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Biology

वयस्क ज़ेब्राफ़िश के लिए विवो सतह इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफी में

Published: August 1, 2019 doi: 10.3791/60011
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1
1Department of Medicine, Division of Cardiology, the Cardiovascular Research Laboratory, David Geffen School of Medicine at UCLA

Summary

यहाँ, हम लाइव एनेस्थेटाइज्ड वयस्क जेब्राफ़िश में इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम को रिकॉर्ड और व्याख्या करने के लिए एक विश्वसनीय, न्यूनतम इनवेसिव, और लागत प्रभावी विधि प्रस्तुत करते हैं।

Abstract

वयस्क जेब्राफ़िश के इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम तरंग रूप और मनुष्यों के वे उल्लेखनीय समान हैं। इन इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम समानताएं न केवल मानव हृदय इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी और मायोपैथियों के लिए एक अनुसंधान मॉडल के रूप में, लेकिन यह भी संभावित cardiotoxicities के लिए उच्च थ्रूपुट दवा स्क्रीनिंग में एक सरोगेट मॉडल के रूप में जेब्राफ़िश के मूल्य में वृद्धि मनुष्य, जैसे क्यूटी दीर्घीकरण। इस प्रकार, वयस्क जेब्राफ़िश के लिए विवो इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफी में एक विद्युत फीनोटाइपिंग उपकरण है जो आवश्यक है, यदि अपरिहार्य नहीं है, तो विवो इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल लक्षणों में क्रॉस-सेक्शनल या अनुदैर्घ्य के लिए। हालांकि, अक्सर, एक विश्वसनीय, व्यावहारिक, और लागत प्रभावी रिकॉर्डिंग विधि की कमी एक बड़ी चुनौती बनी हुई है जो विवो नैदानिक उपकरण में इसे और अधिक आसानी से सुलभ बनने से रोकती है। यहाँ, हम एक कम रखरखाव, लागत प्रभावी, और व्यापक प्रणाली है कि लगातार, विश्वसनीय रिकॉर्डिंग पैदावार का उपयोग वयस्क ज़ेब्राफ़िश के लिए vivo electrocardiography में करने के लिए एक व्यावहारिक, सीधा दृष्टिकोण का वर्णन. हम 12-18 महीने की उम्र के स्वस्थ वयस्क पुरुष जेब्राफ़िश का उपयोग कर हमारे प्रोटोकॉल वर्णन. हम भी डेटा सटीकता और मजबूती जल्दी इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम रिकॉर्डिंग प्रक्रिया में सुनिश्चित करने के लिए गुणवत्ता सत्यापन के लिए एक तेजी से वास्तविक समय व्याख्या रणनीति परिचय.

Introduction

जेब्राफ़िश (दानियो रीरियो) हृदय ऑपरकुलम और पेक्टोरल गर्डल्स के बीच वक्ष गुहा के लिए पूर्वानुमति स्थित होता है। दिल बल्कि एक चांदी के रंग का पेरिकार्डियल थैली के भीतर ढीला संलग्न है. परमाणु, जेब्राफ़िश दिल चार कक्ष वाले मानव और अन्य स्तनधारी दिल से अलग है क्योंकि इसके छोटे पैमाने (100 गुना मानव दिल से छोटा) और इसके दो कक्ष वाली संरचना जिसमें केवल एक एट्रियम और एक वेंट्रिकल शामिल हैं। फिर भी, इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) तरंग रूपों और दोनों प्रजातियों के क्यूटी अंतराल की अवधि उल्लेखनीय समान हैं (चित्र 1)। तदनुसार, जेब्राफ़िश मानव विरासत में मिला अतालता1,2,3 और संभावित मानव कार्डियोटॉक्सिसिटी के उच्च-थ्रूपुट दवा स्क्रीनिंग के लिए अध्ययन के लिए एक लोकप्रिय मॉडल के रूप में उभरा है4,5 , जैसे QT दीर्घीकरण।

मानव हृदय रोगों के नियमित मूल्यांकन में, शरीर की सतह ईसीजी 1903 में Einthoven द्वारा अपने आविष्कार के बाद से सबसे बड़े पैमाने पर इस्तेमाल किया पहली लाइन गैर इनवेसिव नैदानिक उपकरण बन गया है। इसके विपरीत, 2006 में वयस्क ज़ेब्राफ़िश के लिए शरीर की सतह ईसीजी रिकॉर्डिंग विधि के पहले अनुकूलन के बाद से6 और उसके बाद कई संशोधनों7, इस तकनीक के बावजूद क्षेत्र में कई शोधकर्ताओं के लिए काफी हद तक दुर्गम बनी हुई है इस पशु मॉडल की लोकप्रियता. वयस्क ज़ेब्राफ़िश के लिए विवो ईसीजी पूछताछ में प्रदर्शन करने वाले अन्य शोधकर्ताओं के लिए, ऑपरेटरों के बीच व्यापक भिन्नता विभिन्न अध्ययनों से ईसीजी निष्कर्षों में असंगति के लिए नेतृत्व किया. आम कारणों में बोझिल और महंगे विशेष उपकरणों और सॉफ्टवेयर, कम सिग्नल-टू-शोर अनुपात, और इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट के बारे में भ्रम शामिल हैं, सभी आगे वयस्क ज़ेब्राफ़िश ईसीजी सुविधाओं की एक अधूरी समझ से बढ़ और अंतर्निहित ऊतक तंत्र. यह देखते हुए कि विवो ईसीजी में विद्युत रूप से फीनोटाइप लाइव जेब्राफ़िश के लिए केवल नैदानिक उपकरण है, संवेदनशीलता और विशिष्टता, पुन: उत्पादनीयता और पहुंच में सुधार करने के लिए एक मानकीकृत विधि की स्पष्ट आवश्यकता है।

यहाँ, हम विवो इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम में जेब्राफ़िश को रिकॉर्ड करने औरउसकी व्याख्या करने के लिए एक व्यावहारिक, विश्वसनीय और मान्य दृष्टिकोण प्रस्तुत करते हैं (चित्र 2)। ललाट विमान में एक द्विध्रुवी नेतृत्व का उपयोग करना, हम ईसीजी waveforms और जीना एनेस्थेटाइज़्ड स्वस्थ जंगली प्रकार एबी वयस्क ज़ेब्राफ़िश के अंतराल अवधि में परिवर्तन की जांच की.

Protocol

इस अध्ययन में सभी प्रयोग प्रयोगशाला पशुओं की देखभाल और उपयोग के लिए अमेरिकी राष्ट्रीय स्वास्थ्य गाइड के अनुसार किए गए थे। इस अध्ययन में सभी पशु प्रोटोकॉल UCLA संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया.

