Запись одновременно электрокардиография и инвазивных крови давления измерения в крыс

Резюме

Здесь мы описываем установку для одновременной записи электрокардиография и внутри артериального давления (ад) в экспериментальных крыс, которые может быть сделано с стандартным оборудованием в животных зал и может быть применен к физиологической или фармакологической исследования для изучения патогенного или терапевтические механизмы в сердечно-сосудистой медицины.

Аннотация

Для исследований, связанных с сердечно-сосудистой физиологии и патофизиологии артериальное давление (ад) и электрокардиография являются основные параметры наблюдений. Исследований, посвященных модели сердечно-сосудистых заболеваний, потенциальных сердечно-терапевтических целей или фармацевтических агентов требует оценки системных изменений артериального давления и сердца ритм. В ситуациях, где радио телеметрические системы не доступны или доступным техника катетеризации бедренной артерии является альтернативным способом для получения системного BP измерений и записи сигнала внутри артериального давления. Эта технология является экономичным и может быть выполнена с стандартным оборудованием в животных зал. Однако инвазивные артериального давления запись требует катетеризации мелких артерий, которые могут быть сложных хирургических навыков. Здесь мы представляем пошаговые протоколы для бедренной артерии процедур катетеризации. Основные процедуры включают калибровки системы сбора данных, катетеризации бедренной артерии и dissection ткани и катетеризации артериальной системы для измерения давления. Также включены процедуры записи поверхности электрокардиография. Мы также представляем примеры записей BP от нормотензивных и гипертензивные крысы. Этот протокол позволяет надежный прямой записи системного BP с одновременным электрокардиография.

Введение

Основные параметры для сердечно-сосудистой физиологии и медицины артериального давления (ад) и электрокардиография (ЭКГ). Экспериментальные Животные модели широко применялись в биомедицинских исследований для различных сердечно-сосудистых заболеваний, таких как сердечной недостаточности гипертензивный¹ и процедур регистрации ЭКГ и BP измерения могут быть выполнены в экспериментальных крыс.

Существует три метода для измерения BP в крыс: внутри артериальной катетеризации (инвазивных)², хвост манжеты плетизмографии (неинвазивный)³и радио телеметрии (инвазивных). Надежность измерения BP на хвост манжеты плетизмографии могут быть затронуты животных обработки во время записи. К примеру хвост манжету недооценивает ядро BP изменения, которые происходят одновременно в ходе сдержанность и измерения фазы⁴. Телеметрия радио считается лучшим методом «золотой стандарт» для мониторинга BP и сердечного ритма в бодрствовать и свободно перемещающихся животных⁵. Однако поскольку радио телеметрии аппаратное и программное обеспечение являются дорогостоящими, внутри артериальной катетеризации также широко используется в качестве экономичной альтернативой.

Внутри артериальной катетеризации требует значительных микрохирургическое мастерства, но дает реальных сигналов артериального давления. BP могут быть записаны через катетер заполнены соленой вставлен в радиальные, бедренной, или плечевой артерии. Этот метод прямого измерения инвазивных BP требует дооперационного животных подготовки, анестезии, иммобилизация лабораторных животных, хирургическое мастерство рассечение тканей и артериальной катетеризации и правильной калибровки до приобретения измерения .

Грызун поверхности ЭКГ похож на человека ЭКГ. Крыса ЭКГ имеет последовательности P волны, комплексы QRS, T волн и QT интервалы⁶. P волна, PR интервал, комплекс QRS и T волн отражают деполяризации предсердий, проводимости импульса от предсердий в AV узле, желудочковая деполяризации и реполяризации, соответственно. Интервал QT определяется как период с начала волны Q к конечной волны T, где он возвращается к iso электрические базовых¹.

ЭКГ указывает Систола сердца и диастола фаз; Таким образом одновременная запись ЭКГ поверхности коррелирует с инвазивным BP измерения. С помощью комбинации методик, это возможно для выяснения патофизиологические изменения в модель болезни или фармакологические эффекты препарата или терапии в сердечно-сосудистой медицины.

