Analiza kinematyczna 3D do oceny funkcjonalnej w szczurzym modelu uszkodzenia nerwu kulszowego

Tianshu Wang; Akira Ito; Junichi Tajino; Hiroshi Kuroki; Tomoki Aoyama

doi:10.3791/60267

Method Article

Analiza kinematyczna 3D do oceny funkcjonalnej w szczurzym modelu uszkodzenia nerwu kulszowego

DOI:

10.3791/60267

⸱

February 12th, 2020

Tianshu Wang¹ , Akira Ito² , Junichi Tajino¹^,³ , Hiroshi Kuroki² , Tomoki Aoyama¹

¹Department of Development and Rehabilitation of Motor Function, Human Health Sciences, Graduate School of Medicine, Kyoto University, ²Department of Motor Function Analysis, Human Health Sciences, Graduate School of Medicine, Kyoto University, ³Department of Otolaryngology, The Ohio State University Wexner Medical Center

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wprowadzamy metodę analizy kinematycznej, która wykorzystuje trójwymiarowy aparat do przechwytywania ruchu zawierający cztery kamery i oprogramowanie do przetwarzania danych do przeprowadzania ocen funkcjonalnych podczas podstawowych badań z udziałem modeli gryzoni.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

W porównaniu do Wskaźnika Funkcjonalnego Rwy Kulszowej (SFI), analiza kinematyczna jest bardziej wiarygodną i czułą metodą przeprowadzania oceny funkcjonalnej modeli gryzoni z uszkodzeniem nerwu kulszowego. W tym protokole opisujemy nowatorską metodę analizy kinematycznej, która wykorzystuje trójwymiarowy (3D) aparat do przechwytywania ruchu do oceny funkcjonalnej przy użyciu modelu uszkodzenia nerwu kulszowego szczura. Po pierwsze, szczur zapoznaje się z chodzeniem na bieżni. Znaczniki są następnie dołączane do wyznaczonych punktów orientacyjnych na kościach, a szczur jest zmuszany do chodzenia po bieżni z żądaną prędkością. Tymczasem ruchy tylnych kończyn szczura są rejestrowane za pomocą czterech kamer. W zależności od zastosowanego oprogramowania, obrysy znaczników są tworzone zarówno w trybie automatycznym, jak i ręcznym, a pożądane dane są generowane po subtelnych korektach. Ta metoda analizy kinematycznej, która wykorzystuje aparat do przechwytywania ruchu 3D, oferuje wiele zalet, w tym doskonałą precyzję i dokładność. Podczas kompleksowych ocen funkcjonalnych można zbadać znacznie więcej parametrów. Ta metoda ma kilka wad, które wymagają rozważenia: system jest drogi, może być skomplikowany w obsłudze i może powodować odchylenia danych z powodu przesunięcia skóry. Niemniej jednak analiza kinematyczna przy użyciu aparatu do przechwytywania ruchu 3D jest przydatna do wykonywania oceny funkcjonalnej kończyn przednich i tylnych. W przyszłości metoda ta może stać się coraz bardziej przydatna do generowania dokładnych ocen różnych urazów i chorób.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wskaźnik funkcjonalny rwy kulszowej (SFI) jest wzorcową metodą przeprowadzania oceny funkcjonalnego nerwu kulszowego¹. SFI został szeroko przyjęty i jest często stosowany w różnych badaniach oceny funkcjonalnej uszkodzeń nerwu kulszowego u szczurów²^,³^,⁴^,⁵^,⁶. Pomimo jego popularności, istnieje kilka problemów z SFI, w tym automutilation⁷, ryzyko przykurczu stawów i rozmazywanie śladów stóp⁸. Problemy te poważnie wpływają na jego wartość ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Protokół został zatwierdzony przez komitet ds. eksperymentów na zwierzętach Uniwersytetu w Kioto, a wszystkie kroki protokołu zostały wykonane zgodnie z wytycznymi Komitetu ds. Eksperymentów na zwierzętach, Uniwersytet w Kioto (numer zatwierdzenia: MedKyo17029).