1. प्रयोगात्मक सेट अप की तैयारी

  1. एक 14 एच प्रकाश पर प्रवाह के माध्यम से मछलीघर प्रणालियों में ज़ेब्राफ़िश बनाए रखें, 10 एच अंधेरे photoperiod पर 28 डिग्री सेल्सियस - 0.5 डिग्री सेल्सियस. परत भोजन के साथ दैनिक फ़ीड और जीना नमकीन झींगा (Artemia nauplii) दो बार दैनिक. इस अध्ययन में ज़ेब्राफ़िश बनाए रखा और UCLA ज़ेब्राफ़िश कोर द्वारा खिलाया गया.
  2. प्रयोग के दिन, मछलीघर से प्रयोगशाला में जेब्राफ़िश परिवहन.
  3. उपकरणों के आवश्यक टुकड़े को जोड़ने और एम्पलीफायर के तीन रंग मिलान का उपयोग पोर्टलों में तीन रंग कोडित स्टेनलेस स्टील इलेक्ट्रोड डालने के द्वारा इन विवो ईसीजी रिकॉर्डिंग प्रणाली की स्थापना की (चित्र 3)। ईसीजी रिकॉर्डिंग और/या विश्लेषण सत्र के प्रारंभ में सिस्टम प्रारंभ करें।
  4. आवश्यक उपकरण, जैसे कि टाइमर/स्टॉपवॉच, मछली, संदंश, कैंची, पेस्टर पिपेट, और संस्कृति व्यंजन (100 मिमी x 20 मिमी) को पकड़ने के लिए एक भट्ठा के साथ एक गीला स्पंज, प्रोक्योर करें।

2. संज्ञाहरण प्रेरण

  1. ईसीजी डेटा अधिग्रहण के दौरान गति कलाकृतियों से बचने के लिए दर्द नियंत्रण और मछली immobilization के लिए विसर्जन संज्ञाहरण तैयार करें। अधिकांश प्रयोगशालाओं में विसर्जन ट्राइकेन (एथिल 3-एमिनोबेन्जोएट मेथेनसल्फोनेट, एमएस-222) का उपयोग किया जाता है।
    1. ट्राइकेन 0.4% स्टॉक समाधान बनाने के लिए, निम्नलिखित मदों को एक पेंच-कैप्ड डार्क ग्लास की बोतल में संयोजित करें: 400 मिलीग्राम ट्राइकेन पाउडर, 98 एमएल डबल आसुत पानी, और 1 एम ट्रिस (पीएच 9) का 2 एमएल। 1 छ नह या 1 न भ्L य 1न हय 7.0 यथ8 .
    2. tricaine अंतिम विसर्जन समाधान बनाने के लिए, न्यूनतम एकाग्रता हैकि ज़ेब्राफ़िश उम्र 9, आकार, चयापचय राज्य, तनाव, रोग मॉडल, वैज्ञानिक उद्देश्यों, और प्रक्रियात्मक अवधि के लिए उपयुक्त है निर्धारित करते हैं।
    3. एक tricaine एकाग्रता प्रतिक्रिया अध्ययन प्रदर्शन, ऊपर या नीचे की सिफारिश की एकाग्रता से titrating 168 mg/L (या 0.0168%)9 यदि आवश्यक हो, कम से कम संभव cardirespiratory toxicities के साथ 3 मिनट के भीतर संज्ञाहरण के स्तर 4 प्राप्त करने के लिए. उदाहरण के लिए, इस अध्ययन में, एक 0.02-0.04% tricaine समाधान में उम्र के 12-18 महीने के जंगली प्रकार एबी ज़ेब्राफ़िश के विसर्जन 3 मिनट के भीतर संज्ञाहरण के स्तर 4 प्रेरित करेगा.
      नोट: संज्ञाहरण के स्तर 4 पर, संतुलन और मांसपेशियों टोन पूरी तरह से खो रहे हैं और नेत्र गति दर8कम हो जाती है।
    4. यदि आवश्यक हो, तो एनेस्थेटिक (एस) और प्रशासन के मार्ग के चयन के औचित्य पर अतिरिक्त मार्गदर्शन के लिए संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (IACU) में पशु चिकित्सक से परामर्श करें।
  2. सबसे कम पूर्व निर्धारित और IACUC-अनुमोदित एकाग्रता के tricaine समाधान युक्त एक डिश में एक वयस्क ज़ेब्राफ़िश विसर्जित (जैसे, 0.02-0.04% इस अध्ययन में) 3 मिनट के भीतर संज्ञाहरण के स्तर 4 प्रेरित करने के लिए (चित्र 2) .
    1. अस्तित्व ईसीजी प्रोटोकॉल के लिए, ईसीजी रिकॉर्डिंग सत्र के रूप में संभव के रूप में संक्षिप्त रखें (के तहत 10 मिनट). 15 मिनट से कम समय तक चलने वाले संक्षिप्त ईसीजी रिकॉर्डिंग सत्रों के लिए, संज्ञाहरण रखरखाव आवश्यक नहीं है।
    2. लंबे ईसीजी रिकॉर्डिंग सत्र स्थायी घंटे के लिए, पर्याप्त जलयोजन और ऑक्सीजन6प्रदान करने के लिए एक लंबे समय से अभिनय इंट्रामस्क्युलर पक्ष्य और एक मौखिक भ्रम प्रणाली का उपयोग करें।

3. ईसीजी लीड प्लेसमेंट

  1. एक बार जब जेब्राफ़िश 3 s के लिए संज्ञाहरण के स्तर 4 को बनाए रखता है, तो ईसीजी लीड इलेक्ट्रोड की नियुक्ति के लिए अपने अधर सतह के साथ नम स्पंज भट्ठा पर तुरंत मछली को स्थानांतरित करने के लिए कुंद संदंश की एक जोड़ी का उपयोग करें (चित्र 4)।
  2. धीरे से लगभग करने के लिए मछली पेशी में तीन ईसीजी नेतृत्व इलेक्ट्रोड डालने के लिए लगभग 1 मिमी गहराई में ललाट विमान में एक द्विध्रुवी नेतृत्व स्थापित करने के लिए कि हृदय मुख्य अक्ष के बाएं पुच्छ-दाएँ कपाल अभिविन्यास समानताएं.
  3. अधर मध्यरेखा में पॉजीटिव (लाल) इलेक्ट्रोड को बल्बस धमनी के स्तर पर स्थिति में, अर्थात, ऑपरकुलम के दो निचले किनारों को जोड़ने वाली काल्पनिक रेखा के ऊपर 1-2 मिमी पर (चित्र 4क)।
  4. नकारात्मक (काला) इलेक्ट्रोड caudally और 0.5-1.0 मिमी बाद में सकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए छोड़ दिया स्थिति, वयस्क ज़ेब्राफ़िश वेंट्रिकल की अधिकतम apicobasal लंबाई से अधिक की दूरी पर (चित्र 4A) .
  5. संदर्भ स्थिति (हरी) इलेक्ट्रोड caudally, गुदा क्षेत्र के पास.
    नोट: चूंकि कार्डियक मुख्य अक्ष मछली से मछली के लिए कुछ भिन्न होता है, आर और टी लहर आयाम को अधिकतम करने के लिए, परीक्षण और त्रुटि के माध्यम से केवल छोटे, व्यवस्थित परिवर्तन करके नेतृत्व की स्थिति को समायोजित. उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रोड परिवर्तित करें (सकारात्मक या नकारात्मक), दोनों इलेक्ट्रोड के बजाय, एक समय में और यादृच्छिक दिशाओं में अनियमित परिवर्तन करने के बजाय एक और दिशा में बदलने से पहले एक निर्दिष्ट दिशा में क्रमिक परिवर्तन करें.