Спонтанное гипертензивные крысы (ШРМ) штамм были получены путем инбридинга крыс Вистара с высоким BP в Японии. BP поднимается от 5 до 10 недель возраста и становится стационарные от 30 до 35 недель возраста⁷. Крысах Wistar-Киото (WKY) имеют систолического BP о 130 мм рт.ст⁷ и широко используются как нормативно навязчивых управления. Мы использовали ШР и WKY для демонстрации в результате внутриартериальной катетеризации BP и ЭКГ записи.

протокол

Все эксперименты на животных описал были утверждены институциональный уход животных и использование Комитета Гаосюн медицинского университета.

1. животных уход

1. Чтобы избежать трудных катетеризации вследствие малого размера артериальной, используйте крыс с массой тела свыше 200 гр.
2. Удаление Чоу из клетки и быстро крыс на ночь.
3. Предлагаем воды ad libidum, если есть специальный экспериментальный дизайн.

2. Экспериментальная подготовка

1. Получить следующие материалы: щипцы с зубы (рис. 1A), Ножницы хирургические (рис. 1B), пинцет с тонкой советы (рис. 1 c, 1 D), пинцет с угловыми наконечниками (Рисунок 1E), бульдог сосудистый зажим (Рисунок 1F ), шелковые строка примерно 20 см в длину (рис. 1 g), микро ножницы (рис. 1 H), внутри артериальной канюля, стерильной полиэтиленовой (ПЭ) труб с внутренним диаметром 0,5 мм и наружным диаметром 0,9 мм, 25-30 см в длину, связанные к 26 G x 1/2 '' игла (Рисунок 1I) два трехходовые запорные краны (Рисунок 1J) для подключения внутри артериальной канюлю и давления датчика (рис. 1 K) и 1 мл шприцы наполненный гепаринизированным физраствора (100 МЕ/мл).
2. Подготовка животных
   1. Анестезировать крыс при вдыхании изофлюрановая (размещение крыс в 25 см х 25 см х 14 см индукции камеры насыщен 4% изофлюрановая, следуют ураном использования с 3% изофлюрановая).
      Примечание: Если животное не является достаточно наркозом, поверните вверх скорость потока изофлюрановая.
   2. Протестируйте боль рефлекс, защемления пальцев.
   3. Место крыса в лежачем положении на нарезанные пенополистирола доске (или плотный картон). Исправьте четыре ноги с резинками для иммобилизации тела (рис. 2A).
      Примечание: Чтобы избежать потенциальных шума во время записи ЭКГ, размещение поверхность не должна быть электропроводящие.
3. Подготовка документов для записи BP и ЭКГ. Включают аналоговый входной блок приобрести сигналы, датчик давления с совместимым хаб, три Биполярное иглы накренилась Электрокардиограмма приводит и компьютер с соответствующим программным обеспечением.

3. давление калибровка датчика

1. До начала записи BP калибровки с стандартным ртути Сфигмоманометр (рис. 1 Л).
2. Снимите манжету давления от сфигмоманометра и подключить трехходовой кран на трубе инфляции для датчика давления (рис. 1 K) системы сбора данных.
3. Винтовые воздушные релиз клапан по часовой стрелке. Держите глаза на датчике и держите накачки лампы инфляции. Когда датчик показывает 100 мм рт.ст., переключение трехходовой кран для подключения датчика давления. Используйте 100 мм рт.ст давление для калибровки. Коэффициент пересчета для расчета BP будет определяться автоматически.
4. Сбросьте давление путем завинчивания клапан выпуска воздуха против часовой стрелки, пока давление сфигмоманометр обратно к нулю.
5. Повторите шаг 3.2 с давлением 200 мм рт.ст..
6. Отсоединение датчика давления от сфигмоманометр ртути.
7. Подключение датчика давления к трехходовой кран ПЭ катетера (Рисунок 1I).

