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Medicine

डबल चैंबर Plethysmography द्वारा जागरूक चूहों में श्वसन समारोह का मूल्यांकन

Published: July 10, 2018 doi: 10.3791/57778
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 1
1Institut Universitaire de Cardiologie et de Pneumologie de Québec, Université Laval, 2SCIREQ Scientific Respiratory Equipment Inc.

Summary

वर्तमान लेख का उद्देश्य डबल-चैंबर plethysmography द्वारा सचेत चूहों में श्वसन समारोह का मूल्यांकन करने के लिए अनुशंसित प्रक्रियाओं का विस्तृत विवरण प्रदान करना है ।

Abstract

हवा की मात्रा एक सचेत विषय के द्वारा बनाई गई परिवर्तन एक शरीर बॉक्स के भीतर सहज श्वास plethysmography के आधार पर कर रहे हैं, एक गैर इनवेसिव के लिए इस्तेमाल किया तकनीक मानव में श्वसन समारोह के रूप में अच्छी तरह से प्रयोगशाला में पशुओं के कुछ सुविधाओं का आकलन । वर्तमान लेख छोटे जानवरों में डबल चैंबर plethysmography (डीसीपी) के आवेदन पर केंद्रित है । यह कार्यप्रणाली पर पृष्ठभूमि जानकारी प्रदान करता है और साथ ही एक विस्तृत कदम-दर-कदम प्रक्रिया सफलतापूर्वक एक गैर इनवेसिव तरीके से, सहज श्वास पशुओं के प्रति जागरूक में श्वसन समारोह का आकलन करने के लिए । डीसीपी के समानांतर में कई जानवरों के श्वसन समारोह पर नजर रखने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, साथ ही एक चुना समय अवधि में और एक बार ढंग से एयरोसोल पदार्थों द्वारा प्रेरित परिवर्तन की पहचान करने के लिए । नियंत्रण और एलर्जी चूहों पर प्रयोगों के साथ साथ प्रयोग किया जाता है तकनीक की उपयोगिता को प्रदर्शित करने, संबद्ध परिणाम मापदंडों की व्याख्या, के रूप में अच्छी तरह के रूप में संबंधित लाभ और कमियों पर चर्चा । कुल मिलाकर, डीसीपी वैध और सैद्धांतिक रूप से ध्वनि readouts कि दोनों आधारभूत पर और एयरोसोल पदार्थों के साथ चुनौतियों के बाद सचेत छोटे जानवरों के श्वसन समारोह का मूल्यांकन करने के लिए पर भरोसा किया जा सकता प्रदान करता है ।

Introduction

मानव श्वसन रोगों के लिए छोटे जानवरों के बढ़ते प्रयोग ने तकनीक के विकास के लिए उन पशुओं में श्वसन प्रणाली के कार्यों का मात्रात्मक आकलन करने का आग्रह किया है. वर्तमान में, मजबूर दोलन तकनीक (FOT) सबसे सटीक छोटे जानवरों1,2में श्वसन यांत्रिकी का आकलन करने के लिए दृष्टिकोण के रूप में पहचाना जाता है । हालांकि, के रूप में phenotyping अनिश्चितता सिद्धांत द्वारा कहा गया है, जो FOT के साथ माप परिशुद्धता में प्राप्त की है इनवेसिव3में एक नुकसान के खिलाफ बंद कारोबार है । दरअसल, FOT माप जरूरत संज्ञाहरण, tracheotomy या मौखिक इंटुबैषेण, साथ ही यांत्रिक वेंटिलेशन कि अत्यधिक नियंत्रित प्रयोगात्मक शर्तों के तहत प्राप्त कर रहे हैं; वास्तविक जीवन से दूर एक परिदृश्य ।

स्थितियों में जहां प्रयोगात्मक आवश्यकताओं संवेदनाहारी एजेंटों या जानवर के प्राकृतिक शारीरिक राज्य से कम या कोई विचलन के लिए फोन का उपयोग लिख, डबल चैंबर plethysmography (डीसीपी) पर विचार किया जा सकता है । जैसा कि इसके नाम से संकेत मिलता है, एक डीसीपी सेटअप दो जुड़े कठोर कक्षों के रूप में संभव है पशु सिर (या नाक) के रूप में hermetically अलग बनाया के होते हैं, सामने चैंबर में, अपने छाती से, रियर कक्ष में । सेटअप के भीतर, पशु सचेत है और अनायास सांस लेता है, जबकि रोका जा रहा है । क्योंकि कक्षों की दीवारों का विस्तार या वापस लेना नहीं कर सकते, में हवा की गति और पशु के बाहर रियर कक्ष के अंदर एक इसी लेकिन विपरीत तरंग उत्पंन करता है, संपीड़न के एक परिणाम के रूप में/ सामने चैंबर में नाक के प्रवाह के कारण तरंग और रियर चैंबर में वक्ष गति से संबंधित एक इस प्रकार अलग किया और एक साथ कब्जा कर सकते हैं । डीसीपी सेटअप के डिजाइन पर निर्भर करता है, इन waveforms या तो दबाव ट्रांसड्यूसर या pneumotachographs के एक सेट का उपयोग करने के लिए क्रमशः चैंबर के दबाव में परिवर्तन या समय के एक समारोह के रूप में कक्षों के airflow में रिकॉर्ड प्राप्त किया जा सकता है । उत्तरार्द्ध दृष्टिकोण आजकल अधिक आम है ।

जबकि जानवर की श्वास आवृत्ति सही plethysmography तकनीक के किसी भी प्रकार से निर्धारित किया जा सकता है, स्थिति ज्वार की मात्रा और इसके संबंधित वेंटिलेशन मापदंडों के निर्धारण के लिए ही नहीं है (जैसे, मिनट वेंटिलेशन, expiratory मात्रा, आदि) । के रूप में पूरे शरीर plethysmograph (WBP) तकनीक का विरोध किया, जहां जानवरों के ज्वार की मात्रा बॉक्स सिग्नल से अनुमान है4,5, डीसीपी तकनीक ज्वार की मात्रा का सटीक आकलन प्रदान करता है । यह रियर चैंबर में पशु के वक्ष आंदोलन के सीधे अधिग्रहण से संबंधित है, जो श्वास के दौरान फेफड़ों की मात्रा में परिवर्तन के लिए आनुपातिक हैं ।

इन सटीक ventilatory मापदंडों के अलावा (जैसे, ज्वार की मात्रा, श्वास आवृत्ति, और मिनट वेंटिलेशन), श्वसन चक्र के आकार में कुछ गड़बड़ी भी न्यूरॉन पहलुओं की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि शासन श्वसन ड्राइव या सांस की सजगता । उस आवेदन का एक विशिष्ट उदाहरण ऊपरी airway संवेदी न्यूरॉन्स पर साँस पदार्थों की जलन की क्षमता का मूल्यांकन किया जाएगा6. यहाँ, समाप्ति की शुरुआत में एक ठहराव की अवधि अंत inspiratory ठहराव (EIP) नामक एक पैरामीटर का उपयोग कर निर्धारित किया जाता है, यह भी6ब्रेक लगाना की अवधि के रूप में भेजा. एक अड़चन पदार्थ द्वारा इस ठहराव की लालसा है जानवर glottis के बंद होने के साथ जुड़ा हुआ है, समय सीमा समाप्ति6,7के पहले भाग में ब्रेक लगाना की एक औसत दर्जे की अवधि के कारण ।

