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Method Article
* 이 저자들은 동등하게 기여했습니다
이 연구는 토끼에서 새로운 연속 EEG/ECG 기록 시스템의 설계, 제조 및 배치를 위한 프로토콜을 설명합니다. 이 유선 시스템은 머리와 가슴에 있는 9개의 개별 전극에서 지속적인 EEG/ECG 기록을 가능하게 하여 뇌와 심장의 전기 활동에 대한 포괄적인 평가를 용이하게 합니다.
뇌파(EEG) 및 심전도(ECG) 기록의 지속적인 수집을 포함하는 다중 시스템 접근 방식은 특히 일시적 사건으로 이어지는 뇌와 심장의 전기 활동에 대한 포괄적인 평가를 용이하게 합니다. 의식이 있는 제지 토끼로부터 간헐적인 EEG/ECG 기록 수집을 용이하게 하는 이전 프로토콜을 기반으로 당사는 구속되지 않은 토끼로부터 지속적인 EEG/ECG 기록 수집을 위한 프로토콜을 개발했습니다. 이 새로운 방법은 사육장에서 고품질 24/7 녹화를 가능하게 하여 정상적인 생리적 상태 범위를 포착하고 토끼가 자유롭게 움직이고, 먹고, 마시고, 잠을 잘 수 있도록 합니다. 이를 통해 EEG/ECG 이상, 발작, 부정맥 및 돌연사에 대한 유병률, 발병률 및 감수성을 종합적으로 평가할 수 있습니다. 이 절차에는 피하 전극의 외과적 배치와 토끼의 손상에 영향을 받지 않는 견고한 배선 시스템의 설계 및 제조가 포함됩니다. 수술 절차에는 두 개의 절개 부위와 맞춤형 포트를 통해 나오는 9개의 전극과 와이어의 피하 터널링이 포함됩니다. 외부 커넥터는 전기 스위블이 포함된 와이어 하네스에 부착되어 케이지 전체에서 토끼의 움직임을 자유롭게 할 수 있습니다. 또한 전선은 토끼 우리 천장에서 견인기 케이블로 매달려 있는 금속 덮개로 둘러싸여 있습니다. 그런 다음 와이어는 고품질 연속 EEG/ECG 기록을 획득하기 위해 증폭기/디지타이저에 연결됩니다.
우리는 이전에 토끼로부터 급성(< 5시간) 비디오/EEG/ECG 기록을 수집하는 프로토콜을 개발했습니다. 여기에는 9개의 피하 EEG 및 ECG 핀 전극을 사용하고, 토끼를 구속기에 넣고, 조사관이 녹음1의 전체 기간 동안 토끼를 면밀히 모니터링하는 것이 포함됩니다. 이 시스템은 고품질 비디오/EEG/ECG 녹화를 제공하지만 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 부정맥, 간질 발작 및 기타 EEG/ECG 이상은 다양한 생리학적 및 환경적 기질에 의해 유발될 수 있으므로 간헐적 기록을 수행할 때 이러한 이벤트를 놓칠 수 있습니다. 따라서 이 기록 플랫폼은 하루 종일, 다양한 생리학적 상태 또는 토끼의 정상적인 주거 환경에서 신경 심장의 전기 기능에 대한 포괄적이고 정확한 평가를 용이하게 하지 않습니다.
지속적인 비디오/EEG/ECG 모니터링은 다양한 생리학적 상태에서 심장 및 뉴런의 전기적 기능을 평가하는 데 중요합니다. 이를 통해 간질 활동 및 부정맥의 유병률 및 발생률뿐만 아니라 일시적 사건을 둘러싼 다중 시스템 변화의 일치 및 진행에 대한 정확한 평가를 용이하게 합니다. 예를 들어, 자율 신경계의 일주기 변동과 스트레스 및 활동에 의한 자율신경 변화는 심박수 및 ECG 측정에 큰 영향을 미치며 부정맥을 유발할 수 있습니다 2,3. 특정 유형의 간질(예: 소아 근간대성 간질)에서는 수면 중 또는 잠에서 깬 후 1-2시간 이내에 발작이 발생할 가능성이 더 높다4. 수면 중 뇌의 전기 활동의 역동적인 변화는 발작의 민감성, 기원 및 확산에 영향을 미칠 수 있다5.
