Name: 3D ניתוח קימטי עבור הערכה פונקציונלית במודל חולדה של פציעה העצבים הגיד מעיכה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-02-12T12:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 20 s
Description: למד ניתוח קינמטי תלת-ממדי להערכה פונקציונלית של חולדות לאחר פציעת עצב גידי. שיטה זו מאפשרת מעקב מדויק בזוויות קרסול ובהתקדמות שיקום תנועתי לאורך זמן.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

מחקר זה היה נתמך על ידי JSPS KAKENHI גרנט מספר JP19K19793, JP18H03129, ו JP18K19739.

הפרוטוקול אושר על ידי ועדת הניסויים של בעלי החיים של אוניברסיטת קיוטו, וכל שלבי הפרוטוקול נערכו בהתאם להנחיות ועדת הניסויים בבעלי חיים, אוניברסיטת קיוטו (מספר אישור: MedKyo17029).
1. הכרת חולדות עם הליכון הליכה
<ol><li>להגדיר שני גיליונות פלסטיק שקוף משני צידי ההליכון כדי לאפשר לאדם בן 12 שבועות עכברוש לואיס ללכת בכיוון ישר, כיוון הפוך, ואז להדליק את רשת הזעזועים החשמלית.</li>
	<li>. שכל עכברוש ילך על ההליכון בהדרגה להאיץ את ההליכון למהירות הרצויה (20 ס"מ/s או 12 מ'/דקות) ולתת העכברוש ללכת בדרך כלל במהירות זו עבור 5 דקות. אחרי כל מפגש הליכה, לספק הפסקה 1 – 2 דקות לנוח. חזור על תהליך זה 3 x ליום, 5 ימים בשבוע, עבור 1 שבוע. הערה: להתחיל את ההליכון הליכה 1 שבוע לפני שלב 2.</li>
	<li>חולדות הבית בקבוצות של שלושה לכל כלוב עם מחזור 12 האור כהה ומאכילים אותם מזון עכברוש מסחרי ומים ברז libitum.</li>
</ol>2. ביצוע פציעת העצב הסרמתי
<ol><li>מניחים את העכברוש בתא אינדוקציה הרדמה ולהציג 5% שאיפת פתרון האינהלציה.</li>
	<li>לספק הזרקה תוך הצפק של שילוב הרדמה מוכן עם 0.15 מ"ג/ק"ג medetomidine הידרוכלוריד, 2 מ"ג/ק"ג midazolam, ו 2.5 mg/ק"ג tartrate לחולדה. בדוק אם העדר רפלקסים פדלים. ואז לגלח את האזור מהטרוטר השמאלי לירך באמצע עם מכונת גילוח חשמלית.</li>
	<li>הפיצו פיסת בד אספטי, הניחו את העכברוש על זה, ושכבו בתנוחה הצדדית השמאלית. מניחים כלי ניתוח סטרילי גם על הבד.</li>
	<li>צור חתך ישר מן הטרוצ הגדול עד הירך באמצע עם להב כירורגי מס ' 10. לאחר מכן לבצע ניתוח קהה בין הירך הארבע ארבע ושרירי הזרוע באמצעות דימום כירורגי כדי לחשוף את העצב הגיד.</li>
	<li>לנתק את העצב הגיד מן הרקמה הסובבת עם שני זוגות של מלקחיים ולמחוץ את העצב המגיד עבור 10 s, באמצעות מתקן כירורגי סטנדרטי, כדי ליצור פציעה 2 מ"מ ארוך למחוץ באתר ישירות מתחת לתוך העור.</li>
	<li>לבצע 9-0 לתפור ניילון תפר על הקצה הקרוב ביותר של הפציעה באמצעות זוג מלקחיים ולאחר מכן לסגור את השריר ואת העור עם 4-0 התפרים ניילון.</li>
	<li>לספק הזרקה תוך הצפק של היריב הרדמה מוכן עם 0.3 מ"ג/ק ג atipamezole הידרוכלוריד אל העכברוש, כדי להעיר אותו ב 10 דקות. לאחר החולדה מתאושש הרדמה, להתבונן תנועות הבוהן השמאלית בעוד עכברוש מושעה על ידי בסיס זנבו. אם הבוהן לא מתפשטת כלל, הניתוח היה מוצלח.</li>
	<li>הבית חולדות בנפרד לאחר הניתוח עם 12 h מחזור אור כהה ולהאכיל אותם מזון עכברוש מסחרי לברז מים libitum.</li>
</ol>3. חיבור הסמנים
<ol><li>מניחים את העכברוש המיומן בתא אינדוקציה הרדמה ומציגים פתרון אינהלציה של 5%. בדוק את חוסר רפלקס הדוושה על ידי צובט את הבוהן.</li>
	<li>הניחו לחולדה להיות מורדם ללא הרף באמצעות מסיכת הרדמה (2% פתרון אינהלציה של שאיפת). בעוד העכברוש מקבל הרדמה יציבה, לגלח את האזור מן הגב התחתון אל הmalleoli הדו באמצעות מכונת גילוח חשמלית. התראה: כדי למנוע חשיפת חוקרים לנוזל הדולף, ודא שהמסיכה מכסה את הראש והפנים של החולדה. הערה: כדי למנוע פגיעה בחולדה, גלח את השיער בעדינות ככל האפשר.</li>
	<li>מניחים את העכברוש בתנוחה הנוטה. השתמש בעט סמן שחור כדי לסמן את ציוני הדרך הבאים העצם על העור מגולח: קו דרך התהליכים spinous מן המותני לחוליות, השדרה הקדמית כסל הקדמי, הטרוטרס גדול, המפרקים בברך, malleoli לרוחב, החמישית . וקצה הבוהן הרביעית הערה: השורה דרך התהליכים הspinous משמשת לקביעה אם הסמנים הדו-צדדיים הם בעלי סימטריות מרבית.</li>
	<li>השתמשו בדבק נוזלי כדי לחבר סמנים מהאונה לציוני העצם האלה, למעט הקו דרך התהליכים הספיליים מהמותני ועד לחוליות הסאקרו, וקצה הבוהן הרביעית. השתמש בצבעים שונים לכל ציון דרך אחר כדי למנוע בלבול. קצה הבוהן הרביעית מסומן בדיו ורוד. התראה: היזהרו לא לטפטף דבק על העור החשוף של המפעיל.</li>
