Name: Transformation linéaire directe pour la mesure de la tension nerveuse périphérique in situ pendant l’étirement (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-01-12T13:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 26 s
Description: Découvrez la transformation linéaire directe pour mesurer la tension nerveuse périphérique in situ pendant l'étirement. Cette méthode stéréo-imagerie calibrée capture les déplacements 3D et détermine les seuils de déformation pour la réparation nerveuse.

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Cette recherche a été financée par le Fonds de l’Institut national Eunice Kennedy Shriver de la santé infantile et du développement humain des Instituts nationaux de la santé sous le numéro de prix R15HD093024 et R01HD104910A et le prix NSF CAREER numéro 1752513.

Analyse biomécanique des nerfs périphériques à l’aide de la stéréo-imagerie calibrée DLT

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<li>Grewal, R., Xu, J., Sotereanos, D. G., Woo, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+properties+of+peripheral+nerves%5BTitle%5D)+AND+%22Hand+Clinics%22%5BJournal%5D)">Biomechanical properties of peripheral nerves.</a> Hand Clinics. 12 (2), 195-204 (1996).</li>
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<li>Castaldo, J., Ochoa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+injury+of+peripheral+nerves.+Fine+structure+and+dysfunction%5BTitle%5D)+AND+%22Clinics+in+Plastic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Mechanical injury of peripheral nerves. Fine structure and dysfunction.</a> Clinics in Plastic Surgery. 11 (1), 9-16 (1984).</li>
<li>Singh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extent+of+impaired+axoplasmic+transport+and+neurofilament+compaction+in+traumatically+injured+axon+at+various+strains+and+strain+rates%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Injury%22%5BJournal%5D)">Extent of impaired axoplasmic transport and neurofilament compaction in traumatically injured axon at various strains and strain rates.</a> Brain Injury. 31 (10), 1387-1395 (2017).</li>
<li>Singh, A., Kallakuri, S., Chen, C., Cavanaugh, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+and+functional+changes+in+nerve+roots+due+to+tension+at+various+strains+and+strain+rates%3A+an+in-vivo+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Structural and functional changes in nerve roots due to tension at various strains and strain rates: an in-vivo study.</a> Journal of Neurotrauma. 26 (4), 627-640 (2009).</li>
<li>Singh, A., Lu, Y., Chen, C., Kallakuri, S., Cavanaugh, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+model+of+traumatic+axonal+injury+to+determine+the+effects+of+strain+and+displacement+rates%5BTitle%5D)+AND+%22Stapp+Car+Crash+Journal%22%5BJournal%5D)">A new model of traumatic axonal injury to determine the effects of strain and displacement rates.</a> Stapp Car Crash Journal. 50, 601(2006).</li>
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<li>Singh, A., Shaji, S., Delivoria-Papadopoulos, M., Balasubramanian, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+responses+of+neonatal+brachial+plexus+to+mechanical+stretch%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Brachial+Plexus+and+Peripheral+Nerve+Injury%22%5BJournal%5D)">Biomechanical responses of neonatal brachial plexus to mechanical stretch.</a> Journal of Brachial Plexus and Peripheral Nerve Injury. 13 (01), e8-e14 (2018).</li>
<li>Zapałowicz, K., Radek, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+properties+of+the+human+brachial+plexus%5BTitle%5D)+AND+%22Neurologia+I+Neurochirurgia+Polska%22%5BJournal%5D)">Mechanical properties of the human brachial plexus.</a> Neurologia I Neurochirurgia Polska. 34, 89-93 (2000).</li>
<li>Zapałowicz, K., Radek, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZapa%C5%82owicz%2C+K+%22Annales+Academiae+Medicae+Stetinensis%22">Annales Academiae Medicae Stetinensis</a>. 51 (2), 11-14 (2005).</li>
<li>Zapałowicz, K., Radek, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+distribution+of+brachial+plexus+lesions+after+experimental+traction%3A+a+cadaveric+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%3A+Spine%22%5BJournal%5D)">The distribution of brachial plexus lesions after experimental traction: a cadaveric study.</a> Journal of Neurosurgery: Spine. 29 (6), 704-710 (2018).</li>
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<li>Marani, E., Van Leeuwen, J., Spoor, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+tensile+testing+machine+applied+in+the+study+of+human+nerve+rupture%3A+a+preliminary+study%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurology+and+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">The tensile testing machine applied in the study of human nerve rupture: a preliminary study.</a> Clinical Neurology and Neurosurgery. 95, 33-35 (1993).</li>
<li>Lee, S. K., Wolfe, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peripheral+nerve+injury+and+repair%5BTitle%5D)+AND+%22JAAOS-Journal+of+the+American+Academy+of+Orthopaedic+Surgeons%22%5BJournal%5D)">Peripheral nerve injury and repair.</a> JAAOS-Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. 8 (4), 243-252 (2000).</li>
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<li>Lu, Y., Chen, C., Kallakuri, S., Patwardhan, A., Cavanaugh, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+an+in+vivo+method+to+investigate+biomechanical+and+neurophysiological+properties+of+spine+facet+joint+capsules%5BTitle%5D)+AND+%22European+Spine+Journal%22%5BJournal%5D)">Development of an in vivo method to investigate biomechanical and neurophysiological properties of spine facet joint capsules.</a> European Spine Journal. 14 (6), 565-572 (2005).</li>
<li>Kallakuri, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tensile+stretching+of+cervical+facet+joint+capsule+and+related+axonal+changes%5BTitle%5D)+AND+%22European+Spine+Journal%22%5BJournal%5D)">Tensile stretching of cervical facet joint capsule and related axonal changes.</a> European Spine Journal. 17 (4), 556-563 (2008).</li>
<li>Abdel-Aziz, Y. I., Karara, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+linear+transformation+from+comparator+coordinates+into+object+space+coordinates+in+close-range+photogrammetry%5BTitle%5D)+AND+%22Photogrammetric+Engineering+%26+Remote+Sensing%22%5BJournal%5D)">Direct linear transformation from comparator coordinates into object space coordinates in close-range photogrammetry.</a> Photogrammetric Engineering & Remote Sensing. 81 (2), 103-107 (2015).</li>
<li>Pourcelot, P., Audigié, F., Degueurce, C., Geiger, D., Denoix, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+to+synchronise+cameras+using+the+direct+linear+transformation+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">A method to synchronise cameras using the direct linear transformation technique.</a> Journal of Biomechanics. 33 (12), 1751-1754 (2000).</li>
<li>Hedrick, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Software+techniques+for+two-+and+three-dimensional+kinematic+measurements+of+biological+and+biomimetic+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinspiration+%26+Biomimetics%22%5BJournal%5D)">Software techniques for two- and three-dimensional kinematic measurements of biological and biomimetic systems.</a> Bioinspiration & Biomimetics. 3 (3), 034001(2008).</li>
<li>Chen, L., Armstrong, C. W., Raftopoulos, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+on+the+accuracy+of+three-dimensional+space+reconstruction+using+the+direct+linear+transformation+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">An investigation on the accuracy of three-dimensional space reconstruction using the direct linear transformation technique.</a> Journal of Biomechanics. 27 (4), 493-500 (1994).</li>
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<li>Cardenas-Garcia, J. F., Yao, H. G., Zheng, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+reconstruction+of+objects+using+stereo+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+and+Lasers+in+Engineering%22%5BJournal%5D)">3D reconstruction of objects using stereo imaging.</a> Optics and Lasers in Engineering. 22 (3), 193-213 (1995).</li>
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<li>Rydevik, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+vitro+mechanical+and+histological+study+of+acute+stretching+on+rabbit+tibial+nerve%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">An in vitro mechanical and histological study of acute stretching on rabbit tibial nerve.</a> Journal of Orthopaedic Research. 8 (5), 694-701 (1990).</li>
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<li>Singh, A., Ferry, D., Balasubramanian, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficacy+of+clinical+simulation+based+training+in+biomedical+engineering+education%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Efficacy of clinical simulation based training in biomedical engineering education.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 141 (12), 121011-121017 (2019).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à divulguer.

