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Neuroscience

चूहे में टिबिलिस पूर्वकाल मांसपेशी का अधिकतम आइसोमेट्रिक टेटानिक फोर्स मेजरमेंट

Published: June 26, 2021 doi: 10.3791/61926
Automatic Translation
1,2, 1,2, 1, 1, 1, 1
1Department of Orthopedic Surgery, Mayo Clinic, 2Radboud University Medical Center, Radboud Institute for Health Sciences, Department of Plastic Surgery, Nijmegen, The Netherlands

Summary

मोटर रिकवरी का मूल्यांकन प्रायोगिक परिधीय तंत्रिका अध्ययनों में बेंचमार्क परिणाम उपाय बना हुआ है। चूहे में टिबियालिस पूर्ववर्ती मांसपेशियों का आइसोमेट्रिक टेटानिक बल माप सियाटिक तंत्रिका दोषों के पुनर्निर्माण के बाद कार्यात्मक परिणामों का आकलन करने के लिए एक अमूल्य उपकरण है। इस लेख में तरीकों और बारीकियों को विस्तृत किया गया है।

Abstract

दर्दनाक तंत्रिका चोटों के परिणामस्वरूप पर्याप्त कार्यात्मक हानि होती है और सेगमेंटल तंत्रिका दोषों के परिणामस्वरूप अक्सर ऑटोलॉगस इंटरपोजिशन तंत्रिका ग्राफ्ट का उपयोग करना आवश्यक होता है। उनकी सीमित उपलब्धता और संबद्ध दाता पक्ष रुग्णता के कारण, तंत्रिका उत्थान के क्षेत्र में कई अध्ययन एक खंडीय तंत्रिका अंतर को पाटने के लिए वैकल्पिक तकनीकों पर ध्यान केंद्रित करते हैं। सर्जिकल या औषधीय प्रयोगात्मक उपचार विकल्पों के परिणामों की जांच करने के लिए, चूहे के सियाटिक तंत्रिका मॉडल का उपयोग अक्सर बायोसे के रूप में किया जाता है। तंत्रिका उत्थान की सीमा निर्धारित करने के लिए चूहा मॉडल में उपयोग किए जाने वाले परिणाम माप की एक किस्म है। लक्ष्य मांसपेशी का अधिकतम उत्पादन बल प्रयोगात्मक उपचारों के नैदानिक अनुवाद के लिए सबसे प्रासंगिक परिणाम बना हुआ है। भूकंपीय मांसपेशियों के संकुचन के आइसोमेट्रिक बल माप को पहले चूहे और खरगोश दोनों मॉडलों में तंत्रिका चोट या मरम्मत के बाद मोटर वसूली के मूल्यांकन के लिए एक प्रजनन योग्य और वैध तकनीक के रूप में वर्णित किया गया है। इस वीडियो में, हम अनुकूलित मापदंडों का उपयोग कर चूहे के सिस्टिक तंत्रिका दोष मॉडल में टिबिलिस पूर्वकाल की मांसपेशियों की कार्यात्मक वसूली के आकलन के लिए इस अमूल्य प्रक्रिया का एक कदम-दर-कदम निर्देश प्रदान करेंगे। हम सर्जिकल दृष्टिकोण और आम पेरोनल तंत्रिका और टिबिलिस पूर्वकाल मांसपेशियों कण्डरा के विच्छेदन के अलावा आवश्यक पूर्व शल्य चिकित्सा तैयारी का वर्णन करेंगे। आइसोमेट्रिक टेटेनिक फोर्स मेजरमेंट तकनीक के बारे में विस्तार से बताया जाएगा। इष्टतम मांसपेशियों की लंबाई और उत्तेजना पल्स आवृत्ति का निर्धारण समझाया गया है और अधिकतम टेटेनिक मांसपेशियों के संकुचन को मापने का प्रदर्शन किया जाता है।

Introduction

दर्दनाक परिधीय तंत्रिका चोट के बाद मोटर कार्य की हानि का जीवन की गुणवत्ता और रोगियों की सामाजिक आर्थिक स्थिति पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है1,2,3. 4 वर्षों में सर्जिकल तकनीकों में न्यूनतम सुधार के कारण इस रोगी कीआबादीका पूर्वानुमान खराब रहता है . प्रत्यक्ष अंत से अंत तक तनाव मुक्त एपिनेरल मरम्मत सोने के मानक सर्जिकल पुनर्निर्माण रूपों। हालांकि, ऐसे मामलों में जो ऑटोलॉगस तंत्रिका भ्रष्टाचार के विस्तारित तंत्रिका अंतराल के साथ5, 6बेहतर साबितहुएहैं। संबद्ध दाता स्थल रुग्णता और ऑटोलॉगस तंत्रिका ग्राफ्ट की सीमित उपलब्धता ने वैकल्पिक तकनीकों की आवश्यकता को लागू किया है7,8.

प्रायोगिक पशु मॉडलों का उपयोग परिधीय तंत्रिका उत्थान के तंत्र को स्पष्ट करने और विभिन्न प्रकार के पुनर्निर्माण और औषधीय उपचार विकल्पों के परिणामों का मूल्यांकन करने के लिए किया गया है8,9. चूहा सियाटिक तंत्रिका मॉडल सबसे अधिक बार इस्तेमाल किया जाने वाला पशु मॉडल10है। उनका छोटा आकार उन्हें संभालने और घर में आसान बनाता है। उनकी अतिशयोक्ति न्यूरोरेगेरेटिव क्षमता के कारण, परिणामों के हस्तक्षेप और मूल्यांकन के बीच कम समय के परिणामस्वरूप अपेक्षाकृत कम लागत11,12हो सकती है। इसके उपयोग के अन्य फायदों में मानव तंत्रिका तंतुओं में रूपात्मक समानताएं और तुलनात्मक/ऐतिहासिक अध्ययनों की उच्च संख्याशामिलहै । यद्यपि बाद में सावधानी से संपर्क किया जाना चाहिए, क्योंकि अध्ययनों के बीच विभिन्न परिणाम उपायों की एक विस्तृत विविधता केकारण परिणाम14, 15,16,17,18की तुलना करना मुश्किल होजाताहै।

