Summary
यह लेख विवरण देता है कि कृंतक गैस्ट्रोकेनेमस मांसपेशी पर विवो (सतह और सुई इलेक्ट्रोड सरणी का उपयोग करके) और एक्स विवो (एक ढांकता हुआ सेल का उपयोग करके) विद्युत प्रतिबाधा मायोग्राफी में प्रदर्शन कैसे करें। यह चूहों और चूहों दोनों में तकनीक का प्रदर्शन करेगा और उपलब्ध संशोधनों का विस्तार करेगा, (यानी, मोटे जानवर, पिल्ले)।
Abstract
विद्युत प्रतिबाधा मायोग्राफी (ईआईएम) एक सुविधाजनक तकनीक है जिसका उपयोग मांसपेशियों के ऊतकों के स्वास्थ्य और बीमारी का आकलन करने के लिए प्रीक्लिनिकल और नैदानिक अध्ययनों में किया जा सकता है। ईआईएम को आवृत्तियों की एक श्रृंखला (यानी, 1 kHz से 10 MHz तक) में रुचि की मांसपेशी में कम तीव्रता, दिशात्मक रूप से केंद्रित, विद्युत प्रवाह लागू करके और परिणामस्वरूप वोल्टेज रिकॉर्ड करके प्राप्त किया जाता है। इनसे, प्रतिक्रिया, प्रतिरोध और चरण सहित कई मानक प्रतिबाधा घटक प्राप्त किए जाते हैं। उत्पादित मांसपेशियों पर पूर्व विवो माप करते समय, ऊतक के अंतर्निहित निष्क्रिय विद्युत गुणों, अर्थात् चालकता और सापेक्ष पारगम्यता की भी गणना की जा सकती है। ईआईएम का उपयोग जानवरों और मनुष्यों में विभिन्न प्रकार की बीमारियों में मांसपेशियों में परिवर्तन का निदान और ट्रैक करने के लिए बड़े पैमाने पर किया गया है, सरल डिसयूज शोष के संबंध में, या चिकित्सीय हस्तक्षेप के उपाय के रूप में। नैदानिक रूप से, ईआईएम समय के साथ रोग की प्रगति को ट्रैक करने और चिकित्सीय हस्तक्षेप के प्रभाव का आकलन करने की क्षमता प्रदान करता है, इस प्रकार नैदानिक परीक्षण अवधि को कम करने और नमूना आकार आवश्यकताओं को कम करने का अवसर प्रदान करता है। क्योंकि यह जीवित पशु मॉडल के साथ-साथ मनुष्यों में गैर-आक्रामक या न्यूनतम आक्रामक रूप से किया जा सकता है, ईआईएम प्रीक्लिनिकल और नैदानिक विकास दोनों को सक्षम करने वाले एक नए ट्रांसलेशनल टूल के रूप में सेवा करने की क्षमता प्रदान करता है। यह लेख चूहों और चूहों में विवो और एक्स विवो ईआईएम माप में प्रदर्शन करने के तरीके पर चरण-दर-चरण निर्देश प्रदान करता है, जिसमें विशिष्ट परिस्थितियों के लिए तकनीकों को अनुकूलित करने के दृष्टिकोण शामिल हैं, जैसे कि पिल्ले या मोटापे से ग्रस्त जानवरों में उपयोग के लिए।
Introduction
विद्युत प्रतिबाधा मायोग्राफी (ईआईएम) मांसपेशियों की स्थिति का आकलन करने के लिए एक शक्तिशाली विधि प्रदान करता है, संभावित रूप से न्यूरोमस्कुलर विकारों के निदान, रोग की प्रगति पर नज़र रखने और चिकित्सा 1,2,3 की प्रतिक्रिया का आकलन करने में सक्षम बनाता है। इसे पशु रोग मॉडल और मनुष्यों के अनुरूप लागू किया जा सकता है, जिससे प्रीक्लिनिकल से नैदानिक अध्ययनों तक अपेक्षाकृत सहज अनुवाद की अनुमति मिलती है। ईआईएम माप आसानी से चार रैखिक रूप से रखे गए इलेक्ट्रोड का उपयोग करके प्राप्त किए जाते हैं, जिसमें दो बाहरी लोग आवृत्तियों की एक श्रृंखला (आमतौर पर 1 kHz और लगभग 2 MHz के बीच) में दर्द रहित, कमजोर विद्युत प्रवाह लागू करते हैं, और दो आंतरिक परिणामी वोल्टेज1 रिकॉर्ड करते हैं। इन वोल्टेज से, ऊतक की प्रतिबाधा विशेषताओं को प्राप्त किया जा सकता है, जिसमें प्रतिरोध (आर) शामिल है, एक माप है कि वर्तमान के लिए ऊतक से गुजरना कितना मुश्किल है, और ऊतक की प्रतिक्रिया (एक्स) या "चार्जेबिलिटी", ऊतक की चार्ज (धारिता) को स्टोर करने की क्षमता से संबंधित एक उपाय। प्रतिक्रिया और प्रतिरोध से, चरण कोण (θ) की गणना निम्नलिखित समीकरण के माध्यम से की जाती है: 
, एक एकल योगात्मक प्रतिबाधा माप प्रदान करता है। इस तरह के माप किसी भी मल्टीफ्रीक्वेंसी बायोइम्पीडेंस डिवाइस का उपयोग करके प्राप्त किए जा सकते हैं। चूंकि मायोफाइबर अनिवार्य रूप से लंबे सिलेंडर होते हैं, मांसपेशियों के ऊतक भी अत्यधिक अनिसोट्रोपिक होते हैं, जिसमें 4,5 की तुलना में फाइबर के साथ अधिक आसानी से प्रवाहित होता है। इस प्रकार, ईआईएम अक्सर दो दिशाओं में किया जाता है: फाइबर के साथ सरणी के साथ रखा जाता है जैसे कि वर्तमान उनके समानांतर चलता है, और मांसपेशियों के पार इस तरह कि वर्तमान उनके लंबवत बहता है। इसके अतिरिक्त, पूर्व विवो माप में, जहां ऊतक की एक ज्ञात मात्रा को प्रतिबाधा मापने वाली कोशिका में मापा जाता है, मांसपेशियों के अंतर्निहित विद्युत गुणों (यानी चालकता और सापेक्ष पारगम्यता),को प्राप्त किया जा सकता है।
"न्यूरोमस्कुलर विकार" शब्द प्राथमिक और माध्यमिक रोगों की एक विस्तृत श्रृंखला को परिभाषित करता है जो संरचनात्मक मांसपेशियों में परिवर्तन और शिथिलता का कारण बनता है। इसमें एमियोट्रोफिक लेटरल स्केलेरोसिस और मस्कुलर डिस्ट्रॉफी के विभिन्न रूप शामिल हैं, साथ ही उम्र बढ़ने से संबंधित सरल परिवर्तन (जैसे, सरकोपेनिया), डिसयूज शोष (उदाहरण के लिए, लंबे समय तक बेडरेस्ट या माइक्रोग्रैविटी के कारण) या यहां तक कि चोट7 भी शामिल है। जबकि कारण भरपूर मात्रा में हैं और मोटर न्यूरॉन, नसों, न्यूरोमस्कुलर जंक्शनों या मांसपेशियों से उत्पन्न हो सकते हैं, ईआईएम का उपयोग इनमें से कई प्रक्रियाओं के कारण मांसपेशियों में शुरुआती परिवर्तनों का पता लगाने और चिकित्सा की प्रगति या प्रतिक्रिया को ट्रैक करने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ड्यूचेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी (डीएमडी) वाले रोगियों में, ईआईएम को रोग की प्रगति और कॉर्टिकोस्टेरॉइड्स 8 की प्रतिक्रिया का पता लगाने के लिए दिखाया गयाहै। हाल के काम ने ईआईएम को अलग-अलग विघटनकारी अवस्थाओं के प्रति संवेदनशील दिखाया है, जिसमें आंशिक गुरुत्वाकर्षण9 शामिल है, जैसा कि चंद्रमा या मंगल पर अनुभव किया जाएगा, और10,11 की उम्र बढ़ने के प्रभाव। अंत में, प्रत्येक माप (मल्टीफ्रीक्वेंसी और दिशात्मक रूप से निर्भर डेटा) के साथ प्राप्त डेटा सेट पर पूर्वानुमानित और मशीन लर्निंग एल्गोरिदम लागू करके, ऊतक के हिस्टोलॉजिकल पहलुओं का अनुमान लगाना संभव हो जाता है, जिसमें मायोफिबर आकार12,13, भड़काऊ परिवर्तन और एडिमा14, और संयोजी ऊतक और वसा सामग्री 15,16 शामिल हैं।