스트레스, 활동 및 운동 발작은 근육 인공물과 전극의 이탈을 유발할 수 있으며, 이는 녹음의 품질과 안정성에 영향을 미칩니다. 특히, 경련을 일으키는 연구를 하는 동안 토끼는 근간대발작, 간대발작, 강장제, 간대성 발작을 경험합니다. 긴장 단계는 넥의 비자발적 확장과 관련이 있으며, 이는 핀 전극을 제거하여 실험의 중요한 단계에서 신호를 차단할 수 있습니다. 따라서 핀 전극과 관련된 임시 시스템에는 해결해야 할 중요한 제한 사항이 있습니다. 더욱이, 토끼는 구속 상태에 있기 때문에 운동 징후의 전체 범위를 문서화하는 것은 어렵습니다.
따라서 동물이 정상적인 구속되지 않은 환경에 있을 때 장기적으로 지속적이고 안정적인 다중 시스템 기록을 위해 전극을 이식하는 절차를 개발하는 것이 중요합니다. 이를 통해 광범위한 생리적 상태와 환경적 유발 요인에 대한 대응에 대한 자세한 평가를 용이하게 할 수 있습니다. 또한 희귀한 에피소드 이벤트를 캡처하는 데에도 유용할 것입니다. 이 설정은 녹음하는 동안 조사자가 참석할 필요가 없기 때문에 연구 플랫폼의 효율성과 처리량을 증가시킵니다. 또한 사람들이 토끼를 방해하는 빈도를 최소화합니다. 마지막으로, 이 절차를 통해 동물들이 녹음 내내 자연 주거 환경에 머물 수 있기 때문에 토끼의 삶의 질이 향상되고 전반적인 동물 복지가 향상됩니다.
이 연구는 토끼에서 새로운 연속 EEG/ECG 기록 시스템의 설계, 제조 및 배치를 위한 프로토콜을 설명합니다. 이 프로토콜은 SUNY Upstate Medical University의 IACUC(Institutional Animal Care and Use Committee)의 승인을 받았습니다. 동물 복지, 수술 지침 및 연구 종점에 대한 모든 IACUC 요구 사항을 따릅니다. SUNY Upstate의 실험실 동물 연구과의 연구자와 교수진/직원은 정기적인 복지 점검 및 일반 치료를 수행합니다. 모든 부상, 불편함, 감염 또는 부작용은 즉시 처리됩니다.
1. 이식 가능한 전극 어셈블리의 구성
2. 철사 마구 집합
3. 외과적 절차
4. EEG/ECG 측정
이 수술 기법을 사용했을 때, 수술 중이나 수술 후에 사망한 사례는 한 건도 없었다. 감염 및 불완전한 상처 치유의 위험이 있으며, 특히 토끼가 절개 부위를 긁거나 무는 경우 더욱 그렇습니다. 수술 전/후 항생제를 투여하고, 절개 부위를 마른 멸균 거즈로 덮고, 토끼에게 조끼를 입혀 주면 수술 부위를 보호하고 더 나은 치유를 할 수 있습니다. ?...
맞춤형 와이어 하네스 생성, 임플란트의 사내 제작, EEG/ECG 전극, 와이어 및 포트의 멸균 이식 절차에 대한 자세한 프로토콜을 제시합니다. 이 설정은 효율적이고 안전하며 재정적으로 실현 가능한 방식으로 연속적인 고품질 EEG/ECG 기록을 쉽게 수집할 수 있도록 합니다. 이 프로토콜은 제지자나 지속적인 감독 없이 토끼에서 EEG 및 ECG 데이터를 모두 수집할 수 있는 시스템?...
저자는 공개할 내용이 없습니다. 이 원고에 포함된 정보의 일부는 적절한 허가를 받아 제1저자의 석사 학위 논문(Laura Williams)에도 포함되어 있습니다.