तंत्रिका उत्थान का आकलन करने के लिए परिणाम उपाय इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी से लेकर हिस्टोमॉर्मोमेट्री तक होते हैं, लेकिन ये विधियां एक सहसंबंध का संकेत देते हैं, लेकिन जरूरी नहीं कि मोटर फंक्शन14, 15की वापसी को सीधे तौर परमापें। तंत्रिका रेशों को पुनर्जीवित करने से उपयुक्त कनेक्शन नहीं बन सकते हैं जो कार्यात्मक कनेक्शनों की संख्या14 , 15,19,20का अधिक अनुमान लगासकतेहैं । अंत अंगों के सही पुनर्नचन को प्रदर्शित करने के लिए सबसे अच्छा और चिकित्सकीय रूप से सबसे प्रासंगिक माप मांसपेशियों के कार्य का आकलन21 , 22,23तक रहता है । हालांकि, पशु मॉडल के लिए मोटर फ़ंक्शन मूल्यांकन उपकरण बनाना चुनौतीपूर्ण है। मदीनासेली एट अल ने सबसे पहले वॉकिंग ट्रैक विश्लेषण का वर्णन किया, जो तब से प्रयोगात्मक परिधीयतंत्रिका अध्ययन21, 24, 25, 26,27,28में कार्यात्मक वसूली का मूल्यांकन करने के लिए सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि रही है। वॉकिंग ट्रैक विश्लेषण21 , 29चलने वाले चूहों से पंजा के माप के आधार पर सियाटिक कार्यात्मक सूचकांक (एसएफआई) की मात्रा निर्धारित करता है। चलने वाले ट्रैक विश्लेषण की प्रमुख सीमाएं, जैसे कि पंजे के संकुचन, ऑटोमुटिलेशन, प्रिंट को गंदा करना और पुनर्नैनीकरण के अन्य उपायों के साथ खराब सहसंबंध, कार्यात्मक वसूली30, 31के परिमाणीकरण के लिए अन्य मापदंडों का उपयोग आवश्यक हो गया है।

लुईस चूहों32 और न्यूजीलैंड के खरगोशों में पिछले अध्ययनों में हमने टिबिलिस पूर्ववर्ती(टीए)मांसपेशी के लिए आइसोमेट्रिक टेटनिक बल (आईटीएफ) माप को मान्य किया और विभिन्न प्रकार कीतंत्रिका मरम्मत34, 35 , 36 ,37,38,39केबाद मांसपेशियों की वसूली के मूल्यांकन में अपनी प्रभावशीलता का प्रदर्शन किया । टीए की मांसपेशी अपने अपेक्षाकृत बड़े आकार, सियाटिक तंत्रिका की पेरोनियल शाखा द्वारा अंतर्मन और अच्छी तरह से स्पष्ट जैव रासायनिक गुणों40 , 41,42,43के कारण अच्छीतरहसे अनुकूल है। जब मांसपेशियों की लंबाई (प्रीलोड फोर्स) और विद्युत मापदंडों को अनुकूलित किया जाता है तो आईटीएफ क्रमशः चूहों32 और खरगोशों में 4.4% और7.5%की साइड-टू-साइड परिवर्तनशीलता प्रदान करता है।

यह लेख चूहे के सियाटिक तंत्रिका मॉडल में आईटीएफ माप का एक विस्तृत प्रोटोकॉल प्रदान करता है, जिसमें आवश्यक पूर्व-शल्य चिकित्सा योजना, सर्जिकल दृष्टिकोण और आम पेरोनल तंत्रिका और डिस्टल टीए मांसपेशी टेंडन का विच्छेदन शामिल है। उत्तेजना तीव्रता और अवधि के लिए पूर्व निर्धारित मूल्यों का उपयोग करना, इष्टतम मांसपेशियों की लंबाई और उत्तेजना नाड़ी आवृत्ति को परिभाषित किया जाएगा। इन चार मापदंडों के साथ, आईटीएफ को बाद में लगातार और सटीक रूप से मापा जा सकता है।

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Protocol

सभी पशु प्रक्रियाओं को संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (IACUC A334818) के अनुमोदन के साथ किया गया था।

