Name: Bezpośrednia transformacja liniowa do pomiaru napięcia nerwów obwodowych in-situ podczas rozciągania (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-01-12T13:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 26 s
Description: Poznaj metodę bezpośredniej transformacji liniowej do pomiaru napięcia nerwów obwodowych in-situ podczas rozciągania. Technika ta pozwala określić progi odkształceń i usprawnić strategie naprawy nerwów.

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

To badanie było wspierane przez fundusze z Narodowego Instytutu Zdrowia Dziecka i Rozwoju Człowieka im. Eunice Kennedy Shriver w ramach Nagrody Numer R15HD093024 i R01HD104910A oraz Nagrody NSF CAREER Numer 1752513.

Biomechanical Analysis of Peripheral Nerves Using DLT-Calibrated Stereo-Imaging

<ol><li>Bueno, F. R., Shah, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implications+of+tensile+loading+for+the+tissue+engineering+of+nerves%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Engineering+Part+B%3A+Reviews%22%5BJournal%5D)">Implications of tensile loading for the tissue engineering of nerves.</a> Tissue Engineering Part B: Reviews. 14 (3), 219-233 (2008).</li>
<li>Grewal, R., Xu, J., Sotereanos, D. G., Woo, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+properties+of+peripheral+nerves%5BTitle%5D)+AND+%22Hand+Clinics%22%5BJournal%5D)">Biomechanical properties of peripheral nerves.</a> Hand Clinics. 12 (2), 195-204 (1996).</li>
<li>Papagiannis, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+behavior+and+viscoelastic+properties+of+peripheral+nerves+subjected+to+tensile+stress%3A+common+injuries+and+current+repair+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Critical+Reviews+in+Physical+and+Rehabilitation+Medicine%22%5BJournal%5D)">Biomechanical behavior and viscoelastic properties of peripheral nerves subjected to tensile stress: common injuries and current repair techniques.</a> Critical Reviews in Physical and Rehabilitation Medicine. 32 (3), 155-168 (2020).</li>
<li>Castaldo, J., Ochoa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+injury+of+peripheral+nerves.+Fine+structure+and+dysfunction%5BTitle%5D)+AND+%22Clinics+in+Plastic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Mechanical injury of peripheral nerves. Fine structure and dysfunction.</a> Clinics in Plastic Surgery. 11 (1), 9-16 (1984).</li>
<li>Singh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extent+of+impaired+axoplasmic+transport+and+neurofilament+compaction+in+traumatically+injured+axon+at+various+strains+and+strain+rates%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Injury%22%5BJournal%5D)">Extent of impaired axoplasmic transport and neurofilament compaction in traumatically injured axon at various strains and strain rates.</a> Brain Injury. 31 (10), 1387-1395 (2017).</li>
<li>Singh, A., Kallakuri, S., Chen, C., Cavanaugh, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+and+functional+changes+in+nerve+roots+due+to+tension+at+various+strains+and+strain+rates%3A+an+in-vivo+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Structural and functional changes in nerve roots due to tension at various strains and strain rates: an in-vivo study.</a> Journal of Neurotrauma. 26 (4), 627-640 (2009).</li>
<li>Singh, A., Lu, Y., Chen, C., Kallakuri, S., Cavanaugh, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+model+of+traumatic+axonal+injury+to+determine+the+effects+of+strain+and+displacement+rates%5BTitle%5D)+AND+%22Stapp+Car+Crash+Journal%22%5BJournal%5D)">A new model of traumatic axonal injury to determine the effects of strain and displacement rates.</a> Stapp Car Crash Journal. 50, 601(2006).</li>
<li>Singh, A., Lu, Y., Chen, C., Cavanaugh, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+properties+of+spinal+nerve+roots+subjected+to+tension+at+different+strain+rates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Mechanical properties of spinal nerve roots subjected to tension at different strain rates.</a> Journal of Biomechanics. 39 (9), 1669-1676 (2006).</li>
<li>Singh, A., Shaji, S., Delivoria-Papadopoulos, M., Balasubramanian, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+responses+of+neonatal+brachial+plexus+to+mechanical+stretch%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Brachial+Plexus+and+Peripheral+Nerve+Injury%22%5BJournal%5D)">Biomechanical responses of neonatal brachial plexus to mechanical stretch.</a> Journal of Brachial Plexus and Peripheral Nerve Injury. 13 (01), e8-e14 (2018).</li>
<li>Zapałowicz, K., Radek, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+properties+of+the+human+brachial+plexus%5BTitle%5D)+AND+%22Neurologia+I+Neurochirurgia+Polska%22%5BJournal%5D)">Mechanical properties of the human brachial plexus.</a> Neurologia I Neurochirurgia Polska. 34, 89-93 (2000).</li>
<li>Zapałowicz, K., Radek, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZapa%C5%82owicz%2C+K+%22Annales+Academiae+Medicae+Stetinensis%22">Annales Academiae Medicae Stetinensis</a>. 51 (2), 11-14 (2005).</li>
<li>Zapałowicz, K., Radek, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+distribution+of+brachial+plexus+lesions+after+experimental+traction%3A+a+cadaveric+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%3A+Spine%22%5BJournal%5D)">The distribution of brachial plexus lesions after experimental traction: a cadaveric study.</a> Journal of Neurosurgery: Spine. 29 (6), 704-710 (2018).</li>
<li>Kawai, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stretching+of+the+brachial+plexus+in+rabbits%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Orthopaedica+Scandinavica%22%5BJournal%5D)">Stretching of the brachial plexus in rabbits.</a> Acta Orthopaedica Scandinavica. 60 (6), 635-638 (1989).</li>
<li>Marani, E., Van Leeuwen, J., Spoor, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+tensile+testing+machine+applied+in+the+study+of+human+nerve+rupture%3A+a+preliminary+study%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurology+and+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">The tensile testing machine applied in the study of human nerve rupture: a preliminary study.</a> Clinical Neurology and Neurosurgery. 95, 33-35 (1993).</li>
