Name: Direkte lineare Transformation zur Messung der in-situ peripheren Nervendehnung während der Dehnung (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-01-12T13:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 26 s
Description: Erfahren Sie die direkte lineare Transformation zur Messung der in-situ peripheren Nervendehnung mit einem Stereo-Kamerasystem. Diese Methode ermöglicht die Bestimmung von Dehnungsschwellen für die Nervenregeneration.

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Diese Forschung wurde mit Mitteln des Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development der National Institutes of Health unter der Fördernummer R15HD093024 und R01HD104910A und dem NSF CAREER Award Nummer 1752513 unterstützt.

Biomechanische Analyse peripherer Nerven mittels DLT-kalibrierter Stereo-Bildgebung

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</ol>

Die Autoren haben keine Interessenkonflikte offenzulegen.

Studien, die über biomechanische Eigenschaften peripherer Nerven (PNs) aufgrund von Dehnungsverletzungen berichten, variieren, und diese Variation kann auf Testmethoden wie Testgeräte und Dehnungsanalysen zurückgeführt werden 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,16,24 . Dieses Protokoll bietet eine detaillierte Beschreibung zur Erfassung dreidimensionaler (3D) Gewebeverschiebungen von PNs während der Dehnung unter Verwendung eines mit direkter linearer Transformation (DLT) kalibrierten Stereokamerasystems. Die folgenden kritischen Schritte müssen für eine robuste Dehnungsanalysemethode befolgt werden. Zunächst muss das 3D-Steuervolumen mindestens 30 Punkte haben. Zweitens müssen die Lautstärkepunkte der 3D-Steuerung mit dem Digitizer mit dem Fußpedal und dem Programm DLTcal5.m22 in die gleiche Richtung digitalisiert werden. Drittens muss das Stereokamerasystem bei der Aufnahme eines Bildes der 3D-Lautstärke auf der maximalen Höhe des aufzunehmenden Objekts (d. h. 6 cm für die aktuelle Studie) platziert werden. Viertens müssen die Benutzer wissen, welche die linke und die rechte Kameraansicht sind. Schließlich muss die Verfolgung der Markierungstrajektorie auf Video 1 (d. h. linke Kameraansicht) und dann auf Video 2 (d. h. rechte Kameraansicht) abgeschlossen werden.
MATLAB 2019A oder eine neuere Version muss heruntergeladen werden und die Add-ons Image Acquisition Toolbox, Computer Vision Toolbox, Image Processing Toolbox, Curve Fitting Toolbox, Statistics and Machine Learning Toolbox und Financial Analysis Toolbox müssen ebenfalls installiert sein.
DLT ist eine vielseitige Methode, die für die Kamerakalibrierung, 3D-Rekonstruktion, Objektverfolgung und Bewegungsanalyse eingesetzt werdenkann 20,22,23,25,26. Darüber hinaus bietet DLT eine robuste und genaue Methodik für die Kamerakalibrierung, da sie eine präzise Schätzung von Kameraparametern ermöglicht, einschließlich intrinsischer Parameter (d. h. Brennweite) und extrinsischer Parameter (d. h. Rotation, Translation)20,22. In früheren Studien wurden DLT-kalibrierte Stereokamerasysteme verwendet, um die Fortbewegungs- und Ganganalyse von Menschen23 oder Tiermodellen22 zu untersuchen. Die vorgestellte Methodik kann leicht in jede Studie implementiert werden, die die biomechanischen Reaktionen von PNs auf Dehnungsverletzungen untersucht. Dieses Protokoll bietet Open-Source- bzw. benutzerdefinierte MATLAB-Codes, die zur Kalibrierung eines Stereobildkamerasystems und zur Verfolgung von 3D-Gewebeverschiebungen von PNs während der Dehnung verwendet bzw. erstellt werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein DLT-kalibriertes Stereokamerasystem eine umfassendere Methodik zur Bestimmung der Dehnung von PNs als Reaktion auf Dehnung bieten kann. Ziel der vorliegenden Studie ist es, eine Methodik zu entwickeln, die eine Stereokamera und DLT verwendet, um die in-situ-Dehnung in gedehnten PNs zu messen. Die Entwicklung einer solchen Methode wird bei der Quantifizierung der 3D-Dehnung in PNs während der Dehnung helfen. Studien, die das Versagen gedehnter PNs untersuchen, haben gezeigt, dass es zu maximaler Dehnung, anhaltender Verformung, regionaler Dehnungsvariation und Versagensort führt, was die Bedeutung des Verständnisses der biomechanischen Reaktion von PNs auf Dehnungunterstreicht 9,27,28. Darüber hinaus haben Studien gezeigt, dass PNs strukturelle Veränderungen erfahren, wenn sie Dehnungsverletzungen ausgesetzt sind28,29. Das Verständnis der Schwellenwerte von PNs, die diese Veränderungen ertragen, ist von entscheidender Bedeutung, da es Einblicke in die Resilienz und Integrität von gestreckten PNs geben kann28,29. Daher kann die umfassende Quantifizierung des Ausmaßes von Dehnungsverletzungen bei PNs zukünftigen Studien helfen, strukturelle Veränderungen und funktionelle Defizite zu korrelieren und ein tieferes Verständnis des Verletzungsmechanismus im Zusammenhang mit der PN-Dehnung zu ermöglichen. Daher ist diese aktuelle Studie ein wichtiger erster Schritt, um das Verständnis der Verletzungsbiomechanik von PNs zu verbessern und Klinikern dabei zu helfen, Behandlung und Rehabilitation zu optimieren, um die Lebensqualität der Patienten zu verbessern und das Leiden an PN-Verletzungen zu lindern. Darüber hinaus können das detaillierte Protokoll und die ergänzenden Dateien, die in der Studie zur Verfügung gestellt werden, in bestehende Biomechanik-Lehrmodule integriert werden und das Erlernen der DLT-Technik30 durch die Studierenden verbessern.

