Name: 膝 Arthrometer を使用してラットの膝関節屈曲拘縮への組織固有の貢献を評価するには (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 59 s
Description: 学ぶラット膝関節の伸展可動域測定法。Arthrometerを用いて組織固有の拘縮貢献を評価し、治療効果を定量化する再現性の高い手法です。筋骨格系研究に有用です。

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著者は、画像解析法の開発について、デバイス Khaoula Louati と彼のテクニカル サポートにジョアン ・ トマスを感謝したいです。

使用されるラット膝関節固定化モデルは、大学オタワ動物の世話、獣医サービスとローカル倫理委員会によって承認されています。
1. 動物の準備
<ol><li>あらかじめ決められた固定期間の終わりに、二酸化炭素の投与によるラットを安楽死させます。 注意: ここでを使用して固定モデル板と、膝の違反を回避 2 ネジ (大腿骨近位部と遠位脛骨の他に挿入された 1 つ) の節理構造と、膝屈曲の位置を保持前述 135 ° の6.時間にわたって、膝屈曲拘縮11が生成されます。</li>
	<li>吸水性、防水保護パッドに置かれる、arthrometer 表面の前後の両方の領域をカバーします。手袋、白衣、実験を完了している間の眼の保護具を着用します。</li>
	<li>メスを使用して、プレートを公開する皮膚を分割し、ネジ (1.1 のステップの後ろにあるメモを参照)。大腿骨近位部のより近位スクリューし脛骨遠位端のより遠位のスクリューを挿入します。ネジを見つけることを触診します。ネジの頭があります、一度は、ドライバーを使用してネジを外します。 注: 固定の期間中にネジの頭は軟部組織の対象になる場合があります。このような場合は、優しく組織を削除し、ネジの頭を明らかにメスを使用します。</li>
	<li>ねじを取り外したら、プレートを手動で削除または解剖キットから鉗子を使用します。</li>
	<li>はさみやピンセットを使用して、基になる筋膜から皮膚を削除する下肢を deglove します。</li>
</ol>2. 動物モーター駆動 Arthrometer の位置決め
注: すべてのテストは、室温で実行する必要があります。ここで、arthrometer は、標準的な北アメリカの 120 V 入力によって駆動されます。アダプター出力は 12 V、500 mA。
<ol><li>実験的脚 (テストする脚) との側でテストされる動物の位置 (図 2) を上向きします。<ol>
<li>Arthrometer の実装段階に統合されている溝の金属クランプで大腿骨を固定します。精密ドライバーを使用して大転子に遠位クランプを置き、大腿骨を固定する筋肉に穴をパンチします。Arthrometer (図 1、 2) の回転の中心に、大腿骨外側顆を調整します。</li>
		<li>可動腕脚、受動的な拡張に膝をプッシュする、踵にだけ優れての後ろに 2 つの直立した記事で一度電気モーターの位置をアクティブにするとします。</li>
		<li>その基部が固定されるまで、16 進数のキーを使用して大腿骨クランプを締めます。</li>
	</ol>
</li>
	<li>カメラ ドライバーを使用して arthrometer に正しくマウントされていることをマニュアル フォーカスにことを確認します。大腿骨の顆部にピントします。</li>
	<li>テストされている ROM 膝の方向とラットの位置によって arthrometer (時計回りまたは反時計回り) の方向の設定を選択します。</li>
	<li>電源とスタートボタンを押すと同時に arthrometer モーターをアクティブにします。 注: 電源とスタート ボタンを同時に押すことの必要性は、偶発的な活性化を防ぐことができますデバイスの安全機能です。<ol>
<li>観察 arthrometer モーターを 6.6 RPM の速度で移動し、2.1 のため停止して最初の事前に設定トルク到達時に s。</li>
		<li>注: 最初のトルクに達すると、対応する LED が点灯します、デジタル カメラは自動的に膝の画像になります。 注: 写真を撮影すると、一度、arthrometer、引き続き次より高いプリセット トルク。4 つのトルクを適用した後、arthrometer は停止します。ラットは、arthrometer に配置されている、テストが開始されると、1 つの膝のテストの合計時間が約 18.8 一回関節拘縮の状態によって多少異なります。撮影した画像は、各トルクで延長の測定に使用されます。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3 モーター駆動 Arthrometer を用いた膝伸展の角度を取り込む
注: 各負荷トルクのモーターが停止、一度写真を撮るデジタル カメラがトリガーされます。テストされていると大腿骨の顆部に焦点を当てて膝継手の真上でそのフレームのカメラの位置します。
<ol><li>同じ動物からは、さまざまな状況は、例えば、拘縮の不動 (非筋肉) コンポーネントを分離へ後部弓間筋肉の筋切離術を実行したら同じ膝や膝からのテストを続行します。他の動物。<ol>
<li>括約筋切開を完了したときは、カプセルを切らないように膝関節に十分な近位の筋を解剖します。 注意: 拡張子、トルク設定 4 (17.53 N ・ cm) のアプリケーションを次の足が括約筋切開を完了する最も簡単なです。手順 2.1 3.1 を通じてを繰り返します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>一度両方の足は、すべての条件でテストされている (などの前後に括約筋切開)、動物の死骸、次の機関のプロトコルすべての汚染物質の処分および、arthrometer をクリーンアップします。</li>
</ol>4. 膝の ROM 測定分析
<ol><li>ImageJ を使用して ROM を分析します。 注: ここでバージョン 1.45 s を使用されました。</li>
	<li>ラット arthrometer に搭載するカメラで撮影したデジタル画像を含むファイルを開きます。 注: 動物 (例えば制御対固定化) の実験グループに分析を実行する人を盲目にする必要があります。</li>
	<li>メイン ツールバーから角度ツールを選択し、(大腿骨骨幹、図 2と一致)、外側顆、外側から脛骨線大腿骨クランプの中央から大腿のラインを描画することによって大腿脛骨角をトレース(図 2) の外側のくるぶしに大腿骨の顆部。 注: 大腿脛骨角は、各プリセット トルクに達した膝伸展最大角度に対応します。</li>
	<li>測定ツールを使用して、分析をクリックして |メジャー上記 2 線によって生成される計算された角度を表示します。完全な拡張子を意味する 0 ° の規則を使用します。</li>
</ol>