मनुष्यों और जानवरों में मांसपेशियों के स्वास्थ्य का मूल्यांकन करने के लिए कई अन्य गैर-आक्रामक या न्यूनतम इनवेसिव तरीकों का भी उपयोग किया जाता है, जिसमें सुई इलेक्ट्रोमोग्राफी17 और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग, कम्प्यूटरीकृत टोमोग्राफी और अल्ट्रासाउंड18,19 जैसी इमेजिंग प्रौद्योगिकियां शामिल हैं। हालांकि, ईआईएम इन प्रौद्योगिकियों की तुलना में अलग-अलग लाभ प्रदर्शित करता है। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोमोग्राफी केवल मायोफिबर झिल्ली के सक्रिय विद्युत गुणों को रिकॉर्ड करती है और निष्क्रिय गुणों को नहीं, और इस प्रकार मांसपेशियों की संरचना या संरचना का सही मूल्यांकन प्रदान नहीं कर सकती है। एक निश्चित संबंध में, इमेजिंग विधियां ईआईएम से अधिक निकटता से संबंधित हैं, क्योंकि वे ऊतक की संरचना और संरचना के बारे में भी जानकारी प्रदान करते हैं। लेकिन कुछ अर्थों में, वे बहुत अधिक डेटा प्रदान करते हैं, जिसमें केवल मात्रात्मक आउटपुट प्रदान करने के बजाय विस्तृत छवि विभाजन और विशेषज्ञ विश्लेषण की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, उनकी जटिलताओं को देखते हुए, इमेजिंग तकनीकों का उपयोग किए जा रहे हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर दोनों की बारीकियों से भी बहुत प्रभावित होता है, आदर्श रूप से समान प्रणालियों के उपयोग की आवश्यकता होती है ताकि डेटा सेट की तुलना की जा सके। इसके विपरीत, तथ्य यह है कि ईआईएम बहुत सरल है, इसका मतलब है कि यह इन तकनीकी मुद्दों से कम प्रभावित है और किसी भी प्रकार की छवि प्रसंस्करण या विशेषज्ञ विश्लेषण की आवश्यकता नहीं है।
निम्नलिखित प्रोटोकॉल दर्शाता है कि चूहों और चूहों में विवो ईआईएम में प्रदर्शन कैसे किया जाए, दोनों नॉनइनवेसिव (सतह सरणी) और न्यूनतम इनवेसिव (सबडर्मल नीडल सरणी) तकनीकों का उपयोग करके, साथ ही ताजा उत्पादित मांसपेशियों पर विवो ईआईएम का उपयोग किया जाए।
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Protocol
यहां वर्णित सभी विधियों को प्रोटोकॉल संख्या (031-2019; 025-2019) के तहत बेथ इज़राइल डेकोनेस मेडिकल सेंटर की संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया है। जानवरों को संभालने के लिए उचित पीपीई उपकरण पहनें और सभी जानवरों के काम के लिए आईएसीयूसी दिशानिर्देशों का पालन करें।
1. विवो सतह ईआईएम में
- एनेस्थीसिया को प्रेरित करने के लिए जानवर को एनेस्थीसिया बॉक्स में रखें।
नोट: चूहों के लिए, 1.5% -3.5% आइसोफ्लुरेन और 2 ओ2 एलमिन -1 का उपयोग किया गया था, और चूहों के लिए, 2% आइसोफ्लुरेन और 1 ओ2 एलमिन -1 का उपयोग किया गया था। - एक बार पूरी तरह से एनेस्थेटाइज्ड होने के बाद, जैसा कि जानवर के पैर को दबाने के बाद प्रतिक्रिया की अनुपस्थिति से संकेत मिलता है, माउस को एक प्रवण स्थिति में बेंच पर रखें और 1.5% आइसोफ्लुरेन और 1 एल-मिन -1 के ऑक्सीजन प्रवाह का उपयोग करके संज्ञाहरण बनाए रखने के लिए नाक शंकु का उपयोग करें।
- जानवर के पैर को कूल्हे के जोड़ (घुटने के विस्तारित) के साथ 45 ° कोण पर विश्लेषण करने के लिए रखें और चिकित्सा टेप के साथ पैर को सुरक्षित करें।
- गैस्ट्रोकेनेमस मांसपेशी को ओवरले करने वाले फर को ट्रिम करने के लिए हेयर क्लिपर का उपयोग करें।
- जानवर की त्वचा पर डिपिलेटरी क्रीम की एक मोटी परत लागू करें और इसे 1 मिनट तक बैठने दें। फिर, डिपिलेटरी एजेंट को हटाने के लिए खारा-संतृप्त धुंध का उपयोग करें। इस प्रक्रिया को तीन बार दोहराएं जब तक कि गैस्ट्रोकैनेमस मांसपेशियों को ओवरल करने वाले सभी फर को हटा न दिया जाए।
नोट: त्वचा के निर्जलीकरण को रोकने के लिए माप प्राप्त नहीं होने पर त्वचा पर खारा में भिगोया हुआ एक धुंध पैड रखें। - सतह सरणी (चित्रा 1) को ईआईएम डिवाइस से कनेक्ट करें और इलेक्ट्रोड को खारे घोल में भिगोए गए धुंध के टुकड़े पर आराम करने दें।
- सतह सरणी को सीधे गैस्ट्रोकेनेमस मांसपेशी पर त्वचा पर रखें, मांसपेशियों के तंतुओं के लिए अनुदैर्ध्य रूप से उन्मुख।
- उपयुक्त संपर्क की जांच करने के बाद, जो 50 kHz प्रतिरोध, प्रतिक्रिया और चरण मूल्यों की स्थिरता दिखाने वाले सॉफ़्टवेयर पर हरे रंग के दिखाई देने वाले सभी सलाखों द्वारा इंगित किया जाता है, ईआईएम माप प्राप्त करें।
नोट: उचित डेटा अधिग्रहण सुनिश्चित करने के लिए वास्तविक समय में कर्व्स की जांच की जानी चाहिए। - सतह सरणी को 90 ° तक घुमाएं और अनुप्रस्थ माप प्राप्त करने के लिए गैस्ट्रोकेनेमियस पर त्वचा पर इसे पुनर्स्थापित करें (स्थिरता का संकेत देने वाली हरी सलाखों की जांच करें)।
