Yöntem makalesi

Nöromusküler Hastalığının Fare Modelinde Solunum Kas Aktivitesi ve Havalandırma tekrarlanan ölçüm

13.1K görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/55599

⸱

17 Nisan 2017

 ,  ,  , 
1Neuroscience Graduate Program, University of Cincinnati, 2Department of Biological Sciences, Wright State University, 3Division of Neurosurgery, Cincinnati Children's Hospital Medical Center

* These authors contributed equally

Bu makalede

Özet

Bu çalışma, bir implante telemetri cihazı ile tüm vücut pletismografisi ve elektromiyografi ile hastalığın ilerlemesi boyunca serbestçe davranıyor amiyotrofık ​​lateral skleroz (ALS), fare modelinde havalandırma ve solunum kası etkinliği tekrarlanan ölçümler için bir yöntem sağlar.

Özet

Aksesuar solunum kasları diyafram fonksiyonu bozulduğunda havalandırma tutulmasına yardım eder. Aşağıdaki protokol, hafta veya yardımcı solunum kası etkinliği olan ay eşzamanlı olmayan bir anestezi, serbest davranmak farede havalandırma ölçüm sırasında tekrar tekrar ölçümleri için bir yöntemi tarif etmektedir. teknik, bir radyo vericisi implantasyonu içerir ve elektrot yerleştirme, bu solunum kasları elektromiyogram aktivitesini ölçmek üzere eşkenar Trapezius kas içine yol açar. Havalandırma tüm vücut pletismografi ile ölçülür ve hayvan hareketleri video tarafından değerlendirilir ve elektromyogram aktivite ile senkronize edilir. amiyotrofik lateral skleroz, bir fare modelinde kas aktivitesi ve havalandırma ölçümleri bu araç zamanla nasıl solunum kası etkinliği değişikliklerini araştırmak için kullanılabilir ve havalandırma kas aktivitesi üzerindeki etkisini değerlendirmek için göstermek için sunulmaktadır. tarif edilen yöntemler e olabilirasily diğer kas aktivitesinin ölçülmesi için ya da hastalık veya yaralanma ilave fare modellerinde yardımcı solunum kası etkinliği değerlendirmek için adapte edilebilir.

Giriş

Aksesuar solunum kaslarının (ARM) yüksek talep (örneğin, egzersiz) zamanlarında havalandırmayı artırmak ve diyafram fonksiyonu yaralanma veya hastalık 1, 2 aşağıdaki tehlikeye girdiği zaman havalandırmayı sağlamak için yardımcı olur. Diyafram fonksiyon değişiklikleri de amiyotrofik lateral skleroz (ALS), hasta ve fare modellerinde tarif edilmiş olmasına rağmen, 3, 4, 5, 6, daha az ALS ARM aktivitesinin veya fonksiyonu hakkında bilinmektedir. Ancak, bir çalışmada ARM işe ALS hastaları 7 bilmediğimiz benzer diyafram disfonksiyonu olanlarda daha iyi prognoza sahip olduğunu ileri sürdü. Bundan başka, KOL aktivitesi diyafram felç 8 durumlarında solunum için yeterlidir. Bu çalışmalar ARM fonksiyonunu artırmak için stratejiler breathi iyileştirmek olabileceğini göstermektedirnöromüsküler hastalığı, omurilik yaralanması ya da diyafram fonksiyonu bozulmuş olduğu diğer hastalıklardan mustarip hastalarda ng. Ancak, nefes almak için ARM işe kontrol mekanizmaları tam olarak bilinmemektedir. Yöntem solunum fonksiyonu ve ARM işe nasıl çalışma için gerekli olan hastalık veya yaralanma hayvan modellerinde zamanla KOL aktivitesindeki değişiklikleri ölçmek için, hem de KOL işe ve havalandırma geliştirmek için terapiler değerlendirmek. Ayrıca, diyafram fonksiyon kaybı ile çakışan ARM artan aktivitesi, ALS 7, 9, 10 gibi nöromüsküler hastalıklarda hastalığın ilerlemesi için yararlı bir biyolojik işaretleyici olabilir.

Bu protokol, envazif olmayan bir yöntem uyanık davranıyor farelerde solunum kasları ve havalandırma aktivitesini ölçmek art arda (ilk ameliyat sonrasında) ve tarif eder. elektromiyograf senkronize bir kayıtlarıy (EMG), tüm vücut pletismografisi (WBP) ve video araştırmacı KOL aktivite etkisi havalandırma nasıl değişikliklerin değerlendirilmesi için ve söz konusu dinlenme ya da hareketli olduğu zaman tespit edilmesini sağlar. Bu yöntemin önemli bir avantajı, EMG, 13 anestezi gerektirir ve / veya terminal işlemleri 11, 12 vardır ölçmek için bazı alternatif yöntemler ise, uyanık davranıyor farelerde gerçekleştirilebilir olmasıdır. Zamanla uyanık farelerde EMG aktivitesi kayıt aynı zamanda fare elde etme sistemi 14, 15 kablo ile takılıdır EMG kronik implantasyon açar yoluyla gerçekleştirilebilir. Normal hareket veya davranış engel olabilecek bir fare alana sıkıştırılmış ve standart bir pletismografi bölme ile uyumlu olmayabilir, çünkü tarif edilen yöntem, kablosuz alıcı sistemine EMG sinyali iletmek için telemetri cihazlarım kullanır. verici canpilden tasarruf etmek bir mıknatısla üzerinde açılabilir veya kapatılabilir ve birkaç ay içinde EMG aktivitelerinin ölçümü tekrarlanır sağlar. Bu protokol, kolayca farklı kas içine neden EMG sokulmasıyla ek solunum ya da olmayan solunum kasları aktivitesinin ölçülmesi için uyarlanabilir. Alternatif olarak, iki olası bir uyku durumunu değerlendirmek için ya da nöbet 16 tespit EEG aktivitesinin ölçülmesi için kullanılabilir. Bu teknik, başarılı bir şekilde ALS bir fare modelinde, hastalığın ilerlemesi boyunca istirahat KOL aktivitesindeki değişiklikleri ölçmek için ve sağlıklı farelerin 10 ARM aktivitesi sürüş temel nöronlar tanımlamak için kullanılmıştır.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Deneysel prosedürler Cincinnati Çocuk Hastanesi Tıp Merkezi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylandı ve laboratuvar hayvanlarının bakımı ve kullanımı için NIH Rehberi'ne uygun olarak yürütülmüştür.