Les études faisant état des propriétés biomécaniques des nerfs périphériques (PN) en raison d’une blessure par étirement varient, et cette variation peut être attribuée à des méthodologies d’essai telles que l’équipement d’essai et l’analyse de l’allongement 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,16,24 . Ce protocole offre une description détaillée pour capturer les déplacements tissulaires tridimensionnels (3D) des PN pendant l’étirement à l’aide d’un système de caméra stéréo-imagerie calibré par transformation linéaire directe (DLT). Les étapes critiques suivantes doivent être suivies pour une méthodologie d’analyse de déformation robuste. Tout d’abord, le volume de contrôle 3D doit comporter un minimum de 30 points. Deuxièmement, les points de volume de contrôle 3D doivent être numérisés dans le même sens à l’aide du numériseur avec pédale et du programme DLTcal5.m22. Troisièmement, lors de la prise d’une image du volume de contrôle 3D, le système de caméra d’imagerie stéréo doit être placé à la hauteur maximale de l’objet d’intérêt enregistré (c’est-à-dire 6 cm pour l’étude en cours). Quatrièmement, les utilisateurs doivent savoir quelles sont les vues gauche et droite de la caméra. Enfin, le suivi de la trajectoire du marqueur doit être effectué sur la vidéo 1 (c’est-à-dire la vue de la caméra gauche), puis sur la vidéo 2 (c’est-à-dire la vue de la caméra droite).
MATLAB 2019A ou une version plus récente doit être téléchargé et les add-ons Image Acquisition Toolbox, Computer Vision Toolbox, Image Processing Toolbox, Curve Fitting Toolbox, Statistics and Machine Learning Toolbox et Financial Analysis Toolbox doivent également être installés.
La DLT est une méthode polyvalente qui peut être appliquée pour l’étalonnage de la caméra, la reconstruction 3D, le suivi d’objets et l’analyse de mouvement 20,22,23,25,26. De plus, la DLT fournit une méthodologie robuste et précise pour l’étalonnage de la caméra, car elle permet une estimation précise des paramètres de la caméra, y compris les paramètres intrinsèques (c’est-à-dire la distance focale) et les paramètres extrinsèques (c’est-à-dire la rotation, la translation)20,22. Des études antérieures ont utilisé des systèmes de caméras à imagerie stéréo calibrés DLT pour étudier l’analyse de la locomotion et de la marche des humains23 ou des modèles animaux22. La méthodologie présentée peut être facilement mise en œuvre dans n’importe quelle étude portant sur les réponses biomécaniques des PN aux blessures dues à l’étirement. Ce protocole fournit des codes MATLAB open-source et personnalisés utilisés et créés, respectivement, pour calibrer un système de caméra d’imagerie stéréo et suivre les déplacements tissulaires 3D des PN pendant l’étirement.
En résumé, un système de caméra stéréo-imagerie calibré DLT peut fournir une méthodologie plus complète pour déterminer la déformation des PN en réponse à l’étirement. Cette étude vise à développer une méthodologie utilisant une caméra de stéréo-imagerie et la DLT pour mesurer la déformation in situ dans les PN étirés. Le développement d’une telle méthode aidera à quantifier la déformation 3D dans les PN pendant l’étirement. Des études portant sur la défaillance des PN étirés ont montré qu’elle entraîne une déformation maximale, une déformation persistante, une variation régionale de la déformation et la localisation de la défaillance, soulignant l’importance de comprendre la réponse biomécanique des PN à l’étirement 9,27,28. De plus, des études ont démontré que les PN subissent des changements structurels lorsqu’ils sont soumis à des blessures d’étirement28,29. Il est essentiel de comprendre les seuils auxquels les PN résistent à ces changements, car cela peut donner un aperçu de la résilience et de l’intégrité des PN tendus28,29. Par conséquent, la quantification exhaustive de l’étendue des lésions d’étirement dans les PN peut aider les études futures à corréler les changements structurels et les déficits fonctionnels, ce qui permettra de mieux comprendre le mécanisme de lésion associé à l’étirement des PN. Par conséquent, cette étude est une première étape essentielle pour améliorer la compréhension de la biomécanique des lésions des PN afin d’aider les cliniciens à optimiser le traitement et la réadaptation afin d’améliorer la qualité de vie des patients et de soulager la souffrance des lésions des NP. De plus, le protocole détaillé et les fichiers supplémentaires fournis dans l’étude peuvent être intégrés dans les modules d’enseignement de la biomécanique existants et améliorer l’apprentissage de la technique DLT30 par les étudiants.

