Állatkísérletek elmélete és gyakorlata a...
TRANSCRIPT
-
Állatkísérletek Elmélete és GyakorlataA kurzus
Function specific modul 13/1
Sebészeti Műtéttani Intézet
SZTE ÁOK 2016-2017-I. szemeszter
Kísérletek tervezés; Életjelenségek megfigyelése, rögzítése, nyilvántartása
Dr. Kaszaki József egyetemi docens
-
Életjelenségek monitorozása I.
Nem-invazív vizsgáló módszerekHőmérséklet mérésVérkeringés monitorozás:
Pulzus tapintás, számolás;Nem-invazív vérnyomás mérésElektrokardiogramElektrokardiogram
Légzés monitorozás:légzésszám megállapításlégút biztosításmesterséges lélegeztetés
Kilégzett gázok monitorozása:KapnográfiaPulzoximetria
Kiválasztás: – vizelet monitorozás
-
1. Hőmérséklet mérésMaghő = belső szervek hőmérséklete (testfelszínen - 4-5 0C, a környezet függvényében)
Befolyásolja:
• Hely Patkány Kutya
Rectum: 37.1± 0.4 38.0 ± 0.4
Szájüreg: 36.7± 0.4 37.5 ± 0.4Szájüreg: 36.7± 0.4 37.5 ± 0.4
• Testrész fedettsége
• Nedvességtartalom
• Életkörülmények
• Napszak
Bizonyos anesztetikumok, a műtét, keringési elégtelenség befolyásolhatják a hőmérseklet regulációt;
Pentobarbitál hatására gyakori a hypotermia kísérlet alatt; Fűtőpárna alkalmazása szükséges a normál testhő fenntartásához.
-
Hőmérséklet monitorozásaHőmérők
csipeszhőmérő
-
TesthőmérsékletEgészséges állat: fajra jellemzőBetegállat: normálistól eltérő –
lehet magasabb (baktérium v. vírus okozta betegségek) vagy alacsonyabb
Mérése: - leggyakrabban végbélben
Állatfaj Végbél hőmérséklet Cº
Egér 36,5-38
Patkány 37,5-38
Aranyhörcsög 37-38- ritkábban hüvelyben
(magasabb)- bőrfelületen
Aranyhörcsög 37-38
Tengerimalac 38-40
Nyúl 38,5-39,5
sertés 38-40
-
Háziállatok testhőmérséklete
ló 37,5-38
szarvasmarha 38-39
juh 38,5-39,5
baromfi 39,5-42
kutya 38-39
macska 38,5-39,5
baromfi 39,5-42
-
2. VérkeringésEgészséges állat: szívverések száma percenként
fajra jellemző értékek
Egér: 300-800Patkány: 300-500Aranyhörcsög: 120-140Tengerimalac: 230-380Nyúl: 130-325Törpesertés 60-90Törpesertés 60-90Kutya: 60-120Macska 90-120Ló 30-40Szarvasmarha 50-80Baromfi 150-200
vizsgálható: tapintással az állkapcson, a farok belső felén, nyakon
-
A legfontosabb fiziológiai paraméter a vérnyomás, amelynek monitorozása a keringési állapot megismerésének egyik alapfeltétele.
Az indirekt, nem invazív vérnyomás-mérés elsősorban
2.1. Vérnyomás
vérnyomás-mérés elsősorban rágcsálók (egerek, patkányok) esetében használt eljárás, amely során az állatok farkára helyezzük a mandzsettás érzékelőt.
A mérés az oszcillotonometria (‘elektromos’ vérnyomásmérő) elvén alapul.
-
Nem-invazív vérnyomás mérés rágcsálókon
After training the rat to the tail cuff system, the rat is placed in a restrainer andwarmed. A pneumatic pulse sensor is attached to its tail. A cuff is placed around thetail, and slowly inflated above the systolic pressure until it causes pulsations tocease, measured by the piezo-electric pulse sensor. The cuff pressure at whichpulsations cease is taken to be the SBP in the tail. HR is determined automaticallyby counting pulses per unit time.
-
Állatkísérletek esetében is széles körben alkalmazott nem-invazív eljárás:
• a normális, illetve attól eltérő szívműködésről,
• ritmus zavarokról,
2.2. Elektrokardiográfia
Standard EKG hullám
• ritmus zavarokról,• a szívfrekvenciáról,• a szívizom oxigén státuszárólad információt.
A humán EKG jelhez képest jelentős eltérések lehetnek a kísérleti állatok esetében; Pl. fordított T hullám
-
A légzésszám az 1 perc alatti be- és kilégzések száma.
