EMMS 小動物呼吸功能監測系統 WBP

小動物呼吸功能監測系統

1. 核心原理與技術特點

WBP 的最大特色在於**「非侵入性」與「清醒狀態」**監測：

• 非侵入性（Non-invasive）： 動物不需要進行氣管插管、手術或麻醉。

• 清醒自由活動（Conscious & Unrestrained）： 動物被安置在一個密閉的呼吸腔室（Chamber）內，可以自由走動、進食或睡眠。

• 氣壓變化偵測（Barometric Method）： 當動物呼吸時，胸腔體積的變化會引起腔室內細微的壓力波動。EMMS 的高靈敏度傳感器會記錄這些波動，並轉換成呼吸流量訊號。

2. 測量的關鍵參數

該系統能自動分析並輸出多項呼吸生理指標：

• 基本參數： 呼吸頻率（Frequency, f）、潮氣量（Tidal Volume, TV）、分鐘通氣量（Minute Ventilation, MV）。

• 時間參數： 吸氣時間（Ti）、呼氣時間（Te）、呼氣末停頓（EEP）。

• 氣道評估指標：

  • Penh (Enhanced Pause)： 一個反映呼吸困難程度的計算指標，常用於評估氣道反應性（Airway Hyperresponsiveness）。

  • PEF / PIF： 呼氣與吸氣的峰值流速。

3. 主要應用領域

這套設備在藥物開發與醫學研究中非常關鍵，主要應用於：

A. 哮喘與過敏研究（Asthma & Allergy）

研究氣道對過敏原（如 OVA 雞卵蛋白）的反應。配合 EMMS 的氣霧給藥系統（Aerosol Challenge），可以觀察動物吸入不同濃度的激發劑（如 Methacholine）後，呼吸形態的改變。

B. 藥物毒理與安全性評價（Safety Pharmacology）

在 GLP 標準下評估新藥是否對神經系統或心肺功能產生副作用（如藥物引起的呼吸抑制或過度興奮）。

C. 呼吸道疾病模型研究

• COPD（慢性阻塞性肺病）： 長期監測吸煙或污染物暴露對肺功能的損害。

• 肺纖維化（Pulmonary Fibrosis）： 評估肺部順應性（Compliance）降低對呼吸模式的影響。

• 睡眠呼吸中止症（Sleep Apnea）： 監測清醒及睡眠時的呼吸暫停事件。

D. 環境與感染研究

• 吸入毒理： 研究 PM2.5、工業氣體等對動物呼吸系統的急性或慢性影響。

• 傳染病研究： 例如流感、新冠病毒（COVID-19）感染後，肺部功能的恢復狀況。

4. EMMS 系統的優勢

1. 高通量監測： 可同時連接多個呼吸腔（通常可擴展至 4、8 甚至 16 個），大幅提高篩選效率。

2. 與遙測系統整合（Telemetry）： 這是 EMMS 的強項，可將呼吸訊號與植入式遙測訊號（監測心率、血壓、體溫）同步記錄，獲得更全面的生理數據。

3. 精準的數據處理： 配套軟體具有強大的濾波與分析功能，能自動剔除因動物活動（如抓撓、梳理毛髮）產生的雜訊訊號，確保呼吸數據的準確性。