Introduction
Autonomic Dysreflexie (AD) ist eine lebensbedrohliche Notfall bei Personen nach einer akuten oder chronischen Rückenmarksverletzungen (SCI) im Hals- oder High-Brust-Segmente und wird in der Regel durch Episoden von persistenten Hypertonie und Bradykardie 1 gekennzeichnet. AD wird in erster Linie durch die Störung verursacht Rückenwege abzusteigen, die in der Regel Eingabe von supraspinale Zentren des Rücken sympathischen präganglionären Neuronen schaffen , die sympathische Aktivität und Gefäßtonus 1-4 steuern. AD Episoden werden durch einen Anstieg der systolische Blutdruck (SBP) bis zu 300 mmHg gekennzeichnet und wenn sie unbehandelt kann zu Krampfanfällen, Hirnblutungen, Herzinfarkt führen und sogar zum Tod 5-8. Eine Vielzahl von schädlichen und nicht-schädlichen Stimuli wirken als Auslöser von AD, einschließlich Darm und Blase Distension, Krämpfe, Druckgeschwüren, Harnblase Katheterisierung oder iatrogen Verfahren 9-12.
Die zeitliche Entwicklung von AD in bzw.onse SCI wurde in beiden menschlichen 9 und Tiermodellen 13,14 sucht. Typischerweise haben diese Studien eine "induzierte AD 'Methode (dh urodynamics, Penis vibrostimulations bei Menschen oder kolorektalen Aufblähung bei Tieren) verwendet , um die zeitliche Entwicklung von AD zu bestimmen. Ein solcher Ansatz wird durch die Notwendigkeit zur wiederholten Einschätzungen an isolierten Zeitpunkten beschränkt, die eine genaue Bestimmung der zeitlichen Entwicklung von AD ausschließen kann. Die Verwendung von 24-Stunden-Blutdruckmessung beim Menschen ermöglicht serielle Blutdruckmessungen in vorbestimmten Intervallen durchgeführt werden. Diese Technik wurde kürzlich zur Überwachung spontan auftretende AD bei Patienten mit chronischer SCI verwendet. In Tiermodellen zunehmend Festkörperdruckwandler zu chronisch Beat-by-Beat arterielle Blutdruck überwachen verwendet werden. Vor kurzem Rabchesvky et al. (2012), entwickelte einen Algorithmus, der 1 Sekunde Mittelwerte des mittleren arteriellen Drucks extrahiert (MAP) eind im Vergleich gegen einen gleitenden Durchschnitt Schwelle 15. Spontane AD Ereignisse wurden basierend auf MAP Peaks charakterisiert, die 10 mmHg oder mehr über dem Schwellenwert sind gleichzeitig mit einem HR Abfall von 10 bpm oder höher.
Hier ist eine neue JAVA-Software, die über einen integrierten AD-Erkennungsalgorithmus wurde vorgestellt. Dieser Algorithmus arbeitet von vorher festgelegten Muster in den arteriellen Blutdruck (ABP) und Herzfrequenz (HR) erkennen, die indikativ für eine spontan auftretende AD Ereignis sind. Der Benutzer ist in der Lage, manuell alle Eingangsgrößen an die Software anzupassen, so dass die "Erkennungsalgorithmus 'kann leicht auf die spezifischen Parameter von Interesse angepasst werden. Die Software ist auch in der Lage ABP und HR in einer bestimmten Epoche zu dichotomize , so dass Tagesrhythmik der hämodynamischen Parameter 16 analysiert werden kann. Im vorliegenden Manuskript wird eine detaillierte Erläuterung der Operationstechnik gegeben, die die Telemetriegeräte zu implantieren und leiten die SCI Chirurgie verwendet wird. Exspiele sind auch in Bezug auf die Post-Processing-Fähigkeiten des AD-Detection-Software und wie Herz-Kreislauf-Funktion verändert post-SCI zur Verfügung gestellt. Zu Vergleichszwecken wurde die Methodik und die Ergebnisse einer Methode der induzierten AD als colorectal Distension bekannt sind, erhalten (CRD) ist ebenfalls dargestellt.
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Protocol
Männliche Wistar (Hsd: WI Wistar) Ratten mit 7 Wochen alt und mit einem Gewicht von 300-350 g wurden in diesem Experiment verwendet. Alle Ratten wurden auf einem 12 Stunden Licht / Dunkel-Zyklus gehalten und erhielten eine Standardlaborrattenfutter und Wasser ad libitum. Alle experimentellen Verfahren entsprachen mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Versuchstieren durch den Canadian Council on Animal Care gegründet und gewährt Ethik Genehmigung durch die University of British Columbia. Chirurgie und Tierpflege wurden nach Standardverfahren in unserem Labor (Ramsey et al. 2010) durchgeführt , 17.
1. Herstellung der Tiere: Chirurgische Verfahren
- Die Implantation des Telemetrie - Gerät
Hinweis: Protokoll implementiert wurde gemäß den Angaben des Herstellers und unseren bisherigen Erfahrungen mit der Implantation des Gerätes: 16- Pre-Behandlung der Tiere mit Enrofloxacin, einmal täglich für 3 Tage (10 mg / kg, s.c.) präoperativ.