4. Мини-хирургия для катетеризации бедренной артерии

1. Определение поверхности ориентир и иссечение кожи (рис. 2)
   1. Определить местоположение паховых складок (отступ на стыке между живот и бедра) (пунктирная линия на рисунке 2A).
   2. Щепотка полный слой кожи в центре паховой складке. Мех может побрить или удалены с сайта разреза с помощью Электрические ножницы или депиляционный крем до разреза.
   3. Снять кожу и отрезать его с Ножницы хирургические в ориентации приблизительно параллельно ипсилатеральные бедра (рис. 2B). Бедренный нерв и сосуды находятся под подвергаются подкожные ткани (рис. 2 c).
2. Рассечение ткани подвергать бедренная артерия
   1. Вскрыть ткани, используя пинцет с тонкой советы, слой за слоем. Остановите рассечение на уровне бедренных сосудов. Убедитесь, что вскрытие не ранив судов под.
   2. Внимательно используйте щипцы (Рисунок 1 c или 1 D), чтобы убрать мягких тканей вдоль бедренного нерва и судов для получения хорошего наблюдения. Нервные волокна как в текстуре. Вены это темно-фиолетовый и артерии — ударные (рис. 3A).
   3. Используйте щипцы с угловыми наконечниками (Рисунок 1E) для расширения открытая Длина бедренной артерии и Вены (рис. 3B).
3. Катетеризации бедренной артерии (рис. 3)
   1. Используйте корнцанг отделить бедренной вены от артерии и применять бульдог зажим в бедренной артерии краниально максимально (рис. 3 c).
   2. Сделайте потерять галстук двух шелковые струны, чуть ниже бульдог зажим и другой на хвостовой терминале подвергаются бедренной артерии (Рисунок 3D).
   3. Сделать небольшое отверстие на вентральной стороне бедренная артерия (рисунок 3E) с помощью микро ножницы (рис. 1 H).
   4. Вставьте наконечник катетера PE через небольшое отверстие и продвигать катетер краниально.
      Примечание: Не применять кручения при продвижении ПЭ катетера. Кручения сил может крутить бедренной артерии и привести к Люминал стенозом.
   5. Удаление бульдог зажим после PE катетер надежно расширенный в просвете бедренной артерии.
      Примечание: Держите глаза на PE катетер при удалении бульдог зажим из бедренной артерии. Наблюдение промывание крови в PE катетер, связанные с наблюдением за пульс подтверждает его размещение в артериальной люмен.
   6. Затяните верхний шелковые строку для обеспечения позиции ПЭ катетера.
      Примечание: Любой случайный тянуть или вывих ПЭ катетера может привести к крупным кровотечения.
   7. Затяните нижний шелковые строку, чтобы предотвратить кровотечение из хвостовой части бедренной артерии.
4. Подтверждение успешного проведения катетеризации бедренной артерии
   1. Использовать 1 мл шприц для вставки 0,1 – 0,2 мл гепаринизированным физиологического раствора в бедренной артерии. Сопротивление на инъекции должны быть тривиальными. Если заметили каких-либо очевидных сопротивления после инъекции, проверьте весь катетеризации снова.
      Примечание: Убедитесь в том, что надлежащим образом трехходовые запорные краны включаются перед применением любого отрицательного давления или солевые впрыск в бедренной артерии канюлю. В этот момент времени любой инъекции в датчик давления потребуется повторной калибровки.
   2. Проверьте, если есть любой сочилась вокруг сайта катетеризации. Если нет, то покрытия хирургических сайт мокрой ватным тампоном.

5. запись артериального давления

1. После гладкой флеш для PE катетер придают PE катетер трехходовой кран на датчик давления (рис. 4).
2. Убедитесь, что есть нет пузырьков воздуха в системе катетеризации. Также проверьте соединения узлов трехходовой кран.
3. Начало данных системы сбора с частотой 1000 Гц для записи BP. артериального давления волны будет продемонстрировано (рис. 6).
4. Разрешить всю установку для стабилизации для по крайней мере 3-5 мин. В случаях с нестационарных сигналов время стабилизации может быть продлен до 15 мин.
5. Проверьте катетеризации сайт периодически, чтобы убедиться, что есть нет кровотечения.
   Примечание: При получении данных от датчика давления, важно поместить датчик на уровне сердца животного.