1. बल ट्रांसड्यूसर का अंशांकन

  1. सुनिश्चित करें कि कंप्यूटर को यूएसबी-6009 मल्टीफंक्शनल I/O डेटा एक्विजिशन (डीएक्यू) डिवाइस से ठीक से जोड़ा गया है, जिसे बदले में फोर्स ट्रांसड्यूसर से जोड़ा जाना चाहिए।
    नोट: अन्य चूहे उपभेदों और प्रजातियों के लिए एक अलग लोड-सेल फोर्स ट्रांसड्यूसर की आवश्यकता हो सकती है क्योंकि उच्च बलों की उम्मीद की जानी है 44।
  2. एक संशोधित सर्जिकल हीमोस्टेट से बल ट्रांसड्यूसर के लिए फैशन एक कस्टम क्लैंप संलग्न करें जो वैक्यूम बेस एडजस्टेबल लीवर आर्म पर रखा गया है।
    नोट: कस्टम-निर्मित क्लैंप में एक सर्जिकल हीमोस्टेट होता है जो एक कस पेंच के साथ संशोधित होता है जो तनाव(चित्र 1)के समायोजन के लिए अनुमति देता है।
  3. कस्टम-निर्मित ऐक्रेलिक ग्लास परीक्षण मंच की स्थिति, जिसमें मेज पर चूहे के पिछले अंग के निर्धारण के लिए दो लकड़ी के ब्लॉक होते हैं।
    नोट: यूरिथेन जैसी अन्य सामग्रियों का उपयोग लकड़ी के बजाय भी किया जा सकता है जब तक कि कश्मीर-तार प्रवेश करने और उतारने में सक्षम होते हैं।
  4. अपने वैक्यूम बेस का उपयोग करके परीक्षण मंच पर लंबवत क्लैंप, फोर्स ट्रांसड्यूसर और एडजस्टेबल लीवर आर्म कॉम्बिनेशन को संलग्न करें।
  5. अंशांकन वजन के लिए क्लैंप के लिए एक हुक या लूप जकड़ना।
  6. कंप्यूटर चालू करें और सॉफ्टवेयर (जैसे, लैबव्यू) खोलें।
  7. सॉफ्टवेयर खुलने के बाद आईटीएफ मेजरमेंट(चित्रा 2)के लिए कस्टम मेड वर्चुअल इंस्ट्रूमेंट (VI) शुरू करें।
    नोट: चित्रा 2 में एक छठी स्निपेट में लैबव्यू कोड शामिल है। इस छठी स्निपेट को लैबव्यू में ब्लॉक आरेख पर घसीटा जा सकता है। यह अपने आप ग्राफिकल कोड में तब्दील हो जाएगा। इस प्रयोग के लिए प्रत्येक पुनरावृत्ति के लिए पढ़ने के लिए 25 नमूनों के साथ 2000 हर्ट्ज पर नमूना दर निर्धारित की गई थी।
  8. बाएं ऊपरी कोने में सफेद तीर दबाकर छठी चलाएं और नए अंशांकनका चयन करें । एक नई खिड़की खुलेगी।
  9. शून्य वजन (केवल एक संलग्न हुक या लूप के साथ क्लैंप) के साथ अंशांकन प्रक्रिया शुरू करें और ठीक दबाें।
  10. लगातार, 10, 20, 30 और 50 ग्राम वजन जोड़ें और प्रत्येक वजन माप के बीच में ठीक प्रेस करें।
  11. एक बार सभी पांच माप एकत्र कर रहे हैं, प्रक्रियापर क्लिक करें ।
  12. केवल मूल्यों को स्वीकार करें यदि छठी पर ग्राफ एक सकारात्मक रैखिक वक्र(चित्र 3)प्रदर्शित करता है।
  13. परीक्षण मंच पर क्षैतिज रूप से क्लैंप, फोर्स ट्रांसड्यूसर और एडजस्टेबल लीवर आर्म कॉम्बिनेशन को फिर से स्थान दिया जाए। यह स्थिति आइटीएफ को मापने के लिए इस्तेमाल की जाएगी।
  14. शून्य पर क्लिक करें और विंडो अपने आप बंद हो जाएगी।

2. पशु विषयों

  1. 300-500 ग्राम के बीच वजनी नर लुईस चूहों का उपयोग करें।
    नोट: तंत्रिका उत्थान की तुलना के लिए, नियंत्रण और प्रयोगात्मक दोनों समूहों में एक ही चूहे के तनाव का उपयोग करना अनिवार्य है, क्योंकि ऑटोटॉमी का वजन और घटना तनाव पर निर्भर है और आईटीएफ10,32,45,46, 47के परिणामों को काफी प्रभावित कर सकता है।

3. सर्जिकल तैयारी

  1. सर्जरी से पहले सभी आवश्यक सर्जिकल उपकरणों को तैयार करें(सामग्री की तालिका)।
  2. संज्ञाहरण की आवश्यक मात्रा निर्धारित करने के लिए जानवरों का वजन करें।
  3. ऑक्सीजन में 3% आइसोफ्लारेन के साथ एक कक्ष में चूहे को रखकर संज्ञाहरण को प्रेरित करें।
  4. एक इंट्रापेरिटोनियल इंजेक्शन के माध्यम से 1 एमएल/किलोग्राम शरीर के वजन की खुराक पर दस भागों केटामाइन (१०० मिलीग्राम/एमएल) और एक भाग जाइलाज़ीन (१०० मिलीग्राम/एमएल) के कॉकटेल का उपयोग करके चूहे को गहराई से एनेस्थेटाइज करें । एक अंगुली चुटकी के जवाब के आधार पर और श्वसन दर देख कर संज्ञाहरण की गहराई की निगरानी करें।
  5. केटामाइन/जाइलाज़ीन कॉकटेल की प्रारंभिक खुराक के लगभग 30 मिनट बाद, केवल केटामाइन (१०० मिलीग्राम/एमएल) के 0.3-0.6 एमएल/किलोग्राम शरीर के वजन की एक पूरक खुराक को पूरी प्रक्रिया में पर्याप्त संज्ञाहरण बनाए रखने के लिए प्रेरित करें, जिसे कम श्वसन दर के रूप में परिभाषित किया गया है और चुटकी के लिए प्रतिक्रिया के लिए अनुपस्थित है ।
    सावधानी: आवश्यक संज्ञाहरण को सावधानीपूर्वक प्रशासित करना महत्वपूर्ण है क्योंकि ओवरडोज का प्रतिकार नहीं किया जा सकता है।
  6. ध्यान से बिजली के कतरनी का उपयोग कर चूहे के पिछले अंगों दाढ़ी।
  7. शरीर के तापमान को 37 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखने के लिए चूहे को एक हीटिंग पैड पर प्रवण स्थिति में रखें। वैकल्पिक रूप से, गुदा थर्मामीटर का उपयोग करके शरीर के तापमान की निगरानी की जा सकती है।
  8. प्रक्रिया के दौरान पर्याप्त जलयोजन स्थिति को संरक्षित करने के लिए चूहे की गर्दन पर ढीली त्वचा में 0.9% सोडियम क्लोराइड (एनएसीएल) के 5 एमएल इंजेक्ट करें।
  9. इस प्रक्रिया की जीवित प्रकृति न होने के कारण, शल्य क्षेत्र और उपकरणों को बाँझ होने की आवश्यकता नहीं होती है। सर्जन को व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (पीपीई) का उपयोग करना चाहिए और शारीरिक संरचनाओं के उचित दृश्य के लिए सर्जिकल लूप्स की सलाह दी जाती है।