<li>Lee, S. K., Wolfe, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peripheral+nerve+injury+and+repair%5BTitle%5D)+AND+%22JAAOS-Journal+of+the+American+Academy+of+Orthopaedic+Surgeons%22%5BJournal%5D)">Peripheral nerve injury and repair.</a> JAAOS-Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. 8 (4), 243-252 (2000).</li>
<li>Rickett, T., Connell, S., Bastijanic, J., Hegde, S., Shi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+and+mechanical+evaluation+of+nerve+stretch+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medical+Systems%22%5BJournal%5D)">Functional and mechanical evaluation of nerve stretch injury.</a> Journal of Medical Systems. 35, 787-793 (2011).</li>
<li>Topp, K. S., Boyd, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure+and+biomechanics+of+peripheral+nerves%3A+nerve+responses+to+physical+stresses+and+implications+for+physical+therapist+practice%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Therapy%22%5BJournal%5D)">Structure and biomechanics of peripheral nerves: nerve responses to physical stresses and implications for physical therapist practice.</a> Physical Therapy. 86 (1), 92-109 (2006).</li>
<li>Lu, Y., Chen, C., Kallakuri, S., Patwardhan, A., Cavanaugh, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+an+in+vivo+method+to+investigate+biomechanical+and+neurophysiological+properties+of+spine+facet+joint+capsules%5BTitle%5D)+AND+%22European+Spine+Journal%22%5BJournal%5D)">Development of an in vivo method to investigate biomechanical and neurophysiological properties of spine facet joint capsules.</a> European Spine Journal. 14 (6), 565-572 (2005).</li>
<li>Kallakuri, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tensile+stretching+of+cervical+facet+joint+capsule+and+related+axonal+changes%5BTitle%5D)+AND+%22European+Spine+Journal%22%5BJournal%5D)">Tensile stretching of cervical facet joint capsule and related axonal changes.</a> European Spine Journal. 17 (4), 556-563 (2008).</li>
<li>Abdel-Aziz, Y. I., Karara, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+linear+transformation+from+comparator+coordinates+into+object+space+coordinates+in+close-range+photogrammetry%5BTitle%5D)+AND+%22Photogrammetric+Engineering+%26+Remote+Sensing%22%5BJournal%5D)">Direct linear transformation from comparator coordinates into object space coordinates in close-range photogrammetry.</a> Photogrammetric Engineering & Remote Sensing. 81 (2), 103-107 (2015).</li>
<li>Pourcelot, P., Audigié, F., Degueurce, C., Geiger, D., Denoix, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+to+synchronise+cameras+using+the+direct+linear+transformation+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">A method to synchronise cameras using the direct linear transformation technique.</a> Journal of Biomechanics. 33 (12), 1751-1754 (2000).</li>
<li>Hedrick, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Software+techniques+for+two-+and+three-dimensional+kinematic+measurements+of+biological+and+biomimetic+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinspiration+%26+Biomimetics%22%5BJournal%5D)">Software techniques for two- and three-dimensional kinematic measurements of biological and biomimetic systems.</a> Bioinspiration & Biomimetics. 3 (3), 034001(2008).</li>
<li>Chen, L., Armstrong, C. W., Raftopoulos, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+on+the+accuracy+of+three-dimensional+space+reconstruction+using+the+direct+linear+transformation+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">An investigation on the accuracy of three-dimensional space reconstruction using the direct linear transformation technique.</a> Journal of Biomechanics. 27 (4), 493-500 (1994).</li>
<li>Singh, A., Magee, R., Balasubramanian, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+for+in+vivo+biomechanical+testing+on+brachial+plexus+in+neonatal+piglets%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Methods for in vivo biomechanical testing on brachial plexus in neonatal piglets.</a> Journal of Visualized Experiments. (154), e59860(2019).</li>
<li>Black, J., Ellis, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi+camera+image+tracking%5BTitle%5D)+AND+%22Image+and+Vision+Computing%22%5BJournal%5D)">Multi camera image tracking.</a> Image and Vision Computing. 24 (11), 1256-1267 (2006).</li>
<li>Cardenas-Garcia, J. F., Yao, H. G., Zheng, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+reconstruction+of+objects+using+stereo+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+and+Lasers+in+Engineering%22%5BJournal%5D)">3D reconstruction of objects using stereo imaging.</a> Optics and Lasers in Engineering. 22 (3), 193-213 (1995).</li>
<li>Mahan, M. A., Yeoh, S., Monson, K., Light, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+stretch+injury+to+peripheral+nerves%3A+biomechanical+results%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Rapid stretch injury to peripheral nerves: biomechanical results.</a> Neurosurgery. 85 (1), E137-E144 (2019).</li>
<li>Rydevik, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+vitro+mechanical+and+histological+study+of+acute+stretching+on+rabbit+tibial+nerve%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">An in vitro mechanical and histological study of acute stretching on rabbit tibial nerve.</a> Journal of Orthopaedic Research. 8 (5), 694-701 (1990).</li>
<li>Mahan, M. A., Warner, W. S., Yeoh, S., Light, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid-stretch+injury+to+peripheral+nerves%3A+implications+from+an+animal+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Rapid-stretch injury to peripheral nerves: implications from an animal model.</a> Journal of Neurosurgery. 133 (5), 1537-1547 (2019).</li>
<li>Singh, A., Ferry, D., Balasubramanian, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficacy+of+clinical+simulation+based+training+in+biomedical+engineering+education%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Efficacy of clinical simulation based training in biomedical engineering education.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 141 (12), 121011-121017 (2019).</li>
</ol>

Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.

Badania opisujące właściwości biomechaniczne nerwów obwodowych (PN) spowodowane uszkodzeniem rozciągającym różnią się, a różnice te można przypisać metodologiom testowania, takim jak sprzęt testowy i analiza wydłużenia 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,16,24 . Protokół ten zawiera szczegółowy opis przechwytywania trójwymiarowych (3D) przemieszczeń tkanek PN podczas rozciągania przy użyciu systemu kamer do obrazowania stereo skalibrowanego z bezpośrednią transformacją liniową (DLT). Aby uzyskać solidną metodologię analizy odkształceń, należy postępować zgodnie z poniższymi krytycznymi krokami. Po pierwsze, objętość kontrolna 3D musi mieć co najmniej 30 punktów. Po drugie, punkty głośności sterującej 3D muszą być zdigitalizowane w tym samym kierunku za pomocą digitizera z pedałem nożnym i programu DLTcal5.m22. Po trzecie, podczas wykonywania zdjęcia objętości kontrolnej 3D, system kamer stereoobrazowych musi być umieszczony na maksymalnej wysokości rejestrowanego obiektu zainteresowania (tj. 6 cm w przypadku bieżącego badania). Po czwarte, użytkownicy muszą wiedzieć, które są widoki lewej i prawej kamery. Na koniec należy zakończyć śledzenie trajektorii znacznika w filmie 1 (tj. widok z lewej kamery), a następnie w filmie 2 (tj. widok z prawej kamery).
Należy pobrać program MATLAB 2019A lub nowszą wersję, a także zainstalować dodatki Image Acquisition Toolbox, Computer Vision Toolbox, Image Processing Toolbox, Curve Fitting Toolbox, Statistics and Machine Learning Toolbox oraz Financial Analysis Toolbox.
DLT to wszechstronna metoda, którą można zastosować do kalibracji kamery, rekonstrukcji 3D, śledzenia obiektów i analizy ruchu 20,22,23,25,26. Ponadto DLT zapewnia solidną i dokładną metodologię kalibracji kamery, ponieważ pozwala na precyzyjne oszacowanie parametrów kamery, w tym parametrów wewnętrznych (tj. ogniskowej) i parametrów zewnętrznych (tj. obrotu, translacji)20,22. W poprzednich badaniach wykorzystano skalibrowane przez DLT systemy kamer do obrazowania stereo do badania analizy lokomocji i chodu ludzi23 lub modeli zwierzęcych22. Przedstawiona metodologia może być łatwo zaimplementowana w każdym badaniu badającym biomechaniczne reakcje PN na urazy rozciągające. Protokół ten zapewnia kody MATLAB o otwartym kodzie źródłowym i niestandardowe używane i tworzone odpowiednio do kalibracji systemu kamer do obrazowania stereoskopowego i śledzenia przemieszczeń tkanek 3D PN podczas rozciągania.
Podsumowując, system kamer stereoskopowych skalibrowany przez DLT może zapewnić bardziej kompleksową metodologię określania odkształcenia PN w odpowiedzi na rozciąganie. Obecne badanie ma na celu opracowanie metodologii wykorzystującej kamerę do obrazowania stereoskopowego i DLT do pomiaru odkształcenia in-situ w rozciągniętych PN. Opracowanie takiej metody pomoże w ilościowym określeniu odkształcenia 3D w PN podczas rozciągania. Badania nad uszkodzeniem rozciągniętych PN wykazały, że skutkuje to maksymalnym odkształceniem, trwałym odkształceniem, regionalną zmiennością odkształcenia i lokalizacją uszkodzenia, podkreślając znaczenie zrozumienia biomechanicznej odpowiedzi PN na rozciąganie 9,27,28. Ponadto badania wykazały, że PN ulegają zmianom strukturalnym pod wpływem urazów rozciągających28,29. Zrozumienie progów, w których PN są odporne na te zmiany, jest niezbędne, ponieważ może dostarczyć informacji na temat sprężystości i integralności rozciągniętych PN28,29. W związku z tym kompleksowe ilościowe określenie zakresu uszkodzeń spowodowanych rozciągnięciem w PN może pomóc w przyszłych badaniach skorelować zmiany strukturalne i deficyty funkcjonalne, zapewniając głębsze zrozumienie mechanizmu uszkodzenia związanego z rozciąganiem PN. Dlatego obecne badanie jest kluczowym pierwszym krokiem w kierunku lepszego zrozumienia biomechaniki urazów PN, aby ułatwić klinicystom optymalizację leczenia i rehabilitacji w celu poprawy jakości życia pacjentów i złagodzenia cierpienia z powodu urazów PN. Co więcej, szczegółowy protokół i pliki uzupełniające dostarczone w badaniu mogą zostać włączone do istniejących modułów nauczania biomechaniki i usprawnić naukę techniki DLT przez uczniów30.