Mérése megtekintéssel vagy tapintássaltörténik.
• Megtekintéssel a mellkas és a has mozgását
3. Légzés vizsgálata
• Megtekintéssel a mellkas és a has mozgását figyeljük;
• hideg időben a kilélegzett párás levegő is látható;
• tapintással a bordák mozgását érzékeljük.
-
LégzőszervrendszerEgészséges állat: fajra jellemző légzésszám
Egér 100-200Patkány 70-110Aranyhörcsög 40-100Tengerimalac 40-100Nyúl 30-60Nyúl 30-60Baromfi 20-50Sertés 8-18Juh 20-30Ló 10-15Szarvasmarha 10-30Kutya 15-30Macska 20-30
-
Lényege: egy cső (tubus) bevezetése a szájon (vagy orron) át a légcsőbe: a légutak biztonságos szabadon tartása.
Előnyei az extratrachealis módszerekkel szemben:
1. Az anatómiai holttér 40-50%-ra csökkenthető, az alveolaris ventilatio hatásfoka megnő, kivált nagyobb kockázatú betegeknél.
3.1. Légzés biztosításEndotrachealis intubáció
2. A manuálisan vagy gép segítségével áramoltatott levegő és anesztetikus gázkeverék csak a légzőrendszerébe juthat és nem a gyomorba.
3. A légúti váladék a hörgőrendszer csaknem minden részéből jól leszívható.
4. A fektetés nem okoz gondot a lélegeztetés fenntartásában (pl. hasrafordítás esetén).
-
Légút biztosítása az állatkísérletekben 1.
Endotracheális intubáció
szabad légutak biztosítása: nyomásmérés, légzési
gázok (mintavétel), gyógyszer/anyagbeadás, BAL
krónikus kísérletekben
-
Endotracheális intubació nagyállat modellben
Laringoszkóp
-
Az intubálás eszközei
leszívókatéter, leszívópumpa
Ruben-ballon szeleppel és maszkkal,tubuscsatlakozók, ragtapasz
laringoszkóp
endotrachealis tubusok
Guedel-tubus
Magill-fogó
fecskendőlaringeális maszk
-
Intubálás laringoszkóppal
1. A laringoszkóp nyelét bal kézzel marokra fogjuk, és a lapocot a nyelv középvonalában a szájüregbe vezetjük, ha szükséges, a nyelvet a „Z” lapoccal balra félretoljuk;2. A lapoc vége a nyelvgyök és az epiglottis közé kerül, a plica glossoepiglotticába, és a nyelvgyök felemelésével együtt felemelkedik a gégefedő is.3. … és feltárul a csúcsával felfelé álló, háromszög alakú hangrés.
-
• Tracheostomia: tracheatubus vagy katéter bevezetése atracheába egy nyíláson keresztül sebészi beavatkozás során.
• Indikációk: a szabad légutak biztosítása hosszú időre,mesterséges lélegeztetés, légzésmechanikai mérések.
Légút biztosítása az állatkísérletekben 2.
-
3.2. Mesterséges lélegeztetés• Mesterséges lélegeztetés: respirátor segítségével
juttatjuk a levegőt a tüdőbe a trachea tubusonkeresztül.
• Cél: oxigenizáció növelése, a ventilláció biztosításaatelektázia megszüntetéseatelektázia megszüntetése
• Indikáció: Spontán légzés akadályozott, pl.mellkas megnyitás esetén
-
Mesterséges lélegeztetés
• Pozitív nyomással: belégzéskor az alveolárisnál nagyobb nyomással áramlik a levegő a tüdőbe
• Térfogat-kontrollált respirátorral: belégzés a beállított légzési térfogat beáramlásáig, beállított frekvenciával, v. percventillációval, belégzés/kilégzés (túlnyomásos szeleppel elkerülhető a kóros nyomás).