Periphere Nerven (PNs) werden während der Entwicklung, des Wachstums, der normalen Gelenkbewegung, der Verletzung und der Operation gedehnt1. PNs weisen viskoelastische Eigenschaften auf, um den Nerv bei regelmäßigen Bewegungenzu schützen 2,3 und die strukturelle Gesundheit seiner Nervenfasernzu erhalten 2. Da gezeigt wurde, dass die Reaktion von PN auf mechanische Dehnung von der Art der Nervenfaserschädigung4, Verletzungen des angrenzenden Bindegewebes 2,4 und Testansätzen (d. h. Belastungsrate oder -richtung) abhängt5,6,7,8,9,10,11,12,13,14 ist es wichtig, die biomechanischen Reaktionen von PNs während des normalen Bewegungsumfangs von dem nicht-physiologischen Bereich sowohl bei langsamen als auch bei schnellen Dehnungsraten zu unterscheiden. Dies kann das Verständnis des PN-Verletzungsmechanismus als Reaktion auf Dehnung fördern und zu einer rechtzeitigen und optimierten Intervention beitragen 1,4,15,16. In der Physiotherapie gibt es einen zunehmenden Trend, die Beziehung zwischen Nervenphysiologie und Biomechanik zu bewerten und zu intervenieren17. Durch das Verständnis der Unterschiede in der PN-Biomechanik bei verschiedenen applizierten Lasten können Physiotherapeuten besser darauf vorbereitet sein, aktuelle Interventionen zu modifizieren17.
Die verfügbaren biomechanischen Daten von PNs als Reaktion auf Dehnung bleiben variabel und können auf Testgeräte und -verfahren sowie Unterschiede in der Analyse von Dehnungsdatenzurückgeführt werden 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,16. Darüber hinaus ist die Messung der dreidimensionalen (3D) in-situ-Nervenverschiebung in der derzeit verfügbaren Literatur nach wie vor unzureichend beschrieben. In früheren Studien wurden Stereobildgebungsverfahren verwendet, um die Genauigkeit der 3D-Rekonstruktion der Gewebeverschiebung von Facettengelenkkapseln zu maximieren18,19. Die Technik der direkten linearen Transformation (DLT) ermöglicht die Umwandlung von zwei oder mehr zweidimensionalen (2D) Ansichten in reale 3D-Koordinaten (d. h. in mm)20,21,22. DLT bietet eine hochgenaue Kalibrierungsmethode für Stereokamerasysteme, da sie eine präzise Rekonstruktion von 3D-Positionen unter Berücksichtigung von Linsenverzerrungen, Kameraparametern und Bildkoordinaten ermöglicht und Flexibilität bei der Einrichtung von Stereokameras ermöglicht 20,21,22. Studien mit DLT-kalibrierten Stereokamerasystemen werden in der Regel zur Untersuchung der Fortbewegungs- und Ganganalyse verwendet22,23. Dieses Protokoll zielt darauf ab, eine detaillierte Methodik zur Bestimmung der in-situ-Dehnung von PNs bei unterschiedlichen Dehnungsgraden unter Verwendung eines DLT-kalibrierten Stereobildkamerasystems und einer Open-Source-Tracking-Software22 anzubieten.

