Summary
Burada, anestezik kullanımını gerektirmeyen erken doğum sonrası fareler için optimize edilmiş noninvaziv bir elektrokardiyografi (EKG) protokolü salıyoruz.
Abstract
Elektrokardiyografi (EKG) uzun hastalık hem insan hem de hayvan modellerinde kardiyovasküler (ve kardiyopulmoner) fonksiyonu değerlendirmek etkili ve güvenilir bir yöntem olarak dayanıyordu. Bireysel kalp hızı, ritim ve düzenlilik, EKG toplanan kantitatif parametreler ile birlikte, kardiyak iletim sisteminin bütünlüğünü nyanıt larının yanı sıra kardiyak döngüentegre fizyolojisini değerlendirmek için hizmetvermektedir. Bu makalede, anestezik kullanımına gerek kalmadan, perinatal ve neonatal fare yavrularında ilk doğum sonrası gün kadar erken bir zamanda noninvaziv EKG yapmak için kullanılan yöntem ve tekniklerin kapsamlı bir tanımı yer almaktadır. Bu protokol, yeni doğan farelerde EKG elde etmek için standart laştırılmış ve tekrarlanabilir bir yönteme duyulan ihtiyacı doğrudan gidermek üzere tasarlanmıştır. Çevirisel açıdan bakıldığında, bu protokol transgenik fare hatları kullanılarak üretilen konjenital kardiyopulmoner defektlerin karakterizasyonunda ve özellikle ilk doğum sonrası günlerde veya doğum sonrası dönemde ölümcülliğe neden olan defektlerin analizinde tamamen etkili olduğunu kanıtlamaktadır. Bu protokol aynı zamanda erken doğum sonrası kardiyak iletim sisteminin olgunlaşması ile ilişkili normatif verileri karakterize etmek ve sağlamak için bilimsel literatürdeki bir boşluğu doğrudan gidermeyi amaçlamaktadır. Bu yöntem belirli bir doğum sonrası zaman dilimi ile sınırlı değildir, daha ziyade doğum sonrası gün 10 (P10), doğumsal kalp hastalığı (KH) özellikle vurgu ile, in vivo insan hastalıklarının modellemeiçin kritik öneme sahip bir pencere yenidoğan fare yavruları EKG veri toplama sağlar.
Introduction
Kardiyak fonksiyon farklı şekillerde ölçülebilir, en yaygın elektrokardiyografi kullanımı içerir (EKG) kalp yoluyla elektrik akımı iletimi analiz etmek gibi genel kardiyak döngüsü ve fonksiyonu1. Elektrokardiyografi, hem insan hem de hayvan hastalıklarında kardiyak anomalilerin tanımlanması ve karakterize edilmesi nde yararlı bir tanı aracı olmaya devam etmektedir1,2. Elektrokardiyogram okumasındaki düzensizlikler anormal kardiyak gelişimde (örn. konjenital kalp hastalığı (KH)) bulunabilir ve altta yatan miyokartyumun bütünlüğü ve/veya işlevindeki kusurları düşündüren kalp hızında (örn. bradikardi) ve ritimde (örn. "kalp blokları") değişiklikler olarak kendini gösteren aritmileri içerebilir. Bu gibi değişiklikler hastaları yaşamı tehdit eden kardiyak disfonksiyona (örn. konjestif kalp yetmezliği ve/veya kalp durması) yatkınlık ve mortalite artışı3,4. Şiddetli ve tedavi edilmeyen KCHD ile yüksek mortalite oranları göz önüne alındığında, bu erken postnatal dönemde EKG toplamak için standart ve tekrarlanabilir bir yöntem geliştirilmesi önemlidir.