	<li>לאחר הצבת כל הסמנים, לשים את העכברוש בחזרה לכלוב. לא לשים את העכברוש על ההליכון עד שהוא מתאושש לחלוטין מן ההרדמה. הערה: תודעה מופחתת עלולה להשפיע ברצינות על הליכה נורמלית אם העכברוש אינו מתאושש לחלוטין מהרדמה.</li>
</ol>4. התקנת תוכנה וכיול
<ol><li>להגדיר שני יריעות פלסטיק שקופות משני צידי ההליכון ולמקם את תיבת הכיול באמצע ההליכון. פתח את תוכנת ההקלטה ולאחר מכן לחץ על סמל הכיול תמונה בתצוגה (קובץ משלים 1).</li>
	<li>לחץ על סמל ההקלטה כדי להקליט 1 – 2 s של וידאו מארבעה כיוונים באמצעות מצלמות 120 Hz CCD. לחץ על סמל ההקלטה שוב כדי להפסיק את ההקלטה. הערה: הווידאו יישמר באופן אוטומטי לאחר הפסקת ההקלטה.</li>
	<li>פתח את קובץ הווידאו בתוכנת החישוב. לחץ וגרור את הנקודות האופייניות של מודלים תלת-ממדיים של תיבת הכיול בפינה הימנית התחתונה של המסך לסמנים המתאימים בארבע התמונות, שיומרו באופן אוטומטי מהווידאו בתבנית הכיול (קובץ משלים 2). לאחר מכן לחץ על סמל שמור . הערה: אל תשנה את מיקומי המצלמות לאחר השלמת הכיול.</li>
</ol>5. הקלטת המהלכים
<ol><li>לקחת את תיבת הכיול מתוך ההליכון, להפעיל את רשת ההלם החשמלי, ולמקם את העכברוש ער לגמרי על ההליכון. פתח את תוכנת ההקלטה והקלט את המידע הבסיסי על החולדה, כולל המספר הסידורי, מהירות ההליכה ושמו של האופרטור הראשי.</li>
	<li>הפעל את ההליכון ולהגדיר את המהירות 20 ס מ/s. לאחר העכברוש מסתגל למהירות והוא מסוגל ללכת כרגיל, לחץ על סמל ההקלטה על המסך כדי להקליט את עכברוש הליכה עם ארבע מצלמות. לאחר שלבים מספיקים נרשמים (> 10), לחץ על הסמל שוב כדי להפסיק את ההקלטה, ולכבות את ההליכון. הערה: הווידאו יישמר באופן אוטומטי לאחר הפסקת ההקלטה.</li>
	<li>תחזיר את העכברוש לחדר ההרדמה. לתוך תא הרדמה להרדמה בעוד החולדה נמצאת תחת הרדמה רציפה (מנוהל באמצעות מסיכת הרדמה), להסיר את סמני האונה. הערה: הסר את הסמנים בעדינות ככל האפשר כדי למנוע גרימת כאב חולדה.</li>
	<li>בזמן המיועד (למשל, 1 שבוע, 3 שבועות, או 6 שבועות לאחר הניתוח), לבצע את המדידה קינסטית על החולדה על ידי שלבים חוזרים 3.1 – 5.3. הפוך את המדידה הקימטית רק פעם אחת, בתחילת הניסוי, לחולדות שלא קיבלו ניתוח (כלומר, קבוצת הביקורת).</li>
</ol>6. מעקב אחר מרקר
<ol><li>פתח את תוכנת החישוב ופתח את קובץ הווידאו בממשק.</li>
	<li>לחץ וגרור את פס הבקרה הדו בשורת ההתקדמות של הווידאו כדי לוודא שרק רשומת הליכה של 10 צעדים מוצגת (קובץ משלים 3). לחץ וגרור כל נקודה אופיינית מדגם תלת-ממד בפינה הימנית התחתונה של המסך לסמן המתאים בכל אחת מארבע התמונות הראשוניות של סרטי הווידאו שצולמו על-ידי המצלמות (קובץ משלים 4).</li>
	<li>לחץ על סמל העקיבה האוטומטית כדי להפעיל את תהליך העקיבה האוטומטי של הסמן (קובץ משלים 5, קובץ משלים 6). אם המערכת אינה מסומנת במדויק בסמן, לחצו על הסמל ' דיגיטייז ' ידנית כדי לעבור למצב העקיבה הידני (קובץ משלים 7), לחצו על הנקודה האופיינית לעקיבה בדגם התלת-ממד ולאחר מכן בסמן התגובה בתמונה.</li>
	<li>לאחר הלחיצה על הסמן, ודא שהתמונה עוברת למסגרת הבאה של הווידאו. כעת לחץ ברציפות על הסמן עד שתהליך העקיבה אחר סמן יושלם. לאחר סיום, לחץ על סמל שמור .</li>
</ol>7. אנליזה קימטית
<ol><li>פתח את תוכנת הניתוח ולאחר מכן פתח את קובץ הווידאו המעובד בממשק.</li>
	<li>לחצו על סמל ההגדרה ובחרו והוסיפו פרמטרים ייעודיים כגון זווית הקרסול, זווית הבוהן ושינוי האגן (צירי X ו-Z) לרשימת התצוגה בחלון המוקפץ מימין (קובץ משלים 8). לחץ על אישור, כך שעקומות המייצגות את הערך שינויי הערכים בפרמטרים יופיעו בממשק.</li>
	<li>לחצו על סמל המדידה ובחרו עיבוד חלק בתפריט הנפתח שלו. הזן 20 הרץ בחלון המוקפץ כדי להסיר תדרים הגדולים מ-20 hz בתוך העקומות (קובץ משלים 9).</li>
	<li>ודא שיש חמישה לוחות בממשק: וידאו הליכה של עכברוש, מודל תלת-ממד דינמי, עקומות המייצגים שינויי ערך בפרמטרים ממחזור 10 השלבים, עקומות המייצגים שינויי ערך ממוצע בפרמטרים, ו היסטגרמות ודיאגרמות סכמטית המייצגים את היחס של העמידה וההנפה (קובץ משלים 10).</li>
	<li>לחצו לחיצה ימנית על החלונית לעקומות המייצגות שינויי ערך ממוצע בפרמטרים ובחירת פלט נתונים בתפריט הנפתח (קובץ משלים 11). זה יפיק את הערכים הממוצעים של זוויות משותפת האיבר האחורי, כולל את זוויות הקרסול והבוהן, משמרת האגן, וכל הפרמטרים הרצויים אחרים במחזור 10-step.</li>
</ol>