1. telemetri cihazı İmplant Cerrahi hazırlığı

  1. Kişisel koruyucu ekipman (yani scrubs, galoş, önlük, saç net, maske ve ameliyat eldiveni) üzerine koyun.
    NOT: Bu ameliyat steril bir alan gerektirir.
  2. inkübatör açın (servo kontrollü nemlendirici / çocuk kuluçka 29 ° C'ye ayarlanmış) ve kuru, beyaz havlu ile hat olarak geri kazanımı için uygun bir ısınma sağlamak için.
  3. Cerrahiden önce, etilen oksit ile tüm cerrahi aletleri sterilize ve kullanımdan önce bir enzimatik deterjan ve kimyasal sterilizasyon (veya üretici tarafından belirtildiği gibi) ile verici sterilize edin.
    NOT: Cerrahi aletler 2. laminektomi forseps (standart ipuçları / düz / 12 cm) (x4) içermelidir, dardesen forseps (dişli / kavisli / 12 cm), doku ayırma makas (düz / küt küt / 11.5 cm) ve bir bisturi tutucu ve bıçak. Iyi durumda cerrahi aletlerin bulunması vericinin tellerini işlemek için özel olarak ayrılmış sterilize aletler (iki 2. forseps ve makas) ayrı bir kümesi olması tavsiye edilir.
  4. kabul edilebilir bir dezenfektan ile cerrahi alan içindeki tüm yüzeyleri sterilize edin. Cerrahi alanında bir stereo diseksiyon mikroskobu, izofluran anestezi makinesi, cerrahi aletler ve makineler (Materyallerin Tabloya bakınız) yerleştirin.
  5. anestezi altında stereo diseksiyon mikroskobu önünde steril havlu altında bir ısıtma pedi ya da su battaniye yer, fare vücut ısısını korumak için.
  6. Verici kullanımdan önce tam olarak işlevsel olduğundan emin olun.
    NOT: açılıp cihazı dönecek vericinin içinde 2 içinde yer alan küçük mıknatıs. Verici ve bir ra yakın tutulduğunda500 Hz PM frekansta ayarlanabilir DIO, bu sürekli, tiz uğultu gürültü yayarlar. Pil ömründen tasarruf hayvanda bunu takılmasından önce pili devre dışı bırakın.
  7. Elektrot (Şekil 1A) (hedef kas ulaşmak için yeterli) kurşun yaklaşık 3 cm olacak şekilde kablo taşıma için ayrılmış makasla uzak yol kırparak ameliyat öncesinde açar hazırlayın. Alternatif olarak, cihaza yakın kablo sarmal haline getirin ve kıvrılmamış kurşun yaklaşık 3 cm olacak şekilde dikiş ile birbirine bağlar.
    Not: Aşama 1.9 de tarif edildiği gibi elektrotun traşlanır kısmı, "kurşun kapakları" (plastik izolasyonlu mahfaza) hazırlamak üzere açar kaydedin. 3. adımda, verici yol açar, böylece, kas içinden sokulabilir ve tellerin uzak, dışta kalan kısmı, yerinde tutulur ve kurşun kapaklar kullanılarak izole edilmelidir.
  8. tel kendisi kesmeden plastik kaplama 0.5 cm keserek için bir neşter kullanarak. fo saklıdır araçlarını kullanınr teli taşıma kabloları 4 uçlarının germek için - bir 25 gauge iğneden (Şekil 1B-B '') içine kolayca uyum böylece orijinal uzunluğu 5 kat. bunlar uzunluk 0.5 cm olacak şekilde potansiyel maruz tel kesin.
  9. Ameliyat öncesinde talebi kapakları (plastik tüpler tel kapsayacak şekilde biter) hazırlayın. elektrodun segmentleri çevreleyen plastik kılıf 0.25 cm uzunluğunda tüpler keserek için bir neşter kullanarak adım 1.7 kaydedilen açar.
    NOT: Dört kurşun kapaklar implantasyonu geçirecek her fare için gerekli, ancak kapakların iki kez gerekli miktarda hazırlamak için en iyisidir edilir. Ek steril hazırlanan kurşun başlığa sahip bir ön kapağı sabitlemek ilk denemede başarısız olması durumunda yararlıdır.
  10. sokulan vericinin seri numarasını kaydedin ve kalibre bilgilerle orijinal ambalajı kaydedin. Her bir verici EMG kayıt için bir çok farklı frekans kalibrasyon sahiptir; kabul edilebilir EMG elde etmek alıcı yazılımla girildiğinde bukayıtları.