Biz bu sorunu çözmek için ilk olmasa da, bir fare yavruları üzerinde EKG toplama önceki yöntemler geleneksel invaziv prosedürler (deri altı iğne veya tel elektrotlar) ve / veyaanestezik kullanımı dahilettik 5,6,7. Noninvaziv EKG analizi yapmanın avantajları arasında ağrıyı en aza indirmek ve hayvan üzerindeki stresi geri alma yer almaktadır. Deneyci hala yavru strese neden olma konusunda dikkatli olmalıdır, cihaz doğru veri üretmek için ortak stres önlemek için tasarlanmıştır. Kardiyak fonksiyonun değerlendirilmesi bağlamında, kardiyopulmoner anormallikleri olabilecek hayvanlara anestezi getirilmesi altta yatan koşulları maskeleyebilir ve hatta şiddetlendirebilir. Anestezikler hücrelerin depolarizasyonunu ve/veya repolarizasyonunu değiştirerek elektrikiletimini etkileyebilir. Son olarak, anestezi kullanımı hipotermi için artan bir risk yenidoğan yavrusu koyabilirsiniz, hangi daha da herhangi bir doğal patoloji şaşırtmak olabilir. Aşağıdaki protokol herhangi bir anestezik, invaziv prosedürler veya yavru için belirgin rahatsızlık tanıtmak değildir. Ekipman kurulumu tamamlandıktan sonra, hayvanı içeren cihaz kurulumu ve veri toplama verimli bir şekilde tamamlanabilir ve ardından yavrular annelerine iade edilebilir. Ayrıca, bu sistem tekrar ve / veya seri analizler, zaman içinde analiz gerektiren deneyler için ideal, farmakolojik tedaviler, vb giriş için izin verir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Aşağıdaki protokol, New England Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi standartlarına uygundur. Protokolün yakından gözlemi, incelenen tüm neonatlarda tatmin edici EKG okumaları sunmalıdır (n > 70).
1. Cihaz preparatları
- Cihazı, üzerinde indirilen EKG yazılımı bulunan bir bilgisayarın USB bağlantı noktasına takın. Ölçüm cihazı otomatik olarak (37 °C/98.6 °F) kadar ısınmaya başlar. Dahili ısıtma ünitesi ölçüm ünitesi içinde yer almaktadır ve sadece plastik yüzeyi ısıtır. Gümüş tel elektrotlar ısıtmalı değildir.
- Yüzeyin sıcaklığa ulaşması için yaklaşık 15 dakika bekleyin. Toplamak ve hayvanları kurmak için bu zamanı kullanın.
NOT: Protokol bu noktada duraklatılabilir ve platform takılı ve uzun bir süre ısıtma kalabilir. Kendi kendini ısıtan bir elektrot platformu nun yokluğunda, anne ve yavruların hipotermik hale gelmesini engellemek için hayvan tarafından güvenli ısıtma yastığı da kullanılabilir.
2. Hayvan preparatları
- Anne ve yavruları toplamak ve toplamak için hazır olana kadar konut kafes içinde tutmak.
- Ölçüm ünitesi sıcaklığa ısıtıldıktan sonra fare yavrusunu kafesten çıkarın ve sile %70 etanol püskürtülerek toraksı silin. Plastiğin ısıtılmış yüzeyine yavruyu yerleştirin.
- Farenin karanlıkta yüzeye yaklaşık 2-5 dakika uyum sağlamasına izin verin.
3. Fare ve elektrot platformu kurulumu (elektrot uygulaması)
- Yapışkan, elektrikiletken jel (kemirgen elektrotların yerleştirilmesi için yaygın olarak kullanılan hızlı kuruyan yüksek iletkenlikli elektrot jel) küçük bir damlacık toplamak için bir metal spatula, sonda veya ahşap dübel kullanın.
NOT: Herhangi bir fibröz olmayan, katı nesne iletken jel uygulamak için kullanılabilir, sürece nesne elektrik sinyali kalitesini bozabilir elektrotlar üzerinde sentetik lifler veya benzeri malzeme geride bırakmaz. - Spatula/dübel kullanarak, dört, düzleştirilmiş elektrot yüzeylerinin her birinin üst kısmına hafifçe dokunarak hafifçe bastırın ve iletken jeli elektrot yapısının merkezinden eğik bir açıyla çekin. Her bir elektrot tamamen jel ile kaplı olduğundan emin olun.
DİkKAT: Bu adım, iletken, elektrot jelinin tek bir elektrottan daha fazla yapışmadığından emin olmak için son derece önemlidir. Elektrotlar arasında şekil veren yapışkan iplikçikler yük leyebilir ve istenilen elektrik sinyalini potansiyel olarak etkileyebilir veya kısalayabilir. Jel katılaşmaya ve yapışık olmaya başlayacağından protokol şu anda duraklatmamalıdır. Iletken jel (veya eşdeğer iletken elektrot jel ikame) uygulayarak 5-10 dakika içinde platforma fare kurmak için emin olun. - Yan jel geri kalanı ile metal spatula veya ahşap dübel yerleştirin.