4. ईसीजी रिकॉर्डिंग

  1. ईसीजी डेटा प्राप्ति प्रोग्राम खोलें। रेंज, कम पास, और उच्च पास के लिए ड्रॉप-डाउन मेनू से एक वांछित सेटिंग का चयन करें। उदाहरण के लिए, इस प्रयोग में प्रयुक्त इन विवो ईसीजी रिकॉर्डिंग सिस्टम में निम्न सेटिंग सामान्य वयस्क जेब्राफ़िश के लिए संगत, संतोषजनक संकेत-से-शोर अनुपात देती है: श्रेणी "2 एमवी", कम पास "120 हर्ट्ज", और उच्च पास "0.03 s"।
  2. प्रेस 1 kHz की एक नमूना दर पर निरंतर अंतराल मुक्त ईसीजी रिकॉर्डिंग शुरू करने के लिए शुरू करें।
  3. अधिकतम संकेत करने के लिए शोर अनुपात के लिए नेतृत्व स्थिति का अनुकूलन करने के लिए, ईसीजी रिकॉर्डिंग बंद करो और ईसीजी ट्रेस की समीक्षा करने के लिए जल्द ही प्रत्येक दिल के लिए बहुत पहले रिकॉर्डिंग प्रयास के बाद बंद करो दबाएँ.  यह निदान करने के लिए कि एक वयस्क जेब्राफ़िश ईसीजी सामान्य है, पुष्टि करें कि निम्न चार मान्य मानदंडों में से सभी संतुष्ट हैं (चित्र 1) :
    1. मानदंड 1: सुनिश्चित करें कि सभी ईसीजी waveforms (पी, QRS, और टी) अलग और आसानी से दिखाई दे रहे हैं.
    2. मानदंड 2: सुनिश्चित करें कि पी लहर सकारात्मक है.
    3. मानदंड 3: सुनिश्चित करें कि शुद्ध QRS परिसर सकारात्मक है (यानी आर लहर आयाम क्यू और एस लहर आयाम के योग से बड़ा है).
    4. मानदंड 4: सुनिश्चित करें कि टी लहर सकारात्मक है.
  4. एक सामान्य ईसीजी की उम्मीद है, तो इलेक्ट्रोड की स्थिति (पहले नकारात्मक इलेक्ट्रोड की कोशिश) यदि आवश्यक हो, जब तक सभी चार मान्य मापदंड संतुष्ट हैं.
  5. यदि एक सामान्य टी लहर की उम्मीद है, लेकिन टी लहर बहुत छोटा है, ट लहर आयाम को अधिकतम करने के लिए इलेक्ट्रोड की स्थिति.
  6. लीड स्थिति के अनुकूलन के बाद ईसीजी रिकॉर्डिंग फिर से शुरू करें। बाद के विश्लेषण के लिए ईसीजी sweeps सहेजें.

5. संज्ञाहरण से वसूली

  1. ईसीजी रिकॉर्डिंग सत्र के अंत में, ध्यान से मछली को घायल किए बिना इलेक्ट्रोड को हटा दें। मछली को ताजा, ऑक्सीजनयुक्त मछली के पानी में स्थानांतरित करें जो ट्राइकेन से मुक्त है।
  2. संज्ञाहरण से वसूली की सुविधा के लिए, एक पाश्चर पिपेट के साथ तेजी से gills पर धार पानी जब तक मछली नियमित रूप से गिल आंदोलन या तैराकी शुरू.
  3. संज्ञाहरण से पूर्ण वसूली के लिए मछली की निगरानी (आमतौर पर 1-2 मिनट), के रूप में मछली के लिए ईमानदार तैरने की क्षमता से संकेत दिया कम से कम 5 s.

