3D ניתוח הילוך קימטי למחקרים פרה-קליניים במכרסמים

מוצג כאן הוא פרוטוקול לאסוף ולנתח הקינטיקה תלת ממדית של התנועה במכרסמים למחקרים פרה-קליניים.

קינמטיקה תלת מימדית של תנועה ותנועה נמצאים בשימוש הולך וגובר. אבל המורכבות של רוב המערכות מגבילה את השימוש שלך במחקר פרה-קליני. מה שאנחנו עושים בעבודה הזאת הוא מתן שיטה מפורטת ופשוטה של איסוף נתונים 3D במהלך קטר מרובע בחולדות בוגרות.

המערכת המתוארת מספקת ניתוח נתונים איכותי וכמותי מעמיק, ללא צורך באלגוריתמים מורכבים. החלק האהוב עליי במערכת הוא רבגוניות השימוש שלה. הצלחנו להשתמש בו לקטר, כמו גם להגיע ולתפוס פונקציה.

כאן, אני אדגים את השימוש בו להליכה בהליכון. הר שש מצלמות בקיר, שני מטרים מההליכון, באמצעות ראשים מתכווננים היטב. זווית קלה למטה מתחת לאופק לכיסוי מרבי של סמנים.

לצייד כל מצלמה עם אור טבעת להדמיה של סמנים רטרו רפלקטיביים. הגדר את סמנים הרצויים עבור הניסוי. השתמש בסמנים הן עבור ה forelimbs והן האחוריים כדי להעריך את הקטר הדו-צדדי מרובע.

הנה, השתמשנו ב-22 סמנים. עם זאת, זה יכול להיות מותאם על פי אלה עיצוב ניסיוני. כייל את מערכת לכידת התנועה באמצעות מערכת השרביט, המורכבת מ- L-frame ומהרביט.

מניחים את L-frame orthogonally על ההליכון עם הרגל הארוכה של L-מסגרת הצבעה לכיוון כי החולדה יהיה הליכה פנימה פתח את תוכנת לכידת התנועה. בחר הקלט" כדי ללכוד את סרטון הכיול.

הזז את מסגרת כיול השרביט בכל אזור ההליכון בחלל כדי לכסות את כל האזורים שבהם החולדה תצעד. הקלט לפחות דקה אחת של קטעים כדי להבטיח שנקודות נתוני שרביט נאותות יהיה קיים לכיול מדויק. שמור את סרטוני הווידאו כקובץ כיול תלת-מימדי.

לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על קבוצת המצלמות ובחר מעקב תלת-מימדי" לאחר הקלטת סרטוני הכיול. בחר סרטוני כיול תלת-מימדיים ובחר את כל מצלמות הכיול"עקוב אחר סמני L-frame בכל ששת הסרטונים באמצעות פונקציית נקודה קבועה. הגדר את כל הנקודות ולאחר מכן בחר בלחצן חפש אוטומטית".

לאחר המעקב, צאו מהחלון ובחרו 'מעקב אוטומטי אחר שרביטים תלת-מימדיים'"בחר אפשרויות" ו בטלו את הסימון באפשרות 'זהה L-Frame'' התחילו במעקב. לאחר שהתוכנה סיימה את המעקב, לחץ על הקצאת סמנים"הקצה שרביט קצר"שרביט אמצע" ו שרביט ארוך"ס סמנים עבור כל שש מצלמות. לאחר מעקב אחר השרביט ומסגרת ה- L, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על קבוצת כיול המצלמה" ובחר קבוצת כיול מטה חדשה"בחר את כל המצלמות" והחזק את מקש הבקרה לחוץ בעת בחירה באפשרות אישור "שנה אורך שרביט, גובה L-frame ומספר המצלמות בהתאם למה שהיה בשימוש במהלך הכיול.

קבל כיול עם סטיית תקן באורך שרביט של פחות משלושה מילימטרים ושאריות כיול של 0.004 או פחות. מערכת זו זמינה מסחרית. ובדו"ח זה, אנו מספקים מדריך יסודי למחקר כאן ביעילות באמצעותו.

מה שאני הכי אוהב בפרוטוקול המסוים הזה ובמערכת כשלעצמה, הוא שיש מגוון של תוצאות נוספות ו אפשר לבחור תוצאות מוגדרות מראש של עניין ספציפיות למצב. התאקלם בחולדות להליכון במשך 5 דקות לפני כל אימון. לאמן את החולדות ללכת עם משקל מלא נושא על גפיהם במהירויות שונות.

לאמן את כל החולדות עד שהם מסוגלים ללכת באופן עקבי על ההליכון. לפני איסוף הנתונים, לגלח את החולדות באזורים שבהם סמנים יוצבו. יש למפות את העור לציון דרך גרמי כדי למקם סמנים במדויק.