- Yenidoğan fare yavrusu nu aşağı ve pup'ın başını platformun giden USB kenarına bakacak şekilde yerleştirin. Yavrunun göğsünün bir kısmının dört elektrotun her birini kapsadığından emin olun. Aynı anda iletken jel ayarlamak için izin vermek için yaklaşık 1 dakika boyunca basılı tutarak yavaşça yan tarafından yavrunun önkollarını dizginlemek.
- Yavrunun sağ ve sol tarafına kauçuk silikon tamponlar yerleştirin. Tamponlar her iki tarafta yavru güvenli ve farenin aşırı hareketlerini önlemek için istikrar sağlamak gerekir ama farenin tüm hareketini önlemek olmamalıdır. Yüklendikten sonra fareyi bir an lığına izleyin ve tampon yerleşimini gerektiği gibi ayarlayın.
DİkKAT: Bu solunum mekaniği ve solunum hızı engelleyebilir gibi çok sıkı fare sıkıştırmak yok. - Kalan iletken jeli topraklama kuyruk elektroduna uygulamak ve yavrunun kıç ına yerleştirmek için bir kenara konan dübel'i kullanın. Yavruyu bırakmadan önce jelin ayarlayabilmesi için hafif basınç uygulayın.
- Topraklama elektrotunu yerinde tutmak için son silikon tamponu farenin kıç ının üzerine yerleştirin.
DİkKAT: Son tamponu yerleştirirken aşırı güç uygulamayın, çünkü bu yavruya rahatsızlık verebilir ve/veya topraklama elektroduzunun yerinden çıkabilir. - Tüm platformu tutun ve yavaşça Faraday kafes içinde yerleştirin.
DİkKAT: Dikkat edin ve Faraday kafesi yerleştirildikten sonra üst silikon tamponun yerinden çıkmamasını sağlayın. - Kayıttan önce, fare yavrusunun aşırı hareket etmediğini ve farenin gövdesinin ve başının güvenli göründüğünden emin olun.
DİkKAT: Fare yavrusunun kafasının tamponların içinde biraz serbestçe hareket edebildiklerinden ve platforma tamamen sızmadığından emin olun. Yükseltilmiş platform fare toraks biraz yükseltmek ve boğulma önlemek için tasarlanmıştır, ancak bu yakından izlenmelidir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
İdeal bir EKG, tüm dalgaların birkaç farklı zaman diliminde analiz edilmesine olanak tanıyan açık ve belirgin bir sinyale sahip olacaktır(Şekil 1). Laboratuvar başlangıçta, yetersiz kalitede EG üretmek için özel bir elektromiyografi cihazı uygulaması nasibini aldı, bu da sadece kalp hızı gibi temel parametreleri analiz etmemize olanak sağladı(Şekil S1). Bu, özellikle erken doğum sonrası fare yavrularının analizi için yeni bir prototip EKG cihazı geliştirmek için bir şirket le birlikte çalışmalara ilham kaynağı oldu.
Düşük kaliteli bir okumanın fark edilebilir bir atımı yoktur, net bir parazit gösterir ve okuma boyunca dalgalar veya tutarsızlık vardır (Şekil 2). En yüksek kalitede EKG elde etmek için talimatları dikkatle uygulayın. Orta derecede yapışkan olduğundan ve farenin cihaza uyum sağlaması için ek süre gerektirebileceğinden, iletken jel uygulamasına dikkat edin. Bunu yaparak, farenin hareket etme riskini azaltır, elektrotlar dışında bir kısalık olması, ve cihazın doğru kullanımı için. Fareler cihaza yerleştirilmelidir, böylece kafa cihazı USB bağlantı noktasına bağlayan kablolara bakacak ve yatkın bir konumda dır(Şekil 3). Fare kauçuk tamponlar tarafından güvenli bir şekilde yerinde tutmak için, iki tarafında ve üst te bir(Şekil 3)ile güvenli bir şekilde güvenli olmalıdır. Bu tamponlar fareyi sabitlemelidir, ancak farenin kafasını hareket ettirmesini engellememelidir. Müşteri adayları sabit olduğundan, farenin düzeni okuma için önemlidir. İpuçları, ön iki elektrotun Kurşun I olacak şekilde ayarlanır (Şekil 3). Arka iki elektrot Leads II ve III, zemin elektrot yavrusunun kıç üzerinde olmak (Şekil 3). Fareyi bu şekilde ayarlamak daha iyi sonuçlar elde etmek için izin verir.