2. Cerrahi farenin hazırlanması

  1. Implantasyon için arzu edilen fare seç (örn SOD1 (G93A) ya da kontrol) ve hayvan tartın.
    NOT: - sırasıyla P120 ve ≥ 24 gr bu ameliyatı geçiren (erkek veya kadın) bir fare için tavsiye edilen yaş ve kilo P56 olduğunu.
  2. Bir 2 L / dk oksijen akış hızı ile% 3.5 izofluran altında fare anestezi. Bir ayak tutam ve fare tam anestezi olduğundan emin olmak için bir kuyruk tutam gerçekleştirin.
  3. Bir kez anestezi,% 1.5 izofluran seviyesini ve / dak, 1 L oksijen akış hızı ayarlayarak, bir burun konisiyle anestezi açılan kutu fare kaldırmak ve bakımı. Anestezi korunur emin olmak için bir ayak tutam ve / veya kuyruk tutam gerçekleştirin.
  4. Ameliyat sırasında kurumasını gözleri önlemek için kayganlaştırıcı göz merhemi sürün.
  5. Kulak ve omuz (Şekil 1 C) arasında bir cerrahi alan ortaya çıkarmak için fare tıraş.
  6. fare potansiyel dışarı çekerek veya iyileşme sürecinde kazınarak yaraları neden olasılığını azaltmak için cerrahi bölgeye ipsilateral ayak tırnaklarını Klip.
  7. Alternatif izopropanol ile ilk dezenfektan ile ve daha sonra, cerrahi siteyi sürüntü. 2 kez daha tekrarlayın.

3. Tutanak skalen ve Trapezius EMG Aktiviteye Telemetri Cihazı implante

  1. bir ısıtma yastığı kapsayan bir steril pedin üzerine olan tarafında, bir teşhir mikroskopu altında hayvan yerleştirin ve bant ile yerinde burun konisi sabitleyin. bu kalpten kaynaklanan EKG sinyali azaltmak için sağ tarafını aşılamaya iyi olduğunu unutmayın.
    NOT: nefes izlenmesi ve gerekirse düzenli solunum hızı ve anestezi uygun cerrahi uçağı korumak için, izofluran seviyelerini ayarlamak.
  2. Vücuttaki taraf ayak doğru ön ayakları çekin.
    NOT: Bu pozisyon s cerrahi erişim sağlayan kaudal skapula değiştirircalene ve trapezius kasları.
    1. , Künt kavisli forseps atın cerrahi bölgeye ön pençe ipsilateral geri tutun ve (Şekil 1C) yerine pençesini bantlayın. pençe işlem boyunca güvenli olduğundan emin olmak için güçlü yapışkan cerrahi bant kullanın.
  3. cerrahi eldiven yeni bir çift koyun. Omuz ve kulak (Şekil 1C'de kırmızı çizgi) arasında eğik bir insizyon, yaklaşık 2 cm uzunluğundaki yapmak için bir neşter kullanarak.
  4. Yağ yastığı geri çekmek ve trapez ve platisma kasları ayırın, iki 2. laminektomi forseps, her el bir kullanma sternokleidomastoid ve skalen kasları (Şekil 1D ve E) kapsayan ön panoyu ortaya çıkarmak.
  5. Skalen kaslar tanımlamak için yerlerinden olarak soluk sternokleidomastoid kas ve frenik sinir kullanın. Sternokleidomastoid INFE yatarken, frenik sinir skalen kaslara paralel unutmayınanterior. skalen kasları trapez kas altında kaburgalara servikal vertebra eğik çalıştırın. Biopotansiyel uçları frenik sinir (Şekil 1F ve G) bitişik çalışan kas olarak tespit edilebilir, anterior skalen kas içine sokulacaktır.
    NOT: Dikkat. Bu alan oldukça vaskülarize ve bakım subklavyen arter kesme önlemek için alınmalıdır. frenik sinir ve brakiyal pleksusu zarar kaçının.
  6. Eşkenar Trapezius kasları (Şekil 1G) tespit edildikten sonra, skapulalarda arasında hayvanın arkasında, verici için bir deri altı cep olun.
    1. Doku ayırma makas kullanarak derinin hemen altındaki makas küt ipuçları eklemek ve bir cep vericide yaklaşık 1.25x genişliği (Şekil 1 H) oluşturulmuş olduğu açılana kadar yayıldı.
