تحليل مشية حركية ثلاثية الدلل للدراسات ما قبل السريرية في القوارض

3D حركية الحركة وحركة تستخدم على نحو متزايد. ولكن تعقيد معظم الأنظمة يحد من استخدامك في البحوث قبل السريرية. ما نقوم به في هذا العمل هو توفير طريقة مفصلة وبسيطة لجمع البيانات 3D خلال الحركة الرباعية في الفئران الكبار.

ويوفر النظام الموصوف تحليلاً متعمقاً للبيانات النوعية والكمية، دون الحاجة إلى خوارزميات معقدة. الجزء المفضل لدي من النظام هو براعة في الاستخدام. لقد تمكنا من استخدامه للتنقل ، فضلا عن الوصول إلى وظيفة واستيعاب.

هنا ، وسوف تظهر استخدامه للمشي حلقة مفرغة. جبل ست كاميرات في الجدار، على بعد مترين من حلقة مفرغة، وذلك باستخدام رؤوس موجهة قابلة للتعديل بدقة. زاوية قليلا أسفل الأفق لأقصى تغطية من علامات.

تجهيز كل كاميرا مع ضوء حلقة لتصور علامات عاكسة الرجعية. حدد العلامات المطلوبة للتجربة. استخدام علامات لكل من forelimbs و hindlimbs لتقييم الحركة رباعية الثنائية.

هنا، استخدمنا 22 علامة. ومع ذلك، يمكن تعديل هذا وفقا لتصميم واحد التجريبية. معايرة نظام التقاط الحركة باستخدام نظام عصا، والذي يتكون من L-الإطار والعصا.

ضع الإطار L على جهاز المشي مع الساق الطويلة للإطار L يشير نحو الاتجاه الذي سيسير فيه الجرذ. افتح برنامج التقاط الحركة. حدد السجل"لالتقاط فيديو المعايرة.

نقل إطار معايرة عصا في جميع أنحاء منطقة حلقة مفرغة في الفضاء وذلك لتغطية جميع المناطق التي سوف الفئران المشي في. سجل ما لا يقل عن دقيقة واحدة من لقطات لضمان وجود نقاط بيانات عصا كافية لمعايرة دقيقة. حفظ أشرطة الفيديو كملف معايرة 3D.

انقر بزر الماوس الأيمن فوق مجموعة الكاميرا وحدد تتبع ثلاثي الأبعاد"بعد تسجيل مقاطع الفيديو المعايرة. حدد 3D معايرة الفيديو "وحدد جميع كاميرات المعايرة"تتبع علامات L-الإطار على جميع أشرطة الفيديو الستة باستخدام وظيفة نقطة ثابتة. حدد جميع النقاط ثم حدد الزر "البحث تلقائيًا".

بعد التعقب، قم بالخروج من النافذة وحدد تعقب العصا ثلاثية الأبعاد التلقائية"تحديد الخيارات" وإلغاء تحديد الكشف عن الإطار L"بدء التعقب. بعد انتهاء البرنامج من التعقب، انقر على تعيين علامات "تعيين عصا قصيرة"عصا منتصف" ويند طويل "علامات لجميع الكاميرات الست. بعد أن تم تعقب العصا والإطار L، انقر بزر الماوس الأيمن فوق مجموعة معايرة الكاميرا"وحدد مجموعة معايرة العصا الجديدة"حدد جميع الكاميرات" واضغط باستمرار على مفتاح التحكم أثناء تحديد OK"تغيير عصا الطول، ارتفاع L-الإطار، وعدد الكاميرات وفقا لما تم استخدامه أثناء المعايرة.

قبول المعايرات مع انحراف معياري لطول العصا أقل من ثلاثة ملليمترات والمعايرة المتبقية من 0.004 أو أقل. هذا النظام متاح تجارياً. وفي هذا التقرير، نقدم دليلاً شاملاً للبحوث هنا ونستخدمه بفعالية.

ما يعجبني أكثر حول هذا البروتوكول الخاص والنظام في حدّه ، هو أن هناك مجموعة متنوعة من المزيد من النتائج ويمكن للمرء تحديد النتائج المحددة مسبقًا ذات الاهتمام التي تخص الحالة. اتأقلم الفئران على جهاز المشي لمدة 5 دقائق قبل كل دورة تدريبية. تدريب الفئران على المشي مع كامل الوزن مع تحمل على أطرافهم بسرعات مختلفة.

تدريب جميع الفئران حتى تكون قادرة على المشي باستمرار على حلقة مفرغة. قبل جمع البيانات، حلق الفئران في المناطق التي سيتم وضع علامات. Palpate الجلد لمعلم عظمي لوضع علامات بدقة.