6. ईसीजी व्याख्या

  1. विश्लेषण सेटिंग्स निर्धारित करें.
    1. ईसीजी डेटा विश्लेषण सॉफ्टवेयर के ऑपरेटिंग मैनुअल पढ़ने के द्वारा सॉफ्टवेयर इंटरफेस (सामग्रीकी तालिका) पता है।
      नोट: हालांकि नीचे दिए गए निर्देशों वाणिज्यिक हमारी प्रयोगशाला में इस्तेमाल सॉफ्टवेयर के लिए विशिष्ट हैं, बुनियादी कार्यों को पूरा करने के लिए अनिवार्य रूप से ईसीजी विश्लेषण के लिए किसी भी सॉफ्टवेयर पैकेज में ही हैं.
    2. ईसीजी डेटा विश्लेषण प्रोग्राम खोलें। फ़ाइल मेनू से, ब्याज की ईसीजी फ़ाइल खोलने के लिए खोलें और पूर्ण ईसीजी ट्रेस प्रदर्शित करने के लिए खोलें का चयन करें। विश्लेषण करने के लिए ईसीजी ट्रेस में रुचि का एक खंड बाहर खींचें करने के लिए माउस का उपयोग करें।
    3. ईसीजी विश्लेषण मेनू से, सॉफ्टवेयर स्वत: विश्लेषण के लिए विभिन्न पैरामीटर सेटिंग्स पूर्व परिभाषित करने के लिए एक संवाद बॉक्स खोलने के लिए ईसीजी सेटिंग्स का चयन करें (चित्र 5A)।
  2. दिल ताल और दर का विश्लेषण करें।
    नोट: दिल की दर कई कारकों पर निर्भर करता है, जेब्राफ़िश उम्र और तनाव सहित, संज्ञाहरण एजेंटों (जैसे, tricaine, isoflurane, आदि) और एकाग्रता, संज्ञाहरण उपयोग (एकल एजेंट5,7 बनाम संयुक्त एजेंट5) और जोखिम समय5| उदाहरण के लिए, इस अध्ययन में 12-18 महीने पुराने जंगली प्रकार एबी ज़ेब्राफ़िश की दिल की दर 0.02-0.04% tricaine समाधान में विसर्जन के 3-5 मिनट के बाद 116 था - 17 धड़कता प्रति मिनट (एन $ 9), इस आयु वर्ग के लिए दिल की दर के साहित्य की रिपोर्ट के अनुरूप और संवेदनाहारी5,7.
    1. निर्धारित करें कि दिल की लय साइनस है या नहीं, नियमित या अनियमित।
      नोट: साइनस लय की उपस्थिति (या अनुपस्थिति) एक सामान्य पीआर अंतराल द्वारा प्रत्येक QRS पूर्ववर्ती एक ईमानदार पी लहर की उपस्थिति (या अनुपस्थिति) पर आधारित है (उदाहरण के लिए, 60-65 एमएस लियू एट अल के लिए 10-12 महीने पुराने7 और 12-18 महीने पुराने जंगली प्रकार इस अध्ययन में एबी ज़ेब्राफ़िश). एट्रियल और वेंट्रिकुलर ताल नियमितता (या अनियमितता) क्रमशः लगातार पीपी या आरआर अंतराल की नियमितता (या अनियमितता) पर आधारित है।
    2. दिल की दर निर्धारित करने के लिए, सुनिश्चित करें कि सॉफ्टवेयर सही ढंग से सभी पी और आर तरंगों की पहचान करता है। पी और आर तरंगों के इन स्वत: पहचान (या मैनुअल सुधार) के आधार पर, सॉफ्टवेयर स्वचालित रूप से ईसीजी चयन में सभी पीपी और आरआर अंतराल के उपाय, एट्रियल और वेंट्रिकुलर दर उत्पन्न करने के लिए अंतराल औसत की गणना करता है।
      नोट: एट्रियल दर औसत पीपी अंतराल है, जबकि वेंट्रिकुलर दर औसत RR अंतराल है। हृदय गति निर्धारित करने के लिए, पी और आर तरंगों की सही पहचान महत्वपूर्ण है।
    3. गलत कर्सर को उपयुक्त पी और आर तरंगों पर ले जाकर किसी भी स्वत: पहचान की गलतियों को ठीक करें (चित्र 5ख)।
      नोट: यदि दिल साइनस लय में है, एट्रियल दर और वेंट्रिकुलर दर साइनस पी तरंगों और QRS परिसरों के बीच एक से एक पत्राचार की वजह से ही कर रहे हैं। हालांकि, एट्रियोवेंट्रिकुलर वियोजन के मामले में (उदा., वेंट्रिकुलर क्षिप्रयाकार या तीसरे डिग्री एट्रियोवेंट्रिकुलर ब्लॉक में), पी तरंगों और QRS परिसरों के बीच यह एक-से-एक पत्राचार खो जाता है; इसलिए, वहाँ दो दिल की दर है क्योंकि एट्रियल दर वेंट्रिकुलर दर से अलग है.
    4. दिल की लय अनियमित है, तो दिल की लय नियमित है, या कम से कम छह सेकंड की एक पट्टी अगर कम से कम पांच लगातार पूरा हृदय चक्र के आधार पर दिल की दर का निर्धारण।
  3. अंतराल और लहर durations की गणना.
    1. ईसीजी विश्लेषण पर जाएँ ; औसत दृश्य को एक ही औसत संकेत में (उदा., 5) लगातार हृदय चक्र को एक ही औसत संकेत में concatenate करने के लिए देखें (चित्र 5C)।
      नोट: यदि ईसीजी एक व्यक्ति हृदय चक्र के waveforms औसत संकेत से काफी भिन्न, अध्ययन है कि हृदय चक्र अलग से concatenation के बिना.
    2. सुनिश्चित करें कि सॉफ्टवेयर सही ढंग से शुरू और P लहर के अंत की पहचान करता है, QRS परिसर, और टी लहर औसत दृश्य विंडो में प्रदर्शित (चित्र 5C). इन तरंगों और अंतरालों की इन स्वचालित पहचान (या मैन्युअल सुधार) के आधार पर, सॉफ्टवेयर स्वचालित रूप से पारंपरिक रूप से परिभाषित अवधि के रूप में मापता है।
      नोट: पीआर अंतराल QRS परिसर के शुरू करने के लिए पी लहर के शुरू से फैली हुई है (या क्यू लहर दिखाई नहीं देता है, तो आरएस जटिल). QRS अवधि Q लहर के शुरू से फैली हुई है (या क्यू लहर दिखाई नहीं देता है, तो आर लहर) एस लहर के अंत करने के लिए (यानी, जे बिंदु; चित्र 1) . क्यूटी अंतराल क्यू तरंग के प्रारंभ से बढ़ाता है (या क्यू तरंग दिखाई नहीं देता है तो R लहर) T तरंग के अंत तक। इसलिए, अंतराल और durations की गणना करने के लिए, शुरू और पी लहर के अंत की सही पहचान, QRS जटिल, और आर लहर महत्वपूर्ण है.
    3. गलत कर्सर को उचित स्थानों पर ले जाकर किसी भी स्वत: पहचान गलतियों को ठीक करें.
    4. QRS परिसर के अंत के रूप में एस लहर के नकारात्मक शिखर का चयन करें7 क्योंकि जेब्राफ़िश जम्मू बिंदु है कि एस लहर के अंत का संकेत विशेष रूप से सही पहचान करने के लिए मुश्किल हो सकता है. यह सच QRS अवधि के एक मामूली कम करके आंका कारण होगा.
      नोट: ईसीजी विश्लेषण सॉफ्टवेयर स्वचालित रूप से QT अंतराल वेंट्रिकुलर दर (या RR अंतराल) सही QT अंतराल QTc चरण 6.1.3 में उपयोगकर्ता द्वारा पूर्व चयनित विधि का उपयोग कर उत्पन्न करने के लिए सही, उदाहरण के लिए, Bazett (चित्र 5A)। Bazett का फार्मूला (1920) QTc ] QT / $RR सबसे लोकप्रिय है और दिल की दर के लिए मानव क्यूटी अंतराल को सही करने के लिए प्रस्तावित कई तरीकों में से पहला है। क्योंकि Bazett के सूत्र की सटीकता पर सवाल उठाया गया है, अन्य तरीकों के लिए प्रस्तावित मानव10,11 और ज़ेब्राफ़िश6 (चित्र 5D) का उल्लेख करें.
  4. चरण 4.3 में चार मान्य मानदंडों के लिए अपवादों को पहचानने से ईसीजी असामान्यताओं की व्याख्या करें।
    1. मापदंड 1 के लिए अपवादों को पहचानें. किसी भी पी तरंगों की अनुपस्थिति में (जो साइनस लय की अनुपस्थिति को इंगित करता है), दिल की लय का निदान करने के लिए आरआर अंतराल और QRS अवधि पर भरोसा करते हैं। उदाहरण के लिए, यदि RR अंतराल अनियमित रूप से अनियमित हैं, तो एट्रियल फाइब्रिलेशन का निदान करें; आरआर अंतराल नियमित रूप से कर रहे हैं और QRS सामान्य रूप से संकीर्ण है, तो जंक्शन भागने ताल का निदान; दूसरी ओर, अगर आरआर अंतराल नियमित रूप से कर रहे हैं और QRS असामान्य रूप से लंबे समय तक है, निदान वेंट्रिकुलर भागने ताल.
    2. मापदंड 2 के लिए अपवादों को पहचानें. जब पी लहर नकारात्मक है (या उल्टे), एक अस्थानिक पेसमेकर से प्रतिगामी एट्रियल सक्रियण का निदान (जैसे साइनस नोड के नीचे एक एट्रियल साइट के रूप में, atrioventricular नोड, या वेंट्रिकल).
    3. मापदंड 3 के लिए अपवादों को पहचानें. जब लंबा और संकीर्ण क्यू तरंगों नकारात्मक पी और नकारात्मक टी तरंगों के साथ मौजूद हैं, सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड पदों के एक गलत स्विच के कारण नेतृत्व उत्क्रमण का निदान क्योंकि उन लंबा और संकीर्ण क्यू तरंगों सच आर तरंगों गलती से उलटा थे (चित्र 6D ). इसके विपरीत, जब महत्वपूर्ण हृदय की चोट के बाद सकारात्मक पी तरंगों के साथ मौजूद व्यापक क्यू तरंगों, मायोकार्डियल इंफार्क्शन का निदान क्योंकि उन व्यापक क्यू तरंगों सच रोगग्रस्त क्यू तरंगों रहे हैं।
    4. मापदंड 4 के लिए अपवादों को पहचानें. जब टी लहर उलटा है, वेंट्रिकुलर सक्रियण का निरीक्षण करने के लिए की पहचान है कि वेंट्रिकुलर पुनर्ध्रुवण असामान्यता प्राथमिक या माध्यमिक है. नैदानिक परिदृश्य पर भरोसा प्राथमिक वेंट्रिकुलर पुनर्ध्रुवण असामान्यता की एक अंतर सूची से सही निदान नीचे संकीर्ण करने के लिए (दवा प्रभाव या मायोकार्डियल इस्कीमिया से; चित्र 6C) बनाम माध्यमिक वेंट्रिकुलर पुनर्ध्रुवण असामान्यता (पूर्व उत्तेजना से aberant वेंट्रिकुलर सक्रियण के कारण, वेंट्रिकुलर बहिर्वे, या वेंट्रिकुलर पेसिंग)।
  5. निर्यात ईसीजी निष्कर्ष.
    1. सभी ईसीजी माप की समीक्षा करने के लिए तालिका दृश्य का चयन करें। वांछित दस्तावेज़ (उदा., Excel स्प्रेडशीट) में कॉपी और पेस्ट करने के लिए रुचि के माप का चयन करें.
    2. ईसीजी ट्रेस निर्यात करने के लिए, आवर्धक चिह्न का उपयोग करके ईसीजी स्वीप में रुचि के एक अनुभाग को हाइलाइट करें. इच्छित दस्तावेज़ (उदा., Word या PowerPoint) में प्रतिलिपि बनाएँ और चिपकाएँ).

Representative Results

चित्र 1 यहाँ प्रस्तुत विधि की नैदानिक प्रासंगिकता को दर्शाता है। वयस्क जेब्राफ़िश के लिए विवो सतह इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफी में उनके विशाल शारीरिक मतभेदों के बावजूद जेब्राफ़िश और मानव ईसीजी के बीच उल्लेखनीय समानताएं की वजह से एक आवश्यक विद्युत phenotyping उपकरण है। जेब्राफ़िश दिल में मानव हृदय के विपरीत केवल एक एट्रियम और एक वेंट्रिकल है जिसमें दो एट्रिया और दो निलय (शीर्ष पंक्ति; दाएँ और बाएँ, क्रमशः) होते हैं। हालांकि, इसकी स्पष्ट शारीरिक सादगी के बावजूद, ज़ेब्राफ़िश दिल मानव दिल के साथ कई ईसीजी सुविधाओं के शेयरों (नीचे पंक्ति; सही और बाएँ, क्रमशः) इसलिए, ज़ेब्राफ़िश दिल मानव हृदय के लिए एक किराए के मॉडल के रूप में उभरा है इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी5,12,13. चित्र 1 एक जीवित, स्वस्थ 14 महीने पुराने जेब्राफ़िश से एक छोटी लेकिन अलग क्यू लहर दिखाता है. हालांकि, ज़ेब्राफ़िश ईसीजी में, सीसा स्थिति सामान्यतः क्यू लहर को प्रदर्शित करने के लिए अनुकूलित नहीं है। इसलिए, क्यू लहर आमतौर पर अदृश्य है, और एक आर एस परिसर अधिक सामान्यतः ज़ेब्राफ़िश ईसीजी में पूर्ण QRS परिसर की तुलना में देखा जाता है।

चित्र 2 वयस्क जेब्राफ़िश के लिए विवो इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफी में न्यूनतम इनवेसिव आचरण करने के लिए चार आवश्यक कार्रवाई चरणों को संक्षेप में प्रस्तुत करता है। संज्ञाहरण प्रेरण (चरण 1) और इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट (चरण 2) के बाद, हम आधार रेखा ईसीजी संकेतों दर्ज (चरण 3) स्वस्थ जंगली प्रकार एबी ज़ेब्राफ़िश से 12 से 18 साल की उम्र के (n $ 9). हमारे इलेक्ट्रोड प्रविष्टि तकनीक केवल न्यूनतम इनवेसिव था क्योंकि हम मछली तराजू छील या pericardiotomy प्रदर्शन करने की जरूरत नहीं थी. डेटा अधिग्रहण के बाद, हम मैन्युअल रूप से समीक्षा की और सॉफ्टवेयर स्वत: विश्लेषण द्वारा संभावित गलत अर्थ से बचने के लिए प्रत्येक ईसीजी रिकॉर्डिंग (चरण 4) सत्यापित.

चित्रा 3 एक ठेठ ईसीजी डेटा अधिग्रहण और प्रसंस्करण प्रणाली के तीन अपरिहार्य घटकों से पता चलता है: एक उच्च प्रदर्शन डेटा अधिग्रहण हार्डवेयर, एक उच्च लाभ अंतर एम्पलीफायर, और ईसीजी डेटा के लिए सॉफ्टवेयर के साथ अपलोड एक कंप्यूटर अधिग्रहण और विश्लेषण. हमारी प्रयोगशाला में, हम मूल रूप से छोटे स्तनधारी मॉडल (जैसे चूहों, चूहों, और खरगोशों के रूप में) वयस्क ज़ेब्राफ़िश मॉडल को समायोजित करने के लिए डिजाइन vivo ईसीजी रिकॉर्डिंग प्रणाली में एक मौजूदा वाणिज्यिक अनुकूलित.

चित्र 4 दर्शाता है कि उचित नेतृत्व स्थान अनुमानित हृदय मुख्य अक्ष के साथ नेतृत्व संरेखित करने की आवश्यकता है. विवो ईसीजी रिकॉर्डिंग में ज़ेब्राफ़िश में, क्योंकि केवल एक ही नेतृत्व का उपयोग किया जाता है, उचित नेतृत्व स्थिति समवर्ती दोनों आर और टी लहर आयाम को अधिकतम करने के लिए महत्वपूर्ण है। आर और टी लहर आयाम को अधिकतम करने के लिए, हम हृदय मुख्य अक्ष के साथ सकारात्मक और नकारात्मक नेतृत्व इलेक्ट्रोड गठबंधन, संभवतः सही कपाल अभिविन्यास के लिए बाएं पुच्छमें में. हृदयाक्षाकार थैली खोलने और हृदय को प्रकट करने के लिए थोरैकोटोमी और पेरिकार्डियोटोमी के बाद, हृदय मुख्य अक्ष स्पष्ट हो जाता है (चित्र 4B सफेद डैश्ड रेखा)। वास्तव में, दिल का पर्दाफाश करने के लिए pericardiotomy एक न्यूनतम इनवेसिव प्रक्रिया में एक न्यूनतम इनवेसिव से ईसीजी रिकॉर्डिंग परिवर्तित करने की कीमत पर संकेत करने के लिए शोर अनुपात7 बढ़ाने के लिए एक आमतौर पर इस्तेमाल किया रणनीति है।

चित्र 5 ईसीजी विश्लेषण में महत्वपूर्ण चरणों को दर्शाता है। सबसे पहले, हम ईसीजी सेटिंग्स संवाद बॉक्स का उपयोग कर सॉफ्टवेयर स्वत: विश्लेषण के लिए विभिन्न पैरामीटर सेटिंग्स पूर्व निर्धारित (चित्र 5A) . क्योंकि हम वयस्क ज़ेब्राफ़िश को समायोजित करने के लिए स्तनधारी मॉडल के लिए डिज़ाइन किया गया एक मौजूदा ईसीजी रिकॉर्डिंग उपकरण repurpose, ज़ेब्राफ़िश के लिए जांच और विश्लेषण सेटिंग उपलब्ध नहीं है। हम बजाय मानव पूर्व निर्धारित का चयन किया, जेब्राफ़िश ईसीजी की उल्लेखनीय समानता को देखते हुए मानव ईसीजी (चित्र 5A)के लिए. दूसरा, हम मैन्युअल रूप से सॉफ्टवेयर स्वत: ईसीजी पहचान सत्यापित (काले रंग में) आर लहर चोटियों के और सही (लाल रंग में) किसी भी आर लहर ऑटो पहचान गलतियों औसत वेंट्रिकुलर दर की पुनः गणना करने के लिए सॉफ्टवेयर की कमान करने से पहले. उदाहरण के लिए, चित्र 5ठमें, आर तरंग के संबंध में एक बड़ी पी तरंग ने सॉफ्टवेयर को आर तरंगों की गलत पहचान करने में मूर्ख बना दिया, जिससे आरआर अंतराल या वेंट्रिकुलर दर के बाद स्वत: गलत गणना हो गई। इसलिए, ईसीजी विश्लेषण में आवश्यकतानुसार मानव सत्यापन और उचित सुधार महत्वपूर्ण हैं। तीसरा, हम जल्दी से लय नियमितता का मूल्यांकन किया और एक एकल औसत संकेत (काला) में कई लगातार हृदय चक्र (हरा) concatenate करने के लिए औसत दृश्य (चित्र 5C) का उपयोग कर लहरों और अंतराल की औसत अवधि की गणना की। यहाँ चित्र 5Cमें, नौ हृदय चक्र और औसत संकेत में से प्रत्येक के बीच नगण्य विचलन इस ज़ेब्राफ़िश दिल की उत्कृष्ट लय नियमितता के लिए तर्क है. अंत में, हम सॉफ्टवेयर स्वचालित रूप से उपलब्ध सात विभिन्न तरीकों में से एक Bazett, का उपयोग कर दिल की दर के लिए क्यूटी अंतराल को सही करने के लिए सक्षम (चित्र 5D)।

