ניטור אק"ג בזמן אמת במהלך אימון הליכון בעכברים

Summary

אלקטרוקרדיוגרמה (ECG) היא משתנה המפתח להבנת אלקטרופיזיולוגיה של הלב. לפעילות גופנית יש השפעות מועילות, אך היא עלולה גם להזיק בהקשר של מחלות לב וכלי דם. כתב יד זה מספק שיטה לרישום אק"ג בזמן אמת במהלך פעילות גופנית, אשר יכול לשמש לחקר השפעותיו על אלקטרופיזיולוגיה של הלב בעכברים.

Abstract

פעילות גופנית סדירה היא תורמת מרכזית לבריאות הלב וכלי הדם, ומשפיעה על תהליכים מטבוליים ואלקטרופיזיולוגיים שונים. עם זאת, במחלות לב מסוימות כגון תסמונות הפרעות קצב תורשתיות, למשל, קרדיומיופתיה אריתמוגנית (ACM) או מיוקרדיטיס, פעילות גופנית עלולה להיות בעלת השפעות שליליות על הלב המובילות לייצור מצע פרואריתמוגני. נכון לעכשיו, המנגנונים המולקולריים הבסיסיים של עיצוב מחדש פרואריתמוגני הקשור לפעילות גופנית אינם ידועים במידה רבה, ולכן עדיין לא ברור אילו תדירות, משך ועוצמה של פעילות גופנית יכולים להיחשב בטוחים בהקשר של מחלה.

השיטה המוצעת מאפשרת לחקור השפעות פרואריתמיות/אנטי-אריתמיות של פעילות גופנית על ידי שילוב אימון הליכון עם ניטור בזמן אמת של האק"ג. מכשירי טלמטריה מושתלים משמשים לרישום רציף של האק"ג של עכברים הנעים בחופשיות במשך תקופה של עד 3 חודשים הן במנוחה והן במהלך אימון הליכון. תוכנת רכישת נתונים עם מודולי הניתוח שלה משמשת לניתוח פרמטרים בסיסיים של א.ק.ג. כגון דופק, משך גל P, מרווח יחסי ציבור, מרווח QRS או משך QT במנוחה, במהלך ואחרי אימון. יתר על כן, פרמטרים של השתנות קצב הלב (HRV) והתרחשות של הפרעות קצב מוערכים. בקצרה, כתב יד זה מתאר גישה שלב אחר שלב לחקור באופן ניסיוני השפעות המושרות על פעילות גופנית על אלקטרופיזיולוגיה של הלב, כולל עיצוב מחדש פרואריתמוגני פוטנציאלי במודלים של עכברים.

Introduction

פעילות גופנית סדירה חשובה לחיים בריאים. עם זאת, מצבים קרדיווסקולריים מסוימים מובילים למצבים שבהם הסכמה הגיונית זו לפחות מוטלת בספק. בחולים עם דלקת שריר הלב, הנתונים הנוכחיים אפילו מראים תופעות לוואי של פעילות גופנית, ולכן מומלץ להשהות את כל הפעילות הגופנית לתקופה מסוימת בחולים אלה ^1,2,3. במחלות לב וכלי דם אחרות (CVD) כגון תסמונות הפרעות קצב תורשתיות קיימות פחות עדויות על רמת פעילות גופנית מתאימה 4,5,6,7, מה שהופך את הייעוץ הקליני במקרים אלה, בעיקר לחולים צעירים ופעילים גופנית^, למאתגר מאוד.

עיצוב מחדש שלילי המוביל להתכווצות מופחתת ואי ספיקת לב ועיצוב מחדש של הפרעות קצב המוביל להפרעות קצב ומוות לבבי פתאומי הוצעו כסימני היכר של השפעות מזיקות הקשורות לפעילות גופנית על הלב⁸. מספר רב של מחקרים מצביעים על השפעות מועילות של פעילות גופנית מתונה על פני ספקטרום רחב של מחלות שונות ^9,10. עם זאת, אימונים נרחבים עלולים לגרום להשפעות מזיקות על הלב המובילות להפרעות קצב, במיוחד אצל ספורטאים בריאים¹¹. למרות שתהליכי עיצוב מחדש מבניים המובילים לייצור מצע פרואריתמי פגיע עשויים לעמוד בבסיס מצב פרדוקס זה, כפי שהודגם ברצי מרתון¹², המנגנונים הספציפיים של עיצוב מחדש שלילי הקשור לפעילות גופנית הן אצל אנשים בריאים והן בחולים עם מחלות לב וכלי דם עדיין אינם ידועים במידה רבה.