- प्रति मांसपेशी कुल चार माप प्राप्त करने के लिए चरण 1.7, 1.8 और 1.9 दोहराएं: दो अनुदैर्ध्य और दो अनुप्रस्थ।
नोट: अत्यधिक त्वचा की जलन और चोट को रोकने के लिए हर दो सप्ताह में एक से अधिक बार (यानी, एक ही उदाहरण में तीन अनुप्रयोगों तक) एक डिपिलेटरी एजेंट का उपयोग न करें। डिपिलेटरी क्रीम को हटाने के लगभग 5-10 मिनट के भीतर माप करना महत्वपूर्ण है क्योंकि डिपिलेटरी एजेंट द्वारा प्रेरित स्थानीयकृत त्वचा एडिमा का विकास एकत्रित प्रतिबाधा डेटा को प्रभावित कर सकता है। आइसोफ्लुरेन एनेस्थीसिया को रोकने के तुरंत बाद पशु वसूली होती है और प्रक्रिया को एनाल्जेसिक उपचार की आवश्यकता नहीं होती है।
2. विवो सुई सरणी में ईआईएम
- जानवर को एनेस्थेटाइज करें और चरण 1.1-1.4 में वर्णित उसी प्रक्रिया का उपयोग करके पैर तैयार करें। हालांकि, सुई सरणी का उपयोग करके विवो ईआईएम में प्रदर्शन करते समय एक डिपिलेटरी एजेंट का उपयोग करना आवश्यक नहीं है।
- सुई सरणी (चित्रा 2 ए-एफ) को ईआईएम डिवाइस से कनेक्ट करें और इसे खारा घोल युक्त वजन वाली नाव में आराम करने दें। कनेक्टिविटी और सिग्नल स्थिरता की जांच करें (हरी सलाखों द्वारा इंगित)।
- शराब के साथ त्वचा और सुइयों को कीटाणुरहित करें। मायोफाइबर की तुलना में सुई सरणी को अनुदैर्ध्य स्थिति में रखें और इसे त्वचा में मजबूती से दबाएं जब तक कि सभी सुइयां सरणी पर प्लास्टिक गार्ड तक त्वचा और अंतर्निहित मांसपेशियों में प्रवेश न करें। डेटा प्राप्त करें.
- धीरे से सरणी को हटा दें और इसे त्वचा के माध्यम से और मांसपेशियों में पहले माप के सापेक्ष 90 ° कोण पर, अनुप्रस्थ दिशा में पुन: डालें। डेटा प्राप्त करें.
नोट: सुई सरणियों का उपयोग करते समय, त्वचा और मांसपेशियों के ऊतकों पर सुई इलेक्ट्रोड के प्रभाव को कम करने के लिए माप प्रत्येक दिशा में केवल एक बार प्राप्त किया जाना चाहिए। यदि रक्तस्राव होता है, तो दूसरा माप करने से पहले धीरे से रक्त को पोंछ दें। आइसोफ्लुरेन एनेस्थीसिया को रोकने के तुरंत बाद पशु वसूली होती है और प्रक्रिया को एनाल्जेसिक उपचार की आवश्यकता नहीं होती है।
3. पूर्व विवो ईआईएम
- एक्स विवो डाइलेक्ट्रिक सेल (चित्रा 2 जी, एच) तैयार करें, कक्ष में खारा समाधान जोड़ें, और संदर्भ मान प्राप्त करने के लिए सेल को ईआईएम डिवाइस से कनेक्ट करें।
नोट: खारा का चरण और प्रतिक्रिया मान शून्य पर या उसके पास स्थिर रहना चाहिए और खारा का प्रतिरोध मान 1 kHz से 1 MHz तक आवृत्ति सीमा पर लगभग 100 ± 25 Ω स्थिर रहना चाहिए। - संबंधित आईएसीयूसी दिशानिर्देशों के अनुसार जानवर को इच्छामृत्यु करें।
- कैंची की एक जोड़ी का उपयोग करके, अकिलिस कण्डरा के पास की त्वचा को काटें। चिमटी का उपयोग करके, अंतर्निहित मांसपेशियों और प्रावरणी को प्रकट करने के लिए त्वचा को ऊपर की ओर खींचें। धीरे-धीरे बाइसेप्स फेमोरिस को विच्छेदित करें जो गैस्ट्रोकेनेमस मांसपेशी और साइटिक तंत्रिका को विभाजित करते हैं।
- गैस्ट्रोकैनेमस और सोलस मांसपेशियों के बाहर के छोर को मुक्त करने के लिए अकिलिस कण्डरा को काटें और किसी भी संलग्नक को हटाने के लिए कैंची का उपयोग करते हुए कण्डरा को धीरे से ऊपर की ओर खींचें। एक बार जब सभी संलग्नक हटा दिए जाते हैं, तो तलवों की मांसपेशियों के रोस्ट्रल छोर को काटने और इसे हटाने के लिए कैंची का उपयोग करें।
- पेटेला के चारों ओर गैस्ट्रोकेनेमस मांसपेशी के सिर को विच्छेदित करने के लिए कैंची का उपयोग करें।
नोट: गैस्ट्रोकेनेमियस मांसपेशी को हटाने के बाद, मायोफाइबर के मूल अभिविन्यास को याद रखना महत्वपूर्ण है। - गैस्ट्रोकेनेमियस मांसपेशी को दंत मोम की एक शीट पर रखें और गैस्ट्रोकेनेमस मांसपेशी के केंद्र से 10 मिमी x 10 मिमी अनुभाग प्राप्त करने के लिए रेजर ब्लेड और एक शासक का उपयोग करके इसे वर्गीकृत करें।
नोट: ढांकता हुआ सेल आकार अनुकूलित किया जा सकता है। चूहों के लिए, 10 मिमी x 10 मिमी सेल का उपयोग किया गया था और चूहों के लिए, 5 मिमी x 5 मिमी सेल का उपयोग किया गया था। - चिमटी का उपयोग करके, धीरे से गैस्ट्रोकेनेमस को ढांकता हुआ कोशिकाओं में रखें, यह सुनिश्चित करते हुए कि फाइबर अनुदैर्ध्य रूप से उन्मुख हैं (यानी, पुच्छल, और रोस्ट्रल छोरों को इलेक्ट्रोड को छूना चाहिए)। सुनिश्चित करें कि मांसपेशी पूरी तरह से धातु इलेक्ट्रोड के संपर्क में है।
- ढांकता हुआ सेल के शीर्ष भाग को संलग्न करें और दो छिद्रों में दो मोनोपोलर सुइयों (26 जी) को डालें। ईआईएम डिवाइस से तारों को निम्नलिखित क्रम में एक्स विवो सेल से कनेक्ट करें: (1: आई +, 2: वी +, 3: वी-, 4: आई-, जहां मैं वर्तमान इलेक्ट्रोड का प्रतिनिधित्व करता हूं और वी वोल्टेज इलेक्ट्रोड का प्रतिनिधित्व करता है)। अनुदैर्ध्य माप प्राप्त करें।
- ढांकता हुआ सेल खोलें और मांसपेशियों को 90 ° घुमाकर अनुप्रस्थ दिशा में पुन: उन्मुख करें। ढांकता हुआ सेल के शीर्ष को फिर से जोड़ें। अनुप्रस्थ माप प्राप्त करें।
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Representative Results
ईआईएम को कई स्थितियों में प्राप्त किया जा सकता है, जिसमें विवो सरणियों (चित्रा 1), विवो सरणियों में सुई (चित्रा 2 ए-एफ), और एक्स विवो ढांकता हुआ कोशिकाएं (चित्रा 2 जी, एच) शामिल हैं।