<table><tbody><tr><td>Klares Acryl-Plexiglas Quadratische Platte</td><td>W W Grainger Inc</td><td>BULKPSACR9</td><td>Konstruieren Sie ein dreidimensionales Kontrollvolumen</td></tr><tr><td>Stereo-Imaging-Kamerasystem - ZED Mini Stereo Camera</td><td>StereoLabs Inc.</td><td>N/A</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Bildgebungssoftware - ZED SDK</td><td>StereoLabs Inc.</td><td>N/A</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Wartungssoftware - CUDA 12</td><td>StereoLabs Inc.</td><td>N/A</td><td>Download zum Ausführen des ZED SDK&nbsp;</td></tr><tr><td>Kameraständer - Dreieckiger Stützständer aus Gusseisen mit Stange</td><td>Telrose VWR Choice</td><td>76293-346</td><td>N/A</td></tr><tr><td>MicroSribe G2 Digitizer mit Immersionsfußpedal</td><td>SUMMIT Technology Group</td><td>N/A</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Proramming Software - MATLAB&nbsp;</td><td>Mathworks</td><td>N/A</td><td>Version 2019A oder neuer</td></tr><tr><td>DLTcal5.m</td><td>Hedrick Lab</td><td>N/A</td><td>Open Source</td></tr><tr><td>DLTdv7.m</td><td>Hedrick Lab</td><td>N/A</td><td>Open Source</td></tr></tbody></table>

direkte lineare transformation zur messung der in-situ peripheren nervendehnung während der dehnung

Direct Linear Transformation for the Measurement of In-Situ Peripheral Nerve Strain During Stretching