Kullanılan program, programdaki EKG analizini sağlar. Bu, kalp hızı, R-R aralıkları, QRS karmaşık aralığı, QT aralığı ve PR aralığı gibi önemli yönlerin analizini sağlar. Bu yetenek göz önüne alındığında, perinatal fare için normatif değerlerden oluşan bir veri kümesi oluşturmak mümkündür (Tablo 1). Bu normatif sonuçlar, doğumdan sonraki bir gün içinde analiz edilen farelerden elde edilmiştir. Bu ortalama kalp atışı dakikada 357,2 atım (bpm) olduğu tespitedildi. Ortalama R-R, QRS, QT ve PR aralıkları sırasıyla 169.1, 16.9, 45.4 ve 36.3 milisaniye (ms) idi (Tablo 1). Daha da önemlisi, konjenital kalp defektlerinden muzdarip yenidoğan farelerin EKG modellerini analiz etmek için kurulum kullanılabilir(Şekil S2).
| Yavru Yaş | Ave/STDSAPMA | Kalp Hızı (bpm) | R-R Aralığı (ms) | PR Süresi (ms) | QRS Süresi (ms) | QT Süresi (ms) | ST Süresi (ms) | T Süresi (ms) | P Süresi (ms) |
| P1 | Ortalamalar | 357.2 | 169.1 | 36.3 | 16.9 | 45.4 | 16.4 | 18 | 12.8 |
| Standart Sapma | 36.3 | 20 | 10.9 | 5.8 | 16 | 7.4 | 7.2 | 3.1 | |
| P3 | Ortalamalar | 412.4 | 149.2 | 46.4 | 14.5 | 53 | 22.3 | 16.2 | 14.8 |
| Standart Sapma | 55.4 | 21.4 | 6.8 | 11 | 12.2 | 6.9 | 4.6 | 3.1 | |
| P5 | Ortalamalar | 505.5 | 119.2 | 46.7 | 11.7 | 51.3 | 20.8 | 18.8 | 14.2 |
| Standart Sapma | 19.2 | 4.6 | 13.3 | 5.8 | 8.1 | 11.4 | 4.6 | 2.3 | |
| P7 | Ortalamalar | 555.3 | 108.7 | 40 | 9.5 | 43.6 | 20.3 | 13.7 | 14 |
| Standart Sapma | 34.2 | 7 | 2.5 | 0.6 | 6 | 7.1 | 3.2 | 2.7 |
Tablo 1: Ortalama perinatal fare yavrusu P1, P3, P5 ve P7 için EKG ölçümlerinin temsili sonuçları.
Şekil 1: Temsili elektrokardiyografik birinci (A, P1.0), üçüncü (B, P3.0) ve yedinci (C, P7.0) doğum sonrası gün yenidoğan fareler okur.
(A-C) Görüntüler, okumanın 1,5 s karesinde yakalanan 2 kurşunlu, noninvaziv cihazı kullanarak kaliteli EKG izleme örneklerini temsil eder. İyi EKG okumalarının önemli özellikleri arasında, her doğum sonrası zaman noktasının her iki Leads I-II'sinde de görülebilen, tutarlı P-dalgalarının varlığı ve ardından gelen T-dalgalarının varlığı yla açıklandığı gibi, net, ayırt edilebilir vuruşlar yer almaktadır. Örnekler arasında düşük sinyal-gürültü oranı (minimal artifakı) ve ayırt edilebilir bir izoelektrik hat da vardır. Üst EKG şerit (kırmızı): Kurşun I; alt EKG şerit (yeşil): Kurşun II. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Temsilci EKG komplikasyonlarla birlikte okunur.