בבעלי חיים, במיוחד בעכברים, פותחו מספר מודלים מתאימים לחיקוי מגוון רחב של מחלות לב וכלי דם^13,14. כמו כן, נקבעו מודלים שונים של אימונים ופרוטוקולי אימון בעכברים 15,16,17, כולל אימון הליכון ממונע, ריצת גלגלים רצונית (VWR) ושחייה^17,18. הערכה של אלקטרופיזיולוגיה של הלב על ידי ניטור אק"ג באופן קלאסי תלויה בקשר מוליך ישיר בין בעל החיים לבין מכשיר גילוי כלשהו. לכן, או שיש להרדים בעלי חיים, למשל, כדי להשיג רישומי אק"ג באמצעות אלקטרודות חדות¹⁹, או שבעלי חיים צריכים להיות משותקים על ידי מרסן ²⁰, או שאיכות הנתונים נפגעת עקב חפצי תנועה, למשל, בעת שימוש באלקטרודות כפות²¹ או פלטפורמות מוליכות²² המאפשרות ניתוח בסיסי בלבד. לפיכך, אף אחת מהגישות הנ"ל אינה תואמת את פרוטוקולי האימון וכתוצאה מכך מונעת מחקרים על מנגנונים הקשורים לפעילות גופנית המובילים לעיצוב מחדש שלילי בעכברים. מכשירי טלמטריה מושתלים יכולים להתגבר על מכשולים אלה והם כיום הכלי החזק ביותר ותקן הזהב להערכת אלקטרופיזיולוגיה של מורין in vivo בבעלי חיים מודעים ונעים^23,24. פתרונות חומרת הטלמטריה הנוכחיים פותחו כדי לנטר עכברים בכלובים שלהם^25,26, ובדרך כלל דורשים מקלט להיות ממוקם מתחת לכלוב לאיסוף נתונים^, ובכך להפוך ניטור בזמן אמת מחוץ לנסיבות אלה מאתגר. כאן אנו מספקים גישה לחקר ההשפעות של פעילות גופנית על אלקטרופיזיולוגיה של הלב והפרעות קצב על ידי רישום אק"ג בזמן אמת במהלך אימון הליכון בעכברים באמצעות מכשירי טלמטריה מושתלים. כל הפרמטרים שהתקבלו נותחו כפי שתואר בעבר על ידי Tomsits et ^al.23.

Protocol

כל הנהלים בבעלי חיים נערכו בהתאם להנחיות הוועדה לטיפול בבעלי חיים ואתיקה של אוניברסיטת מינכן וכל הנהלים אושרו על ידי ממשלת בוואריה, מינכן, גרמניה (ROB-55.2-2532.Vet_02-16-200). במחקר זה נעשה שימוש בארבעה עכברי בר זכרים מסוג C57BL/6N.

1. הכנה והשתלה כירורגית של המשדר

הערה: לקבלת פרוטוקול מפורט של הכנת משדר והשתלתו, עיין McCauley et ^al.26.