डीसीपी का एक अन्य महत्वपूर्ण लाभ यह है कि यह दो मान्य और निर्विवाद पैरामीटर्स प्रदान करता है जो airflow रुकावट के प्रति संवेदनशील होते हैं । एक मध्य ज्वारीय expiratory मात्रा में प्रवाह कहा जाता है और8,9,10EF50 संक्षिप्त है । यह समाप्ति के दौरान प्रत्येक ज्वार की सांस के बीच की मात्रा में airflow है । EF50 वक्ष प्रवाह ट्रेस से निकाला जाता है और इस तरह सामने चैंबर के बिना मापा जा सकता है (यानी, एक सिर बाहर विन्यास में). अंय एक विशिष्ट airway प्रतिरोध कहा जाता है और sRaw11,12,13संक्षिप्त है । sRaw के निर्धारण के रूप में यह प्रेरणा के अंत में शूंय प्रवाह के बिंदु पर इन अलग श्वसन निशान के बीच समय देरी से गणना की है के रूप में पशुओं की नाक और वक्ष प्रवाह के एक साथ रिकॉर्डिंग की आवश्यकता है । तर्क है कि जिसके आधार पर इस देरी sRaw से संबंधित है का वर्णन करता है पहले11expatiated था । रखो बस, फेफड़ों की मात्रा में परिवर्तन हवा आंदोलन से पहले के बाद से एक दबाव ढाल के क्रम में airflow ड्राइव को विकसित करने की जरूरत है । चुपचाप एक स्वस्थ पशु श्वास में, इस देरी आमतौर पर बहुत छोटा है । हालांकि, दबाव ढाल कि एक दिया प्रवाह को समायोजित करने की आवश्यकता है (जैसे, एक पर्याप्त वेंटिलेशन प्रदान करने के लिए पर्याप्त प्रवाह) airway प्रतिरोध की डिग्री से प्रभावित है । ब्रोन्कोकन्सट्रिक्शन के दौरान, उदाहरण के लिए, एक दिया प्रवाह को समायोजित करने की जरूरत दबाव के ढाल अधिक है, जो तात्पर्य है कि पशु को सांस लेने के लिए कठिन काम है । पशुओं के छाती में दबाव का एक बड़ा ढाल भी मतलब है कि में प्रवाह का एक बड़ा हिस्सा है और बाहर रियर कक्ष के बाहर छाती, जो कुल वक्ष विस्तार के भाग है के भीतर और हवा के संपीड़न/reकर्षण के कारण है/ नाक के प्रवाह के साथ चरण से बाहर । ब्रोन्कोकन्सट्रिक्शन के कारण बढ़ा प्रतिरोध इस प्रकार रियर और फ्रंट चैंबर्स के बीच देरी को बढ़ाएगा और जिससे sRaw बढ़ जाएगा । दबाव के ढाल कि airflow में ड्राइव और फेफड़ों के बाहर भी प्रारंभिक वक्ष गैस की मात्रा (TGV) से प्रभावित है । उदाहरण के लिए एक बड़ा TGV में, विस्तार/छाती के दबाव के एक दिया ढाल उत्पंन करने की जरूरत की वृद्धि हुई है (बस क्योंकि मात्रा विस्थापन है कि दबाव का एक दिया ढाल उत्पंन करने की आवश्यकता है अधिक से अधिक है), जो भी मतलब है कि पशु को सांस लेने के लिए कठिन काम करना पड़ता है । फिर, इन अतिरिक्त वक्ष विस्थापनों को छाती में सेक करने के लिए और इस प्रकार नाक के प्रवाह के साथ चरण से बाहर करने के लिए आवश्यक लोगों को कर रहे हैं । तो, एक बढ़ी हुई TGV भी चैंबरों के बीच देरी बढ़ जाएगी और इस तरह sRaw बढ़ जाती है । के रूप में देखा जा सकता है, दोनों ब्रोन्कोकन्सट्रिक्शन और वृद्धि हुई एक अधिक महत्वपूर्ण प्रयास में हवा और फेफड़ों के बाहर आकर्षित करने के लिए TGV परिणाम । यह है, संक्षेप में, sRaw का शारीरिक अर्थ । यह5,14श्वास के लिए आवश्यक काम का प्रतिनिधित्व करता है ।

यह इस प्रकार है कि दो अलग कारकों sRaw प्रभाव: airway प्रतिरोध और TGV समझने के लिए महत्वपूर्ण है । वास्तव में, sRaw airway प्रतिरोध और11TGV के उत्पाद के रूप में व्यक्त किया जा सकता है । होश में जानवरों को अपने TGV को संशोधित कर सकते हैं, के रूप में एक दिया पर्यावरण के लिए उनके वेंटिलेशन अनुकूलन करने के लिए । ऐसी स्थितियों में, जहां जानवर के प्राकृतिक शारीरिक राज्य अनछुए है, यह इस प्रकार है कि sRaw में परिवर्तन airway प्रतिरोध में बदलाव से उपजा है, TGV में परिवर्तन से, या दोनों के मिश्रण से, असंभव है । इसलिए, यह FOT1,15द्वारा प्रदान की उन के रूप में श्वसन यांत्रिकी और/या फेफड़ों की मात्रा, के अधिक इनवेसिव माप के साथ डीसीपी मूल्यांकन पूरक करने के लिए सिफारिश की है ।

तारीख करने के लिए, डीसीपी विभिंन अनुसंधान अनुप्रयोगों में इस्तेमाल किया गया है । तकनीक के साथ या बिना सिर चैंबर मात्रात्मक और सही दवा एजेंटों, एलर्जी, अड़चन या अंय मध्यस्थों के रूप में विभिंन पदार्थों के प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, चेतन छोटे पशुओं में श्वसन समारोह पर 16,17,18. सामने चैंबर भी एयरोसोल पदार्थ या अलग गैस सांद्रता (हाइपोक्सिया, hypercapnia, आदि)19के लिए एक उजागर चैंबर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है । आसानी से, यह एक concomitantly इन जोखिमों के तीव्र प्रभाव को मापने के लिए अनुमति देता है । वास्तव में, डीसीपी के सामांय उपयोगों में से एक है श्वसन रोगों के विभिंन मॉडलों में एयरोसोल methacholine को जवाबदेही की डिग्री का आकलन20,21,22,23, 24 , 25.

हालांकि डीसीपी तकनीक प्रतीत होता है सीधा है, कुछ व्यावहारिक चुनौतियों के संभावित अनुभवहीन उपयोगकर्ताओं को हतोत्साहित या सटीकता और परिणामों की reproducibility ख़राब सकता है । वर्तमान कागज की सिफारिश की प्रक्रियाओं का एक विस्तृत विवरण प्रदान करता है को सफलतापूर्वक होश में डीसीपी द्वारा श्वसन समारोह रिकॉर्ड, रोका, अनायास श्वास चूहों । विवरण कहा उपकरण के लिए विशिष्ट है (कृपया सामग्री की तालिकाको देखें) । डीसीपी की उपयोगिता और मूल्य भी आधार रेखा पर परीक्षण किया और एयरोसोल methacholine के जवाब में चूहों के दो उपभेदों में फुफ्फुसीय एलर्जी सूजन के एक आम मॉडल में प्रदर्शन किया है ।

Protocol

निंनलिखित प्रक्रियाओं क्यूबेक हार्ट और फेफड़े संस्थान पशु देखभाल समिति द्वारा पशु देखभाल पर कनाडा परिषद के दिशा निर्देशों (CCAC) के अनुसार अनुमोदित किया गया ।

