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マウスのバイタルサインモニタリング・計測

  • Orange Science
  • 4 日前
  • 読了時間: 15分

マウスのバイタルサインモニタリング・計測とは、生体の基本的な生理的指標（バイタルサイン）をリアルタイムまたは継続的に測定・記録することを指します。これにより、動物の健康状態や薬理学的反応、生理的変化を非侵襲的または低侵襲的に評価することができます。


主に計測されるバイタルサインは以下の通りです。

  1. 心拍数（Heart Rate） 心臓の拍動数を測定します。心電図（ECG）や脈波センサーで記録され、心疾患モデルや薬物投与時の循環動態評価に利用されます。

  2. 呼吸数（Respiratory Rate） 呼吸の周期的変化を測定します。呼吸センサー、胸郭の動き検出、またはプレチスモグラフィ（plethysmography）によって計測され、呼吸器系疾患モデル（喘息、COPDなど）の評価に用いられます。

  3. 体温（Body Temperature） コア体温または表面温度を測定します。体温変動は代謝、感染、炎症反応、薬剤効果などの重要な指標です。

  4. 活動量（Activity） 動物の運動量や行動パターンをモニタリングします。神経疾患や代謝性疾患モデルなどで、行動変化の指標として使用されます。

  5. 血圧（Blood Pressure） テレメトリー装置や尾カフ法で測定されます。循環器系疾患モデル、薬理試験、毒性評価で重要なパラメータです。


これらのデータは、非拘束（無麻酔）状態またはテレメトリーシステムによって連続的に取得することが可能であり、より生理的な条件下での評価が行えます。

マウスのバイタルサインモニタリングは、動物実験における安全性評価、薬効解析、生理学研究の基盤となる計測技術です。


マウスのバイタルサインモニタリングの目的

マウスのバイタルサインモニタリング・計測の目的は、生理的状態を客観的に把握し、研究や試験における信頼性と再現性を高めることにあります。具体的には以下のような目的があります。


  1. 薬効評価 新薬候補や治療法の投与によって、心拍数、血圧、呼吸数、体温などにどのような変化が生じるかを観察し、薬理作用や副作用を定量的に評価します。

  2. 毒性・安全性評価 化合物や治療法が生体機能に与える影響を早期に検出します。心拍変動、体温低下、呼吸抑制などは毒性の指標となります。

  3. 疾患モデルの表現型解析 心疾患、呼吸器疾患、神経疾患、代謝異常などのマウスモデルで、疾患進行や病態の特徴を定量的に評価します。たとえば、心不全モデルでは心拍数や活動量の低下、喘息モデルでは呼吸数の変動などが重要なデータとなります。

  4. 生理学的メカニズムの解明 自律神経系の反応、代謝調節、体温制御などの基本的な生理機構を理解するために、バイタルサインを指標として解析します。

  5. ストレスや環境変化の影響評価 温度、光、騒音、拘束などの環境因子が生体に及ぼす影響を明らかにするために使用されます。非拘束・無麻酔下での連続測定により、より自然な状態での反応を評価できます。

  6. 個体の健康状態の維持・確認 長期実験や慢性疾患モデルにおいて、動物が過度なストレスや苦痛を受けていないかを確認するためにバイタルサインを監視します。


総じて、マウスのバイタルサインモニタリングは、生理的変化を定量化することで研究の精度と動物福祉を両立させるための重要な手段です。


マウスのバイタルサインモニタリングの研究分野

マウスのバイタルサインモニタリング・計測は、基礎医学から応用研究まで幅広い分野で活用されています。主な研究分野は以下の通りです。


  1. 循環器疾患研究 心拍数、血圧、心電図（ECG）などを用いて、心不全、不整脈、高血圧、動脈硬化などのモデルマウスを解析します。 新規治療薬やデバイスの効果を評価するうえで、バイタルサインの経時変化が重要な指標となります。

  2. 呼吸器疾患研究 呼吸数や呼吸パターンを計測し、喘息、慢性閉塞性肺疾患（COPD）、肺線維症などの呼吸器疾患モデルを評価します。 吸入薬や経皮暴露物質の薬理・毒性評価にも利用されます。

  3. 中枢神経系・神経疾患研究 脳波（EEG）と併用して、睡眠覚醒リズム、てんかん、パーキンソン病、アルツハイマー病などの神経疾患モデルを解析します。 自律神経反応（心拍・体温変動など）を通じて、中枢神経の機能的変化を評価します。