      NOT: Verici minimum dirençle yerleştirildi, ancak kabarcık olmalıdıret verici kendi başına hareket edebilir o kadar büyük olmamalıdır. Cep çok küçükse, verici cilt kazımak için hayvan istemi ve / veya potansiyel çekilebileceğini tahrişe neden deriye ovuşturabilirler. Cep çok büyükse, seromalar oluşturabilir veya verici istenmeyen bir duruma geçiş olabilir.
  7. sıcak, steril tuzlu su ile yıkayın ve kas karşı düz tarafı ile verici yerleştirin. Düzleşene ve telleri bükülmüş (Şekil 1 H) yerine birbirine cep paralel ortaya böylece verici yerleştirin. aygıt altında telin herhangi bir fazla uzunluğu kıvrılması ve düz koymak.
  8. bipotential iki uç grupların, birbirine göre yatay ve paralel uzanan ve böylece eşkenar Trapezius kaslara vericiden potansiyel çalıştırın.
  9. kastan anterior skalen ayırmak için laminektomi forseps kullanın ve skalen mus ile 25 gauge iğneyica, kas lifleri dik.
    1. Iğne ucu içine bir kurşun yerleştirin ve daha sonra tel (Şekil 1J ve K) yalıtım kas yukarı gelecek şekilde yerleştirilir kurşun geride bırakarak, kas arasından iğne çekin. renkli gerektiğinden dolayı kas içine yerleştirilir Tutanak.
  10. Talebi sokulur kas yakın tel, açıktaki ucuna siyanoakrilat yapıştırıcı madde küçük bir damla yerleştirin ve bir tel kablo kapağı ve kas (Şekil 2A arasında maruz kaldığı çok hızlı bir şekilde tel üzerinden kurşun kapağı slayt ve B).
    NOT: EMG siyanoakrilat 17, 18 ile açar güvenliğini sağlamak için bir uygulama olmakla birlikte, alternatif bir yöntem etrafında ipek sütür düğüm atarak yerine kurşun kap güvence altına alınmasıdır.
  11. kapağa fazla tel distal kesin ve kurşun kapak / tel ucuna siyanoakrilat yapıştırıcı bir damla uygulanır. tutkal versüresi (Şekil 2C ve D) bırakmadan önce polimerize edilmiştir.
  12. uzak birinci başına 2 mm - aynı adımları (3.10-3.12 adımları) aynı kas ilk ters polarite kurşun paralel eklemek için, 1 izleyin.
  13. Sadece skalen kas (Şekil 1 L ve M) anterior bulunan trapez kas içine ara kabloların, eklemek için 3.12 - Tekrar 3.10 adımları tekrarlayın.
  14. tel uçları yerinde sabit olduğunu ve potansiyel çekerek olmadan vücut hareketleri gerçekleştirmek için hayvan için potansiyel müşteriyle yeterli gevşeklik olduğundan emin olun. bu sıfırdan hayvanı istemi ya da olası geri çekilebileceği tahrişe neden olabilir olarak kurşun fazlalık uzunluk, deriye itmek değil emin olun. Gerekirse herhangi bir potansiyel rahatsızlık önlemek için, potansiyel konumlandırın.
  15. Yavaşça ön ayakları basılı tutarak bandı çıkarın. geri kas yerine yağ yastığı çekip sokulan yol kapsayacak şekilde kullanabilirsiniz. alay tarafından siyanoakrilat yapıştırıcı ile kesi kapatıncilt kapakları tekrar bir araya böylece yukarı kesi hatları söyledi. eğri forseps ile birlikte deri kanatların bir bölümünü sıkıştırın ve bu hat boyunca siyanoakrilat yapıştırıcı madde küçük bir çizgi uygulanır.
  16. Hayvan anestezi altında iken, ameliyat sonrası ağrının hafifletilmesi için karprofen deri altından 0.1 mL enjekte edilir.
    Not: - bundan sonra gerektiği gibi, daha sonra 2 gün sonra cerrahi ve 1 günde bir kez karprofen 0.1 mL bulunmaya devam edin.
  17. roket ucu konisi hayvan çıkarın ve hayvan uyanık ve gönüllü kafesin etrafında hareket kadar önceden ısıtılmış kuluçka temiz bir kafese koyun. onun hareketlerini ve tetikte olmayı izlenmesi, daha sonra en az 15 dakika boyunca kuluçka hayvan tutun.