1. तैयारी

  1. अध्ययन
    1. (महत्वपूर्ण) किसी भी प्रयोग को करने से पहले, उपयुक्त अनुमोदन (उदा ., IACUC) और प्रशिक्षण (उदा., पशु हैंडलिंग) प्राप्त करें ।
    2. उपकरण और ऑपरेटिंग सॉफ्टवेयर के साथ अपने आप को परिचित । उपयोगकर्ता पुस्तिकाओं को पढ़ें और, यदि आवश्यक हो, तो साइट्स, इनपुट संकेतों, विश्लेषक, और पैरामीटर्स की संख्या निर्धारित करने के लिए एक कॉंफ़िगरेशन फ़ाइल बनाएं ।
      नोट: एक उच्च नमूना दर (2 KHz) का चयन करने के लिए सुनिश्चित करें.
    3. रुचि के पैरामीटर्स के लिए विश्लेषक सेटिंग्स कॉंफ़िगर करें ।
      1. का चयन करें ट्यूनिंग उपकरण पट्टी से और उसके बाद विश्लेषक।
      2. प्रवाह थ्रेशोल्ड को सही रूप से सांसों (माउस: ०.५ मिलीलीटर) को अलग करने वाले मान को समायोजित करें और श्वास दर की गणना करने के लिए Ti + ते का चयन करें ।
      3. बैरोमीटर का दबाव (७६० mm पारा) के लिए एक मूल्य निर्धारित करें और एक सांस के लिए inspiratory/expiratory मात्रा का अधिकतम विचलन निर्दिष्ट करने के लिए वैध माना जाता है (माउस: 20%) ।
      4. स्वीकार्यता की सीमाओं को समायोजित करने के लिए परिकलित पैरामीटर्स फ़ील्ड में सेटिंग पर क्लिक करें ।
        नोट: निंन सेटिंग्स वर्णित माउस प्रयोगों के लिए उपयोग किया गया: प्रेरणा समय, ५० से १७० ms; समाप्ति समय, ४० से १८० ms; श्वास की आवृति, ३० से ४५० बीपीएम; विशिष्ट airway प्रतिरोध, 0 से 15 cmH2ओ · s; midexpiratory प्रवाह की शुद्धता के साथ कम से 3 दशमलव ।
      5. एक बार पूर्ण होने पर, संवाद विंडो से बाहर निकलने के लिए लागू करें चुनें ।
    4. उपकरण पट्टी मेनू से, फिर से ट्यूनिंग और फिर एक वांछित डेटा संग्रहण दर सेट करने के लिए संग्रह पर जाएँ । लागू करें और खिड़की से बाहर निकलने के लिए बंद पर क्लिक करे ।
      नोट: हर 10 एस में औसतन एक आम तौर पर प्रयोग किया जाता है ।
    5. कमांड के एक अनुक्रम और हर एक के लिए वांछित समय को परिभाषित करने के लिए ऑपरेटिंग सॉफ्टवेयर के भीतर एक प्रोटोकॉल बनाएँ । एक उदाहरण चित्र 1में प्रदर्शित किया जाता है ।
    6. यदि प्रयोग एयरोसोल द्वारा एक पदार्थ के प्रशासन शामिल है, उचित समाधान और कमजोर पड़ने की जांच करने के लिए सांद्रता के अनुसार तैयार करते हैं ।
  2. पशु
    1. आवास कक्ष से एक शांत क्षेत्र दूरदराज में काम करते हैं । पर्यावरण के परिवर्तन के लिए जानवरों को समायोजित करने की अनुमति दें ।
    2. जानवरों के वजन और उचित संयम आकार का चयन करें ।
    3. (महत्वपूर्ण) प्रयोग की शुरुआत करने से पूर्व पशुओं को छलनी और प्रक्रियाओं में Acclimate । प्रयोगात्मक डिजाइन पर निर्भर करता है, बढ़ती अवधि के कई acclimation सत्र (जैसे, 5-30 मिनट) की जरूरत हो सकती है ।
      नोट: जिन जानवरों को acclimate नहीं है उन्हें पढ़ाई से हटा देना चाहिए ।
      1. प्रत्येक acclimation सत्र में, निरोध के भीतर पशु डालें, वापस खोलने से आगे बढ़ने; डिवाइस खड़ी होल्डिंग सहायक हो सकता है ।
      2. एक बार जानवर की स्थिति में है, वापस गोताख़ोर डालने और धीरे जगह में एक अत्यधिक बल लागू करने के बिना यह ताला ।
      3. (महत्वपूर्ण) नेत्रहीन की जांच करें कि पशु सामांय सांस । यदि आवश्यक हो, तो लॉकिंग प्रणाली को ले जाकर उसकी स्थिति समायोजित करें । सुनिश्चित करें कि जानवर की नरेस अपनी थूथन के साथ नाक के बाहर फैला रहे है शंकु निरोधक की भीतरी दीवारों के खिलाफ आराम ।
      4. वक्ष कक्ष के पीछे पैनल अलग, वक्ष कक्ष में रबर खोलने के माध्यम से पशु युक्त निरोधक डालें, और चैंबर बंद ।
      5. सिर चैंबर संलग्न और एक पूर्वाग्रह प्रवाह प्रदान करते हैं । माउस के लिए ०.५ L/मिनट के प्रवाह का उपयोग करें ।
      6. पशु 5 मिनट के लिए आराम करने के लिए अनुमति दें ।
      7. एक बार जानवर शांत हो जाने पर नाक और वक्ष प्रवाह संकेतों की रिकॉर्डिंग शुरू कर दीजिये । कंप्यूटर स्क्रीन है कि निशान चिकनी है और वे एक नियमित रूप से श्वास पैटर्न प्रदर्शन पर सत्यापित करें; चित्र 2में उदाहरण देखें ।
        नोट: यदि प्रोटोकॉल एक पदार्थ के एयरोसोल प्रशासन शामिल है, एक खारा चुनौती acclimation प्रक्रिया में शामिल किया जा सकता है ।
      8. प्रत्येक सत्र के अंत में, वक्ष कक्ष और निरोधक से पशु निकालें और अपने आवास पिंजरे और कमरे में वापस ।
  3. उपकरण
    1. प्रयोग के दिन, एक प्रयोगात्मक सत्र शुरू करने और उपयुक्त विंयास फाइल लोड ।
      नोट: सत्यापित करें कि यह प्रयोग के लिए वांछित प्रोटोकॉल शामिल हैं ।
    2. उपकरण पट्टी मेनू में चलाने के लिए जाओ । प्रयोग और जानवर की जानकारी दर्ज करें । एक बार किया, खिड़की के नीचे भागो बटन पर क्लिक करें ।
    3. सिस्टम के अंशांकन के साथ आगे बढ़ें । प्रत्येक साइट और इनपुट संकेत अलग से जांचना ।
      1. पूर्वाग्रह प्रवाह जनरेटर पर मुड़ें, यह टयूबिंग के एक टुकड़े के माध्यम से सिर चैंबर से कनेक्ट, और प्रवाह की दर को समायोजित ।
      2. एक टोपी के साथ सिर चैंबर के शीर्ष खोलने बंद करें ।
      3. वक्ष कक्ष के पीछे पैनल अलग, दृढ़ता से एक hermetic सील बनाने के लिए सिर और शरीर चैंबर के बीच रबर खोलने के अंदर अंशांकन उपकरण डालें । फिर बंद करें और फिर से वक्ष कक्ष के पीछे पैनल संलग्न करें ।
      4. सत्यापित करें कि वक्ष कक्ष के साइड पोर्ट छाया हुआ है ।
      5. सॉफ्टवेयर उपकरण पट्टी मेनू से, ट्यूनिंग के लिए जाओ और फिर जांचना।
      6. 1 (वक्ष) इनपुट करने के लिए जाओ और वक्ष प्रवाह संकेत के लिए अंशांकन संवाद बॉक्स शुरू करने के लिए जांचना का चयन करें ।
      7. (महत्वपूर्ण) सत्यापित करें कि सूचीबद्ध पैरामीटर अंशांकन संवाद विंडो में उपयुक्त सेटिंग्स प्रदर्शित करें, अर्थात, भौतिक दबाव कम मान लागूकिया गया: 0; शारीरिक तनाव उच्च मूल्य लागू:-20 मिलीलीटर/ नमूने: एकीकृत । एक बार किया, नमूने खिड़की में कम पर क्लिक करें ।
      8. सत्यापित करें कि जनरेट किया गया सिग्नल प्रदर्शन विंडो में स्थिर है और उसके बाद बंदपर क्लिक करें ।
      9. एक प्लास्टिक संबंधक और टयूबिंग का एक टुकड़ा का उपयोग वक्ष चैंबर के पक्ष बंदरगाह के माध्यम से एक 20 मिलीलीटर सिरिंज कनेक्ट करें ।
      10. (महत्वपूर्ण) नमूने विंडो में उच्च का चयन करें और तुरंत के रूप में संभव के रूप में एक प्रवाह दर पर एक 2 एस अवधि में चैंबर में हवा के 20 मिलीलीटर इंजेक्षन.
      11. सत्यापित करें कि जनरेट किया गया सिग्नल पूरी तरह से प्रदर्शन विंडो के अंदर प्रकट होता है । सत्यापित करें कि संकेत केंद्रित है और शूंय रेखा के आसपास सममित है करने के लिए तीर चिह्न का उपयोग करें । फिर, बंदपर क्लिक करें । निकालें पर क्लिक करके किसी भी ऑफ़सेट शूंय से निकाले एसी ऑफ़सेट नमूने विंडो में
        नोट: उच्च मान अंशांकन किया जा सकता, यदि आवश्यक हो ।
      12. सत्यापित करें कि परिणामी स्केल्ड इनपुट श्रेणी अनुशंसित श्रेणी के भीतर है (माउस: ± २८० ± ४२० एमएल/ (महत्वपूर्ण) यदि मान स्वीकार्य श्रेणी से बाहर हैं, तो अंशांकन चरण दोहराएँ.
      13. वक्ष चैंबर (step 1.3.3.6) के रूप में एक समान तरीके से सिर चैंबर जांचना । इस समय, इनपुट 2 (नाक)का चयन करें ।
        नोट: (महत्वपूर्ण) उच्च मान लागू भौतिक stress के लिए मान + 20 mL/s करने के लिए सेट किया जाना चाहिए । यह रियर चैंबर के संबंध में सामने चैंबर में प्रवाह की ध्रुवीयता बदल जाएगा । इसलिए, जब पशु सांस ले रहा है, दो प्रवाह संकेतों लगभग चरण में होगा, एक तरफ sRaw की गणना करने के लिए इस्तेमाल देरी से ।