- Entfernen Sie feste Nahrungsmittel aus Käfig 9-13 Stunden vor der Operation. Soft-Diät Ernährungsmahlzeitenersatz kann in dieser Zeit zur Verfügung gestellt werden.
- Betäuben der Tiere eine Induktionsdosis von 4% Isofluran in einer Induktionskammer und eine Erhaltungsdosis von etwa 1,5% Isofluran (mit 1-1,5 L / min Sauerstoff) unter Verwendung eines Bain-Schaltung verwendet wird. Verwenden Sie die Zehe Prise Reflex und Corneareflexe zu beurteilen, ob Tiere in chirurgische Ebene der Anästhesie sind. Respiration muss beurteilen überwacht werden , wenn die Tiefe der Narkose zu hoch ist (dh sehr langsam Atmungsrate und Keuchen, blasse Schleimhäute) oder zu niedrig (dh schnelle, flache Atmung , das Tier anzeigt , nicht an einer Operationsebene Anästhesie sein kann ). Wiederholen Sie die Überwachung der operativen Ebene der Anästhesie etwa alle 5 Minuten während der Operation und stellen Isofluran Dosis nach Bedarf.
Hinweis: Alle Operationen werden unter aseptischen Bedingungen durchgeführt: Insbesondere Chirurgen tragenOP-Bekleidungen, Mütze, Maske, und sterile Handschuhe. Offene Behandschuhung Verfahren wird beobachtet, chirurgische Packung mit chirurgischen Instrumenten autoklaviert wird unter Verwendung einer sterilen Technik geöffnet und das Tier wird vor Beginn der Operation drapiert. Chirurgische Instrumente sind Spitze sterilisiert in heißen Perlen zwischen Operationen (für bis zu fünf Operationen). Chirurgischen Schwämmen und Gaze vor der Verwendung autoklaviert. Während der Operation werden die Tiere auf einem Wasserumlauf Decke bei 37 ° C gehalten wird gehalten. - Verabreichen Buprenorphin (0,02 mg / kg; sc) unmittelbar vor der Operation. Ferner Ketoprofen (5 mg / kg; sc) verabreichen vor der Operation multimodalen Analgesie bereitzustellen. Verabreichen Bupivacain (5 mg / kg; sc) unmittelbar vor der Operation eine lokale Leitungsblock zu schaffen. Auf den Bauch rasieren, gelten Tupfer von Chlorhexidin und 70% Ethanol (je dreimal), gefolgt von Povidonjodid für mindestens 1 min, und entfernen Sie mit 70% Ethanol (jedes Mal mit einem neu geöffneten Alkoholtupfer) abwechseln. Abtupfen der Hautgemacht wird in der Mitte der Schnittlinie in konzentrischen Art und Weise beginnen und nach außen kreisen (um nicht auf den Bereich verunreinigen durch "vor / zurück" Bewegungen). Verwenden Sie sterile Tupfer und entsorgen zwischen jeder Anwendung. Dieser Vorgang wird dreimal wiederholt, bevor Tierchirurgie beginnen. Während abgeschnitten und chirurgisch geschrubbt, halten die Tiere auf dem Nasenkegel mit einem Bain verbunden unter etwa 1,5% Erhaltungsdosis von Isofluran nicht Rückatmungskreislauf. Stellen Sie Isofluran Ebene als erforderlich, um das Tier zu einem Operationsplan der Narkose zu halten.
- Machen Sie eine 5 cm lange Mittellinie Bauchschnitt Schneiden durch die Muskeln und Peritoneum den Darm ausgesetzt wird.
- Einfahren den Darm (dies wird die absteigende Aorta an der hinteren Bauchwand aussetzen), decken Sie den Darm mit sterilen chirurgischen Gaze angefeuchtet mit 2-3 ml Ringers Lösung und feucht halten mit zusätzlichen Ringers so oft wie nötig Gewebeaustrocknung durch das Verfahren zu verhindern .
- um die Aorta blunt sezieren und die Aorta von der inferior vena cava trennen eine Iris Spatulae verwendet.
- Platz Ligatur (8-0 Monofilamentnahtmaterialien) um die rostralen und kaudalen Enden der äußersten Adventitialschicht der Aorta distal der Nierenarterie.
- Heben Sie die Ligatur kurz verschließenden Durchblutung und pannen die Aorta in Höhe von 1-2 mm vor der iliakalen Bifurkation mit einer 25-Gauge-Nadel gebogen bei 90 ° an der Spitze.
- Führen Sie die Spitze des Katheters der Telemetrieeinrichtung in die Aorta unter Verwendung einer 20-Gauge gebogene Nadel. Voraus rostral, um sicherzustellen, dass die Spitze zu den Nierenarterien distal ist
- Fix es eine kleine Menge an Gewebekleber verwendet wird. Entfernen Ligaturen und sicherzustellen, dass es keine Blutfluss Okklusion aufgrund des Katheters oder Gewebekleber.
