3 курс / Патологическая физиология / Телеметрическое_мониторирование_в_патофизиологии_сердца_и_хронокардиологии

4.1.1.4. Ресиверы. Ресивер (приёмник) представляет собой устройство, воспринимающее радиосигнал, генерируемый трансмиттером. Ресивер посредством кабеля соединяется с блоком сбора информации. Последний может одномоментно взаимодействовать с 16 ресиверами. Ресиверы обычно располагают под пластиковой клеткой (при исследовании мелких животных) или внутри металлической клетки (для крупных животных). Расстояние от трансмиттера (расположенного в теле животного) до ресивера не должно превышать 20 см, поскольку радиус действия трансмиттера ограничен. В последнее время появилась возможность значительно увеличить расстояние от трансмиттера до ресивера. Это достигается за счёт применения специального миниатюрного прибора, воспринимающего и усиливающего радиосигнал, который затем воспринимается устройством Blue tooth. Данный усилитель радиосигнала может быть зафиксирован на ошейнике животного.

Каждый ресивер должен принимать радиосигнал только от одного трансмиттера, т.е. число датчиков всегда соответствует количеству приёмников. Если в исследовании одновременно используются два и более ресивера, то их помещают на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы не возникало наводки. Однако если всё-таки есть необходимость установить клетки близко друг к другу, между ресиверами нужно расположить металлический экран. Наводка возникает в связи с тем, что при близком расположении нескольких трансмиттеров ресивер пытается «уловить» сигнал не только от своего трансмиттера, но и от соседнего, которые работают на одной частотной волне.

Крупные животные (собаки, кролики, приматы и др.) содержатся в металлических клетках, в связи с чем ресивер необходимо помещать внутри клетки. В противном случае может возникнуть ослабление телеметрического сигнала.

Вблизи ресивера не рекомендуется помещать какие-либо источники магнитного поля, так как это может привести к необратимым повреждениям устройства.

41

4.1.1.5. Блок сбора данных. Блок сбора данных является узловым компонентом телеметрической системы. Посредством кабелей он связан сразу с несколькими ресиверами (до 16), воспринимает и аккумулирует поступающую информацию и далее в цифровом виде направляет её в ПК со специально инсталлированным программным обеспечением (рис. 4).

1

2

3

4

Рис. 4. Схематическое изображение телеметрической установки, мониторирующей одновременно несколько животных:

1 – клетка с животным; 2 – ресивер; 3 – блок сбора данных; 4 – персональный компьютер

Необходимо заметить, что именно блок сбора данных воспринимает изменения силы телеметрического сигнала, которые возникают в связи с двигательной активностью животного. При каждом движении животного блок генерирует один или два цифровых импульса и передаёт их на ПК. Очевидно, что объём локомоторной активности измеряется лишь в те периоды исследования, когда ведётся регистрация других параметров (АД, ЭКГ и др.).

4.1.1.6. Устройство корректировки давления.Артериальное давление жи-

вотных способно меняться под воздействием атмосферного, в результате чего

42

данные, полученные при мониторировании, могут оказаться не совсем корректными. В этой связи рекомендуется использовать специальное устройство, позволяющее устранить подобные погрешности. С его помощью параллельно с основным исследованием ведётся мониторирование атмосферного давления, информация поступает в компьютер, где кривая артериального

давления подвергается соответствующей корректировке. Применение подобного прибора имеет огромное значение для хронобиологических исследований, так как атмосферные флюктуации могут быть ошибочно приняты за внутренние биоритмы живого организма.

Разработан аналогичный прибор для мониторирования температуры воздуха. Однако, на наш взгляд, особой необходимости в его использовании нет, поскольку у теплокровных животных в норме температура тела не зависит от температуры окружающей среды.

4.1.1.7. Компьютерная обработка данных. В настоящее время компьютер-

ные технологии позволяют вести цифровую обработку данных, получаемых с помощью измерительных приборов, лабораторного оборудования, оптической техники и т.д. Применение специального программного обеспечения для накопления и анализа информации при телеметрическом мониторировании имеет особое значение, поскольку здесь исследователю приходится работать с колоссальным объёмом данных. Достаточно сказать, что непрерывная регистрация АД, ЭКГ и других показателей у одного животного может в зависимости от условий эксперимента продолжаться от одного часа до 6 мес. и даже дольше.

Современные программы, разработанные специально для телеметрического мониторирования, дают возможность производить непрерывную запись различных физиологических показателей, получаемых одновременно при работе с несколькими животными. Кроме того, экспериментальные кривые можно архивировать, значительно сокращая занимаемое на жёстком диске пространство. Конечно, при длительном и непрерывном мониторировании необходимо периодически часть получаемых данных сохранять на дополнительных дисковых

43

накопителях (внешнем жёстком диске, CD-, DVD-дисках), освобождая память компьютера.