4. आम पेरोनल तंत्रिका के लिए सर्जिकल दृष्टिकोण

  1. चूहे को दाईं या बाएं पार्श्व अनुघनीय स्थिति में रखें, जिसके आधार पर पहले मापा जाएगा।
  2. सर्जिकल नंबर 15 ब्लेड का उपयोग करके अधिक से अधिक ट्रोचैंटर से शुरू होने वाले फीमर के समानांतर पोस्टरोलाटरल जांघ की त्वचा में 2-3 सेमी चीरा बनाएं।
  3. बाइसेप्स फेमोरिस मांसपेशी और ग्लूटस मैक्सिमस और वास्तु पार्श्व की मांसपेशियों के बीच विमान की पहचान करें और इन मांसपेशियों को अलग करने और अंतर्निहित सियाटिक तंत्रिका को बेनकाब करने के लिए टेनोटॉमी कैंची का उपयोग करके एक कुंद विच्छेदन करते हैं।
  4. सियाटिक तंत्रिका के त्रिभनाल का पता लगाएं और बेहतर पहुंच प्राप्त करने के लिए एक रिट्रैक्टर रखें। सियाटिक तंत्रिका की तीन शाखाओं में आम पेरोनियल तंत्रिका, टिबिलिस तंत्रिका और सुराल तंत्रिका शामिल हैं।
  5. एक घुमावदार माइक्रोसर्जिकल संदंश का उपयोग करके सिस्टिक तंत्रिका की आम पेरोनल तंत्रिका शाखा (आमतौर पर सबसे वेंट्रल शाखा) को अलग करें।
    नोट: अनिश्चितता के मामले में, धीरे-धीरे एक शल्य तंत्रिका उत्तेजक के साथ अलग तंत्रिका को उत्तेजित करें और मोटर प्रतिक्रिया का निरीक्षण करें। आम पेरोनल तंत्रिका की उत्तेजना के परिणामस्वरूप पंजा के डोरसिफ्लेक्सन होते हैं।

5. डिस्टल टिबिलियाज पूर्वकाल मांसपेशी कण्डरा का विच्छेदन

  1. टीए मांसपेशी और उसके सम्मिलन को बेनकाब करने के लिए, घुटने के जोड़ से शुरू होकर हिंद पंजा के मध्यांध्य पक्ष में उतरते हुए, निचले पैर के एंटेरोलेटरल पहलू पर त्वचा को चीरना।
  2. सर्जिकल ब्लेड नंबर 15 के साथ स्केलपेल का उपयोग करके आसपास के ऊतकों से डिस्टल टीए मांसपेशी कण्डरा को विच्छेदन करें।
  3. मच्छर संदंश का उपयोग करके, स्पष्ट रूप से टीए मांसपेशी कण्डरा को प्रविष्टि की ओर काट लें और कण्डरा को यथासंभव डिस्टल काट दें। समीपस्थ टीए मांसपेशी को अव्यवस्थित छोड़ दें, न्यूरोवैस्कुलर पेडिकल को संरक्षित करें।
    नोट: नियमित रूप से (लगभग हर 5 मिनट), ठंडा और आनंद को रोकने के लिए गर्म 0.9% एनएसीएल (37 डिग्री सेल्सियस) के साथ टीए मांसपेशी नम करें।