<ol><li>Kanaya, F., Firrell, J. C., Breidenbach, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sciatic+function+index%2C+nerve+conduction+tests%2C+muscle+contraction%2C+and+axon+morphometry+as+indicators+of+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Plastic+and+Reconstructive+Surgery%22%5BJournal%5D)">Sciatic function index, nerve conduction tests, muscle contraction, and axon morphometry as indicators of regeneration.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 98 (7), 1264-1274 (1996).</li>
<li>Takhtfooladi, M. A., Jahanbakhsh, F., Takhtfooladi, H. A., Yousefi, K., Allahverdi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+low-level+laser+therapy+%28685+nm%2C+3+J%2Fcm%282%29%29+on+functional+recovery+of+the+sciatic+nerve+in+rats+following+crushing+lesion%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+in+Medical+Science%22%5BJournal%5D)">Effect of low-level laser therapy (685 nm, 3 J/cm(2)) on functional recovery of the sciatic nerve in rats following crushing lesion.</a> Lasers in Medical Science. 30 (3), 1047-1052 (2015).</li>
<li>Xing, H., Zhou, M., Assinck, P., Liu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+stimulation+influences+satellite+cell+differentiation+after+sciatic+nerve+crush+injury+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Muscle+%26+Nerve%22%5BJournal%5D)">Electrical stimulation influences satellite cell differentiation after sciatic nerve crush injury in rats.</a> Muscle & Nerve. 51 (3), 400-411 (2015).</li>
<li>Yang, C. C., Wang, J., Chen, S. C., Jan, Y. M., Hsieh, Y. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+functional+recovery+from+sciatic+nerve+crush+injury+through+a+combined+treatment+of+cold-water+swimming+and+mesenchymal+stem+cell+transplantation%5BTitle%5D)+AND+%22Neurological+Research%22%5BJournal%5D)">Enhanced functional recovery from sciatic nerve crush injury through a combined treatment of cold-water swimming and mesenchymal stem cell transplantation.</a> Neurological Research. 37 (90), 816-826 (2015).</li>
<li>Jiang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-intensity+pulsed+ultrasound+treatment+improved+the+rate+of+autograft+peripheral+nerve+regeneration+in+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Low-intensity pulsed ultrasound treatment improved the rate of autograft peripheral nerve regeneration in rat.</a> Scientific Reports. 6, 22773(2016).</li>
<li>Ni, X. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Effect+of+Low-Intensity+Ultrasound+on+Brain-Derived+Neurotropic+Factor+Expression+in+a+Rat+Sciatic+Nerve+Crushed+Injury+Model%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+%26+Biology%22%5BJournal%5D)">The Effect of Low-Intensity Ultrasound on Brain-Derived Neurotropic Factor Expression in a Rat Sciatic Nerve Crushed Injury Model.</a> Ultrasound in Medicine & Biology. 43 (2), 461-468 (2017).</li>
<li>Weber, R. A., Proctor, W. H., Warner, M. R., Verheyden, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autotomy+and+the+sciatic+functional+index%5BTitle%5D)+AND+%22Microsurgery%22%5BJournal%5D)">Autotomy and the sciatic functional index.</a> Microsurgery. 14 (5), 323-327 (1993).</li>
<li>Dellon, A. L., Mackinnon, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sciatic+nerve+regeneration+in+the+rat.+Validity+of+walking+track+assessment+in+the+presence+of+chronic+contractures%5BTitle%5D)+AND+%22Microsurgery%22%5BJournal%5D)">Sciatic nerve regeneration in the rat. Validity of walking track assessment in the presence of chronic contractures.</a> Microsurgery. 10 (3), 220-225 (1989).</li>
<li>Wang, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+evaluation+outcomes+correlate+with+histomorphometric+changes+in+the+rat+sciatic+nerve+crush+injury+model+%3A+A+comparison+between+sciatic+functional+index+and+kinematic+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Functional evaluation outcomes correlate with histomorphometric changes in the rat sciatic nerve crush injury model : A comparison between sciatic functional index and kinematic analysis.</a> PLoS One. 13 (12), e0208985(2018).</li>
<li>de Ruiter, G. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-dimensional+digital+video+ankle+motion+analysis+for+assessment+of+function+in+the+rat+sciatic+nerve+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Peripheral+Nervous+System%22%5BJournal%5D)">Two-dimensional digital video ankle motion analysis for assessment of function in the rat sciatic nerve model.</a> Journal of the Peripheral Nervous System. 12 (3), 216-222 (2007).</li>
<li>Walker, J. L., Evans, J. M., Meade, P., Resig, P., Sisken, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gait-stance+duration+as+a+measure+of+injury+and+recovery+in+the+rat+sciatic+nerve+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Gait-stance duration as a measure of injury and recovery in the rat sciatic nerve model.</a> Journal of Neuroscience Methods. 52 (1), 47-52 (1994).</li>
<li>Dijkstra, J. R., Meek, M. F., Robinson, P. H., Gramsbergen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+to+evaluate+functional+nerve+recovery+in+adult+rats%3A+walking+track+analysis%2C+video+analysis+and+the+withdrawal+reflex%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Methods to evaluate functional nerve recovery in adult rats: walking track analysis, video analysis and the withdrawal reflex.</a> Journal of Neuroscience Methods. 96 (2), 89-96 (2000).</li>
<li>Lee, J. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+evaluation+in+the+rat+sciatic+nerve+defect+model%3A+a+comparison+of+the+sciatic+functional+index%2C+ankle+angles%2C+and+isometric+tetanic+force%5BTitle%5D)+AND+%22Plastic+and+Reconstructive+Surgery%22%5BJournal%5D)">Functional evaluation in the rat sciatic nerve defect model: a comparison of the sciatic functional index, ankle angles, and isometric tetanic force.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 132 (5), 1173-1180 (2013).</li>
<li>Rui, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gait+cycle+analysis%3A+parameters+sensitive+for+functional+evaluation+of+peripheral+nerve+recovery+in+rat+hind+limbs%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Plastic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Gait cycle analysis: parameters sensitive for functional evaluation of peripheral nerve recovery in rat hind limbs.</a> Annals of Plastic Surgery. 73 (4), 405-411 (2014).</li>
<li>Yu, P., Matloub, H. S., Sanger, J. R., Narini, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gait+analysis+in+rats+with+peripheral+nerve+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Muscle+%26+Nerve%22%5BJournal%5D)">Gait analysis in rats with peripheral nerve injury.</a> Muscle & Nerve. 24 (2), 231-239 (2001).</li>
<li>Amado, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+sensitivity+of+two-dimensional+hindlimb+joint+kinematics+analysis+in+assessing+functional+recovery+in+rats+after+sciatic+nerve+crush%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">The sensitivity of two-dimensional hindlimb joint kinematics analysis in assessing functional recovery in rats after sciatic nerve crush.</a> Behavioural Brain Research. 225 (2), 562-573 (2011).</li>
<li>Monte-Raso, V. V., Barbieri, C. H., Mazzer, N., Yamasita, A. C., Barbieri, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Is+the+Sciatic+Functional+Index+always+reliable+and+reproducible%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Is the Sciatic Functional Index always reliable and reproducible?</a> Journal of Neuroscience Methods. 170 (2), 255-261 (2008).</li>
<li>Varejao, A. S. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motion+of+the+foot+and+ankle+during+the+stance+phase+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Muscle+%26+Nerve%22%5BJournal%5D)">Motion of the foot and ankle during the stance phase in rats.</a> Muscle & Nerve. 26 (5), 630-635 (2002).</li>
<li>Lin, F. M., Pan, Y. C., Hom, C., Sabbahi, M., Shenaq, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ankle+stance+angle%3A+a+functional+index+for+the+evaluation+of+sciatic+nerve+recovery+after+complete+transection%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Reconstructive+Microsurgery%22%5BJournal%5D)">Ankle stance angle: a functional index for the evaluation of sciatic nerve recovery after complete transection.</a> Journal of Reconstructive Microsurgery. 12 (3), 173-177 (1996).</li>
<li>Patel, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Video-gait+analysis+of+functional+recovery+of+nerve+repaired+with+chitosan+nerve+guides%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Engineering%22%5BJournal%5D)">Video-gait analysis of functional recovery of nerve repaired with chitosan nerve guides.</a> Tissue Engineering. 12 (11), 3189-3199 (2006).</li>
<li>Filipe, V. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+skin+movement+on+the+analysis+of+hindlimb+kinematics+during+treadmill+locomotion+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Effect of skin movement on the analysis of hindlimb kinematics during treadmill locomotion in rats.</a> Journal of Neuroscience Methods. 153 (1), 55-61 (2006).</li>
<li>Tajino, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+motion+analysis+for+comprehensive+understanding+of+gait+characteristics+after+sciatic+nerve+lesion+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional motion analysis for comprehensive understanding of gait characteristics after sciatic nerve lesion in rodents.</a> Scientific Reports. 8 (1), 13585(2018).</li>
</ol>