- Sichern Sie den Körper der Telemetrieeinrichtung in die Bauchdecke mit 4-0 Seidennähten. Verwenden Sie 4-0 Vicryl und 4-0 Prolene Fäden die musc zu schließenle und die Haut sind.
- Telemetry Implantierung Post-OP - Pflege
Hinweis: Für die ersten 14 Tage nach der Operation Tiere sollten mindestens 3-mal täglich, zusätzlich zu einer detaillierten Überwachung Beurteilung einmal täglich kontrolliert werden. Beurteilen Sie Tiere in 7 Kategorien: Körpergewicht, körperliche Erscheinung (wird Schmerzen auf Anzeichen wie erhöhte Porphyrin Produktion rund um die Augen, Nase und Vorderpfoten gesehen und unter Anwendung und Gesichts Grimasse Zeichen), Verhalten / Aktivität, Defäkation, Haut (einschließlich gebeugt, Piloerektion Anschneiden Heilung und seroma), Feuchtigkeit und Atmung.- Füttern Sie die Tiere mit Obst, eine Auswahl an Müsli, weiche Nahrung Nahrungsmahlzeitersatz und Wasser ad libitum zur Verfügung stellen, für 6 Tage nach der Telemetrie-Gerät der Implantation. Die Tiere sollten regelmäßig feste Nagerfutter operativ für den ersten Tag Post zurückgehalten haben. Injizieren Tiere mit erwärmtem Ringer-Laktat-Lösung (5 ml) subkutan für die ersten 3 Tage nach der Operation und bei Erscheinender Symptome von Austrocknung. Verwalte Ringers-Lösung (5 ml) bei Bedarf auf Beurteilung der Tiere (Zeichen der Haut Zelt, blasse Ohren / Schleimhäute) während der morgendlichen und abendlichen Kontrollen.
- Verabreichen Enrofloxacin (10 mg / kg, sc) und Ketoprofen (5 mg / kg, sc) einmal täglich, für 3 Tage postoperativ. Verabreichen Buprenorphin (0,02 mg / kg, sc) während des Morgens und abends (dh alle 12 h) für die folgenden 3 Tage nach der Operation. Eine Mitte-Tag-Dosis von Buprenorphin (0,02 mg / kg, sc) verabreicht werden, wenn Anzeichen von Schmerzen / Not werden zur Kenntnis genommen.
- Vollständige Durchtrennung des Rückenmarks
Hinweis: Lassen Sie Tiere mindestens 14 Tage vor T3 vollständige Durchtrennung der Operation von Telemetrie-Implantationschirurgie zu erholen.- Vorzubehandeln Tiere mit prophylaktischen Enrofloxacin (10 mg / kg, sc) für drei Tage vor SCI Chirurgie.
- Anästhesieren Tiere unter einer Induktionsdosis von 4% Isofluran wie zuvor beschrieben. Des Weiteren,injizieren Tiere mit Ketamin-Hydrochlorid (70 mg / kg, ip) und Dexmedetomidin-Hydrochlorid (0,5 mg / kg, ip).
Hinweis: Für eine vollständige Durchtrennung Operationen, die durch Isofluran verursacht Vasodilatation sehr oft Probleme mit Hämostase präsentiert, sobald das Kabel durchtrennt wird. Dieses Problem kann durch Verwendung von Ketamin / Dexmedetomidin Cocktail verhindert werden. Die Tiere sollten für 20-25 min narkotisiert werden und umgekehrt unter Verwendung von Atipamezol (1 mg / kg, sc) gemäß dem Rückenmark transection Chirurgie. - Präoperativ subkutan Buprenorphin (0,02 mg / kg) und Ketoprofen (5 mg / kg) verabreichen. Verabreichen Bupivacain (5 mg / kg; sc) unmittelbar vor der Operation eine lokale Leitungsblock zu schaffen. Auf das Abdomen rasiert, abwechselnde Bürsten von Chlorhexidin und 70% Ethanol (jeweils dreimal), gefolgt von Povidon-Jod sollte für mindestens 1 min, und entfernt mit 70% Ethanol (jeweils mit einem neu geöffneten Alkoholtupfer) angewendet werden. Bürsten sind in konzentrischen Art und Weise hergestellt werden, beginnendin der Mitte der Schnittlinie und kreisen nach außen (um nicht den Bereich, der durch "vor / zurück" zu verunreinigen Bewegungen). Verwenden steriler Gaze und entsorgen zwischen jeder Anwendung. Wiederholen Sie den Vorgang dreimal, bevor Tier Operation beginnen. Während abgeschnitten und chirurgisch geschrubbt, halten Tiere auf einem Bugnase unter etwa 1,5% Erhaltungsdosis von Isofluran (bei Bedarf angepasst, um chirurgische Ebene der Anästhesie aufrechtzuerhalten). Während der gesamten Dauer der Operation Tiere auf Wasserumlauf Decke bei 37 ° C gehalten wird gehalten.