-
• Egértől macska méretű állat lélegeztetésére alkalmas (15 g to 10 kg)
Harvard Apparatus
Inspira Advanced Safety Single Animal Pressure/Volume Controlled Ventilators
• Egértől macska méretű állat lélegeztetésére alkalmas (15 g to 10 kg)
• Egyszerűen használható
• Négy modell:
— Térfogat vezérelt (belégzés tartó funkcióval vagy anélkül)
— Nyomás vezérelt (belégzés tartó funkcióval vagy anélkül)
• Légúti nyomás monitorozás: jelzi a túl alacsony vagy magas nyomást
• Asszisztált mód, ami megkönnyíti a leszoktatást
• Állítható be/kilégzési arány (I:E arány - 1:4-től 4:1-ig)
• Altatógép elemeként is használható (nem gyúlékony altatógázokhoz)
-
4. Légzési gázok monitorozása
Kapnometria Pulzoximetria
Nem-invazív
Kilégzett CO2 mérése– Infravörös abszorpciós fotometria módszerével
Az artériás oxigén szaturáció mérése a keringési terület infravörös fényelnyelésének analízise alapján
Artériás pCO2 meghatározás
- nagyon pontos- nem folyamatos
Artériás pO2 – Oxigén szaturációMeghatározás
- nagyon pontos- nem folyamatos
Invazív: vérgázanalízis
analízise alapján
-
4.1. Kapnográfia vs Kapnometria
Kapnográfia • Az endotracheális CO2
(ETCO2 ) értékének mérése és a változás kijelzése (CO2
Kapnometria• Az ETCO2 érték mérése
(nincs hullámforma)
• Az eszköz elnevezése:a változás kijelzése (CO2hullámforma)
• A módszert alkalmazó eszköz neve: kapnográf
• Az eszköz elnevezése:kapnométer
-
Abszorpciós sávok
-
Egyetlen kilégzés CO2 analízise (Single Breath CO2)
% CO2
Kilégzésitérfogat
-
4.2. Pulzus oximetria (pulzoximetria)
1. Folyamatos, nem invazív módszer az artériás oxigén szaturáció és a szívfrekvencia mérésére.
2. A módszer legnagyobb előnye (és 2. A módszer legnagyobb előnye (és sikere) az artériás vér oxigén szaturációjának mérése a teljes pulzációs ciklus alatt a keringési terület infravörös fényelnyelésének analízisével.
-
Pulzus oximetria
Működési elv 1.Az oxi és dezoxi-hemoglobin infravörös detektálása 2 külön hullámhosszon
A 2 LED által
kibocsátott
infravörös fény infravörös fény
hullámhossza
-
Pulzus oximetria
Működési elv 2: az artériás pulzus által hozzáadott többlet – variábilis - fényelnyelést alkalmazzák az aO2 szaturáció kiszámítására
-
Kapnográf / pulzoximéter
Mért paraméterek
EtCO2 kilégzett CO2RR légzési frekvenciaFiCO belégzett CO
OxiMax N-85
FiCO2 belégzett CO2SaO2 O2 szaturációP szívfrekvencia
folyamatos monitorozása.
Szenzorok
-
5. A kiválasztás monitorozása
A húgyhólyag katéterezése
Definíció: a húgyhólyag mesterséges kiürítése
Cél: terápiás (műtéti előkészítés)Cél: terápiás (műtéti előkészítés)diagnosztikus (folyadékháztartás monitorozása, urológiai,
mikrobiológiai vizsgálatok)Óradiurézis mérése (ml/kg/óra): veseműködés ellenőrzés
-
Katéterek
Anyaga: műanyag, latex vagy szilikon.
Nagysága: a külső átmérő mértékegysége 1 Charriére (1 Ch) vagy 1 French (1 F) (=0,33 mm)
Nagy állat esetén leggyakrabban Foley-katétertNagy állat esetén leggyakrabban Foley-katéterthasználunk (ballonos, könnyen rögzíthető).
-
A katéterezéshez szükséges eszközök
- megfelelő méretű katéter- csatlakozó steril cső/mintavevő- bucik a lemosáshoz- dezinficiáló oldat- dezinficiáló oldat- fiziológiás sóoldat (fecskendőben) a ballon feltöltéséhez
- steril katéter csúsztató olaj (Instillagel)
- steril gumikesztyűk
-
Életjelenségek monitorozása II.Invazív keringés vizsgáló módszerek
• Vénás nyomás• Artériás nyomás, pulzus• Kis vérköri, pulmonalis nyomás
• Kapilláris keringés• Perctérfogat• Véráramlás
-
Szenzor / transducer
A szenzor /jelátalakító (transducer) olyan eszköz, mely energiát konvertál ( hő, fény, hang, nyomás, mozgás, áramlás), másik energia formává, azaz elektromosenergiává;
Szenzitivitás (érzékenység) - azt a minimum input jelet o Szenzitivitás (érzékenység) - azt a minimum input jelet jelenti, amely detektálható output változást hoz létre;
o Range - a vizsgált paraméter még mérhető maximum és a minimum értékének különbsége;
o Pontosság – a mérés reprodukálhatóságának a foka
o Felbontás – a legkisebb detektálható input növekedés, amely detektálható output jelet eredmémyez;
-
Eszközei:
• Az ér lumenébe vezetett cső (kanül). A pontos nyomásmérés feltétele a légtelen, minél merevebb és rövidebb kanül.