<ol><li>Clavet, H., Hébert, P. C., Fergusson, D., Doucette, S., Trudel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Joint+contracture+following+prolonged+stay+in+the+intensive+care+unit%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Medical+Association+Journal%22%5BJournal%5D)">Joint contracture following prolonged stay in the intensive care unit.</a> Canadian Medical Association Journal. 178 (6), 691-697 (2008).</li>
<li>Campbell, T. M., Dudek, N., Trudel, G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCampbell%2C+TM+%22Essentials+of+Physical+Medicine+and+Rehabilitation%3A+musculoskeletal+disorders%2C+pain%2C+and+rehabilitation%22">Essentials of Physical Medicine and Rehabilitation: musculoskeletal disorders, pain, and rehabilitation</a>. Silver, J. K., Frontera, W. R., Rizzo, T. D. , Saunders. Ch. 126 (2015).</li>
<li>Dehail, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acquired+deforming+hypertonia+and+contractures+in+elderly+subjects%3A+definition+and+prevalence+in+geriatric+institutions+%28ADH+survey%29%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Physical+and+Rehabilitation+Medicine%22%5BJournal%5D)">Acquired deforming hypertonia and contractures in elderly subjects: definition and prevalence in geriatric institutions (ADH survey).</a> Annals of Physical and Rehabilitation Medicine. 57 (3), 11-23 (2014).</li>
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<li>Trudel, G., Uhthoff, H. K., Goudreau, L., Laneuville, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+analysis+of+the+reversibility+of+knee+flexion+contractures+with+time%3A+an+experimental+study+using+the+rat+model%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Musculoskeletal+Disorders%22%5BJournal%5D)">Quantitative analysis of the reversibility of knee flexion contractures with time: an experimental study using the rat model.</a> BMC Musculoskeletal Disorders. 15, 338(2014).</li>
<li>Trudel, G., Uhthoff, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contractures+secondary+to+immobility%3A+is+the+restriction+articular+or+muscular%3F+An+experimental+longitudinal+study+in+the+rat+knee%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Physical+Medicine+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Contractures secondary to immobility: is the restriction articular or muscular? An experimental longitudinal study in the rat knee.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 81 (1), 6-13 (2000).</li>
<li>Chimoto, E., Hagiwara, Y., Ando, A., Itoi, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progression+of+an+arthrogenic+motion+restriction+after+immobilization+in+a+rat+experimental+knee+model%5BTitle%5D)+AND+%22Upsala+Journal+of+Medical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Progression of an arthrogenic motion restriction after immobilization in a rat experimental knee model.</a> Upsala Journal of Medical Sciences. 112 (3), 347-355 (2007).</li>
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<li>Abdel, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+joint+contracture+on+the+contralateral+unoperated+limb+in+a+rabbit+knee+contracture+model%3A+a+biomechanical+and+genetic+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">Effects of joint contracture on the contralateral unoperated limb in a rabbit knee contracture model: a biomechanical and genetic study.</a> Journal of Orthopaedic Research. 30 (10), 1581-1585 (2012).</li>
<li>Hildebrand, K. A., Sutherland, C., Zhang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rabbit+knee+model+of+post-traumatic+joint+contractures%3A+the+long-term+natural+history+of+motion+loss+and+myofibroblasts%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research+%22%5BJournal%5D)">Rabbit knee model of post-traumatic joint contractures: the long-term natural history of motion loss and myofibroblasts.</a> Journal of Orthopaedic Research . 22 (2), 313-320 (2004).</li>
<li>Klein, L., Player, J. S., Heiple, K. G., Bahniuk, E., Goldberg, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isotopic+evidence+for+resorption+of+soft+tissues+and+bone+in+immobilized+dogs%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bone+and+Joint+Surgery.+American+Volume%22%5BJournal%5D)">Isotopic evidence for resorption of soft tissues and bone in immobilized dogs.</a> Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 64 (2), 225-230 (1982).</li>
</ol>