1. הכנת המשדר
   1. השתמש ישירות במשדרים חדשים מכיוון שהם סטריליים. אם נעשה שימוש חוזר במשדרים, נקה את המכשיר על ידי הצבתו במי מלח כדי להיפטר מכתמי דם, הסר את כל שברי הרקמה הנצמדים למשדר ולאלקטרודות העופרת. לאחר הניקוי הראשוני, במידת הצורך, יש לטבול את המשדר בתמיסת ניקוי של 1% (ראה טבלת חומרים) למשך 4 שעות כדי להמשיך ולנקות את המשדר.
   2. הפעל את המשדר על ידי הצבת המגנט שסופק בסמיכות. לאחר ההפעלה, בדוק את האות מהמשדר באמצעות מכשיר רדיו בתדר AM של 530 הרץ. צפצוף חד וברור מעיד על כך שהמשדר מופעל, ואילו משדר לא פעיל אינו נותן אות.
2. הכנה כירורגית והשתלה
   הערה: כל ההליכים הכירורגיים חייבים להתבצע בתנאים נקיים וסטריליים.
   1. יש לחטא את כל המשטחים והציוד הרב פעמי לפני השימוש ולהשתמש בכלים חד פעמיים סטריליים, כגון גזה, כפפות וכו'.
   2. הכינו את מוליכי המשדר על ידי קיצור לאורכים אופטימליים, העופרת השלילית (לבנה) לכ-3.5 ס"מ והעופרת החיובית (אדומה) לכ-2.5 ס"מ. הסר את נדן הבידוד האדום והלבן בקצה האלקטרודות על ידי ביצוע חתך קטן כדי לחשוף 5-7 מ"מ של החוט המוליך.
      הערה: אורכים אלה מומלצים לעכברי BALB/c בני 9-12 שבועות או C57BL/6, במשקל ~25 גרם. התאם אם החיות המשמשות במחקר גדולות / כבדות יותר.
   3. שימו לב למשקל המשדר ולמשקל הגוף של העכבר. כמו כן, שים לב למספר הסידורי ולערכי הכיול של המשדר שסופק על ידי DSI.
      הערה: משקל הגוף של החיה משמש לחישוב מינונים של חומרי הרדמה ומשככי כאבים. משקל הגוף הראשוני משמש גם כהתייחסות להערכת התאוששות בעלי חיים לאחר הניתוח.
   4. הרדימו את העכבר בתא אינדוקציה המחובר לוופורייזר איזופלורן סמוק עם 2%-3% איזופלורן (vol/vol) המונע על ידי 1 ליטר/דקה של 100% חמצן. יש להמתין להופעת נרקוזיס מלאה ולבדוק את צביטת הבוהן ואת רפלקס העפעף כדי להבטיח עומק תקין של נרקוזיס לפני שתמשיך.
   5. לאחר מכן, הניחו את בעל החיים המרדים במצב שכיבה והשתמשו במשחה (ראו טבלת חומרים) כדי למנוע יובש בעיניים במהלך ההליך. בצע את ההליך הכירורגי בתנאים נקיים על סוויטה כירורגית כדי לשמור על טמפרטורת הגוף של העכבר ב 37 ° C. הכנס בדיקה רקטלית כחיישן טמפרטורה.
   6. לשמור על ההרדמה על ידי יישום איזופלורן רציף (1.5%-2%). להזריק פנטניל (0.50 מיקרוגרם / גרם) intraperitoneally עבור שיכוך כאבים. חבר סופח למערך האוורור כדי למנוע בריחת גז עודף לחדר הניתוח (מומלץ).
   7. הכנס אלקטרודות א.ק.ג של מחט בשתי הזרועות ואת אלקטרודת הארקה לרגל שמאל של העכבר כדי לקבל תצורת אק"ג I עופרת כדי לפקח על האק"ג במהלך הניתוח ולקבל אק"ג בסיסי.
   8. יש לגלח את הבטן והחזה ולחטא את אזור הניתוח באמצעות כלורהקסידין/אלכוהול (ראו טבלת חומרים). השתמש בפינצטה כדי להדק את העור ולבצע חתך בטני בקו האמצע הגחוני של 1.5-2 ס"מ באמצעות מספריים (לפרטומיה).
   9. צרו כיס תת-עורי (כ-1 מ"מ) בחזה הימני העליון ובחזה השמאלי התחתון מתחת ללב לצורך הנחת מוליכי האלקטרודות, כפי שמוצג באיור 1.
   10. מניחים את גוף המשדר בעדינות בצפק מעל המעי. הכנס מחט 14 G תת עורית משני הכיסים בחזה הימני העליון ובכיס החזה השמאלי התחתון שנעשו קודם לכן כדי ליצור תעלה למיקום אלקטרודות.
   11. הנחות את האלקטרודות האדומות והלבנות דרך המחט כדי למקם אותן בתצורת עופרת II. מקמו וקיבעו את קצות האלקטרודות באמצעות תפרים 6.0, אלקטרודה חיובית (אדומה) בחזה השמאלי התחתון והאלקטרודה השלילית (לבנה) בחזה הימני העליון.
   12. תפרו את כל החתכים באמצעות תפרים 6.0 ומרחו חומר חיטוי (ראו טבלת חומרים) על הפצעים. העבירו את בעל החיים לכלוב התאוששות (רק חיה/כלוב אחד) והניחו אותו תחת מקור חום כדי לשמור על חום הגוף עד להחלמה מלאה של נרקוזיס. רק לאחר החלמה מלאה ויכולת לשמור על עצם החזה, ניתן להחזיר את בעל החיים לחברה במידת הצורך.
   13. לספק את החיה עם מינון מספיק של משככי כאבים ואנטיביוטיקה לאחר הניתוח. השתמש carprofen (5 מיקרוגרם / גרם) כמו משכך כאבים enrofloxacin (5 מיקרוגרם / גרם) כמו אנטיביוטיקה. עקוב אחר הפצע במרווחי זמן קבועים כדי לוודא שאין דלקת או התרחשות של פצע.
   14. לאחר 7-10 ימים של תקופת החלמה לאחר הניתוח, בעל החיים מוכן לעבור אימון הליכון. ודא כי פצעים נרפאו כראוי, ואת העכבר הוא בריא לפני תחילת האימון.
       הערה: לאחר סיום תקופת הניסוי, השימוש במשדרי טלמטריה אינו דורש שיטת המתת חסד ספציפית. בחירת השיטה תלויה בניתוח שלאחר מכן ובדרישות הספציפיות שלה למצב הרקמות, כמו גם בכללים ובתקנות המקומיים לטיפול בבעלי חיים ובאישור ועדת האתיקה המקומית בהתאמה.