  4. 代謝・内分泌研究 体温や活動量をモニタリングすることで、肥満、糖尿病、甲状腺機能異常などの代謝異常モデルを研究します。 サーカディアンリズム（概日リズム）やエネルギー消費の解析にも応用されます。

  5. 免疫・炎症・感染症研究 感染や炎症反応時の体温変動、心拍・呼吸の変化を指標に、免疫応答の生理的影響を評価します。 インフルエンザ、敗血症、COVID-19などの感染モデルで使用されることもあります。

  6. 薬理学・毒性学研究 薬剤投与による急性・慢性の生理的変化を定量的に記録し、薬効と安全性を評価します。 テレメトリーシステムによる連続測定により、薬物のオンセットやオフセットのタイミングを精密に解析できます。

  7. 動物福祉・ストレス研究 飼育環境や取り扱い条件が生体に与える影響を評価し、ストレスの少ない実験条件の確立を目指す研究にも用いられます。


マウスのバイタルサインモニタリングは、循環器・呼吸器・神経・代謝・免疫などの主要医学分野における基礎および応用研究の中核技術として位置付けられています。


マウスのバイタルサインモニタリング・計測のアプリケーション例

マウスのバイタルサインモニタリング・計測は、さまざまな研究目的に応じて多様なアプリケーション（応用例）があります。以下に代表的なものを挙げます。


  1. 心疾患モデルにおける心拍・血圧測定 高血圧モデルや心不全モデルマウスで、心拍数、血圧、心電図（ECG）を連続モニタリングし、病態進行や薬剤の効果を評価します。 例：β遮断薬やカルシウム拮抗薬の薬効試験、心筋梗塞後のリモデリング解析。

  2. 呼吸器疾患モデルでの呼吸パラメータ解析 喘息モデルや経皮暴露モデルにおいて、呼吸数・吸気・呼気パターン・分時換気量を計測し、気道炎症や薬物の作用を定量的に評価します。 例：抗炎症薬や吸入ステロイドの有効性確認。

  3. 中枢神経疾患モデルでの自律神経機能評価 脳波（EEG）・心電図（ECG）・体温・活動量を同時計測し、睡眠障害、てんかん、うつ病モデルなどの自律神経変化を解析します。 例：てんかん発作時の心拍変動解析、抗うつ薬による体温リズム改善効果の評価。

  4. 代謝・肥満・糖尿病モデルでの体温・活動量モニタリング 食事や薬剤による代謝変化を評価するため、長期間にわたり体温や活動量を自動記録します。 例：GLP-1受容体作動薬やインスリン抵抗性改善薬の代謝効果の測定。

  5. 感染症・炎症モデルでの体温変動追跡 感染や免疫応答に伴う発熱・低体温などの生理的変化をリアルタイムでモニタリングします。 例：インフルエンザ感染モデルでの体温変動と生存率の関係解析。

  6. ストレス・行動研究でのバイタル連動解析 拘束ストレス、音刺激、環境変化などが心拍・体温・活動量に与える影響を評価します。 例：慢性ストレスモデルでの自律神経変化と行動変化の関連解析。

  7. 薬物毒性試験における安全性モニタリング 臨床前試験において、薬剤の投与後に異常な心拍、呼吸抑制、体温低下がないかを継続的に評価します。 例：新規中枢作用薬の心血管安全性試験。


これらのアプリケーションは、テレメトリーシステムや非拘束測定装置を用いることで、麻酔や拘束による生理的影響を最小限に抑え、より自然な状態でのデータ取得が可能です。


 そのため、バイタルサインモニタリングは、薬効評価、毒性評価、疾患モデル解析のいずれにおいても不可欠な手法とされています。



マウスのバイタルサインモニタリング・計測への emka TECHNOLOGIES社 easyTEL+S の活用

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emka TECHNOLOGIES社のeasyTEL+Sは、マウスのバイタルサインモニタリング・計測において、高精度かつ無拘束で複数の生理信号を同時記録できるデジタルテレメトリーシステムとして活用されます。


