3D Kinematische Analyse zur funktionellen Bewertung im Rattenmodell von Ischias-Nerven-Crush-Verletzungen

Tianshu Wang; Akira Ito; Junichi Tajino; Hiroshi Kuroki; Tomoki Aoyama

doi:10.3791/60267

Method Article

3D Kinematische Analyse zur funktionellen Bewertung im Rattenmodell von Ischias-Nerven-Crush-Verletzungen

DOI:

10.3791/60267

⸱

February 12th, 2020

Tianshu Wang¹ , Akira Ito² , Junichi Tajino¹^,³ , Hiroshi Kuroki² , Tomoki Aoyama¹

¹Department of Development and Rehabilitation of Motor Function, Human Health Sciences, Graduate School of Medicine, Kyoto University, ²Department of Motor Function Analysis, Human Health Sciences, Graduate School of Medicine, Kyoto University, ³Department of Otolaryngology, The Ohio State University Wexner Medical Center

Summary

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Wir führen eine kinematische Analysemethode ein, die ein dreidimensionales Bewegungserfassungsgerät mit vier Kameras und Datenverarbeitungssoftware für die Durchführung funktionaler Auswertungen während der Grundlagenforschung mit Nagetiermodellen verwendet.

Abstract

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Im Vergleich zum Sciatic Functional Index (SFI) ist die kinematische Analyse eine zuverlässigere und empfindlichere Methode zur Durchführung funktioneller Auswertungen von Ischiasnervenverletzungs-Nagetiermodellen. In diesem Protokoll beschreiben wir eine neuartige kinematische Analysemethode, die ein dreidimensionales (3D) Bewegungserfassungsgerät für funktionelle Auswertungen mit einem Ratten-Ischias-Nervenzerkleinerungs-Verletzungsmodell verwendet. Zunächst wird die Ratte mit dem Laufbandlaufen vertraut gemacht. Markierungen werden dann an den ausgewiesenen Knochenlandmarken befestigt und die Ratte wird gemacht, um auf dem Laufband mit der gewünschten Geschwindigkeit zu gehen. Inzwischen werden die hinteren Gliedmaßenbewegungen der Ratte mit vier Kameras aufgezeichnet. Je nach verwendeter Software werden Markerverfolgungen sowohl im automatischen als auch im manuellen Modus erstellt und die gewünschten Daten nach subtilen Anpassungen erstellt. Diese Methode der kinematischen Analyse, bei der ein 3D-Bewegungserfassungsgerät verwendet wird, bietet zahlreiche Vorteile, darunter überlegene Präzision und Genauigkeit. Viele weitere Parameter können im Rahmen der umfassenden Funktionsauswertungen untersucht werden. Diese Methode weist mehrere Mängel auf, die berücksichtigt werden müssen: Das System ist teuer, kann kompliziert zu bedienen sein und kann zu Datenabweichungen aufgrund von Hautverschiebungen führen. Dennoch ist die kinematische Analyse mit einem 3D-Bewegungsaufnahmegerät nützlich für die Durchführung funktioneller vorderer und hinterer Gliedmaßenauswertungen. In Zukunft könnte diese Methode immer nützlicher werden, um genaue Bewertungen verschiedener Traumata und Krankheiten zu erstellen.

Introduction

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Der Sciatic Functional Index (SFI) ist die Benchmark-Methode zur Durchführung funktioneller Ischiasnervbewertungen¹. Das SFI ist weit verbreitet und wird häufig in verschiedenen funktionellen Evaluierungsstudien über Rattenischias-Nervenverletzungen²^,³^,⁴^,⁵^,⁶verwendet. Trotz seiner Popularität, gibt es mehrere Probleme mit SFI, einschließlich Automutilation⁷, gemeinsames Kontraktierungsrisiko, und Schmierung der Fußabdrücke⁸. Diese Probl....

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Protocol

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Das Protokoll wurde vom Tierversuchsausschuss der Universität Kyoto genehmigt, und alle Protokollschritte wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien des Tierversuchskomitees der Universität Kyoto (Zulassungsnummer: MedKyo17029) durchgeführt.