Bu görüntü, ilk doğum sonrası doğum gününde (P1.0) 2 kurşunlu, noninvaziv olmayan cihaz kullanılarak düşük kaliteli bir EKG okumasını temsil eder. Yukarıdaki görüntüler 1.5 s okuma çerçevesi içinde ele geçirildi. Düşük kaliteli EKG izlemeleri ayırt edilebilir atım yokluğu ile karakterizedir (ve belirli kardiyak döngü dalga formları), belirgin artifakı ile birlikte (yüksek sinyal:gürültü oranı), ve belirli bir fare yavrusundan Leads I ve II arasındaki önemli tutarsızlıklar. Bu EKG'yi geliştirmek için, hem cihaz hem de yavruyu koruyan silikon tamponlar Faraday kafesi içinde yeniden konumlandırılmasını gerektirir. Elektromanyetik paraziti en aza indirmek için, cihazın yakınındaki tüm hareketli cihazların çıkarılmasının yapılması gerekir. Son sorun giderme önlemi, fare yavrusunun cihaz elektrotlarında yeniden konumlandırılmasını ve/veya daha iletken jelin (yeniden) uygulanması nı gerektirir. Üst EKG şerit (kırmızı): Kurşun I; alt EKG şerit (yeşil): Kurşun II. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Erken doğum sonrası EKG'nin toplanması için fare yavrusu ve ekstremite kurşun elektrotlarının yerleştirilmesi.
(A) Sol: Faraday kafesi içinde elektrot platformu üzerinde fare yerleştirme ön perspektifi (siyah). Sağ: Yükseltilmiş elektrotların/platformun üzerine uygun fare yerleşimini gösteren yanal görünüm; destekleyici silikon tamponlar (resimde değil) faraday kafes içinde fare yavrusuüst ve her iki tarafa yerleştirilir. (B) Bipolar ekstremite yol açar ve yenidoğan fare üzerinde elektrot yerleşimi. İllüstrasyon fare yavrusunun ventral torasik yüzeyinde ki her yükseltilmiş elektrot için temas noktasını gösterecektir. (B,C) Elektrot yerleşimi, göğüs kurşun yönlülüğü ve (C)karşılık gelen, P1.0 bir yenidoğan fare yavrusu temsili EKG izlemeleri (Kurşun I (kırmızı); Kurşun II (yeşil)). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: Yenidoğan farelerinin birden fazla doğum sonrası zaman noktasında ki temsili EKG izlemeleri.
Temsili EKG okur(top 2 izleri) ve resimli kardiyak döngüleri(alt satır) yenidoğan fare yavruları ilk(A, P1.0), üçüncü(B, P3.0) ve yedinci(C, P7.0) doğum sonrası gün. Her görüntü, okumanın 1,5 saniyelik karesinde yakalanan 2 kurşunlu, noninvaziv olmayan cihazı kullanarak örnek bir EKG izlemesini temsil eder(A-C, Lead I (üst/kırmızı); Kurşun II (alt/yeşil)). Bireysel dalga formları artan yaş ile morfolojik değişikliklere uğrar gibi görünse de, belirgin ve tutarlı özellikleri açık, ayırt edilebilir atımlar içerir, tutarlı P-dalgaların varlığı ile kolektif olarak bir QRS kompleksi ve sonraki T-dalgaları takip, her doğum sonrası zaman noktasının her iki Leads I-II görünür. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil S1: Erken doğum sonrası EKG'nin noninvaziv olarak toplanması için geleneksel ekstremite kurşun elektrotlarının çizimi. (A, sol) Faraday kafes (kutu) içinde fare ve elektrot yerleşiminin yanal görünümü. (B) Geleneksel kendinden yapışkanlı deri elektrotları yavrunun sırt yüzeyine yerleştirilmiştir. (A, sağ) EKG benzeri sinyal, geleneksel elektromiyografi transdüserinin kullanımı yla yorumlanabilir ve sadece Kurşun II 'de(C, alt)ayırt edilebilir minimalist bir EKG üretilebilir. (B-C) Elektrot yerleşimi, göğüs kurşun yönlülüğü ve buna karşılık gelen, P1.0'daki yenidoğan fare yavrusundan gelen temsili EKG takibi (Kurşun II; mor). Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Şekil S2: Karşılaştırmalı elektrokardiyografik ilk doğum sonrası gün (P1.0) doğumsal kalp hastalığı olan yavru lar ve mutant yavrulardan okur. (A,B) Görüntüler, P1.0'da CHD(B, CHD MUT)ile doğan yavrulara kıyasla sağlıklı neonatal yavrulardan(A, CONTROL)kaliteli EKG izleme örneklerini temsil eder. 2 kurşunlu, noninvaziv cihaz 10.0(A,B, üst)ve 1.5 saniyelik aralıklarla(A, B, alt)EKG izlemelerini yakalamak için kullanıldı. Kalp hızında gözle görülür farklılıklar CHD MUT belirgindir (B), kardiyak döngüleri azalmış sayısı ile görselleştirilmiş olarak (kompleksleri) verilen zaman diliminde görünür. Karşılaştırma da QRS dalga formları genel morfolojisi düzensizlikleri ortaya koymaktadır, frekans, ve CHD MUT kardiyak döngülerin genel düzenlilik (B) kontrol ile karşılaştırıldığında (A). Kurşun I (kırmızı); Kurşun II (yeşil)). Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Perinatal gün 1 fare yavrusu toplanan veri noktaları yetişkin fareler için beklenen ortalama değerlerin biraz altındadır (dakikada 500-700 atım). 8 Fare yaşlandıkça kalp hızında artış olur ve bu da beklenen değerlere daha fazla denk gelir (Tablo 1). Ancak, normatif değerlerin yaşa özel bir şekilde belgelendirilmesi gerektiği fikrini destekleyen yenidoğan değerlerinin bu aralığın alt ucunda olduğunu vurgulamak önemlidir. Bu yöntem, farede fiziksel travma olmaması nedeniyle diğer elektrokardiyogram protokollerinden farklıdır. Protokol tamamen noninvaziv, anestezi kullanımı gerektirmez ve doğumdan hemen sonra fareler için en uygun. Başka hiçbir elektrokardiyogram cihaz bu genç yavrular için bu şekilde analiz edilmesi için izinverir 9,10,11. Bu protokol, yenidoğan fare popülasyonuna özgü normatif veriler oluşturmak için güvenilir bir referans yöntemi oluşturmayı amaçlamaktadır, ancak insan pediatrik popülasyonları için geçerlidir.
Böyle küçük bir hayvan üzerinde elektrokardiyogram yaparken, tüm adımlarile dikkatli olmak önemlidir. Ancak, sonuçların kalitesini değiştirebilecek birkaç önemli adım vardır. İlki iletken jel uygulamak. Çok fazla jel varsa, elektrotlar bağlanmak ve kısa için daha yüksek bir şans olacaktır. Yeterli jel yoksa, güvenli bir bağlantı olmayacaktır. Jel uygulamak için en iyi yöntem dış köşesinden elektrot yaklaşım ve elektrot üstüne jel rulo etmektir. Elektrotlar arasında elektriksel aktivitenin varlığını ve/veya kalitesini engelleyecek ipliklerin bulunmadığından emin olmak için çok dikkatli olunması çok önemlidir. İnce bir aleti (örn. çeliş) alıp elektrotlar arasında çalıştırmak ve görünüşe göre görünmeyen başıboş iplikleri toplamak yararlı olabilir. Protokolün bir parçası olarak resmi olarak gerekli olmamakla birlikte, bu ekstra adım optimum iletim ve minimum gürültü sağlamak için ek bir önlem olarak hizmet verebilir.
Statik gürültünün varlığı EKG'nin okunamaz olmasına neden oluyorsa(Şekil 2),tüm elektronik cihazları hemen (masa üstü) çevreden çıkarmak yararlı olabilir. Bu hareket EKG kayıt cihazı12tarafından alınabilir gibi, yakındaki mevcut elektronik cihazlarherhangi bir hareket ediyorsa bu özellikle yararlıdır. Ayrıca veri toplama sırasında herhangi bir dış hareketleri tanıtmak için önemlidir. EKG'nin kalitesini etkileyebilecek dış hareketler nesneleri aynı yakın yüzeye ayarlamayı içerebilir ve okuma tamamlanana kadar kaçınılmalıdır. Dış aygıtlara ek olarak, çok aktif fare yavruları da aşırı vücut hareketleri ile ilişkili elektriksel girişime neden olabilir. Yavrular olgunlaştıkça bu tip kas-iskelet girişimlerinin olasılığı artar ve bu durum veri toplama için yaş ları seçerken göz önünde bulundurulmalıdır. Yavrunun elektrotlardan EKG okuma kalitesini önemli ölçüde tehlikeye atacak şekilde kayması durumunda, yavrunun yeniden konumlandırılması göz önünde bulundurulmalıdır. Elektrot jelini yeniden uygulamadan önce farenin yeniden konumlandırılması çoğu durumda daha iyi sonuçlar sağlayabilir ve ek zaman ve reaktiflerden tasarruf sağlar. Yavruyu yeniden konumlandırmadan önce yazılımdaki duraklatma düğmesini seçin. Çalıştırmayı duraklatma EKG'nin etkin kaydını durdurur, ancak zamanı izlemeye devam edecektir. Not, kayıt devam ettiğinde, EKG duraklatılmış daha geç bir zamanda görünür. Faraday çağından itibaren fare hala tamponlar arasında konumlandırılmış cihaz platformunu kaydırın. Fareyi çevreleyen tamponları çıkarın ve yavruları elektrotların yavaşça kaldırın. Jelin yapışması için fareyi 1 dakika boyunca hafifçe yerinde tutma protokolünü takip eden elektrotlar üzerinde yavruyu yeniden konumlandırın (adım 3.4-3.5). Elektrotlar üst ekstremiteler arasında toraks üzerinde olacak şekilde fareyi yeniden konumlandırmaya çalışın(Şekil 3). Neonatal farelerde EKG toplamak için ideal, noninvaziv bir yöntem olarak tasarlanmış olsa da, bu protokolle ilişkili bir sınırlama, fare de hareket edebilir ve okuma kalitesini etkileyecek cihaz üzerinde kayması gibi, anestezisiz bir fare üzerinde veri toplama ile ilişkili artan hareketlilik olacaktır. Hareket silikon tamponların konumlandırılması ile sınırlı olabilir, bu sedasyon veya anestezi kullanılmadan önlenemez.