ईआईएम मापा प्रतिबाधा मूल्यों के आधार पर मांसपेशियों की स्थिति का एक तात्कालिक स्नैपशॉट प्रदान करता है। माप तेजी से प्राप्त किए जाते हैं और इसके परिणामस्वरूप एक सरल आउटपुट डेटा फ़ाइल होती है जिसे किसी विशेष सॉफ़्टवेयर (चित्रा 3 ए) की आवश्यकता नहीं होती है। दरअसल, व्यक्तिगत आवृत्तियों के लिए डेटा प्रदान करने वाला कोई भी मल्टीफ्रीक्वेंसी प्रतिबाधा डिवाइस एक मानक .csv आउटपुट का उत्पादन करने में सक्षम होगा जिसे स्वतंत्र रूप से खोला जा सकता है। इस प्रोटोकॉल में वर्णित प्रणाली आउटपुट फ़ाइल के भीतर मापी गई प्रत्येक आवृत्ति पर प्रत्येक परीक्षण के लिए चरण, प्रतिक्रिया और प्रतिरोध के मूल्यों के साथ प्रयोग का नाम और शर्तें भी प्रदान करती है। प्रजनन क्षमता सुनिश्चित करने के लिए, अनुदैर्ध्य (परीक्षण 1 और 3) और अनुप्रस्थ (परीक्षण 2 और 4) मूल्यों के दो परीक्षण आम तौर पर प्राप्त और औसत होते हैं, और बाद के सभी विश्लेषणों के लिए उपयोग किए जाते हैं।
जब आवृत्ति के कार्य के रूप में प्रदर्शित किया जाता है, तो ईआईएम मान मानक वक्रों के परिणामस्वरूप होते हैं जिनका विश्लेषण नकली या आर्टिफैक्ट-दूषित डेटा का पता लगाने के लिए किया जा सकता है। इस तरह की अनियमितताएं आमतौर पर सतह माप पर संपर्क मुद्दों से संबंधित होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप कम आवृत्तियों (आमतौर पर बड़े सकारात्मक या नकारात्मक मूल्यों) पर चरम मूल्य देखे जाते हैं। अनुदैर्ध्य (नीले वृत्त) और अनुप्रस्थ (ग्रे वर्ग) माप के लिए चरण (चित्रा 3 बी), प्रतिक्रिया (चित्रा 3 सी), और प्रतिरोध (चित्रा 3 डी) के लिए प्रतिनिधि वक्र प्रदर्शित किए जाते हैं। अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दोनों दिशाओं में प्रतिरोध (कोल-कोल प्लॉट) के कार्य के रूप में प्रतिक्रिया को दिखाने वाला एक ग्राफ भी प्रदर्शित किया गया है (चित्रा 3 ई)। यह कदम महत्वपूर्ण है क्योंकि यह डेटा-चेकिंग का हिस्सा है, जिससे नकली या आर्टिफैक्ट-दूषित डेटा का सीधा पता लगाने की अनुमति मिलती है। यदि अत्यधिक आर्टिफैक्ट (आमतौर पर सतह सरणी और त्वचा के बीच खराब संपर्क के कारण) का पता लगाया जाता है, तो संपर्क को बेहतर बनाने के लिए कई प्रक्रियाओं का पालन किया जा सकता है। इनमें डेपिलेटरी क्रीम का एक अतिरिक्त अनुप्रयोग लागू करना, खारा भिगोए हुए-धुंध पैड के साथ लगभग 1 मिनट के लिए त्वचा को नम करना, या इलेक्ट्रोड सरणी पर कोमल दबाव लगाना शामिल है। आम तौर पर, माप को कई बार दोहराने की सरल प्रक्रिया भी इसे हल करने में मदद करेगी।
ईआईएम माप आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला में विद्युत प्रवाह के लिए मांसपेशी ऊतक की प्रतिक्रिया को दर्शाते हैं, प्रत्येक विभिन्न संरचनाओं को लक्षित करता है। उदाहरण के लिए, कम आवृत्तियों (यानी, 5 kHz) मायोफिबर झिल्ली में प्रवेश नहीं करती हैं, इस प्रकार बाह्य विशेषताओं का विश्लेषण प्रदान करती हैं जिनका उपयोग सूजन और न्यूट्रोफिल घुसपैठका पता लगाने के लिए किया जा सकता है। इसके विपरीत, उच्च आवृत्तियों (>1 मेगाहर्ट्ज) कोशिका झिल्ली में प्रवेश कर सकती हैं और इसलिए इंट्रासेल्युलर और साथ ही बाह्य रिक्त स्थान दोनों से पूछताछ कर सकती हैं और मांसपेशियों के फाइबर टाइप1 को अलग करने के लिए उपयोग की जाती हैं।
चित्र 1: 3 डी मुद्रित सतह सरणी। विवो में चूहों में सतह प्रतिबाधा माप (अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दोनों) प्राप्त करने के लिए 3 डी मुद्रित एक सतह सरणी की तस्वीरें । (ए) अधिग्रहण डिवाइस से जुड़ी सतह सरणी को दिखाने वाली एक तस्वीर। (बी) सतह सरणी का एक क्लोज-अप जो पहिया दिखाता है जिसका उपयोग अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ माप दोनों प्राप्त करने के लिए सरणी को 90 डिग्री तक मोड़ने के लिए किया जाता है। (सी) सतह इलेक्ट्रोड का एक क्लोज-अप। सतह इलेक्ट्रोड में निम्नलिखित विशेषताएं हैं: इलेक्ट्रोड की चौड़ाई = 0.5 मिमी, बाहरी इलेक्ट्रोड की लंबाई = 4 मिमी, आंतरिक इलेक्ट्रोड की लंबाई = 3 मिमी, और इलेक्ट्रोड के बीच की दूरी = 1 मिमी । कृपया इस आंकड़े के बड़े संस्करण को देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 2: अन्य सरणी जिनका उपयोग विशिष्ट प्रयोगात्मक डिजाइनों को समायोजित करने के लिए किया जा सकता है। (ए) चमड़े के नीचे की वसा (2 मिमी स्थान, 4 मिमी गहरी, 2 मिमी कोटिंग) के योगदान को कम करने के लिए चूहों और लेपित (गैर-धातु नाखून लाह का उपयोग करके) के लिए उपयोग की जाने वाली सुई सरणी; (बी) 2 मिमी रिक्ति और 4 मिमी गहराई के साथ एक सुई सरणी; (सी) 2 मिमी रिक्ति और 3 मिमी गहराई के साथ एक सुई सरणी; (डी) 2 मिमी रिक्ति और 2 मिमी गहराई के साथ एक सुई सरणी; (ई) छोटे जानवरों और पिल्लों के लिए 1 मिमी की दूरी और 2 मिमी गहराई के साथ एक सुई सरणी; (एफ) 1 मिमी रिक्ति और 1 मिमी गहराई के साथ एक सुई सरणी; (जी) वयस्क माउस की मांसपेशियों (5 मिमी x 5 मिमी) के अनुरूप एक पूर्व विवो ढांकता हुआ सेल; और (एच) चूहे की मांसपेशियों (10 मिमी x 10 मिमी) के अनुरूप एक पूर्व विवो ढांकता हुआ सेल। मोटे जानवरों (यानी, ओब / ओब या डीबी / डीबी चूहों) पर माप प्राप्त करने के लिए संशोधन (परिणाम यहां प्रस्तुत नहीं किए गए हैं) सुई की लंबाई बढ़ाकर, गैर-क्टिव कोटिंग जोड़कर और सुई रिक्ति को बढ़ाकर / घटाकर किया जा सकता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्र 3: विवो सतह EIM के साथ अनुदैर्ध्य (नीले) और अनुप्रस्थ (ग्रे) दिशाओं में चूहों में प्राप्त डेटा आउटपुट और प्रतिनिधि वक्र। (A) विवो में दो अनुदैर्ध्य (माप 1 और 3, नीले रंग में रंग) और दो अनुप्रस्थ (माप 2 और 4, ग्रे रंग में रंगीन) EIM माप के अधिग्रहण के बाद प्राप्त .csv प्रारूप में आउटपुट फ़ाइल . मान प्रत्येक आवृत्ति (कॉलम ए) के लिए इंगित किए जाते हैं। विश्लेषण क्रमशः अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ माप के औसत मूल्य का उपयोग करके बाद में किया जाता है। ईआईएम अधिग्रहण के दौरान चुने गए लेबल के अनुसार, कोशिकाओं A1: B4 में पाई जाने वाली जानकारी सॉफ़्टवेयर द्वारा स्वचालित रूप से पॉप्युलेट की जाती है। आवृत्ति के कार्य के रूप में चरण (बी), प्रतिक्रिया (सी), और प्रतिरोध (डी) के अनुदैर्ध्य (नीले वृत्त) और अनुप्रस्थ (ग्रे वर्ग) दोनों मूल्यों के लिए प्रतिनिधि वक्र। प्रतिबाधा क्षेत्र में मानक प्रथाओं के अनुरूप, एक्स-अक्ष को लघुगणकीय पैमाने का उपयोग करके इंगित किया जाता है। (ई) अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ माप दोनों के लिए प्रतिरोध के कार्य के रूप में प्रतिक्रिया के प्रतिनिधि वक्र। एलपी: अनुदैर्ध्य चरण; टीपी: अनुप्रस्थ चरण; एलएक्स: अनुदैर्ध्य प्रतिक्रिया; टीएक्स: अनुप्रस्थ प्रतिक्रिया; एलआर: अनुदैर्ध्य प्रतिरोध; और टीआर: अनुप्रस्थ प्रतिरोध। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
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Discussion
यह लेख विवो और एक्स विवो दोनों में कृन्तकों में ईआईएम करने के लिए बुनियादी तरीके प्रदान करता है। विश्वसनीय माप प्राप्त करने के लिए, चरणों की एक श्रृंखला करना महत्वपूर्ण है। सबसे पहले, किसी को रुचि की मांसपेशियों को ठीक से पहचानने की आवश्यकता होती है, क्योंकि प्रत्येक मांसपेशी में बीमारियों, उपचार और विकृति के लिए अलग-अलग प्रतिक्रियाएं होंगी। किसी को यह ध्यान रखना चाहिए कि एक मांसपेशी (जैसे, गैस्ट्रोकैनेमस) पर प्राप्त डेटा किसी अन्य मांसपेशी (जैसे, टिबियल्स पूर्ववर्ती) के समान जानकारी प्रदान नहीं करेगा। दूसरा, प्रतिबाधा माप करने के लिए सबसे अच्छा इलेक्ट्रोड सरणी सावधानीपूर्वक चुनने की आवश्यकता है। जबकि प्रत्येक सरणी प्रकार फायदे और नुकसान दोनों के साथ आता है, एक सरणी चुनना महत्वपूर्ण है जो रोग की प्रगति और शरीर रचना विज्ञान (जैसे, गंभीर शोष) पर प्रभाव को ध्यान में रखते हुए प्रयोगात्मक डिजाइन को फिट करेगा। अंत में, ईआईएम जांचकर्ताओं को कुछ सेकंड में अविश्वसनीय मात्रा में डेटा एकत्र करने की अनुमति देता है, लेकिन कलाकृतियों की अनुपस्थिति सुनिश्चित करने के लिए गुणवत्ता नियंत्रण को ठीक से करने की आवश्यकता होती है।
ईआईएम प्रणाली कई स्तरों पर अत्यधिक अनुकूलन योग्य है। जबकि यहां उपयोग की जाने वाली प्रणाली को नैदानिक और प्रीक्लिनिकल डेटा संग्रह के लिए डिज़ाइन किया गया है, किसी भी मल्टीफ्रीक्वेंसी प्रतिबाधा मापने वाली प्रणाली का उपयोग इस उद्देश्य के लिए किया जा सकता है, जब तक कि यह व्यक्तिगत आवृत्ति डेटा प्रदान करता है। आम तौर पर, प्रतिबाधा सिस्टम आउटपुट के रूप में एक मानक .csv फ़ाइल प्रदान करते हैं। इसी तरह, सरणियों के बारे में अतिरिक्त संशोधन किए जा सकते हैं, क्योंकि वास्तव में आवश्यक सभी एक पंक्ति में रखे गए चार इलेक्ट्रोड हैं। उदाहरण के लिए, इस प्रोटोकॉल में, आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विभिन्न प्रकार के कस्टम-निर्मित इलेक्ट्रोड का उपयोग किया गया है, लेकिन सरणियों को सरल (जैसे, एपॉक्सी गोंद, सबडर्मल सुइयों) या जटिल (जैसे, 3 डी प्रिंटर) उपकरणों का उपयोग करके व्यक्तिगत आवश्यकताओं के अनुरूप बनाया जा सकता है। वैकल्पिक रूप से, चार इलेक्ट्रोड को एक ही सुई में जोड़ा जा सकता है, जैसा कि पहले वर्णित20 था। हमारी प्रयोगशाला में, इलेक्ट्रोड के बीच की दूरी को कम करके पिल्ले के लिए सरणियां विकसित की गई हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि छोटी मांसपेशियों को अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दोनों दिशाओं में मापा जा सकता है। मोटापे से ग्रस्त जानवरों के साथ काम करते समय, जिनमें चमड़े के नीचे वसा की काफी अधिक परत होती है, आंशिक रूप से लेपित सुई इलेक्ट्रोड के उपयोग की सिफारिश की जाती है। यह वसा ऊतक21 के योगदान को कम करते हुए प्रतिबाधा माप में मांसपेशियों के ऊतकों के अधिक योगदान को सक्षम बनाता है।
जबकि सुई विधियों और सतह विधियों का उपयोग चूहों और चूहों दोनों में किया जा सकता है, जैसा कि वर्णित और प्रदर्शित किया गया है, आमतौर पर चूहों में सुई माप का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है, क्योंकि ये तेज होते हैं क्योंकि उन्हें त्वचा तैयार करने के प्रयास की आवश्यकता नहीं होती है। इसके अलावा, उनके बड़े आकार का मतलब है कि सुई इलेक्ट्रोड केवल मांसपेशियों को कम से कम चोट पहुंचाते हैं। चूहों में, उनके छोटे आकार को देखते हुए, मांसपेशियों की चोट से बचने के लिए सतह माप की सिफारिश की जाती है और यह देखते हुए कि त्वचा की तैयारी अपेक्षाकृत सरल और तेज है।
