Bilinçli Tavşan Modelinin Deneysel Müdahaleler için Eş Zamanlı Video-EEG-EKG-Oksimetre-Kapnografi için Hazırlanması: Tavşan Modelinde EEE-EKG Elektrotlarının İmplante Edilmesi ve Solunum Problarının Takılması Prosedürü

Özet

Kaynak: Bosinski, C. ve ark., Bilinçli Kısıtlanmış Tavşanlarda Nöbetlerin, Aritmilerin ve Apnenin Tanımlanması için Çoklu Sistem İzleme. J. Vis. Uzm. (2021).

Bu video, biyo sinyallerinin kayıtlarını almak ve analiz etmek için EEG-EKG elektrotlarını yerleştirme ve solunum problarını bir tavşan modeline takma prosedürünü göstermektedir.

Protokol

Hayvan modellerini içeren tüm prosedürler, yerel kurumsal hayvan bakım komitesi ve JoVE veteriner inceleme kurulu tarafından gözden geçirilmiştir.

1. EEG-EKG elektrotlarının yerleştirilmesi ve solunum monitörlerinin takılması

1. Taşıma taşıyıcısından bir tavşan çıkarın ve oturan bir araştırmacının kucağına koyun.
2. Tavşanı dikey olarak tutun ve araştırmacının vücuduna yakın tutun.
3. Tavşanın başı araştırmacının dizlerinin üzerinde ve tavşanın başı vücudunun geri kalanından daha aşağıda olacak şekilde tavşanı sırtüstü pozisyona indirin.
   not: Bu manevra hayvanı rahatlatır ve elektrotları yerleştirirken hareket etmeye veya kaçmaya çalışma olasılığını en aza indirir.
4. Artık tavşan sırtüstü pozisyonda sabitlendiğine göre, ikinci bir araştırmacıdan, deri tanımlanana ve alttaki dokudan izole edilene kadar kürkü yaymasını isteyin.
5. Her bir aksillaya 35° bükülmüş elektrotları deri altına yerleştirin (Şekil 1A).
   not: Elektrotlar, cilde güvenli bir şekilde takılacak şekilde itilmelidir, ancak daha derin yapılara nüfuz etmemelidir. Elektrotun deriye girmesi ve ardından deriden çıkması (baştan sona), tavşanı kısıtlayıcıya yerleştirirken veya deney sırasında hareket ederse uçların yerinden çıkma olasılığını azaltır (Şekil 1B). Tüm elektrotlar yerleştirilmeden önce %70 etanol ile sterilize edilir.
6. Göğsün arkasına sağ ve sol ön ayaklara ve karın ön kısmına sol arka bacak üzerine kurşun yerleştirin. Karın üzerine sağ arka bacak anterioruna bir topraklama pin-elektrodu yerleştirin (Şekil 2A).
7. Tüm EKG kabloları düzgün bir şekilde yerleştirildikten sonra, uçlar tavşan karnının bir tarafından yukarı bakacak şekilde tavşanı yüzüstü pozisyona getirin ve tavşanı uygun boyutta bir tutucuya aktarın (örn. 6" x 18" x 6"). Tavşanı tutucuya yerleştirirken, tavşanın elektrotları bacaklarıyla dışarı çekmesini en aza indirmek için gevşek teli yukarı doğru çekin. Deney sırasında tavşanın altına takılmamaları için telleri tutucunun yan tarafına bantlayın (Şekil 2B).
8. Boynundaki tutucuyu indirerek ve yerine kilitleyerek tavşanı tutucuya sabitleyin. Ek olarak, arka bacakları hayvanın altına doğru hareket ettirin ve arka kısıtlamayı sabitleyin.
   not: Çok sıkı olmadığından emin olmak için boynun altındaki boşluğa 1-2 parmak sığdırılabilmelidir. Özellikle motor hareketin olabileceği deneyler sırasında, hareketi, olası omurga yaralanmalarını, uzuv çıkığını ve arka kısıtlamayı tekmeleme yeteneğini en aza indirmek için kısıtlamayı sıkılaştırmak önemlidir (Şekil 2B). Tavşanlar, artan hareket veya dehidrasyon belirtileri ile ilgili herhangi bir sorun olmaksızın ~ 5 saat boyunca kısıtlayıcıda tutulmuştur.
   1. Küçük tavşanlar için (örneğin, 2 aydan az), tavşanı yukarı kaldırmak için hayvanın altına kauçuk bir yükseltici ped yerleştirin, bu da tavşanın boynunu baş desteğinin altına dayamasını önler (Şekil 2C).
      not: Solunum ve kalp atış hızında ani bir düşüş boyun sıkışmasına ikincil olabilir. Böyle bir durumda, boyun tutucusunu gevşetin ve herhangi bir boyun sıkışmasını hafifletmek için tavşanın başını kaldırın.
   2. Arka emniyet tavşanın sırtını/omurgasını yakından takip etmediğinde, omurilik yaralanmalarına neden olabilecek herhangi bir hareketi önlemek için bir PVC ara parçası yerleştirin.
      not: Örneğin, ~ 14 cm uzunluğunda x 4 "iç çaplı PVC boru, alttaki %25-33'ü çıkarılmış olarak, uygun kısıtlamayı sağlamak için tavşanın üzerine köpükle yerleştirilebilir (Şekil 2C).
9. Artık tavşan sınırlayıcıya güvenli bir şekilde yerleştirildiğine göre, 7-13 mm subdermal düz pin elektrotlarını kafa derisine yerleştirin (Şekil 1A). 45 ° 'lik bir giriş yaklaşımı kullanarak, telleri kulakların arasından geçirin ve kurşun yerleşimini korumak için telleri başın arkasındaki tutucuya gevşek bir şekilde bağlayın. 5 EEG ucunu aşağıdaki pozisyonlara yerleştirin: sağ ön, sol ön, sağ oksipital, sol oksipital ve diğer 4 uç arasındaki noktada merkezi bir referans (Cz) ucu (Şekil 2D).
   not: Elektrotlar, kafatasına karşı deri altı dokuya yerleştirildiklerinde uygun şekilde yerleştirilir. Bu yerleşim, burun, kulaklar ve çevredeki diğer kaslardan kaynaklanan artefaktı en aza indirir. Ritmik burun hareketinden kaynaklanan bazı artefaktlar kaçınılmazdır. Ön EEG derivasyonları tavşanın gözlerinin medialine yerleştirilmeli ve öne doğru işaret etmelidir. Oksipital derivasyonlar kulakların önüne yerleştirilmeli ve medial yönü gösterecektir. Cz, başın üst kısmının ortasına, 4 elektrotun tümü arasındaki bir noktaya yerleştirilir (Lambda ve Bregma'nın ortasında, sütür hattı boyunca). Cz elektrodunun pimi öne doğru işaret eder.
   1. Tavşanın telleri ısırmaya çalışmasını önlemek için EEG tellerini kulakların arasından geçirin.
10. Nabız oksimetresi pletismografını marjinal kulak damarı üzerinden tavşanın kulağına takın.
    not: Sinyali iyileştirmek için kulaktaki fazla tüyleri tıraş etmek veya sensörü yerinde tutmak için biraz gazlı bez kullanmak gerekebilir.
    1. Pletisismografideki kalp atış hızının EKG'den gelen kalp atış hızı ile ilişkili olduğundan ve oksijen satürasyonunun görüntülendiğinden emin olun (Şekil 3C).
11. Kapnografi tüplü yüz maskesini tavşanın ağzının ve burnunun üzerine nazikçe yerleştirin (Şekil 2H). Yüz maskesini maskenin etrafına sarılmış ip ile sabitleyin ve ipin her iki ucunu da sınırlayıcıya takın. Kapnografi tüpünün diğer ucunu yaşamsal belirti monitörüne takın.
    not: Deney sırasında ipin tavşanın gözlerinin üzerine geçmesini önlemek önemlidir. Bunu yapmak için, ipi tavşanın kulakları arasındaki tutucunun ortasına bantlayın. Kapnografi sinyalini iyileştirmek için, oksijenin T parçasına girmesine izin verecek ve solunan CO2'yi kapnografi tüpüne yönlendirecek bant ve ince bir nitril parçası kullanarak tek yönlü bir valf oluşturun (Şekil 2I).

2. Video-EEG-EKG kaydı

1. Piyasada bulunan bir EEG yazılımını kullanarak video-EEG-EKG kaydı gerçekleştirin.
   not: Biyopotansiyel uçlar ve video, daha sonra elektrik ve video sinyallerini ilişkilendirmek için zaman kilitlidir (örneğin, miyoklonik bir sarsıntı ile EEG artışı).
2. Temel sapma yok, 60 Hz elektriksel gürültü yok ve yüksek sinyal-gürültü oranı ile optimum bağlantıyı onaylayın. Özellikle, kardiyak dalga formunun her fazının EKG'de görselleştirilebildiğinden ve delta, teta ve alfa dalgalarının EEG'deki yüksek frekanslı gürültü tarafından görsel olarak engellenmediğinden emin olun.
   1. Tüm elektrotlar aşırı miktarda gürültü üretiyorsa, merkezi referans kablosunu ayarlayın. Yalnızca bir elektrot aşırı gürültülüyse, o elektrotu cildin daha derinlerine itin veya açıkta metal kalmayana kadar yeniden konumlandırın.
3. Videoyu, tüm tavşanlar aynı anda görülebilecek şekilde ayarlayın, bu da motor aktivitenin EEG bulguları ile korelasyonuna izin verir (Şekil 3A).
   not: Sistem, 7 tavşana kadar eş zamanlı EEG/EKG/oksimetre/kapnografi kayıtlarını barındırır.
4. Her hayvandan en az 10-20 dakika veya kalp atış hızı sakin, rahat bir duruma (200-250 bpm) sabitlenene ve tavşanlar en az 5 dakika boyunca büyük hareketler sergilemeyene kadar temel kayda başlayın. Herhangi bir filtre olmadan tam bant genişliğine sahip elektrografik veriler elde edin. Verileri daha iyi görselleştirmek için düşük frekans filtresini (=yüksek geçiren filtre) 1 Hz'e ve yüksek frekans filtresini (=alçak geçiren filtre) 59 Hz'e ayarlayın.
   not: Tavşanın rahatladığının bir başka işareti de EEG uyku iğciklerinin başlamasıdır (daha sonra tartışılacaktır).
5. Deneyler sırasında müdahalelerin zamanlamasını (örneğin, ilaç dağıtımı) ve nöro-kardiyak olayları (örneğin, EEG artışı, motor nöbetler, ektopik atım ve aritmiler) ve motor/araştırmacı artefaktlarını belirtmek için gerçek zamanlı olarak zaman kilitli notlar ekleyin.
   not: Araştırmacının odaya girip çıkması ve kapıyı açması/kapatması stresini en aza indirmek için araştırmacının bir müdahale (örneğin, fotik stimülasyon, ilaç dağıtımı) uygulaması gereken sıklık nedeniyle, araştırmacı deney boyunca odanın karşı tarafında kalır. Araştırmacı, hayvandan mümkün olduğunca uzakta oturur ve hayvanları potansiyel olarak rahatsız etmeyi en aza indirmek için hareketsiz ve sessiz kalır.

