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Method Article
The catheter of a telemetry device is implanted into the abdominal aorta in order to continuously collect beat-by-beat hemodynamic data from animals pre and post-high thoracic spinal cord transection. A novel JAVA software was employed to analyze hemodynamic parameters as well as frequency and intensity of spontaneous episodes of autonomic dysreflexia.
Spinal cord injury (SCI) is a debilitating neurological condition characterized by somatic and autonomic dysfunctions. In particular, SCI above the mid-thoracic level can lead to a potentially life-threatening hypertensive condition called autonomic dysreflexia (AD) that is often triggered by noxious or non-noxious somatic or visceral stimuli below the level of injury. One of the most common triggers of AD is the distension of pelvic viscera, such as during bladder and bowel distension or evacuation. This protocol presents a novel pattern recognition algorithm developed for a JAVA platform software to study the fluctuations of cardiovascular parameters as well as the number, severity and duration of spontaneously occurring AD events. The software is able to apply a pattern recognition algorithm on hemodynamic data such as systolic blood pressure (SBP) and heart rate (HR) extracted from telemetry recordings of conscious and unrestrained animals before and after thoracic (T3) complete transection. With this software, hemodynamic parameters and episodes of AD are able to be detected and analyzed with minimal experimenter bias.
Autonomic Dysreflexie (AD) ist eine lebensbedrohliche Notfall bei Personen nach einer akuten oder chronischen Rückenmarksverletzungen (SCI) im Hals- oder High-Brust-Segmente und wird in der Regel durch Episoden von persistenten Hypertonie und Bradykardie 1 gekennzeichnet. AD wird in erster Linie durch die Störung verursacht Rückenwege abzusteigen, die in der Regel Eingabe von supraspinale Zentren des Rücken sympathischen präganglionären Neuronen schaffen , die sympathische Aktivität und Gefäßtonus 1-4 steuern. AD Episoden werden durch einen Anstieg der systolische Blutdruck (SBP) bis zu 300 mmHg gekennzeichnet und wenn sie unbehandelt kann zu Krampfanfällen, Hirnblutungen, Herzinfarkt führen und sogar zum Tod 5-8. Eine Vielzahl von schädlichen und nicht-schädlichen Stimuli wirken als Auslöser von AD, einschließlich Darm und Blase Distension, Krämpfe, Druckgeschwüren, Harnblase Katheterisierung oder iatrogen Verfahren 9-12.
Die zeitliche Entwicklung von AD in bzw.onse SCI wurde in beiden menschlichen 9 und Tiermodellen 13,14 sucht. Typischerweise haben diese Studien eine "induzierte AD 'Methode (dh urodynamics, Penis vibrostimulations bei Menschen oder kolorektalen Aufblähung bei Tieren) verwendet , um die zeitliche Entwicklung von AD zu bestimmen. Ein solcher Ansatz wird durch die Notwendigkeit zur wiederholten Einschätzungen an isolierten Zeitpunkten beschränkt, die eine genaue Bestimmung der zeitlichen Entwicklung von AD ausschließen kann. Die Verwendung von 24-Stunden-Blutdruckmessung beim Menschen ermöglicht serielle Blutdruckmessungen in vorbestimmten Intervallen durchgeführt werden. Diese Technik wurde kürzlich zur Überwachung spontan auftretende AD bei Patienten mit chronischer SCI verwendet. In Tiermodellen zunehmend Festkörperdruckwandler zu chronisch Beat-by-Beat arterielle Blutdruck überwachen verwendet werden. Vor kurzem Rabchesvky et al. (2012), entwickelte einen Algorithmus, der 1 Sekunde Mittelwerte des mittleren arteriellen Drucks extrahiert (MAP) eind im Vergleich gegen einen gleitenden Durchschnitt Schwelle 15. Spontane AD Ereignisse wurden basierend auf MAP Peaks charakterisiert, die 10 mmHg oder mehr über dem Schwellenwert sind gleichzeitig mit einem HR Abfall von 10 bpm oder höher.
Hier ist eine neue JAVA-Software, die über einen integrierten AD-Erkennungsalgorithmus wurde vorgestellt. Dieser Algorithmus arbeitet von vorher festgelegten Muster in den arteriellen Blutdruck (ABP) und Herzfrequenz (HR) erkennen, die indikativ für eine spontan auftretende AD Ereignis sind. Der Benutzer ist in der Lage, manuell alle Eingangsgrößen an die Software anzupassen, so dass die "Erkennungsalgorithmus 'kann leicht auf die spezifischen Parameter von Interesse angepasst werden. Die Software ist auch in der Lage ABP und HR in einer bestimmten Epoche zu dichotomize , so dass Tagesrhythmik der hämodynamischen Parameter 16 analysiert werden kann. Im vorliegenden Manuskript wird eine detaillierte Erläuterung der Operationstechnik gegeben, die die Telemetriegeräte zu implantieren und leiten die SCI Chirurgie verwendet wird. Exspiele sind auch in Bezug auf die Post-Processing-Fähigkeiten des AD-Detection-Software und wie Herz-Kreislauf-Funktion verändert post-SCI zur Verfügung gestellt. Zu Vergleichszwecken wurde die Methodik und die Ergebnisse einer Methode der induzierten AD als colorectal Distension bekannt sind, erhalten (CRD) ist ebenfalls dargestellt.