. למחברים אין מה לגלות

בפרוטוקול זה, עכברוש יציב ומהלך ללא הרף הוא המרכיב החיוני ביותר של ניתוח קימטי. מהירות ההליכון הוגדר 20 ס מ/s. זה מהירות הליכה היא בשום אופן לא נחשב "גבוה" אם חולדות לנוע ללא אילוצי שטח16. עם זאת, מהירות זו היא מהירה מדי עבור חולדות בלתי מיומנת ללכת באופן בלתי נשכח על ההליכון והוא עלול לגרום הילוך נורמלי תנועות לא אחיד. אירועים אלה עשויים להשפיע ברצינות על אמינות הנתונים ועל האותנטיות. עם זאת, מהירויות הליכון נמוך יותר 20 ס מ/s יכול לגרום חולדות לסירוגין להפסיק ללכת, פוטנציאל לייצר סטיות גדולות וא...

האינדקס הפונקציונלי (SFI) של הארגון הוא שיטת בחינת ביצועים לביצוע הערכות עצבים מסוימות מסוימות הפונקציונליות של1. Sfi כבר מאומץ נרחב והוא משמש לעתים קרובות בתוך מחקרים שונים הערכהתפקודית על פציעות העצב החולדההעכברים 2,3,4,5,6. למרות הפופולריות שלה, ישנן מספר בעיות עם SFI, כולל האוטומטים7, חוזה משותף הסיכון, ומריחת העקבות8. בעיות אלה משפיעות ברצינות על ערך התחזיות שלה9. לכן, דרושה שיטה חלופית שאינה מועדת לשגיאות כתחליף ל-SFI.
שיטה חלופית אחת כזאת היא ניתוח קימטי. זה כולל ניתוח הילוך מקיף באמצעות סמני מעקב המצורפת ציוני דרך או מפרקים גרמיות. ניתוח קימטי משמש יותר ויותר עבור הערכות פונקציונליות9. שיטה זו מוכרת בהדרגה ככלי אמין ורגיש להערכה פונקציונלית10 ללא החסרונות המיוחסים ל-sfi11,12.
בפרוטוקול זה, אנו מתארים סדרה של ניתוחים קימטיים המשתמשים במנגנון לכידת תנועה תלת-ממד המורכב של הליכון, 4 120 Hz טעונה מצמידים (CCD) מצלמות המכשיר, ותוכנות עיבוד נתונים (ראה טבלת חומרים). שיטת הניתוח הקימטית שונה מניתוח וידאו כללי הליכה אוהילוך 13,14. שתי מצלמות ממוקמות בכיוונים שונים כדי להקליט תנועות הגפיים האחורי מצד אחד. לאחר מכן, מודל דיגיטלי 3D של האיבר האחורי נבנה באמצעות גרפיקה מחשב9. אנו מסוגלים לחשב זוויות משותפות מיועדות, כגון ירך, ברך, קרסול ומפרק בוהן, על ידי העצמה מקרוב את ממדי הגפיים בפועל. בנוסף, אנו יכולים לקבוע פרמטרים שונים כגון פסיעה/צעד אורך ואת היחס של שלב העמידה לשלב הנדנדה. שחזורים אלה מבוססים על מודל דיגיטלי משוחזר לחלוטין תלת-ממד של הגפיים האחוריים, שנוצר מנתונים המשודרים על ידי שני סטים של מצלמות. ניתן לחשב באופן אוטומטי גם את המרכז הדמיוני של מסלול הכבידה.
השתמשנו במנגנון לכידת תנועה תלת-ממד כדי להציג ולהעריך פרמטרים קימטיים מרובים החושפים שינויים פונקציונליים לאורך זמן בתוך ההקשר של המודל לרסק עצבים של החולדה.

<table><tbody><tr><td>9-0 תפר ניילון</td><td>Bear Medic Corporation.</td><td>T06A09N20-25</td><td></td></tr><tr><td>מכשיר הרדמה לבעלי חיים קטנים</td><td>SHINANO MFG CO., LTD.</td><td>SN-487-0T</td><td></td></tr><tr><td>ISOFLURANE תמיסת אינהלציה</td><td>פייזר יפן בע"מ</td><td>(01)14987114133400</td><td></td></tr><tr><td>Kine Analyzer</td><td>KISSEI COMTEC CO., LTD.</td><td>נ.א.</td><td>תוכנת אנליזה</td></tr><tr><td>דבק נוזלי</td><td>KANBO PRAS CORPORATION</td><td>PT-B180</td><td></td></tr><tr><td>מיקרו מלקחיים</td><td>BRC CO.</td><td></td><td>מקליט</td></tr><tr><td>תנועה</td> 16171080 <td>KISSEI COMTEC CO., LTD.</td><td>נ.א.</td><td>תוכנת הקלטה</td></tr><tr><td>המוסטט כירורגי סטנדרטי</td><td>Fine Science Tools, Inc.</td><td>12501-13</td><td></td></tr><tr><td>להב כירורגי מס' 10</td><td>FEATHER בטיחות סכין גילוח ושות', בע"מ</td><td>100D</td><td></td></tr><tr><td>המוסטט כירורגי</td><td>World Precision Instruments</td><td>503740</td><td></td></tr><tr><td>מכשיר לכידת תנועה תלת מימדי (KinemaTracer לבעלי חיים)</td> <td>KISSEI COMTEC CO., LTD.</td><td>נ.א.</td><td>מערכת ניתוח תנועה תלת מימדית המורכבת ממצלמות</td></tr><tr><td>מחשבון תלת מימד (תלת מימד)</td><td>KISSEI COMTEC CO., LTD.</td><td>נ.א.</td><td>תוכנת מעקב אחר סמנים</td></tr><tr><td>הליכון</td><td>MUROMACHI KIKAI CO., LTD</td><td>MK-685</td><td>הליכון עם ז'וקר חשמלי, שינאים שקופים ומנגנון בקרת מהירות</td></tr></tbody></table>