Nerwy obwodowe (PN) ulegają rozciąganiu podczas rozwoju, wzrostu, normalnego ruchu stawu, urazów i operacji1. PN wykazują właściwości lepkosprężyste, aby chronić nerw podczas regularnych ruchów2,3 i utrzymują strukturalne zdrowie swoich włókien nerwowych2. Ponieważ wykazano, że reakcja PN na rozciąganie mechaniczne zależy od rodzaju uszkodzenia włókien nerwowych4, urazy sąsiednich tkanek łącznych2,4, oraz podejścia testowe (tj. szybkość lub kierunek obciążenia)5,6,7,8,9,10,11,12,13,14, konieczne jest rozróżnienie reakcji biomechanicznych PN podczas normalnego zakresu ruchu w porównaniu z zakresem niefizjologicznym zarówno przy wolnym, jak i szybkim tempie. Może to pogłębić zrozumienie mechanizmu uszkodzeń PN w odpowiedzi na rozciąganie i pomóc w szybkiej i zoptymalizowanej interwencji1,4,15,16. W fizjoterapii obserwuje się rosnącą tendencję do oceny i interwencji w oparciu o związek między fizjologią nerwów a biomechaniką17. Dzięki zrozumieniu różnic w biomechanice PN przy różnych przyłożonych obciążeniach, fizjoterapeuci mogą być lepiej przygotowani do modyfikacji obecnych interwencji17.
Dostępne dane biomechaniczne PN w odpowiedzi na rozciąganie pozostają zmienne i można je przypisać sprzętowi i procedurom testowym oraz różnicom w analizie danych dotyczących wydłużenia5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,16. Co więcej, pomiar trójwymiarowego (3D) przemieszczenia nerwów in-situ pozostaje słabo opisany w obecnie dostępnej literaturze. W poprzednich badaniach wykorzystano techniki obrazowania stereoskopowego, aby zmaksymalizować dokładność rekonstrukcji 3D przemieszczenia tkanki torebki stawu międzywyrostkowego18,19. Technika bezpośredniej transformacji liniowej (DLT) umożliwia konwersję dwóch lub więcej widoków dwuwymiarowych (2D) na rzeczywiste współrzędne 3D (tj. w mm)20,21,22. DLT zapewnia metodę kalibracji o wysokiej dokładności dla systemów kamer stereoskopowych, ponieważ umożliwia precyzyjną rekonstrukcję pozycji 3D, uwzględniając zniekształcenia obiektywu, parametry kamery i współrzędne obrazu, a także zapewnia elastyczność w konfiguracji kamery do obrazowania stereoskopowego20,21,22. Badania z wykorzystaniem systemów kamer stereoskopowych skalibrowanych przez DLT są zwykle używane do badania lokomocji i analizy chodu22,23. Protokół ten ma na celu zaoferowanie szczegółowej metodologii określania odkształcenia in situ PN przy różnych stopniach rozciągnięcia przy użyciu systemu kamer stereoskopowych skalibrowanego przez DLT i oprogramowania śledzącego o otwartym kodzie źródłowym22.