1. 多項目の同時計測による包括的生理評価

easyTEL+Sは、1つの送信機（トランスミッター）で複数の生理信号を同時に計測できます。 主な計測項目：

  • 心電図（ECG）

  • 脳波（EEG）

  • 筋電図（EMG）

  • 体温

  • 呼吸（圧センサーによる胸郭運動）

  • 活動量

これにより、心拍・呼吸・体温・神経活動などの相関をリアルタイムで解析でき、生理的・病理的な変化を多面的に把握できます。


2. 無拘束・無麻酔下での長期モニタリング

easyTEL+Sの最大の特徴は、マウスに送信機を皮下または腹腔内に埋め込み、ケーブルや拘束なしで自然な行動中のデータを連続取得できる点です。 これにより、以下が可能になります。

  • 麻酔や拘束による生理的影響を排除。

  • 長期（数日～数週間）の慢性計測。

  • 生体リズム（サーカディアンリズム）や疾病進行の追跡。


3. 心疾患・神経疾患モデルでの応用

  • 心疾患モデル：心筋梗塞、不整脈、高血圧などで心電図と血圧を同時記録し、心拍変動解析やQT間隔の評価に利用。

  • 神経疾患モデル：脳波（EEG）と心拍を同時計測し、てんかん発作時の自律神経反応（心拍上昇、体温変化など）を解析。

  • レット症候群モデルでは、easyTEL+Sを用いて発作中のEEG異常波と体温低下を同時に検出し、疾患特有の生理的パターンを明確化した報告もあります。


4. 呼吸器・感染症・代謝研究での応用

  • 呼吸器疾患モデル（喘息・経皮暴露モデルなど） 呼吸波形や分時換気量を測定し、気道炎症や呼吸抑制の影響を定量的に評価。

  • 感染症モデル（インフルエンザ・敗血症など） 体温・心拍・呼吸の変化をリアルタイムで追跡し、感染進行度や治療薬の効果を解析。

  • 代謝研究（肥満・糖尿病モデルなど） 体温・活動量・心拍の連続測定により、エネルギー代謝や自律神経の変化を非侵襲的に評価。


5. 薬理・毒性評価試験への応用

  • 投与薬物の急性および慢性の心血管・中枢神経影響を連続的に観察。

  • QT延長や心拍変動異常などの安全性指標をリアルタイムで検出。

  • 各種薬剤のオンセット（作用発現）・オフセット（作用消失）を生理信号の変化から正確に特定可能。


6. データ解析と同期収録の利点

easyTEL+Sは、emka TECHNOLOGIES社の専用ソフトウェア「ioX2」や「Datanalyst」と連携し、 心電図、脳波、体温、活動量などの多パラメータデータを同期解析できます。 これにより、

  • 時間軸上で異なる生理信号を統合解析。

  • 薬剤投与・発作・行動イベントなどに対応する生体反応を可視化。


7. 研究上の利点

  • 無拘束・非侵襲的に生理データを取得。

  • 1台で複数パラメータを同時計測。

  • 長期・連続モニタリングが可能。

  • 心疾患・神経疾患・感染症・代謝疾患など幅広いモデルに適用。

  • 信頼性の高い薬効・安全性評価データを提供。


 emka TECHNOLOGIES社のeasyTEL+Sは、マウスのバイタルサインモニタリングにおいて、自然な生理状態での多項目連続記録を可能にする包括的な研究ツールです。


 その柔軟性と精度の高さにより、循環器、神経、呼吸、代謝、感染症、毒性評価など、幅広い前臨床研究分野で活用されています。



emka TECHNOLOGIES社 easyTEL+S

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「emka TECHNOLOGIES社のeasyTEL+S」は、マウスのバイタルサインモニタリング・計測に最適なデジタルテレメトリーシステムです。本製品は、心電図（ECG）、体温、呼吸、活動量など、複数の生理指標を同時かつリアルタイムに計測することが可能で、実験動物へのストレスを最小限に抑えながら高精度なデータ取得を実現します。


非拘束・ワイヤレス計測を特徴とするeasyTEL+Sは、自由行動下での生理学的変化を長期間かつ安定的にモニタリングできるため、薬理学研究、神経科学、循環器・呼吸器疾患モデル研究など、幅広い研究分野で活用されています。さらに、emka TECHNOLOGIES社独自のデータ解析ソフトウェアと連携することで、取得データの効率的な解析・可視化をサポートします。


マウスのバイタルサインモニタリング・計測を高精度かつ効率的に行いたい研究者の方々にとって、easyTEL+Sは信頼性と柔軟性を兼ね備えた最適なソリューションです。






