Bir Algoritma Geliştirme Telemetri Cihazı Kullanımı Yüksek Omurilik Yaralanmalı Hayvanlarda otonomik disrefleksi kapsamlı bir çalışma gerçekleştirmek için
Summary
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.
Abstract
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.
Introduction
Otonom disrefleksi (AD) servikal veya yüksek göğüs segmentlerinde akut veya kronik spinal kord yaralanması (SKY) sonrası bireylerde hayatı tehdit eden acil bir durumdur ve genellikle kalıcı hipertansiyon ve bradikardi 1 atakları ile karakterizedir. AD esas genellikle sempatik aktivite ve vasküler tonus 1-4 kontrol spinal sempatik preganglionik nöronlara Supraspinal merkezlerden girdi sağlamak spinal yollar inen bozulması neden olur. AD bölüm 300 mmHg kadar sistolik kan basıncında ani bir artış (SKB) ile karakterize olan nöbetler, kafa içi kanama, miyokard enfarktüsü ve hatta ölüme 5-8 yol açabilir tedavi edilmediği takdirde. Zararlı ve zararlı olmayan uyaranların çeşitli bağırsak ve mesane distansiyonu, spazmlar, bası yarasının, mesane kateterizasyonu veya iyatrojenik prosedürler 9-12 dahil olmak üzere AD tetikleyici olarak hareket ederler.
resp AD zamansal gelişimiSCI için onse hem insan 9 ve hayvan modellerinde 13,14 araştırılmıştır. Tipik olarak bu çalışmalar (örn ürodinami, insanlarda veya hayvanlarda kolorektal şişkinlik penis vibrostimulations) MS zamansal gelişimini belirlemek için bir "neden AD 'yöntemi kullandık. Böyle bir yaklaşım, AD zamansal gelişimi doğru belirlenmesi önleyebilir izole edilmiş zaman noktalarında tekrar değerlendirme için ihtiyaç ile sınırlıdır. İnsanlarda 24 saatlik kan basıncı izleme kullanımı, seri kan basıncı ölçümleri önceden belirlenmiş aralıklarla yapılmasına olanak tanır. Bu teknik son zamanlarda kronik SKY olan hastalarda spontan meydana gelen AD izlemek için istihdam edilmiştir. Hayvan modellerinde, solid-state basınç dönüştürücüler giderek kronik beat-by-dövmek arteriyel kan basıncı izlemek için kullanılmaktadır. Son zamanlarda, Rabchesvky ve ark. (2012), ortalama kan basıncı bir saniye ortalamaları çıkarılan bir algoritma geliştirdi (MAP) birBir hareketli ortalama eşik 15 karşılaştırılır d. Spontan AD etkinlik 10 mmHg ya da 10 bpm veya daha büyük bir sıcak damla ile eş zamanlı olarak eşiğin üstünde daha MAP tepe göre karakterize edilmiştir.
İşte AD Algılama Algoritması yerleşik bir roman JAVA yazılım sunulmuştur. Bu algoritma arteriyel kan basıncı (AKB) ve kendiliğinden meydana gelen AD olay göstergesidir kalp hızı (KH) önceden belirlenmiş desenler tespit ederek çalışır. Kullanıcı el 'algılama algoritması' kolayca ilgi belirli parametrelere özelleştirilebilir böyle bir yazılım tüm giriş değişkenleri ayarlamak mümkün değildir. Yazılım aynı zamanda hemodinamik parametrelerin günlük ritmisite 16 analiz edilebilir şekilde belirli bir çağ haline ABP ve İK dichotomize yapabiliyor. Mevcut yazıda, ayrıntılı bir açıklama telemetri cihazları implante ve SCI ameliyatı yapmak için kullanılan cerrahi tekniğin verilir. eskiamples da AD Algılama yazılım sonrası işleme yetenekleri açısından nasıl kardiyovasküler fonksiyon sağlanır sonrası omurilik değiştirilir. Karşılaştırma amaçları doğrultusunda, yöntem ve sonuç kolorektal distansiyon olarak bilinen bağlı AD için bir yöntem elde edilen (CRD), aynı zamanda açıklanmaktadır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Protokol SCI-hayvanlar (Şekil 1B) ABP uzun vadeli ayrıntılı bir analiz için, bir telemetri cihazı ile kombine olacak yeni bir JAVA platformu AD Algılama yazılımı detaylı bir uygulamasını açıklamaktadır. Bu da gün süresince sporadik olarak ortaya spontan AD olaylarını tespit etmek için AKB desen karakterizasyonu için izin veren ilk yazılımdır. Bir iyi karakterize T3 SCI hayvan modeli spontan AD sıklığı, pressör tepkisi ve süresini tespit etmek için yazılımın fonksiyonel…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Kanada Sağlık Araştırma Enstitüsü ve Kalp ve BC ve Yukon İnme Vakfı tarafından finanse Bu araştırma. Biz hayvan bakımı teknik destek ve uzmanlık için Sayın Rayshad Gopaul Dr. Shelly McErlane kabul etmek istiyorum.
