Name: Sciatic 신경 호감 상해의 쥐 모형에 있는 기능 평가를 위한 3D 운동학 분석 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-02-12T12:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 20 s
Description: 학습하세요 3D 운동학 분석을 통해 쥐의 보행 기능을 정밀하게 평가하는 방법을. LEWIS 쥐를 이용한 이 기술은 신경 손상 후 기능 회복 연구에 민감하고 신뢰할 수 있는 데이터를 제공합니다.

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이 연구는 JSPS 카켄히 교부금 번호 JP19K19793, JP18H03129 및 JP18K19739에 의해 지원되었습니다.

이 프로토콜은 교토대학의 동물 실험 위원회의 승인을 받았으며, 모든 프로토콜 단계는 교토대학 동물 실험위원회의 지침에 따라 수행되었습니다(승인 번호: MedKyo17029).
1. 러닝머신 걷기로 쥐를 친숙해
<ol><li>러닝머신 양쪽에 투명 플라스틱 시트 두 장을 설치하여 12주된 수컷 루이스 쥐가 직선, 정면 방향으로 걷게 한 다음 전기 충격 그리드를 켭니다.</li>
	<li>각 쥐가 러닝머신을 걷게 한다. 점차적으로 원하는 속도로 러닝 머신을 가속 (20cm / s 또는 12m / 분) 5 분 동안이 속도로 쥐가 정상적으로 걸을 수 있도록. 각 걷기 세션 후, 1-2 분 휴식을 제공합니다. 이 과정을 하루에 3회, 일주일에 5일, 1주일 동안 반복합니다. 참고: 2단계 1주일 전에 러닝머신을 걷기 시작합니다.</li>
	<li>12 시간 밝은 어두운 주기와 케이지 당 3 의 그룹에 집 쥐와 그들에게 상업 쥐 음식과 수돗물 광고 리비텀을 공급.</li>
</ol>2. 자골 신경 호감 부상을 수행
<ol><li>마취 유도 챔버에 쥐를 배치하고 소개 5% 이소플루란 흡입 솔루션.</li>
	<li>0.15 mg/kg의 메데토미딘 염산염, 2 mg/kg 미다졸람, 2.5 mg/kg 의 부토판올 타르타르산염으로 제조된 복합 마취제의 복강 내 주사를 쥐에게 제공합니다. 페달 반사 신경의 부족을 확인합니다. 그런 다음 전기 면도기로 왼쪽 큰 트로텐더에서 허벅지 중간까지 영역을 면도합니다.</li>
	<li>무균 천 조각을 펼치고 쥐를 그 위에 놓고 왼쪽 측면 위치에 놓습니다. 멸균 수술기구도 천에 놓습니다.</li>
	<li>수술 번호 10 블레이드로 허벅지 중간에 큰 trochanter에서 직선 절개를 만듭니다. 그런 다음 사두근 femoris와 이두근 femoris 사이의 무딘 해부를 수행하여 수술 지혈제를 사용하여 심근 신경을 노출시다.</li>
	<li>두 쌍의 마이크로 포스로 주변 조직에서 심근 신경을 분리하고 표준 수술 지혈을 사용하여 10 초 동안 자골 신경을 분쇄하여 둔부 결절 바로 아래 부위에서 2mm 길이의 호감 손상을 만듭니다.</li>
	<li>한 쌍의 마이크로 포스셉을 사용하여 부상의 근위 쪽 끝에서 9-0 나일론 에피 뉴럴 스티치를 수행한 다음 4-0 나일론 봉합사로 근육과 피부를 닫습니다.</li>
	<li>쥐에 0.3 mg/kg 의 아티파메졸 염산염으로 제조 된 마취 길항제의 복강 내 주사를 제공하여 10 분 이내에 깨워. 쥐가 마취에서 회복 한 후, 쥐가 꼬리의 기저부에 의해 중단되는 동안 왼쪽 발가락의 움직임을 관찰하십시오. 발가락이 전혀 퍼지지 않으면 수술이 성공했습니다.</li>
	<li>12 시간 밝은 어두운 주기로 수술 후 개별적으로 쥐를 수용하고 그들에게 상업 쥐 음식과 수돗물 광고 리비텀을 공급.</li>