Les nerfs périphériques (PN) subissent un étirement au cours du développement, de la croissance, du mouvement articulaire normal, des blessures et de la chirurgie1. Les PN présentent des propriétés viscoélastiques pour protéger le nerf lors de mouvements réguliers 2,3 et maintenir la santé structurelle de ses fibres nerveuses2. Parce qu’il a été démontré que la réponse de la NP à l’étirement mécanique dépend du type de lésion des fibres nerveuses4, des lésions des tissus conjonctifs adjacents 2,4 et des approches de test (c’est-à-dire le taux de charge ou la direction)5,6,7,8,9,10,11,12,13,14 , il est essentiel de distinguer les réponses biomécaniques des PN pendant l’amplitude normale des mouvements non physiologiques à des taux d’étirement lents et rapides. Cela peut approfondir la compréhension du mécanisme de blessure de la NP en réponse à l’étirement et aider à une intervention rapide et optimisée 1,4,15,16. Il y a eu une tendance croissante en physiothérapie à évaluer et à intervenir sur la base de la relation entre la physiologie nerveuse et la biomécanique17. En comprenant les différences dans la biomécanique de la PN à diverses charges appliquées, les physiothérapeutes peuvent être mieux préparés à modifier les interventions actuelles17.
Les données biomécaniques disponibles des PN en réponse à l’étirement restent variables et peuvent être attribuées à l’équipement et aux procédures d’essai et aux différences dans l’analyse des données d’allongement 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,16. De plus, la mesure tridimensionnelle (3D) du déplacement nerveux in situ reste mal décrite dans la littérature actuellement disponible. Des études antérieures ont utilisé des techniques de stéréo-imagerie pour maximiser la précision de la reconstruction 3D du déplacement tissulaire des capsules articulaires facettaires18,19. La technique de transformation linéaire directe (DLT) permet de convertir deux ou plusieurs vues bidimensionnelles (2D) en coordonnées 3D du monde réel (c’est-à-dire en mm)20,21,22. La DLT fournit une méthode d’étalonnage de haute précision pour les systèmes de caméras d’imagerie stéréo, car elle permet une reconstruction précise des positions 3D, en tenant compte de la distorsion de l’objectif, des paramètres de la caméra et des coordonnées de l’image, et permet une flexibilité dans la configuration des caméras d’imagerie stéréo 20,21,22. Les études utilisant des systèmes de caméras stéréo-imageuses calibrées DLT sont généralement utilisées pour étudier l’analyse de la locomotion et de la démarche22,23. Ce protocole vise à offrir une méthodologie détaillée pour déterminer la déformation in situ des PN à divers degrés d’étirement à l’aide d’un système de caméra stéréo-imagerie calibré DLT et d’un logiciel de suivi open source22.

<table><tbody><tr><td>Feuille carrée de plexiglas acrylique transparent</td><td>W W Grainger Inc</td><td>BULKPSACR9</td> Construct Système <td></td></tr><tr><td>de caméra stéréo-imagerie tridimensionnelle - ZED Mini Stereo Camera</td><td>StereoLabs Inc.</td><td>N/A</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Logiciel d’imagerie - ZED SDK</td><td>StereoLabs Inc.</td><td>N/A</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Logiciel de maintenance - CUDA 12</td><td>StereoLabs Inc.</td><td>N/A</td><td>Télécharger pour exécuter ZED SDK&nbsp ;</td></tr><tr><td>Support de caméra - Support triangulaire en fonte avec tige</td><td>Telrose VWR Choice</td><td>76293-346</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Numériseur MicroSribe G2 avec pédale d’immersion</td><td>SUMMIT Technology Group</td><td>N/A</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Logiciel de proramming - MATLAB&nbsp ;</td><td>Mathworks</td><td>N/A</td><td>version 2019A ou plus récente</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>

transformation linéaire directe pour la mesure de la tension nerveuse périphérique in situ pendant l’étirement