प्रत्येक ईआईएम तकनीक सीमाओं के अपने सेट के साथ आती है। एक महत्वपूर्ण सीमा यह है कि इलेक्ट्रोड सरणियां विक्रेताओं के माध्यम से आसानी से उपलब्ध नहीं हैं, और इसके बजाय प्रयोगशाला में अनुकूलित उत्पादन की आवश्यकता होती है। नए जांचकर्ताओं की सहायता के लिए, इस प्रोटोकॉल में कई सरणियों (हस्तनिर्मित और 3 डी मुद्रित दोनों) के लिए माप शामिल हैं, और लेखक कस्टम सरणी प्रदान करेंगे या अनुरोध पर संबंधित सीएडी फाइलें उपलब्ध कराएंगे। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, डेटा की गुणवत्ता महत्वपूर्ण है, और अतिरिक्त मुद्दे प्रत्येक माप प्रकार (जैसे, सतह, सुई और पूर्व विवो) के लिए डेटा गुणवत्ता में हस्तक्षेप कर सकते हैं। अच्छे सतह डेटा के लिए, बालों को पूरी तरह से हटाना आवश्यक है, और संभवतः त्वचा के स्ट्रेटम कॉर्नियम को भी, न्यूनतम संपर्क विरूपण साक्ष्य के साथ सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने के लिए। हालांकि, डिपिलेटरी एजेंट के उपयोग का मतलब यह भी है कि त्वचा धीरे-धीरे समय के साथ एडेमेटस हो जाएगी, इसलिए बालों को हटाने के बाद प्रतिबाधा माप को तेजी से पूरा करना आवश्यक है। बाल हटाने के एक या दो मिनट के भीतर माप करने की तुलना में 10 मिनट या उससे अधिक समय तक प्रतीक्षा करने से काफी अलग मूल्य मिल सकते हैं। चूहों या चूहों में सुई सरणी माप आमतौर पर कम से कम थोड़ी मात्रा में रक्तस्राव को प्रेरित करेगा, जो रीडिंग को प्रभावित कर सकता है यदि यह डाली गई सुइयों के चारों ओर एक बड़े हेमेटोमा में बदल जाता है। अंत में, पूर्व विवो माप को यह सुनिश्चित करने के लिए विशेष देखभाल की आवश्यकता होती है कि ढांकता हुआ सेल के भीतर मांसपेशी फाइबर धातु प्लेटों के संबंध में सटीक रूप से संरेखित होते हैं। अंत में, छोटे या रोगग्रस्त चूहों में, मांसपेशियों के छोटे आकार को देखते हुए अनुप्रस्थ माप प्राप्त करना असंभव हो सकता है। लेकिन, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, कस्टम 4-इलेक्ट्रोड सरणियों को डिजाइन करना संभव है जो सबसे छोटी मांसपेशियों के भीतर अनुदैर्ध्य माप लेने के लिए पर्याप्त रूप से छोटे हो सकते हैं।
डेटा विश्लेषण को काफी सरल रखा जा सकता है - उदाहरण के लिए, एकल दिशा (जैसे, अनुदैर्ध्य) में एकल आवृत्ति (जैसे, 50 kHz) पर एकल आउटपुट (जैसे, चरण) को मापकर - या काफी जटिल, अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दोनों दिशाओं में संपूर्ण आवृत्ति स्पेक्ट्रम में सभी प्रतिबाधा मापदंडों को शामिल करके। जब एकल आवृत्ति प्रतिबाधा मानों का उपयोग किया जाता है, तो वे आम तौर पर 30-100 kHz की सीमा में होते हैं, क्योंकि मांसपेशी इस आवृत्ति सीमा में सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील होती है (यानी, यह सबसे "चार्जेबल") होती है। हालांकि, संघनित या ध्वस्त पैरामीटर, जो आवृत्ति स्पेक्ट्रम के आकार को पकड़ने का प्रयास करते हैं, का भी उपयोग किया गया है। इन मूल्यों में प्रतिरोध, प्रतिक्रिया और चरण डेटा22 और 2-आवृत्ति अनुपात 23 के रैखिक फिट के ढलान शामिलहैं। वैकल्पिक रूप से, कोल-कोल मापदंडों की गणना प्रतिबाधा डेटा के फिट से की जा सकती है, जिसमें आर0 (शून्य आवृत्ति पर प्रतिरोध का निर्धारण), आरइंफ (अनंत आवृत्ति पर प्रतिरोध का निर्धारण), और एफसी (केंद्र आवृत्ति) 24,25,26,27 शामिल हैं। अंत में, मशीन लर्निंग का उपयोग एक बार में सभी डेटा का विश्लेषण करने और पूर्वानुमानित मॉडल में सुधार करने के लिए किया जा सकता है, दोनों प्रतिगमन 12,13,15,16, और वर्गीकरण के लिए।
इन सीमाओं के बावजूद, ईआईएम मांसपेशियों के स्वास्थ्य के कई पहलुओं का आकलन करने के लिए एक शक्तिशाली और अपेक्षाकृत सरल उपकरण है। जबकि इस पांडुलिपि का ध्यान एक एकल मांसपेशी (गैस्ट्रोकेनेमस) पर है, सतह इलेक्ट्रोड या सुई इलेक्ट्रोड सरणी का उपयोग करके गहरी मांसपेशियों का उपयोग करके अन्य सतही मांसपेशियों (जैसे, क्वाड्रिसेप्स या बाइसेप्स ब्रैची) पर ईआईएम के उपयोग से पहले कुछ भी नहीं है। दरअसल, मनुष्यों में, तकनीक का उपयोग विभिन्न प्रकार की मांसपेशियों में किया गया है, जिसमें ऊपरी और निचले सिरा की मांसपेशियां 8,28, साथ ही अक्षीय मांसपेशियां (जैसे पैरास्पाइनल मांसपेशियां और पेट की मांसपेशियां) 29,30 शामिल हैं।
यह दिखाया गया है कि ईआईएम रोग की प्रगति, शोष की छूट और समय के साथ उपचार के बारे में विश्वसनीय उपाय प्रदान करता है। समय के साथ रोग की स्थिति का आकलन करने के लिए एकल-आवृत्ति डेटा पूरी तरह से पर्याप्त हो सकताहै; फिर भी, मल्टीफ्रीक्वेंसी डेटा का मूल्य यह है कि यह अभी भी माप की गुणवत्ता का आकलन करने में मदद कर सकता है, जैसा कि ऊपर वर्णित है। अलगाव में एकल-आवृत्ति डेटा संपर्क कलाकृतियों द्वारा काफी हद तक दूषित हो सकता है, और यह पूरे प्रतिबाधा स्पेक्ट्रम की समीक्षा के बिना स्पष्ट नहीं होगा। नैदानिक अध्ययनों में, सतह ईआईएम का उपयोग अक्सर दर्द रहित माप प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है जिससे यह32 को लागू करने के लिए एक सरल उपकरण बन जाता है। डेटा की यह बहुतायत रोग की प्रगति को अधिक संवेदनशील रूप से ट्रैक करने के लिए महत्वपूर्ण हो सकती है। इसके अलावा, नैदानिक प्रोटोकॉल में ईआईएम को जोड़ने से नैदानिक परीक्षण28,31 के दौरान आवश्यक प्रतिभागियों की संख्या में काफी कमी आ सकती है।