6. поверхность ЭКГ

1. Проверьте три приводит биполярного ЭКГ, чтобы убедиться, что положительный, отрицательный, и ссылка платиновые электроды нетронутыми.
2. Вставьте приводит подкожно в левом foreleg, правый foreleg и правом hindleg (рис. 5).
3. Прикрепите концентраторы электрода на заказ усилитель ЭКГ с частотой 1000 Гц и фильтр частоты 3-500 Гц. Держите ЭКГ приводит устойчивый во время записи. Движение приводит ЭКГ может производить нестационарных исходных и артефактов.

7. животных эвтаназии после завершения эксперимента

1. После завершения BP и запись ЭКГ, остановите приобретения системы. Снимите электроды. Перевязать бедренной артерии, затянув ранее размещенных шелковые строку сразу после снятия ПЭ катетера.
2. Место, где крыс индивидуально в зале видимым эвтаназии подключен к сжатый двуокиси углерода (CO₂) газовые баллоны. Печать верхней надежно.
3. Ввести 100% CO₂ с коэффициентом заполнения из около 10% до 30% объема камеры в минуту.
4. Держите ваши глаза на крыса; нехватка дыхания и потертые глаз цвета должны появиться в течение 2−3 мин.
   Примечание: Если прекращение дыхания движения не происходит после 3 минут, система должна рассматриваться для скорости заполнения камеры, CO₂ поставок или утечки.
5. Перестает поддерживать CO₂ потока в камеру 1 больше минуты после дыхания.
6. Удостовериться в сердечной и дыхательной арест и отметить фиксированной и расширены учеников для подтверждения смерти.
   Примечание: Если крыса не мертв, но в CO₂ наркоза, используйте дополнительный метод эвтаназии таких двусторонних торакотомии.

Результаты

Мы приобрели ШР и нормотензивных крыс Wistar-Киото WKY из национального центра лабораторных животных (Тайбэй, Тайвань). Все животные были размещены в изоляторе с контролируемой температурой (20−22 ° C) со свободным доступом к воде и стандартные Чоу на цикле свет/темно 12 h.

Обсуждение

Инвазивные артериальной катетеризации позволяет очень точное измерение BP. Это можно сделать с PE трубки без необходимости дорогостоящей катетера. Инвазивное Измерение BP также может выполняться одновременно с записью поверхности ЭКГ.

Основные кривой обучения для этого ?...

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Polyethylene tube	BECTON DICKINSON	427401	internal diameter of 0.5 mm, outer diameter of 0.9 mm
26G x 1/2"" needle	TERUMO	160426D
Adson Forceps	TOP Line	12-540	12 cm (4.75") Long, Straight, 1 x 2 Teeth
Bulldog vascular clamp	Teleflex	357581	8 mm
Computer	AUSUS	X453M
Exernal analog signal recording device	iWorx	T5141538	This allows the recording of up to three channels of ECG, EMG or EEG as well as GSR (skin conductance) from a single iWire input on the recording Module.
Graefe Forceps	AESCULAP Surgical Instruments	BD312R	MICRO DRESSING FORCEPS, CURVED, SERRATED, 105 mm, 4 1/8
Mecury sphygmomanometer	Spirit	CK-101
Pressure transducer	iWorx	IworxBP100
Semken Forceps	MEDE TECHNIK	10-104	100 mm
Software	LabScribe3
Surgical scissors	HEBU	1714	14.5 cm long
Syringe (1 mL)	TERUMO	160426D
Three-way stopcocks	Cole-Parmer	EW-30600-23
Tipped forceps	World Precision Instruments	504506	11 cm long, 0.1x0.06 mm Tips
Vannas Scissors	World Precision Instruments	500086	8.5 cm long, Straight, 0.025 x 0.015 mm Tips, 7mm super fine Blades