6. आइसोमेट्रिक टेटानिक बल माप

  1. बाइपोलर इलेक्ट्रोड केबल और ग्राउंड केबल को उनके रंग के अनुसार बाइपोलर उत्तेजक डिवाइस से कनेक्ट करें।
  2. बाइपोलर इलेक्ट्रोड केबल के दूसरे छोर को एक सबमिनिएचर इलेक्ट्रोड से अटैच करें।
    नोट: संदर्भ इलेक्ट्रोड (लाल, एनोड) को डिस्टल और सक्रिय इलेक्ट्रोड (काला, कैथोड) समीपस्थ रखा जाना चाहिए।
  3. परीक्षण मंच पर हीटिंग पैड के साथ जानवर को स्थानांतरित करें।
  4. टखने के माध्यम से दो 1 मिमी किर्श्नर तारों का उपयोग करके लकड़ी के ब्लॉक में चूहे के पिछले अंग को उतारें और घुटने के पीछे के पहलू से बचने के लिए डिस्टल फीमर के पार्श्व कोंडील।
    सावधानी: पॉपलाइटल धमनी और नस को संवहनी क्षति से बचें जो फीमर कोंडील के लिए पृष्ठीय रूप से स्थित हैं।
  5. अपने वैक्यूम बेस का उपयोग कर परीक्षण मंच के लिए एक कस्टम क्लैंप के साथ एक धारक संलग्न करें।
  6. बल ट्रांसड्यूसर से जुड़े क्लैंप के लिए डिस्टल टीए मांसपेशी कण्डरा को सुरक्षित करें।
    नोट: क्लैंप और बल ट्रांसड्यूसर को टीए मांसपेशी के पाठ्यक्रम के समानांतर तैनात किया जाना चाहिए।
  7. आम पेरोनल तंत्रिका तक पहुंचने के लिए चूहे की पोस्टरलेटरल जांघ पर रिट्रैक्टर रखें।
    नोट: ठंडा और आनंद को रोकने के लिए सियाटिक तंत्रिका और इसकी शाखाओं को गर्म 0.9% एनएसीएल (37 डिग्री सेल्सियस) के साथ नम रखा जाना चाहिए।
  8. आसपास की मांसपेशियों में जमीन केबल डालें (उदाहरण के लिए, वास्तु पार्श्व मांसपेशी)।
    नोट: घास SD9 उत्तेजक बिजली की कलाकृतियों को कम करने के लिए एक जमीन केबल की आवश्यकता है । नए उत्तेजक एक अतिरिक्त जमीन केबल की आवश्यकता नहीं हो सकती है ।
  9. सबमिनीचर इलेक्ट्रोड के लिए आम पेरोनियल तंत्रिका हुक और मंच पर धारक का उपयोग कर अपनी स्थिति को ठीक(चित्रा 4)।
    नोट: सुनिश्चित करें कि केवल आम पेरोनल तंत्रिका उपमिनिएचर इलेक्ट्रोड के लिए कांटे की शकल है।
  10. मांसपेशियों की लंबाई का अनुकूलन
    1. बायपोलर स्टिमुलेटर डिवाइस को चालू करें और सेटिंग्स को फॉलो करें: स्क्वायर मोनोफेसिक पल्स, देरी 2 एमएस, उत्तेजना पल्स अवधि 0.4 एमएस, उत्तेजना तीव्रता 2 वी।
      नोट: देरी सिंक आउट पल्स और नाड़ी के अग्रणी किनारे के वितरण के बीच का समय निर्धारित करता है।
    2. पैरामीटर टेस्ट चुनें और छठी में ट्रिगर कलेक्शन चालू करें।
    3. बल ट्रांसड्यूसर से जुड़े लीवर आर्म को एडजस्ट करके मांसपेशियों की लंबाई (प्रीलोड) बढ़ाएं।
    4. 10 ग्राम प्रीलोड से शुरू करें और अधिकतम सक्रिय मांसपेशी बल निर्धारित होने तक 10 ग्राम की वेतन वृद्धि का उपयोग करें।
    5. प्रत्येक प्रीलोड के लिए, द्विध्रुवी उत्तेजक डिवाइस पर बटन का उपयोग करके एक दूसरे के बाद सीधे दो एकल चिकोटी लागू करें। आउटपुट स्क्रीन पर दिखाई देगा और चूहे को पंजा का डोरसिफ्लेक्सन दिखाना चाहिए।
      नोट: तंत्रिका उत्तेजक से पहले, हमेशा किसी भी अतिरिक्त 0.9% NaCl को हटा दें जो यह सुनिश्चित करने के लिए कि सिग्नल आसपास के ऊतकों को नहीं किया जाता है।
    6. माप को रोकने के लिए, छठी में फिर से ट्रिगर संग्रह मारो।
    7. यदि कार्यक्रम स्वचालित रूप से दो पीक आउटपुट बलों का पता लगाता है स्वीकारपर क्लिक करें । यदि कार्यक्रम स्वचालित रूप से इन आउटपुट बलों का चयन नहीं करता है, तो गिरावट दबाएं और चोटियों को मैन्युअल रूप से चुनें। दो पीक आउटपुट बलों का औसत एक मतलब पीक आउटपुट फोर्स(चित्रा 5) केलिए किया जाएगा ।
    8. मतलब पीक आउटपुट बल से प्रीलोड को घटाकर सक्रिय मांसपेशियों के बल की गणना करें।
    9. प्रवृत्ति की कल्पना करने और अधिकतम सक्रिय बल(चित्र 6)को पहचानने के लिए प्रत्येक प्रीलोड के लिए सक्रिय बल लिखें। एक स्प्रेडशीट का भी उपयोग किया जा सकता है।
  11. आइसोमेट्रिक टेटानिक बल का मापन
    1. आदर्श मांसपेशियों की लंबाई निर्धारित करने के बाद, मांसपेशियों को टेटेनिक मांसपेशियों के संकुचन शुरू करने से पहले 5 मिनट के लिए शून्य प्रीलोड पर आराम करने दें।
    2. इस बीच, पैरामीटर परीक्षण से छठी पर आवृत्ति परीक्षण के लिए स्विच और द्विध्रुवी उत्तेजक डिवाइस पर 10 वी करने के लिए उत्तेजना तीव्रता समायोजित करें ।
    3. देरी और प्रोत्साहन पल्स अवधि क्रमशः 2 एमएस और 0.4 एमएस पर रखें।
    4. अधिकतम बल पठार मनाया जाता है जब तक 30 हर्ट्ज की वेतन वृद्धि के साथ 30 हर्ट्ज से शुरू उत्तेजना आवृत्तियों में वृद्धि का उपयोग कर आइसोमेट्रिक tetanic मांसपेशी बल उपाय।
    5. ट्रिगर संग्रह पर क्लिक करें और पूर्व निर्धारित इष्टतम मांसपेशियों की लंबाई के लिए सेट करें।
    6. अधिकतम 5 सेकंड के लिए या जब तक एक बल चोटी स्पष्ट रूप से मनाया जाता है, तब तक एक टेटेनिक उत्तेजना को प्रेरित करने के लिए द्विध्रुवी उत्तेजक डिवाइस पर दोहराने बटन दबाएं।
      नोट: तंत्रिका उत्तेजक से पहले, हमेशा किसी भी अतिरिक्त 0.9% NaCl को हटा दें जो यह सुनिश्चित करने के लिए कि सिग्नल आसपास के ऊतकों को नहीं किया जाता है।
    7. डेटा एकत्र करने के लिए, ट्रिगर संग्रह को फिर से दबाएं और अधिकतम आउटपुट बल को दस्तावेज़ करें। यदि कार्यक्रम स्वचालित रूप से पीक अधिकतम आउटपुट बल का पता नहीं लगाता है, तो गिरावट दबाें और मैन्युअल रूप से चोटी का चयन करें।
    8. अगले टेटेनिक मांसपेशियों के संकुचन शुरू करने से पहले 5 मिनट के लिए मांसपेशियों को शून्य प्रीलोड पर फिर से आराम करने दें।
      नोट: नियमित रूप से (लगभग हर 5 मिनट), ठंडा और आनंद को रोकने के लिए गर्म 0.9% एनएसीएल (37 डिग्री सेल्सियस) के साथ टीए मांसपेशी नम।
    9. अधिकतम बल पठार तक पहुंचने तक उत्तेजना आवृत्ति में वृद्धि जारी रखें। बल पठार अधिकतम आइसोमेट्रिक टेटानिक बल के रूप में परिभाषित किया जाएगा।
      नोट: इस कदम के बाद, कश्मीर-तारों को हटा दें, त्वचा को स्टेपल या सीवन करें और स्टेप 4 से शुरू होकर कॉन्ट्रालेटरल हिंद अंग में पूरी प्रक्रिया दोहराएं।

