Transformación lineal directa para la medición de la tensión de los nervios periféricos in situ durante el estiramiento

Virginia Orozco; Sriram Balasubramanian; Anita Singh

doi:10.3791/65924

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Artículo de método

Transformación lineal directa para la medición de la tensión de los nervios periféricos in situ durante el estiramiento

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DOI:

10.3791/65924

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12 de enero de 2024

Virginia Orozco¹ , Sriram Balasubramanian¹ , Anita Singh²

¹School of Biomedical Engineering, Science and Health Systems, Drexel University, ²Bioengineering Department, Temple University

En este artículo

Resumen

Este protocolo implementa un sistema de cámara de imagen estereoscópica calibrado mediante transformación lineal directa para capturar desplazamientos tridimensionales in situ de nervios periféricos estirados. Al capturar estos desplazamientos, se puede determinar la tensión inducida en diversos grados de estiramiento, informando los umbrales de lesión por estiramiento que pueden avanzar en la ciencia de la reparación nerviosa dependiente del estiramiento.

Resumen

Los nervios periféricos experimentan un estiramiento fisiológico y no fisiológico durante el desarrollo, el movimiento normal de las articulaciones, las lesiones y, más recientemente, mientras se someten a una reparación quirúrgica. Comprender la respuesta biomecánica de los nervios periféricos al estiramiento es fundamental para comprender su respuesta a diferentes condiciones de carga y, por lo tanto, para optimizar las estrategias de tratamiento y las intervenciones quirúrgicas. Este protocolo describe en detalle el proceso de calibración del sistema de cámara de imagen estereoscópica mediante transformación lineal directa y el seguimiento del desplazamiento tridimensional del tejido in situ de los nervios periféricos durante el estiramiento, obtenido a partir de las coordenadas tridimensionales de los archivos de vídeo capturados por el sistema de cámara de imagen estereoscópica calibrado.

A partir de las coordenadas tridimensionales obtenidas, se puede calcular la longitud del nervio, el cambio en la longitud del nervio y el porcentaje de deformación con respecto al tiempo para un nervio periférico estirado. El uso de un sistema de cámara de imagen estereoscópica proporciona un método no invasivo para capturar desplazamientos tridimensionales de los nervios periféricos cuando se estiran. La transformación lineal directa permite reconstrucciones tridimensionales de la longitud de los nervios periféricos durante el estiramiento para medir la deformación. En la actualidad, no existe una metodología para estudiar la deformación in situ de los nervios periféricos estirados utilizando un sistema de cámara de imagen estereoscópica calibrado mediante transformación lineal directa. Capturar la tensión in situ de los nervios periféricos cuando se estiran no solo puede ayudar a los médicos a comprender los mecanismos de lesión subyacentes del daño nervioso cuando se estiran demasiado, sino que también ayuda a optimizar las estrategias de tratamiento que se basan en intervenciones inducidas por el estiramiento. La metodología descrita en el artículo tiene el potencial de mejorar nuestra comprensión de la biomecánica de los nervios periféricos en respuesta al estiramiento para mejorar los resultados de los pacientes en el campo del tratamiento y la rehabilitación de lesiones nerviosas.

Introducción

Los nervios periféricos (NP) se estiran durante el desarrollo, el crecimiento, el movimiento normal de las articulaciones, las lesiones^{y la cirugía}. Las NP muestran propiedades viscoelásticas para proteger el nervio durante los movimientos regulares ^2,3 y mantener la salud estructural de sus fibras nerviosas². Debido a que se ha demostrado que la respuesta de la NP al estiramiento mecánico depende del tipo de daño de las fibras nerviosas⁴, las lesiones a los tejidos conectivos adyacentes ^2,4 y los enfoque....