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

Les nerfs périphériques subissent des étirements physiologiques et non physiologiques au cours du développement, du mouvement articulaire normal, des blessures et, plus récemment, lors d’une réparation chirurgicale. La compréhension de la réponse biomécanique des nerfs périphériques à l’étirement est essentielle à la compréhension de leur réponse à différentes conditions de charge et, par conséquent, à l’optimisation des stratégies de traitement et des interventions chirurgicales. Ce protocole décrit en détail le processus d’étalonnage du système de caméra d’imagerie stéréoscopique par transformation linéaire directe et le suivi du déplacement tissulaire in situ tridimensionnel des nerfs périphériques pendant l’étirement, obtenu à partir des coordonnées tridimensionnelles des fichiers vidéo capturés par le système de caméra d’imagerie stéréo calibrée.
À partir des coordonnées tridimensionnelles obtenues, la longueur du nerf, la variation de la longueur du nerf et le pourcentage de déformation par rapport au temps peuvent être calculés pour un nerf périphérique étiré. L’utilisation d’un système de caméra à imagerie stéréo fournit une méthode non invasive pour capturer les déplacements tridimensionnels des nerfs périphériques lorsqu’ils sont étirés. La transformation linéaire directe permet des reconstructions tridimensionnelles de la longueur du nerf périphérique pendant l’étirement pour mesurer la déformation. À l’heure actuelle, il n’existe aucune méthodologie permettant d’étudier la déformation in situ des nerfs périphériques étirés à l’aide d’un système de caméra stéréo-imagerie calibré par transformation linéaire directe. La capture de la tension in situ des nerfs périphériques lorsqu’ils sont étirés peut non seulement aider les cliniciens à comprendre les mécanismes de lésion sous-jacents des lésions nerveuses lorsqu’ils sont trop étirés, mais aussi aider à optimiser les stratégies de traitement qui reposent sur des interventions induites par l’étirement. La méthodologie décrite dans l’article a le potentiel d’améliorer notre compréhension de la biomécanique des nerfs périphériques en réponse à l’étirement afin d’améliorer les résultats des patients dans le domaine de la gestion et de la réadaptation des lésions nerveuses.