• Nyomásmérő transducer membránjának/piezoelektromos kristályának deformációja biztosítja a mechamikai jel –elektromos jel átalakítást.
A direkt (közvetlen) nyomásmérés
elektromos jel átalakítást.
• A transducer kimenete elektromos jel, amit erősíteni és tárolni lehet;
-
A keringés alacsony és magas nyomású rendszere
-
1. Véna biztosítás
Általában a v. jugularis externa, v. femoralis alegalkalmasabb.
A vénás kanül lehetővé teszi a fenntartóanesztetikum, vizsgálandó készítmények és azinfúzió beadását, valamint vérminta vételt.infúzió beadását, valamint vérminta vételt.
A megfelelően pozicionált v. juguláris katéter acentrális vénás nyomás (CVP) mérését teszilehetővé, amelyből a keringő volumenre lehetkövetkeztetni.
-
v. jugularis
Nyomás szenzor
1
1. Centrális véna biztosítása, vénás nyomás mérés
v. femoralis
Nyomás szenzor
2
Hemodinamikailag a jobb kamra
preloadjára utal;
Jelzi az érpálya töltöttségét;
Szélsőséges helyzetekben jelzi a
nagyfokú hypo-, illetve
hypervolaemiát.
-
Centrális vénás nyomás mérés
A CVP normál érték: 3-8 Hgmm
-
A. carotis
2. Artériás nyomás mérés
Nyomás szenzor
A. femoralis
-
1. A nyomásmérő rendszer üzembe helyezése,
2. Arteria kanülálása
3. Csatlakozás a mérőrendszerhez
Buborékmentesség
+ heparin (1-2 egység /ml)
A mérés lépései
+ heparin (1-2 egység /ml)
4. 4.A kanül biztonságos rögzítése
5. A transducer nulla pontja
6. A transducer rögzítése a szív szintjében
7. Mérés kezdete
-
Nagy vérköri vérnyomás
Hemodinamikailag a szív afterloadja. Azadekvát szervperfúzió fenntartásaszempontjából kiemelkedő jelentőségű azátlagos artériás vérnyomás megfelelő szintenvaló tartása.való tartása.
A pulzusnyomás (szisztolés-diasztolés nyomás különbség) jelzi a volumenstatust;
Magas pulzusnyomás: vasodilatatio, hypervolaemia;Alacsony pulzusnyomás: vasoconstrictio, hypovolaemia
-
Pulzusszám
A perctérfogat egyik fő meghatározója.Gyors kompenzációs lehetőséget nyújt aszöveti oxigenizációs, illetve, a keringésiigények kielégítésére. Ezért aigények kielégítésére. Ezért ahypovolaemiás betegek általábantachycardiásak, bár akut vérveszteségesetén nem ritka a bradycardia sem.
-
3. Vérgáz analízisCélja: megállapítani
• az állatok vérgáz statusát(O2 felvétel, CO2 leadás a tüdőben, vér pH),
• a tüdő és vese működését, és szerepét a sav-bázis egyensúly fenntartásában,bázis egyensúly fenntartásában,
• légzőszervi betegségeket.
Fázisok:
mintavétel, tárolás (szállítás),
mérés vérgázanalizátorral,
adatok korrekt interpretálása, a beteg kezelése.
-
Nem megfelelő eszközök,a minta nem megfelelő kezelése
pontatlanság
• A mintavétel előtt, a kanül térfogatának 4 szeresét leszívjuk/eldobjuk (5 ml-es leszívó fecskendő használata)!
Mintavétel
használata)!
• A mintavevő fecskendő (2 ml-es) alvadásgátló heparint tartalmaz (50-100 U/ml vér; a kónusz feltöltése)!
• A minta mennyisége: max. 1 ml vér;
• Levegőbuborékok eltávolítása a fecskendőből.
• Fecskendő lezárása.
-
Mintadetektáló rendszer:érzékeli a levegőbuborékokat,érzékeli a minta mennyiségét, vezérli a minta helyzetét.
Minta térfogat: min. 55 µµµµl
Mérés vérgázmérővel
AVL Compact 2(AVL Medical Instruments)
Minta térfogat: min. 55 µµµµl
Mérési idő: 20 sec
-
Vérgáz és sav-bázis paraméterek:Mért paraméterek:
pO2, pCO2, pH
Számított paraméterek:BE, HCO3-, O2sat, ctO2, 3 2 2
Metabolitok:cLaktát, cGlükóz
Elektrolitok:cK+, cNa+, cCl-, cCa2+
-
Eredmények értékelése
A vérgázanalízist befolyásoló tényezők:
• láz: paO2 ⇑⇑⇑⇑, paCO2 ⇑⇑⇑⇑
• hipotermia: paO2 ⇓⇓⇓⇓, paCO2 ⇓⇓⇓⇓• hipotermia: paO2 ⇓⇓⇓⇓, paCO2 ⇓⇓⇓⇓
• levegőbuborékok
• hosszú idejű (>30 perc) tárolás.