2. איסוף נתונים

1. תיאום מראש
   1. כדי להתחיל באיסוף נתונים, מקם את כלוב החיות על מקלט האותות. חבר את מקלט האותות למערכת איסוף הנתונים המורכבת ממטריצת חילופי נתונים וממשק אותות. חבר את מערכת איסוף הנתונים למחשב באמצעות תוכנת הרכישה לתצוגה חזותית של נתונים (ראה פרטי הגדרה באיור 2A).
   2. הפעל את התוכנה ואשר את שם המשתמש והרישיון במסך הבא ולאחר מכן לחץ על המשך. לחץ על חומרה כדי להגדיר את התקן המשדר ומקלט האותות. בחר ערוך תצורת Physio Tel/HD (MX2) כדי לפתוח חלון תצורה.
   3. בחר תצורת MX2 בתצוגת הרשימה של כרטיסיית קביעת התצורה כדי לראות את כל המשדרים הזמינים ואת המספרים הסידוריים שלהם בעמודה הזמינה. לחץ וגרור את המשדר המושתל מהעמודה הזמינה לעמודה שנבחרה.
      הערה: אם משדר מופיע בעמודה שנבחרה, הוא נוסף גם לתצורת MX2 בכרטיסיה תצורה בקצה הימני.
   4. סמלים צבעוניים לצד המספר הסידורי של המשדר מציינים את המצב. בדוק מצב עבור כל המשדרים: ירוק עם סימן ביקורת = המשדר מסונכרן ומוכן; אדום עם סימן קריאה = משדר שאינו זמין כעת, למשל, מוגדר כעת בניסוי במערכת אחרת; צהוב = המשדר מסתנכרן או שאין לו מקלטים מחוברים. ודא שיש אור ירוק המציין העברת נתונים נומינלית.
   5. כדי להגדיר את המשדר, בחר את המספר הסידורי של המשדר שנוסף ולחץ על צור שתל חדש. בחר ETA-F10 מהתפריט הנפתח של דגם השתל כדי לראות את פרטי השתל.
   6. בחר את הדגם והמספר הסידורי של המקלט מתפריט שמאלי קיצוני של המקלט(ים) המשויכים לשתל. רשימה של מקלטים מחוברים ומחוברים מופיעה תחת תפריט זה עם תיבת סימון.
   7. לחץ על חפש שתל ETA כדי להקצות מקלט אות למשדר המושתל. פתח את תפריט סוג האות ובחר אק"ג עם קצב דגימה של 1,000 הרץ. הזן את ערכי הכיול בגב אריזת השתל. בחר שמור וצא.
   8. לחץ על הגדרות בשורת התפריטים ובחר הגדרת נושא. תופיע תיבת דו-שיח עם פרטי נושא. הזן את שם הקובץ הרצוי, שיישמר בהגדרת הנושא.
   9. בחר את מין החיה ובחר עכבר מהתפריט הנפתח של המינים. פתח את התפריט הנפתח של הניתוח ובחר אק"ג (מודול). שנה את התיוג המוגדר כברירת מחדל לאק"ג ואת היחידות ל- mV אם תרצה בכך. בחר את הגורם המפעיל הסמוך לאק"ג.
   10. לחץ על אק"ג תחת שם הנושא בתפריט הימני הקיצוני כדי לפתוח את תפריט פרטי הערוץ. בחר את פרמטרי האק"ג הרצויים כגון Num (מספר מחזור), HR (קצב לב), או מרווחי זמן כגון PR-I, QT-I, RR-I, QRS וכו '. מרשימת הפרמטרים.
   11. כדי להגדיר את התצוגה, לחץ על הגדרות בשורת התפריטים ובחר הגדרת ניסוי. מופיעה תיבת דו-שיח של הגדרה. בחר את הגדרת הגרף מהתפריט הימני הקיצוני כדי להגדיר עד 16 חלונות גרפיים המספקים נתונים גולמיים, לדוגמה, אותות אק"ג ופרמטרים נגזרים, לדוגמה, לולאת XY, מגמת משאבי אנוש. כדי להציג את האק"ג, בחר בתיבת הסימון הפוך דף לזמין עבור עמוד 1.
2. אימון הליכון עם הקלטת אק"ג בזמן אמת בו זמנית
   1. הכינו מערך ניסויי כפי שמוצג באיור 2B עבור הליכון דו-נתיבי עם ניטור אק"ג בזמן אמת במהלך אימון.
      הערה: מומלץ להשתמש בהליכון מכרסמים בעל 5 נתיבים (ראה טבלת חומרים) לאימון. ההתקנה מורכבת ממסוע המחולק לחמישה תאי ריצה ויחידת בקרה עם מסך מגע. כל תא ריצה נוצר על ידי קופסת פרספקס שקופה עם מכסה, המותקנת על המסוע. לכל תא יש רשת התחשמלות שבה פולסים חשמליים קצרים פועלים כגירוי כדי לשמור על בעל החיים פועל. כל תא מחובר בנפרד ליחידת הבקרה כדי לאפשר כוונון ספציפי לתא של עוצמת הזעזועים. יחידת הבקרה יכולה להציג את מרחק הריצה, את מספר הזעזועים ואת משך הזעזועים הכולל. מכיוון שכל התאים חולקים את אותו מסוע, ניתן לכוונן את המהירות והשיפוע רק לכל התאים בו זמנית.
   2. כדי לאפשר העברת אותות טובה במהלך אימון, הניחו את מקלט האותות על גבי התיבה שקבעה את נתיב הריצה עם החיה כפי שמוצג באיור 2B. המיקום המדויק של מקלט האותות בנתיב הריצה שונה בין בעלי חיים בודדים עקב יחסי אות/רעש שונים.
      1. הזז את מקלט האותות עד שיימצא המיקום האופטימלי בנתיב הריצה. עשו זאת על ידי ביצוע ניסוי ניסוי עם בעל חיים תחת אילוף ושימו לב למיקום עם יחס האות/רעש הטוב ביותר. השתמש במיקום אופטימלי זה עבור הניסוי בפועל.
         הערה: בשל גודלו של מקלט האותות ומיקומו הרגיל של המקלט לציר נתיבי הריצה (כפי שמוצג באיור 2B), רק שתי חיות יכולות להתאמן בו זמנית באמצעות ניטור אק"ג בתצורה זו.