<table><tbody><tr><td>Przezroczysty kwadratowy arkusz z pleksi akrylowej</td><td>W W Grainger Inc</td><td>BULKPSACR9</td><td>Skonstruuj trójwymiarową głośność kontrolną</td></tr><tr><td>System kamer do obrazowania stereo - ZED Mini Stereo Camera</td><td>StereoLabs Inc.</td><td>Nie</td> dotyczy Nie <td>dotyczy</td></tr><tr><td>Oprogramowanie do obrazowania - ZED SDK</td><td>StereoLabs Inc.</td><td>Nie</td><td></td></tr> dotyczy <tr><td>Oprogramowanie serwisowe - CUDA 12</td><td>StereoLabs Inc.</td><td>Nie dotyczy</td><td>Pobierz, aby uruchomić ZED SDK&nbsp;</td></tr><tr><td>Statyw do kamery - Żeliwny trójkątny stojak z prętem</td><td>Telrose VWR Choice</td><td>76293-346</td><td>N/A</td></tr><tr><td>MicroSribe G2 Digitizer z zanurzeniowym pedałem nożnym</td><td>SUMMIT Technology Group</td><td>N/A</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Oprogramowanie do projektowania - MATLAB&nbsp;</td><td>Mathworks</td><td>N/A</td><td>wersja 2019A lub nowsza</td></tr><tr><td>DLTcal5.m</td><td>Hedrick lab</td><td>N/A</td><td>Open Source</td></tr><tr><td>DLTdv7.m</td><td>Hedrick lab</td><td>N/A</td><td>Open Source</td></tr></tbody></table>

bezpośrednia transformacja liniowa do pomiaru napięcia nerwów obwodowych in-situ podczas rozciągania

Direct Linear Transformation for the Measurement of In-Situ Peripheral Nerve Strain During Stretching

Nerwy obwodowe ulegają fizjologicznemu i niefizjologicznemu rozciąganiu podczas rozwoju, normalnego ruchu stawu, urazu, a ostatnio podczas chirurgicznej naprawy. Zrozumienie biomechanicznej odpowiedzi nerwów obwodowych na rozciąganie ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia ich reakcji na różne warunki obciążenia, a tym samym dla optymalizacji strategii leczenia i interwencji chirurgicznych. Protokół ten szczegółowo opisuje proces kalibracji systemu kamer do obrazowania stereo poprzez bezpośrednią transformację liniową i śledzenie trójwymiarowego przemieszczenia tkanek nerwów obwodowych in situ podczas rozciągania, uzyskanego z trójwymiarowych współrzędnych plików wideo zarejestrowanych przez skalibrowany system kamer do obrazowania stereo.
Na podstawie uzyskanych współrzędnych trójwymiarowych, długość nerwu, zmiana długości nerwu i procentowe odkształcenie w odniesieniu do czasu mogą być obliczone dla rozciągniętego nerwu obwodowego. Korzystanie z systemu kamer do obrazowania stereoskopowego zapewnia nieinwazyjną metodę uchwycenia trójwymiarowych przemieszczeń nerwów obwodowych po rozciągnięciu. Bezpośrednia transformacja liniowa umożliwia trójwymiarową rekonstrukcję długości nerwów obwodowych podczas rozciągania w celu zmierzenia obciążenia. Obecnie nie istnieje żadna metodologia badania naprężeń in situ rozciągniętych nerwów obwodowych przy użyciu systemu kamer do obrazowania stereoskopowego skalibrowanego za pomocą bezpośredniej transformacji liniowej. Uchwycenie napięcia nerwów obwodowych in situ podczas rozciągania może nie tylko pomóc klinicystom w zrozumieniu mechanizmów leżących u podstaw uszkodzenia nerwów w przypadku nadmiernego rozciągnięcia, ale także pomóc w optymalizacji strategii leczenia, które opierają się na interwencjach wywołanych rozciąganiem. Metodologia opisana w artykule może potencjalnie poszerzyć naszą wiedzę na temat biomechaniki nerwów obwodowych w odpowiedzi na rozciąganie, aby poprawić wyniki leczenia urazów nerwów i rehabilitacji.

