Vi introducerer en kinematisk analysemetode, der bruger et tredimensionelt motion capture apparat, der indeholder fire kameraer og databehandlingsoftware til udførelse af funktionelle evalueringer under grundforskning, der involverer gnavermodeller.
Sammenlignet med Det Sciatic Functional Index (SFI) er kinematisk analyse en mere pålidelig og følsom metode til udførelse af funktionelle evalueringer af iskiasnerveskadegnaveremodeller. I denne protokol beskriver vi en ny kinematisk analysemetode, der bruger et tredimensionelt bevægelsesfangeapparat (3D) til funktionelle evalueringer ved hjælp af en rotteitisk nerveknusningsmodel. For det første er rotten bekendt med løbebånd gå. Markører er derefter knyttet til de udpegede knogle vartegn og rotten er lavet til at gå på løbebåndet ved den ønskede hastighed. I mellemtiden registreres rottens bageste lemmerbevægelser ved hjælp af fire kameraer. Afhængigt af den anvendte software oprettes markørsporinger ved hjælp af både automatiske og manuelle tilstande, og de ønskede data produceres efter diskrete justeringer. Denne metode til kinematisk analyse, som bruger en 3D motion capture apparat, tilbyder mange fordele, herunder overlegen præcision og nøjagtighed. Mange flere parametre kan undersøges i løbet af de omfattende funktionelle evalueringer. Denne metode har flere mangler, der kræver overvejelse: Systemet er dyrt, kan være kompliceret at betjene, og kan producere dataafvigelser på grund af hudskift. Ikke desto mindre er kinematisk analyse ved hjælp af et 3D-bevægelsesopsamlingsapparat nyttigtil udførelse af funktionelle anterior- og posteriorlimbevalueringer. I fremtiden kan denne metode blive mere og mere nyttig til at generere nøjagtige vurderinger af forskellige traumer og sygdomme.
Det sietiske funktionelle indeks (SFI) er benchmarkmetoden til udførelse af funktionelle iskiasnervens evalueringer1. SFI er blevet bredt vedtaget og anvendes ofte inden for forskellige funktionelle evalueringsundersøgelser af rottesitiske nerveskader2,3,4,5,6. På trods af sin popularitet, der er flere problemer med SFI, herunder automutilation7, fælles kontraktur risiko, og udtværing af fodspor8. Disse problemer påvirker i alvorlig grad dens prognoseværdi9. Derfor er der behov for en alternativ, mindre fejlbehæftet metode som erstatning for SFI’ en.
En sådan alternativ metode er kinematisk analyse. Dette omfatter omfattende ganganalyse ved hjælp af sporingsmarkører fastgjort til knede landemærker eller samlinger. Kinematisk analyse anvendes i stigende grad til funktionelle evalueringer9. Denne metode anerkendes gradvist som et pålideligt og følsomt værktøj til funktionel evaluering10 uden de mangler , der tilskrives SFI11,12.
I denne protokol beskriver vi en række kinematikanalyser, der bruger et 3D-bevægelsesfangeapparat bestående af et løbebånd, fire 120 Hz ladede koblede enhedskameraer (CCD) og databehandlingssoftware (se Materialetabel). Denne kinematiske analysemetode adskiller sig fra generel videogang eller ganganalyse13,14. To kameraer er placeret i forskellige retninger for at optage bageste lemmer bevægelser fra en enkelt side. Efterfølgende er en 3D digital model af den bageste lemmer konstrueret ved hjælp af computergrafik9. Vi kan beregne udpegede fælles vinkler, såsom hofte, knæ, ankel, og tå fælles, ved nøje at opsummere de faktiske lemmer dimensioner. Derudover kan vi bestemme forskellige parametre såsom skridt /trin længde og forholdet mellem holdningsfasen til swing fase. Disse rekonstruktioner er baseret på en fuldstændig rekonstrueret 3D digital model af de bageste lemmer, genereret fra data, der overføres af to sæt kameraer. Selv den imaginære tyngdepunkt (CoG) bane kan beregnes automatisk.
Vi brugte denne 3D motion capture apparat til at indføre og vurdere flere kinematiske parametre, der afslører funktionelle ændringer over tid inden for rammerne af rotte iskiasnerven knuse skade model.
I denne protokol er en stabil og kontinuerligt gangrotte den mest vitale komponent i kinematikanalyse. Løbebåndhastigheden blev sat til 20 cm/s. Denne ganghastighed betragtes på ingen måde som “høj”, hvis rotter ne bevæger sig uden pladsbegrænsninger16. Ikke desto mindre, denne hastighed er for hurtig for utrænede rotter til stably gå på løbebåndet og vil sandsynligvis resultere i en unormal gangart og nonuniform bevægelser. Disse hændelser kan i alvorlig grad påvirke datapålidelig…
The authors have nothing to disclose.
Denne undersøgelse blev støttet af JSPS KAKENHI Grant Number JP19K19793, JP18H03129 og JP18K19739.
9-0 nylon suture | Bear Medic Corporation. | T06A09N20-25 | |
Anesthetic Apparatus for Small Animals | SHINANO MFG CO.,LTD. | SN-487-0T | |
ISOFLURANE Inhalation Solution | Pfizer Japan Inc. | (01)14987114133400 | |
Kine Analyzer | KISSEI COMTEC CO.,LTD. | N.A. | A analysis software |
Liquid adhesive | KANBO PRAS CORPORATION | PT-B180 | |
Micro forceps | BRC CO. | 16171080 | |
Motion Recorder | KISSEI COMTEC CO.,LTD. | N.A. | A recording software |
Standard surgical hemostat | Fine Science Tools, Inc. | 12501-13 | |
Surgical blade No.10 | FEATHER Safety Razor CO., LTD | 100D | |
Surgical hemostat | World Precision Instruments | 503740 | |
Three-dimensional motion capture apparatus (KinemaTracer for Animal) | KISSEI COMTEC CO.,LTD. | N.A. | A 3D motion analysis system that consists of cameras |
Three-dimensional(3D) Calculator | KISSEI COMTEC CO.,LTD. | N.A. | A marker tracing software |
Treadmill | MUROMACHI KIKAI CO.,LTD | MK-685 | a treadmill with affialiated the electrical schocker, transparent sheats and a speed control apparatus |