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Representative Results

आइटीएफ मापने के लिए पांच मापदंडों का उपयोग किया जाता है। इनमें मांसपेशियों का तनाव (प्रीलोड फोर्स), उत्तेजना तीव्रता (वोल्टेज), उत्तेजना नाड़ी आवृत्ति, 04 एमएस की प्रोत्साहन अवधि और 2 एमएस की देरी शामिल है। आईटीएफ को मापने से पहले, पैरामीटर परीक्षण के दौरान 2 वी की तीव्रता पर दो एकल चिकोटी मांसपेशियों के संकुचन का उपयोग करके इष्टतम मांसपेशियों के तनाव का निर्धारण किया जाना चाहिए। ये उत्तेजनाएं पंजा के डोरसिफ्लेक्सन का कारण बनती हैं और छठी(चित्रा 5)में ग्राफ पर आउटपुट सिग्नल का उत्पादन करते हैं। इन एकल चिकोटी घटता आदर्श रूप से संकुचन अवधि का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक तेजी से ऊर्ध्वाधर तेजी से होता है जिसके बाद छूट अवधि का प्रदर्शन करने वाली धीमी ऊर्ध्वाधर कमी अवधि होती है। कार्यक्रम इन दो पीक आउटपुट बलों को औसत देगा, लेकिन सक्रिय बल को मैन्युअल रूप से मतलब आउटपुट बल से प्रीलोड बल को घटाकर गणना की जानी चाहिए। चित्रा 5में उदाहरण में, 10 ग्राम के प्रीलोड के परिणामस्वरूप 411.09 ग्राम (4.03 एन) और 379.78 ग्राम (3.73 एन) के दो पीक आउटपुट बल होते हैं, जो 395.43 ग्राम (3.88 एन) के औसत पीक आउटपुट बल के औसत हैं। जब प्रत्येक प्रीलोड की सक्रिय ताकतें ग्राफ में साजिश कर रही हैं, तो अधिकतम सक्रिय बल की पहचान की जा सकती है। ये सक्रिय बल आमतौर पर घंटी के आकार की वक्र का उत्पादन करते हैं और लुईस चूहों के लिए अधिकतम सक्रिय बल 300-500 ग्राम वजनी लगभग 30-40 ग्राम (0.29-0.39 एन)(चित्रा 6)होना चाहिए।

आवृत्ति परीक्षण के दौरान टेटेनिक उत्तेजनाओं के लिए, उत्तेजना की तीव्रता को बढ़ती आवृत्तियों का उपयोग करके सभी टीए मांसपेशी मोटर इकाइयों की अधिकतम सक्रियण सुनिश्चित करने के लिए एक अधि-अधिकतम वोल्टेज (10 वी) तक बढ़ाया जाता है। इष्टतम टेटानिक वक्र तेजी से बढ़ता है और कम हो जाता है और न्यूनतम दोलनों के साथ धीरे-धीरे घटता है। चित्रा 7 803.25 ग्राम (7.88 एन) के आइसोमेट्रिक टेटानिक बल के साथ 30 हर्ट्ज की उत्तेजना आवृत्ति पर एक टेटेनिक वक्र का एक उदाहरण दर्शाया गया है। उच्चतम बल पठार को अधिकतम आईटीएफ के रूप में परिभाषित किया गया है।