3d ניתוח קימטי עבור הערכה פונקציונלית במודל חולדה של פציעה העצבים הגיד מעיכה

3D Kinematic Analysis for the Functional Evaluation in the Rat Model of Sciatic Nerve Crush Injury

בהשוואה למדד הפונקציונלי הראשי (SFI), ניתוח קנמטי הוא שיטה אמינה ורגישה יותר לביצוע הערכות פונקציונליות של מודלים מכרסמים של פגיעה בעצב. בפרוטוקול זה, אנו מתארים שיטת ניתוח הקנטית הרומן המשתמשת תלת מימדי (3D) מכשיר לכידת תנועה עבור הערכות תפקודית באמצעות מודל לרסק עצבי העצבים מעצב. ראשית, החולדה מכירה. הליכון מהלך סמנים מחוברים אז העצם המיועד ציוני והעכברוש עשוי ללכת על ההליכון במהירות הרצויה. בינתיים, תנועות הגפיים האחורי של החולדה נרשמות באמצעות ארבע מצלמות. בהתאם לתוכנה שבשימוש, סמני הסמן נוצרות באמצעות מצבי אוטומטי וידני והנתונים הרצויים מיוצרים לאחר כוונונים עדינים. שיטה זו של ניתוח קימטיות, המשתמשת במנגנון לכידת תנועה תלת-ממדי, מציעה יתרונות רבים, כולל דיוק מעולה ודיוק. ניתן לחקור פרמטרים רבים נוספים במהלך ההערכות הפונקציונליות המקיפות. שיטה זו כוללת מספר חסרונות הדורשים התחשבות: המערכת יקרה, יכולה להיות מסובכת לתפעול, ועלולה לגרום לסטיות נתונים עקב הסטת העור. עם זאת, ניתוח קימטי באמצעות מנגנון לכידת תנועה תלת-ממדית שימושי לביצוע הערכות הגפיים הקדמיות והאחורי תפקודית. בעתיד, שיטה זו עשויה להיות שימושית יותר ויותר ליצירת הערכות מדויקות של טראומות ומחלות שונות.

בחרנו ארבעה פרמטרים כדי לחקור שינויים פונקציונליים במשך הזמן במודל לרסק עצבי העצבים החולדה. אלו היו היחס של השלב העמידה אל הנדנדה, מרכז מסלול הכבידה, זוויות הקרסול, וזוויות הבוהן בשלב9של הבוהן. עשרים וארבע חולדות הוקצו באופן אקראי לאחת מארבע קבוצות: קבוצת הביקורת (C), חולדות בפעם הראשונה (1w), השלישי (3w), ו השישי (6w) בשבוע שלאחר פציעה מעוך העצבים השמאלי.
באמצעות ניתוח קימטי תלת-ממדי, היחס הממוצע של העמידה או שלב הנדנדה במחזור של 10 השלבים היה מחושב ומיוצג באופן אוטומט...

אנו מציגים שיטת ניתוח קינסטית המשתמשת במנגנון לכידת תנועה תלת מימדי המכיל ארבע מצלמות ותוכנות עיבוד נתונים לביצוע הערכות פונקציונליות במהלך מחקר בסיסי הכרוך במודלים של מכרסמים.

3D ניתוח קימטי עבור הערכה פונקציונלית במודל חולדה של פציעה העצבים הגיד מעיכה

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of ...

אנו מספקים שיטה מדויקת DiCharacter להערכות תפקודיות של חיות מעבדה. היא רגישה ואמינה ונחסימה מחסרונות המיוחסים לשיטות אחרות להערכות תפקודיות. לדוגמה, האינדקס הפונקציונלי הסיאטי.כדי להתחיל, להגדיר שני יריעות פלסטיק שקופות משני צידי ההליכון כדי לאפשר עכברוש 12 שבועות זכר LEWIS ללכת בכיוון ישר קדימה, ואז להפעיל את רשת ההלם החשמלי. שכל עכברוש ילך על ההליכון. להאיץ בהדרגה את ההליכון למהירות הרצויה של 20 ס"מ לשנייה ולתת לחולדה ללכת בדרך כלל במהירות זו במשך חמש דקות.לאחר כל מפגש הליכה, ספקו חופשת מנוחה של דקה עד שתי דקות. חזור על תהליך זה שלוש פעמים ביום חמישה ימים בשבוע במשך שבוע אחד. בעוד החולדה מקבלת הרדמה יציבה דרך מסכת ההרדמה, לגלח אזור מהגב התחתון כדי malleoli דו צדדי באמצעות מכונת גילוח חשמלית.מניחים את החולדה בתצב נוטה. השתמש בעט סמן שחור כדי לסמן את ציוני הדרך של העצם על העור המגולח, קו דרך התהליכים הסיבוביים מהמותני לחוליות קברל. בנוסף, השתמשו בסמן שחור כדי לסמן את קוצים האיליאק הקדמיים/מעולים, את הטרונצ'נטרים הגדולים יותר, את מפרקי הברך, את המאלולי הטרדי, את המפרקים הפלנגאליים המטא-טארסליים החמישיים ואת קצה בוהן הרביעית.לאחר מכן השתמש דבק נוזלי כדי לצרף סמנים hemispheric ציוני דרך עצם אלה למעט הקו דרך התהליכים ספיני מן המותני אל חוליות sacral ואת קצה בוהן הרביעית. לאחר הנחת כל סמנים, לשים את החולדה בחזרה לכלוב. אין לשים את החולדה על ההליכון עד שהיא מתאוששת לחלוטין מהרדמה.הגדר שני יריעות פלסטיק שקופות משני צידי ההליכון והצב את תיבת הכיול באמצע ההליכון. פתח את תוכנת ההקלטה ולאחר מכן לחץ על סמל תמונת הכיול על הצג. לחץ על סמל ההקלטה כדי להקליט 1-2 שניות של וידאו מארבעה כיוונים באמצעות 120 מצלמות הרץ CCD.לחץ שוב על סמל ההקלטה כדי לעצור את ההקלטה. פתח את קבצי הווידאו בתוכנת החישוב. לחץ וגרור את הנקודות האופייניות של דגמי תיבת הכיול תלת-ממד בפינה השמאלית התחתונה של המסך לסמנים המתאימים בארבע התמונות אשר הופכות באופן אוטומטי מהווידאו בתבנית הכיול.לאחר מכן לחץ על סמל השמירה. עכשיו תוציא את תיבת הכיול מההליכון, תדליק את רשת ההלם החשמלי, ותמקם את החולדה ערה לחלוטין על ההליכון. פתח את תוכנת ההקלטה והקלט את המידע הבסיסי אודות החולדה, כולל המספר הסידורי שלה, מהירות ההליכה ושם המפעיל הראשי.הפעל את ההליכון והגדר את המהירות ל-20 ס"מ לשנייה. לאחר החולדה מסתגל למהירות והוא מסוגל ללכת בדרך כלל, לחץ על סמל ההקלטה על התצוגה כדי להקליט את החולדה הליכה עם ארבע מצלמות. לאחר הקלטת מעל 10 שלבים, לחץ שוב על הסמל כדי להפסיק להקליט ולכבות את ההליכון.תחזיר את החולדה לתא ההרדמה להרדמה. בעוד החולדה נמצאת תחת הרדמה מתמשכת באמצעות מסכת ההרדמה, להסיר את סמנים hemispheric. פתח את תוכנת החישוב ופתח את קובץ הווידאו בממשק.לחץ וגרור את סרגל הבקרה הדו-צדדי על סרגל ההתקדמות של הווידאו כדי להבטיח שרק רשומת הליכון בת 10 שלבים תוצג. לחץ וגרור כל נקודה אופיינית מדגם 3D בפינה השמאלית התחתונה של המסך לסמן המתאים בכל אחת מארבע התמונות הראשוניות של קטעי הווידאו שצולמו על ידי המצלמות. לאחר מכן לחצו על סמל המעקב האוטומטי כדי להתחיל את תהליך העקיבה האוטומטי של הסמן.אם המערכת אינה עוקבת במדויק אחר סמן, לחץ על סמל הדיגיטציה הידנית כדי לעבור למצב עקיבה ידני, לחץ על נקודת המאפיין עקיבה במודל 3D ולאחר מכן על הסמן המגיב בתמונה. לאחר לחיצה על הסמן, ודא שהתמונה עוברת למסגרת הבאה של הווידאו. עכשיו ברציפות ללחוץ על הסמן עד תהליך מעקב סמן הושלמה.לאחר שתסיים, לחץ על סמל השמירה. פתח את תוכנת הניתוח ולאחר מכן פתח את קובץ הווידאו המעובד בממשק. לחץ על סמל ההגדרה ובחר והוסף פרמטרים ייעודיים כגון זווית הקרסול, זווית בוהן והסטת האגן לרשימת התצוגה בחלון המוקפץ מימין.לחץ על אישור כדי שהעקומות המייצגות את שינויי הערך בפרמטרים יופיעו בממשק. לחץ על סמל המדידה ובחר עיבוד חלק בתפריט הנפתח שלו. הזן 20 הרץ בחלון המוקפץ כדי להסיר תדרים גדולים מ 20 הרץ בתוך עקומות.באמצעות ניתוח קינמטי תלת-מימדי, היחס הממוצע בין העמדה או שלב הנדנדה במחזור של 10 שלבים חושב באופן אוטומטי ומיוצג בממשק. כל עמדה דו-צדדית ושלב נדנדה בתקופות מחזור של 10 שלבים עבור קבוצת הביקורת, שבוע לאחר הניתוח, שלושה שבועות לאחר הניתוח, ושישה שבועות לאחר הניתוח קבוצות מוצגות כאן. צורת מסלול מרכז הכובד הרגילה דומה לסימן האינסוף.צורת מסלול מרכז הכובד לא חזרה לצורה נורמלית עד שישה שבועות לאחר הניתוח. הערך הממוצע של זווית הקרסול או בוהן בשלב בוהן הציע כי הם השתפרו בכיוון כלפי מעלה לאחר הניתוח. איתור ציוני דרך בעצמות על עור מגולח בזהירות ובכוחות ככל האפשר הוא הדבר החשוב ביותר.ניתוח על העצב הסיאטי יכול להתבצע והוא יחשוף את הקשר בין שינויים תפקודיים והיסטולוגיים.