4. Ameliyat Sonrası Bakım

  1. Ev hayvanları ayrı ayrı ameliyatı takiben. Diyet jel ve bir su şişesi ile hayvanların iyileşmesi sağlar.
  2. Ameliyat sonrası ilk 30 dakika boyunca hayvan izleyin. hayvana en azından her saat başı f kontrol edinya da ameliyat sonrası 5 saat. Ameliyatı takip eden günlerde, en azından günde iki kez kontrol edin.
  3. Nekrozu, enfeksiyon kesik boyunca ve implant (örneğin, ısı, şişme ve kızarıklık) içeren vücut boşluğu içinde ve serom oluşumu için dikkat edin.
    NOT: Bu işaretler ameliyat sonrası ilk hafta içinde ortaya çıkar. Ameliyat sonrası sağlıklı iyileşmiş hayvan bir ay Şekil 1N gösterilmiştir. EMG kayıtlarının implantasyon hemen sonra yapılabilir, ancak hayvanların EKG sinyalleri hemen implantasyondan sonra yüksek olabilir olarak, EMG ve pletismografi kaydetmeden önce iyileşmesi en az bir hafta verilmiştir.

5. Kazanılması Eşzamanlı Elektromiyografi ve Pletismografi sinyaller

  1. önyargı akışı da dahil olmak üzere, tüm kazanım cihazı çalıştırılır.
    Not: fareler için akış hızı, tipik olarak / dakika 1.0 L ayarlanır.
  2. bir akış ölçer kullanılarak pletismografi bölme (ler) kalibre edin.
    NOT: Belirli aralıklarla pletismografi CHAMBE kontrolrs mühürler çatlak veya kırık değil emin olmak için. Coat böyle kez vakum gres gibi bir yağlayıcı ile lastik contalar haftada onların iyi durumunu korumak için.
  3. Üretici tarafından belirlenen giriş verici kalibrasyonu.
  4. EMG ve pletismografi kaydetmeden önce bu ortama alışmaları için en az 1 saat boyunca pletismografı odasında fare yerleştirin. Birden fazla bölme kullanarak, bir sonraki fare ikinci bölmesinde acclimating ise bir fare kaydetmek mümkündür. Pilden (Şekil 1O) korumak amacıyla uyum sağlama sürecinde verici açmayın.
  5. Önceki (ama kalibrasyondan sonra) kayıt için, implant hayvanın içinde 1 içinde güçlü bir mıknatıs yerleştirerek verici açmak; Verici açıkken alıcının önünde bir kırmızı ışık gösterecektir.
  6. "Toplama" etiketli açılan menüyü kullanarak edinimini başlayın ve seçin "Edinme'yi başlatın." kayıt süresi may rağmen3 saat - deney göre değişir, tipik pletismografi ve EMG kayıt 1 sürer.
    NOT: Verici 240 Hz'lik bir içsel örnekleme oranına sahiptir. 500 Hz'lik bir hızlı oran noktaları arasında aradeğerleme yapmak için ve daha yumuşak bir dalga biçimini temin etmek üzere yazılım yer almaktadır. düşük geçiş filtresi (yani, bir anti-takma filtre olarak işlev görür) ve implantın yüksek geçiren filtre Bu telemetri cihazı için 1 ila 50 Hz bant genişliğine belirtin. implantlar akülü ve hayvan implant korur ve elektrik alanlarına yol açar, çünkü 60 Hz A / C parazit EMG sinyal fazla gürültü katkıda bulunmaz. Pletismografi EMG ve video otomatik satın alma yazılımı aracılığıyla gerçek zamanlı olarak senkronize edilir.
  7. edinimi tamamlandığında, bir mıknatısla vericiyi kapatın ve odasından hayvan çıkarın.
  8. Başka bir kayıt başlatılırken ise, odasını temizlemek sonraki hayvandan yeni verici PSG ye girin ve ikinci kayıt başlar. fin iseGün için edinimi ile ished verici kapatın pletismografi odasını temizlemek ve tüm toplama ekipmanları ve önyargı akışını kapatın.

figure-protocol-1
Telemetri cihazı Şekil 1. implantasyonu Solunum kas EMG ölçmek için. Biyopotansiyelin iki çift (A), telemetri vericileri EMG ölçmek için yol açar. Yol açar istenen uzunlukta (alt) kesilmiş veya sarılmış ve verici (üst) altına saklanmış olabilir. (B) Verici yol açar. (B') telleri açığa çıkarmak için ve kurşun kapaklar yapmak için traşlanır plastik izolasyon (ek) ile yol açar. (B ') 4 gergin tellerle Rehberi - orijinal uzunluk 5x. bunlar, 0.5 cm uzunluğunda (gösterilmemiştir), böylece yol açar kesilmiş olmalıdır. (C) Fare traş cerrahi bir site, cerrahi için hazır ve doğru bir şekildeyerleştirilmiş ön pençe. Kırmızı noktalı çizgi kesi bölgesini gösterir. (D), insizyon ardından görülen yağ yastığı ve ön panoda, altında yer alan yüzeyel kaslar. T = trapez. S = sternocleidomastoid. P = Platisma. Sarı ok = frenik sinir. (D) 'de gösterilen kas ve frenik sinir (E) Çizgi diyagramı. Forseps derin eşkenar (F) 'de gösterilen kas ve (G) ulaşmak için trapez ve platisma kasları ayırın kullanılmalıdır. (F) Simgesel skalen ve trapezius yerini belirtmek için kullanılır. Bu görüntü subklavyen arter (beyaz ok), frenik sinir / brakiyal pleksusu (siyah ok) ve soluk sternocleidomastoid kas (sarı ok). (G) Karikatür derin kaslar (yani orta skalen, anterior skalen ve SCM), subklavyen arter ve frenik sinir yerini gösteren. Posterior skalen görülmez. Bu erişilebilir sadece Yüzeysel(D ve E) ark kasları birbirinden yayılır. Küt uçlu makas kullanılarak verici için bir cep yapma (H). Cebinden çıkan paralel bir konuma yol ile deri altı cep vericiyi eklendi (I). Eşkenar içine 25 numara bir iğnenin (j) Yerleştirme, kas liflerinin dik tel ucunun için bir tünel yapmak. (K) skalen kas içine yerleştirilir Her iki yol açar. Kurşun kapaklar ucunda yerleştirilmiş ve yerine yapıştırılır. Trapez içine 25 numara bir iğnenin (L) Yerleştirme, kas liflerinin dik tel ucunun için bir tünel yapmak. (E) dört yol açar trapez ve skalen kas içine yerleştirilir ve kesiğin kapatılması için düz önce yatan. (K) tam arkasında verici konuma subkutan olarak, fare iyileşti. (O) Aynı zamanda kayıt pletismografi, kas EMG faaliyeti, birSırasıyla bir pletismografi odasını (sarı ok), telemetri alıcı pedi (kırmızı ok) ve kamerayı (siyah ok) kullanılarak nd videosu. Çok işlevli bir bias akımı fare oksijen temini için bir plastik boru (mavi ok) yoluyla pletismografi odasına bağlanır. Bu rakamın büyük halini görmek için buraya tıklayın.

figure-protocol-2
Siyanoakrialat Yapıştırıcı ile Kurşun Caps güvenliğini Şekil 2.. (A), kas elektrot kablosu (E) tel proksimal maruz tel siyanoakrilat (mor bir daire üstünde) küçük bir damla uygulanır. Kurşun kapak kas doğrudan bitişik konumlandığı şekilde (B), hızlı bir şekilde siyanoakrilat yapıştırıcı madde içinde gözlemlenen tel üzerine hazırlanan kurşun kapağı (LC) kaydırın. (Cı-Plastik yalıtımsız hiçbir açıkta kalan elektrot mevcut olacak şekilde) kurşun kapak ve telin uzak ucunda küçük bir kısmını keserek. (D), kurşun kapağın ucuna siyanoakrilat yapıştırıcı madde küçük bir damla uygulanır. hayvandan kurşun kapağın kesilip temizlenmesinden uzak ucunu çıkarın. Bu rakamın büyük halini görmek için buraya tıklayın.