   3. חלקו את אימון ההליכון לשני השלבים הבאים.
      1. שלב ההתאקלמות: הזמן בו מותאם בעל החיים לתנאי האילוף. בצע פרוטוקול התאקלמות של שבוע כפי שמוצג בטבלה 1 עם מהירות הריצה וזמן האימון עבור כל יום כמתואר.
      2. שלב האילוף: לאחר ההתאקלמות מאמנים את בעל החיים במהירות קבועה לזמן קבוע ביום למשך X ימים בסך הכל. עבור פרוטוקול זה, בצע משטר אימונים של 5 ימים במשך 3 שבועות במהירות קבועה של 25 ס"מ לשנייה ומשך של 60 דקות ליום (טבלה 2). לאחר 5 ימי אימון, ספקו הפסקה של יומיים לפני שבוע האימונים הבא.
         הערה: X מגדיר את המספר הכולל של ימי אימון ומוגדר בהתבסס על מטרת הניסוי.
   4. הפעל את ההליכון. הגדירו את שיפוע ההליכון, מהירותו ועוצמת הזעזועים בהתאם לפרוטוקול האימון. יש להשתמש בשיפוע כלפי מעלה של 5°, המוביל לרמה מתונה של מתח (מומלץ). השתמשו באותה נטייה לשלב ההתאקלמות ולשלב האימונים.
      הערה: נטיית ההליכון מגדירה את עצימות האימון; בחר את הנטייה הרצויה. פרוטוקול האימון יכול להשתנות בהתאם למטרת הניסוי.
   5. לחץ על הגדרות ביחידת הבקרה ובחר בדיקת רשת. פעולה זו פותחת מסך בחירה של גודל רשת. בחר עכברים. מסך בדיקת רשת יופיע עם שתי בדיקות משנה: בדיקת זעזועים ובדיקת ניקוי. לחץ על התחל כדי להתחיל במבחן הזעזועים. תופיע הודעה המזהירה את המשתמש מפני זעזועי בדיקה. כדי להתחיל בבדיקה, אשר את האזהרה על-ידי נגיעה במסך.
   6. הניחו את החלק המוליך של אביזר הספוג המסופק עם ההליכון על רשת ההליכון. מקם אותו עד שהמילה Pass תופיע על המסך. בדוק את כל הרשתות כך. הבדיקה תסתיים באופן אוטומטי לאחר שכל הנתיבים יעברו אותה בהצלחה, אך המשתמש יכול לעצור אותה בכל עת על ידי לחיצה על כפתור העצירה .
   7. כדי להמשיך בבדיקת הניקוי, לחץ על לחצן >> והתחל והמתן להפעלת הבדיקה. בדיקה זו גם תיעצר אוטומטית ברגע שכל הנתיבים עברו אותה. אם הבדיקה נכשלת, תופיע הודעת אזהרה על המסך. גע בהודעה כדי לראות את התוצאה.
      הערה: בדיקות אלה נעשות כדי לבדוק את ניקיון ותפקוד הרשת. הרשתות חייבות להיות נקיות כדי להבטיח זיהוי טוב של בעלי חיים ולאחר מכן אספקה נכונה של הגירוי החשמלי במידת הצורך. אם הבדיקה נכשלת, נקו את הרשתות, בדקו אם כל הכבלים מחוברים כראוי וחזרו על הבדיקה.
   8. העבירו את בעל החיים לתא הריצה. הניחו את מקלט האות על הקופסה השקופה וחברו את מקלט האות באמצעות כבל החיבור למערכת איסוף הנתונים, המורכבת ממטריצת חילופי נתונים וממשק אותות, שבתורו מתחבר למחשב כאשר תוכנת הרכש פועלת לצפייה באות האק"ג במהלך הניסוי.
   9. לחץ על התחל כדי להיכנס למצב ריצה. בעלי חיים יקבלו דחף חשמלי קצר כאשר הם באים במגע עם רשת החשמל, אשר יעביר את בעל החיים לעבר נתיב הריצה. השתמש בעוצמת זעזועים מינימלית של 0.1 mA. זה מספיק כדי להניע את בעלי החיים, אבל זה לא נראה ברישום אק"ג. נסו להניח כדורי מזון מחוץ לקווי הריצה בתוך שדה הראייה של בעל החיים כדי לשמור על המוטיבציה שלו.
      הערה: הטווח שניתן על-ידי היצרן עבור התחשמלות הוא 0.1 mA-2 mA. ייתכן שיהיה צורך בעלייה בעוצמת הזעזועים בזני עכברים שונים או בתנאי ניסוי שונים, עם זאת, אנו ממליצים להשתמש בעוצמת הזעזועים הנמוכה ביותר האפשרית. לחלופין, כדי להפחית את הזעזועים החשמליים הכלליים, נסו לשמור על בעל החיים במסלול הריצה על ידי דחיפתו בעדינות, למשל עם אוזניות מכותנה או על ידי גירוי שלו עם נשיפה עדינה של אוויר דחוס. אם בעלי חיים מאומנים היטב, ניתן להפריד את רשת החשמל ואת נתיב הריצה על ידי חתיכת קלקר כדי למנוע זעזועים לא רצויים.
   10. אם בעל חיים אינו מתאמן ולא ניתן להניע אותו אפילו באמצעות שוק חשמלי, הסר אותו מפרוטוקול האימון לאותו יום אם אין הקלה בתוך 15 הדקות הראשונות של הניסוי.
   11. בסיום, יש לאפשר לבעל החיים לנוח במשך 5 דקות לאחר האימון לפני העברתו חזרה לכלוב. הוציאו את מקלט האותות מהקופסה השקופה והניחו אותו בחזרה מתחת לכלוב, כפי שמוצג באיור 2A. כבו את ההליכון כדי למנוע זעזועים לא רצויים.
   12. נקו את חגורת ההליכון, תאי הריצה ורשת החשמל עם חומר ניקוי שאינו אלכוהולי. נתיבים נקיים מובילים לתוצאות אימון טובות יותר.
       הערה: במהלך האימון, חשוב לנקות כל הזמן את הנתיבים, כמו בעלי חיים להפסיק לרוץ על נתיבים מלוכלכים. אנו משתמשים באוזניות מכותנה כדי להיפטר מצואת בעלי חיים בזמן אימון.