Наконец, с помощью компьютера производится автоматизированный подсчёт заранее заданных параметров, таких как ЧСС, систолическое и диастолическое артериальное давление, dP/dt, длительность интервалов ЭКГ и т.д.

4.1.1.8. Техника имплантации трансмиттеров. Следует сразу предосте-

речь исследователя от неосторожного обращения с трансмиттерами. Последние являются устройствами чрезвычайно чувствительными и могут быть легко повреждены. Особенно это касается гибкого катетера, содержащего термопластическую мембрану.

Имплантация трансмиттера осуществляется в ходе соответствующей хирургической операции под общим наркозом.

Как правило, для мониторирования АД катетер трансмиттера устанавливают у мышей – в брюшную аорту, у крыс – в бедренную артерию, у кроликов, у собак – в сонную артерию.

На рис. 5 представлено схематическое изображение животного с имплантированным трансмиттером для измерениия артериального давления.

1

3

2

Рис. 5. Схематическое изображение имплантированного в тело крысы трансмиттера для мониторирования артериального давления (по Klaas Kramer et al., 1999):

1 – брюшная аорта; 2 – корпус трансмиттера; 3 – катетер трансмиттера.

44

4.1.1.8.1. Техника имплантации трансмиттеров для мониторирования ар-

териального давления4. В условиях операционной животное фиксируется на станке. Далее вводят препарат для общего наркоза (Рометар 2% - инъекционное успокаивающее средство с болеутоляющим и миорелаксационным действиями, применяемое в ветеринарной практике) внутримышечно или внутривенно в дозировке, соответствующей виду животного и его весу. Операционное поле тщательно выбривается и обрабатывается антисептиком. Производится послойное вскрытие брюшной полости вдоль белой линии живота. Длина разреза должна составлять 4,5 см. Ещё один разрез длиной 2 см выполняется на внутренней поверхности бедра над местом прохождения бедренной артерии. Затем необходимо выделить бедренную артерию, отсепарировав её от бедренной вены и подкожного нерва по возможности на протяжении 10 мм. Под бедренную артерию проводятся 3 лигатуры (5-0). Со стороны бедра производится прокол брюшной стенки толстой шприцевой иглой, в результате чего создаётся искусственный канал. Данный операционный момент следует выполнять с особой осторожностью с тем, чтобы не повредить внутренние органы. Иглу на некоторое время оставляют в брюшной полости. Далее трансмиттер погружают в брюшную полость, а его катетер проводят через просвет шприцевой иглы на бедро. После этого иглу извлекают. Бедренную артерию орошают 2% раствором иодокаина для профилактики её спазма. Затем, натянув проксимальную и дистальную лигатуры, приподнимают артерию, одновременно останавливая в ней кровоток. С помощью специальной иглы-проводника катетера выполняется пункция артерии ближе к дистальной лигатуре. После этого в бедренную артерию необходимо провести катетер трансмиттера, ориентируя его в проксимальном направлении (с тем, чтобы его кончик оказался затем в аорте). Ослабив натяжение проксимальной лигатуры катетер проводят вдоль артерии в подвздошную область. Затем продвигают катетер до тех пор, пока его конец не окажется в брюшной аорте. Среднюю лигатуру завязывают и затягивают узел так, чтобы

4 Описание методики приводится по Telemetry information guide. Transoma Medical. St. Paul., MN, USA, 2003.

45

стенка бедренной артерии плотно охватила ствол катетера. Проксимальную лигатуру снимают. Дистальную лигатуру завязывают. Концы средней лигатуры ещё раз обвязываются вокруг бедренной артерии. Для того, чтобы катетер оставался после операции в правильном положении и не перегибался, его необходимо подшить к окружающим тканям. Брюшная полость послойно ушивается нерассасывающимися нитями. Также производится ушивание раны в области бедра.

Описанная методика является стандартной, однако могут применяться различные её модификации в зависимости от условий задачи, от вида, размера животного и т.д. Например, корпус трансмиттера может быть помещён не в брюшную полость, а под кожу. Также катетер можно вводить непосредственно в аорту, пунктируя её. Однако последняя модификация является более опасной по сравнению с катетеризацией через бедренную артерию с точки зрения кровотечения.

На рис. 6 представлен фрагмент кривой артериального давления при мониторировании мыши.

мм рт. ст.

время, сек.

Рис. 6. Фрагмент кривой телеметрического мониторирования артериального давления мыши

(Telemetry Times – a DSI Publication, 2005, Volume 20, Issue 2. P. 3)

46

4.1.1.8.2. Техника имплантации трансмиттеров для регистрации биопо-

тенциалов сердца5. Трансмиттеры для регистрации ЭКГ фиксируются либо под кожей, либо проводятся через аорту в полость левого желудочка. Последняя методика является более сложной с точки зрения техники её выполнения, однако при внутрижелудочковой локализации электрода качество кривых ЭКГ значительно выше.