À l’aide de la méthodologie décrite, divers fichiers de sortie sont obtenus. Le fichier DLTdv7.m *_xyzpts.csv (Fichier supplémentaire 12) contient les coordonnées (x, y, z) en millimètres de chaque point suivi à chaque intervalle de temps qui est ensuite utilisé pour calculer la longueur, la variation de longueur et la déformation du PN étiré. Les graphiques représentatifs de la durée-temps, de la variation de la longueur-temps et de la déformation-temps d’un PN étiré sont illustrés à la figure 10. Le PN étiré était équipé d’un marqueur d’insertion, de quatre marqueurs sur toute sa longueur et d’un marqueur de pince composé de six segments. En quantifiant les déformations globales et segmentaires du PN étiré, on comprend mieux la non-homogénéité de ces structures ainsi que la contribution segmentaire à l’étirement global. Les tracés longueur-temps (figure 10A) et la variation dans les diagrammes longueur-temps (figure 10B) sont utilisés pour calculer les graphiques temps-déformation (figure 10C). En plus des tracés, une feuille de calcul (fichier supplémentaire 17) contenant les données du tracé (c.-à-d. temps, longueur, changement de longueur et déformation) est exportée.
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65924/65924fig10.jpg"> Figure 10 : Tracés représentatifs du temps de déformation, de la variation de la durée-temps et de la durée-temps d’un nerf périphérique étiré. (A) Tracés de la durée du nerf entier (c’est-à-dire le segment 1) et pour tous les segments entre les marqueurs adjacents (c’est-à-dire les segments 2-6). (B) Changement dans les tracés de longueur et de temps de l’ensemble du nerf (c’est-à-dire le segment 1) et pour tous les segments entre les marqueurs adjacents (c’est-à-dire les segments 2-6). (C) Tracés de déformation temporelle de l’ensemble du nerf (c’est-à-dire le segment 1) et pour tous les segments entre les marqueurs adjacents (c’est-à-dire les segments 2-6). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/65924fig10large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
Les trois autres fichiers de sortie DLTdv7.m (Fichier supplémentaire 11, Fichier supplémentaire 13 et Fichier supplémentaire 14) et le projet de sortie (Fichier supplémentaire 15) sont utilisés pour recharger le projet au cas où les trajectoires des points marqueurs auraient besoin d’être retracées.
Figure supplémentaire S1 : Image de sortie du volume de commande tridimensionnel (3D). Image de sortie du volume de contrôle 3D prise à l’aide du système de caméra d’imagerie stéréo parallèle et du système logiciel d’imagerie pour l’étalonnage direct de la transformation linéaire. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S1_Output%20Image_3D%20Control%20Volume%20Combined%20Image.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Figure supplémentaire S2 : Image de gauche du volume de contrôle tridimensionnel (3D). Image de gauche du volume de contrôle 3D utilisé pour l’étalonnage de la transformation linéaire directe. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S2_Left%20Image_3D%20Control%20Volume.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Figure supplémentaire S3 : Image de droite du volume de contrôle tridimensionnel (3D). Image de droite du volume de contrôle 3D utilisé pour l’étalonnage de la transformation linéaire directe. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S3_Right%20Image_3D%20Control%20Volume.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Figure supplémentaire S4 : Graphiques de sortie durée-temps. (A-F) Tracés de sortie durée-temps de chaque segment à chaque période. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S4_Length-Time%20Plots.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Figure supplémentaire S5 : Modification des tracés de sortie longueur-temps. (A-F) Modification des tracés de sortie durée-temps de chaque segment à chaque période. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S5_Change%20in%20Length-Time%20Plots.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Figure supplémentaire S6 : Graphiques de sortie en fonction du temps de déformation. (A-F) Tracés de sortie durée-temps de chaque segment à chaque période. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S6_Strain-Time%20Plots.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Fichier supplémentaire 1 : Code MATLAB personnalisé crop_left_right_stereoimage.m. Code MATLAB personnalisé utilisé pour séparer l’image de sortie en deux images, respectivement à gauche et à droite. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/crop_left_right_stereoimage.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Dossier supplémentaire 2 : DLTcal5.m22. Code MATLAB open source utilisé pour obtenir les coefficients de transformation linéaire directe du système de caméra stéréo-imagerie parallèle. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/DLTcal5.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Dossier supplémentaire 3 : Points numérisés du volume de contrôle tridimensionnel (3D). Fichier tableur (3D Control Volume_Digitized Pts.csv) contenant les points numérisés (x, y, z) en millimètres des points sur le volume de contrôle 3D. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/3D%20Control%20Volume_Digitized%20Pts.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Fichier supplémentaire 4 : Fichier de feuille de calcul de sortie DLTcal5.m contenant les coordonnées de pixels (x, y) des points de volume de contrôle tridimensionnels (3D). Fichier tableur de sortie (cal01_JOVE_test_xypts.csv) contenant les coordonnées (x, y) des pixels des points de volume de contrôle 3D à l’aide de DLTcal5.m22. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/cal01_JOVE_test_xypts.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Fichier supplémentaire 5 : Fichier tableur de sortie DLTcal5.m contenant les 11 coefficients de transformation linéaire directe (DLT). Fichier tableur de sortie (cal01_JOVE_test_DLTcoefs.csv) contenant les 11 coefficients DLT pour les vues de caméra gauche et droite du système de caméra stéréo à l’aide de DLTcal5.m22. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/cal01_JOVE_test_DLTcoefs.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Fichier supplémentaire 6 : Code MATLAB personnalisé crop_left_right_stereovideo.m. Code MATLAB personnalisé utilisé pour séparer le fichier vidéo de sortie en deux fichiers vidéo, les fichiers vidéo de la caméra gauche et droite. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/crop_left_right_stereovideo.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Fichier supplémentaire 7 : Fichier vidéo de sortie d’un nerf périphérique étiré. Fichier vidéo de sortie (nerve3_105-Nov-2021video.avi) d’un nerf périphérique étiré contenant les fichiers vidéo combinés des vues gauche et droite de la caméra. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021video.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Fichier supplémentaire 8 : Fichier vidéo de la caméra gauche (c’est-à-dire Vidéo 1) d’un nerf périphérique étiré. Fichier vidéo de la caméra gauche (nerve3_105-Nov-2021video_left.avi) d’un nerf périphérique étiré utilisé pour suivre les trajectoires de points marqueurs à l’aide de DLTdv7.m22. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021video_left.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Fichier supplémentaire 9 : Fichier vidéo de la caméra droite (c’est-à-dire Vidéo 2) d’un nerf périphérique étiré. Fichier vidéo de la caméra droite (nerve3_105-Nov-2021video_right.avi) d’un nerf périphérique étiré utilisé pour suivre les trajectoires des points de Maker à l’aide de DLTdv.7.m22. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021video_right.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Dossier supplémentaire 10 : DLTdv7.m22. Code MATLAB open source utilisé pour suivre les trajectoires de points marqueurs de fichiers vidéo obtenus à partir d’un système de caméra d’imagerie stéréo calibré à l’aide d’une transformation linéaire directe. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/DLTdv7.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Fichier supplémentaire 11 : Fichier de sortie DLTdv7.m *_xypts.csv. Le premier fichier de sortie DLTdv7.m est *_xypts.csv (nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xypts.csv) contient les coordonnées des pixels (x1, y1), (x2, y2), etc... pour chaque point suivi à chaque période. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xypts.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Fichier supplémentaire 12 : Fichier de sortie DLTdv7.m *_xyzpts.csv. Le deuxième fichier de sortie DLTdv7.m est *_xyzpts.csv (nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xyzpts.csv) contient les coordonnées réelles en millimètres (x1, y1, z1), (x2, y2, z2), etc. pour chaque point suivi à chaque période. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xyzpts.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Fichier supplémentaire 13 : Fichier de sortie DLTdv7.m *_xyzres.csv. Le troisième fichier de sortie DLTdv7.m est *_xyzres.csv (nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xyzres.csv) contient le résidu DLT pour chaque point suivi à chaque intervalle de temps. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xyzres.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Fichier supplémentaire 14 : Fichier de sortie DLTdv7.m *_offset.csv. Le premier fichier de sortie DLTdv7.m est *_offset.csv (nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_offsets.csv) contient le décalage de la vidéo 1 et de la vidéo 2 pour chaque point suivi à chaque intervalle de temps. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_offsets.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Fichier supplémentaire 15 : Fichier de sortie du projet DLTdv7.m *_dvProject.mat. Le fichier de sortie du projet DLTdv7.m (nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_dvProject.mat) contient les chemins d’accès des fichiers vidéo, tous les paramètres de l’interface, toutes les trajectoires des points de repère cliqués et les informations d’étalonnage permettant de recharger facilement le projet pour y apporter des modifications, si nécessaire. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_dvProject.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Fichier supplémentaire 16 : Code MATLAB personnalisé PercentStrain_3D.m. Code MATLAB personnalisé utilisé pour calculer la longueur, la variation de longueur et le pourcentage de déformation d’un nerf étiré entre des marqueurs adjacents à chaque point temporel. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/PercentStrain_3D.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>
Fichier supplémentaire 17 : Fichier de sortie PrecentStrain_3D.m *_3Dstrain.xls. Fichier de sortie *_3Dstrain.xls (nerve3_105-Nov-2021_3Dstrain.xls) qui contient le temps, la durée, le changement de longueur et la déformation de chaque point suivi à chaque intervalle de temps. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021_3Dstrain.zip" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>