</ol>3. 마커 부착
<ol><li>마취 유도 챔버에 훈련 된 쥐를 배치하고 5 % 이소플루란 흡입 솔루션을 소개합니다. 발가락을 꼬집어 페달 반사가 없는지 확인합니다.</li>
	<li>쥐가 마취 마스크 (2 % 이소플루란 흡입 용액)를 사용하여 지속적으로 마취 될 수 있도록하십시오. 쥐가 안정된 마취를 받는 동안, 전기 면도기를 사용하여 허리에서 양측 malleoli로 영역을 면도하십시오. 주의: 연구원이 누출된 이소플루란에 노출되는 것을 방지하려면 마스크가 쥐의 머리와 얼굴을 단단히 덮는지 확인하십시오. 참고: 쥐의 부상을 방지하려면 모발을 가능한 한 부드럽게 면도하십시오.</li>
	<li>쥐를 쉬운 위치에 놓습니다. 면도 된 피부에 다음과 같은 뼈 랜드 마크를 표시 하는 검은 마커 펜을 사용 하 여: 요추에서 천골 척추에 가시 과정을 통해 라인, 전방 우수한 장골 척추, 큰 trochanters, 무릎 관절, 측면 malleoli, 다섯 번째 메타 토팔란게알 관절, 그리고 네 번째 발가락의 끝. 참고: 가시 공정을 통과하는 선은 양측 마커가 축대칭인지 여부를 결정하는 데 사용됩니다.</li>
	<li>요추에서 성골 척추에 이르는 가루 과정을 통과하는 라인과 네 번째 발가락의 끝을 제외하고, 이러한 뼈 랜드마크에 반구형 마커를 부착하기 위해 액체 접착제를 사용합니다. 혼동을 피하기 위해 다른 모든 랜드마크에 대해 고유한 색상을 사용합니다. 네 번째 발가락의 끝은 분홍색 잉크로 표시됩니다. 주의: 작업자의 노출된 피부에 접착제가 떨어지지 않도록 주의하십시오.</li>
	<li>모든 마커를 놓은 후 쥐를 케이지에 다시 넣습니다. 쥐가 마취에서 완전히 회복 될 때까지 러닝 머신에 쥐를 두지 마십시오. 참고: 쥐가 마취에서 완전히 회복되지 않으면 의식이 저하되면 정상적인 보행에 심각한 영향을 줄 수 있습니다.</li>
</ol>4. 교정 및 소프트웨어 설정
<ol><li>러닝머신 양쪽에 투명 플라스틱 시트 2장을 설치하고 교정 상자를 러닝머신 중앙에 놓습니다. 녹화 소프트웨어를 연 다음 디스플레이의 보정 이미지 아이콘(보충파일 1)을클릭합니다.</li>
	<li>120Hz CCD 카메라를 사용하여 4방향에서 1~2초의 비디오를 녹화하려면 녹화 아이콘을 클릭합니다. 녹음/녹화 아이콘을 다시 클릭하여 녹화를 중지합니다. 참고: 녹화가 중지되면 비디오가 자동으로 저장됩니다.</li>
	<li>계산 소프트웨어에서 비디오 파일을 엽니다. 화면 오른쪽 하단에 있는 교정 상자 3D 모델의 특성 점을 클릭하고 드래그하여 교정패턴(보조 파일 2)의비디오에서 자동으로 변환되는 4개의 그림의 해당 마커로 이동합니다. 그런 다음 저장 아이콘을 클릭합니다. 참고: 교정이 완료된 후 카메라의 위치를 변경하지 마십시오.</li>
</ol>5. 걷기 녹음
<ol><li>러닝머신에서 교정 상자를 꺼내 전기 충격 그리드를 켜고 완전히 깨어있는 쥐를 러닝머신에 놓습니다. 레코딩 소프트웨어를 열고 일련 번호, 보행 속도 및 주 운영자의 이름을 포함하여 쥐에 대한 기본 정보를 입력합니다.</li>
	<li>러닝머신을 켜고 속도를 20cm/s로 설정합니다. 쥐가 속도에 적응하고 정상적으로 걸을 수 있게 되면 디스플레이의 녹음 아이콘을 클릭하여 4대의 카메라로 걷는 쥐를 기록합니다. 충분한 단계가 기록되면 (>10), 녹음을 중지하고 러닝 머신을 해제하려면 아이콘을 다시 클릭합니다. 참고: 녹화가 중지되면 비디오가 자동으로 저장됩니다.</li>
	<li>마취 를 위해 마취 유도 챔버에 다시 쥐를 넣어. 쥐가 지속적인 마취 (마취 마스크를 통해 투여)를 받고있는 동안, 반구형 마커를 제거합니다. 참고: 쥐에 통증을 일으키지 않도록 마커를 가능한 한 부드럽게 제거하십시오.</li>
