DFVS (Doppler Flow Velocity System)

Производитель: Indus Instruments

manufacturer logo

Ультразвуковая доплеровская система для исследования кровотока

DFVS - устройство для проведения импульсной допплеровской спектрографии кровотока в режиме реального времени, разработанное специально для оценки функции сердечнососудистой системы у мышей и крыс. Это комплексный программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий сбор и анализ данных. Система идеально подходит для исследований у мышей, благодаря высокой частоте обновления и отличному временному разрешению. Это особенно важно из-за высоких показателей ЧСС, скорости кровотока и быстрого ускорения кровотока до достижения пика систолической скорости у мелких грызунов.

Устройство обрабатывает импульсные допплеровские сигналы с помощью алгоритма быстрых преобразований Фурье. Результаты вычислений отображаются в режиме реального времени как ультразвуковая допплеровская спектрограмма (градации серого). Программное обеспечение, включенное в комплект поставки, позволяет пользователю записывать и проводить анализ спектрограмм для подготовки отчётов и публикаций.

DFVS также с успехом применяется для исследований у летучих мышей, голых землекопов (Heterocephalus glaber) и других мелких животных.

 

Аналитическое программное обеспечение системы DFVS

Программное обеспечение, предназначенное для анализа допплеровских спектрограмм, позволяет быстро проводить подробное изучение получаемых данных и создавать отчёт об исследовании, что увеличивает производительность системы. С помощью устройства DFVS возможна оценка широкого спектра объёмных и временных параметров функции сердечнососудистой системы. Полный список возможных измерений указан ниже.

 

Параметры, определяемые системой DFVS

Системные параметры:
• Частота сердечных сокращений;
• Интервал R-R;
• Скорость пульсовой волны (PWV-СПВ).


Периферические показатели:
• Пиковая скорость кровотока;
• Средняя скорость кровотока;
• Минимальная скорость кровотока;
• Пульсаторный индекс (индекс Гослина; PI);
• Индекс сосудистого сопротивления (индекс Пурсело).


Диастолические индексы:
• Пиковая скорость раннего диастолического наполнения левого желудочка;
• Ударная скорость раннего диастолического наполнения левого желудочка;
• Длительность раннего диастолического наполнения левого желудочка;
• Время ускорения раннего диастолического наполнения левого желудочка;
• Время замедления раннего диастолического наполнения левого желудочка;
• Пиковая скорость раннего диастолического наполнения левого желудочка к ½ длительности раннего диастолического наполнения левого желудочка;
• Линейное время замедления раннего наполнения левого желудочка;
• Линейная скорость замедления раннего наполнения левого желудочка;
• Пиковая скорость позднего наполнения левого желудочка (при сокращении предсердий);
• Ударное расстояние позднего диастолического наполнения левого желудочка (среднее расстояние, пройденное красными кровяными клетками во время систолы);
• Длительность позднего наполнения левого желудочка (при сокращении предсердий);
• Отношение пиковой скорости раннего диастолического наполнения к пиковой скорости позднего наполнения;
• Время изоволюметрического сокращение мышцы желудочка;
• Время изоволюметрического расслабления мышцы желудочка.


Систолические индексы:
• Пиковая систолическая скорость;
• Средняя систолическая скорость;
• Пиковое время систолического ускорения;
• Среднее время систолического ускорения;
• Длительность периода предизгнания;
• Длительность периода изгнания;
• Время увеличения систолического кровотока;
• Stroke distance – среднее расстояние, пройденное красными кровяными клетками во время систолы.

 

Базовая версия системы DFVS и план протокола исследования

Оборудование, необходимое для определения данных о скорости кровотока допплеровским методом у мышей и крыс, изображено в начале документа.

Испытуемое животное подвергается общей анестезии изофлураном, средствами для инъекционного наркоза или другим методом, в зависимости от требуемого типа исследования. Мышь находится в положении на спине. Все четыре конечности животного крепятся к поверхностным электродам монитора пациента RSM (Rodent Surgical Monitor). Это устройство обеспечивает получение, обработку и фильтрацию ЭКГ сигналов. График ЭКГ после фильтрации поступает в систему обработки и анализа данных.

Сигналы, несущие информацию о скорости кровотока, могут регистрироваться в бассейне аорты или на уровне отверстия митрального клапана. Для этого наконечник датчика импульсного допплера располагают сразу ниже грудины. Для исследования у крыс обычно используют 10 Мгц датчик, в то время как у мышей используется датчик на 20 Мгц. Для оценки скорости кровотока по периферическим артериям у мышей используется 20 Мгц датчик на проводнике. Для генерирования импульсного допплеровского сигнала все трансдьюсеры установки для импульсной допплеровской спектрографии подключаются к подходящим 10 или 20 Мгц модулям многоканального основного блока системы DFVS. Другие совместимые системы, способные генерировать демодулированные аудиосигналы (однофазные и со сдвигом по фазе на 90 градусов), также могут подключаться к системе обработки данных.

Модули системы DFVS

Технология 20 МГц импульсной допплерографии изначально разрабатывалась для определения скорости коронарного кровотока у людей с помощью миниатюрного трансдьюсера, установленного на конце коронарного катетера Sones. Позднее исследования обнаружили, что метод идеально подходит для проведения других малоинвазивных процедур, требующих оценки кровотока в мелких сосудах.

Например, технология применялась при проведении следующих исследований:

Определение параметров кровотока в мелких сосудах в острых или хронических экспериментах у животных с помощью жестких эпоксидных или гибких силиконовых датчиков в виде манжеты;

Чрескожное определение параметров кровотока в мелких подкожных сосудах;

Внутриоперационное определение параметров кровотока по сосудистому трансплантату или сосудистому анастомозу у людей с помощью ручных миниатюрных датчиков и датчиков в виде манжеты;

Определение параметров сердечной гемодинамики и периферического кровотока у мышей с помощью фокусированных ручных датчиков.

При изучении ишемии миокарда у собак было обнаружено, что желательно проводить одновременное измерение длины сегмента миокарда (с помощью измерения времени прохождения ультразвука) и параметров коронарного кровотока (с помощью импульсной допплерографии). Для этого необходима синхронизация ультразвуковых сигналов от двух устройства. С этой целью была разработана система оценки кровотока/размера. Устройство является отдельным модулем, позволяющим работать с двумя ультразвуковыми устройствами (оценка времени прохождения и импульсный допплер) на частотах 5, 10 или 20 МГц, с частотой повторения импульсов от 1 до 125 КГц.