От правильной локализации электродов для снятия биопотенциалов сердца во многом зависит качество получаемых результатов при телеметрическом мониторировании. Электроды должны быть расположены близко к поверхности сердца, вдоль его электрической оси, но, с другой стороны, по возможности на достаточном расстоянии от крупных скелетных мышц, также генерирующих электрические потенциалы. В этой связи имплантируемые электроды имеют неоспоримые преимущества по сравнению с обычными (которые накладываются на поверхность тела). Во-первых, вживляемые электроды контактируют с тканями, обладающими высокой степенью проведения электрических потенциалов. Во-вторых, отсутствует сопротивление, создаваемое кожей. В результате амплитуда ЭКГ-сигнала значительно увеличивается. Кроме того, при подкожном расположении электродов отсутствует раздражение, которое может быть вызвано в хроническом эксперименте при длительной аппликации электродов на поверхность кожи.

В конструкции большинства трансмиттеров предусмотрена одна пара электродов, при помощи которых можно соответственно мониторировать ЭКГ в одном из трёх стандартных отведений (I, II или III). При этом оптимальным как для визуального, так и для автоматизированного анализа ЭКГ у животных любых видов является II стандартное отведение. Во-первых, в этом отведении определяется максимальная амплитуда кривой. Во-вторых, II стандартное отведение позволяет лучше фиксировать такие параметры, как частота, правильность сердечного ритма, проводить диагностику некоторых морфологических изменений миокарда.

5 Описание методики приводится по Dr. Craig Hassler, 2003.

47

Для регистрации кривой II стандартного отведения рекомендуется расположить 2 электрода под кожей животного вдоль линии, соответствующей горизонтальной оси сердца. У собак первый электрод помещается в верхнем правом квадранте, а второй – в нижнем левом квадранте грудной клетки. Желательно даже имплантировать электроды под мышечный слой, но с осторожностью, не повредив при этом брюшину и плевру. Чем глубже будут расположены электроды, тем выше получится амплитуда сигнала. У крыс правый верхний электрод можно расположить в правой половине грудной клетки, а левый нижний – в левой половине передней брюшной стенки (рис. 7).

2, 3 – правый верхний и левый нижний электроды соответственно.

Следует также соблюдать полярность при наложении электродов. Отрицательный электрод располагают в проекции основания сердца (в верхнем правом квадранте), а положительный – в проекции верхушки сердца (в нижнем левом квадранте). При этом необходимо предварительно промаркировать электроды.

48

Если при повторной имплантации электродов полярность будет перепутана, её можно откорректировать, изменив соответствующие установки в программном обеспечении.

В том случае, если по условиям эксперимента требуется мониторировать одновременно у одного и того же животного и артериальное давление, и ЭКГ, целесообразно применять трансмиттеры, объединяющие в себе две функции.

Пример ЭКГ, полученной при телеметрическом мониторировании, изображён на рис. 8.

2

3

1

Рис. 8. Фрагмент ЭКГ, полученной при телеметрическом мониторировании мыши

(по Klaas Kramer et al., 1993):

А– ЭКГ после операции по имплантации трансмиттера (мышь в состоянии наркоза);

В– ЭКГ той же мыши через 1 неделю после операции.

49

4.1.1.8.3. Мониторирование внутрижелудочкового давления. Катетер трансмиттера проводят в полость левого желудочка через аорту. Согласно методике, предложенной Sato K. и соавт.6, корпус трансмиттера помещают в искусственно созданную полость в области спины животного. Затем катетер трансмиттера проводят через подкожный туннель в область шеи. После этого выделяют общую сонную артерию, пунктируют её, предварительно наложив мягкий зажим на проксимальный конец. Далее через сонную артерию катетер проводят в полость левого желудочка и закрепляют его лигатурой. Операционные раны на спине и шее послойно ушивают. После имплантации датчика внутрижелудочковое давление можно мониторировать по меньшей мере в течение 2 недель без риска развития отрицательных изменений функции сердца.

4.1.2. Суточное мониторирование АД и ЧСС для определения функционального состояния организма

Последним достижением в суточном мониторировании является мультисенсорная система ТМ-2425/2025 (A&D Company, Япония), которая регистрирует в течение суток не только АД и ЭКГ, но и температуру окружающей среды, положение тела пациента, акселерацию (ускорение движения пациента), анализирует интервалограмму (рис. 9).

Рис. 9. Монитор суточный ТМ-2421 (производитель: фирма A & D Company Limited, Япония).

6 Sato K., Kandory H., Sato S. Evaluation of a new method using telemetry for monitoring the left ventricular pressure in free-moving rats. J. Pharmacol. Toxicol. Meth. 31: 191 – 198, 1994.

50