- Machen Sie eine Rückenmittellinie Schnitt, 2 cm in der Länge, in der oberflächlichen Muskel der C8-T3 Wirbel überlagert.
- Blunt, um sezieren die Dura Schicht zu offenbaren.
- Pierce die Dura Schicht mit Mikroschere oder mit der Spitze einer 25-Gauge-Nadel.
- Öffnen Sie die Dura an der T2-T3 Intervertebralhöhe und führen Sie eine vollständige Durchtrennung Mikroscheren verwenden. Öffnen Sie die Mikroscheren, aber nicht seitlich genug Wirbel arterie zu platzens und Venen. In schnellen Bewegung das Rückenmark durchschneiden und für eine übertriebene Zucken in den Tierhinterbeine zu suchen. Bestätigen Sie eine vollständige Durchtrennung über visuelle Trennung der rostralen und kaudalen Rückenmark Stümpfe.
- Nach der Bestätigung legen Gelfoam zwischen den Stümpfen Hämostase zu erreichen. Tragen Sie genügend Gelfoam um Blutungen zu stoppen und die Stümpfe des Rückenmarks zu trennen.
- Verwenden Sie 4-0 Vicryl und 4-0 Prolene Fäden die Muskeln und die Haut bzw. zu schließen. Nach SCI Chirurgie, geben Tiere Ringer-Lactat-Lösung vorgewärmt (5 ml, sc bei 30 ° C) und es ihnen ermöglichen, in einer temperaturgeregelten Umgebung zu erholen.
- Spinal Cord Trennung Post-OP - Pflege
Hinweis: Für die ersten 14 Tage nach der Operation sollten die Tiere 3-mal täglich überprüft werden, zusätzlich zu einer detaillierten Überwachung Beurteilung einmal pro Tag. Nach 14 Tagen eine detaillierte Überwachung Beurteilung kann jeden zweiten Tag wiederholt werden. Beurteilen Sie Tiere in 7 Kategories: Körpergewicht, körperliche Erscheinung (wird Schmerz auf Anzeichen wie Porphyrin und Gesichts Grimasse basiert bewertete die), Verhalten / Aktivität, Defäkation, Haut (einschließlich gebeugt, Piloerektion, Inzision Heilung und seroma), Feuchtigkeit und Atmung. Für die ersten 5-7 Tage Blasen sollte mindestens 3-mal pro Tag überprüft und ausgedrückt werden.- Füttern Sie die Tiere mit Obst, eine Auswahl an Getreide, Nahrungs weiche Kost Mahlzeitersatz und Wasser ad libitum zur Verfügung stellen, für 8-14 Tage nach der Durchtrennung der Operation des Rückenmarks. Injizieren Tiere mit erwärmtem Ringer-Laktat-Lösung (5 ml) subkutan für die ersten 3 Tage nach der Operation und auf Symptome der Austrocknung. Verwalten Ringerlösung (5 ml) bei Bedarf auf Beurteilung der Tiere bei den Kontrollen.
Hinweis: Nach der Durchtrennung des Rückenmarks, Ratten Lähmung der hinteren Gliedmaßen zeigen und ambulate Flexion und Extension der forelimbs verwenden, die in diesem Verletzungsmodell erhalten bleibt. Die Ratten fehlt Rumpf und Schwanz Unterstützung. Zu erleichternihre Bewegung im Käfig sollte ein Gummi Gitter unter Haferflocken Betten platziert werden. Dies ermöglicht Ratten das Gitter mit den Vorderpfoten zu erfassen, und leicht in den Käfig Nahrung und Wasser für den Zugriff zu bewegen. Die Bettwäsche sollte täglich gewechselt werden. Am Tag 7 nach Rückenmarksdurchtrennung, die Hafer Betten sollten von ihren ursprünglichen Holzspan Betten ersetzt werden. Die Haferflocken Betten, da Ratten, die Buprenorphin verwendet wird, kann pica entwickeln, in dem sie Bettzeug essen und diese Speiseröhren Impaktionen verursachen kann. Haferflocken sind saugfähig Einklemmung der Speiseröhre mit Haferflocken wurde nicht beobachtet. - Verabreichen Enrofloxacin (10 mg / kg, sc) und Ketoprofen (5 mg / kg, sc) einmal täglich für 3 Tage postoperativ. Verabreichen Buprenorphin (0,02 mg / kg, sc) während des Morgens und abends (dh alle 12 h) für die folgenden 3 Tage nach der Operation. Eine Mitte-Tag-Dosis von Buprenorphin verabreicht werden, wenn Anzeichen von Schmerz / Not bemerkt werden.
- Füttern Sie die Tiere mit Obst, eine Auswahl an Getreide, Nahrungs weiche Kost Mahlzeitersatz und Wasser ad libitum zur Verfügung stellen, für 8-14 Tage nach der Durchtrennung der Operation des Rückenmarks. Injizieren Tiere mit erwärmtem Ringer-Laktat-Lösung (5 ml) subkutan für die ersten 3 Tage nach der Operation und auf Symptome der Austrocknung. Verwalten Ringerlösung (5 ml) bei Bedarf auf Beurteilung der Tiere bei den Kontrollen.