Periphere Nerven erfahren während der Entwicklung, bei normalen Gelenkbewegungen, bei Verletzungen und in jüngerer Zeit bei chirurgischen Reparaturen physiologischen und nicht-physiologischen Dehnungen. Das Verständnis der biomechanischen Reaktion peripherer Nerven auf Dehnung ist entscheidend für das Verständnis ihrer Reaktion auf unterschiedliche Belastungsbedingungen und damit für die Optimierung von Behandlungsstrategien und chirurgischen Eingriffen. Dieses Protokoll beschreibt detailliert den Kalibrierungsprozess des Stereokamerasystems mittels direkter linearer Transformation und die Verfolgung der dreidimensionalen in-situ Gewebeverlagerung peripherer Nerven während der Dehnung, erhalten aus dreidimensionalen Koordinaten der Videodateien, die von dem kalibrierten Stereokamerasystem erfasst wurden.
Aus den erhaltenen dreidimensionalen Koordinaten können für einen gedehnten peripheren Nerv die Nervenlänge, die Veränderung der Nervenlänge und die prozentuale Belastung in Bezug auf die Zeit berechnet werden. Die Verwendung eines Stereo-Imaging-Kamerasystems bietet eine nicht-invasive Methode zur Erfassung dreidimensionaler Verschiebungen peripherer Nerven bei Dehnung. Die direkte lineare Transformation ermöglicht die dreidimensionale Rekonstruktion der peripheren Nervenlänge während der Dehnung, um die Dehnung zu messen. Derzeit gibt es keine Methodik, um die in-situ-Belastung von gedehnten peripheren Nerven mit einem stereobildgebenden Kamerasystem zu untersuchen, das durch direkte lineare Transformation kalibriert wurde. Die Erfassung der in-situ-Belastung peripherer Nerven bei Dehnung kann Ärzten nicht nur dabei helfen, die zugrunde liegenden Verletzungsmechanismen von Nervenschäden bei Überlastung zu verstehen, sondern auch Behandlungsstrategien zu optimieren, die auf dehnungsinduzierten Interventionen beruhen. Die in der Arbeit beschriebene Methodik hat das Potenzial, unser Verständnis der Biomechanik der peripheren Nerven als Reaktion auf Dehnung zu verbessern, um die Patientenergebnisse im Bereich der Behandlung und Rehabilitation von Nervenverletzungen zu verbessern.