3. ניתוח נתונים

הערה: בהתאם למטרות המחקר הבודדות, ניתן לקבל ולנתח פרמטרים שונים. פרוטוקול זה מתמקד בשני היבטים: ניתוח תכונות א.ק.ג כמותיות והתרחשות של הפרעות קצב לפני, במהלך ואחרי אימון באמצעות גישה שתוארה בעבר על ידי Tomsits et^al.23; וניתוח השתנות קצב הלב (HRV)²⁷.

1. ניתוח אק"ג
   1. לקבלת תיאור מפורט, עיין Tomsits et ^al.23. בקצרה, הפעל את התוכנה, אשר את שם המשתמש והמספר הסידורי של רישיון התוכנה ולחץ על המשך.
   2. כדי לפתוח קובץ עם הסיומת. PnmExp, לחץ על טען ניסוי. תיבת הדו-שיח Browse for folder נפתחת, בחר את הקובץ ולחץ על Open.
   3. עבור אל פעולות/ התחל סקירה בסרגל הכלים ובחר בתיבת הדו-שיח טען נתוני סקירה , המספקת סקירה כללית של כל הנבדקים והאותות המוקלטים שלהם במסגרת הניסוי שנבחר קודם לכן.
   4. בחר את הקובץ לניתוח על ידי לחיצה על תיבת הסימון לצד שמו בחלונית Subjects בצד שמאל של המסך. כדי לנתח את האק"ג, בחר בתיבת הסימון לצד אק"ג בחלונית סוגי האותות.
   5. בחר את ההקלטה כולה או הגדר טווח או משך באמצעות האפשרות טווח זמן. לחץ על אישור כדי לטעון את ערכת הנתונים שנבחרה לסקירה וחלונות עבור אירועים ופרמטרים נפתחים באופן אוטומטי.
   6. כדי להציג את האק"ג, לחץ על הגדרת גרף בסרגל הכלים של התפריט כדי לפתוח חלון חדש. בחר ראשי בסוג אות, הזן שעה 0:00:00:01 ולאחר מכן בחר את מגבלות התיוג, יחידת התצוגה והצירים הנמוכים והגבוהים הרצויים על-ידי הזנת תיבות הטקסט המתאימות. אשר על ידי לחיצה על תיבת הסימון הפוך דף לזמין וחלון מעקב האק"ג המוגדר יופיע.
   7. התאם את מידות ציר X וציר Y של האק"ג בלחיצה כפולה. לחץ לחיצה שמאלית לתוך המעקב כדי להציג ביאור גל ולזהות ולהוסיף ביאורים לכל קטע של גל המעקב, P, Q, R, T, כראוי.
      הערה: אם ההערות אינן נכונות, ניתן להשתמש במספר אפשרויות, QRS, PT, מתקדם, רעש, סימנים, הערות, דיוק, כדי לייעל, למשל, האפשרות ניתוח / תכונות באמצעות לחיצה ימנית. לתיאור מפורט עיין Tomsits et ^al.23.
   8. בחר את פרמטרי האק"ג הנדרשים מחלון הפרמטרים והעתק לגיליון אלקטרוני או לתוכנת סטטיסטיקה לניתוח נוסף.
2. זיהוי הפרעות קצב
   1. לזיהוי הפרעות קצב, לחץ על ניסוי/תובנות נתונים כדי לפתוח חלון תובנות נתונים חדש.
   2. הגדר כללי חיפוש מותאמים אישית למסך ההקלטה בחלונית החיפוש. צור חיפוש חדש על-ידי בחירה באפשרות צור חיפוש חדש לאחר לחיצה ימנית בתוך רשימת החיפוש.
   3. בתפריט הנפתח של תיבת הדו-שיח של הכניסה, הגדר את כלל החיפוש המתאים ולחץ על אישור כדי להוסיף כלל חיפוש זה לרשימה. כדי להחיל כללי חיפוש, לחץ עליהם וגרור אותם לערוץ העניין מימין.