1. Zapoznanie szczurów z chodzeniem na bieżni

Ustaw dwa przezroczyste plastikowe arkusze po obu stronach bieżni, aby 12-tygodniowy samiec szczura Lewis mógł chodzić w prostym kierunku, do przodu, a następnie włącz siatkę do porażenia prądem.
Niech każdy szczur chodzi po bieżni. Stopniowo przyspieszaj bieżnię do żądanej prędkości (20 cm/s lub 12 m/min) i pozwól ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wybraliśmy cztery parametry do zbadania zmian funkcjonalnych w czasie w modelu uszkodzenia nerwu kulszowego u szczura. Były to stosunek fazy postawy do wymachu, trajektorii środka ciężkości (CoG), kątów kostki i kątów palców w fazie "toe off"⁹. Dwadzieścia cztery szczury zostały losowo przydzielone do jednej z czterech grup: grupy kontrolnej (C), szczurów w pierwszym (1w), trzecim (3w) i szóstym (6w) tygodniu po uszkodzeniu lewego nerwu kulszowego.

Za pomocą analizy kin.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

W tym protokole stabilny i ciągle chodzący szczur jest najważniejszym elementem analizy kinematycznej. Prędkość bieżni została ustawiona na 20 cm/s. Ta prędkość chodzenia w żadnym wypadku nie jest uważana za "wysoką", jeśli szczury poruszają się bez ograniczeń przestrzennych¹⁶. Niemniej jednak ta prędkość jest zbyt duża, aby niewyszkolone szczury mogły stabilnie chodzić po bieżni i prawdopodobnie skutkowałyby nieprawidłowym chodem i niejednolitymi ruchami. Zdarzenia te mogą poważnie wpłynąć na wia.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie było wspierane przez JSPS KAKENHI Grant Number JP19K19793, JP18H03129, and JP18K19739.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number	Comments
Nylonowy szew 9-0	Bear Medic Corporation.	T06A09N20-25
Aparatura anestezjologiczna dla małych zwierząt	SHINANO MFG CO., LTD.	SN-487-0T
Roztwór do inhalacji ISOFLURANU	firmy Pfizer Japan Inc.	(01)14987114133400
Analizator kine	KISSEI COMTEC CO., LTD.	Nie	Oprogramowanie analityczne
Klej w płynie	KANBO PRAS CORPORATION	PT-B180
Mikrokleszczyki	BRC CO.
Rejestrator ruchu	KISSEI COMTEC CO., LTD.	Nie	Oprogramowanie do nagrywania
Standardowy hemostat chirurgiczny	Fine Science Tools, Inc.	12501-13
Ostrze chirurgiczne nr 10	FEATHER Safety Razor CO., LTD	100D
Hemostat chirurgiczny	World Precision Instruments	503740
Trójwymiarowy aparat do przechwytywania ruchu (KinemaTracer dla zwierząt)	KISSEI COMTEC CO., LTD.	Nie	System analizy ruchu 3D, który składa się z kamer
Kalkulator trójwymiarowy (3D)	KISSEI COMTEC CO., LTD.	Nie	Oprogramowanie do śledzenia znaczników
Bieżnia	MUROMACHI KIKAI CO., LTD	MK-685	bieżnia z afiliowanym elektrycznym schockerem, przezroczystymi osłonami i aparatem do kontroli prędkości

dotyczy16171080 dotyczy dotyczy dotyczy

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kanaya, F., Firrell, J. C., Breidenbach, W. C. Sciatic function index, nerve conduction tests, muscle contraction, and axon morphometry as indicators of regeneration. Plastic and Reconstructive Surgery. 98 (7), 1264-1274 (1996).
Takhtfooladi, M. A., Jahanbakhsh, F., Takhtfooladi, H. A., Yousefi, K., Allahverdi, A.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Analiza kinematyczna 3D do oceny funkcjonalnej w szczurzym modelu uszkodzenia nerwu kulszowego

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles