Torzításmentes EKG jelátvitel Gyors, automatikus analízisek Széles spektrumú kiértékelési lehetőségek (átlagolt EKG, QT, QTv, HRV) Szociális

Átírás

1 Torzításmentes EKG jelátvitel Gyors, automatikus analízisek Széles spektrumú kiértékelési lehetőségek (átlagolt EKG, QT, QTv, HRV) Szociális interakciós vizsgálatok Lokomotoros aktivitás (LMA) mérések

2 Az MDE GmbH zebradánió (Danio rerio) vizsgáló rendszerei a legmagasabb méréstechnikai és adatfeldolgozói szinten támogatják a fiziológiai, farmakológiai és toxikológiai kutatások metodológiai hátterét a kardiovaszkuláris és csoportos viselkedés területein. CARDIOFISH Az MDE GmbH legújabb fejlesztése a CARDIOFISH rendszer, mellyel lehetőség nyílik a szívműködés extra- és intracelluláris vizsgálatára felnőtt zebrahalak esetében. A rendszer hatékonyan alkalmazható a gyógyszerjelölt molekulák hatástani, valamint mellékhatás vizsgálataihoz a farmakológia, a biztonságfarmakológia és a toxikológia területein. Kiemelten alkalmazható az aritmia és a szívizom regenerációs képességének alapkutatásában. PSYCHOFISH Napjainkban a konvencionális emlős fajok alkalmazása mellett a zebradánió egyenrangú laborállattá vált. A species már intenzíven elterjedt kardiovaszkuláris alkalmazása mellett igen hatékonyan alkalmazható a neurális és pszicho-fiziológia/farmakológia alap- és alkalmazott kutatás területén. Vállalkozásunk ezen ismeretek alapján fejlesztette ki a PSYCHOFISH mérőrendszert. A rendszer alkalmas a csoportos viselkedés megfigyelésére.

3 CARDIOFISH MÉRŐRENDSZER A rendszer a zebrahalak részletes szív elektrofiziológiai vizsgálatára lett kifejlesztve, az alábbi három fő egységből épül fel: Mechanikai egység Alacsonyzajú szélessávú analóg erősítő Adatmegjelenítő, -tároló és -kiértékelő hardver/szoftver A tervezésnél kiemelten kezeltük, hogy a rendszer könnyen összeállítható legyen. Ennek alapján kialakult egy munkaállomás (workstation), aminek hátterével a rendszer betanulása és használata lényegesen leegyszerűsödött. A rendszer két fő egységét (a mechanikai egység és a szélessávú erősítő) a rezgésmentes tárgyasztal hordozza. Az asztalhoz csatlakozik a Faraday kalitka, ennek hátoldalán található a szélessávú erősítő. Az asztalon helyezkedik el a halkád, és a két, 0,5 mm-es menetemelkedésű manipulátor, melyek az elektróda befogó perselyt tartalmazzák (elektródák: rozsdamentes acél, üvegelektród). A manipulátorok vízszintes irányban állíthatóak.

4 MÉRÉSI ADATBÁZIS A rendszerhez tartozó Cardiofish Z-01 szoftver beépített adatbázis felülettel rendelkezik, melyben a rögzített mérési eredmények automatikusan tárolásra kerülnek. Az adatbázis az annak megnyitására szolgáló gyorsgombbal, vagy a menüsor megfelelő parancsával nyitható meg. A mérések a mérési egyedek alá rendezve kerülnek rögzítésre, illetve az egyes mérési egyedek csoportokba rendezhetőek. A panelben lehetőség van új mérési egyed adatainak rögzítésére vagy korábban már rögzített egyed kiválasztására egy új méréshez. Emellett a korábbi mérési fájlok visszatöltésére is alkalmas, melyek ennek köszönhetően bármikor újra ellenőrizhetőek és kiértékelhetőek. EKG FELVÉTELEZÉS EKG felvételek készítéséhez a monitoring mező feletti gyorsgombok, valamint a menüsor legördülő parancsai szolgálnak. Ezek segítségével módosítható a megjelenítés során alkalmazott szűrés, megváltoztathatóak a megjelenő EKG görbe vizuális paraméterei (pl.: erősítés, sebesség), rögzíthetőek a méréshez tartozó megjegyzések, illetve elindítható és leállítható a felvételezés folyamata.