2. TelemetryDie Überwachung der hämodynamischen Parameter
- Sammeln Sie Beat-by-Beat arteriellen Blutdruck (ABP) und die Körperkerntemperatur jeden Tag für 24 Stunden, vor und nach der SCI. Probieren Sie den arteriellen Blutdruck und die Körperkerntemperatur bei 1000 Hz in 24-Stunden-Blöcke mit Hilfe der Telemetrie-Gerät.
- Legen Sie eine SmartPad unter dem Tierkäfig für drahtlose Aufladen des Wandlers und für von den Wandlern von digitalen Entfernungsmesser-Signale zu empfangen.
Anmerkung: Die Ausgangsspannung wird dann weitergeleitet an einen Konfigurator mit einem Computer verbunden, der den Datenfluss von jedem Kanal organisiert. Die Spannung wird auf kontinuierliche arterielle Blutdruck und Temperaturaufzeichnungen umgewandelt. Visualisieren Sie die abgetasteten Daten Datenerfassungs-Software verwendet wird, wie LabChart. - Entsorgen Sie die Telemetriedaten während Tierüberwachung gesammelt, sowie die 10 Minuten unmittelbar vor der Überwachung und 10 Minuten nach der Überwachung.
3. Bewertung der Spontane Incidschiede von Autonomic Dysreflexie (AD)
Hinweis: Die Häufigkeit, Schwere und Dauer der spontanen AD Ereignisse wurden bewertet unter Verwendung eines Algorithmus entwickelt für eigene neue AD - Erkennung Java - Plattform - Software (Abbildung 4). Ein neuer Algorithmus entwickelt worden , um automatisch spontane AD Ereignisse erfassen basierend auf 24 - Stunden - SBP und HR - Telemetrie - Aufnahmen vor und nach der SCI - Parameter angegeben in Abbildung 2 verwendet wird .
- Auszug SBP und HR-Werte aus rohen Telemetriedaten über einen Zeitraum von Interesse unter Verwendung von Erfassungssoftware.
Hinweis: Acquisition Software erkennt und bestimmt den Wert der SBP Spitzen von kontinuierlichen ABP - Aufnahmen. Die Herzfrequenz wird durch die Bestimmung der Dauer Abstand zwischen benachbarten SBP Peaks extrapoliert. - Laden Sie eine CSV-Datei der Telemetrieaufzeichnungen mit Zwischenschlagintervall in Spalte A, SBP Werte in Spalte B, MAP-Werte in Spalte C und Uhrzeit in Spalte D (4A).
- Mit Hilfe der Software (4B-D), geben Sie die relevanten physiologischen HR - Bereich (dh R bis R - Intervall) für die SBP - Aufnahmen zwischen 180 bpm und 625 bpm. Geben Sie die relevanten HR - Bereich auf der Software unter den Herzfrequenz Minimale und maximale Herzfrequenz - Panels.
- Erstellen Sie einen Schwellenwert für die SBP und HR durch einen gleitenden Durchschnitt Fenster von 240 Sekunden. Zeigen die Fensterlänge des gleitenden Durchschnittsschwelle für die Analyse in der AD Dauer Threshold - Panel.
- Stellen Sie einen SBP umgesetzt Schwelle bei 20 mmHg über dem gleitenden Durchschnitt Basislinie. Geben Sie den Transpositionswert in der Moving Average Threshold Trans BP - Panel.
- Isolieren SBP peak Cluster, die die transponierte Schwelle mit einem Peak überschreiten Intervalls zu Peak weniger als 2 sec und für eine Dauer von mehr als 10 sec. Geben Sie den Spitzenintervall der Interpeak Intervall BP mit und duRation Intervall , das die Spitzencluster - Intervall BP - Panels verwendet.
- Gruppe SBP peak Cluster, die innerhalb von 120 sec voneinander sind.
Hinweis: Erkannte Potential AD Ereignisse, die innerhalb von 120 sec voneinander würde als ein einziges Ereignis gruppiert werden. Geben Sie die maximale Dauer zwischen aufeinanderfolgenden SBP Cluster erlaubt separaten AD Ereignisse im AD Dauer Threshold Panel unterscheiden. - Bestätigen Sie, wenn Gruppe von SBP Spitzencluster mit einem möglichen spontanen AD Ereignis verbunden sind durch einen Rückgang der HR von 40 bpm oder mehr zu erkennen.
- Durchschnittlich 10% der HR - Werte bei Beginn des möglichen Ereignisses (geben Sie diesen Prozentsatz in der oberen Herzfrequenz durchschnittliche Reichweite Teil nicht fallen). Durchschnittlich 75% der Herzfrequenzwerte vom Ende des möglichen Ereignisses (geben Sie diesen Prozentsatz im unteren Herzfrequenz durchschnittliche Reichweite Teil nicht fallen).
- Ziehen Sie den unteren Herzfrequenz-Schwelle von der höheren Herzfrequenz Schwelle, um eine entspre, um sicherzustellen,ding Abfall von 40 bpm oder mehr. Geben Sie die Tropfen Einschränkung der Herzfrequenz , die Herzfrequenz Drop Einschränkung Panel.
- Sobald die Platten gefüllt worden sind, drücken Sie OK. Eine grafische Darstellung der erfassten AD Ereignisse vorgestellt, die die Spitzen in der SBP und der zugehörigen HR - Daten (4C-D) umfassen. Ein Ausgang Excel-Datei ist auch mit dem Druckantwort (mmHg), Dauer (sec), max systolischen Blutdruck (mmHg), Mindest HR (bpm) und HR-Drop (bpm) jedes erfaßten AD-Ereignis erzeugt.
4. Colorectal Aufdehnung zu Absichtlich AD Elicit
Hinweis: Die Schwere der induzierten AD kann durch kolorektalen Aufblähung (CRD) bestimmt werden, einem klinisch relevanten Reiz, der den Darm Routine 3,18,19 nachahmt.
- Überprüfen Sie den Ballon eines Französisch-Katheter (gerade, 10 Französisch, 3 ml, 35 cm, latexfrei) undicht ist nicht indem sie sie mit 2 ml Luft aufpumpen.
- Verhalt the Tier durch in ein Handtuch wickeln und damit BP und HR für eine halbe Stunde zu stabilisieren.
- Platzieren Schmiermittel auf der Spitze des Katheters. Eine Markierung auf dem Katheter mit einem Permanent-Marker, 2cm von der Mitte des Ballons. Der Katheter wird über den Anus in den Dickdarm eingeführt, bis die Markierung an der Öffnung gerade noch sichtbar ist. Sichern Sie den Katheter an den Schwanz mit chirurgischen Band. Re-Ort der umhüllte Tier in seinem Käfig auf dem Empfänger SmartPad Anpassung der implantierten Wandler im Inneren des Tieres ausgebracht. Lassen Sie das Tier BP für 10 min zu normalisieren.
- Nach dem Einsetzen des Katheters und der zugehörigen Akklimatisierungszeit (dh, 10 min), um den Ballon infundiert mit 2 ml Luft über 10 sec, ermöglichen , BP und HR zu stabilisieren. Pflegen Aufblähung für 1 min. Sicherstellen, dass die Spitze des Katheters in das Rektum bleibt. Es ist wichtig , nicht zu über aufblasen den Ballon (dh 3 ml +), um Bruch des Dickdarms zu vermeiden.
Anmerkung: Distension für eine Dauer von 1 min &# 160; ermöglicht angemessene Zeit für die Entwicklung der Druckantwort und dem Barorezeptor vermittelten HR Abfall assoziiert mit einer induzierten Folge von AD. Darüber hinaus ist diese 1 min Zeit bietet auch genügend Zeit für eine Normalisierung der kardiovaskulären Indizes. - Wiederholen Sie Aufblähung 3 mal pro Versuch, Versuche täglich mit einem Mindestabstand von 10 Minuten zwischen Versuchen zu wiederholen. Nach Einschätzung abgeschlossen ist, entfernen Sie aus dem Tier der Foley-Katheter.
- Durchschnittliche Beat-by-Beat-Daten über 1 Sekunden-Intervallen und die maximale Erhöhung der SBP und maximale Abnahme der HR über mehrere Studien berichten.
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Representative Results
Verwendung von Telemetrie, arterieller Blutdruck wird während 24 h bei einer Frequenz von 1.000 Hz kontinuierlich abgetastet. Ein veranschaulich Aufzeichnung des arteriellen Blutdruck (ABP) unter Verwendung LabChart ist in 1B gezeigt. Die Probe ABP wurde durch ein Festkörper-Drucksensor in die Aorta descendens eingeführt überwacht. Die neue Java - Plattform AD - Detection - Software ist in der Lage relevante SBP (mmHg) Spitzen (1C) zu extrahieren. Wir können auch die HR (bpm) aus dem Zeitintervall zwischen benachbarten SBP Peaks (Figur 1D) zu extrahieren.
SBP und HR von Schlag für Schlag ABP bei 1.000 Hz abgetastet extrahiert werden als Eingangsgrößen für die AD-Detection-Software entschieden. Die Software kennzeichnet spontane Ereignisse AD durch eine Erhöhung der SBP größer als 20 mmHg durch eine Abnahme der HR von 40 bpm begleitet oder mehr, wie in Figur 2 dargestellt. Diese Ereignisse werden unter Verwendung von anfänglich identifizierten eine 240 sec SBP bewegt aveWut Basis umgesetzt vertikal 20 mmHg. Das AD-Detection-Software sorgt für die erfasste AD Ereignis ist "real" durch eine HR Abfall von 40 bpm oder mehr in Bezug auf den Beginn der AD-Ereignis zu überprüfen. Die Software erkennt und charakterisiert spontane AD Ereignisse aus kontinuierlichen Schlag für Schlag, 24 Stunden SBP und HR-Telemetrie-Aufnahmen. Zusammen mit der Tageszeit und die Häufigkeit dieser AD Veranstaltungen bietet die AD-Detection-Software die folgende tabellarische Informationen: die max SBP, Druckantwort, die Dauer der AD Veranstaltung, min HR und HR-Tropfen auf Ausbruch der spontanen AD-Ereignis.