KOL EMG ve pletismografi 6. analizi

  1. Analiz yazılımını açın ve ( "Dosya" ve "Açık inceleme dosyası" seçeneğini gidin) ilgi dosyasını gözden geçirin. sekmesi "Gelişmiş 1 Özellikleri" vurgulama ve 30 Hz, yüksek geçiren filtre değiştirme "niteliklerini analiz" seçerek, EMG iz sağ tıklayarak bir 30 Hz yüksek geçiren filtre kullanılarak EMG sinyalleri filtre.
    NOT: Bu filtreleme adımı olmayan ayrımını, düşük frekanslı bilgilerini kaldırır.
  2. Senkronize görüntü dosyasında hareket eksikliği nedeniyle pletismografi izi (Şekil 3A'da kırmızı kutu) içinde harekete karşı büyük düzensiz basınç değişiklikleri eksikliğine bağlı görsel muayene ile fare hareketsizlik alanlarını yerini; Fare hala uykuda veya uyanık ama olduğunda hareketsizlik oluşur.
  3. Her bir kas için, bağımsız bir şekilde EMG nöbetleri belirlenmesi.
    1. Giderin ve 30 ms (Şekil 4) üzerinde filtre EMG sinyali birleştirir.
      Not: Fareler 3 Hz bir hızda nefes için her nefes yaklaşık 11 entegre değerleri ile temsil edilir.
    2. Fare etkin değildir ve pletismografi iz eupnea (normal nefes alma) (Şekil 4) gösterdiğinde 3 s'lik bir süre için EMG sinyali ile ilişkili rektifiye ve entegre değerlerinin ortalamasını alarak temel EMG genliğini belirler.
    3. en az bir 5 olan en az 3 ardışık doğrultulmuş ve entegre değeri ile tanımlanan etkinlik "nöbetleri" tanımlamaktaban EMG sinyali üzerinde% 0 artış (aşama 6.3.2 belirlenmiştir).
      NOT: Üç ardışık değerler 90 ms penceresini temsil, ancak bazı nöbetleri eşiğin üzerinde 3'ten fazla değerleri içeren ve 90 ms daha uzun sürecek.
    4. Sighs (Şekil 3B) sırasında meydana gelen nöbetleri hariç tutmak için eş zamanlı görüntü ve pletismografi iz kullanmak; (Şekil 3C) koklama; veya başkanı olarak istemli fare hareketleri, açma veya tımar.
    5. İkinci kas için 6.3.4 - Tekrar 6.3.1 adımları tekrarlayın.
  4. Her bir kas için butik frekansı hesaplayabilir. Kayıt: a) her bir aktif dönemin başlangıcı zamanı ve bitiş zamanı ve b) her bir müddet yukarıdaki kriterleri kullanılarak yapıldığı zaman. toplam inaktif zaman Sum. dersin frekansını hesaplamak için kayıt oturumu boyunca inaktif zaman toplam dk nöbetleri toplam sayısını bölün.
  5. Havalandırma değişimler kaydedilmiştir m aktivasyonu ile ilişkili olup olmadığını belirleruscles.
    1. Solunum parametreleri seçin ölçülebilir (örneğin, en yüksek giren akış, tidal hacim, dakika hacmi ve dakika başına nefes).
      NOT: Tüm olası seçimleri altında P3 Kur açılan menüde bulunmaktadır edilebilir "Türetilmiş Parametreler."
    2. EMG nöbeti aktivite sırasında meydana gelen nefes ve EMG bazal aktivite sırasında meydana gelen nefes (Şekil 4) tanımlamak.
    3. EMG dersin etkinliğiyle ilişkili ve bazal EMG aktivitesi ile ilişkilidir bağımsız ayrıştırıcı segmentleri yaratmaktadır pletizmografi nefesleri kapsayan ayrıştırıcı segmentler oluşturun. için analiz türünü ayarlamak için emin olun "Ayrıştırıcı Seg."
      NOT: Bu seçim altında P3 Kur açılan menüde bulunmaktadır edilir "Veri Azaltma Setup".
    4. pletismografi iz üzerinde sağ tıklayarak bir olayla her ayrıştırıcı segmentinin başlangıcı. Açılır menüde ve sp "Olay 1" olarak ayrıştırıcı segmentleri içeren bir müddet belirtinbölümlerinin iki sınıf ayırt etmek için "Olay 2" olarak temel ayrıştırıcı segmentleri ecify.
    5. "Fonksiyonlar" menüsü altında "Marks Section" ve kaydedin "Veri Türetilmiş Marks." Veri Ayrıştırıcı menüsü altında "Çözümlü İnceleme Dosya" ve kaydedin "Çözümlü Türetilmiş Veri."
      NOT: Her bir nefes için seçilen solunum parametreleri etiketli sekmede Marks Türetilmiş Veri sayfasında bulunan "çıkarımlar."
    6. kas aktivitesi havalandırma değişiklikleri ile ilişkili olup olmadığını belirlemek için (Olay 2 olarak işaretlenmiş) bazal aktivite sırasında meydana gelen nefes karşı (Olay 1 olarak işaretlenmiş), kol nöbetleri sırasında meydana gelen nefes solunum parametreleri karşılaştırın.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Açıklanan protokol, bir telemetri cihazı yerleştirmeyi ve bir SOD1 (G93A) ALS modeli fare eşkenar Trapezius EMG, WBP ve bir video kayıt etmek için kullanılmıştır. Hayvan etkin olduğu dönemleri (örneğin, hareket etmez) video kayıt kullanılarak tespit WBP izi (Şekil 3A) hareket ile ilişkili etkinliğin eksikliği ile doğrulanmıştır. Aktif olmayan süreleri REM ya da olmayan REM uykusu harcanan zaman, hem de zaman hala uyanık geçirdiği, ancak (Şekil 3A)