＜測定項目＞

３つのモデルをご用意


１) バイオポテンシャル ２ch・体温・活動量

２) バイオポテンシャル １ch・体温・活動量

３) 体温・活動量

※バイオポテンシャルは、ECG、EEG、EMG、EOGのいずれか


＜送信機＞

標準電池寿命： ２０－４５日 （連続使用）

※寿命は、使用状況により異なります

容量と重さ：１.２ cc ２.４g


＜特長＞

・送信機は電池式の使い捨てタイプ

・専用のソフトウエアを使い最大32個の送信機からデータを取得

・クロストークがないデジタル電波なので、グループハウジング可能

・シグナルに同期したビデオの搭載可能


＜システム構成例＞

※ご使用には送信機に加え、受信機やデータ解析用システム一式が必要です




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ラット・イヌ・サル・ブタなど中大動物用の送信機の種類も、豊富にございます






その他の製品

easyTEL+デジタルテレメトリー


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埋め込み型テレメトリー

easyTEL+ デジタルテレメトリーは、小型動物から大型動物まで、複数の生体電位、体温、活動量、呼吸数を測定可能です。また、全身プレチスモグラフィーと組み合わせることで、心肺機能の測定にも利用できます。


easyTEL+ RP

再利用可能なテレメータ

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easyTEL+RP 再利用可能なテレメータは、最大4つの低ノイズ生体電位（皮質または穿刺型EEG、EMG、ECG、EOG）および200g以上のげっ歯類の活動を測定できます。また、全身プレチスモグラフィーと組み合わせて心肺機能測定にも使用可能です。


大型動物では、テレメータの外科的埋め込みなしで神経学的変化と活動変化を収集します。被験者は、ジャケットやヘルメットに収納された外部送信機と、頭皮に配置された表面電極を装着します。


外部送信機は、被験者、コホート、研究間で再利用可能であり、大規模な被験者プールを要する行動研究の初期費用を削減します。emka TECHNOLOGIES社の送信機のカスタム設計（電極、電極線、極性）と、ユーザーが設定可能なサンプリングレート、解像度、ゲインを組み合わせることで、ユーザーは多様な研究設計オプションを利用できます。交換可能なバッテリーは、連続記録で最大150時間持続します。









vivoFlow+


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げっ歯類用全身プレチスモグラフィー

動物モデルを用いた非臨床研究において、全身プレチスモグラフィーは重要な役割を果たします。呼吸のモニタリングにより、呼吸パターンの変化や呼吸系に与える生理学的影響を測定できます。


vivoFlow+全身プレチスモグラフィーは、同じ被験体でストレスや不快感を与えることなく繰り返し測定が可能です。刺激を導入する前のリラックスした状態において、正常な呼吸機能の基準データ（潮式呼吸量、呼吸頻度、空気の流れパターン）を提供し、その後、実験手順中の呼吸変化を継続的に追跡できます。


全身プレチスモグラフィーとデジタルテレメトリーを同期化されたプラットフォーム上で組み合わせることで、呼吸データと神経学的データの同時分析が可能です。






emka TECHNOLOGIES 小動物用テレメトリー easyTELシリーズ


マウス用テレメトリー easyTELは完全に埋め込み可能なテレメトリー・遠隔測定システムで、意識下で自由に動く体重20g以上の小型被験体から生理学データを送信します。前臨床研究で使用することを目的としたeasyTEL-Sサイズのインプラントはマウスに最適で、生体電位（ECG、EEG、EMG、EOG）*、体温、活動を継続的に記録する能力を提供します。


ラット用テレメトリー easyTEL+は完全に埋め込み可能なデジタルテレメトリー・遠隔測定システムで、意識を持って自由に動く実験動物から生理学的データを送信します。前臨床研究（主に毒性学、薬理学、安全性薬理学研究）やバイオディフェンスで使用することを目的としたeasyTEL+インプラントは、ラットのような200gを超えるげっ歯類に最適です。さまざまなモデルで、生体電位（ECG*、EEG*、EMG*、EOG*）、血圧（動脈圧および/または左心室圧）、呼吸数**、体温、加速度を連続的に記録できます。

 