	<li>지정된 시간(예를 들어, 수술 후 1주, 3주 또는 6주)에서 3.1-5.3단계를 반복하여 랫트에 대한 운동학적 측정을 수행한다. 수술을 받지 않은 쥐(즉, 대조군)에 대해 실험 초기에 운동학 측정을 한 번만 합니다.</li>
</ol>6. 마커 추적
<ol><li>계산 소프트웨어를 열고 인터페이스에서 비디오 파일을 엽니다.</li>
	<li>비디오의 진행률 표시줄에서 양측 제어 막대를 클릭하고 드래그하여 10단계 러닝머신 걷기 기록만 표시되도록 합니다(보조파일 3). 화면 오른쪽 하단에 있는 3D 모델에서 카메라로 촬영한 동영상의 초기 사진 4개 각각에 해당하는 마커로 각 특성 점을 클릭하고 드래그합니다(보조파일 4).</li>
	<li>자동 마커 추적 프로세스를 시작하려면 자동 추적 아이콘을 클릭합니다(보조 파일5, 보조 파일 6). 시스템에서 마커를 정확하게 추적하지 않으면 수동으로 디지털화 아이콘을 클릭하여 수동 추적 모드(보조파일 7)로전환한 다음 3D 모델의 추적 특성 점을 클릭한 다음 그림의 응답 마커를 클릭합니다.</li>
	<li>마커를 클릭하면 그림이 비디오의 다음 프레임으로 전환되었는지 확인합니다. 이제 마커 추적 프로세스가 완료될 때까지 마커를 계속 클릭합니다. 완료되면 저장 아이콘을 클릭합니다.</li>
</ol>7. 운동분석
<ol><li>분석 소프트웨어를 연 다음 인터페이스에서 처리된 비디오 파일을 엽니다.</li>
	<li>설정 아이콘을 클릭하고 발목 각도, 발가락 각도 및 골반 시프트(X 및 Z 축)와 같은 지정된 매개변수를 오른쪽팝업 창의 표시 목록에 추가합니다(보조파일 8). 확인을클릭하면 매개 변수의 값 변경을 나타내는 곡선이 인터페이스에 나타납니다.</li>
	<li>측정 아이콘을 클릭하고 풀다운 메뉴에서 부드러운 처리를 선택합니다. 팝업 창에 20Hz를 입력하여 곡선 내에서 20Hz보다 큰 주파수를 제거합니다(보조파일 9).</li>
	<li>인터페이스에 5개의 패널이 있는지 확인합니다: 쥐의 도보 비디오, 동적 3D 모델, 10단계 주기의 매개변수의 값 변화를 나타내는 곡선, 매개변수의 평균 값 변경을 나타내는 곡선, 자세및 스윙 단계의 비율을 나타내는 히스토그램 및 회로도(보충파일 10).</li>
	<li>매개변수의 평균 값 변경을 나타내는 곡선의 패널을 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 풀다운 메뉴에서 데이터 출력을 선택합니다(보충파일 11). 이것은 발목과 발가락 각도, 골반 시프트 및 10 단계 주기 기간에 있는 그밖 원하는 매개변수를 포함하여 후방 사지 합동 각도의 평균 값을 생성할 것입니다.</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>
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<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>
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<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>
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<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>
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</ol>

저자는 공개 할 것이 없다.

이 프로토콜에서 안정적이고 지속적으로 걷는 쥐는 운동학 분석의 가장 중요한 구성 요소입니다. 러닝머신 속도는 20cm/s로 설정되었습니다. 이 보행 속도는 결코 "높음"으로 간주되지 않으며 쥐가 공간 제약 없이 움직이면16. 그럼에도 불구하고, 이 속도는 훈련되지 않은 쥐가 러닝머신에서 안정적으로 걸을 수 없을 정도로 빠르며 비정상적인 걸음걸이와 불균일한 움직임을 초래할 수 있습니다. 이러한 이벤트는 데이터 안정성및 신뢰성에 심각한 영향을 줄 수 있습니다. 그러나 러닝머신 의 속도가 20cm/s보다 낮으면 쥐가 간헐적으로 걷는 것을 멈추고 큰 편차가 발생하고 데이터 신뢰성이 저하될 수 있습니다. 따라서, 러닝머신에서 직선, 정면 방향으로 꾸준히 걸을 수 있도록 쥐를 훈련시키는 것은 정밀한 운동학 분석을 달성하는 것이라면 매우 중요하다.
또한 작업자는 운동 분석 프로세스 중에 재확인 및 미세 조정에 대한 요구를 무시해서는 안 됩니다. 우리...

SITIC 기능지수(SFI)는 기능성 심근 신경 평가를 수행하기 위한 벤치마크 방법입니다1. SFI는 널리 채택되어 왔으며 쥐 심막 신경 상해2,3,4,5,6에대한 다양한 기능 평가 연구에서 자주 사용된다. 그 인기에도 불구하고, SFI에 몇 가지 문제가있다, 자동 절단포함 7,공동 계약 위험, 발자국의 얼룩8. 이러한 문제는 예후 값9에심각하게 영향을 미칩니다. 따라서 SFI를 대신하기 위해 오류가 발생하기 쉬운 대체 방법이 필요합니다.
이러한 대체 방법 중 하나는 운동학 분석입니다. 여기에는 뼈가 있는 랜드마크 또는 관절에 부착된 추적 마커를 사용한 포괄적인 보행 분석이 포함됩니다. 운동학 분석은 기능 평가9에점점 더 사용되고 있습니다. 이 방법은 SFI11,12에기인하는 단점 없이 기능평가(10)를 위한 신뢰할 수 있고 민감한 도구로 점진적으로 인식되고 있다.
이 프로토콜에서는 러닝머신, 4개의 120Hz 충전 결합 장치(CCD) 카메라 및 데이터 처리 소프트웨어로 구성된 3D 모션 캡처 장치를 사용하는 일련의 운동 분석(재료 표참조)을 설명합니다. 이러한 운동학 분석 방법은 일반적인 비디오 보행 또는 걸음걸이 분석13,14와다릅니다. 두 대의 카메라가 서로 다른 방향으로 배치되어 한 쪽에서 후방 사지의 움직임을 기록합니다. 그 후, 후방 사지의 3D 디지털 모델은 컴퓨터 그래픽9를사용하여 구성됩니다. 실제 팔다리 치수를 면밀히 관찰하여 엉덩이, 무릎, 발목 및 발가락 관절과 같은 지정된 관절 각도를 계산할 수 있습니다. 또한 보폭/스텝 길이 및 스탠스 위상과 스윙 단계의 비율 등 다양한 파라미터를 결정할 수 있습니다. 이러한 재구성은 두 세트의 카메라로 전송된 데이터에서 생성된 후방 팔다리의 완전히 재구성된 3D 디지털 모델을 기반으로 합니다. 가상의 무게 중심(CoG) 궤탄도 자동으로 계산할 수 있습니다.
우리는 이 3D 모션 캡처 장치를 사용하여 쥐 심낭 신경 호감 부상 모델의 맥락에서 시간이 지남에 따라 기능적 변화를 드러내는 여러 운동 학적 매개 변수를 소개하고 평가했습니다.