ईआईएम मनुष्यों में विभिन्न प्रकार की न्यूरोमस्कुलर स्थितियों के आकलन में बढ़ते अनुप्रयोग पा रहा है। तदनुसार, कृन्तकों में तकनीक को प्रभावी ढंग से करने की क्षमता प्रौद्योगिकी के संभावित व्यावहारिक मूल्य का विस्तार करने में मदद करती है, जबकि विभिन्न ईआईएम आउटपुट और अंतर्निहित हिस्टोलॉजी के बीच संबंधों की हमारी समझ को भी बढ़ाती है। तकनीक आम तौर पर उपयोग करने में आसान है और इसके द्वारा प्रदान किए जाने वाले उपयोगी मात्रात्मक डेटा के साथ, कृंतक रोग मॉडल में तंत्रिका और मांसपेशियों के विकारों के आकलन के लिए उपकरणों के मानक आयुध में शामिल होने के योग्य है।
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Disclosures
रटकोव की इक्विटी है, और वह मायोलेक्स, इंक के सलाहकार और वैज्ञानिक सलाहकार के रूप में कार्य करता है, एक कंपनी जो नैदानिक और अनुसंधान उपयोग के लिए प्रतिबाधा उपकरणों को डिजाइन करती है, और यहां उपयोग की जाने वाली एमव्यू प्रणाली। वह कंपनी के निदेशक मंडल के सदस्य भी हैं। कंपनी के पास पेटेंट प्रतिबाधा प्रौद्योगिकी को लाइसेंस देने का विकल्प भी है, जिसमें से एस बी रुतकोव को एक आविष्कारक के रूप में नामित किया गया है। अन्य लेखकों के पास किसी भी संगठन या इकाई के साथ कोई अन्य प्रासंगिक संबद्धता या वित्तीय भागीदारी नहीं है, जिसमें वित्तीय हित या पांडुलिपि में चर्चा की गई विषय वस्तु या सामग्री के साथ वित्तीय संघर्ष है।
Acknowledgments
इस काम को चार्ली फंड और एनआईएच आर 01एनएस055099 द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3D Printer | Formlabs Inc. | Form 2 Desktop | 3D printer |
| 3D Printer | Shenzhen Creality 3D Technology Co. LTD | Creality Ender 3 V2 | 3D printer |
| 3M Micropore surgical tape | Fisher | 19-027761 and 19-061655 | models 1530-0 and 1530-1 |
| 3M TRANSPORE surgical tape | Fisher | 18-999-380 and 18-999-381 | models 1527-0 and 1527-1 |
| Connector header vertical 10 POS 1 mm spacing | Digi-Key (Sullins connector solution) | S9214-ND (SMH100-LPSE-S10-ST-BK) | Plastic spacer 1 mm holes for the rat in vivo array displayed in Figure 2A |
| Cotton-tipped applicators | Fisher | 22-363-172 | |
| Dental Wax | Fisher | NC9377103 | |
| Depilatory agent | NAIR | NA | hair remover lotion with softening baby oil |
| Dumont #7b Forceps | Fine Science Tools | No. 11270-20 | Used for dissection, Style: #7b, Tip Shape: Curved, Tips: Standard, Tip Dimensions: 0.17 mm x 0.1 mm, Alloy/Material: Inox, Length: 11 cm |
| Electronic Digital Caliper | Fisher | 14-648-17 | Used to measure out the dimensions of the Gastrocnemius muscle |
| Epoxy adhesive dual cartridge 4 min work life | Devcon | series 14265, model 2217 | Glue used in the rat in vivo array displayed in Figure 2A |
| Ex vivo dielectric impedance cell | Custom | NA | Dielectric cells were 3D printed in the Rutkove laboratory |
| Graefe Forceps | Fine Science Tools | No. 11051-10 | Used for muscle to place and adjust, Length: 10 cm, Tip Shape: Curved, Tips: Serrated, Tip Width: 0.8 mm, Tip Dimensions: 0.8 mm x 0.7 mm, Alloy/Material |
| Hair clipper | Amazon | NA | Wahl professional animal BravMini+ |
| Impedance Animal Device | Myolex | EIM1103 | mView system - investigational electrical impedance myography device for use in animal research |
| In vivo needle arrays | Custom | NA | Custom arrays using 27 G subdermal needles from Ambu. The construction was finalized using a 3D printer in the Rutkove laboratory |
| In vivo surface array | Custom | NA | The in vivo surface array was printed and assembled in the Rutkove laboratory |
| Isoflurane | Patterson Veterinary Supplies | 07-893-8441 (NDC: 46066-755-04) | Pivetal - 250 mL bottle |
| Non-woven gauze | Fisher | 22-028-559 | 2 x 2 inch |
| Polystyrene Weighing Dishes | Fisher | S67090A | Dimensions (L x W x H): 88.9 mm x 88.9 mm x 25.4 mm |
| Razor Blades | Fisher | 12-640 | Used to cut muscle to right dimensions, Single-edge carbon steel blades |
| Student Fine Scissors | Fine Science Tools | No. 91460-11 | Used for dissection, Tips: Sharp-Sharp, Alloy/Material: Student Stainless Steel, Serrated: No, Tip Shape: Straight, Cutting Edge: 20 mm, Length: 11.5 cm, Feature: Student Quality |
| Subdermal needles 27 G Neuroline | Ambu | 745 12-50/24 | Needles used in the rat in vivo array displayed in Figure 2A |
| Surgical Scissors - Sharp | Fine Science Tools | No. 14002-13 | Used to cut skin, Tips: Sharp-Sharp, Alloy/Material: Stainless Steel, Serrated: No, Tip Shape: Straight, Cutting Edge: 42 mm, Length: 13 cm |
| TECA ELITE monopolar needle electrodes | Natus | 902-DMG50-S | 0.46 mm diameter (26 G). Blue hub |
| Teknova 0.9% saline solution | Fisher | S5815 | 1000 mL sterile |
References
- Rutkove, S. B., Sanchez, B. Electrical impedance methods in neuromuscular assessment: An overview. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 9 (10), 034405 (2019).