השתמש סמני עט עבור המפרקים דיסטל למרפק והברך. בחר את לחצן המצלמה האדומה בסרגל העליון של תוכנת לכידת התנועה כדי להקליט גירסת ניסיון. אפשר לחולדה ללכת במשך כ -30 שניות או מינימום של 10 צעדים רציפים.

צור קבוצת מצלמות חדשה עבור כל גירסת ניסיון לאחר שמירת הווידאו המוקלט. התוכנה המוצגת בפרוטוקול זה יכולה להיות מנוצלת על ידי סטודנטים, צוות וחוקרים ללא צורך במומחיות טכנית. תהליך זה הוא ידידותי למשתמש ו ניתן לשלוט בו בקלות עם תרגול מועט.

ניתן ליישם פרוטוקול זה תוך כ- 45 דקות עד שעה, בהתאם לכמות הנתונים הרצויה. לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על קבוצת המצלמות למעקב אחר תנועה. בחר מעקב הדו-מימדי"בחר שבעה עד עשרה השלבים הרציףים והעקביים הטובים ביותר למעקב.

לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על סמן העניין ובחר מעקב אוטומטי" אשר יזהה נקודות מעגליות בהירות שנוצרו על-ידי סמנים רטרו-רפלקטיביים. לחלופין, סמני מעקב באמצעות התאמת תבניות, אשר ישתמשו באלגוריתם המובנה בתוכנה כדי לעקוב אחר סמנים בהתבסס על גודל וצבע. עקוב אחר סמנים שחורים באמצעות עיבוד תמונה מתקדם על-ידי היפוך סמנים שחורים לנקודות בהירות למעקב אוטומטי.

עקוב ותקן באופן ידני סמנים או שגיאות בלתי ניתנים לגילוי במעקב. לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על שלבים"ובחר ערוך מודל פאזה"התאמה אישית של שלבי מחזור ההליכה עבור כל איבר בהתאם לגירעונות שאנחנו בוחרים ללמוד. הקצה שלבים של מחזור ההליכה עבור כל איבר בתוכנה באמצעות לחצן הוסף פאזה"או מקש הקיצור F11.

בצע חישובים תלת-מימדיים לאחר מעקב אחר כל שש המצלמות. לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על קבוצת המצלמות ובחר חישובים תלת-מימדיים חדשים"תופיע תיקיה חדשה. צור נתונים מעניינים, כגון דיאגרמות גובה או מהירות משותפות עם נקודות נתונים על-ידי גרירת סמן מעניין כדי להציג זה לצד זה את שלבי ההליכה שהוקצו.

לחץ על דיאגרמה תלת-ממדית כדי ליצור איור תלת-ממדי של גירסת הניסיון. איור זה מראה את פרופיל זווית המרפק בחולדה בריאה מייצגת מהלכת על ההליכון. שים לב כי שיעורים בריאים מסוגלים ללא הרף צעד במשך משכי זמן ארוכים יותר.

הפסגות הבודדות החלקות מייצגות מחזורי הליכה עם טווח תנועה שלם. שלב העמידה לסירוגין ומשכי שלב הנדנדה, עם תזמון עקבי בכל שלב מעיד על תיאום תוך-אופן תקין. לעומת זאת, צעד מתמשך הוא פחות נפוץ לאחר פציעה.

פרופיל זווית המרפק של חולדה פצועה מחודדת מייצגת בעמוד השדרה מדגים פסגות מעוותות מרובות, שהן פחות עקביות וטווח תנועה קטן יותר. בנוסף, שלב העמידה הממושך ומשך שלב התנופה המקוצר מרמז על מחסור בתיאום תוך-ליבה עבור ההמשך הנכון. נתון זה מציג נתונים מייצגים המותווים לתיאום תוך-גומלין בין שני זוגות גפיים.

נציג חולדה בריאה מדגים קואורדינציה קצבית לסירוגין מוגדרת היטב, אשר נתפסת כמו דפוס בצורת L בעלילה קו פיזור. לעומת זאת, עכברוש פצוע בחוט השדרה הצווארי מדגים תיאום לקוי ולא קצבי בין שתי הקדימות. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה צריך הבנה טובה על איך להגדיר ולכייל מערכת לכידת תנועה מרובת מצלמות, כיצד להכין חולדה ללכידת תנועה, כיצד להקליט תנועה הליכון, וכיצד להשיג ולנתח את הנתונים קינמטיים 3D פלט.

המטרה הסופית של החוקרים אז, היא להשתמש בכלי הערכה מוטוריים סטנדרטיים אלה ולעשות את המחקר שלנו על בסיס שגרתי כדי לפענח את ההשפעות של התערבויות על התאוששות מוטורית לאחר נוירוטראומה.