体内 犬肌肉功能检测

本实验的总体目标是利用无创方法测量并表征活体犬后肢肌肉的力学特性。首先，将犬在生理实验装置中正确固定。实验的第二步是测量并记录等长收缩抽搐力矩以及强直性胫距关节屈曲力 矩。

该操作流程的第三步是进行离心收缩。最后一步是测量并记录胫跗关节伸展过程中的等长收缩抽搐力、扭矩以及强直收缩扭矩。最终，可通过一种无创的生理学方法获得结果，以显示后肢肌肉力量及其对重复离心收缩的反应。

与现有的离体分离肌肉检测等终末性研究方法相比，该技术的主要优势在于其非侵入性且耐受性良好，因而可随时间重复使用。该方法有助于回答肌肉生理学领域的一些关键问题，例如肌肉对收缩诱导的损伤或疲劳的反应。该技术的应用前景还延伸至肌营养不良症的治疗或诊断，因为该方法可用于测量犬或其他大型哺乳动物的肌肉功能。

在开展临床试验和应用于患者之前，许多新疗法的临床前研究需要使用此类大型动物。尽管该方法可为犬类模型提供参考，但也适用于其他动物模型系统，例如非人灵长类动物。通常，初次接触该方法的研究人员会因刺激电极放置过程中所需的精细操作以及对扭矩曲线预期结果的理解不足而遇到困难。该方法的可视化演示至关重要，因为电极定位步骤需要极高精度才能诱发肌肉的最大扭矩反应，因而难以掌握。

在研究中，使用动态肌肉控制（DMC）软件编写的两个协议来定义刺激和数据记录参数。第一个协议为等长收缩协议，用于单次收缩和强直收缩。第二个协议称为离心拉伸损伤协议，用于离心收缩。各协议所用的刺激器设置及软件序列详见下表，单次收缩通过1 Hz的刺激诱发。

通过50赫兹刺激可诱发强直收缩和离心收缩。在离心收缩的情况下，对收缩中的肌肉施加拉伸。这些实验包括诱发多种类型的肌肉收缩：刺激腓神经以引起屈肌的单收缩、强直收缩或离心收缩，以及刺激胫神经以引起伸肌的单收缩或强直收缩。

麻醉犬后，检查其眨眼反射，以确认动物已处于深度麻醉状态。密切监测二氧化碳、脉搏血氧饱和度和体温。在操作过程中，剃除将要放置刺激电极的侧膝关节部位的毛发。

接下来，将狗置于生理实验台上，使其呈仰卧位，后肢的股骨与胫骨呈直角，且胫骨与桌面平行。检查测力踏板是否能够安全旋转，手动移动时应感觉较为紧实。

接下来，打开生理实验装置并启动踏板。踏板的运动由伺服电机控制，而伺服电机由计算机调控。现在，轻轻地将狗的前爪放置在脚踏测量装置上，记录从旋转中心轴到外侧脚趾末端的狗爪长度。

然后使用弹性自粘绷带将狗的脚掌固定在脚踏板上。脚踏板中的换能器可记录腿部肌肉收缩的力量。通过将屏蔽的单极24号电极连接到刺激隔离单元来设置刺激电极。

戴手套后，用酒精清洁犬的皮肤，用手指触诊腓骨近端外侧稍远端的腓总神经，并标记神经位置。小心地将黑色阴极电极插入皮肤下，紧贴骨膜外，再将红色阳极电极平行于阴极电极并略偏远端插入皮下。此时，两个电极均应位于腓骨头稍远端的腓总神经内侧。随后，以1赫兹频率启动刺激器，并在监护仪上观察肌肉颤搐反应。

根据需要微调电极位置，以获得尽可能大的抽搐波幅。电极位置调整到位后，启动DMC软件采集抽搐反应。下一步是在不移动电极的情况下诱发强直收缩。

根据表格中的参数设置刺激器，以产生强直收缩。然后在软件中启动等长收缩实验程序，使肌肉产生等长强直收缩。下一个实验为离心拉伸损伤程序，该程序同样无需移动电极即可完成。

设置刺激器以产生离心收缩并开始刺激。在本方案中，以50赫兹的频率对神经进行10次、持续1秒的刺激。在这1秒内，屈肌在前800毫秒内进行等长收缩，随后在最后200毫秒内对肌肉进行拉伸。

完成一组10次离心收缩后，让肌肉休息4分钟。随后再重复两次离心拉伸损伤方案，每组之间间隔4分钟，以刺激伸肌。将电极移动至胫神经，方法是将电极垂直插入皮肤，并置于先前用于屈曲的电极位置的近端。电极的大致放置位置位于平分膝关节处90度角的直线上。

胫神经位于腓总神经的更深层且与其相邻。根据需要调整电极位置，以诱发最佳的肌肉颤搐电位。一旦电极位置确定，即在不移动电极的情况下，采用等长收缩方案诱发最大肌肉颤搐反应。

根据强直性收缩的要求调整刺激器设置。然后激活并记录胫骨跗关节伸肌的强直性收缩。使用动态肌肉分析（DMA）程序分析肌肉收缩产生的力矩及时间相关参数。

在此图中，以1赫兹频率刺激胫神经，可引发胫骨趾长伸肌的单次抽搐，用于数据分析。三个游标的设置位置如下：蓝色游标置于力矩从静息力矩开始上升的点，黄色游标置于力矩恢复至静息力矩的位置。

在松弛期之后，白色游标不再需要，因此将其放置在黄色游标右侧。该图显示了对胫神经施加持续1.5秒、频率为50赫兹的脉冲刺激，引起胫骨肌（tibial tarsal extensor muscle）产生等长的强直性收缩。进行数据分析时，需放置蓝色和黄色游标。

关于本图中的抽搐分析，偏心收缩是在胫骨跗关节屈肌中诱导产生的。经皮坐骨神经刺激引发初始的等长收缩，持续800毫秒，随后对腿部施加强制拉伸。在本数据分析中，蓝色光标定位在等长力矩开始从静息力矩上升的时刻点。

黄色光标放置在偏心拉伸力矩从等长平台期开始上升的点位处。白色光标放置在力矩恢复至静息力矩的位置。一旦掌握，若操作得当，该技术可在大约一小时内完成。在尝试此操作过程中，重要的是要记住遵循一份包含逐步检查点的打印版操作规程。

其他方法，如肌肉活检，可用于回答更多问题，例如肌肉纤维类型或转基因在表达后的表达情况。该技术为肌肉生理学领域的研究人员探索患有肌肉营养不良症犬类对运动的反应铺平了道路。观看本视频后，您应能够充分理解如何在犬类中进行无创的肌肉生理学检测。