토끼 돌봄에 대한 헌신과 관심에 대해 Pradeep Dumpala, DVM PhD, Sarah Blair, MA 및 SUNY Upstate Medical University의 축산 직원에게 감사드립니다. NIH-NINDS (1R61NS133273), SUNY Upstate Medical University 약리학과
Name | Company | Catalog Number | Comments |
3:1 heat shrink wrap with adhesive | N/A | Wirefly | Adhesive lined polyolefin tubing designed to shrink 1/3 diameter when heated. Isolate electrodes when connecting wires and plugs, connecting pieces of the wire harness together |
Absorbent Pads | - | any | Absorbent pads for Fluid collection |
BD E-Z Scrub 116 Surgical Scrub Brush/Sponge | 371163 | BD E-Z Scrub | 3% PCMX Surgical Scrub Brush/Sponge To scrub prior to operating for aseptic technique |
Biopsy Punches | 1315 | ARGENT, McKesson | 6 mm circular cutting blade for circular incision for port |
Buprenorphine | - | - | 0.3 mg/mL Buprenorphine For post-operative pain control |
Butt connectors | X003C7S38P | SVAAR | Tinned copper butt splice 26-22 AWG non-insulated butt connectors Connecting carbon fiber wires from the electrodes to the plug |
Cautery Pen | https://jorvet.com/product/cautery-kit-accessories/ | Jorgensen Laboratories, Inc. | Hand-held Bovie Cautery Pen For controlling bleeding |
Coaxial cable through-wall bushing | COAX BUSH WH | Commercial Electric | Plastic bushing with 6.9mm inner diameter opening and 1cm+ post Wire port |
Cohesiant Wrap | https://healthypets.com/vetone-cohesiant-wrap-blue-2x5yd/ | AmerisourceBergen | 4in x 5yd self-adherent wrap For post-operative wound protection |
Disposable Scalpel with Handle | https://www.securos.com/ | Securos Surgical AmerisourceBergen | Sterile disposable scalpels For making incisions |
Electrical Slip Ring | Taidacent | High Speed Ball Conductive Slip Ring 12 way 2A Collector ring rotary joint rotary connector, Electrical slip ring to allow free movement of animal without binding up the wire harness | |
Eye lube pro | https://domespharma.us/eye-lube-pro-detailer-final-v6/ | Sentrx | Lubricating Gel Prevents eye drying/damage during anesthesia |
GLUture | 503763 | World Precision Instrument | Topical Tissue Adhesive For closure of incision sites |
Isoflurane | ANADA # 200-129 | Isospire | Isoflurane For anesthesia |
Isopropyl alcohol | 500205 | VETone | 70% isopropyl alcohol Topical antiseptic |
Jet Liquid | 1403 | Lang Dental Mfg. Co., Inc. | Fast curing acrylic resin liquid Dental acrylic resin liquid for sealing the bushing and the wires for the wire exit port. Also used to seal the port to the skin. |
Jet Tooth Shade Powder | 1420 | Lang Dental Mfg. Co., Inc. | Fast curing provisional crown and bridge acrylic resin powder. Dental acrylic powder for sealing the bushing and the wires for the wire exit port. Also used to seal the port to the skin. |
Ketamine | - | - | 100 mg/mL Ketamine For sedation |
Metal shower sheathing | HOS-960M | Waterpik | Ultra-Flexible Replacement Metal Shower Hose, Extra Long for Handheld Shower Heads, 96-inch, Chrome Metal sheathing for wire harness |
MR Conditional/CT Electrodes Array and Extension Set | MRQW32415 | RhythmLink | Quick connect system with male-female plugs and 8 leads. Plugs used for port-wire harness connection. Wires and DIN connectors used for the wire harness |
Polypropylene Blue Monofilament Sutures | P8665 | SECUROPRO | 3-0, FS-2, 18” reverse cutting suture. Close any surgical incisions |
Retractor cable | 0487-013 | West Coast Manufacturing Company | Industrial Retractable Reel with 48" Stainless Steel Cable, Steel Bracket Back, Chrome Front, 8 oz. Retraction, Plastic Hose Clamp. Pulls excess wire harness up and away from animal |
Rubber gasket | E-3603 NSF-51 | Saint Gobain | Clear rubber tubing cut to 1.5 cm width. Gasket for protection/maintaining a seal. |
Small Webb Electrodes | SWEBB1215 | RhythmLink | 6mm, flat disc [WEBB*] electrode, silver-chloride, wire, Subdermal electrodes |
Sterile Latex Surgical Gloves | 10122 | AmerisourceBergen | Sterile Latex Gloves, Powder-Free, Donned for sterile surgical technique |
Sterile marker | DYNJSM01 | Medline | Sterile Marker, Mark incision/electrode sites |
Sterile surgical drapes with adhesive | - | any | Sterile surgical drapes with adhesive strip on one side, Create a fixed sterile field |
Veterinary anesthesia masks | - | any | Plastic cones with rubber gaskets to seal over rabbit’s face. Various sizes. Delivery of inhaled anesthesia |
Veterinary Betadine Surgical Scrub | NDC 67618-154-16 | Betadine | Povidone-iodine, 7.5%, Antiseptic Sudsing Skin Cleanser |
Xylazine | - | - | 100 mg/mL Xylazine, For sedation |
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