1. Kennenlernen von Ratten mit Laufbandgehen

Richten Sie zwei transparente Kunststoffplatten auf beiden Seiten des Laufbandes ein, damit eine 12 Wochen alte männliche Lewis-Ratte in gerader, nach vorne gerichteter Richtung laufen kann und dann das Elektrische Stoßgitter einschaltet.
Lassen Sie jede Ratte auf dem Laufband laufen. Beschleunigen Sie das Laufband nach und nach auf die....

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Results

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Wir wählten vier Parameter aus, um funktionelle Veränderungen im Laufe der Zeit in einem Ratten-Ischias-Nervenzerkleinerungs-Verletzungsmodell zu untersuchen. Dies waren das Verhältnis der Haltung-zu-Schwenk-Phase, des Schwerpunkts (CoG), der Knöchelwinkel und der Zehenwinkel in der "Zehen-aus"-Phase⁹. 24 Ratten wurden nach dem Zufallsprinzip einer von vier Gruppen zugeordnet: der Kontrollgruppe (C), Ratten an der ersten (1w), dritten (3w) und sechsten (6w) Woche nach einer Verletzung des ischitis.......

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Discussion

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In diesem Protokoll ist eine stabile und kontinuierlich gehende Ratte der wichtigste Bestandteil der kinematischen Analyse. Die Laufbandgeschwindigkeit wurde auf 20 cm/s eingestellt. Diese Gehgeschwindigkeit gilt keineswegs als "hoch", wenn sich Ratten ohne Platzbeschränkungen bewegen¹⁶. Dennoch ist diese Geschwindigkeit für ungeübte Ratten zu schnell, um auf dem Laufband stabil zu laufen und würde wahrscheinlich zu einem ungewöhnlichen Gang und ungleichmäßigen Bewegungen führen. Diese Ereignisse .......

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Disclosures

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Die Autoren haben nichts zu verraten.

Acknowledgements

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Diese Studie wurde von JSPS KAKENHI Grant Number JP19K19793, JP18H03129 und JP18K19739 unterstützt.

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Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number	Comments
9-0 Nylon-Naht	Bear Medic Corporation.	T06A09N20-25
Anästhesiegerät für Kleintiere	SHINANO MFG CO., LTD.	SN-487-0T
ISOFLURAN Inhalationslösung	Pfizer Japan Inc.	(01)14987114133400
Kine Analyzer	KISSEI COMTEC CO.,LTD.	N.A.	Eine Analysesoftware
Flüssiger Klebstoff	KANBO PRAS CORPORATION	PT-B180
Mikrozange	BRC CO.
Motion Recorder	KISSEI COMTEC CO.,LTD.	N.A.	Eine Aufnahmesoftware
Standard-Hämostatik für chirurgische Hämostatik	Fine Science Tools, Inc.	12501-13
Chirurgische Klinge Nr. 10	FEATHER Safety Razor CO., LTD	100D
Chirurgischer Hämostat	World Precision Instruments	503740
Dreidimensionales Bewegungserfassungsgerät (KinemaTracer für Tiere)	KISSEI COMTEC CO., LTD.	N.A.	Ein 3D-Bewegungsanalysesystem, das aus Kameras besteht
Dreidimensionaler (3D) Taschenrechner	KISSEI COMTEC CO.,LTD.	N.A.	Eine Software zur Markierungsverfolgung
Laufband	MUROMACHI KIKAI CO., LTD	MK-685	ein Laufband mit elektrischem Schocker, transparenten Hüllen und einem Geschwindigkeitskontrollgerät

16171080

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kanaya, F., Firrell, J. C., Breidenbach, W. C. Sciatic function index, nerve conduction tests, muscle contraction, and axon morphometry as indicators of regeneration. Plastic and Reconstructive Surgery. 98 (7), 1264-1274 (1996).
Takhtfooladi, M. A., Jahanbakhsh, F., Takhtfooladi, H. A., Yousefi, K., Allahverdi, A.

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