-
4. Véráramlás - Perctérfogat (CO)mérés
• A általában a Fick módszerrel határozzuk meg a véráramlást
• A Fick módszer alapja:
10 részecske / perc
-
Indikátor higításos módszer
Festék minta koncentráció
(g/L
)
Festék bolus injekció
(g/L
)ió
konc
entr
áció
(g/L
)
Idő (perc)0 0.5 Idő (perc)0 0.5
konc
entr
áció
(g/L
)
-
Bolus injekció
Transzpulmonális termodilúciós módszer elve
injekció
Tüdő
Katéter az a. femoralisban
-
V. jugularis katéter és
hideg fiziológiás só
injektálás (0,3-0,5 ml)
Perctérfogat mérés rágcsálókban
Termoszenzor katéter a carotis artériában
Adat gyűjtő-monitorozó
komputer rendszer
carotis artériában
Femoralis artéria katéterVérnyomás transducer
-
PiCCO monitor
CVP katéter
Perctérfogat monitorozás sertésenMesterséges lélegeztetés
Vérnyomás és
termoszenzor
katéter
Kilégzett CO2monitorozás
kapnográffal
-
Standard mennyiségű (2,5-5-10-20 ml), hideg fiziológiás só oldatot adunk nagy sebességgel a jobb pitvarba.
A folyadék pontos hőfokát a beinjektálás pontján hő szenzor méri.
Az artériás oldalon lévő termisztor katéter, egy másik
A Perctérfogat mérés technikája
Az artériás oldalon lévő termisztor katéter, egy másik elektromos hőmérő, mely a „hűtött vérbólus" tovahaladását érzékeli.
A monitor a vér átmeneti hőmérséklet változásából termodilúciós görbét rajzol.
A görbeterület integrálásával a monitor számítógépe megadja a perctérfogatot.
-
Kalkulált hemodinamikaiparaméterek a vénás, az arteriás nyomás és a perctérfogat (CO)
alapjánSzívindex = CO/test felszín (ml/min/m2)
Verő térfogat = CO/szívfrekvencia (ml)
Perifériás érellenállás = (Artériás nyomás-vénás nyomás)/CO
-
A mikroperfúzió monitorozásának eszközei
és jellegzetességei
-
A mikrocirkuláció monitorozása A mikrocirkuláció monitorozása
Lézer Doppler Lézer Doppler áramlásmérőáramlásmérő
NIRSNIRS
Fluorescence Fluorescence
ÁramlásOxigenizáció,
Áramlás
Perfúzió,
OPS/SDFOPS/SDFképalkotásképalkotás
Fluorescence Fluorescence quencing quencing
microscopymicroscopy
Mikrogyöngy Mikrogyöngy technikáktechnikák
MRIMRIÁramlásOxigenizáció,
Perfúzió
Oxigéntenzió
Perfúzió,Áramlási sebesség
-
Periflux system• Laser Doppler elven
működik• Alkalmas:
Mikrokeringést vizsgáló módszereink
• Alkalmas:� véráramlás / perfusio és� transcutan oxigén (TCOM,
tcpO2) és/vagy széndioxid monitorozásra
-
„„Sidestream Dark FieldSidestream Dark Field” ” „SDF”:„SDF”:
az OPS továbbfejlesztett az OPS továbbfejlesztett verziójaverziója
Orthogonális Polarizációs Orthogonális Polarizációs Spectrális képalkotás Spectrális képalkotás
”OPS””OPS”
Ince C (2005) Crit Care 9:S13-S19Groner W. Nature Med (1999) 5:1209-1212
-
Hol alkalmazható?
Csak vékony, epithel réteggel fedett struktúrák esetén
alkalmazható,
amelyek átvilágításához elegendő a szövet mélyéről
visszaérkező depolarizált fény - amely hátulról világítja meg a
felszín alatti struktúrákat.
1. Ideális, nem invazív alkalmazási terület: a sublinguális régió1. Ideális, nem invazív alkalmazási terület: a sublinguális régió
-
A nyelv alatti mucosa mikrokeringéseA nyelv alatti mucosa mikrokeringéseshockos állapotbanshockos állapotban
-
TÜDŐ MIKROKERINGÉS (OPS)PEEP 5 vízcm
-
OPS
-
Köszönöm a figyelmet!