- Rutkove, S. B. Electrical impedance myography: Background, Current State, and Future Directions. Muscle & Nerve. 40, 936-946 (2009).
- Sanchez, B., Rutkove, S. B. Present uses, future applications, and technical underpinnings of electrical impedance myography. Current Neurology and Neuroscience Reports. 17 (11), 86 (2017).
- Garmirian, L. P., Chin, A. B., Rutkove, S. B. Discriminating neurogenic from myopathic disease via measurement of muscle anisotropy. Muscle & Nerve. 39 (1), 16-24 (2009).
- Rutkove, S. B., et al. Loss of electrical anisotropy is an unrecognized feature of dystrophic muscle that may serve as a convenient index of disease status. Clinical Neurophysiology. 127 (12), 3546-3551 (2016).
- Wang, L. L., et al. Assessment of alterations in the electrical impedance of muscle after experimental nerve injury via finite-element analysis. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 58 (6), 1585-1591 (2011).
- Katirji, B., Ruff, R. L., Kaminski, H. J. Neuromuscular Disorders in Clinical Practice. , Springer New York. New York, NY. (2014).
- Rutkove, S. B., et al. Electrical impedance myography for assessment of Duchenne muscular dystrophy. Annals of Neurology. 81 (5), 622-632 (2017).
- Semple, C., et al. Using electrical impedance myography as a biomarker of muscle deconditioning in rats exposed to micro- and partial-gravity analogs. Frontiers in Physiology. 11, 557796 (2020).
- Kortman, H. G. J., Wilder, S. C., Geisbush, T. R., Narayanaswami, P., Rutkove, S. B. Age- and gender-associated differences in electrical impedance values of skeletal muscle. Physiological Measurement. 34 (12), 1611-1622 (2013).
- Clark, B. C., Rutkove, S., Lupton, E. C., Padilla, C. J., Arnold, W. D. Potential utility of electrical impedance myography in evaluating age-related skeletal muscle function deficits. Frontiers in Physiology. 12, 666964 (2021).
- Kapur, K., et al. Predicting myofiber size with electrical impedance myography: A study in immature mice. Muscle and Nerve. 58 (1), 106-113 (2018).
- Kapur, K., Nagy, J. A., Taylor, R. S., Sanchez, B., Rutkove, S. B. Estimating myofiber size with electrical impedance myography: a study in amyotrophic lateral sclerosis mice. Muscle and Nerve. 58 (5), 713-717 (2018).
- Mortreux, M., Semple, C., Riveros, D., Nagy, J. A., Rutkove, S. B. Electrical impedance myography for the detection of muscle inflammation induced by λ-carrageenan. PLoS ONE. 14 (10), 0223265 (2019).
- Pandeya, S. R., et al. Predicting myofiber cross-sectional area and triglyceride content with electrical impedance myography: A study in db/db mice. Muscle and Nerve. 63 (1), 127-140 (2021).
- Pandeya, S. R., et al. Estimating myofiber cross-sectional area and connective tissue deposition with electrical impedance myography: A study in D2-mdx mice. Muscle & Nerve. 63 (6), 941-950 (2021).
- Stålberg, E., et al. Standards for quantification of EMG and neurography. Clinical Neurophysiology. 130 (9), 1688-1729 (2019).
- Theodorou, D. J., Theodorou, S. J., Kakitsubata, Y. Skeletal muscle disease: Patterns of MRI appearances. British Journal of Radiology. 85 (1020), 1298-1308 (2012).
- Simon, N. G., Noto, Y., Zaidman, C. M. Skeletal muscle imaging in neuromuscular disease. Journal of Clinical Neuroscience. 33, 1-10 (2016).
- Kwon, H., Rutkove, S. B., Sanchez, B. Recording characteristics of electrical impedance myography needle electrodes. Physiological Measurement. 38 (9), 1748-1765 (2017).
- Kwon, H., Di Cristina, J. F., Rutkove, S. B., Sanchez, B. Recording characteristics of electrical impedance-electromyography needle electrodes. Physiological Measurement. 39 (5), 055005 (2018).
- Rutkove, S. B., et al. Characterizing spinal muscular atrophy with electrical impedance myography. Muscle and Nerve. 42 (6), 915-921 (2010).
- Schwartz, S., et al. Optimizing electrical impedance myography measurements by using a multifrequency ratio: A study in Duchenne muscular dystrophy. Clinical Neurophysiology. 126 (1), 202-208 (2015).
- Li, J., Pacheck, A., Sanchez, B., Rutkove, S. B. Single and modeled multifrequency electrical impedance myography parameters and their relationship to force production in the ALS SOD1G93A mouse. Amyotrophic Lateral Sclerosis and Frontotemporal Degeneration. 17 (5-6), 397-403 (2016).
- Hu, N., et al. Antisense oligonucleotide and adjuvant exercise therapy reverse fatigue in old mice with myotonic dystrophy. Molecular Therapy - Nucleic Acids. 23, 393-405 (2021).
- Sanchez, B., et al. Non-invasive assessment of muscle injury in healthy and dystrophic animals with electrical impedance myography. Muscle & Nerve. 56 (6), 85-94 (2017).
- Sanchez, B., Li, J., Bragos, R., Rutkove, S. B. Differentiation of the intracellular structure of slow- versus fast-twitch muscle fibers through evaluation of the dielectric properties of tissue. Physics in Medicine and Biology. 59 (10), 2369-2380 (2014).
- Shefner, J. M., et al. Assessing ALS progression with a dedicated electrical impedance myography system. Amyotrophic Lateral Sclerosis & Frontotemporal Degeneration. 19 (7-8), 555-561 (2018).
- Lungu, C., et al. Quantifying muscle asymmetries in cervical dystonia with electrical impedance: a preliminary assessment. Clinical Neurophysiology. 122 (5), 1027-1031 (2011).
- Wang, Y., et al. Electrical impedance myography for assessing paraspinal muscles of patients with low back pain. Journal of Electrical Bioimpedance. 10 (1), 103-109 (2019).
- Leitner, M. L., et al. Electrical impedance myography for reducing sample size in Duchenne muscular dystrophy trials. Annals of Clinical and Translational Neurology. 7 (1), 4-14 (2020).
- Rutkove, S. B., et al. Improved ALS clinical trials through frequent at-home self-assessment: a proof of concept study. Annals of Clinical and Translational Neurology. 7 (7), 1148-1157 (2020).