Mit der beschriebenen Methodik werden verschiedene Ausgabedateien erhalten. Die Datei DLTdv7.m *_xyzpts.csv (Ergänzende Datei 12) enthält die Koordinaten (x, y, z) in Millimetern jedes verfolgten Punktes in jedem Zeitrahmen, der weiter zur Berechnung der Länge, Längenänderung und Dehnung des gestreckten PN verwendet wird. Repräsentative Längen-Zeit-, Längenänderungs- und Dehnungs-Zeit-Diagramme eines gestreckten PN sind in Abbildung 10 dargestellt. Der gestreckte PN hatte einen Einfügemarker, vier Marker entlang seiner Länge und einen Klemmmarkierer, der aus sechs Segmenten bestand. Durch die Quantifizierung der Gesamt- und Segmentdehnungen des gedehnten PN wird ein besseres Verständnis der Inhomogenität dieser Strukturen sowie des segmentalen Beitrags zur Gesamtdehnung gewonnen. Die Längen-Zeit-Diagramme (Abbildung 10A) und die Änderung in den Längen-Zeit-Diagrammen (Abbildung 10B) werden zur Berechnung der Dehnungs-Zeit-Diagramme (Abbildung 10C) verwendet. Zusätzlich zu den Diagrammen wird eine Tabelle (Ergänzungsdatei 17) mit den Diagrammdaten (d. h. Zeit, Länge, Längenänderung und Dehnung) exportiert.
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65924/65924fig10.jpg"> Abbildung 10: Repräsentative Diagramme der Dehnungszeit, der Änderung der Länge und der Zeit eines gedehnten peripheren Nervs. (A) Langzeitdiagramme des gesamten Nervs (d. h. Segment 1) und für alle Segmente zwischen benachbarten Markern (d. h. Segmente 2-6). (B) Veränderung der Längen-Zeit-Plots des gesamten Nervs (d.h. Segment 1) und für alle Segmente zwischen benachbarten Markern (d.h. Segmente 2-6). (C) Dehnungs-Zeit-Diagramme des gesamten Nervs (d. h. Segment 1) und für alle Segmente zwischen benachbarten Markern (d. h. Segmente 2-6). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/65924fig10large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
Die anderen drei DLTdv7.m-Ausgabedateien (Ergänzende Datei 11, Ergänzende Datei 13 und Ergänzende Datei 14) und das Ausgabeprojekt (Ergänzende Datei 15) werden verwendet, um das Projekt neu zu laden, falls die Trajektorien der Markierungspunkte neu verfolgt werden müssen.
Ergänzende Abbildung S1: Ausgabebild der dreidimensionalen (3D) Regellautstärke. Ausgabebild des 3D-Regelvolumens, das mit dem parallelen Stereo-Imaging-Kamerasystem und dem Imaging-Softwaresystem für die direkte lineare Transformationskalibrierung aufgenommen wurde. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S1_Output%20Image_3D%20Control%20Volume%20Combined%20Image.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Abbildung S2: Linkes Bild des dreidimensionalen (3D) Regelvolumens. Linkes Bild des 3D-Steuervolumens, das für die Kalibrierung der direkten linearen Transformation verwendet wird. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S2_Left%20Image_3D%20Control%20Volume.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Abbildung S3: Rechtes Bild des dreidimensionalen (3D) Reglervolumens. Rechtes Bild des 3D-Kontrollvolumens, das für die Kalibrierung der direkten linearen Transformation verwendet wird. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S3_Right%20Image_3D%20Control%20Volume.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Abbildung S4: Längen-Zeit-Ausgabediagramme. (A-F) Längen-Zeit-Ausgabediagramme für jedes Segment in jedem Zeitrahmen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S4_Length-Time%20Plots.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Abbildung S5: Änderung der Langzeit-Ausgabediagramme. (A-F) Änderung der Längen-Zeit-Ausgabediagramme jedes Segments in jedem Zeitrahmen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S5_Change%20in%20Length-Time%20Plots.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Abbildung S6: Dehnungs-Zeit-Ausgabediagramme. (A-F) Längen-Zeit-Ausgabediagramme für jedes Segment in jedem Zeitrahmen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S6_Strain-Time%20Plots.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 1: Benutzerdefinierter MATLAB-Code crop_left_right_stereoimage.m. Benutzerdefinierter MATLAB-Code, der verwendet wird, um das Ausgabebild in zwei Bilder zu unterteilen, jeweils ein linkes und rechtes Bild. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/crop_left_right_stereoimage.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 2: DLTcal5.m22. Open-Source-MATLAB-Code, der verwendet wird, um die direkten linearen Transformationskoeffizienten des parallelen Stereo-Imaging-Kamerasystems zu erhalten. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/DLTcal5.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 3: Dreidimensionale (3D) Volumenregler für digitalisierte Punkte. Tabellenkalkulationsdatei (3D-Steuerung Volume_Digitized Pts.csv), die die digitalisierten Punkte (x, y, z) in Millimetern der Punkte auf dem 3D-Steuervolumen enthält. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/3D%20Control%20Volume_Digitized%20Pts.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 4: DLTcal5.m-Ausgabetabellendatei, die die (x, y) Pixelkoordinaten der dreidimensionalen (3D) Kontrolllautstärkepunkte enthält. Ausgabe einer Tabellenkalkulationsdatei (cal01_JOVE_test_xypts.csv), die die (x, y) Pixelkoordinaten der 3D-Kontrolllautstärkepunkte mit DLTcal5.m22 enthält. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/cal01_JOVE_test_xypts.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 5: DLTcal5.m-Ausgabetabellendatei, die die 11 Koeffizienten der direkten linearen Transformation (DLT) enthält. Ausgabe einer Tabellenkalkulationsdatei (cal01_JOVE_test_DLTcoefs.csv) mit den 11 DLT-Koeffizienten für die linke und rechte Kameraansicht des Stereokamerasystems mit DLTcal5.m22. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/cal01_JOVE_test_DLTcoefs.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 6: Benutzerdefinierter MATLAB-Code crop_left_right_stereovideo.m. Benutzerdefinierter MATLAB-Code, der verwendet wird, um die Ausgabevideodatei in zwei Videodateien zu unterteilen, eine Videodatei für die linke und die rechte Kamera. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/crop_left_right_stereovideo.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 7: Ausgabevideodatei eines gedehnten peripheren Nervs. Ausgabevideodatei (nerve3_105-Nov-2021video.avi) eines gedehnten peripheren Nervs, die die kombinierten Videodateien der linken und rechten Kameraansicht enthält. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021video.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 8: Videodatei der linken Kamera (d. h. Video 1) eines gedehnten peripheren Nervs. Videodatei (nerve3_105-Nov-2021video_left.avi) der linken Kamera eines gedehnten peripheren Nervs, der zur Verfolgung von Markierungspunkttrajektorien mit DLTdv7.m22 verwendet wird. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021video_left.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 9: Videodatei aus der rechten Kameraansicht (d. h. Video 2) eines gedehnten peripheren Nervs. Videodatei (nerve3_105-Nov-2021video_right.avi) eines gedehnten peripheren Nervs, der zur Verfolgung von Maker-Punkttrajektorien mit DLTdv.7.m22 verwendet wird. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021video_right.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 10: DLTdv7.m22. Open-Source-MATLAB-Code, der zur Verfolgung von Markierungspunkttrajektorien von Videodateien verwendet wird, die von einem Stereobildkamerasystem erhalten wurden, das mit direkter linearer Transformation kalibriert wurde. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/DLTdv7.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 11: Ausgabedatei DLTdv7.m *_xypts.csv. Die erste Ausgabedatei von DLTdv7.m ist *_xypts.csv (nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xypts.csv) enthält die Pixelkoordinaten (x1, y1), (x2, y2), etc... für jeden verfolgten Punkt in jedem Zeitrahmen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xypts.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 12: Ausgabedatei DLTdv7.m *_xyzpts.csv. Die zweite Ausgabedatei von DLTdv7.m ist *_xyzpts.csv (nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xyzpts.csv) enthält die realen Koordinaten in Millimetern (x1, y1, z1), (x2, y2, z2) usw. für jeden verfolgten Punkt in jedem Zeitrahmen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xyzpts.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 13: Ausgabedatei DLTdv7.m *_xyzres.csv. Die dritte Ausgabedatei DLTdv7.m ist *_xyzres.csv (nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xyzres.csv) enthält das DLT-Residuum für jeden verfolgten Punkt in jedem Zeitrahmen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xyzres.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 14: Ausgabedatei DLTdv7.m *_offset.csv. Die erste DLTdv7.m-Ausgabedatei ist *_offset.csv (nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_offsets.csv) enthält den Offset von Video 1 und Video 2 für jeden verfolgten Punkt in jedem Zeitrahmen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_offsets.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 15: DLTdv7.m Projektausgabedatei *_dvProject.mat. Die Projektausgabedatei DLTdv7.m (nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_dvProject.mat) enthält die Pfade der Videodateien, alle Schnittstelleneinstellungen, alle angeklickten Markierungspunkttrajektorien und Kalibrierungsinformationen, die ein einfaches erneutes Laden des Projekts ermöglichen, um bei Bedarf Änderungen vorzunehmen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_dvProject.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 16: Benutzerdefinierter MATLAB-Code PercentStrain_3D.m. Benutzerdefinierter MATLAB-Code, der zur Berechnung der Länge, der Längenänderung und der prozentualen Dehnung eines gedehnten Nervs zwischen benachbarten Markern zu jedem Zeitpunkt verwendet wird. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/PercentStrain_3D.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzungsdatei 17: PrecentStrain_3D.m-Ausgabedatei *_3Dstrain.xls. Ausgabedatei *_3Dstrain.xls (nerve3_105-Nov-2021_3Dstrain.xls), die Zeit, Länge, Längenänderung und Dehnung jedes verfolgten Punktes in jedem Zeitrahmen enthält. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021_3Dstrain.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>