Ce protocole met en œuvre un système de caméra à imagerie stéréoscopique calibré à l’aide d’une transformation linéaire directe pour capturer des déplacements in situ tridimensionnels de nerfs périphériques étirés. En capturant ces déplacements, la tension induite à divers degrés d’étirement peut être déterminée en informant les seuils de blessure à l’étirement qui peuvent faire progresser la science de la réparation nerveuse dépendante de l’étirement.

Transformation linéaire directe pour la mesure de la tension nerveuse périphérique in situ pendant l’étirement

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

Pour commencer, procurez-vous trois feuilles carrées de plexiglas acrylique transparent. Sur chaque feuille, créez une grille et marquez au moins 10 points, en veillant à ce qu’il y ait au moins 30 points sur le volume de contrôle 3D sur les plans de coordonnées x, y et z. Empilez les feuilles à différentes hauteurs pour capturer la hauteur maximale de l’enregistrement prévu.À l’aide d’un numériseur équipé d’une pédale, numérisez tous les points du volume de contrôle 3D. Établissez l’origine du cube de contrôle 3D et définissez les directions x et y positives pour obtenir les coordonnées x, y et z. Sur l’interface du logiciel du numériseur, définissez l’origine et les axes x et y positifs respectivement sur le cadre de référence.Ouvrez une nouvelle feuille de calcul Excel pour enregistrer les coordonnées x, y et z du volume de contrôle. Ensuite, sur l’interface du logiciel de numériseur, définissez les chaînes de format sur Excel pour stocker les coordonnées sur le volume de contrôle 3D. Au fur et à mesure que les coordonnées x, y et z sont numérisées à l’aide du numériseur et de la pédale, elles sont enregistrées sur une feuille Excel ouverte.Pour les documenter, ouvrez une feuille Excel et enregistrez les coordonnées dans un fichier csv.

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