<table><tbody><tr><td>9-0 나일론 봉합</td>사 <td>베어 메딕 코퍼레이션.</td><td>T06A09N20-25</td><td></td></tr><tr><td>소동물용 마취기구</td><td>SHINANO MFG CO.,LTD.</td><td>SN-487-0T</td><td></td></tr><tr><td>이소플루란 흡입 용액</td><td>Pfizer Japan Inc.</td><td>(01)14987114133400</td><td></td></tr><tr><td>Kine Analyzer</td><td>KISSEI COMTEC CO.,LTD.</td><td>해당 없음</td><td>해석 소프트웨어</td></tr><tr><td>액상 접착제</td><td>KANBO PRAS CORPORATION</td><td>PT-B180</td><td></td></tr><tr><td>마이크로 겸자</td><td>BRC CO.</td><td></td><td></td>16171080</tr><tr><td>모션 레코더</td><td>KISSEI COMTEC CO., LTD.</td><td>해당 없음</td><td>녹음 소프트웨어</td></tr><tr><td>표준 수술용 지혈제</td><td>Fine Science Tools, Inc.</td><td>12501-13</td><td></td></tr><tr><td>수술용 칼날 No.10</td><td>FEATHER Safety Razor CO., LTD</td><td>100D</td><td></td></tr><tr><td>수술용 지혈</td><td>세계 정밀 기기</td><td>503740</td><td></td></tr><tr><td>3차원 모션 캡처 장치(동물용 KinemaTracer)</td><td>KISSEI COMTEC CO.,LTD.</td><td>해당 없음</td><td>카메라로 구성된 3D 모션 해석 시스템입니다</td></tr><tr><td>입체(3D) 계산기</td><td>KISSEI COMTEC CO., LTD.</td><td>해당 없음</td><td>마커 추적 소프트웨어</td></tr><tr><td>디딜방아</td><td>MUROMACHI KIKAI CO., LTD</td><td>MK-685</td><td>전기 쇼커, 투명 요트 및 속도 제어 장치와 제휴 된 디딜 방</td></tr></tbody></table>아

sciatic 신경 호감 상해의 쥐 모형에 있는 기능 평가를 위한 3d 운동학 분석

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

SCIATIC 기능 지수(SFI)와 비교하여 운동학 분석은 심막 신경 손상 설치류 모델의 기능적 평가를 수행하기 위한 보다 안정적이고 민감한 방법입니다. 이 프로토콜에서, 우리는 쥐 심낭 신경 호감 상해 모델을 사용하여 기능 평가를 위한 3차원(3D) 모션 캡처 장치를 사용하는 새로운 운동학 분석 방법을 기술한다. 첫째, 쥐는 러닝머신 걷기에 익숙합니다. 마커는 지정된 뼈 랜드 마크에 부착하고 쥐는 원하는 속도로 러닝 머신에 걸어 만들어집니다. 한편, 쥐의 후방 사지 움직임은 4 개의 카메라를 사용하여 기록됩니다. 사용되는 소프트웨어에 따라 마커 추적은 자동 모드와 수동 모드를 모두 사용하여 생성되며 원하는 데이터는 미묘한 조정 후에 생성됩니다. 3D 모션 캡처 장치를 사용하는 이 운동 분석 방법은 뛰어난 정밀도와 정확도를 포함하여 다양한 이점을 제공합니다. 포괄적인 기능 평가 중에 더 많은 매개 변수를 조사할 수 있습니다. 이 방법에는 고려해야 할 몇 가지 단점이 있습니다: 시스템은 비용이 많이 들고 작동이 복잡할 수 있으며 피부 이동으로 인한 데이터 편차가 발생할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고, 3D 모션 캡처 장치를 이용한 운동분석은 기능적 전방 및 후방 사지 평가를 수행하는데 유용하다. 미래에,이 방법은 다양한 외상과 질병의 정확한 평가를 생성하는 데 점점 더 유용해질 수 있습니다.