   4. בחלונית התוצאות, מוצג כל מקטע ברישום האק"ג שהכלל חל עליו. לקבלת סקירה מפורטת על כללי חיפוש שונים, עיין Tomsits et ^al.23. לשני כללים לדוגמה, ברדיקרדיה וטכיקרדיה, ראו הגדרה ותיאור בהמשך.
      הערה: עבור כללי חיפוש אלה, קצב הלב הפיזיולוגי של מורין מוגדר על פי Kaese et ^al.28 כ- 500-724 פעימות לדקה, המקביל לאורך מחזור של 82-110 אלפיות השנייה.
      1. ברדיקרדיה: בגישה דו-שלבית, זהה כל מרווח RR בודד ארוך מ-120 מילישניות. מכיוון שברדיקרדיה דורשת יותר ממרווח RR מוארך אחד, הגדר כלל חיפוש נוסף כדי לזהות רק 20 מרווחי RR רצופים ארוכים מ- 120 מילישניות כברדיקרדיה באופן הבא: Bradycardia-single כערך (HR_cyc0) <500, ו- Bradycardia כסדרה (Bradycardia-single, 1) >=20. לחץ על אישור כדי להוסיף כלל חיפוש זה לרשימה.
      2. בהתאם לאותה גישה לטכיקרדיה, הגדר טכיקרדיה-סינגל כערך (HR_cyc0) >724, זיהוי כל מרווח RR בודד הקצר מ- 82 אלפיות השנייה, ולאחר מכן הוסף את כלל החיפוש הנוסף טכיקרדיה כסדרה (טכיקרדיה-יחיד, 1) >=20. לחץ על אישור כדי להוסיף כלל חיפוש זה לרשימה.
3. ניתוח השתנות הדופק
   הערה: ניתוח השתנות הדופק (HRV) אינו מתבצע בתוכנת הרכישה ודורש ייצוא נתונים מתוכנת הרכישה בתבנית קריאה. כאן, אנו מספקים מדריך קצר שלב אחר שלב לייצוא נתונים בפורמט הנתונים האירופי הנפוץ (EDF).
   1. הפעל את התוכנה, אשר את שם המשתמש והמספר הסידורי ולחץ על המשך.
   2. כדי לייצא את מעקב האק"ג לדוגמה, ניתוח HRV, לחץ על ניסוי ובחר ייצוא ל- EDF. בחלון ייצוא ל- EDF, בחר את מספר בעלי החיים, בדוק אק"ג, בחר טווח זמן עבורו ייצאו הנתונים ולחץ על ייצוא.
      הערה: אין הגבלה על טווח הזמן המיוצא שהוגדר על-ידי התוכנה, עיבוד נתונים רבים יותר פשוט ייקח זמן רב יותר. ניתן גם לפצל את היצוא למקטעים, למשל 24 שעות ולשלב אותם מחדש בנקודת זמן מאוחרת יותר במידת הצורך.
   3. הפעל את תוכנת הניתוח המשמשת לניתוח HRV (ראה רשימת חומרים), לחץ על קובץ ובחר פתח כדי לטעון את קובץ ה- EDF הרצוי.
   4. לחץ על HRV ובחר הגדרות. פעולה זו תפתח חלון להגדרת פרמטרים שונים. תחת זיהוי פעימות, בחר את המינים שעבורם מתבצע ניתוח HRV. בחירת המינים תגדיר את הערכים עבור רוחב סל ההיסטוגרמה, סף pRR וערך ממוצע SDARR בחלונית Analysis לתקן מוגדר מראש.
   5. בחר HRV ובחר תצוגת דוח. העתק את התוצאות לתוכנת סטטיסטיקה לצורך ניתוח סטטיסטי נוסף.
   6. איכות האות יכולה להיות נמוכה משמעותית במהלך שלבי האימון. אם כן, בחר ידנית מחזורים עם P ו- QRS גלויים לניתוח הבא. אל תכלול סימני נתונים וסימני נתונים פגומים ללא גלי P ברורים מהניתוח. עשה זאת תחת שיקול זהיר של אנליסט א.ק.ג מנוסה כדי להימנע מביטול נקודות נתונים טובות.

תוצאות

בהתאם למטרות המחקר הבודדות, ניתוח עוקב של נתוני טלמטריה המתקבלים יהיה שונה במידה רבה. כאן, אנו מדגימים היתכנות של השיטה על ידי קבלת נתונים באיכות טובה שנרשמו במהלך תקופות אימון ומספקים תוצאות מופתיות של אק"ג וניתוח השתנות דופק לפני, במהלך ואחרי אימון. הנתונים מוצגים כממוצע ± שגיאת תקן של מ?...

Discussion

ההנחיות הנוכחיות ממליצות על פעילות גופנית סדירה מכיוון שהיא הוכחה כמשנה חשובה של גורמי סיכון קרדיווסקולריים³⁰. יש גם גוף הולך וגדל של ראיות לכך שפעילות גופנית מתונה עשויה להגן מפני פרפור פרוזדורים (AF) הן במניעה ראשונית והן במניעה שניונית^31,32,33

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
14-gauge needle	Sterican	584125
Any mouse	e.g. Jackson Laboratories
Bepanthen	Bayer	1578675
Carprofen 0.005 mg/µL	Zoetis	53716-49-7
Data Exchange Matrix 2.0 (MX2)	Data Science International		Manages communication between PhysioTel and PhysioTel HD telemetry implants and the acquisition computer.
Enrofloxacin 25 mg/ml	Baytril	400614.00.00
Fentanyl 0.5 mg/10 mL	Braun Melsungen
Fine forceps	Fine Science Tools	11295-51
Five Lane Treadmill for Mouse	Panlab - Harvard Apparatus	76-0896	Includes treadmill unit, touchscreen control unit, a sponge , and cables
Iris scissors	Fine Science Tools	14084-08
Isoflurane 1 mL/mL	Cp-Pharma	31303
Isoflurane vaporizer system	Hugo Sachs Elektronik	34-0458, 34-1030, 73-4911, 34-0415, 73-4910	Includes an induction chamber, a gas evacuation unit and charcoal filters
LabChart Pro 8.1.16	ADInstruments
Magnet	Data Science International
Modified Bain circuit	Hugo Sachs Elektronik	73-4860	Includes an anesthesia mask for mice
Modular connectors	Data Science International		Connecting cables between Reciever, Signal Interface and Matrix 2.0 (MX2)
Novafil s 5-0	Medtrocin/Covidien	88864555-23
Octal BioAmp	ADInstruments	FE238-0239	Amplifier for recording Surface ECG
Octenisept	Schülke	121418
Oxygen 5 L	Linde	2020175	Includes a pressure regulator
PhysioTel ETA-F10 transmitter	Data Science International
PhysioTel receiver RPC-1	Data Science International		Signal reciever
Ponemah 6.42	Data Science International		ECG Analysis Software
Powerlab	ADInstruments	3516-1277	Suface ECG Acquisition hardware device. Includes ECG electrode leads
Prism 8.0.1	Graph Pad
Radio Device (Sony AF/AM)	Sony
Signal Interface	Data Science International		Acquires and synchronizes digital signals with telemetry data in Ponemah v6.x.
Spring scissors	Fine Science Tools	91500-09
Surgical platform	Kent Scientific	SURGI-M
Tergazyme 1%	Alconox	13051.0	Commercial cleaning solution
Tweezers	Kent Scientific	INS600098-2