Sonuçlar

Resim 1: EEG ve EKG elektrotlarının resmi. (A) Bükülmüş EKG elektrotları ve düz EEG elektrotları. (B) EKG elektrodunun tavşanın deri altı dokusuna nasıl takılacağı, böylece baştan sona nasıl olacağı. Kısaltmalar (LL: Sol ekstremite, RA: Sağ kol, RL: Sağ ekstremite, LA: Sol kol, RF: Sağ frontal, LF: Sol frontal, Cz: Merkez, RO: Sağ oksipital, LO: Sol oksipital).

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
bilgisayar	Dell	Optiplex 5040	Edinme bilgisayarı
EKG Elektrodu	Ritim Bağlantısı	RLSND116-2.5	13 mm 35 derece bükülmüş (0,4 mm çap) subdermal pin elektrotları
EEG Elektrodu	Ritim Bağlantısı	RLSP513	5 bükümlü 13 mm düz (0,4 mm çap) subdermal pin elektrotları
EEGLAB (2020)	Swartz Hesaplamalı Sinirbilim Merkezi	Açık Erişim	EEG'nin spektral analizini yapabilir
Ethernet-ethernet adaptörü	Bağlantı sistemi	USB3G16	Kamerayı bilgisayara bağlamak için adaptör
Köpük dolgu	jenerik	Yok	Boyun kompresyonunun olumsuz kardiyorespiratuar etkilerini önlemek için kısıtlayıcı tarafından küçük tavşanların boynuna uygulanan basıncı azaltır
MATLAB (R2019b, Güncelleme 5)	Matematik Çalışmaları	Yok	EEGLAB'ı çalıştırmak için gereklidir
mikrofon	Sony Müzik Seti	ECM-D570P	Nöbetlerin sesli belirtilerinin kaydedilmesi
Mikro Gözenekli Tıbbi Bant, Kağıt, Beyaz	3 milyon	1530-1	Kabloları sabitlemek ve kulak ateli oluşturmak için kullanılır
Natus Nöro Çalışmaları	Doğuş	LC101-8	Satın alma ve inceleme yazılımı
Fotik Stimülatör	çimen	PS22	Işık darbelerinin frekansını, gecikmesini, süresini ve yoğunluğunu kontrol etmek için stimülatör
Plastik tel düzenleyici / paketleyici	12Vwire.com	LM-12-100-BLK	Gürültüyü azaltmak için kabloları demet
PS 22 Fotik Stimülatör	Çim Aletleri	BZA641035	Ayarlanabilir flaş frekansı, gecikme ve yoğunluğa sahip flaş ışığı
PVC boru	jenerik	Yok	Küçük tavşanların arka ayaklarını tekmelemesini ve omurilik yaralanmasına neden olmasını önler
Tavşan Tutucu	Plas-Laboratuvarları	501-TC	Çeşitli boyutlarda tavşan tutucular mevcuttur. Bu çalışmada 6" x 18" x 6".
Lastik ped (güçlendirici)	jenerik	Yok	Boyun sıkışmasını önlemek için küçük tavşanları tutucuda yukarı kaldırır
SpO2 kulak klipsi	HAYIR	61000	PureSAT/SpO2
SpO2 sensör adaptörü	HAYIR	13931	XPOD PureSAT/SpO2
Webcol Alkol Hazırlama, Steril, Büyük, 2 katlı	Covid (Türkçe)	5110	Kateterizasyon öncesi kulak damarını hazırlamak
LabChart Pro (2019, Sürüm 8.1.16)	Ekipmanlar	Yok	EKG Analizi
Kuantum Amplifikatör	Doğuş	13926	Amplifikatör / sayısallaştırıcı
Kuantum HeadBox Amplifikatör	Doğuş	22134	64 pinli koparma kutusu
SRG-X120 HDMI, IP ve 3G-SDI Çıkışlı 1080p PTZ Kamera	Sony	SRG-X120	Impela Kamera