Телемоніторинг основних фізіологічних функцій у пильних приматів

Тези доповідей

Індексні терміни

Ключові слова:

Тематична:

Контур

Історія публікацій

Повний текст

2 Щоб зрозуміти зростаючий інтерес до методів телемоніторингу, достатньо відмітити зростаючу важливість їх використання в телемедицині для домашнього спостереження за пацієнтами, які страждають певними хронічними захворюваннями або «контролюються» в післяопераційних люксах. ). Телемоніторинг може стосуватися реального часу або «синхронного» моніторингу пацієнтів за допомогою зв’язку з лікарняними службами, або «асинхронного» моніторингу у злегка відкладений час, що стає можливим, зокрема, через Інтернет. Він продемонстрував у США, де ці методології швидко розвиваються, що процес був ефективним та прийнятним для пацієнтів (Morlion et al., 2002; Cermack, 2006; Chan et al., 2007; de Jongste et al., 2009). Окрім прогресу телепередач, ще один фактор сприяє розвитку методів телеметрії. Це є результатом мініатюризації електронних пристроїв збору та передачі, які стають все менш енергоємними та набувають набагато більше часу автономності.

3 Характеристики, спільні для вивчення приматів, які не є людьми, нарешті, досить близькі до обмежень, що виникають при застосуванні принципів людської телемедицини. Вони виникають внаслідок віддаленості тварин та їх географічного розповсюдження, для досліджень у природних умовах або у великих вольєрах. Вони також виникають у лабораторії через необхідність контролю експериментальних методів лікування (зразки крові, введення молекул, вивчення фізіологічних та поведінкових реакцій на лікування), одночасно порушуючи соціальну поведінку тварин як можна менше. Однак примати, що не є людьми, створюють додаткове ускладнення порівняно з людьми. Наприклад, ми можемо попросити людину залишатися нерухомою на час проведення кардіологічного обстеження, але ця вимога неможлива для тварини, що перебуває у постійному русі, і, крім того, піддається цікавим дослідженням однорідних людей, якщо вона обладнана пристроями. які змінюють його зовнішній вигляд.

4 Телематика підтримує всі аспекти, що включають отримання та повну або часткову обробку даних у режимі реального часу, впровадження систем телепередачі, областей зберігання даних, прийняття рішень з огляду на отримані дані та реалізацію засобів реалізації замовлень на повернення ( Cermack, 2006).

5 У першій частині ми опишемо архітектуру та функціонування наявних на сьогодні систем телемоніторингу, які дозволяють забезпечити максимально детальний моніторинг фізіологічних та екологічних параметрів у приматів, що не є людьми. У другій частині ми представимо вже проведені фізіологічні дослідження, які демонструють всю зацікавленість, але іноді і межі систем телемоніторингу в часі та просторі.

6 Стратегії залежать від наявних ресурсів, а кінцевий результат визначатиметься якістю передавальних мереж. Сигнали, які зазвичай отримують і передають, можуть бути простими (температура, положення), більш складними (м’язові або нервові біопотенціали - біопотенціал: термін, що використовується у фізіології для позначення явищ біологічного електрогенезу, пов’язаних з функціонуванням збудливих клітин, головним чином м’язових та нервових системи, вимірювання артеріального тиску та потоку тощо), аудіо- чи відеосигналів або поєднання всіх цих сигналів.

7 Важливими параметрами, які слід враховувати при виборі системи телемоніторингу, є:

3.1 Телеметрія та умови тваринництва

8 Примати, що не є людьми, - це соціальні види, яких потрібно розводити групами або принаймні сумісними парами. З точки зору тварин, ідеальна система телеметрії повинна дозволяти вирощувати тварин у сумісних групах, піддаватись найменш інвазивним методам імплантації та забезпечувати відсутність втручання в організм тварин.

9 На практиці існує певна ступінь компромісу, і різні системи телеметрії мають свої переваги та недоліки. Наступні елементи описують можливості полегшення групового життя тварин або навпаки труднощі, які можуть спричинити певні телеметричні системи. Важливо зазначити, що завжди слід враховувати питання етичного та добробуту.

Повністю імплантовані системи, як правило, вимагають більш інвазивної хірургії для їх розміщення. Вони можуть полегшити групове розведення, оскільки відсутні зовнішні системи, такі як позатілесні виступаючі елементи або обладнання, недоступні для інших тварин. З іншого боку, головним недоліком цих систем є відсутність можливості одночасного використання на кількох тваринах. Наявні комерційні пристрої часто випромінюють свої сигнали з однаковою частотою, що виключає одночасний запис на тварин тієї самої групи. Єдине можливе рішення полягає у активній вибірковій та почерговій активації систем, які несе кожна з тварин, наприклад, на даній тварині, коли інша тварина виховується в тій самій клітці парами. Процедура активації або інактивації далекоміра сама по собі не є травматичною для тварини, оскільки вона, як правило, отримується шляхом наближення магнітної стрічки до тіла тварини, але це обмеження, яке слід враховувати експериментатору.