2. फेफड़ों समारोह माप

  1. जानवरों के वजन और उनके शरीर के वजन पर ध्यान दें ।
  2. निरोधक के भीतर पशु डालें और उसे वक्ष plethysmograph चैम्बर (steps 1.2.3.1 to 1.2.3.5) के अंदर रखें ।
  3. पशु कम 5 मिनट के लिए आराम करने की अनुमति दें ।
  4. पहले चरण का चयन करके और फिर, निष्पादितकरें पर क्लिक करके आदेशों का प्रोटोकॉल प्रारंभ करना ।
  5. कंप्यूटर स्क्रीन पर जांचें कि पशु की श्वास के संकेत नियमित और चिकनी हैं (चित्रा 2) । सॉफ्टवेयर स्वचालित रूप से एक सांस द्वारा सांस के आधार पर गणना मापदंडों को प्रदर्शित करता है । सत्यापित करें कि जानवरों के पैरामीटर स्थिर हैं ।
  6. 10 मिनट तक के लिए आधारभूत स्थितियों के तहत श्वास पैटर्न रिकॉर्ड ।
  7. प्रोटोकॉल के लिए एयरोसोल द्वारा एक परीक्षण पदार्थ के प्रशासन को शामिल करने के लिए, इस प्रकार है:
    1. छिटकानेवाला पर समय और कर्तव्य चक्र, आवश्यकतानुसार समायोजित करें ।
      नोट: इस लेख में प्रदर्शित उदाहरण में, छिटकानेवाला 10 एस के लिए एक 5% शुल्क चक्र में संचालित किया गया था ।
    2. एक वाहन चैलेंज (जैसे, खारा) प्रदर्शन और प्रतिक्रिया रिकॉर्ड ।
    3. यदि आवश्यक हो, कदम बढ़ने में छिटकानेवाला में एकाग्रता बदलने के द्वारा परीक्षण पदार्थ की सांद्रता बढ़ाने के लिए पशु बेनकाब (जैसे, दोहरीकरण सांद्रता) । प्रत्येक व्यवस्थापन के बाद प्रतिसाद रिकॉर्ड है ।
    4. प्रयोगात्मक सत्र के अंत में, अगर स्वचालित रूप से नहीं किया, रिकॉर्डिंग बंद करो और अपने आवास पिंजरे और कमरे में पशु वापस ।
  8. यदि आवश्यक हो, तो किसी अन्य प्रायोगिक सत्र को चलाने के लिए टूल बार मेनू से चलाएँ चुनें.
    1. सत्रों के बीच, plethysmograph कक्षों को साफ करें और छिटकानेवाला को पानी से कुल्ला करें ।
      नोट: शराब का उपयोग plethysmograph के लिए अपरिवर्तनीय क्षति हो सकती है ।
  9. यदि अध्ययन समय के साथ दोहराया मूल्यांकन शामिल है, प्रत्येक चुना timepoint पर पूरे माप अनुक्रम दोहराएँ ।
    नोट: यह बुद्धिमानी से श्वसन यांत्रिकी और/या फेफड़ों की मात्रा1,15के कुछ सटीक माप के साथ अध्ययन के पूरक की सिफारिश की है ।

3. डेटा विश्लेषण

नोट: प्रयोगात्मक सत्र बंद हो जाने पर सॉफ्टवेयर स्वचालित रूप से प्रयोगात्मक फ़ाइल बचाता है और दर्ज मापदंडों निर्यात करता है ।

  1. प्रत्येक पशु और प्रयोगात्मक समूह के लिए ब्याज के मापदंडों के लिए एक आधारभूत औसत की गणना ।
    नोट: तालिका 1 विशिष्ट पैरामीटर्स की एक संख्या को सूचीबद्ध करता है, जो उनके द्वारा प्रदत्त जानकारी के प्रकार के आधार पर वर्गीकृत होता है ।
  2. जब प्रासंगिक, एक विशिष्ट बिंदु का उपयोग कर प्रत्येक एकाग्रता में ब्याज के मापदंडों पर अध्ययन किया एयरोसोल पदार्थ के प्रभाव का मूल्यांकन (उदा., अधिक से अधिक या न्यूनतम मूल्य), एक औसत, या पूर्ण समय-पाठ्यक्रम; आधारभूत को सामान्यीकरण भी माना जा सकता है.
  3. समूह का अर्थ है और किसी तालिका या ग्राफ़िक स्वरूप में त्रुटियों का उपयोग कर परिणामों की रिपोर्ट करें । सांख्यिकीय परिणामों का विश्लेषण करें ।
    नोट: वर्तमान अध्ययन में, दोहराया उपायों के साथ दो तरह ANOVAs methacholine के प्रभाव का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया गया था, एलर्जी – घर-धूल घुन (HDM) – और विभिन्न डीसीपी readouts (sRaw और EF50) पर उनकी बातचीत, और साथ ही अलग FOT readouts पर (आरएन, जी और ज), चूहों के दोनों उपभेदों में । Sidak के एकाधिक तुलना परीक्षणों तो methacholine की सांद्रता जो एलर्जी चूहों पर नियंत्रण चूहों से अलग निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया गया । एक ही परीक्षण के दिनों के प्रभाव का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया गया, HDM और बेसलाइन पर उनके संपर्क (यानी, methacholine से पहले) airway रुकावट के readouts पर (sRaw और EF50) और वेंटिलेशन पैटर्न के (BF, टीवी, एमवी और EIP). पियरसन के सहसंबंध के लिए डीसीपी और आरएन FOT के साथ प्राप्त sRaw के बीच सहसंबंध का मूल्यांकन किया गया । सभी सांख्यिकीय विश्लेषण और रेखांकन वैकल्पिक मानक सांख्यिकीय सॉफ्टवेयर का उपयोग कर प्रदर्शन किया गया (जैसे, GraphPad चश्मे) । p ≤ ०.०५ नल परिकल्पना अस्वीकार करने के लिए पर्याप्त माना जाता था ।