우리는 쥐 심막 신경 호감 상해 모형에 있는 시간 지남에 따라 기능적인 변경을 조사하기 위하여 4개의 매개변수를 선택했습니다. 이는 '발가락 오프' 단계9의자세 대 스윙 위상, 중심(CoG) 궤적, 발목 각도 및 발가락 각도의 비율이었습니다. 24마리의 쥐를 무작위로 4개의 그룹 중 하나에 배정하였다: 대조군(C), 첫 번째(1w), 3위(3w), 및 여섯 번째(6w) 주에 좌측 좌측 좌측 좌측 신경 호감 부상.
3D 운동학 분석을 통해 10단계 사이클에서 자세 또는 스윙 단계의 평균 비율이 자동으로 계산되어 인터페이스상에 표현되었습니다(그림1A-D). 우리는 자세 대 스윙 단계의 비율이 수술 후 회복되었다는 것을 발견했습니다.
CoG는 3D 모션 캡처 장치에 의해 가상 마커로 추적할 수 있는 가상 포인트...

설치류 모델과 관련된 기초 연구 과정에서 기능 평가를 수행하기 위해 4대의 카메라와 데이터 처리 소프트웨어가 포함된 3차원 모션 캡처 장치를 사용하는 운동학 분석 방법을 소개합니다.