オレンジサイエンスはemka TECHNOLOGIESの日本総代理店です。日本では唯一emka TECHNOLOGIES社と取引できる窓口となっております。日本国内で展開される様々な研究プロジェクトを支え、研究者の皆様がより効果的かつ効率的に研究を進められるよう、迅速で専門的なサポートを提供しています。


*心電図(ECG)、脳波(EEG)、筋電図(EMG)、眼電図(EOG)

**胸膜または血圧または横隔膜EMGに由来します。



easyTEL＋S マウス用テレメトリー


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マウス用テレメトリー easyTEL＋Sは完全に埋め込み可能なテレメトリー・遠隔測定システムで、意識下で自由に動く約20gまでの小動物から生理学データを送信します。

 

前臨床研究で使用することを目的としたeasyTEL＋Sのインプラントはマウスに最適で、生体電位（ECG、EEG、EMG、EOG）*、体温、活動を継続的に記録する能力を提供します。




easyTEL+ラット用テレメトリー

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ラット用テレメトリー easyTEL+は完全に埋め込み可能なデジタルテレメトリー・遠隔測定システムで、意識を持って自由に動く実験動物から生理学的データを送信します。


前臨床研究（主に毒性学、薬理学、安全性薬理学研究）やバイオディフェンスで使用することを目的としたeasyTEL+インプラントは、ラットのような200gを超えるげっ歯類に最適です。






easyTEL+ 大型動物用テレメトリー

大型動物用テレメトリー easyTEL+は完全に埋め込み可能な大型動物用デジタルテレメトリーシステムです。

意識を持って自由に動く実験動物から生理学的データを送信します。遠隔で管理・設定することができます。

前臨床研究（主に毒性学、薬理学、安全性薬理学研究）やバイオディフェンスでの使用を想定したeasyTEL+インプラントは、1kgを超える大型動物に最適です。

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emka TECHNOLOGIES

emka TECHNOLOGIES社は、1992年にフランスで設立され、当初は、アイソレーテッドオーガンバスやランゲンドルフ灌流装置を開発、製造しており、2000年には非侵襲性のテレメトリーをリリース、2014年には、SCIREQ社（カナダ）をグループに入れることにより、呼吸器研究用機器を製品ポートフォリオに加え、幅広い分野の機器を、世界の研究者の方々に提供しています。

 

オレンジサイエンスはemka TECHNOLOGIESの日本総代理店です。日本では唯一emka TECHNOLOGIES社と取引できる窓口となっております。日本国内で展開される様々な研究プロジェクトを支え、研究者の皆様がより効果的かつ効率的に研究を進められるよう、迅速で専門的なサポートを提供しています。



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​​主な製品

  • マウス・ラット用テレメトリー

  • ジャケットテレメトリー

  • オーガンバス

  • ランゲンドルフ





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主な製品

  • マウス・ラット肺機能測定装置

  • マウス・ラット呼吸測定装置

  • 吸入暴露装置

  • ​細胞暴露装置




その他の製品


Precisionary ビブラトーム（振動式ミクロトーム）

組織切片作製


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Precisionary ビブラトームは細胞や組織の切片を特許取得済みの圧縮技術によりビビリなしで作製し、急性組織上の多くの生存細胞を維持します。肺機能を解析した後、肺を取り出しスライスしたり、肺1つから複数の組織サンプルを取得することが可能です。

  • 従来のビブラトームの5倍の速さで切開し、ブレードを組織に当てる時間を短縮し、より良い切開を実現

  • Auto Zero-Zテクノロジーにより、Z軸のたわみを1 µm未満に低減

  • 高周波振動メカニズムにより、ビビリマークを低減または除去

  • 持ち運びに便利な軽量設計

  • 完全自動化：切開＋厚み調整

  • 360度のアガロース包埋により、切断プロセス中に組織を安定化






Etaluma Lumascope

インキュベーター内で使用できる３色蛍光ライブセルイメージング蛍光顕微鏡



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EtalumaのLumascope（ルマスコープ）は、優れた感度、解像度、ゼロピクセルシフトを備えた、半導体光学の新しいコンセプトで設計された、倒立型小型蛍光顕微鏡です。日々顕微鏡を使用する科学者によって考案、設計され、そのコンセプトデザインにより、インキュベーター、ドラフトチャンバーなどの限られたスペースの中で使用でき、幅広いラボウエアでのライブセルイメージングを可能にします。

多点観察モデル、定点観察モデルがあり、様々な観察シーンに対応できます。












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