استخدم علامات القلم للمفاصل التي تُتَمَد إلى الكوع والركبة. حدد زر الكاميرا الحمراء في الشريط العلوي لبرنامج التقاط الحركة لتسجيل تجربة. السماح للجرذ على المشي لمدة 30 ثانية تقريبا أو ما لا يقل عن 10 خطوات مستمرة.

إنشاء مجموعة كاميرا جديدة لكل محاكمة بعد حفظ الفيديو المسجل. يمكن استخدام البرنامج المعروض في هذا البروتوكول من قبل الطلاب والموظفين والباحثين دون الحاجة إلى الخبرة التقنية. هذه العملية سهلة الاستعمال ويمكن أن يتقن بسهولة مع القليل من الممارسة.

يمكن تنفيذ هذا البروتوكول في حوالي 45 دقيقة إلى ساعة واحدة، اعتماداً على كمية البيانات المطلوبة. انقر بزر الماوس الأيمن فوق مجموعة الكاميرا لتتبع الحركة. حدد التعقب 2D"حدد من سبعة إلى 10 أفضل الخطوات المستمرة والثابتة للتتبع.

انقر بزر الماوس الأيمن فوق علامة الاهتمام وحدد التتبع التلقائي"الذي سيكشف عن النقاط الدائرية الساطعة التي تم إنشاؤها بواسطة علامات عاكسة رجعية. بدلا من ذلك ، علامات المسار باستخدام مطابقة النقش ، والتي سوف تستخدم خوارزمية مدمجة في البرنامج لتتبع علامات على أساس الحجم واللون. تتبع علامات سوداء باستخدام معالجة الصور المتقدمة عن طريق عكس علامات سوداء إلى نقاط مضيئة لتتبع التلقائي.

تتبع يدويا وتصحيح علامات غير قابلة للكشف أو أخطاء في تتبع. انقر بزر الماوس الأيمن فوق مراحل"وحدد تحرير نموذج المرحلة"تخصيص مراحل دورة المشية لكل طرف وفقا للعجز يختار المرء لدراسة. تعيين مراحل من دورة مشية لكل طرف داخل البرنامج باستخدام إضافة المرحلة "زر أو مفتاح الاختصار F11.

تنفيذ حسابات ثلاثية الأبعاد بعد تتبع جميع الكاميرات الستة. انقر بزر الماوس الأيمن فوق مجموعة الكاميرا وحدد حسابات جديدة ثلاثية الأبعاد"سيظهر مجلد جديد. توليد البيانات ذات الاهتمام، مثل ارتفاع مشترك أو سرعة الرسوم البيانية مع نقاط البيانات عن طريق سحب خارج علامة الفائدة لعرض جنبا إلى جنب مع مراحل مشية المعينة.

انقر فوق الرسم التخطيطي ثلاثي الأبعاد "لإنشاء شكل ثلاثي الأبعاد للتجربة. هذا الرقم يظهر ملف تعريف زاوية الكوع في الفئران صحية تمثيلية المشي على حلقة مفرغة. لاحظ أن المعدلات الصحية قادرة على الخطوة باستمرار لفترات أطول.

تمثل القمم الأحادية السلسة دورات مشي مع مجموعة كاملة من الحركة. إن مرحلة الموقف المتناوب ومدد الطور البديل، مع التوقيت المتسق في كل خطوة، يدل على التنسيق العادي داخل المنطقة. في المقابل، الدوس المستمر هو أقل شيوعا بعد الإصابة.

يوضح ملف زاوية الكوع للفأر المصاب في العمود الفقري التمثيلي قمم مشوهة متعددة ، والتي هي أقل اتساقًا ونطاقًا أصغر من الحركة. وبالإضافة إلى ذلك، إطالة مرحلة الموقف وتقصير فترات المرحلة البديلة يشير إلى نقص في التنسيق intralimb ل forelimb الحق. ويبين هذا الشكل البيانات التمثيلية المرسومة للتنسيق داخل المنطقة بين زوجين من الأطراف.

يظهر فئران سليم ممثل تنسيق إيقاعي متناوب محدد جيدًا ، والذي يُنظر إليه على أنه نمط على شكل حرف L في مؤامرة خط مبعثر. في المقابل، ممثل الحبل الشوكي العنقي إصابة الفئران يدل على سوء غير بالتناوب، والتنسيق غير الإيقاعي بين اثنين من قبل. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد حول كيفية إعداد ومعايرة نظام التقاط الحركة متعدد الكاميرا ، وكيفية إعداد الجرذ لالتقاط الحركة ، وكيفية تسجيل حركة حلقة مفرغة ، وكيفية الحصول على وتحليل البيانات الحركية ثلاثية الأبعاد الناتجة.

الهدف النهائي للباحثين بعد ذلك، هو استخدام هذه الأدوات تقييم السيارات عالية المعايير والقيام بأبحاثنا على أساس روتيني لفك آثار التدخلات على الانتعاش الحركي بعد الروثومة العصبية.