Representative Results

डीसीपी द्वारा श्वसन समारोह के दोहराया मूल्यांकन के परिणामों में लगातार तीन दिनों पर आधारभूत शर्तों के तहत प्रदर्शन किया (12 दिनों, 13, और 1 में चित्रसचित्र प्रोटोकॉल के 14) नियंत्रण में और एलर्जी बालब/सी चूहों, चित्रा 3 में दिखाया गया है . कि साँस लेने के पैटर्न का आकलन करने के लिए चयनित मापदंडों (चित्रा3 ए), ज्वार की मात्रा (चित्रा 3 बी), मिनट वेंटिलेशन (चित्रा३ सी), और अंत inspiratory थामने (चित्रा 3d) शामिल हैं । airway रुकावट का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किए गए मापदंडों में EF50 (फिगर 3E) और sRaw (फिगर 3F) थे. प्रत्येक चयनित पैरामीटर के परिणाम इन दोनों समूहों में लगातार तीन दिनों से अधिक है, कोई स्पष्ट एलर्जी सूजन की वजह से प्रभाव के साथ स्थिर थे ।

methacholine को जवाबदेही की डिग्री लगातार दिन (12 दिन, 13, और चित्रा 1में सचित्र प्रोटोकॉल की 14) दोनों नियंत्रण और एलर्जी बालब में डीसीपी द्वारा मूल्यांकन किया गया था/सी चूहों । परिणाम, चित्रा 4में दिखाया गया है, airway रुकावट के प्रति संवेदनशील हैं कि दो मापदंडों में परिवर्तन प्रदर्शित, अर्थात् sRaw (चित्रा 4a, बी और सी) और EF50 (चित्रा 4d, ई और एफ). आशा के रूप में, methacholine की वृद्धिशील सांद्रता उत्तरोत्तर वृद्धि हुई sRaw और उत्तरोत्तर घटी हुई EF50. इन प्रतिक्रियाओं एलर्जी सूजन से potentiated थे, विशेष रूप से अंतिम एकाग्रता का परीक्षण किया, जो hyperresponsiveness की उपस्थिति सत्यापित । परिणाम भी प्रदर्शित करता है कि जवाबदेही के अतिरंजित डिग्री पहले दिन (12 दिन) तक ही सीमित था, क्योंकि यह दो बाद के आकलन के दौरान नहीं देखा गया था (यानी, 13 और 14 दिनों में).

FOT द्वारा श्वसन यांत्रिकी के आकलन के परिणाम, प्रायोगिक प्रोटोकॉल के अंतिम दिन पर प्रदर्शन किया (15 दिन; चित्रा 1) दोनों नियंत्रण और एलर्जिक बालब/c चूहों में, चित्रा 5में दिखाया गया है । इन प्रयोगों को डीसीपी मूल्यांकन के पूरक करने के लिए अध्ययन में शामिल किया गया था । FOT श्वसन समारोह2का आकलन करने के लिए एक अधिक सटीक दृष्टिकोण के रूप में पहचाना जाता है । अपनी शक्तियों में से एक यह है कि यह जो फेफड़ों की साइटों के रूप में स्थलाकृतिक अंतर्दृष्टि प्रदान करता है (एयरवेज बनाम परिधीय एयरवेज और फेफड़ों के ऊतकों) के परीक्षण के हस्तक्षेप से प्रभावित कर रहे है (जैसे, एलर्जी और methacholine) । FOT के साथ श्वसन यांत्रिकी का आकलन करने के लिए अनुशंसित पद्धति पहले1बताई गई थी. साथ ही, तीन FOT पैरामीटर एलर्जी सूजन और methacholine द्वारा प्रेरित श्वसन यांत्रिकी में परिवर्तन का वर्णन करने के लिए इस्तेमाल किया गया । ये पैरामीटर शामिल हैं: 1-ंयूटोनियन प्रतिरोध (आरएन; चित्र 5ए), एक पैरामीटर जिसके लिए मूल्य में परिवर्तन मुख्य रूप से बड़े संचालन एयरवेज के प्रतिरोध में बदलाव को प्रतिबिंबित; 2-टिशू गलन (जी; चित्रा 5B), एक पैरामीटर जिसके लिए मूल्य में परिवर्तन मुख्य रूप से ऊतक प्रतिरोध में बदलाव को प्रतिबिंबित; और 3-ऊतक elastance (ज; चित्रा 5C), एक पैरामीटर जिसके लिए मूल्य में परिवर्तन मुख्य रूप से ऊतक कठोरता2में बदलाव को प्रतिबिंबित । के रूप में अपेक्षित, वहां methacholine की वृद्धिशील सांद्रता के जवाब में इन मापदंडों में से प्रत्येक में वृद्धि हुई थी । पिछले दिन (14 दिन से डीसीपी के साथ प्राप्त sRaw और EF50 परिणामों के अनुरूप; चित्रा 1), methacholine द्वारा प्रेरित आरएन में परिवर्तन (आंकड़ा 5 ए) नियंत्रण और एलर्जी चूहों के बीच तुलनीय थे. वास्तव में, 14 दिन में sRaw के मूल्यों 15 दिन (चित्रा 5d) में आरएन के मूल्यों के साथ संबंधित । methacholine द्वारा प्रेरित एच में वृद्धि भी नियंत्रण और एलर्जी चूहों (चित्रा 5B) के बीच समान था । हालांकि, जी में methacholine प्रेरित वृद्धि एलर्जी चूहों में काफी अधिक था (चित्रा 5C). यह परिणाम 15 दिन में एलर्जी चूहों में एक सतत hyperresponsive phenotype की उपस्थिति को दर्शाता है, जो दो पिछले दिनों पर प्रदर्शन किया डीसीपी मूल्यांकन से पता नहीं था.

पूरे अध्ययन C57BL/6 चूहों के साथ दोहराया गया था । sRaw के क्रमिक डीसीपी मूल्यांकन के परिणाम, 12 दिनों में, 13, और प्रोटोकॉल के 14 (चित्रा 1), और आरएनके FOT मूल्यांकन के, 15 दिन में, चित्रा 6में दिखाया गया है । उस विशिष्ट माउस तनाव में, अतिरंजित methacholine प्रतिक्रिया एलर्जी चूहों में मनाया लगातार तीन दिनों में बनाए रखा गया था (चित्रा 6A, बी, और सी). इस hyperresponsive phenotype भी 15 दिन में FOT के साथ methacholine द्वारा प्रेरित आरएन में वृद्धि से चित्रित किया गया था कि एलर्जी चूहों में अधिक स्पष्ट किया गया था (चित्रा 6E). इन बालब/सी चूहों, जहां hyperresponsiveness की एक प्रगतिशील ढलते 12 दिनों से 14 (चित्रा 4) और methacholine में अंतर की कमी से हुई के साथ प्राप्त परिणाम के साथ इसके विपरीत में थे-प्रेरित वृद्धि आरएन में मनाया गया 15 दिन (चित्रा 5) पर । एक साथ, इन परिणामों को चूहों के दो उपभेदों के बीच methacholine-प्रेरित प्रतिक्रिया पर एलर्जी के एक समय अलग प्रभाव संकेत दिया । महत्वपूर्ण बात यह है कि इस तनाव अंतर को डीसीपी और FOT दोनों ने दर्शाया था । Concordantly, 14 दिन में डीसीपी द्वारा मापा sRaw के मूल्यों को 15 दिन में FOT द्वारा मापा आरएन के मूल्यों के साथ संबंधित (चित्रा 6F), के रूप में बालब/सी चूहों (चित्रा 5d) के साथ मनाया गया था ।