5 OFFLINE ELEMZÉSEK A rögzített EKG görbék akár a felvételezés után azonnal, vagy később bármikor kiértékelhetőek. Erre a szoftver ötféle lehetőséget biztosít. Pillanatok alatt kiszámolhatóak a legjellemzőbb EKG paraméterek, de az analízisek széles választékának köszönhetően akár összetettebb jellemzők is elemezhetőek. 1. Egy kurzor analízis: Az EKG görbén a kurzor által kijelöl ponthoz tartozó amplitúdó és HR értékek táblázatba gyűjtésére alkalmas. 2. EKG normál analízis: EKG kiértékelés a felhasználó által tetszőlegesen kijelölt egyetlen ciklusból automatikus paraméterértékeléssel. 3. EKG átlagolt analízis: EKG kiértékelés a felhasználó által tetszőlegesen kijelölt szakaszból (ciklusokból) automatikus paraméterértékeléssel.

6 4. EKG QT analízis: RR vagy HR függvényében választható QT vagy QTc értékek, valamint QT variabilitás (QTv) kiszámítása legalább 32 ciklus kijelölése esetén. 5. Szívfrekvenciaváltozás (HRV) analízis: A szívfrekvencia változásának analízise idő és frekvenciatartomány analízissel, RR normalizálási lehetőséggel. TECHNIKAI ADATOK Elektronikai paraméterek Windows alapú 64 bit-es operációs rendszeren történő programfuttatás Egycsatornás felvétel készítése Valósidejű görbe megjelenítése és rögzítése Képernyőfutási sebesség: 5, 10, 25 vagy 50 mm/mp Folyamatos EKG monitorozás szívfrekvencia kijelzéssel Váltóáramú hálózati zajszűrő algoritmus (50/60Hz) Izommozgás (remegés, tremor) szűrő algoritmus Mintavételezési gyakoriság: 1000 minta/mp Erősítés: 10000x Bementi impedancia: 1kHz Bemeneti ellenállás: 10kΩ Mechanikai paraméterek Befoglaló méret: 400x300x350 mm Manipulátorok 0,05 mm /fordulat/25 mm Halkád mérete: 20 ml Halkád befoglaló mérete: 90x40x20 mm Halkád anyaga: eloxált alumínium

7 PSYCHOFISH MÉRŐRENDSZER A rendszer a zebrahalak csoportkohéziójának (szociális interakció) és mozgásintenzitásának (lokomotoros aktivitás) megfigyelésesére lett kifejlesztve, az alábbi három fő egységből épül fel: Mechanikai egység Képrögzítő egység A képsorokat tároló, megjelenítő és kiértékelő hardver/szoftver A tervezésnél kiemelten kezeltük, hogy a rendszer könnyen összeállítható legyen. Ennek alapján kialakult egy munkaállomás (workstation), aminek hátterével a rendszer betanulása és használata lényegesen leegyszerűsödött. A mechanikai egység alapját egy 1260x500x1250 mm-es eloxált alumínium keret biztosítja, ami magában foglalja a medencetartó lemezt. A lemez fehér opál plexiből készült az egyenletes fényeloszlás biztosításához. A keretben helyezkedik el a világítások áramellátásához szükséges tápegység. A rendszer kiemelt szolgáltatása, hogy két különböző elrendezésű világítás is alkalmazható, ami szélesebb körű metodikai alkalmazást tesz lehetővé: Alsó megvilágítás fehér háttérfénnyel Felső infra világítás Az infra világítás és a képfelvevő egység az alumínium keretre merőleges tartóelem vízszintes síkján helyezkedik el. Mindkét elem a saját síkjában állítható. A medencetartó lemezen optimálisan 4 db 100x200x50 mm-es haltartó medence helyezhető el. A mérőrendszerhez tartozó KOMI képelemző program a zebrahalak csoportkohéziójának (szociális interakció) és mozgásintenzitásának (lokomotoros aktivitás) objektív megfigyelésére szolgál, mellyel az előre rögzített felvételek (képsorozatok) feldolgozására és azok kiértékelésére nyílik lehetőség. A kétféle mérést a szoftver két különböző programága kezeli.

8 CSOPORTKOHÉZIÓ (SZOCIÁLIS INTERAKCIÓ) VIZSGÁLATA A halivadékok szociális interakciójának mérésénél figyelembe kell venni a zebrahal normális viselkedéséhez szükséges térigényt, vízmélységet, valamint az egyed- és csoportméreteket. Ennek köszönhetően a halakat 20 mm vízmélységben vizsgálják. A mérés során az egyedek mozgásáról digitális videofelvétel készül, amelyet a Komi programág dolgoz fel. A szoftver e funkciója a hozzátartozó ikonon keresztül érhető el. A programágba történő belépést követően megjelenik a főképernyő a rögzített képsorozattal. A felvétel a képernyő jobb oldalán lévő vezérlőpanel segítségével, a medence pontos hosszának és az abban lévő halak számának megadásával kalibrálható. A szoftver automatikusan elvégzi a videofelvétel grafikus és numerikus feldolgozását, mely során távolság és terület értékeket határoz meg. A kiértékelés során a szoftver felismeri a halak helyzetét és megjelöli azokat kapnak (fehér kereszt). Megjelenik az érzékelt halak száma, megfigyelhető a halrajt befoglaló sokszög területének változása (a csoportkohézió egyik mérőszáma), illetve kirajzolódik a csoport mértani középpontjának pályavonala. A feldolgozás során az alábbi kalkulált adatok Excel táblázatba töltődnek: Befoglaló sokszög területe Befoglaló sokszög leghosszabb átlója Befoglaló sokszög súlypontjának koordinátái (az edény közepéhez képest) Befoglaló sokszög súlypontjának távolsága egy referenciaponttól Összes halra átlagolt távolságok: legközelebbi halhoz mért távolságok, legtávolabbi halhoz mért távolságok, összes haltól mért távolságok Összes halpár távolságainak átlaga MOZGÁSINTENZITÁS (LOKOMOTOROS AKTIVITÁS) VIZSGÁLATA A halivadékok mozgásintenzitásának mérésénél figyelembe kell venni a zebrahal normális viselkedéséhez szükséges térigényt, vízmélységet, valamint az egyed- és csoportméreteket. Ennek köszönhetően a halakat 20 mm vízmélységben vizsgálják, maximum négy medencében. A mérés során az egyedek mozgásáról digitális videofelvétel készül, amelyet a KomiM programág dolgoz fel. A szoftver e funkciója a hozzátartozó ikonon keresztül érhető el. A programágba történő belépést követően betöltődnek a medencékről rögzített képsorozatok. A felvétel a képernyő jobb oldalán lévő

9 vezérlőpanel segítségével, a medencék pontos hosszának, felosztásának és az azokban lévő halak számának megadásával kalibrálható. Ennek eredményeképp a szoftver automatikusan elvégzi a videofelvétel grafikus és numerikus feldolgozását. A program automatikusan felismeri a halak helyzetét és megjelöli azokat (színes keresztek). Megjelenik az érzékelt halak száma és kirajzolódik azok mozgásának pályavonala. Emellett kiszámításra kerül valamennyi hal mozgásának sebessége és az általuk megtett utak hossza, melyek Excel táblázatba töltődnek. TECHNIKAI ADATOK Befoglaló méret: 1260x500x1250 mm Medencetartó lap mérete: 450x350 Medencetartó lap anyaga: opál plexi Medence mérete: 200x100x50 mm Medence anyaga: üveg Kameratartó oszlop magassága: maximum 900 mm (állítható) Alsó megvilágítás: 12V DC/25W Infra megvilágítás: 12V DC/8W Kamera: monokróm DMK 23G274 HF 12.5 optikával

10