Figure 1
चित्रा 1:एक सर्जिकल हीमोस्टेट से फैशन और एक कस पेंच है कि तनाव के समायोजन के लिए अनुमति देता है के साथ फैशन अनुकूलित क्लैंप की छवि । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2:लैबव्यू पर आइसोमेट्रिक टेटनिक फोर्स मापन के लिए वर्चुअल इंस्ट्रूमेंट के लिए ग्राफिकल कोड । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 3
चित्र 3:बल ट्रांसड्यूसर का अंशांकन। पांच वजन (0, 10, 20, 30 और 50 ग्राम) के साथ बल ट्रांसड्यूसर के सफल अंशांकन के परिणामस्वरूप सकारात्मक रैखिक वक्र होना चाहिए। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 4
चित्रा 4:आइसोमेट्रिक टेटानिक बल माप के लिए प्रायोगिक सेटअप का योजनाबद्ध अवलोकन। (चिकित्सा शिक्षा और अनुसंधान के लिए मेयो फाउंडेशन की अनुमति के साथ कॉपीराइट और उपयोग किया जाता है; सभी अधिकार आरक्षित । से फिर से मुद्रित: शिन, आर एच एट अल । चूहे में टिबिलिस पूर्ववर्ती की आइसोमेट्रिक टेटानिक बल माप विधि। माइक्रोसर्जरी। 28 (6), 452-457 (2008)). कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 5
चित्रा 5:मांसपेशियों की लंबाई के अनुकूलन के लिए प्रतिनिधि एकल चिकोटी घटता है। प्रत्येक प्रीलोड माप के लिए, दो एकल चिकोटी लागू किए जाते हैं। इन एकल चिकोटी घटता एक तेजी से ऊर्ध्वाधर तेजी (संकुचन अवधि) एक ऊर्ध्वाधर कमी (विश्राम अवधि) के बाद होता है। दो पीक आउटपुट बलों का औसत पीक आउटपुट फोर्स में होगा । लुईस चूहे के साथ इस उदाहरण में, 10 ग्राम के प्रीलोड के परिणामस्वरूप 411.09 ग्राम (4.03 एन) और 379.78 ग्राम (3.73 एन) के दो पीक आउटपुट बल होते हैं, जो 395.43 ग्राम (3.88 एन) के औसत पीक आउटपुट बल के औसत से होता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 6
चित्रा 6:इष्टतम मांसपेशियों की लंबाई (प्रीलोड)। सक्रिय मांसपेशी बल की गणना मतलब पीक आउटपुट बल से प्रीलोड को घटाकर की जा सकती है। प्रत्येक प्रीलोड के लिए सक्रिय मांसपेशी बल को तब तक प्रलेखित किया जाना चाहिए जब तक कि सक्रिय बाहुबल में एक बूंद दिखाई न दे। सबसे अधिक सक्रिय मांसपेशी बल उपज प्रीलोड आइसोमेट्रिक टेटानिक बल को मापने के लिए इस्तेमाल किया जाएगा। लुईस चूहों के लिए इष्टतम प्रीलोड 300-500 ग्राम वजनी 30-40 ग्राम (0.29-0.39 एन) (एन = 10) के आसपास होना चाहिए। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 7
चित्रा 7:प्रतिनिधि आइसोमेट्रिक टेटानिक बल वक्र। इष्टतम टेटानिक वक्र तेजी से बढ़ता है, फिर धीरे-धीरे कम होने वाला पठार चरण होता है जिसके बाद तेज कमी होती है। उच्चतम बल पठार को अधिकतम आईटीएफ के रूप में परिभाषित किया गया है। इस उदाहरण में 803.25 ग्राम (7.88 एन) के आइसोमेट्रिक टेटानिक बल के साथ 30 हर्ट्ज की उत्तेजना आवृत्ति पर टेटेनिक वक्र को दर्शाया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

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Discussion

यह प्रोटोकॉल चूहा मॉडल32में टीए मांसपेशी के सटीक अधिकतम आईटीएफ माप प्राप्त करने के लिए पहले से मान्य विधि का वर्णन करता है। प्रयोगात्मक तंत्रिका पुनर्निर्माण उपचार के बाद अधिकतम शक्ति की वसूली नैदानिक सेटिंग में प्राथमिक रुचि की है क्योंकि यह साबित करता है कि तंत्रिका न केवल पुनर्जीवित होती है, बल्कि लक्ष्य मांसपेशियों के साथ काम करने वाले कनेक्शन भी बनाते हैं। आईटीएफ का उपयोग एक छोटे तंत्रिका गैप मॉडल में किया जा सकता है, जैसे चूहा सियाटिक तंत्रिका मॉडल32,और प्रोटोकॉल में कुछ संशोधनों के साथ, इसका उपयोग एक बड़े तंत्रिका अंतर खरगोश मॉडल33में भी किया जा सकता है।

कई महत्वपूर्ण कदम हैं जिन्हें लगातार और विश्वसनीय अधिकतम आइसोमेट्रिक मांसपेशी बल माप सुनिश्चित करने के लिए विचार किया जाना चाहिए। कंकाल की मांसपेशी दुष्प्रभावों को रोकने के लिए संज्ञाहरण के प्रकार को सावधानीपूर्वक चुनने का महत्व पहले32,33बताया गया है . आइसोफ्लुएंज के उपयोग ने मांसपेशियों के बल में एक समय निर्भर कमी का प्रदर्शन किया है, जिसे कैल्शियम33,48की सरकोप्लाज्मिक रेटिकुलम उत्तेजित रिहाई को प्रेरित करने की क्षमता से समझाया जा सकता है। मांसपेशी बल पर केटामाइन/जाइलाज़ीन का प्रभाव हमारे अनुभव और पिछले अध्ययन32के आधार पर न्यूनतम साबित हुआ है। बल ट्रांसड्यूसर के लिए डिस्टल टीए मांसपेशी कण्डरा का सुरक्षित लगाव सटीक माप के लिए भी बहुत महत्वपूर्ण है। कण्डरा की फिसलन या फाड़ को रोका जाना चाहिए या सीधे ठीक किया जाना चाहिए। इसलिए, एक सर्जिकल हीमोस्टेट से एक कस्टम-निर्मित क्लैंप बनाया गया था और एक कस पेंच के साथ संशोधित किया गया था। अन्य शोध समूहों ने टेंडन और क्लैंप49के बीच इंटरफेस को यांत्रिक रूप से मजबूत करने के लिए लगभग 30 मिनट तक टेंडन को सुखाने की तकनीक बताई है । मांसपेशियों के धीरज को बनाए रखने के लिए गर्म 0.9% एनएसीएल के साथ टीए मांसपेशियों और टेंडन के ह्रास से बचने और प्रत्येक तेज उत्तेजना के बीच 5 मिनट की आराम अवधि को लागू करने के लिए महत्वपूर्ण है। शेष अवधि फॉस्फाजेन प्रणाली की गतिविधि पर आधारित है, जिसे तत्काल ऊर्जा स्रोत के रूप में भी जाना जाता है, जो विस्फोटक मांसपेशियों के संकुचन के लिए महत्वपूर्ण है। इसमें एडेनोसाइन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) और क्रिएटिन फॉस्फेट गतिविधि होती है और 10 सेकंड से भी कम अधिकतम गतिविधि के लिए ऊर्जा प्रदान करती है। फॉस्फाजेन 50 के 100% की भरपाई के लिए लगभग3-5मिनट की आवश्यकता होती है।

