全身體積描記系統(tǒng)在ARDS中的應(yīng)用

     全身體積描記系統(tǒng)是一種對清醒自由活動的實(shí)驗(yàn)動物進(jìn)行呼吸功能和氣道反應(yīng)相關(guān)檢測的儀器。實(shí)驗(yàn)動物可在體描箱內(nèi)自由活動、自然呼吸，避免了創(chuàng)傷性氣管切開以及麻醉的影響。根據(jù)波義爾定律（Boyle’s Law），體描箱內(nèi)氣流變化與動物呼吸氣流變化密切相關(guān)。全身體積描記系統(tǒng)通過檢測進(jìn)出體描箱的氣流變化衍算出實(shí)驗(yàn)動物呼吸產(chǎn)生的細(xì)微氣流變化。

 
      系統(tǒng)軟件通過專業(yè)算法可檢測多種呼吸相關(guān)的氣流變化，包括潮氣量、Penh氣道縮窄指數(shù)、氣道炎癥指標(biāo)、代謝、咳嗽等。數(shù)據(jù)采集過程實(shí)驗(yàn)動物自然呼吸無束縛，同時(shí)也避免了手術(shù)和麻醉影響，該系統(tǒng)為需要高通量或長期縱向研究的首選。
     近日，南京某科研單位使用上海塔望智能科技有限公司自主研發(fā)的全身體積描記系統(tǒng)及軟件。將ARDS模型組小鼠，低劑量藥物處理組小鼠，高劑量藥物處理組小鼠及空白對照組小鼠分別置于四通道獨(dú)立體描箱內(nèi)后，開始實(shí)驗(yàn)并記錄小鼠穩(wěn)定的呼吸曲線數(shù)據(jù)。


 
      隨后，使用上海塔望智能科技有限公司自主研發(fā)全身體積描記系統(tǒng)分析軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后，結(jié)果見下圖，不同組別的實(shí)驗(yàn)動物各參數(shù)區(qū)分明顯，且趨勢符合預(yù)期結(jié)果。呼氣時(shí)間，吸氣峰值流速及penh在ARDS模型組中最高，而在空白對照組中最低；而呼氣峰值流速，呼吸頻率，分鐘通氣量，潮氣量，及EF50則在ARDS模型組中最低，而在空白對照組中最高。

 
      根據(jù)研究結(jié)果，使用此類無約束全身體積描記系統(tǒng)，在研究急性呼吸窘迫綜合征領(lǐng)域內(nèi)，可快速高效的檢測獲得各呼吸參數(shù)，且反應(yīng)出的變化真實(shí)有效，不同組別的差異趨勢明顯，檢測時(shí)間相較傳統(tǒng)的有創(chuàng)麻醉手段大大縮短，且可以真實(shí)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)動物清醒活動狀態(tài)，未受麻醉劑影響下的呼吸指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] Lim, R., Zavou, M. J., Milton, P. L., Chan, S. T., Tan, J. L., Dickinson, H., Murphy, S. V., Jenkin, G., Wallace, E. M. Measuring Respiratory Function in Mice Using Unrestrained Whole-body Plethysmography. J. Vis. Exp. (90), e51755, doi:10.3791/51755 (2014).

[2] de Azevedo-Quintanilha, I.G., Vieira-de-Abreu, A., Ferreira, A.C. et al. Integrin αDβ2 (CD11d/CD18) mediates experimental malaria-associated acute respiratory distress syndrome (MA-ARDS). Malar J 15, 393 (2016). https://doi-org.ezproxy.lb.polyu.edu.hk/10.1186/s12936-016-1447-7