全身体积描记系统在ARDS中的应用

     全身体积描记系统是一种对清醒自由活动的实验动物进行呼吸功能和气道反应相关检测的仪器。实验动物可在体描箱内自由活动、自然呼吸，避免了创伤性气管切开以及麻醉的影响。根据波义尔定律（Boyle’s Law），体描箱内气流变化与动物呼吸气流变化密切相关。全身体积描记系统通过检测进出体描箱的气流变化衍算出实验动物呼吸产生的细微气流变化。

 
      系统软件通过专业算法可检测多种呼吸相关的气流变化，包括潮气量、Penh气道缩窄指数、气道炎症指标、代谢、咳嗽等。数据采集过程实验动物自然呼吸无束缚，同时也避免了手术和麻醉影响，该系统为需要高通量或长期纵向研究的首选。
     近日，南京某科研单位使用上海塔望智能科技有限公司自主研发的全身体积描记系统及软件。将ARDS模型组小鼠，低剂量药物处理组小鼠，高剂量药物处理组小鼠及空白对照组小鼠分别置于四通道独立体描箱内后，开始实验并记录小鼠稳定的呼吸曲线数据。


 
      随后，使用上海塔望智能科技有限公司自主研发全身体积描记系统分析软件对实验数据进行统计分析后，结果见下图，不同组别的实验动物各参数区分明显，且趋势符合预期结果。呼气时间，吸气峰值流速及penh在ARDS模型组中最高，而在空白对照组中最低；而呼气峰值流速，呼吸频率，分钟通气量，潮气量，及EF50则在ARDS模型组中最低，而在空白对照组中最高。

 
      根据研究结果，使用此类无约束全身体积描记系统，在研究急性呼吸窘迫综合征领域内，可快速高效的检测获得各呼吸参数，且反应出的变化真实有效，不同组别的差异趋势明显，检测时间相较传统的有创麻醉手段大大缩短，且可以真实反应实验动物清醒活动状态，未受麻醉剂影响下的呼吸指标。

参考文献：

[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