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Burada gösterilen prosedür, aynı hayvanda bir çok ay boyunca solunum kası etkinliği ve havalandırma invazif olmayan (vericinin ilk cerrahi implantasyon sonrası) ölçülmesini sağlar. Bu teknik, anestezi uygulanmış farelerde standart EMG tekniklere göre bazı avantajları vardır: Deneyler daha az fareler gerektirir ve bunun yerine) farklı hastalık aşamalarında çok sayıda fareler kullanılarak arasında (hastalık aşamaları boyunca tek bir fare aynı sitesinden veri kayıt olanağı sağlar 1); 2) Veri analizi, tekrarlanan ölçümler k...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Teşekkürler

Bu iş için destek VNJ için SAC ve bir NIH eğitim bursu (T32NS007453) bir Cincinnati Çocuk Hastanesi Tıp Merkezi vekillere Ödülü tarafından sağlandı

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
B6.Cg-Tg (SOD1*G93A)1 Gur/JJackson Laboratuvarı4435
Pletismografi OdasıBuxco Solunum Ürünleri/ Veri Bilimleri Uluslararası601-1425-001
Telemetri Alıcıları (Model RPC-1)Veri Bilimleri Uluslararası272-6001-001
Önyargı Akış Pompası (Model BFL0500)Veri Bilimleri Uluslararası601-2201-001
ACQ-7000 USBVeri Bilimleri UluslararasıPNM-P3P-7002XS
Dataquest A.R.T. Veri Değişim MatrisiVeri Bilimleri Uluslararası271-0117-001
Yeni Ponemah Analiz SistemiVeri Bilimleri UluslararasıPNM-POST-CFG
Ponemah Fizyoloji Platformu Edinme yazılımı v5.20Veri Bilimleri UluslararasıPNM-P3P-520
Ponemah Sınırsız Tam Nefes Pletismografi analiz paketi v5.20Veri Bilimleri UluslararasıPNM-URP100W
Yapılandırılmış Ponemah Yazılım SistemiVeri Bilimleri UluslararasıPNM-P3P-CFG
Analiz Modülü (URP)Veri Bilimleri UluslararasıPNM-URP100W
Evrensel AmplifikatörVeri Bilimleri Uluslararası13-7715-59
Senkronizasyon KartıVeri Bilimleri Uluslararası271-0401-001
Senkronizasyon KablosuVeri Bilimleri Uluslararası274-0030-001
Dönüştürücü Basıncı BuxcoVeri Bilimleri Uluslararası600-1114-001
Akış ÖlçerVeri Bilimleri Uluslararası600-1260-001
Mıknatıs ve Radyo F20-EET Başlangıç KitindebulunurVeri Bilimleri Uluslararası276-0400-001
Eksen P1363 Video Kamera   Veri Bilimleri Uluslararası275-0201-001
Terg-A-ZymeFisher Scientific50-821-785Enzim Deterjan
ActrilMinntech Corporation78337-000Kimyasal Sterilant
Stereo Diseksiyon Mikroskobu (Model MEB126)Leica10-450-508
Servo Kontrollü Nemlendirici/Bebek KuvözüOHMEDA Ohio Care Plus6600-0506-803
TL11M2-F20-EET VericilerVeri Bilimleri Uluslararası270-0124-001
Dumont #2 Laminektomi Forseps - Standart Uçlar/Düz/12 cm (x2) İnce Bilimsel Aletler11223-20Tellerin taşınması için
Dumont #2 Laminektomi Forseps - Standart Uçlar/Düz/12 cm (x2)İnce Bilimsel Aletler11223-20Ameliyat için
Dar Model Forseps- Tırtıklı/Kavisli/12 cmİnce Bilimsel Aletler17003-12
Yaylı Makas - Sert Kesim/Düz/Keskin/12,5 cm/6 mm Kesici Kenarİnce Bilimsel Aletler15124-12
Doku Ayırma Makası - Düz/Künt-Künt/11,5 cmİnce Bilimsel Aletler14072-10
İnce Makas - Sert Kesim/Kavisli/Keskin-Keskin/9 cm İnce Bilimsel Aletler14058-11Telleri kesmek ve tırnakları kesmek için
Neşter Kolu #3Dünya Hassas Aletler500236
Neşter Bıçağıİnce Bilimsel Aletler10010-00Kurşun kapakları hazırlamak için
Polisorb Örgülü Emilebilir sütürCovidenD4G1532XVerici kablolarını sarmak için
Gluture Zoetis A.Ş.6606-65-1Siyanoakrilat yapıştırıcı
3 mL Şırınga Kayma Ucu - SoftVitality Medical118030055
25 G İğne (x2)Becton Dickinson and Co.305-145
Pamuk Uçlu AplikatörlerHenry Schein Hayvan Sağlığı100-9175
Andis Kolay Kesim Saç Kesme SetiAndis049-06-0271Elektrikli Tıraş Bıçağı Target Isoflurane'de satılıyor
Henry Schein Hayvan Sağlığı29404Anestezik 
İzopropil Alkol %70Öncelikli Bakım 1MS070PC
Dermaklor %2 Tıbbi Ovma (kloroheksidin %2)Butler Schein55482
Suni GözyaşlarıHenry Schein Hayvan Sağlığı48272Yağlayıcı Oftalmik Merhem
Vakum gresiDow Corning Corporation1597418
Su BattaniyesiJorVetJOR784BN