Stosując opisaną metodologię, uzyskuje się różne pliki wynikowe. Plik DLTdv7.m *_xyzpts.csv (Supplemental File 12) zawiera współrzędne (x, y, z) w milimetrach każdego śledzonego punktu w każdej klatce czasowej, które są następnie wykorzystywane do obliczenia długości, zmiany długości i odkształcenia rozciągniętego PN. Reprezentatywne wykresy zależności długości od czasu, zmiany długości od czasu oraz odkształcenia od czasu dla rozciągniętego PN przedstawiono na Rycini 10. Rozciągnięty PN posiadał marker insercyjny, cztery markery wzdłuż jego długości oraz marker zacisku składający się z sześciu segmentów. Poprzez ilościowe określenie całkowitego i segmentowego odkształcenia rozciągniętego PN uzyskano lepsze zrozumienie niejednorodności tych struktur, a także wkładu poszczególnych segmentów w całkowite rozciągnięcie. Wykresy zależności długości od czasu (Rycina 10A) oraz zmiany długości od czasu (Rycina 10B) służą do obliczenia wykresów zależności odkształcenia od czasu (Rycina 10C). Oprócz wykresów eksportowany jest arkusz kalkulacyjny (Supplemental File 17) z danymi z wykresów (tj. czasem, długością, zmianą długości i odkształceniem).
<img alt="Seria wykresów długości w czasie; segmenty; analiza zacisku do insercji; trendy danych; wykresy liniowe; badania." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65924/65924fig10.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 10"> 
Rysunek 10: Reprezentatywne wykresy odkształcenia w czasie, zmiany długości w czasie oraz długości w czasie rozciągniętego nerwu obwodowego. (A) Wykresy długości w czasie dla całego nerwu (tj. segment 1) oraz dla wszystkich segmentów pomiędzy sąsiednimi znacznikami (tj. segmenty 2-6). (B) Wykresy zmiany długości w czasie dla całego nerwu (tj. segment 1) oraz dla wszystkich segmentów pomiędzy sąsiednimi znacznikami (tj. segmenty 2-6). (C) Wykresy odkształcenia w czasie dla całego nerwu (tj. segment 1) oraz dla wszystkich segmentów pomiędzy sąsiednimi znacznikami (tj. segmenty 2-6). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/65924fig10large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.</a>
Pozostałe trzy pliki wyjściowe DLTdv7.m (Plik uzupełniający 11, Plik uzupełniający 13 oraz Plik uzupełniający 14) oraz projekt wyjściowy (Plik uzupełniający 15) służą do ponownego załadowania projektu w przypadku konieczności ponownego śledzenia trajektorii punktów markerów.
Rycina dodatkowa S1: Obraz wyjściowy trójwymiarowej (3D) bryły kontrolnej. Obraz wyjściowy 3D bryły kontrolnej wykonany przy użyciu systemu równoległych kamer obrazowania stereoskopowego oraz systemu oprogramowania obrazującego do kalibracji bezpośredniej transformacji liniowej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S1_Output%20Image_3D%20Control%20Volume%20Combined%20Image.zip" target="_blank">Proszę kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Rycina dodatkowa S2: Lewy obraz trójwymiarowej (3D) bryły kontrolnej. Lewy obraz bryły kontrolnej 3D wykorzystanej do kalibracji bezpośredniej transformacji liniowej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S2_Left%20Image_3D%20Control%20Volume.zip" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Rycina uzupełniająca S3: Prawy obraz trójwymiarowej (3D) objętości kontrolnej.Prawy obraz 3D objętości kontrolnej wykorzystywanej do kalibracji bezpośredniej transformacji liniowej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S3_Right%20Image_3D%20Control%20Volume.zip" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Rycina uzupełniająca S4: Wykresy zależności długości od czasu. (A-F) Wykresy zależności długości od czasu dla każdego segmentu w poszczególnych ramach czasowych. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S4_Length-Time%20Plots.zip" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Rycina dodatkowa S5: Wykresy zmian długości w czasie.(A-F) Wykresy zmian długości w czasie dla każdego segmentu w poszczególnych ramach czasowych. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S5_Change%20in%20Length-Time%20Plots.zip" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Rycina uzupełniająca S6: Wykresy zależności odkształcenia od czasu. (A-F) Wykresy zależności długości od czasu dla każdego segmentu w każdej ramce czasowej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/S6_Strain-Time%20Plots.zip" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 1: Własny kod MATLAB crop_left_right_stereoimage.m. Własny kod MATLAB użyty do rozdzielenia obrazu wyjściowego na dwa obrazy: odpowiednio lewy i prawy. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/crop_left_right_stereoimage.zip" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 2: DLTcal5.m22. Kod MATLAB o otwartym kodzie źródłowym, wykorzystany do wyznaczenia współczynników bezpośredniej transformacji liniowej dla równoległego systemu kamer stereo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/DLTcal5.zip" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 3: Zdigitalizowane punkty trójwymiarowej (3D) objętości kontrolnej.Arkusz kalkulacyjny (3D Control Volume_Digitized Pts.csv) zawierający zdigitalizowane punkty (x, y, z) w milimetrach dla punktów na trójwymiarowej objętości kontrolnej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/3D%20Control%20Volume_Digitized%20Pts.zip" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 4: plik arkusza kalkulacyjnego z wynikami DLTcal5.m zawierający współrzędne pikselowe (x, y) punktów trójwymiarowej (3D) objętości kontrolnej.Plik arkusza kalkulacyjnego z wynikami (cal01_JOVE_test_xypts.csv) zawierający współrzędne pikselowe (x, y) punktów 3D objętości kontrolnej wyznaczone za pomocą DLTcal5.m22. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/cal01_JOVE_test_xypts.zip" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 5: Plik arkusza kalkulacyjnego z wynikami DLTcal5.m zawierający 11 współczynników bezpośredniej transformacji liniowej (DLT).Plik arkusza kalkulacyjnego z wynikami (cal01_JOVE_test_DLTcoefs.csv) zawierający 11 współczynników DLT dla widoków lewej i prawej kamery systemu obrazowania stereoskopowego z wykorzystaniem DLTcal5.m22. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/cal01_JOVE_test_DLTcoefs.zip" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 6: Własny kod MATLAB crop_left_right_stereovideo.m. Własny kod MATLAB służący do rozdzielenia wyjściowego pliku wideo na dwa pliki wideo, odpowiednio z kamery lewej i prawej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/crop_left_right_stereovideo.zip" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 7: Plik wideo z obrazem rozciągniętego nerwu obwodowego.Plik wideo (nerve3_105-Nov-2021video.avi) przedstawiający rozciągnięty nerw obwodowy, zawierający połączone nagrania z widoku lewej i prawej kamery. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021video.zip" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 8: Plik wideo z widoku lewej kamery (tj. Wideo 1) rozciągniętego nerwu obwodowego.Plik wideo z widoku lewej kamery (nerve3_105-Nov-2021video_left.avi) rozciągniętego nerwu obwodowego, wykorzystany do śledzenia trajektorii punktów markerowych przy użyciu DLTdv7.m22. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021video_left.zip" target="_blank">Aby pobrać ten plik, kliknij tutaj.</a>
Plik uzupełniający 9: Plik wideo z widoku prawej kamery (tj. Wideo 2) rozciągniętego nerwu obwodowego.Plik wideo z widoku prawej kamery (nerve3_105-Nov-2021video_right.avi) rozciągniętego nerwu obwodowego, wykorzystany do śledzenia trajektorii punktów znacznikowych przy użyciu DLTdv.7.m22. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021video_right.zip" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 10: DLTdv7.m22. Kod MATLAB o otwartym kodzie źródłowym wykorzystany do śledzenia trajektorii punktów znacznikowych w plikach wideo uzyskanych z systemu kamer stereoskopowych skalibrowanego za pomocą bezpośredniej transformacji liniowej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/DLTdv7.zip" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 11: Plik wyjściowy *_xypts.csv z programu DLTdv7.m. Pierwszy plik wyjściowy DLTdv7.m, *_xypts.csv (nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xypts.csv), zawiera współrzędne pikselowe (x1, y1), (x2, y2) itd. dla każdego śledzonego punktu w każdej klatce czasowej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xypts.zip" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 12: plik wyjściowy DLTdv7.m *_xyzpts.csv. Drugi plik wyjściowy DLTdv7.m to *_xyzpts.csv (nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xyzpts.csv), który zawiera współrzędne rzeczywiste w milimetrach (x1, y1, z1), (x2, y2, z2) itd. dla każdego śledzonego punktu w każdej klatce czasowej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xyzpts.zip" target="_blank">Aby pobrać ten plik, kliknij tutaj.</a>
Plik uzupełniający 13: plik wyjściowy DLTdv7.m *_xyzres.csv.Trzeci plik wyjściowy z programu DLTdv7.m to *_xyzres.csv (nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xyzres.csv), który zawiera reszty DLT dla każdego śledzonego punktu w każdej klatce czasowej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_xyzres.zip" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 14: plik wyjściowy DLTdv7.m *_offset.csv. Pierwszy plik wyjściowy z programu DLTdv7.m to *_offset.csv (nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_offsets.csv), który zawiera przesunięcia (offset) dla wideo 1 i wideo 2 dla każdego śledzonego punktu w każdej klatce czasowej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_offsets.zip" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 15: Plik wyjściowy projektu DLTdv7.m *_dvProject.mat. Plik wyjściowy projektu DLTdv7.m (nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_dvProject.mat) zawiera ścieżki do plików wideo, wszystkie ustawienia interfejsu, trajektorie wszystkich klikniętych punktów znaczników oraz informacje o kalibracji, co umożliwia łatwe ponowne załadowanie projektu w celu wprowadzenia zmian, jeśli okaże się to konieczne. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021videoanalyzed_cal09.30_trial1_dvProject.zip" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 16: Niestandardowy kod MATLAB PercentStrain_3D.m. Niestandardowy kod MATLAB użyty do obliczenia długości, zmiany długości i procentowego odkształcenia rozciągniętego nerwu pomiędzy sąsiadującymi markerami w każdym punkcie czasowym. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/PercentStrain_3D.zip" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
Plik uzupełniający 17: plik wyjściowy *_3Dstrain.xls z programu PrecentStrain_3D.m.Plik wyjściowy *_3Dstrain.xls (nerve3_105-Nov-2021_3Dstrain.xls), który zawiera czas, długość, zmianę długości oraz odkształcenie każdego śledzonego punktu w każdej klatce czasowej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65924/nerve3_105-Nov-2021_3Dstrain.zip" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.</a>