चित्र 6A -C दर्शाता है कि कैसे इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट की गहराई ईसीजी संकेतों के आयाम को प्रभावित करता है. जब हम गलत तरीके से इलेक्ट्रोड भी सतही dermis में डाला (चित्र 6A),नेतृत्व था "अप्रत्यक्ष" की तरह (दिल से दो से अधिक हृदय व्यास, अप्रत्यक्ष मानक मानव ईसीजी अंग के समान मैं, द्वितीय, और III) और वोल्टेज संकेत छोटे थे. जब हम उचित रूप से इलेक्ट्रोड डाला 1 मिमी पेक्टोरालिस पेशी में गहरी (चित्र 6B), नेतृत्व बन गया "अर्द्धप्रत्यक्ष" (के करीब निकटता में लेकिन दिल के साथ सीधे संपर्क में नहीं) और वोल्टेज संकेतों में वृद्धि हुई. ईसीजी तरंग रूपों आसानी से दिखाई देने के लिए बन गया. हालांकि, जब हम गलत तरीके से इलेक्ट्रोड भी निलय में गहरी डाला (चित्र 6C),नेतृत्व बन गया "प्रत्यक्ष" (दिल के साथ सीधे संपर्क में) और वोल्टेज संकेतों में और वृद्धि हुई. चित्र 6ब् में आर तरंग आयाम चित्र 6क की तुलना में आठ गुना बढ़ गया और चित्र 6ठकी तुलना में चार गुना बढ़ गया। हालांकि, चित्रा 6C में ईसीजी ट्रेस ने वेंट्रिकुलर मायोकार्डियम को चोट के नए संकेतों का पता लगाया, जैसे कि नए एसटी अवसाद और नई टी लहर व्युत्क्रम।

चित्रा 6D दर्शाता है कि कैसे सभी ईसीजी waveforms के असामान्य inversions (पी, क्यू, आर, एस, और टी) एक नेतृत्व उत्क्रमण गलती संकेत चाहिए, जिसमें सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड जगह बंद कर दिया. ध्यान दीजिए कि परिभाषा ु तथा स स सठ ऋणात्मक होती है जबकि त हमेशा धनात्मक होता है।

चित्र 6E -F से पता चलता है कि कैसे अनुचित संज्ञाहरण गहराई vivo ईसीजी रिकॉर्डिंग में की गुणवत्ता ख़राब कर सकते हैं. चित्रा 6Eमें, अपर्याप्त संज्ञाहरण (0.017% tricaine) पूरी तरह से ज़ेब्राफ़िश को स्थिर करने में विफलता के लिए नेतृत्व किया. परिणामी गति कलाकृतियों ने सिग्नल को दूषित करने और शोर (एरो) को बढ़ाकर सिग्नल-टू-शोर अनुपात को कम कर दिया। इसके विपरीत, चित्रा 6 Fमें, अधिक मात्रा में संज्ञाहरण (0.08% tricaine) गंभीर साइनस bradyarrhythmia प्रेरित के रूप में के रूप में अच्छी तरह से अनुसूचित जनजाति खंड और टी लहर के परिवर्तन.

Figure 1
चित्रा 1: शरीर रचना विज्ञान और मानव और ज़ेब्राफ़िश दिल की ईसीजी के विपरीत। दो atria और दो निलय के साथ मानव दिल के विपरीत, ज़ेब्राफ़िश दिल केवल एक atrium और एक वेंट्रिकल (शीर्ष पंक्ति) है. संक्षिप्त नाम: आरए, सही atrium; ला, छोड़ दिया atrium; आर.वी., दाएँ निलय; एल.वी.: छोड़ दिया वेंट्रिकल. जेब्राफ़िश दिल मानव दिल (नीचे पंक्ति) के साथ कई आम ईसीजी सुविधाओं के शेयरों। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्रा 2: विवो ईसीजी रिकॉर्डिंग प्रोटोकॉल में न्यूनतम इनवेसिव। एक योजनाबद्ध प्रवाह चार्ट एक में vivo ईसीजी पूछताछ के संचालन में चार महत्वपूर्ण कार्रवाई कदम दिखाता है: संज्ञाहरण प्रेरित, ईसीजी नेतृत्व इलेक्ट्रोड जगह, ईसीजी रिकॉर्ड, और ईसीजी रिकॉर्डिंग का विश्लेषण. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्र 3: ईसीजी डेटा अधिग्रहण और प्रसंस्करण प्रणाली. विवो ईसीजी रिकॉर्डिंग प्रणाली में एकीकृत के तीन प्रमुख घटकों में डेटा, एम्पलीफायर, और डेटा अधिग्रहण और विश्लेषण के लिए कंप्यूटर सॉफ्टवेयर प्राप्त करने के लिए एक हार्डवेयर शामिल है। एम्पलीफायर तीन तैयार करने के लिए उपयोग 29 गेज स्टेनलेस स्टील microelectrodes के साथ आता है. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्र 4: ईसीजी लीड प्लेसमेंट. तीन 29 गेज रंग कोडित स्टेनलेस स्टील इलेक्ट्रोड लगभग करने के लिए मछली पेशी में सुरक्षित रूप से डाला जाता है 1 गहराई में मिमी. नकारात्मक की नियुक्ति (काला) इलेक्ट्रोड और सकारात्मक (लाल) इलेक्ट्रोड ललाट विमान में एक द्विध्रुवी नेतृत्व स्थापित करता है, सही कपाल अभिविन्यास के लिए एक बाएँ पुच्छ के साथ. संक्षिप्त संक्षिप्तीकरण: ref, संदर्भ इलेक्ट्रोड कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्र 5: C ईसीजी विश्लेषण में महत्वपूर्ण कदम. (ए) सॉफ्टवेयर स्वत: विश्लेषण के लिए विभिन्न पैरामीटर सेटिंग्स पूर्व परिभाषित. (बी) एट्रियल और वेंट्रिकुलर दर के सॉफ्टवेयर (काले) द्वारा सॉफ्टवेयर (काला) द्वारा मैन्युअल रूप से सही (लाल) सॉफ्टवेयर गलत पहचान को सुधारने के लिए। (सी) ताल नियमितता/अनियमितताओं का त्वरित आकलन करने और तरंगों और अंतरालों की औसत अवधि की गणना करने के लिए एक एकल औसत संकेत (काला) में नौ लगातार हृदय चक्र (हरा) को सम्मिलित करें। (घ) विभिन्न विधियों में से एक का उपयोग करके हृदय गति के लिए क्यूटी अंतराल को सही करें, जैसे कि बैजेट। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 6
चित्रा 6: ईसीजी संकेतों पर लीड प्लेसमेंट और संज्ञाहरण गहराई के प्रभाव। दो सबसे महत्वपूर्ण कदम है कि vivo ईसीजी रिकॉर्डिंग में की सफलता का निर्धारण नेतृत्व स्थान (ए डी) और संज्ञाहरण गहराई (ई-एफ) कर रहे हैं. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Discussion

जब हम इस अध्ययन में प्रदर्शन के रूप में एक एकल नेतृत्व के माध्यम से वयस्क ज़ेब्राफ़िश के लिए vivo ईसीजी में रिकॉर्डिंग, वहाँ गुणवत्ता और ईसीजी रिकॉर्डिंग परिणामों की वैधता के विषय में चेतावनी के एक नंबर रहे हैं. सबसे पहले, उचित संज्ञाहरण चुनने और कम से कम आवश्यक संज्ञाहरण एकाग्रता, गहराई, और अवधि का निर्धारण करने में, गति कलाकृतियों को दबाने के लिए महत्वपूर्ण जरूरत के खिलाफ संवेदनाहारी cardiotoxicities संतुलन और के लिए एक प्राथमिकता निर्धारण एक अस्तित्व बनाम टर्मिनल प्रयोगात्मक डिजाइन. विभिन्न दवा वर्गों से कई एनेस्थेटिक्स के संयोजन के synergistic शक्ति पर कैपिटल 5,14 और पैरालिटिक्स1,6 व्यक्तिगत एजेंटों की खुराक कम करने के लिए5 या प्रशासन एक उच्च प्रेरण खुराक के बाद एक कम रखरखाव खुराक ठेठ रणनीतियों रहे हैं. हालांकि, अपनी अच्छी तरह से ज्ञातसंभावित cardirespiratory toxicities के बावजूद, मौत सहित 8, tricaine अभी भी सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया है, सबसे अच्छा उपलब्ध है, और केवल संवेदनाहारी अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन द्वारा अनुमोदित (एफडीए) ज़ेब्राफ़िश के लिए संज्ञाहरण. Tricaine लोकप्रिय वयस्क ज़ेब्राफ़िश की ईसीजी रिकॉर्डिंग में इस्तेमाल किया गया है या तो एक एजेंट के रूप में या अन्य एनेस्थेटिक्स या paralytics के साथ संयोजन में.