हम इस वीडियो में वर्णित विधि की सीमाओं को पहचानते हैं। प्रक्रिया की गैर-जीवित प्रकृति समय के साथ धारावाहिक माप के लिए अनुमति नहीं देती है। इसके अतिरिक्त, यह एक विस्तृत और समय लेने वाला परीक्षण प्रोटोकॉल है। 1 से 2 घंटे के परीक्षण के समय के दौरान, तंत्रिका और मांसपेशियों को काफी संख्या में उत्तेजनाओं से गुजरना पड़ता है जिसके परिणामस्वरूप आईटीएफ में संभावित कमी के साथ मांसपेशियों की थकान हो सकती है। हालांकि, यह खरगोश33की तुलना में चूहे के मॉडल में कम प्रमुख साबित हुआ है।

अंत में, इस वीडियो में वर्णित आईटीएफ माप मोटर वसूली की मात्रा निर्धारित करने के लिए प्रायोगिक परिधीय तंत्रिका अध्ययन में एक अमूल्य उपकरण है। इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी और हिस्टोमॉर्मोमेट्री जैसे अन्य परिणाम उपायों के साथ प्रस्तुत किए जाने पर, तंत्रिका कार्य का वैश्विक आकलन प्रदान किया जा सकता है।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

इस प्रकाशन में रिपोर्ट किए गए शोध को नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूरोलॉजिकल डिसऑर्डर्स एंड स्ट्रोक ऑफ नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ द्वारा पुरस्कार संख्या RO1 एनएस 102360 के तहत समर्थित किया गया था। सामग्री पूरी तरह से लेखकों की जिम्मेदारी है और जरूरी नहीं कि स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थानों के आधिकारिक विचारों का प्रतिनिधित्व करता है ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
0.9% Sodium Chloride Baxter Healthcare Corporation, Deerfield, IL, USA G130203
1 mm Kirshner wires Pfizer Howmedica, Rutherford, NJ N/A
Adson Tissue Forceps ASSI, Westbury, NY, USA MTK-6801226
Bipolar electrode cables Grass Instrument, Quincy, MA N/A
Bipolar stimulator device Grass SD9, Grass Instrument, Quincy, MA N/A
Cotton-tip Applicators Cardinal Health, Waukegan, IL, USA C15055-006
Curved Mosquito forceps ASSI, Westbury, NY, USA MTK-1201112
Force Transducer MDB-2.5 Transducer Techniques, Temecula, CA N/A
Gauze Sponges 4x4 Covidien, Mansfield, MA, USA 2733
Ground cable Grass Instrument, Quincy, MA N/A
Isoflurane chamber N/A N/A Custom-made
Ketamine Ketalar, Par Pharmaceutical, Chestnut, NJ 42023-115-10
LabView Software National Instruments, Austin, TX
Loop N/A N/A Custom-made
Microsurgical curved forceps ASSI, Westbury, NY, USA JFA-5B
Microsurgical scissors ASSI, Westbury, NY, USA SAS-15R-8-18
Microsurgical straight forceps ASSI, Westbury, NY, USA JF-3
Retractor ASSI, Westbury, NY, USA AG-124426
Scalpel Blade No. 15 Bard-Parker, Aspen Surgical, Caledonia, MI, USA 371115
Slim Body Skin Stapler Covidien, Mansfield, MA, USA 8886803512
Subminiature electrode Harvard Apparatus, Holliston, MA N/A
Surgical Nerve Stimulator Checkpoint Surgical LCC, Cleveland, OH, USA 9094
Terrell Isoflurane Piramal Critical Care Inc., Bethlehem, PA, USA H961J19A
Testing platform N/A N/A Custom-made
Tetontomy Scissors ASSI, Westbury, NY, USA ASIM-187
Traceable Big-Digit Timer/Stopwatch Fisher Scientific, Waltham, MA, USA S407992
USB-6009 multifunctional I/O data acquisition (DAQ) device National Instruments, Austin, TX 779026-01
Vacuum Base Holder Noga Engineering & Technology Ltd., Shlomi, Isreal N/A Attached clamp is custom-made
Weight (10 g) Denver Instruments, Denver, CO, USA 820010.4
Weight (20 g) Denver Instruments, Denver, CO, USA 820020.4
Weight (50 g) Denver Instruments, Denver, CO, USA 820050.4
Xylazine Xylamed, Bimeda MTC Animal Health, Cambridge, Canada 1XYL002

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References

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तंत्रिका विज्ञान अंक 172 तंत्रिका चोट तंत्रिका उत्थान सियाटिक तंत्रिका कार्यात्मक वसूली मोटर फ़ंक्शन टेटानिक मांसपेशी बल चूहा मॉडल
चूहे में टिबिलिस पूर्वकाल मांसपेशी का अधिकतम आइसोमेट्रिक टेटानिक फोर्स मेजरमेंट
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Bedar, M., Saffari, T. M.,… More

Bedar, M., Saffari, T. M., Friedrich, P. F., Giusti, G., Bishop, A. T., Shin, A. Y. Maximum Isometric Tetanic Force Measurement of the Tibialis Anterior Muscle in the Rat. J. Vis. Exp. (172), e61926, doi:10.3791/61926 (2021).

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