Figure 1
चित्रा 1 . प्रोटोकॉल फुफ्फुसीय एलर्जी सूजन पैदा करने के लिए और methacholine के लिए जवाबदेही की डिग्री का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया । यह अध्ययन महिला बालब/सी और C57BL/6 चूहों पर 7 से 9 सप्ताह की आयु के लिए आयोजित किया गया था । पूरे अध्ययन पर किए गए उपायों के अनुक्रम को पैनल (A) में दिखाया गया है । चूहों के आधे घर के ५० µ जी को उजागर किया गया था धूल घुन (HDM) लगातार 14 दिनों पर intranasally निकालने फुफ्फुसीय एलर्जी सूजन पैदा करने के लिए । दूसरे आधे खारा करने के लिए उजागर किया गया था और नियंत्रण के रूप में इस्तेमाल किया । श्वसन समारोह तीन अलग अवसरों पर डबल चैंबर plethysmography (डीसीपी) द्वारा मूल्यांकन किया गया था (दिन 12, 13, और 14; काले हलकों) एक acclimation सत्र के बाद (11 दिन, ग्रे सर्कल) कि एयरोसोल खारा के साथ एक चुनौती शामिल थे । प्रत्येक सत्र के दौरान, आधारभूत श्वसन समारोह और methacholine के लिए प्रतिक्रिया पैनल में दिखाया स्वचालित प्रोटोकॉल का उपयोग कर मूल्यांकन किया गया (ख). 15 दिन में, मजबूर दोलन तकनीक (FOT) के साथ श्वसन यांत्रिकी के एक इनवेसिव आकलन पहले वर्णित1के रूप में किया गया था । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2 . एक स्वस्थ बालब से प्रतिनिधि प्रवाह संकेतों/ पैनलों ठेठ रिकॉर्डिंग डबल-चैंबर plethysmography द्वारा एक नियंत्रण माउस में आधारभूत शर्तों के तहत प्राप्त निशान दिखाते हैं । वक्ष प्रवाह ऊपरी फलक में दिखाया गया है और नाक का प्रवाह निचले फलक में दिखाया गया है । नकारात्मक मान प्रेरणा के दौरान होते हैं और धनात्मक मान समाप्ति के दौरान होते हैं. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3 . सचेत बालब में श्वसन समारोह के दोहराया मूल्यांकन/ आधारभूत श्वसन समारोह में डबल चैंबर plethysmography (डीसीपी) द्वारा नियंत्रण (खुला प्रतीकों) और एलर्जी (ठोस प्रतीकों) चूहों के दिनों 12, 13, और 14 में चित्र 1में सचित्र प्रोटोकॉल के द्वारा मूल्यांकन किया गया था । श्वसन समारोह का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया डीसीपी पैरामीटर (ए), ज्वार की मात्रा में (टी वी) में श्वास आवृत्ति शामिल (ख), में मिनट वेंटिलेशन (एमवी) (सी), अंत inspiratory ठहराव (EIP) में (घ), मध्य ज्वारीय expiratory मात्रा पर प्रवाह ( EF50) में (ङ), और विशिष्ट airway प्रतिरोध (sRaw) में (च) । प्रत्येक माउस के लिए आवृत्ति, टीवी, एमवी, sRaw और EIP श्वास के मूल्यों औसत १.५ मिनट से अधिक दर्ज मूल्यों थे । EF50 का मान इस रिकॉर्डिंग अवधि के दौरान प्राप्त ंयूनतम मान था । परिणाम समूह के रूप में प्रस्तुत कर रहे है ± मानक विचलन का अर्थ है (n = 5/ कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्र 4 . होश बालब में Methacholine bronchoprovocation परीक्षण/सी चूहे । Methacholine जवाबदेही डबल चैंबर plethysmography (डीसीपी) द्वारा नियंत्रण में (खुला प्रतीकों) और एलर्जी (ठोस प्रतीकों) चूहों के दिनों 12, 13, और 14 चित्रा 1में सचित्र प्रोटोकॉल के द्वारा मूल्यांकन किया गया था । जवाब का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किए गए डीसीपी पैरामीटर में (ए) के माध्यम से (ग) और मध्य ज्वारीय expiratory मात्रा (EF50) में (डी) के माध्यम से (एफ) के माध्यम से विशिष्ट airway प्रतिरोध (sRaw) शामिल थे. bronchoprovocation aerosolizing methacholine द्वारा डीसीपी हेड चैंबर में वृद्धिशील सांद्रता पर 10 एस के लिए प्रदर्शन किया गया । प्रतिक्रिया १.५ मिनट के दौरान प्रत्येक एकाग्रता के बाद निगरानी की गई । प्रत्येक एकाग्रता में प्रत्येक माउस के लिए sRaw का मूल्य औसत १.५ मिनट से अधिक दर्ज मूल्य था । EF50 का मान इस रिकॉर्डिंग अवधि के दौरान प्राप्त ंयूनतम मान था । परिणाम समूह के रूप में प्रस्तुत कर रहे है ± मानक विचलन का अर्थ है (n = 5/ तारांकन चिह्न * एक सांख्यिकीय महत्वपूर्ण अंतर (p ०.०५) निर्दिष्ट । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्रा 5 . बालब/सी चूहों में श्वसन यांत्रिकी के इनवेसिव आकलन । आधारभूत में श्वसन यांत्रिकी और methacholine के जवाब में 1 चित्रामें सचित्र प्रोटोकॉल के दिन 15 पर मजबूर दोलन तकनीक (FOT) द्वारा मूल्यांकन किया गया था. नियंत्रण (खुले प्रतीकों) और एलर्जी (ठोस प्रतीकों) चूहों उन दिनों 12, 13, और 14 पर डबल-चैंबर plethysmography (डीसीपी) द्वारा परीक्षण के रूप में ही थे । श्वसन यांत्रिकी का आकलन करने के लिए प्रयुक्त मापदंडों में ंयूटोनियन प्रतिरोध (आरएन) (ए), टिशू elastance (ज) में (ख) और ऊतक गलन (जी) में (ग) थे. bronchoprovocation सीधे anesthetized, tracheotomized, झोले के endotracheal ट्यूब में methacholine के nebulizing वृद्धिशील सांद्रता द्वारा प्रदर्शन किया गया था, और यांत्रिक लापरवाह स्थिति में चूहों हवादार । प्रतिक्रिया 5 मिनट के दौरान प्रत्येक एकाग्रता के बाद निगरानी की गई । प्रत्येक एकाग्रता में प्रत्येक माउस के लिए प्रत्येक पैरामीटर के लिए मूल्य पीक इस रिकॉर्डिंग अवधि के दौरान प्राप्त मूल्य था । परिणाम समूह के रूप में प्रस्तुत कर रहे है ± मानक विचलन का अर्थ है (n = 5/ पैनल (डी) विशिष्ट airway प्रतिरोध (sRaw) दिन पर डीसीपी द्वारा मापा 14 और आरएन 15 दिन पर FOT द्वारा मापा के बीच सहसंबंध से पता चलता है । खुले प्रतीकों बेसलाइन पर मूल्यों का प्रतिनिधित्व करते हैं और ठोस प्रतीकों या तो नियंत्रण (हलकों) या एलर्जी (चौकों) चूहों के लिए परीक्षण methacholine के उच्चतम एकाग्रता पर अधिक से अधिक मूल्यों का प्रतिनिधित्व करते हैं । इनसेट निर्धारण (आर2) के गुणांक से पता चलता है । तारांकन चिह्न * एक सांख्यिकीय महत्वपूर्ण अंतर निर्दिष्ट (p ≤ ०.०५) । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 6
चित्रा 6 . C57BL/6 चूहों में श्वसन समारोह और इनवेसिव श्वसन यांत्रिकी । विशिष्ट airway प्रतिरोध (sRaw) बेसलाइन पर डबल चैंबर plethysmography (डीसीपी) द्वारा मूल्यांकन किया गया था और नियंत्रण में methacholine के जवाब में (खुले प्रतीकों) और एलर्जी (ठोस प्रतीकों) चूहों के दिनों में 12 (ए), 13 (ख), और 14 (ग) के चित्र 1में दिखाया गया प्रोटोकॉल । ंयूटोनियन प्रतिरोध (आरएन) बेसलाइन पर और methacholine के जवाब में 15 दिन (डी) पर मजबूर दोलन तकनीक (FOT) द्वारा मूल्यांकन किया गया । bronchoprovocations को क्रमशः डीसीपी और FOT के लिए चित्रा 4 और चित्रा 5 में वर्णित किया गया है । परिणाम समूह के रूप में प्रस्तुत कर रहे है ± मानक विचलन का अर्थ है (n = 5/ पैनल (ई) 14 दिन पर डीसीपी द्वारा मापा sRaw के बीच सहसंबंध दिखाता है और आरएन 15 दिन पर FOT द्वारा मापा । खुले प्रतीकों बेसलाइन पर मूल्यों का प्रतिनिधित्व करते हैं और ठोस प्रतीकों या तो नियंत्रण (हलकों) या एलर्जी (चौकों) चूहों के लिए परीक्षण methacholine के उच्चतम एकाग्रता पर अधिक से अधिक मूल्यों का प्रतिनिधित्व करते हैं । इनसेट निर्धारण (आर2) के गुणांक से पता चलता है । तारांकन चिह्न * एक सांख्यिकीय महत्वपूर्ण अंतर निर्दिष्ट (p ≤ ०.०५) । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