EKG kaydının tüm elektriksel paraziti en aza indirgemiş olmasına rağmen ağır girişimle geldiği durumlarda(Şekil 2)yapılması gereken bir sonraki adım, kayıt platformunu Faraday kafesine bağlayan harici kablolamanın yeniden konumlandırılmasıdır. Veri toplama sırasında harici kablolamanın kayıt platformuna düzgün bir şekilde bağlı kalması çok önemlidir. Harici kablolama yeniden konumlandırılırsa, daha net bir kayıt elde edilene kadar bu kablolamayı her iki uçta da dikkatlice yeniden taktığından emin olun. Cihazla birlikte verilen Faraday kafesinin kullanımı uygun değilse, cihaz diğer Faraday kafeslerde kullanılabilir.
Kayıt net değilse veya fare elektrotlardan hareket ettiyse, fareyi cihazdan çıkarın ve pratisyen leri alarak ve tüm iletken jeli çıkararak elektrotları temizleyin. Iletken jel suda çözünür olduğundan, bir de yavaşça yavrunun deriden fazla jel kaldırmak için sıcak su kullanabilirsiniz. Jeli yeniden uygulayın ve yavruyu yeniden konumlandırın.
En iyi sonuçları elde etmek için aygıtın her kullanımdan önce ve sonra düzgün bir şekilde temizlediğinden emin olun. Jel kuru yapar ve cihazdan çekmek için forseps kullanılarak kaldırılabilir, ancak jel suda çözünür, bu yüzden nemli bir bez kayıt platformunun elektrotları temizlemek için kullanılabilir.
Daha yaşlı fareler kayıt işleminde daha aktif olmuştur, bu nedenle genellikle elektrotlardan hareket ettikleri ve hatta cihaz platformundan hareket edebildikleri için onları yakından izlemek önemlidir. Sorun giderme ve yeniden konumlandırma ile net bir okuma hemen gerçekleşmeyebilir, ancak bu cihazla kullanılabilir kayıtları elde etmede başarı elde edilmiştir(Şekil 1). Aktif farelerin annelerine iade edilmesi ve bir aradan sonra yeniden analiz edilmesi gerekebilir. Onlar da bir elin avuç içinde tutulabilir ve yavaşça yavru aşağı yerleşir kadar ısı ve karanlık sağlamak için kaplı.
Bu cihaz, doğum çağından P10'a kadar fare yavruları hakkında EKG verileri toplamak için tasarlanmıştır(Şekil 4). P10'dan daha yaşlı yavrular, sinyalin gürültü oranlarına maksimize edilmesi için önemli bir bileşen olan Faraday kafesi ile cihaza sığmayacaktır. P10'da bile, cihaza daha büyük bir gövde boyutunu yerleştirmek için konumlandırma ayarlamalarının yapılması gerekecektir. Cihazı Faraday kafesine sokup çıkarırken çok dikkatli olun. Üst tamponun çıkarılması farenin çevredeki Faraday kafesi ile elektrot platformunda yatmasını sağlayacaktır. Bu yaştaki farelerin daha aktif olduğu göz önüne alındığında, üst tamponun stabilizasyonu olmadan elektrotlardan uzaklaşmaya daha yatkındırlar. Üst tampon da yavru cihazdan hareket vazgeçirmek için yavru nun önüne yerleştirilebilir.