Dieses Protokoll implementiert ein Stereo-Imaging-Kamerasystem, das mittels direkter linearer Transformation kalibriert wurde, um dreidimensionale in-situ-Verschiebungen von gedehnten peripheren Nerven zu erfassen. Durch das Erfassen dieser Verschiebungen kann die bei unterschiedlichen Dehnungsgraden induzierte Dehnung bestimmt werden, die die Schwellen für Dehnungsverletzungen informiert, die die Wissenschaft der dehnungsabhängigen Nervenreparatur voranbringen können.

Direkte lineare Transformation zur Messung der in-situ peripheren Nervendehnung während der Dehnung

Peripheral nerves undergo physiological and non-physiological stretch during development, normal joint movement, injury, and more recently while ...

Besorgen Sie sich zunächst drei quadratische Acryl-Plexiglasplatten. Erstellen Sie auf jedem Blatt ein Raster, und markieren Sie mindestens 10 Punkte, wobei Sie sicherstellen, dass mindestens 30 Punkte über das 3D-Steuervolumen auf den X-, Y- und Z-Koordinatenebenen vorhanden sind. Stapeln Sie die Blätter in verschiedenen Höhen, um die maximale Höhe der beabsichtigten Aufnahme zu erfassen.Digitalisieren Sie mit einem Digitizer, der mit einem Fußpedal ausgestattet ist, alle Punkte auf der 3D-Lautstärkeregelung. Legen Sie den Ursprung des 3D-Steuerwürfels fest, und definieren Sie die positiven x- und y-Richtungen, um die x-, y- und z-Koordinaten zu erhalten. Legen Sie auf der Benutzeroberfläche der Digitalisierer-Software den Ursprung bzw. die positive x- und y-Achse auf dem Bezugsrahmen fest.Öffnen Sie ein neues Excel-Arbeitsblatt, um die X-, Y- und Z-Koordinaten des Steuervolumens zu speichern. Legen Sie dann auf der Benutzeroberfläche der Digitalisierer-Software die Formatzeichenfolgen auf Excel fest, um die Koordinaten auf dem 3D-Steuervolumen zu speichern. Wenn die X-, Y- und Z-Koordinaten mit dem Digitalisierer und dem Fußpedal digitalisiert werden, werden sie in einer geöffneten Excel-Tabelle aufgezeichnet.Um sie zu dokumentieren, öffnen Sie eine Excel-Tabelle und speichern Sie die Koordinaten als csv-Datei.

direct-linear-transformation-for-measurement-situ-peripheral-nerve

Research

Forschung

JoVE Journal

Bioengineering

Biotechnik

Dieses Video zeigt Modulation der Reflex-Aktivität, willentliche Kraft und Gehfähigkeit durch klinische und quantitative Beurteilung bei Personen mit motorischen unvollständige SCI als Folge der akuten oralen Verabreichung eines Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRI).

Methoden zur pharmakologisch induzierten Veränderungen der motorischen Funktion in Human Unvollständige SCI Quantify

Messungen der Nervenleitungseigenschaften in vivo beispielhaft ein leistungsfähiges Werkzeug, um verschiedene Tiermodellen für neuromuskuläre Erkrankungen zu charakterisieren. Hier präsentieren wir eine einfache und zuverlässige Protokoll, mit dem elektrophysiologische Analysen über Ischiasnerven von betäubten Mäusen durchgeführt werden.

In-vivo-Elektrophysiologische Messungen an Maus Ischiasnerven

Wir stellen in diesem Artikel ein neues Streck Plattform, die verwendet werden können, um einzelne Zellantworten auf komplexe anisotropen biaxiale mechanische Verformung zu untersuchen und zu quantifizieren, die mechanischen Eigenschaften von biologischen Geweben.

A Novel Stretching-Plattform für Anwendungen in der Zell-und Gewebe Mechanobiologie

Muskel sensorischen Neuronen sind in proprioceptor Signalübertragung beteiligt und auch auf Stoffwechselzustand und Verletzungen bezogene Ereignisse zu berichten. Wir beschreiben einen erwachsenen Maus in vitro Muskel-Nerven Vorbereitung für Studien über Stretch-aktivierte Muskel Afferenzen.