पैरामीटर इकाई विवरण जानकारी
एफ Bpm श्वास आवृत्ति वेंटिलेशन का पैटर्न
टीवी मिलीलीटर ज्वार की मात्रा
एमवी मिलीलीटर मिनट वेंटिलेशन
तिवारी सुश्री Inspiratory समय
ते सुश्री Expiratory समय
Pif एमएल एस/ पीक inspiratory प्रवाह
PEF एमएल एस/ पीक expiratory प्रवाह
Ev मिलीलीटर Expiratory वॉल्यूम
Ntv मिलीलीटर नाक ज्वार की मात्रा
NEV मिलीलीटर नाक expiratory मात्रा
Eip सुश्री समा inspiratory पज
ी॑प सुश्री समा expiratory पज
डीटी सुश्री समय देरी Airflow रुकावट
sRaw cmH2ा O स · s विशिष्ट airway प्रतिरोध
sGaw 1/cmH2ओ · s विशिष्ट airway किा
EF50 एमएल एस/ मध्य ज्वारीय expiratory मात्रा पर प्रवाह
सीनियर % सफलता दर गुणवत्ता नियंत्रण
एन वैध साँसों की संख्या

तालिका 1. डबल-चैंबर plethysmography से प्राप्त विशिष्ट मापदंडों की सूची । पैरामीटर जानकारी वे एक श्वसन समारोह मूल्यांकन के दौरान प्रदान की प्रकृति के अनुसार समूहीकृत किया गया ।

लाभ सीमाओं
· जागरूक पशु · आवश्यकता आसपास के वातावरण को नियंत्रित करने की
· सटीक वेंटिलेशन पैरामीटर्स · पशुओं के पूर्व acclimation
· airflow रुकावट के निर्विवाद अनुक्रमित (sRaw, EF50) · नाक और वक्ष प्रवाहों को पृथक hermetically कर सकेंगी
· विभिन्न प्रजातियों और जानवरों के आकार के लिए अनुकूलनीय · कुछ परिणाम मापदंडों के लिए निरपेक्ष मूल्य परिवर्तनशीलता
· कई अनुसंधान अनुप्रयोगों में प्रयुक्त · sRaw प्रतिरोध का सही माप नहीं
· सीधी तकनीक · ऊपरी एयरवेज की उपस्थिति
· परिवर्तन के प्रति संवेदनशील · एक इनवेसिव आकलन के साथ माप पूरक

तालिका 2. दोहरे कक्ष plethysmography के साथ संबद्ध लाभों और सीमाओं की सूची ।

डबल चैंबर Plethysmography मजबूर दोलन तकनीक
पशु चेतना की राज्य अनछुए Anesthetized (और आमतौर पर पंगु बना)
जानवर की स्थिति ईमानदार लापरवाह
पशु पहुंच चैंबर के भीतर सिमटा सुलभ
माप डिवाइस के लिए पशु एकीकरण नाक या गर्दन सील Tracheotomy या ओरल इंटुबैषेण
जानवर का airway पेड़ बरकरार आंशिक-ऊपरी airway खंड बाहर रखा (यानी नाक आचरण, ग्रसनी और गला)
फेफड़ों की मात्रा जिस पर परिणाम पैरामीटर प्राप्त कर रहे है चर-सहज पशु द्वारा अपनाया मात्रा मानकीकृत-नियंत्रित भर्ती युद्धाभ्यास और सकारात्मक अंत-expiratory दबाव का उपयोग करना ।
आवृत्ति जिस पर परिणाम पैरामीटर मूल्यांकन कर रहे हैं चर-सहज श्वास पशु द्वारा अपनाया आवृत्ति नियंत्रित-निर्दिष्ट आवृत्तियों पर पूर्वनिर्धारित waveforms का उपयोग
ऊपरी airway खंड से परिणाम मापदंडों के लिए योगदान उम्मीद की जा Circumvented
एयरोसोल वितरण की साइट सिर चैंबर के अंदर सीधे श्वासनली में
ऊपरी airway खंड के श्वास खुराक पर प्रभाव/ उम्मीद की जा रोका
वर्तमान अध्ययन के परिणामों के आधार पर परिवर्तन का पता लगाने की क्षमता मनाया मनाया
तकनीक की अंतर्निहित परिवर्तनशीलता-वर्तमान अध्ययन के परिणामों के आधार पर आधार रेखा पर sRaw के लिए भिंनता के गुणांक का उतार-चढ़ाव: ७.५-२०.६% आधार रेखा पर RN के लिए भिंनता के गुणांक का अस्थिरता: ३.६-१३.४%

तालिका 3. डबल चैंबर plethysmography और मजबूर दोलन तकनीक के बीच तुलना ।

Discussion

जागरूक पशुओं में फेफड़े समारोह को मापने की क्षमता स्पष्ट रूप से श्वसन अनुसंधान में वारंट है । आम तौर पर, डीसीपी26के प्रति जागरूक और सहज श्वास पशुओं में श्वसन प्रणाली के वेंटिलेशन समारोह का मूल्यांकन करने के लिए एक दिलचस्प दृष्टिकोण है । अधिक विशेष रूप से, डीसीपी, या उसके सिर से बाहर संस्करण, अक्सर प्रदान की गई जानकारी की गुणवत्ता और इनवेसिव3 (तालिका 2) के वांछित स्तर के बीच एक सही संतुलन हमलों । तकनीक विभिंन प्रजातियों (जैसे, माउस, चूहा, गिनी पिग) या पशु आकार के लिए अनुकूलित किया जा सकता है और कई अनुसंधान अनुप्रयोगों में इस्तेमाल किया जा सकता है । यह विशेष रूप से एक समानांतर अध्ययन डिजाइन में एक बार में कई जानवरों का आकलन करने के लिए, दोहराया तरीके से श्वसन समारोह पर नजर रखने के लिए, और समय के साथ एक प्रतिक्रिया के कैनेटीक्स पर कब्जा करने के लिए उपयोगी है । इसके अलावा, तकनीक सीधी है और एक अपेक्षाकृत समय पर तरीके से सीखा जा सकता है । वर्तमान अखबार में, चूहों में एक डीसीपी माप को रोजगार प्रोटोकॉल एक उदाहरण के रूप में इस रोका plethysmography तकनीक के पहलुओं पर हाथ का वर्णन करने के लिए और साथ ही महत्वपूर्ण कदम और संबंधित परिणामों पर चर्चा करने के लिए इस्तेमाल किया गया था ।