11 Частково або повністю зовнішні системи іноді залишаються сумісними з груповим вирощуванням, принаймні у тварин, що вирощуються в клітках попарно, за умови належної оцінки реакцій споріднених стадій на фазі випробувань. Пристрій можна легко увімкнути або вимкнути у однієї тварини, або сигнал, записаний системою, може бути надісланий в електронний ланцюг запису, який несе безпосередньо тварина. Потім сигнали відновлюються шляхом регулярного спорожнення пам'яті пристрою (наприклад, мікрокасет або систем флеш-пам'яті). Існують багаточастотні системи з такими типами пристроїв, особливо широко використовуються у собак, але, ймовірно, менше у приматів, що не є людьми. Зовнішні пристрої залишаються підданими ризику пошкодження однорідними. Можливі рішення цих недоліків полягають у забезпеченні того, щоб тварини дуже добре звикли до систем реєстрації, а також навчилися їх приймати.

12 Тому систематично не потрібно ізолювати тварин, імплантованих телеметричними пристроями, або обмежувати їхній доступ до збагаченого середовища. Системи телеметрії за своєю природою здатні дозволяти збирати фізіологічні змінні, що використовуються саме для оцінки рівня стресу тварин, шляхом вимірювання таких параметрів, як частота серцевих скорочень, кров'яний тиск або температура тіла. Отже, моніторинг телеметрії дає змогу внести свій внесок у оцінку стану добробуту тварин.

3.2 Вибір підходящих тварин для телеметрії та хірургічних обмежень

13 Для експериментаторів, які впроваджують методології телеметрії, є загальним досвідом, що деякі люди є більш придатними, ніж інші, для підтримки пристроїв, і часто можна вибрати відповідні предмети перед початком навчання. Перед встановленням телеметричних приладів важливо працювати з тваринами, добре пристосованими до їх середовища. Викидання тварин, рефрактерних до хірургічних процедур імплантації, може запобігти непотрібним травмам у суб'єктів, що, ймовірно, призведе до незадовільних записів (Hawkins et al., 2004).

14 Для систем, які повністю імплантуються протягом тривалих періодів часу, наприклад, 6-10 місяців, при розміщенні датчика у внутрішньочеревному положенні, іноді виникає реакція організму, що складається з явища фіброзної капсуляції корпус далекоміра. Цю реакцію практично неможливо передбачити у наївної тварини, оскільки деякі тварини розвивають волокнисту реакцію, а інші - ні. Сама по собі ця реакція на чужорідне тіло не робить значного впливу на якість сигналів, що передаються далекоміром, або на видиме самопочуття тварини. Однак, коли пристрій імплантовано, операція вимагає дуже ретельної дисекції, і очищення цього новоутворення важко досягти. Зрештою, дослідження виявиться набагато кропітнішим, ніж без утворення алергічної оболонки (Жермен, неопубліковано).

Більш загально, імплантація далекомірів вимагає якісного хірургічного середовища, досконалої асептики, операторів, навчених цим процедурам, та протизапальних та знеболюючих методів у післяопераційній фазі. Складність хірургічного втручання, необхідного для встановлення датчиків телеметрії, дуже різноманітна і залежить, перш за все, від природи зондів, які пов'язані з пристроєм. Точні операційні деталі можна знайти в посиланнях, наведених далі в параграфах, що описують дослідження основних фізіологічних функцій.

3.3 Доступні пристрої та їх виробники

16 Радіохвилі є чудовим передавальним сигналом для відстеження тварин, зокрема тому, що вони можуть поширювати інформацію швидко та на великі відстані по повітрю. Усі телеметричні пристрої використовують цей основний принцип.

3.3.1 "Радіоспостереження"

17 У мінімальній версії, але тим не менш дуже корисною для польових досліджень - див., Наприклад, (Sterling et al., 2000) - якщо шукається лише рух тварини, достатньо оснастити її передавальним пристроєм, який посилає радіосигнал, та бути обладнаним приймальним пристроєм для виявлення сигналу (таблиця I). Три компоненти радіотелеметрії для систем відстеження тварин складаються з наступних мінімальних елементів:

- Випромінювач. Його можна розмістити на тварині, наприклад, за допомогою нашийника. Деякі нашийні системи також можуть поєднувати вимірювання температури тварини з точністю до 10/10 градуса (наприклад, обладнання SIRTACK).
- Радіоприймач та реєстратор даних, якщо це можливо.
- Антенна система.

18 Усі три компоненти системи повинні працювати разом, щоб здійснювати радіоспостереження. Передавач складається з двох основних частин. Акумулятор із тривалістю життя 2-3 роки і більше залежно від системи та електронної схеми з кварцовим генератором. Чим потужніший акумулятор, тим довший термін служби передавача, але також його вага. Тільки антена впливає на діапазон отриманих сигналів.