Materials
| 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 35cm 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 |
Riferimenti
- Krassioukov, A., Claydon, V. E. The clinical problems in cardiovascular control following spinal cord injury: an overview. Progress in brain research. 152, 223-229 (2006).
- Krassioukov, A. Autonomic function following cervical spinal cord injury. Respiratory physiology & neurobiology. 169, 157-164 (2009).
- Teasell, R. W., Arnold, J. M. O., Krassioukov, A., Delaney, G. A. Cardiovascular consequences of loss of supraspinal control of the sympathetic nervous system after spinal cord injury. Archives of physical medicine and rehabilitation. 81, 506-516 (2000).
- Alan, N., et al. Recurrent autonomic dysreflexia exacerbates vascular dysfunction after spinal cord injury. The Spine Journal. 10, 1108-1117 (2010).
- Eltorai, I., Kim, R., Vulpe, M., Kasravi, H., Ho, W. Fatal cerebral hemorrhage due to autonomic dysreflexia in a tetraplegic patient: case report and review. Spinal Cord. 30, 355-360 (1992).
- Pan, S. -. L., et al. Intracerebral hemorrhage secondary to autonomic dysreflexia in a young person with incomplete C8 tetraplegia: A case report. Archives of physical medicine and rehabilitation. 86, 591-593 (2005).
- Ho, C., Krassioukov, A. Autonomic dysreflexia and myocardial ischemia. Spinal cord. 48, 714-715 (2010).
- Wan, D., Krassioukov, A. V. Life-threatening outcomes associated with autonomic dysreflexia: A clinical review. The journal of spinal cord medicine. 37, 2-10 (2014).
- Mathias, C. J., Frankel, H. Cardiovascular control in spinal man. Annual review of physiology. 50, 577-592 (1988).
- Hubli, M., Krassioukov, A. V. Ambulatory Blood Pressure Monitoring in Spinal Cord Injury: Clinical Practicability. Journal of neurotrauma. 31, 789-797 (2014).
- Liu, N., Fougere, R., Zhou, M., Nigro, M., Krassioukov, A. Autonomic dysreflexia severity during urodynamics and cystoscopy in individuals with spinal cord injury. Spinal cord. 51, 863-867 (2013).
- Phillips, A. A., Elliott, S. L., Zheng, M. M., Krassioukov, A. V. Selective alpha adrenergic antagonist reduces severity of transient hypertension during sexual stimulation after spinal cord injury. Journal of neurotrauma. , (2014).
- Maiorov, D. N., Fehlings, M. G., Weaver, L. C., Krassioukov, A. V. Relationship between severity of spinal cord injury and abnormalities in neurogenic cardiovascular control in conscious rats. Journal of neurotrauma. 15, 365-374 (1998).
- Maiorov, D. N., Weaver, L. C., Krassioukov, A. V. Relationship between sympathetic activity and arterial pressure in conscious spinal rats. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 41, H625 (1997).
- Rabchevsky, A. G., et al. Effects of gabapentin on muscle spasticity and both induced as well as spontaneous autonomic dysreflexia after complete spinal cord injury. Frontiers in physiology. 3, (2012).
- Mayorov, D. N., Adams, M. A., Krassioukov, A. V. Telemetric blood pressure monitoring in conscious rats before and after compression injury of spinal cord. Journal of neurotrauma. 18, 727-736 (2001).
- Ramsey, J. B., et al. Care of rats with complete high-thoracic spinal cord injury. Journal of neurotrauma. 27, 1709-1722 (2010).
- Krassioukov, A. V., Furlan, J. C., Fehlings, M. G. Autonomic dysreflexia in acute spinal cord injury: an under-recognized clinical entity. Journal of neurotrauma. 20, 707-716 (2003).
- Krogh, K., Mosdal, C., Laurberg, S. Gastrointestinal and segmental colonic transit times in patients with acute and chronic spinal cord lesions. Spinal cord. 38, 615-621 (2000).
- Krassioukov, A. V., Johns, D. G., Schramm, L. P. Sensitivity of sympathetically correlated spinal interneurons, renal sympathetic nerve activity, and arterial pressure to somatic and visceral stimuli after chronic spinal injury. Journal of neurotrauma. 19, 1521-1529 (2002).
- Braga, V. A., Prabhakar, N. R. Refinement of telemetry for measuring blood pressure in conscious rats. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science: JAALAS. 48, 268 (2009).
- Whitesall, S. E., Hoff, J. B., Vollmer, A. P., D’Alecy, L. G. Comparison of simultaneous measurement of mouse systolic arterial blood pressure by radiotelemetry and tail-cuff methods. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 286, H2408-H2415 (2004).