दूसरा, नेतृत्व प्लेसमेंट सटीकता एक सामान्य वयस्क ज़ेब्राफ़िश ईसीजी के लिए हमारे चार मान्य मानदंडों का उपयोग कर स्वस्थ सामान्य ज़ेब्राफ़िश के लिए कम से कम सुनिश्चित किया जा सकता है। चार मान्य मानदंडों में से जो हम यहां प्रस्तावित करते हैं , अंतिम दो मानदंड एक साथ आर तरंग की ध्रुवता और सामान्य ईसीजी5,7,15में टी तरंग के बीच मूलभूत सामंजस्य की पुष्टि करते हैं . इस आर और टी लहर सामंजस्य एक अप्रत्याशित, अभी तक महत्वपूर्ण, ज़ेब्राफ़िश और मानव16के बीच समानताहै,17 सामान्य ईसीजी कि मानव हृदय के लिए एक किराए के रूप में ज़ेब्राफ़िश दिल मॉडल के नैदानिक प्रासंगिकता के लिए योगदान देता है वैद्युत शरीर विज्ञान। हालांकि, कई सौम्य या घातक शर्तों चार मान्य मानदंडों में से किसी को अमान्य हो सकता है. उदाहरण के लिए, आर और टी तरंग सामंजस्य मायोकार्डियल इस्किमिया7,15में खो जाता है। मायोकार्डियल इस्कीमिया में आर और टी लहर सामंजस्य का यह नुकसान जेब्राफ़िश और मानव ईसीजी के बीच एक और हड़ताली समानता है जो जेब्राफ़िश मायोकार्डियल इंफार्क्शन मॉडल की नैदानिक प्रासंगिकता में योगदान देता है।

अंत में, हम ईसीजी विश्लेषण में एक मानक अभ्यास की सलाह देते हैं। प्रौद्योगिकी के आगमन के साथ, ईसीजी विश्लेषण सॉफ्टवेयर स्वत: ईसीजी व्याख्या उत्पन्न कर सकते हैं. हालांकि, हम दृढ़ता से अनुशंसा करते हैं कि प्रशिक्षित मनुष्य हमेशा फिर से व्याख्या और ईसीजी ईसीजी ईसीजी रिकॉर्डिंग के लिए अग्रणी संबंधित नैदानिक परिदृश्य के आधार पर सभी ईसीजी सत्यापित करना चाहिए। ईसीजी विश्लेषण सॉफ्टवेयर द्वारा स्वचालित व्याख्या पर केवल नियमित अति-निर्भरता अव्यवहार्य है, विशेष रूप से सामान्य सामान्य ईसीजी वेरिएंट, हृदय रोगों, या suboptimal नेतृत्व प्लेसमेंट की उपस्थिति में।

इस अध्ययन संक्षिप्त ईसीजी रिकॉर्डिंग सत्र के लिए न्यूनतम इनवेसिव विधि पर केंद्रित है. हालांकि, टर्मिनल लंबे समय तक ईसीजी रिकॉर्डिंग सत्र स्थायी घंटे के लिए आवश्यकता पैदा करनी चाहिए, संशोधन निरंतर perfusion6द्वारा पर्याप्त ऑक्सीजन, जलयोजन, और संज्ञाहरण प्रदान करने के लिए आवश्यक हैं।

इसके अतिरिक्त, कम से कम तीन तरीकों में से एक से संकेत-से-शोर अनुपात में वृद्धि. एक और अधिक शक्तिशाली एम्पलीफायर का चयन अक्सर एक महंगा है, अगर अव्यावहारिक नहीं, विकल्प. मात्रा कंडक्टर को कम करने के लिए हृदयावरदीय थैली खोलना एक उचित है, हालांकि आक्रामक, दृष्टिकोण है कि अपनाया गया है7. मुख्य हृदय अक्ष के समानांतर दिशा में लीड अक्षको संरेखित करने के लिए रणनीतिक लीड प्लेसमेंट ईसीजी वोल्टेज संकेतों को अधिकतम करेगा, लेकिन विशेष रूप से पेरिकार्डियोटोमी के अभाव में परीक्षण और त्रुटि की आवश्यकता हो सकती है।

वयस्क ज़ेब्राफ़िश के लिए इन विवो ईसीजी पूछताछ विधि है कि हम यहाँ प्रस्तुत चार मुख्य लाभ प्रदान करता है. सबसे पहले, हमारे न्यूनतम इनवेसिव दृष्टिकोण केवल इलेक्ट्रोड प्रविष्टि की आवश्यकता है, लेकिन कोई मछली पैमाने हटाने या thoracotomy-pericardiotomy. इसलिए, मछली के लिए दर्द को कम करके, हमारे दृष्टिकोण अनुदैर्घ्य अस्तित्व के अध्ययन में बार-बार ईसीजी पूछताछ सक्षम बनाता है. दूसरा, जब एनेस्थेटिक्स पर्याप्त रूप से मछली की गति को दबा, हमारे अध्ययन में इन विवो ईसीजी रिकॉर्डिंग प्रणाली लगातार शोर मुक्त कच्चे संकेतों के साथ एक संतोषजनक संकेत करने के लिए शोर अनुपात पैदावार. तीसरा, चार-कंसटकी गुणवत्ता सत्यापन जो हम यहां प्रस्तावित करते हैं, ईसीजी डेटा अधिग्रहण में डेटा सटीकता और मजबूती सुनिश्चित करता है और ऑपरेटर-निर्भर विविधताओं को कम करता है। अंत में, विशेष रूप से, हमारे पिछले मान्य कसौटी (सामान्य टी लहर ईमानदार है) आर लहर और टी लहर, ज़ेब्राफ़िश सामान्य ईसीजी की एक महत्वपूर्ण मानव की तरह सुविधा की सामंजस्य encapsulates (चित्र 1).

हालांकि, वहाँ अभी भी हमारे समूह और दूसरों द्वारा वयस्क ज़ेब्राफ़िश के लिए vivo ईसीजी पद्धति में वर्तमान के लिए चार प्रमुख सीमाएं मौजूद हैं.

सबसे पहले, विषय सहयोग की कमी इसके सीमित cardirespiratory विषाक्तता परिणामों के साथ संज्ञाहरण के लिए की आवश्यकता की आवश्यकता है. विवो ईसीजी पूछताछ में, जबकि मानव रोगियों को कभी भी सेडेशन की आवश्यकता नहीं होती है, जेब्राफ़िश को हमेशा एनेस्थेटिक्स या पैरालिटिक्स की आवश्यकता होती है, जिनमें से सभी चर कार्डियोरेस्पेरेटरी विषाक्तता का कारण बनते हैं।

दूसरा, संलग्न ईसीजी को सुरक्षित करने की आवश्यकता थोड़ा एक अन्यथा गैर इनवेसिव प्रक्रिया के आक्रामकता elevates. जबकि मानव के शरीर की सतह ईसीजी रिकॉर्डिंग में सीसा प्लेसमेंट पूरी तरह से गैर इनवेसिव है क्योंकि इलेक्ट्रोड मानव बाह्य त्वचा का पालन करते हैं, ज़ेब्राफ़िश के विवो ईसीजी रिकॉर्डिंग में के लिए लीड प्लेसमेंट अधिक आक्रामक है क्योंकि, कम से कम, स्टील इलेक्ट्रोड चाहिए मछली पेशी में सुरक्षित प्रविष्टि के लिए मछली की त्वचा पंचर.