Die repräsentativen Graphen von SBP und HR von 3 derzeit die Schwere und Dauer einer induzierten AD Folge bei CRD. Da der Ballon des Katheters aufgeblasen wird, gibt es eine schnelle und anhaltende Erhöhung der SBP durch ausgeprägter Bradykardie begleitete. Es gibt eine allmähliche Stabilisierung der kardiovaskulären Parameter wie Aufblähung fortschreitet, und normalisierung der hämodynamischen Parameter wie der pädiatrischen Foley-Katheter entleert. Nach dem Einsetzen des Katheters Foley, SBP und HR-Indizes werden für 60 sec vor dem Aufblasen gemittelt, um einen Ausgangswert zu erzeugen. Von der Grundlinie, der Schwere oder Druckantwort mit der Spitze verbunden sind in SBP (mmHg) und fallen in HR (bpm) bestimmt werden kann.
Abbildung 1. Schematische Darstellung der Telemetriegerät Implantierung und Vertreter Spur der arterielle Blutdruck (ABP). Schematische Darstellung der Telemetriewandler Implantation mit der Spitze des Katheters an die verstopften absteigende Aorta und den Körper der Telemetrieeinrichtung an der Bauchwand befestigt gerichtet 16. Beispiel Daten von ABP bei 1000 Hz von der Telemetrievorrichtung für eine 24-Stunden-Periode abgetastet. Aus dieser Aufnahme ist es möglich, Herz-Kreislauf-Indizes, wie systoli zu extrahierenc Blutdruck (SBP; mmHg; 1B) und Herzfrequenz (HF; bpm; 1C). Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 2. Eine spontane Folge von Autonomic Dysreflexie (AD) in Rückenmark verletzte Tiere Die neuartige JAVA - Plattform Software spontane AD Ereignisse von 24 Stunden Telemetrieaufzeichnungen des systolischen Blutdrucks festgestellt. (SBP; 2A) und Herzfrequenz (HF; 2B ). Eine Erhöhung von 20 mmHg oder mehr in SBP zusammen mit einem Rückgang der HR von 40 bpm oder mehr bei Einsetzen der Spitze in den SBP ist ein AD-Ereignis betrachtet. Der "obere HR threshold" besteht aus der mittleren 10% der HR - Werte bei Ausbruch der potenliche Veranstaltung. Der "untere HR threshold" besteht aus der mittleren 75% der Herzfrequenzwerte aus dem Ende des potentiellen Ereignisses. Ziehen Sie den "unteren HR Schwelle" von der "höheren HR Schwelle" , um eine entsprechende Rückgang von 40 bpm oder mehr zu gewährleisten.
Abbildung 3. Repräsentative Spur von Induced Autonomic Dysreflexie (AD) von Colorectal Aufdehnung (CRD) in Rückenmark verletzte Tiere. Nach der Induktion von CRD, gibt es eine plötzliche und anhaltende Zunahme der SBP (3A) durch einen deutlichen Rückgang der HR begleitet ( 3B).
Abbildung 4. Java - Plattform Spontane Autonomic Dysreflexie (AD) Detection Software. (4A) , um das Programm hochgeladen und werden die AD - Erfassungsparameter festgelegt ( 4B) , wie in dem Protokoll beschrieben. Das Programm stellt den zeitlichen Phänotyp dieser spontan auftretende AD Ereignisse (4C-D). Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
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Discussion
Das Protokoll beschreibt eine detaillierte Implementierung einer neuen Java - Plattform AD - Detection - Software , die mit einem Telemetrie - Gerät kombiniert werden würde, für eine langfristige gründliche Analyse von ABP in SCI-Tieren (1B). Dies ist die erste Software, die für die Charakterisierung von ABP Mustern ermöglicht spontane AD Ereignisse zu erkennen, da sie nur sporadisch während der gesamten Dauer des Tages auftreten. Eine gut charakterisierte T3 SCI Tiermodell kann die Funktionsfähigkeit der Software veranschaulichen die Frequenz, Druckantwort und die Dauer der spontanen AD zu erkennen. Neben der Erfassung von spontanen AD Ereignisse kann die Software Schwingungen in ABP analysieren und Tagesschwankungen der hämodynamischen Parameter erkennen.