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Männliche Wistar (Hsd: WI Wistar) Ratten mit 7 Wochen alt und mit einem Gewicht von 300-350 g wurden in diesem Experiment verwendet. Alle Ratten wurden auf einem 12 Stunden Licht / Dunkel-Zyklus gehalten und erhielten eine Standardlaborrattenfutter und Wasser ad libitum. Alle experimentellen Verfahren entsprachen mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Versuchstieren durch den Canadian Council on Animal Care gegründet und gewährt Ethik Genehmigung durch die University of British Columbia. Chirurgie und Tierpflege wurden nach Standardverfahren in unserem Labor (Ramsey et al. 2010) durchgeführt , 17.
1. Herstellung der Tiere: Chirurgische Verfahren
2. TelemetryDie Überwachung der hämodynamischen Parameter
3. Bewertung der Spontane Incidschiede von Autonomic Dysreflexie (AD)
Hinweis: Die Häufigkeit, Schwere und Dauer der spontanen AD Ereignisse wurden bewertet unter Verwendung eines Algorithmus entwickelt für eigene neue AD - Erkennung Java - Plattform - Software (Abbildung 4). Ein neuer Algorithmus entwickelt worden , um automatisch spontane AD Ereignisse erfassen basierend auf 24 - Stunden - SBP und HR - Telemetrie - Aufnahmen vor und nach der SCI - Parameter angegeben in Abbildung 2 verwendet wird .
4. Colorectal Aufdehnung zu Absichtlich AD Elicit
Hinweis: Die Schwere der induzierten AD kann durch kolorektalen Aufblähung (CRD) bestimmt werden, einem klinisch relevanten Reiz, der den Darm Routine 3,18,19 nachahmt.
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Verwendung von Telemetrie, arterieller Blutdruck wird während 24 h bei einer Frequenz von 1.000 Hz kontinuierlich abgetastet. Ein veranschaulich Aufzeichnung des arteriellen Blutdruck (ABP) unter Verwendung LabChart ist in 1B gezeigt. Die Probe ABP wurde durch ein Festkörper-Drucksensor in die Aorta descendens eingeführt überwacht. Die neue Java - Plattform AD - Detection - Software ist in der Lage relevante SBP (mmHg) Spitzen (1C) zu extrahieren. Wir können auch die HR (bpm) aus d...
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Das Protokoll beschreibt eine detaillierte Implementierung einer neuen Java - Plattform AD - Detection - Software , die mit einem Telemetrie - Gerät kombiniert werden würde, für eine langfristige gründliche Analyse von ABP in SCI-Tieren (1B). Dies ist die erste Software, die für die Charakterisierung von ABP Mustern ermöglicht spontane AD Ereignisse zu erkennen, da sie nur sporadisch während der gesamten Dauer des Tages auftreten. Eine gut charakterisierte T3 SCI Tiermodell kann die Funktionsfäh...
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The authors have nothing to disclose.
Diese Forschung, wenn gefördert vom Canadian Institute of Health Research und die Herz-und Schlaganfall-Stiftung von BC und Yukon. Wir danken Herrn Rayshad Gopaul und Dr. Shelly McErlane für die technische Unterstützung und Know-how in der Tierpflege anzuerkennen.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
11 Male Wistar Rats -Hsd-WI (250-300g) | Envigo (formerly Harlan Laboratories) | 141 | |
Lab Chart (PowerLab® Data Acquisition System) | AD Instruments | ||
Pressure Telemeter | Millar Inc. | RP-TRM54P | |
Configurator | Millar Inc. | TR190 | |
SmartPad | Millar Inc. | TR180 | |
Isoflurane (Aerrane) | Baxter Corp. | DIN: 02225875 | |
Enrofloxacin (Baytril) | Bayer Healthcare | DIN: 02169428 | |
5-0 Silk Sutures | Ethicon | S182 | |
4-0 Vicryl Subcuticular | Ethicon | J496G | |
Buprenorphine (Temgesic) | Reckitt Benckiser | DIN: 0281250 | |
Bupivicaine Hydrochloride (Marcaine 0.5%) | Hospira Healthcare Corp. | DIN: 02305909 | |
Ketoprofen (Anafen) | Merial | DIN: 02150999 | |
Ketamine Hydrochloride (Vetalar) | Bioniche | DIN: 01989529 | |
Dexmedetomidine Hydrochloride (Domitor) | Pfizer | DIN: 02333929 | |
Lactated Ringer's Solution | Braun Medical Inc. | DIN: 01931636 | |
Gelfoam #12 | Pharmacia & Upjohn Company | 03603-14-1 | |
Microscissors | Fine Science Tools | 15003-008 | |
Iris Spatulae | Fine Science Tools | 10094-13 | |
10 French 35 cm Foley Catheter | Coloplast | AA6110 | |
Dietgel® | Clear H2O, Westbrook, ME | 76A | |
LabDiet Rodent Diet 5001 | Purina Mills (PMI®) | 5001 | |
Chlorhexadine (Hibitane) | Wyeth Animal Health, Guelph, Ontario | DIN 00245097 | |
Atipamezole Hydrochloride(Antisedan) | Orion Pharma | DIN: 02237744 |
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