Ein In-vitro- Adult Maus Muskel-Nerven Vorbereitung für das Studium der Brenneigenschaften des Muskel-Afferenzen

Die Analyse der Kontraktionseigenschaften von chemisch gehäutet oder durchlässig gemacht, Skelettmuskelfasern bietet ein leistungsfähiges Mittel, um die Muskelfunktion auf der Ebene der einzelnen Muskelzelle zu bewerten. In diesem Artikel beschreiben wir eine valide und zuverlässige Technik für die Vorbereitung und Prüfung durchlässig gemacht Skelettmuskelfasern in vitro.

Die Messung der isometrischen Maximalkraft von permeabilisierten Skelettmuskelfasern generiert

Ein neuartiges Bildgebungsprotokoll wurde entwickelt, das einen speziellen motorbetriebenen mechanischen Aktuator verwendet, um die Messung von Echtzeitreaktionen auf mechanische Dehnung in lebenden Zellen zu ermöglichen. Das für die Mechanobiologie relevante System kann Dehnungen von bis zu 20 % aufbringen und ermöglicht gleichzeitig eine Bildgebung nahezu in Echtzeit mit konfokaler oder Rasterkraftmikroskopie.

Live Cell Imaging bei Mechanical Stretch

Mit Hilfe eines robotischen isokinetischen Geräts mit Elektromyographie-Messungen (EMG) veranschaulicht dieses Protokoll, dass die isokinetische Bewegung selbst die Interrater-Zuverlässigkeit für den Fangwinkel bei Schlaganfallpatienten mit leichter Ellbogenflexorspastik verbessern kann.

Isokinetic Robotic Device zur Verbesserung der Test-Retest und Inter-Rater Zuverlässigkeit für Stretch Reflex Messungen bei Schlaganfall-Patienten mit Spastik

Diese Arbeit präsentiert einen Dehnungsmesssensor, der aus einem Verstärkungsmechanismus und einem Polydimethylsiloxan-Mikroskop besteht, das mit einem verbesserten 3D-Drucker hergestellt wird.

Herstellung eines Strain-Messgeräts mit verbessertem 3D-Drucker

In diesem Artikel wird ein Open-Source-Algorithmus zur digitalen Bildkorrelationsalgorithmus zur Messung lokaler 2D-Gewebestämme in Sehnenexplantaten beschrieben. Die Genauigkeit der Technik wurde mit mehreren Techniken validiert und steht der Öffentlichkeit zur Verfügung.

Messung lokaler Gewebebelastungen in Sehnen mittels digitaler Open-Source-Bildkorrelation

Hier präsentieren wir ein vielseitiges äquibiaxiales Streckgerät, das pneumatisch betätigt wird und mit der hochauflösenden Mikroskopie kompatibel ist.

Äquibiaxiales Stretching-Gerät für die konfokale Fluoreszenzmikroskopie mit lebenden Zellen mit hoher Vergrößerung

Hier stellen wir ein neuartiges Gerät vor, das isotrope und uniaxiale Dehnungswellenformen auf Zellen anwendet und gleichzeitig Kultur auf Substraten mit abstimmbarer Steifigkeit und anpassbaren Proteinmatrizen unterstützt. Diese einfache, wirtschaftliche Plattform ermöglicht es Forschern, zu untersuchen, wie mechanische Hinweise die zelluläre Funktion sowohl in grundlegenden Studien als auch in krankheitsrelevanten Kontexten regulieren.

Eine neuartige Plattform für in vitro zelluläre Dehnung und Bildgebung

Erfahren Sie die direkte lineare Transformation zur Messung der in-situ peripheren Nervendehnung mit einem Stereo-Kamerasystem. Diese Methode ermöglicht die Bestimmung von Dehnungsschwellen für die Nervenregeneration.

Direkte lineare Transformation zur Messung der in-situ peripheren Nervendehnung während der Dehnung

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