Die neue AD-Detection-Software effizient, zuverlässig und genau erfasst und charakterisiert spontane AD Ereignisse bei akuten und chronischen SCI Tiere. Ein AD-Ereignis wird als bei einer Erhöhung der S auftretenBP von 20 mmHg oder mehr (2A) und wird oft mit ausgeprägter Bradykardie 9 verbunden. In dieser speziellen Studie wurden SBP Schwankungen ein primärer Indikator für das Auftreten einer dysreflexic Folge betrachtet, obwohl die Software die Möglichkeit, die Karte zu verwenden auch hat, sollte der Prüfer Wunsch. Die Software hat die Fähigkeit , die ausgeprägte Bradykardie durch Erfassen des HR Abfall eines Benutzers bestimmt Menge beim Einsetzen des AD - Ereignis (2B) zu erkennen. Rabchevsky et al. verwendet, um einen charakteristischen Abfall von 10 bpm als die Schwelle, auf der eine hypertensive Ereignis als eine spontane AD Ereignis eingestuft wird. Dies muss in Frage gestellt werden, wie Nagetiere eine sehr hohe Ruheherzfrequenz haben; daher 10 bpm ist wahrscheinlich nicht ausreichend Bradykardie zu definieren. HR Drop Einschränkungen können durch den Benutzer verändert werden, um nicht nur Tropfen in HR bestimmen, sondern erhöht auch in HR abhängig von der Höhe und Vollständigkeit der SCI.
vorwurde diese Software, CRD-induzierte AD fand eine robuste Methode der induzierten AD zu sein , die sowohl experimentell als machbar und gut charakterisiert ist (3A, 3B) 15,20. Repetitive Induktion von AD in Rattentiermodellen mit hoher SCI wurde zunächst fand die spontane und häufige Episoden von AD mit hoher Thorax SCI 4 assoziiert zu imitieren. CRD ist ein potenter, nicht - invasiven Stimulus für AD bei Ratten mit hohen thorakalen SCI 14 , die 3 einige der häufigsten Ursachen von AD klinisch wie Verstopfung und Koteinklemmung emuliert. CRD-induzierte AD-Konto nicht für die große Vielfalt von afferenten Stimuli, die auch diese Reflex hypertensive Ereignisse vermittelt hervorrufen kann. So CRD-induzierte AD in Verbindung mit Detektion und Charakterisierung von spontanen AD bieten den idealen Rahmen, in dem wir den zeitlichen Phänotyp von AD studieren.
Telemetry ist eine state-of-the-art Verfahren zur Überwachung physiologischer Funktionen in wach undfrei Tiere bewegen , während 21 mit Stress verbundenen Artefakte, wie Not, Handhabung und Anästhesie zu minimieren. In diesem Fall wird ein Festkörperdruckwandlers aus einem leichten Material hergestellt biosilicone verwendet. Im Gegensatz zur Niederdruckantwort der Flüssigkeit auf Basis Katheter, ein Festkörperdrucksensor subtile Veränderungen in der kardiovaskulären Parameter überwachen kann. Diese Wandler können durch Schlag-Blutdruck und die Körperkerntemperatur bei Frequenzen bis zu 2 kHz kontinuierlich, schlagen probieren. Solid-State-Sensoren haben auch den Vorteil der Bewegung verhindert Artefakte häufig in Flüssigkeit auf Basis Katheter angetroffen. Obwohl Telemetriegeräte invasive und teuer sind, überwacht sie genau den Tagesrhythmus der hämodynamischen Parameter 15,16,21,22. Die Erholungszeit nach der Implantation ist von entscheidender Bedeutung für das Überleben des Tieres, da mechanische Behinderung des Blutflusses in der Aorta abdominalis durch das Implantat selbst in unzureichenden Blutversorgung des Hinter bo führen kanndy 15.
Telemetrische Erfassung von spontanen AD, zusätzlich zu den CRD induzierten AD entfallen das breite Spektrum von Stimuli mit dem Beginn dieser lebensbedrohlichen Folgen verbunden. Daher ist Detektion und Charakterisierung AD Ereignisse entscheidend für die Behandlungen von SCI Patienten berücksichtigen. Es gibt zur Zeit keine möglichen nicht-invasive Techniken zur Verfügung für Menschen, die für chronische erlauben, Schlag für Schlag, Überwachung der hämodynamischen Parameter. Ambulante Blutdrucküberwachung unzureichend ist aufgrund der geringen zeitlichen Auflösung. Tiere Modelle sind notwendig, um genau zu erfassen und den Beginn dieser spontanen AD Ereignisse kennzeichnen die neue AD-Detection-Software verwendet wird. Nach dem Aufkommen der neuen kontinuierlichen hämodynamischen Monitoring-Technologien kann die Software als wichtiges Instrument angewendet werden klinisch das Auftreten dieser Ereignisse zu überwachen. Die Verwendung von Telemetrie-Geräte in Verbindung mit der AD-Detection-Software könnte eine nützliche künftige Strategie sein,klinische ambulante Überwachung von akuten AD.
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Acknowledgments
Diese Forschung, wenn gefördert vom Canadian Institute of Health Research und die Herz-und Schlaganfall-Stiftung von BC und Yukon. Wir danken Herrn Rayshad Gopaul und Dr. Shelly McErlane für die technische Unterstützung und Know-how in der Tierpflege anzuerkennen.
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.
- 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).
