить ритм, мониторинг гемодинамических параметров. Суточное мониторирование артериального давления является недостаточным из-за низкого временного разрешения. Животные модели необходимы для того, чтобы точно определить и охарактеризовать начало этих спонтанных событий AD с использованием нового программного обеспечения для обнаружения AD. После появления новых технологий непрерывного мониторинга гемодинамика, программное обеспечение может быть применен в качестве жизненно важного инструмента в клинике для наблюдения за начало этих событий. Использование устройств телеметрии в сочетании с программным обеспечением обнаружения AD может быть полезным в будущем стратегияклинический суточное мониторирование острого АД.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Это исследование, если при финансовой поддержке Канадского института исследований в области здравоохранения и сердца и инсульта Фонд Британской Колумбии и Юкона. Мы хотели бы поблагодарить г-на Rayshad Gopaul и Dr. Shelly McErlane за техническую поддержку и опыт в уходе за животными.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 11 Male Wistar Rats -Hsd-WI (250-300g) | Envigo (formerly Harlan Laboratories) | 141 | |
| Lab Chart (PowerLab® Data Acquisition System) | AD Instruments | ||
| Pressure Telemeter | Millar Inc. | RP-TRM54P | |
| Configurator | Millar Inc. | TR190 | |
| SmartPad | Millar Inc. | TR180 | |
| Isoflurane (Aerrane) | Baxter Corp. | DIN: 02225875 | |
| Enrofloxacin (Baytril) | Bayer Healthcare | DIN: 02169428 | |
| 5-0 Silk Sutures | Ethicon | S182 | |
| 4-0 Vicryl Subcuticular | Ethicon | J496G | |
| Buprenorphine (Temgesic) | Reckitt Benckiser | DIN: 0281250 | |
| Bupivicaine Hydrochloride (Marcaine 0.5%) | Hospira Healthcare Corp. | DIN: 02305909 | |
| Ketoprofen (Anafen) | Merial | DIN: 02150999 | |
| Ketamine Hydrochloride (Vetalar) | Bioniche | DIN: 01989529 | |
| Dexmedetomidine Hydrochloride (Domitor) | Pfizer | DIN: 02333929 | |
| Lactated Ringer's Solution | Braun Medical Inc. | DIN: 01931636 | |
| Gelfoam #12 | Pharmacia & Upjohn Company | 03603-14-1 | |
| Microscissors | Fine Science Tools | 15003-008 | |
| Iris Spatulae | Fine Science Tools | 10094-13 | |
| 10 French 35 cm Foley Catheter | Coloplast | AA6110 | |
| Dietgel® | Clear H2O, Westbrook, ME | 76A | |
| LabDiet Rodent Diet 5001 | Purina Mills (PMI®) | 5001 | |
| Chlorhexadine (Hibitane) | Wyeth Animal Health, Guelph, Ontario | DIN 00245097 | |
| Atipamezole Hydrochloride(Antisedan) | Orion Pharma | DIN: 02237744 |
References
- Krassioukov, A., Claydon, V. E. The clinical problems in cardiovascular control following spinal cord injury: an overview. Progress in brain research. 152, 223-229 (2006).
- Krassioukov, A. Autonomic function following cervical spinal cord injury. Respiratory physiology & neurobiology. 169, 157-164 (2009).
- Teasell, R. W., Arnold, J. M. O., Krassioukov, A., Delaney, G. A. Cardiovascular consequences of loss of supraspinal control of the sympathetic nervous system after spinal cord injury. Archives of physical medicine and rehabilitation. 81, 506-516 (2000).
- Alan, N., et al. Recurrent autonomic dysreflexia exacerbates vascular dysfunction after spinal cord injury. The Spine Journal. 10, 1108-1117 (2010).
- Eltorai, I., Kim, R., Vulpe, M., Kasravi, H., Ho, W. Fatal cerebral hemorrhage due to autonomic dysreflexia in a tetraplegic patient: case report and review. Spinal Cord. 30, 355-360 (1992).
- Pan, S. -L., et al. Intracerebral hemorrhage secondary to autonomic dysreflexia in a young person with incomplete C8 tetraplegia: A case report. Archives of physical medicine and rehabilitation. 86, 591-593 (2005).
- Ho, C., Krassioukov, A. Autonomic dysreflexia and myocardial ischemia. Spinal cord. 48, 714-715 (2010).
- Wan, D., Krassioukov, A. V. Life-threatening outcomes associated with autonomic dysreflexia: A clinical review. The journal of spinal cord medicine. 37, 2-10 (2014).
- Mathias, C. J., Frankel, H. Cardiovascular control in spinal man. Annual review of physiology. 50, 577-592 (1988).
- Hubli, M., Krassioukov, A. V. Ambulatory Blood Pressure Monitoring in Spinal Cord Injury: Clinical Practicability. Journal of neurotrauma. 31, 789-797 (2014).
- Liu, N., Fougere, R., Zhou, M., Nigro, M., Krassioukov, A. Autonomic dysreflexia severity during urodynamics and cystoscopy in individuals with spinal cord injury. Spinal cord. 51, 863-867 (2013).
- Phillips, A. A., Elliott, S. L., Zheng, M. M., Krassioukov, A. V. Selective alpha adrenergic antagonist reduces severity of transient hypertension during sexual stimulation after spinal cord injury. Journal of neurotrauma. , (2014).
- Maiorov, D. N., Fehlings, M. G., Weaver, L. C., Krassioukov, A. V. Relationship between severity of spinal cord injury and abnormalities in neurogenic cardiovascular control in conscious rats. Journal of neurotrauma. 15, 365-374 (1998).
- Maiorov, D. N., Weaver, L. C., Krassioukov, A. V. Relationship between sympathetic activity and arterial pressure in conscious spinal rats. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 41, H625 (1997).
- Rabchevsky, A. G., et al. Effects of gabapentin on muscle spasticity and both induced as well as spontaneous autonomic dysreflexia after complete spinal cord injury. Frontiers in physiology. 3, (2012).
- Mayorov, D. N., Adams, M. A., Krassioukov, A. V. Telemetric blood pressure monitoring in conscious rats before and after compression injury of spinal cord. Journal of neurotrauma. 18, 727-736 (2001).
- Ramsey, J. B., et al. Care of rats with complete high-thoracic spinal cord injury. Journal of neurotrauma. 27, 1709-1722 (2010).
- Krassioukov, A. V., Furlan, J. C., Fehlings, M. G. Autonomic dysreflexia in acute spinal cord injury: an under-recognized clinical entity. Journal of neurotrauma. 20, 707-716 (2003).
- Krogh, K., Mosdal, C., Laurberg, S. Gastrointestinal and segmental colonic transit times in patients with acute and chronic spinal cord lesions. Spinal cord. 38, 615-621 (2000).
- Krassioukov, A. V., Johns, D. G., Schramm, L. P. Sensitivity of sympathetically correlated spinal interneurons, renal sympathetic nerve activity, and arterial pressure to somatic and visceral stimuli after chronic spinal injury. Journal of neurotrauma. 19, 1521-1529 (2002).
- Braga, V. A., Prabhakar, N. R. Refinement of telemetry for measuring blood pressure in conscious rats. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science: JAALAS. 48, 268 (2009).
- Whitesall, S. E., Hoff, J. B., Vollmer, A. P., D'Alecy, L. G. Comparison of simultaneous measurement of mouse systolic arterial blood pressure by radiotelemetry and tail-cuff methods. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 286, H2408-H2415 (2004).