पिछले दो सीमाओं ज़ेब्राफ़िश छाती और दिल की शारीरिक बाधाओं से स्टेम. तीसरा, वयस्क ज़ेब्राफ़िश हृदय के मामूली आकार ईसीजी लीड की संख्या में भारी कमी की आवश्यकता है। जबकि मनुष्य आसानी से एक मानक ईसीजी रिकॉर्डिंग में बारह सुराग को समायोजित, वयस्क ज़ेब्राफ़िश आम तौर पर केवल एक एकल एकध्रुवीय या द्विध्रुवी नेतृत्व को समायोजित कर सकते हैं. एक एकल ईसीजी नेतृत्व का असर एक साथ सभी तीन पी, आर, और टी तरंगों के आयाम अनुकूलन करने के लिए चुनौती है। इसलिए, जेब्राफ़िश ईसीजी पूछताछ में इष्टतम और सटीक लीड प्लेसमेंट के महत्व को अतिरंजित नहीं किया जा सकता है। ज़ेब्राफ़िश में, टी लहर एक अद्वितीय पता लगाने चुनौती प्रस्तुत करता है क्योंकि यह अक्सर इन तीन तरंगों की सबसे छोटी है. इसलिए, ज़ेब्राफ़िश टी लहर आयाम आम तौर पर बड़ा पी और आर तरंगों पर अनुकूलन प्राथमिकता प्राप्त करना चाहिए.

चौथा, आर लहर आयाम को अधिकतम करने के लिए ज़ेब्राफ़िश मुख्य हृदय अक्ष का निर्धारण चुनौतीपूर्ण हो सकता है। कारण यह है कि ज़ेब्राफ़िश दिल अपने रूप के भीतर मानव दिल की तुलना में अपने ढीले पेरिकार्डियल थैली के भीतर गति की अधिक स्वतंत्रता है-फिटिंग दस्ताने की तरह पेरिकार्डियम.

कुल मिलाकर, इन सीमाओं भविष्य विधि नवाचार को प्रोत्साहित करेंगे. 3 डी मुद्रण और विकृत इलेक्ट्रॉनिक्स18के आगमन के साथ, वहाँ जाग में प्रत्यक्ष नेतृत्व प्रत्यारोपण एक दिन के लिए आशा है, चेतावनी, तैराकी ज़ेब्राफ़िश वायरलेस इलेक्ट्रोड सेंसर के एक 'कार्डियक सोक' का उपयोग कर.

Disclosures

लेखकों को खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.

Acknowledgments

इस काम के राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थानR01 HL141452 TPN के लिए द्वारा समर्थित किया गया था. ADInstruments कृपया उदार धन प्रदान करने के लिए खुला उपयोग प्रकाशन की लागत को कम लेकिन या तो प्रयोगात्मक डिजाइन, डेटा अधिग्रहण, इस अध्ययन के डेटा विश्लेषण या प्रकाशन से पहले पांडुलिपि के लिए किसी भी उपयोग में कोई भूमिका नहीं थी.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Culture dishes Fisher Scientific FB087571 100 mm x 20 mm
Dumont Forceps Fine Sciense Tools 11253-20 0.1 x 0.06 mm
FE136 Animal Bio Amp  AD Instruments FE231
Iris Forceps Fine Sciense Tools 11064-07 0.6 x 0.5 mm
LabChart 8 Pro AD Instruments Software with ECG Module
Needle electrodes for Animal Bio Amp  AD Instruments MLA1213 29 gauge
Plastic Disposable Transfer Pipets Fisher Scientific 13-669-12 6 in., 1.2 mL
PowerLab 4/35 AD Instruments 4//35
Scissors Fine Sciense Tools 15000-08 2.5 mm, 0.075 mm
Tricaine (Ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate) Sigma E10521-10G MS-222

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References

  1. Arnaout, R., et al. Zebrafish model for human long QT syndrome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (27), 11316-11321 (2007).
  2. Hassel, D., et al. Deficient zebrafish ether-a-go-go-related gene channel gating causes short-QT syndrome in zebrafish reggae mutants. Circulation. 117 (7), 866-875 (2008).
  3. Meder, B., et al. Reconstitution of defective protein trafficking rescues Long-QT syndrome in zebrafish. Biochemical and Biophysical Research Communication. 408 (2), 218-224 (2011).
  4. Sieber, S., et al. Zebrafish as a preclinical in vivo screening model for nanomedicines. Advanced Drug Delivery Reviews. , (2019).
  5. Lin, M. H., et al. Development of a rapid and economic in vivo electrocardiogram platform for cardiovascular drug assay and electrophysiology research in adult zebrafish. Science Reports. 8 (1), 15986 (2018).
  6. Milan, D. J., Jones, I. L., Ellinor, P. T., MacRae, C. A. In vivo recording of adult zebrafish electrocardiogram and assessment of drug-induced QT prolongation. American Journal of Physiology-Heart and Circulation Physiology. 291 (1), H269-H273 (2006).
  7. Liu, C. C., Li, L., Lam, Y. W., Siu, C. W., Cheng, S. H. Improvement of surface ECG recording in adult zebrafish reveals that the value of this model exceeds our expectation. Science Reports. 6, 25073 (2016).
  8. Matthews, M., Varga, Z. M. Anesthesia and euthanasia in zebrafish. Ilar Journal. 53 (2), 192-204 (2012).
  9. Westerfield, M. The zebrafish book: a guide for the laboratory use of zebrafish (Danio rerio). , 5th edn, University of Oregon Press. (2007).
  10. Sagie, A., Larson, M. G., Goldberg, R. J., Bengtson, J. R., Levy, D. An improved method for adjusting the QT interval for heart rate (the Framingham Heart Study). American Journal of Cardiology. 70 (7), 797-801 (1992).
  11. Luo, S., Michler, K., Johnston, P., Macfarlane, P. W. A comparison of commonly used QT correction formulae: the effect of heart rate on the QTc of normal ECGs. Journal of Electrocardiology. 37 Suppl, 81-90 (2004).
  12. Vornanen, M., Hassinen, M. Zebrafish heart as a model for human cardiac electrophysiology. Channels (Austin). 10 (2), 101-110 (2016).
  13. Tsai, C. T., et al. In-vitro recording of adult zebrafish heart electrocardiogram - a platform for pharmacological testing). Clinica Chimica Acta. 412 (21-22), 1963-1967 (2011).
  14. Collymore, C., Tolwani, A., Lieggi, C., Rasmussen, S. Efficacy and safety of 5 anesthetics in adult zebrafish (Danio rerio). Journal of American Association of Lab Animal Sciences. 53 (2), 198-203 (2014).
  15. Sun, Y., et al. Activation of the Nkx2.5-Calr-p53 signaling pathway by hyperglycemia induces cardiac remodeling and dysfunction in adult zebrafish. Disease Model and Mechanism. 10 (10), 1217-1227 (2017).
  16. Franz, M. R., Bargheer, K., Rafflenbeul, W., Haverich, A., Lichtlen, P. R. Monophasic action potential mapping in human subjects with normal electrocardiograms: direct evidence for the genesis of the T wave. Circulation. 75 (2), 379-386 (1987).
  17. Chiale, P. A., et al. The multiple electrocardiographic manifestations of ventricular repolarization memory. Current Cardiology Reviews. 10 (3), 190-201 (2014).
  18. Xu, L., et al. 3D multifunctional integumentary membranes for spatiotemporal cardiac measurements and stimulation across the entire epicardium. Nature Communications. 5, 3329 (2014).

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Zhao, Y., Yun, M., Nguyen, S. A., Tran, M., Nguyen, T. P. In Vivo Surface Electrocardiography for Adult Zebrafish. J. Vis. Exp. (150), e60011, doi:10.3791/60011 (2019).

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