著者情報開示や宣言に利害の対立があります。

ラット膝関節 arthrometer は、再現性をもって、確実に次の介入ラット膝関節の最大の拡張子を確認する開発されました。このデバイスの利点には、一定の腕の長さと内線の力で膝関節の間でトルクの一貫した世代が含まれて。別の利点には、繰り返し同じ関節膝関節 ROM、カプセル、筋肉や靭帯などのさまざまな関節構造の影響を評価する上でのテストができるレベルで、トルクを設定する機能が含まれています。たとえば、次の完全にそのままの関節、筋肉を分けることができる後部弓間膝・拡張子制限11不動の貢献を決定するために繰り返しテスト arthrometer テストします。
測定精度と精度を最適化する、arthrometer の特定の機械的な機能には、(図 1) をテスト中に大腿骨の回転を防ぐために設計された溝付きのクランプが含まれます。遠位 2 つの金属の支柱の記事従事脚後方に時計回りの方向に拡張に膝を押すと (図 1) をテスト中に大...

関節の運動 (ROM) の全範囲を持っていることは、健康と幸福1にとって重要です。関節の他動的 ROM の損失は、拘縮2と呼ばれます。関節拘縮は長期 bedrest、麻痺、人工関節置換術、火傷、感染症、神経疾患1,3,4,5など多数の条件から生じる可能性があります。関節の変形を加速する、転倒のリスクが増大し、悪影響歩き、座って、そして登山階段6,を含む基本的な機能上のタスクを実行する人の能力に影響を与える膝の拘縮を無効にすることができます。7。
いったん確立すれば、膝の拘縮治療困難な予防や拘縮に関連する罹患率8の回避が不可欠ですしたがって患者さんは、この条件を開発する高いリスクを決定します。1) 原因や膝関節拘縮、2) 拘縮の重症度、3) その時間の進行、4) 6) の有用性と同様、拘縮、5) その可逆性に関与する組織に影響を及ぼすの条件を評価する実験、設計されています膝の上の様々 な予防と治療介入のロマを共同します。これらの実験のすべての有効な客観的、正確かつ再現可能な ROM の測定法は重要です。その他の補助的な対策 (エネルギー消費量、強度、遺伝子発現とタンパク含量) は関節拘縮の病態生理を理解する有用なマーカーですが、機械的な制限は何が患者を制限し、障害に 。研究のこの分野の課題のいくつかは、膝 ROM がテストする実験的、定量的データ9の欠如だけでなく、異種の方法が含まれています。さまざまな実験方法の使用は、研究室から研究室が比較できない結果につながります。これは、関節拘縮10を引き起こす (関節の固定や関節形成術) などの諸条件に関する論争につながっています。したがって実験的介入、次合同 ROM の測定の自動化された方法が必要です。
ここでは、ラット膝関節膝の ROM 拡張を正確に測定するデジタル カメラにリンクされている特注 arthrometer を使用して ROM を評価するためのユーザーに依存しない、有効な正確かつ再現可能なプロトコルについて述べる。我々 はローマの膝の上への固定化の様々 な期間の効果をテスト我々 は、固定骨ランドマークを使用して結果のデジタル画像をあらかじめ指定されたトルクで ROM の測定方法を説明します。全体的にみて、これらのメソッドは確実にラット膝関節 ROM を測定し、定量的なデータを提供します。

<table><tbody><tr><td>Arthrometer</td><td>The Ottawa Hospital Rehabilitation Centre - リハビリテーション工学&nbsp;</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>カメラ</td><td>キヤノン</td><td>EOS-500D</td><td>一般にEOS反逆者T1iImageJ</td></tr>国立<tr><td></td><td>衛生研究所</td><td>バージョン1.45s</td><td></td></tr><tr><td>アブソベントアンダーパッド</td><td></td><td>VWR820202-845</td><td></td></tr><tr><td>解剖キット</td><td>フィ</td><td>ッシャー08-855</td><td>として知られていますキットに含まれるもの:&nbsp;鉗子:ミディアムポイント、ニッケルメッキ &nbsp;はさみ:1.5インチ(40 mm)ブレード、ステンレス鋼 &nbsp;解剖ナイフハンドル:ニッケルメッキ &nbsp;ナイフブレード:ステンレス鋼、3 パック&nbsp;ドロップピペット: glass &nbsp;曲がった解剖針:プラスチック製のハンドル付きステンレス鋼 &nbsp;ストレート解剖針:プラスチックハンドル付きステンレス鋼 ビニライト定規6インチ。(15センチ)</td></tr><tr><td>精密ドライバーマスター</td><td>クラフト</td><td>057-3505-8</td><td></td></tr><tr><td>メスブレード-#10</td><td>ファインサイエンスツール</td><td>10010-00</td><td></td></tr><tr><td>ドライバー</td><td>スタン</td><td>レー057-3558-2</td><td></td></tr><tr><td>六角レンチ</td><td>マスタークラフト</td><td>058-9684-2</td><td></td></tr><tr><td>ユニバーサルAC-DCパウダー</td><td>アダプターRCA</td><td>108004951</td><td></td></tr></tbody></table>

膝 arthrometer を使用してラットの膝関節屈曲拘縮への組織固有の貢献を評価するには

Using a Knee Arthrometer to Evaluate Tissue-specific Contributions to Knee Flexion Contracture in the Rat

膝関節運動 (ROM) の範囲の幸福に重要です、歩く、階段を上る、座っているなどの基本的なアクティビティを実行することができます。失われた ROM を示し増加罹患率、関節拘縮と呼びます。逆転の確立された膝の難しさのため拘縮、早期発見が重要であり、したがって、彼らの開発のリスク要因を知ることが不可欠です。ラットをヒト、ラットの膝屈曲、固定の長い期間を容認する能力のラット膝の解剖学の類似性による介入の効果を学ぶことができる良いモデルを表す力学的データをすることができますので、膝の組織の組織学的および生化学的解析と相関した.
自動 arthrometer を用いて、検証、正確、再現性の高い、ユーザーに依存しない特定のトルクでラット膝関節の拡張 ROM の測定法を示す.この arthrometer は、膝の上の介入の効果を決定する使用ことができますラット関節可。

膝伸展の不動のさまざまな期間の特定の量不動の期間を増加させるためまとめます、次の固定化の増加の長さより重度の拘縮が生成されたことを示します。ImageJ を用いた代表的な結果は、図 3のとおりです。
データのバイアスを減らす有効な正確な再現性の高い、ユーザーに依存しない方法でラットの膝の最大延長を測定する機能。例で提供、次の 7 ラットに 16 週間固定最大膝関節伸展を評価した非固定化対側肢に固定化 (実験的) 肢の比較。次に 1 匹のラットから交互に固定の選択肢 (例えばラット 1 いた右膝の固定化、ラット 2 左)。調査官、角度の測定は、測定中に固定された側を盲目だった。結果は、図 3に掲載されています。固定膝の延長の最大の能力は、対側と比較して減った。弓間筋肉部は屈曲拘縮の筋原性コンポーネントを排除します。括約...

プロトコルの目的は、拡張子ラット膝関節の可動域を測定することです。膝継手の剛性との治療効果を高めるさまざまな病気の影響を定量化することができます。

膝 Arthrometer を使用してラットの膝関節屈曲拘縮への組織固有の貢献を評価するには

Normal knee range of motion (ROM) is critical to well-being and allows one to perform basic activities such as walking, climbing stairs and sitting. Lost ...

この方法は、ラットモデルを使用した膝関節運動範囲への介入の影響など、筋骨格系分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、ラット膝関節延長を測定するための正確な、再現性のある、ユーザー独立した方法を提供することです。はさみと鉗子を使用して安楽死させたラットの下肢を割り出し、下の筋膜から皮膚を取り除くことによって始めます。次に、実験脚を上向きにして体を横に置きます。大腿骨を、関節計の取り付け段階に統合された溝付きの金属クランプに入れます。精密ドライバーで筋肉に穴を開けて大腿骨を固定し、クランプを大きなトロシャンターに遠位に置きます。次に、関節計の回転の中心に対して横大腿骨顆を調整します。脚の後ろに2つの直立したポストを持つ可動アームを配置し、電気モーターが作動したら膝を受動的な延長に押し込むためにカルカニューに近い。16 進数のキーを使用して、大腿骨クランプが固定されるまで、そのベースで締めます。ドライバーを使用して、カメラがアートホームに正しく取り付けられていることを確認します。カメラが手動フォーカスであることを確認し、カメラをフェムラコンディレに合わせます。検査する膝の運動範囲の方向とラットの位置に応じて、関節計の方向を時計回りまたは反時計回りに設定します。電源ボタンとスタートボタンを同時に押して、アートロメーターモーターをアクティブにします。arthrometerモーターは6.6 rpmの速度で動き、最初のプリセットトルクに達すると2.1秒間停止します。最初のトルクに達すると、対応するLEDが点灯し、デジタルカメラが自動的に膝の写真を撮ります。画像が撮影されると、アートロメーターは次の高いプリセットトルクに続きます。4つのトルクが適用されると、関節計は停止します。ラットが関節計に配置され、テストが開始されると、片方の膝をテストするための合計時間は約18.8秒です。関節性または非筋肉性の関節性成分を分離するには、トルクシーケンスをリセットして脚に加えられた力を解放し、次に後関節筋の筋切引を行う。カプセルが切断されないように、膝関節に十分近位の筋肉を解剖します。筋切除前後の両足をテストし、必要な組織を解剖した後、動物の死体とすべての生物危険物を制度的なプロトコルに従って処分し、arthrometerを清掃します。画像J.のarthrometerに搭載されたカメラで撮影したデジタル画像を含むファイルを開きます。メイン ツールバーから角度ツールを選択し、大腿骨クランプの中央から横方向の顆に大腿線を描画し、脛骨線を横方向の大腿骨顆から横方向の動脈の寄角まで描画して、大腿骨 -脛骨の角度をトレースします。[解析]、[メジャー] の順にクリックして測定ツールを使用し、上に描いた 2 本の線で生成された計算角度を表示します。完全な拡張子を意味するには、ゼロ度の規則を使用します。この図は、非固定化対側肢と比較して、7匹のラットに対する16週間の固定化後の最大膝延長を示す。固定化膝については、最大拡張能力が対側と比較して低下した。筋膜筋膜に続いて、実験的および対側膝の最大拡張能力が増加したが、実験的な膝は屈曲拘縮を示し続ける。この手順を試みる間、テスト中に膝の動きを避けるために、大腿骨クランプが十分に固定されていることを確認することが重要です。この手順に従って、膝の組織学的分析のような他の方法は、関節構造が動きの範囲に影響を与えるために膝関節で起こる組織および細胞変化に関する追加の質問に答えるために行うことができる。

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エンジニアード前十字靭帯移植片の評価のための無胸腺ラットモデル

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ここでは、ラットモデルにおける膝関節固定化のための最小限に侵襲的な技術を説明するプロトコルを提示する。この再現可能なプロトコルは、筋肉ギャップ分離様式およびミニ切開スキルに基づいて、獲得された関節収縮の基礎となる分子機構の研究に適している。...

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学ぶラット膝関節の伸展可動域測定法。Arthrometerを用いて組織固有の拘縮貢献を評価し、治療効果を定量化する再現性の高い手法です。筋骨格系研究に有用です。

膝 Arthrometer を使用してラットの膝関節屈曲拘縮への組織固有の貢献を評価するには

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