Kaynaklar

  1. Johnson, R. A., Mitchell, G. S. Common mechanisms of compensatory respiratory plasticity in spinal neurological disorders. Respir Physiol Neurobiol. 189 (2), 419-428 (2013).
  2. Sieck, G. C., Gransee, H. M. Respiratory Muscles: Structure, Function & Regulation. , Morgan & Claypool Life Sciences. Lecture #34 (2012).
  3. Rizzuto, E., Pisu, S., Musaro, A., Del Prete, Z. Measuring Neuromuscular Junction Functionality in the SOD1(G93A) Animal Model of Amyotrophic Lateral Sclerosis. Ann Biomed Eng. 43 (9), 2196-2206 (2015).
  4. Kennel, P. F., Finiels, F., Revah, F., Mallet, J. Neuromuscular function impairment is not caused by motor neurone loss in FALS mice: an electromyographic study. Neuroreport. 7 (8), 1427-1431 (1996).
  5. Pinto, S., Alves, P., Pimentel, B., Swash, M., de Carvalho, M. Ultrasound for assessment of diaphragm in ALS. Clin Neurophysiol. 127 (1), 892-897 (2016).
  6. Stewart, H., Eisen, A., Road, J., Mezei, M., Weber, M. Electromyography of respiratory muscles in amyotrophic lateral sclerosis. J Neurol Sci. 191 (1-2), 67-73 (2001).
  7. Arnulf, I., et al. Sleep disorders and diaphragmatic function in patients with amyotrophic lateral sclerosis. Am J Respir Crit Care Med. 161, 849-856 (2000).
  8. Bennett, J. R., et al. Respiratory muscle activity during REM sleep in patients with diaphragm paralysis. Neurology. 62 (1), 134-137 (2004).
  9. Pinto, S., de Carvalho, M. Motor responses of the sternocleidomastoid muscle in patients with amyotrophic lateral sclerosis. Muscle Nerve. 38 (4), 1312-1317 (2008).
  10. Romer, S. H., et al. Accessory respiratory muscles enhance ventilation in ALS model mice and are activated by excitatory V2a neurons. Exp Neurol. 287 (Pt. 2, 192-204 (2017).
  11. Moldovan, M., et al. Nerve excitability changes related to axonal degeneration in amyotrophic lateral sclerosis: Insights from the transgenic SOD1(G127X) mouse model. Exp Neurol. 233 (1), 408-420 (2012).
  12. Pagliardini, S., Gosgnach, S., Dickson, C. T. Spontaneous sleep-like brain state alternations and breathing characteristics in urethane anesthetized mice. PLoS One. 8 (7), 70411(2013).
  13. Nicaise, C., et al. Phrenic motor neuron degeneration compromises phrenic axonal circuitry and diaphragm activity in a unilateral cervical contusion model of spinal cord injury. Exp Neurol. 235 (2), 539-552 (2012).
  14. Akay, T. Long-term measurement of muscle denervation and locomotor behavior in individual wild-type and ALS model mice. J Neurophysiol. 111 (3), 694-703 (2014).
  15. Tysseling, V. M., et al. Design and evaluation of a chronic EMG multichannel detection system for long-term recordings of hindlimb muscles in behaving mice. J Electromyogr Kinesiol. 23 (3), 531-539 (2013).
  16. Weiergraber, M., Henry, M., Hescheler, J., Smyth, N., Schneider, T. Electrocorticographic and deep intracerebral EEG recording in mice using a telemetry system. Brain Res Brain Res Protoc. 14 (3), 154-164 (2005).
  17. Pilla, R., Landon, C. S., Dean, J. B. A potential early physiological marker for CNS oxygen toxicity: hyperoxic hyperpnea precedes seizure in unanesthetized rats breathing hyperbaric oxygen. J Appl Physiol. 114 (1985), 1009-1020 (1985).
  18. Morrison, J. L., et al. Role of inhibitory amino acids in control of hypoglossal motor outflow to genioglossus muscle in naturally sleeping rats. J Physiol. 552 (Pt. 3, 975-991 (2003).
  19. Tscharner, V., Eskofier, B., Federolf, P. Removal of the electrocardiogram signal from surface EMG recordings using non-linearly scaled wavelets). J Electromyogr Kinesiol. 21 (4), 683-688 (2011).
  20. Hof, A. L. A simple method to remove ECG artifacts from trunk muscle EMG signals. J Electromyogr Kinesiol. 19 (6), e554-e555 (2009).
  21. Lu, G., et al. Removing ECG noise from surface EMG signals using adaptive filtering. Neurosci Lett. 462 (1), 14-19 (2009).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Ventilasyon l mFare ModeliElektromiyografi LeadleriT m V cut PletismografisiCerrahi mplantasyonSkalen KasTrapez KaslarALS Modeli

İlgili makaleler