Umfassendes Verständnis der inaktivitätsinduzierten Gangveränderung bei Nagetieren

Das vorliegende Protokoll beschreibt die dreidimensionale Bewegungsverfolgung/-auswertung zur Darstellung der Veränderung der Gangbewegung von Ratten nach Exposition gegenüber einer simulierten Nichtverwendungsumgebung.

Unser Protokoll bietet ein umfassendes Verfahren zur Bestimmung von Parametern für die Gelenkbewegungsanalyse. Gelenkbewegungsanalysen sind oft kompliziert, da keine umfassende Definition von Parametern vorhanden ist. Wir zeigen Standardschemata von Parameterdefinitionen, die universell auf verwandte Felder anwendbar sind.

Öffnen Sie zunächst die MotionRecorder-App. Legen Sie die Ratte auf den Laufbandgürtel. Erhöhen Sie die Bandgeschwindigkeit auf 20 Zentimeter pro Sekunde.

Wenn die Ratte normal mit der gewünschten Geschwindigkeit zu laufen beginnt, klicken Sie auf das Aufnahmesymbol, um die Videoaufnahme zu starten. Sobald 5 bis 10 aufeinanderfolgende Schritte abgeschlossen sind, stoppen Sie die Aufnahme, indem Sie auf das Aufnahmesymbol klicken. Öffnen Sie die 3DCalculator-App und die zu analysierende Videodatei.

Schneiden Sie das Video zu, indem Sie den horizontalen Schieberegler oben anpassen, um eine ausreichende Anzahl aufeinanderfolgender Schritte zu enthalten. Um die Marker zu erfassen, ziehen Sie die Markerlegenden auf dem Stick-Picture-Modell auf die entsprechende Markierung auf dem aufgenommenen Video und lassen Sie die Schaltfläche los. Klicken Sie auf das Symbol Automatische Ablaufverfolgung.

Wenn das System Marker nicht genau verfolgt oder der Tracking-Prozess aufgrund von Markerverlust anhält, wechseln Sie in den manuellen Modus, indem Sie auf das Symbol Manuell klicken. Klicken Sie auf die fehlende Markerlegende auf dem Stickbild und die entsprechende Markierung auf dem Video. Öffnen Sie die KineAnalyzer-App und laden Sie die Datei.

Gehen Sie zu Ansicht und klicken Sie auf Marker-Master-Menü bearbeiten. Es öffnet sich das Marker-Master-Bearbeitungsfenster. Klicken Sie auf das gewünschte Etikett oder die gewünschte Landmarke auf der Registerkarte "Marker" und dann auf die gewünschte Farbe.

Bei diesem Prozess wird jeder Marker einem bestimmten Orientierungspunkt zugeordnet. Erstellen Sie dann auf der Registerkarte "Link" Linien, die jedem Glied entsprechen, indem Sie nacheinander auf zwei Markierungen klicken. Weisen Sie den erstellten Linien Farben zu, indem Sie die gewünschte Farbe in der Spalte Farbe auswählen.

Definieren Sie Winkel auf der Registerkarte "Winkel". Nachdem Sie den Winkel benannt haben, weisen Sie Vektor A als Referenzlinie und Vektor B als bewegliche Linie zu, indem Sie auf die Markierungen klicken, die jeder Landmarke entsprechen. Definieren Sie dann die Richtung des Winkels mit einem Wert im Abschnitt "Oper" auf derselben Registerkarte.

Definieren Sie anschließend auf der Registerkarte "Entfernung" den Entfernungsparameter. Wählen Sie im Abschnitt "Entfernungseinstellung" zwei entsprechende Markierungen aus. Jeweils sechs Tiere wurden nach dem Zufallsprinzip entweder der Entladegruppe zugeordnet, bei der die Hinterbeine des Tieres zwei Wochen lang am Schwanz entladen wurden, oder der Kontrollgruppe, in der die Tiere frei gelassen wurden.

Die normalisierten Gelenktrajektorien für Knie und Knöchel während der Standphase zeigten, dass die unbelastete Gruppe weitere Extensions im Knie und Knöchel aufwies als die Kontrollgruppe. Zwei Wochen nach dem Entladen waren quantitative Maße wie Kniewinkel in der Mitte und Knöchelwinkel der unbelasteten Gruppe signifikant größer als die der Kontrollgruppe. Auch der Metatarso-Hüftabstand, der praktisch der Höhe des Hüftgelenks in der Mitte entspricht, war in der unbelasteten Gruppe deutlich höher.

Diese Methode gab den Forschern die Grundlagen für die Bestimmung von Gelenkbewegungsparametern. Auf diese Weise können sie spezifische Rahmenbedingungen für ihre eigenen Forschungsfragen einrichten.