Sciatic 신경 호감 상해의 쥐 모형에 있는 기능 평가를 위한 3D 운동학 분석

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

실험실 동물의 기능적 평가를 위한 정밀하고 DiCharacter 방법을 제공합니다. 기능 성 평가를 위한 다른 방법에 기인하는 민감하고 신뢰할 수 있으며 단점이 없습니다. 예를 들어, 상시 기능 인덱스.먼저 러닝머신 양쪽에 투명한 플라스틱 시트 두 장을 설치하여 12주된 남성 루이스 쥐가 정면 방향으로 똑바로 걸을 수 있도록 한 다음 감전 그리드를 켭니다. 각 쥐가 러닝머신에서 산책을 하십시오. 점차적으로 초당 20센티미터의 원하는 속도로 러닝머신을 가속화하고 쥐가 5 분 동안이 속도로 정상적으로 걸을 수 있게합니다.각 걷기 세션 이 끝나면 1~2분 간의 휴식 휴식을 제공합니다. 이 과정을 일주일에 5일 하루에 세 번 반복합니다. 쥐가 마취 마스크를 통해 안정적인 마취를 받고 있는 동안, 전기 면도기를 사용하여 하등에서 양측 말레올리까지 영역을 면도한다.쥐를 경향이 있는 위치에 놓습니다. 검은 색 마커 펜을 사용하여 면도 된 피부의 뼈 랜드 마크를 표시하고 요추에서 성모척추까지 가시적인 과정을 통해 선입니다. 또한 검은 색 마커를 사용하여 전방/우수한 일강 척추, 더 큰 트로챈터, 무릎 관절, 측면 말레올리, 다섯 번째 중족골 지골 관절 및 네 번째 발가락의 끝을 표시합니다.그런 다음 액체 접착제를 사용하여 요추에서 종신 척추및 네 번째 발가락의 끝에 이르는 가시 공정을 통과하는 선을 제외한 이러한 뼈 랜드마크에 반구형 마커를 부착합니다. 모든 마커를 놓은 후 쥐를 다시 케이지에 넣습니다. 쥐가 마취에서 완전히 회복 될 때까지 러닝 머신에 넣지 마십시오.러닝머신 양쪽에 투명한 플라스틱 시트 2장을 설치하고 교정 상자를 러닝머신 중앙에 놓습니다. 레코딩 소프트웨어를 열고 디스플레이의 교정 이미지 아이콘을 클릭합니다. 레코딩 아이콘을 클릭하여 120 헤르츠 CCD 카메라를 사용하여 4방향에서 1~2초의 비디오를 녹화합니다.녹음 아이콘을 다시 클릭하여 녹화를 중지합니다. 계산 소프트웨어에서 비디오 파일을 엽니다. 교정 패턴의 비디오에서 자동으로 변환되는 네 개의 사진의 해당 마커로 화면 의 오른쪽 하단에 있는 교정 상자 3D 모델의 특성 점을 클릭하고 드래그합니다.그런 다음 저장 아이콘을 클릭합니다. 이제 교정 상자를 러닝머신밖으로 꺼내 감전 그리드를 켜고 완전히 깨어있는 쥐를 러닝머신에 놓습니다. 기록 소프트웨어를 열고 일련 번호, 보행 속도 및 주 연산자의 이름을 포함하여 쥐에 대한 기본 정보를 입력합니다.러닝머신을 켜고 속도를 초당 20cm로 설정합니다. 쥐가 속도에 적응하고 정상적으로 걸을 수 있게 되면 디스플레이의 레코딩 아이콘을 클릭하여 4대의 카메라로 워킹 래트를 기록합니다. 10단계가 넘는 단계가 기록되면 아이콘을 다시 클릭하여 녹화를 중지하고 러닝머신을 끕니다.마취 유도 챔버에 다시 쥐를 넣어 마취. 쥐는 마취 마스크를 통해 연속 마취하에있는 동안, 반구형 마커를 제거합니다. 계산 소프트웨어를 열고 인터페이스에서 비디오 파일을 엽니다.비디오진행률 표시줄에 있는 양자 제어 막대를 클릭하고 드래그하여 10단계 러닝머신 보행 레코드만 표시되도록 합니다. 화면 오른쪽 하단의 3D 모델에서 각 특성 점을 클릭하고 카메라에서 촬영한 비디오의 4개의 초기 사진 각각의 해당 마커로 드래그합니다. 그런 다음 자동으로 추적 아이콘을 클릭하여 자동 마커 추적 프로세스를 시작합니다.시스템이 마커를 정확하게 추적하지 않으면 수동으로 디지털화 아이콘을 클릭하여 수동 추적 모드로 전환한 다음 3D 모델의 추적 특성 점을 클릭한 다음 그림의 응답 마커를 클릭합니다. 마커를 클릭하면 그림이 비디오의 다음 프레임으로 전환되는지 확인합니다. 이제 마커 추적 프로세스가 완료될 때까지 마커를 계속 클릭합니다.완료되면 저장 아이콘을 클릭합니다. 분석 소프트웨어를 연 다음 인터페이스에서 처리된 비디오 파일을 엽니다. 설정 아이콘을 클릭하고 오른쪽 팝업 창의 표시 목록으로 발목 각도, 발가락 각도 및 골반 이동과 같은 지정된 매개 변수를 선택하고 추가합니다.매개 변수의 값 변경을 나타내는 곡선이 인터페이스에 표시되도록 확인을 클릭합니다. 측정 아이콘을 클릭하고 풀 다운 메뉴에서 부드러운 처리를 선택합니다. 팝업 창에 20 헤르츠를 입력하여 곡선 내에서 20 hertz보다 큰 주파수를 제거합니다.3D 운동 분석을 통해 10단계 주기에서 의 자세 또는 스윙 위상의 평균 비율이 자동으로 계산되고 인터페이스상에 표현되었다. 대조군에 대한 10 단계 주기 기간에 각 양측 자세와 스윙 단계, 1 주일 수술 후, 수술 후 3 주, 및 6 주 수술 후 그룹은 여기에 표시됩니다. 일반 무게 중심 의 궤도 모양은 무한대 기호와 유사합니다.중력 궤적 모양의 중심은 수술 후 6 주까지 정상적인 모양으로 돌아오지 않았다. 발가락 오프 단계에서 발목 또는 발가락 각도의 평균 값은 수술 후 위쪽 방향으로 개선 된 것이 좋습니다. 면도된 피부에 뼈 의 랜드마크를 가능한 한 신중하고 정확하게 찾는 것이 가장 중요합니다.상반신경에 대한 분석은 수행 될 수 있으며 기능적 변화와 조직학적 변화 사이의 관계를 드러낼 것입니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

이 보고서에서는 마우스 좌골 신경을 파멸시키는 방법을 설명합니다. 이 방법은 쉽게 사용할 수 hemostatic 집게를 사용하여 쉽고 reproducibly 전체 좌골 신경 호감을 생산하고 있습니다. 또한 좌골 신경 호감 후 신경 재생의 분석에 적합한 근육 전체가 마운트를 준비하는 방법을 설명합니다.