3d-kinematic-analysis-for-functional-evaluation-rat-model-sciatic

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

בדו"ח זה אנו מתארים שיטה למחוץ העצב העכבר הנשה. שיטה זו משתמשת מלקחיים עוצר דמום זמינים ובקלות reproducibly מייצרת העצב המלא למחוץ הנשה. בנוסף, אנו מתארים שיטה להכין mounts שרירים שלמים מתאימים לניתוח של התחדשות עצבים אחרי למחוץ גיד הנשה.

עכבר לשחזור Sciatic עצב קראש והערכה לאחר ההתחדשות של ניתוח הר שלם שריר

מקור: Li, Q., et al. חקירת התחדשות אקסונים של יונקים: אלקטרופורציה in vivo של גנגליון שורש גב של עכבר בוגר. J. Vis. Exp. (2018)סרטון זה מדגים את תהליך ההתחדשות האקסונלית בעצב הסיאטי של עכבר לאחר פציעת ריסוק. העצב המבודד מקובע ומוכן להדמיה, עם חלבונים פלואורסצנטיים המתבטאים בתאי עצב כדי לדמיין צמיחת אקסונים. באמצעות מיקרוסקופ אפיפלואורסצנטי, עוקבים אחר התחדשות האקסונים מאתר הפגיעה כדי להעריך את היקף הצמיחה מחדש.

התחדשות אקסונלית בעצב הסיאטי של עכבר לאחר פגיעת ריסוק

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

3D ניתוח הילוך קימטי למחקרים פרה-קליניים במכרסמים

הציג הוא פרוטוקול לייצר סוגים שונים של עצב החציוני (MN) נגעים ותיקון בחולדה. בנוסף, הפרוטוקול מראה כיצד להעריך את ההחלמה הפונקציונלית של העצב באמצעות מספר בדיקות התנהגותיות לא פולשנית ומדידות פיזיולוגית.

פונקציונלי ופיסיולוגי שיטות להערכת התחדשות העצב החציוני בחולדה

ניתוח הליכה אוטומטי הוא כלי אפשרי להערכת התאוששות תפקודית במודלים של מכרסמים של פגיעה בעצב היקפי ופגיעה בחוט השדרה. אמנם זה דורש רק התקנה אחת כדי להעריך את תפקוד הקטר במודלים ניסיוניים שונים, התאמה קפדנית קשה ורכה והכשרה של בעלי החיים הוא חשוב מאוד.

ניתוח הליכה אוטומטי כדי להעריך התאוששות תפקודית מכרסמים עם פגיעה בעצב היקפי או חבלה בחוט השדרה

הערכת התאוששות מוטורית נותרה מדד התוצאה של בחינת ביצועים במחקרי עצבים היקפיים ניסיוניים. מדידת הכוח הטטוני איזומטרי של השריר הראשי tibialis בחולדה הוא כלי שלא יסולא בפז כדי להעריך את התוצאות התפקודיות לאחר שחזור של פגמים עצביים sciatic. השיטות והניואנסים מפורטים במאמר זה.

מדידת כוח טטוני איזומטרי מקסימלית של שריר השוקיות בעכברוש

אנו מספקים פרוטוקול להערכת התנהגות מוטורית באמצעות סוללת בדיקה התנהגותית בחולדות לאחר פציעת ריסוק עצבים סיאטית.

הערכה רב-גורמית של התנהגות מוטורית בחולדות לאחר פציעת ריסוק עצבית סיאטית חד-צדדית

אנו מציגים פרוטוקול לשימוש במחט התת עורית של פו במודל של פגיעה כרונית בהיצרות כדי לגרום לכאב עצבי סיאטי בחולדות.

יעילות המחט התת עורית של פו על כאב עצבי סיאטי: שינויים התנהגותיים ואלקטרופיזיולוגיים במודל חולדה של פגיעת התכווצות כרונית

פרוטוקול זה מקים צינור הערכה קינמטי של עכברוש אחורי באמצעות בדיקת הליכון ללא סימן עם תיוג אוטומטי רב-מפרקי מונע למידה עמוקה, המאפשר כימות תנועה שניתן לשחזר.

מעקב סינכרוני רב-מפרקי מבוסס למידה עמוקה לכימות אובייקטיבי של קינמטיקה של תנועת גפיים אחוריות בעכברים

אנו להדגים פרוטוקול לבידוד axoplasm מתוך עצב השת עכברוש מבוגר מבוסס על דיסקציה של fascicles עצב הדגירה במדיום hypotonic לשחרר המיאלין ואת lyse הלא axonal מבנים, ואחריו מיצוי של החומר האקסון מועשר הנותרים.

Axoplasm ניתוק מן החולדה עצב השת

למד ניתוח קינמטי תלת-ממדי להערכה פונקציונלית של חולדות לאחר פציעת עצב גידי. שיטה זו מאפשרת מעקב מדויק בזוויות קרסול ובהתקדמות שיקום תנועתי לאורך זמן.

3D ניתוח קימטי עבור הערכה פונקציונלית במודל חולדה של פציעה העצבים הגיד מעיכה

גלה סרטונים נוספים