Bu cihazın ve buna karşılık gelen protokolün yeniliği, doğumdan hemen sonra kullanım için optimizasyon, sistemin daha geniş bir yaş aralığına uyum sağlama becerisi (P1-P10) ve kardiyovasküler fizyoloji ve ötesinde in vivo araştırma yöntemlerinin çeviri uygulamalarını genişletmek için bu yöntemle ele alınması gereğidir. Yenidoğan farelerde kardiyak döngüleri ölçmek için ekokardiyografi kullanan gelişmiş cihazlar mevcut olmasına rağmen13, Bu protokolün bir büyük avantajı, mevcut parlous bilimsel finansman ortamında çok çekici olan temel elektrofizyolojik parametreleri ele almak için nispeten basit ve uygun fiyatlı araçlar sağlar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar çıkar çatışması bildirmez.
Acknowledgments
Yazarlar tasarruf küçük Hearts Society (KLT), UNE COBRE Programı (NIGMS hibe numarası P20GM103643 cömert destek kabul; LAF) ve New England Üniversitesi'nde SURE Bursu Programı (VLB), yanı sıra Ashish More (iWorx, Dover, NH) hasta teknik destek. Şekil 3, Şekil 4 ve Şekil S1 Biorender yazılımı ile oluşturulmuştur.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| LabScribe4 | iWorx | LabScribe4 | Software used to record ECG |
| Neonatal Mouse ECG & Respiration System | iWorx | RS-NMECG : Neonatal Mouse ECG | ECG device |
| Tensive Conductive Adhesive Gel | Parker Laboratories, Inc | 22-60 | Tac-gel used as conductive gel for ECG |
References
- Pappano, A. J., Wier, W. G. Cardiovascular Physiology. 11, Elsevier. 40-41 (2019).
- Kaese, S., Verheule, S. Cardiac electrophysiology in mice: A matter of size. Frontiers in Physiology. 3, Semptember 1-19 (2012).
- Sisakian, H. Cardiomyopathies: Evolution of pathogenesis concepts and potential for new therapies. World Journal of Cardiology. 6 (6), 478-494 (2014).
- London, B. Cardiac Arrhythmias: From (Transgenic) Mice to Men. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 12 (9), 1089-1091 (2001).
- Zehendner, C. M., Luhmann, H. J., Yang, J. -W. A Simple and Novel Method to Monitor Breathing and Heart Rate in Awake and Urethane Anesthetized Newborn Rodents. PLoS ONE. 5, 62628 (2013).
- Zhao, Y., et al. Dry-contact microelectrode membranes for wireless detection of electrical phenotypes in neonatal mouse hearts. Biomedical Microdevices. 17 (2), 40 (2015).
- Cao, H., et al. Wearable multi-channel microelectrode membranes for elucidating electrophysiological phenotypes of injured myocardium. Integrative Biology. 6 (8), 789 (2014).
- Ho, D., et al. Heart rate and electrocardiography monitoring in mice. Current Protocols in Mouse Biology. 1 (1), 123-139 (2011).
- Heier, C. R., Hampton, T. G., Wang, D., DiDonato, C. J. Development of electrocardiogram intervals during growth of FVB/N neonate mice. BMC Physiology. 10, 16 (2010).
- Heier, C. R., DiDonato, C. J. ECG in neonate mice with spinal muscular atrophy allows assessment of drug efficacy. Frontiers Biosciences (Elite Ed). 7, 107-116 (2015).
- Chu, V., et al. Method for noninvasively recording electrocardiograms in conscious mice. BMC Physiology. 1, 6 (2001).
- Patel, S. I., Souter, M. J. Equipment-related electrocardiographic artifacts: causes, characteristics, consequences, and correction. Anesthesiology. 108 (1), 138-148 (2008).
- Castellan, R. F. P., Thomson, A., Moran, C. M., Gray, G. A. Electrocardiogram-gated kilohertz visualisation (EKV) ultrasound allows assessment of neonatal cardiac structural and functional maturation and longitudinal evaluation of regeneration after injury. Ultrasound in Medicine and Biology. 46 (1), 167-179 (2020).