전체 마운트 근육 분석에 의한 재현성 마우스 좌골 신경 크러시와 중생의 후속 평가

출처: Li, Q., et al. 포유류 축삭 재생 조사: 성체 마우스 후근 신경절의 생체 내 전기천공. J. Vis. 경험. (2018년)이 비디오는 압착 부상 후 마우스 좌골 신경의 축삭 재생 과정을 보여줍니다. 분리된 신경은 축삭 성장을 시각화하기 위해 뉴런에서 발현되는 형광 단백질과 함께 이미징을 위해 고정되고 준비됩니다. 낙산화형광 현미경을 사용하여 손상 부위에서 축삭 재생을 추적하여 재성장 정도를 평가합니다.

압착 부상 후 마우스의 좌골 신경의 축삭 재생

여기에 제시된 프로토콜은 전임상 연구를 위한 설치류에서 사중 운동의 3차원 운동학을 수집하고 분석하는 프로토콜이다.

설치류의 전임상 연구를 위한 3D 운동걸음걸이 분석

제시된 것은 쥐에서 상이한 유형의 중간 신경(MN) 병변 및 수리를 생성하는 프로토콜이다. 추가적으로, 프로토콜은 몇몇 비침범성 행동 시험 및 생리적인 측정을 사용하여 신경의 기능적 회복을 평가하는 방법을 보여줍니다.

쥐에서 중간 신경 재생을 평가하는 기능적 및 생리적 방법

자동 걸음걸이 분석은 말초 신경 손상 및 척수 타박상 손상의 설치류 모델에서 기능적 회복을 평가하는 실행 가능한 도구입니다. 다양한 실험 모델에서 운동 기능을 평가하기 위해 단 하나의 설정만 필요하지만, 동물의 세심한 하드 및 소프트 웨어 조정 및 훈련이 매우 중요합니다.

주변 신경 또는 척수 타박상 부상으로 설치류의 기능적 회복을 평가하기 위한 자동 걸음걸이 분석

모터 회복의 평가는 실험적인 말초 신경 연구에서 벤치마크 결과 측정으로 남아 있습니다. 쥐의 티볼리스 전방 근육의 동면 파탄력 측정은 경련성 신경 결함의 재구성 후 기능적 결과를 평가하는 귀중한 도구입니다. 방법과 뉘앙스는이 문서에 자세히 설명되어 있습니다.

쥐의 티비아리스 전방 근육의 최대 동면 성 파타닉 힘 측정

우리는 상주 신경 호감 부상 후 쥐의 행동 테스트 배터리를 통해 모터 행동의 평가를위한 프로토콜을 제공합니다.

일방적인 상시 신경 호감 부상 후 쥐에서 모터 행동의 다인 평가

쥐의 좌골 신경통을 유도하기 위해 만성 수축 손상 모델에서 Fu의 피하 침을 사용하기 위한 프로토콜을 제시합니다.

좌골 신경통에 대한 Fu의 피하 침의 효능: 만성 수축 손상 쥐 모델의 행동 및 전기 생리학적 변화

이 프로토콜은 딥러닝 기반 다중 관절 궤적 자동 라벨링과 함께 마커리스 러닝머신 테스트를 사용하여 쥐 하지의 운동학 평가 파이프라인을 구축하여 재현 가능한 동작 정량화를 가능하게 합니다.

쥐의 후肢 운동 운동학을 객관적으로 정량화하기 위한 딥러닝 기반 다중 관절 동기 추적

우리는 myelin를 공개하고 나머지 축삭 - 풍부한 자료의 추출 다음 비 axonal 구조를 lyse에 hypotonic 매체 신경 fascicles과 부화 해부에 따라 성인 쥐의 좌골 신경에서 axoplasm 절연을위한 프로토콜을 보여줍니다.

쥐 좌골 신경에서 Axoplasm 격리

학습하세요 3D 운동학 분석을 통해 쥐의 보행 기능을 정밀하게 평가하는 방법을. LEWIS 쥐를 이용한 이 기술은 신경 손상 후 기능 회복 연구에 민감하고 신뢰할 수 있는 데이터를 제공합니다.

Sciatic 신경 호감 상해의 쥐 모형에 있는 기능 평가를 위한 3D 운동학 분석

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