जब होश में पशुओं के साथ काम करना, यह आसपास के वातावरण की स्थिति को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक है (जैसे, लोगों या गतिविधि की एक सीमित संख्या के साथ शांत कमरे) reproducible परिणाम उत्पंन करने के लिए । चूंकि विवशता विभिन्न आयामों में आ जाती है इसलिए इसे उचित आकार से शुरू करना जरूरी है जिससे श्वास संबंधी आंदोलनों बेफिक्र हो जाएं । यह भी उपयोगी है और अक्सर प्रयोगात्मक सेट अप और प्रक्रियाओं के लिए जानवरों को acclimate करने के लिए आवश्यक है, के रूप में यह अच्छी तरह से चूहों कि निरोधक श्वास आवृत्ति12को प्रभावित करता है में स्थापित है. प्रयोगात्मक डिजाइन या शर्तों के आधार पर, वृद्धिशील अवधि के एक से अधिक सत्रों की आवश्यकता हो सकती है । अंत में, जानवरों के लिए एक प्रयोग के शुरू में समय की अनुमति कमरे में परिवर्तन और आवश्यक हैंडलिंग को समायोजित करने के लिए एक सरल विचार है कि प्रभावी साबित करने के लिए सुनिश्चित करना है कि श्वास पैटर्न लगातार नियमित रूप से और आधारभूत पर आराम है । शर्तों के तहत काम जहां जानवरों आरामदायक, अच्छी तरह से अनुकूलित कर रहे हैं, और शांत भी परिणाम परिवर्तनशीलता और गुणवत्ता के मामले में फायदेमंद होगा । यह भी catecholamine, जो airway कैलिबर वृद्धि और एक प्रेरित ब्रोन्कोकन्सट्रिक्शन क्षीणन कर सकते है के किसी भी तनाव प्रेरित रिलीज सीमा ।

यह समझना जरूरी है कि नाक और वक्ष प्रवाह को यथासंभव hermetically से पृथक करने की आवश्यकता है । प्रणाली या प्रजातियों के अध्ययन पर निर्भर करता है, सील तंत्र आकार में भिंन के रूप में अच्छी तरह से प्रभावकारिता के रूप में कर सकते हैं । डीसीपी में हमने बताया कि, सील पशु के थूथन और निरोधक उपकरण के बीच बनाई गई है । जब डीसीपी द्वारा श्वसन समारोह का आकलन, यह भी एक पर्याप्त और निरंतर पूर्वाग्रह प्रवाह प्रदान करने के लिए आवश्यक है, के रूप में पशु के लिए उपलब्ध ऑक्सीजन के स्तर में कमी महत्वपूर्ण प्रभाव में परिणाम होगा । खाते में अच्छी तरह से निरोधक में पशु की जा रही है हवा आंदोलन के द्वारा बनाई गई लीक के लिए प्रवृत्ति सीमा और इस तरह डेटा की गुणवत्ता को अधिकतम । इसके विपरीत, सील में एक तोड़ या तो अस्वीकृत डेटासेट या कुछ मापदंडों का एक अनुमान में परिणाम होगा ।

नाक प्रवाह संकेत की अलग रिकॉर्डिंग सक्षम करने के लिए इसके अलावा, सिर चैंबर आमतौर पर एयरोसोल पदार्थ के लिए पशु को बेनकाब करने के लिए प्रयोग किया जाता है । के रूप में इस लेख में सचित्र, यह एक bronchoprovocation परीक्षण प्रदर्शन करने के लिए जवाबदेही के भिंन डिग्री प्रदर्शन का उपयोग किया जा सकता है । ऐसे प्रयोगों में, परीक्षण सांद्रता की सीमा का समायोजन प्रजातियों, तनाव, या अध्ययन जानवरों के सेक्स पर निर्भर करता है की जरूरत हो सकती है । के रूप में पहले8,9,10,27का प्रदर्शन किया, वर्तमान परिणाम बताते है कि sRaw में methacholine प्रेरित परिवर्तन airway प्रतिरोध की आक्रामक FOT माप के साथ अच्छी तरह से संबद्ध । परिणाम यह भी प्रदर्शित करता है कि डीसीपी तकनीक के रूप में अपने को श्वसन रोग का पता लगाने की क्षमता के लिए FOT के रूप में संवेदनशील नहीं है और एक बदल फेफड़ों के निचले डिब्बों के भीतर स्थानीयकृत प्रतिक्रिया की पहचान (फेफड़े के ऊतकों और/ . के बाद से पशु एयरवेज बरकरार हैं, ऊपरी एयरवेज, जो कुल श्वसन प्रतिरोध का सबसे बड़ा हिस्सा28airflow के लिए खातों की उपस्थिति, एयरोसोल वितरण और जमाव से योगदान को गीला करने के अलावा प्रभावित कर सकते है एक माप के लिए लोअर एयरवेज । 3 तालिका डीसीपी तकनीक और FOT के बीच अंय मतभेदों को संक्षेप में प्रस्तुत करता है । अंत में, जबकि यह सैद्धांतिक रूप से sRaw के एक माप से पशुओं के कुल airway प्रतिरोध (ऊपरी एयरवेज सहित) का अनुमान लगाना संभव होगा, यह आम तौर पर इस तरह के रूप में एक इनवेसिव माप तकनीक के साथ डीसीपी मूल्यांकन पूरक करने के लिए सिफारिश की है FOT29 विस्तृत श्वसन यांत्रिकी के प्रत्यक्ष माप प्राप्त करने के लिए । अध्ययन के उद्देश्यों के आधार पर, ऊपरी airway प्रतिरोध की माप भी30,31,३२माना जा सकता है ।

निष्कर्ष 
अपनी आक्रामकता के सीमित डिग्री के कारण, डीसीपी एक तकनीक है कि श्वसन अनुसंधान में एक महत्वपूर्ण जरूरत को पूरा कर सकते हैं । यह airflow रुकावट के कुछ निर्विवाद अनुक्रमित के साथ समवर्ती पशुओं में वेंटिलेशन पैटर्न के सटीक readouts प्रदान करने में सक्षम है । प्राप्त जानकारी भी वास्तव में पूरक है कि अधिक आक्रामक दृष्टिकोण से ।

Disclosures

DB और AR SCIREQ वैज्ञानिक श्वसन उपकरण इंक, एक वाणिज्यिक इस लेख की सामग्री से संबंधित विषयों में शामिल इकाई द्वारा नियोजित कर रहे हैं । DB भी स्टॉक का मालिक है । SCIREQ इंक एक एमका टेक्नोलॉजीज कंपनी है ।

Acknowledgments

एसएमएल स्वास्थ्य अनुसंधान के कनाडा के संस्थानों से एक छात्र द्वारा समर्थित है, एमजी FRQS के श्वसन स्वास्थ्य नेटवर्क से एक bursary द्वारा समर्थित है (शौकीनों de सभ्य du Québec-Santé) और YB FRQS से एक अनुसंधान विद्वान है.

लेखकों का योगदान
सभी लेखकों ने पांडुलिपि और/या वीडियो के गर्भाधान के लिए योगदान दिया । एसएमएल और LD डेटा एकत्र । एसएमएल, एलडी, YB, डीएम, डीबी और एआर डेटा विश्लेषण, आंकड़े और पांडुलिपि लेखन की पीढ़ी के लिए योगदान दिया । YB, एआर, एल और एमजी वीडियो स्क्रिप्ट तैयार करने में शामिल थे । खेल YB, केरल और एमजी द्वारा किया गया था ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Acetyl-β-methylcholine chloride  Sigma-Aldrich A-2251 Methacholine
Phosphate buffered saline Multicell 311-506-CL PBS 10X
House dust mite extract GREER 290902 HDM 
DCP complete system  SCIREQ Inc. /emka TECHNOLOGIES
iox software  SCIREQ Inc. /emka TECHNOLOGIES
Aerogen Aeroneb nebulizer  SCIREQ Inc. /emka TECHNOLOGIES
flexiVent FX complete system  SCIREQ Inc. /emka TECHNOLOGIES

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References

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चिकित्सा मुद्दा १३७ Plethysmography श्वसन समारोह वेंटिलेशन पैरामीटर विशिष्ट airway प्रतिरोध midexpiratory मात्रा में प्रवाह मजबूर दोलन तकनीक
डबल चैंबर Plethysmography द्वारा जागरूक चूहों में श्वसन समारोह का मूल्यांकन
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Mailhot-Larouche, S., Deschênes, L., Lortie, K., Gazzola, M., Marsolais, D., Brunet, D., Robichaud, A., Bossé, Y. Assessment of Respiratory Function in Conscious Mice by Double-chamber Plethysmography. J. Vis. Exp. (137), e57778, doi:10.3791/57778 (2018).

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