Ten protokół implementuje system kamer stereo-obrazowania, skalibrowany za pomocą bezpośredniej transformacji liniowej, aby uchwycić trójwymiarowe przemieszczenia in situ rozciągniętych nerwów obwodowych. Rejestrując te przemieszczenia, można określić obciążenie wywołane przy różnym stopniu rozciągnięcia, informując o progach uszkodzenia rozciągania, które mogą posunąć naprzód naukę o naprawie nerwów zależnej od rozciągania.

Bezpośrednia transformacja liniowa do pomiaru napięcia nerwów obwodowych in-situ podczas rozciągania

Peripheral nerves undergo physiological and non-physiological stretch during development, normal joint movement, injury, and more recently while ...

Na początek zdobądź trzy przezroczyste kwadratowe arkusze z pleksi akrylowej. Na każdym arkuszu utwórz siatkę i zaznacz co najmniej 10 punktów, zapewniając co najmniej 30 punktów w przestrzeni kontrolnej 3D na płaszczyznach współrzędnych X, Y i Z. Ułóż arkusze na różnych wysokościach, aby uchwycić maksymalną wysokość zamierzonego nagrania.Za pomocą digitizera wyposażonego w pedał nożny zdigitalizuj wszystkie punkty na głośności sterującej 3D. Określ początek sześcianu sterującego 3D i zdefiniuj dodatnie kierunki X i Y, aby uzyskać współrzędne X, Y i Z. W interfejsie oprogramowania digitizera ustaw odpowiednio punkt początkowy i dodatnie osie X i Y na układzie odniesienia.Otwórz nowy arkusz programu Excel, aby zapisać współrzędne X, Y i Z woluminu kontrolnego. Następnie w interfejsie oprogramowania digitizera ustaw ciągi formatu na Excel, aby zapisać współrzędne na woluminie kontrolnym 3D. Gdy współrzędne X, Y i Z są digitalizowane za pomocą digitizera i pedału nożnego, są one rejestrowane w otwartym arkuszu Excel.Aby je udokumentować, otwórz arkusz Excela i zapisz współrzędne jako plik csv. Aby rozpocząć, uruchom kod MATLAB, aby podzielić filmy z rozciągniętym przemieszczeniem nerwu na pliki lewej i prawej kamery. Kliknij przycisk Uruchom, aby zainicjować graficzny interfejs użytkownika DLTdv7m22.Pojawi się okno DLTdv7 Controls z opcjami takimi jak projekt, ładowanie projektu i zamykanie. Aby rozpocząć nowy projekt, kliknij pozycję Nowy projekt w oknie Formanty DLTdv7. W oknie dialogowym wybierz wartość 2, aby wskazać użycie 2 plików wideo do śledzenia trajektorii znaczników.Wybierz pierwszy plik wideo z widoku lewej kamery i kliknij przycisk Otwórz. Następnie wybierz i otwórz drugi plik wideo z prawej kamery view. Po wybraniu obu plików wideo kliknij przycisk Tak, aby potwierdzić, że zostały skalibrowane przy użyciu DLT.Wybierz odpowiedni plik csv ze współczynnikami DLT z systemu kamer i kliknij przycisk Otwórz. Po załadowaniu plików wideo elementy sterujące DLTdv7 są włączone, a przycisk nowego projektu zmienia się, aby ponownie obliczyć punkty 3D, podczas gdy przycisk ładowania projektu zmienia się, aby zapisać. Następnie w oknie DLTdv7 Controls sprawdź, czy numer ramki jest ustawiony na 1.Bieżący punkt to 1, a tryb automatycznego śledzenia jest wyłączony. Upewnij się, że wybrano opcje Aktualizuj wszystkie filmy, Wizualne informacje zwrotne DLT i Pokaż ścieżki 2D. Na filmie 1 umieść 0,1 dokładnie na środku znacznika wstawiania.Użyj skrótów klawiaturowych, aby dostosować położenie punktów w celu uzyskania dokładności. Na filmie 2 niebieska, epipolarna linia wskazuje położenie 0,1 na znaczniku wstawiania. Użyj skrótów klawiaturowych, aby dostosować położenie punktów, wyrównując je ze środkiem znacznika wstawiania.Następnie użyj funkcji dodawania punktu w kontrolkach DLTdv7, aby śledzić sekwencyjnie każdy znacznik tkanki, a następnie kliknij Dodaj punkt i umieść 0.2 na znaczniku 2 w filmie 1. Używając niebieskiej linii epipolarnej i skrótów klawiaturowych, umieść 0.2 na znaczniku 1 w filmie 2. Kontynuuj dodawanie i umieszczanie punktów na obu filmach od włożenia do zacisku.Po umieszczeniu wszystkich początkowych punktów w obu filmach ustaw numer klatki na 1 i upewnij się, że bieżący punkt jest również ustawiony na 1 w kontrolkach DLTdv7. Zmień tryb automatycznego śledzenia na Auto Advance. Automatyczny predyktor ścieżek w celu rozszerzenia Kalmana w kontrolkach DLTdv7.Rozpocznij śledzenie 0.1 w filmie 1, powiększ lub pomniejsz w razie potrzeby, aby uzyskać precyzję. Klikaj każdą klatkę, aż dojdziesz do punktu awarii lub końca filmu. Po zakończeniu zresetuj do klatki 1 i przełącz na 0.2 w kontrolkach DLTdv7.Śledzone punkty będą miały wyraźne kolory w celu łatwej identyfikacji. Aby śledzić wszystkie punkty w filmie 1, klikaj każdą klatkę, aż dojdziesz do punktu awarii lub końca filmu. W filmie 2 użyj niebieskiej linii epipolarnej do śledzenia punktów, odwołując się do filmu 1.W oknie DLTdv7 Controls (Formanty DLTdv7) zwróć numer ramki na 1. Ustaw bieżący punkt na 1 i rozpocznij śledzenie trajektorii punktu pierwszego w filmie 2. Po zakończeniu śledzenia w filmach 1 i 2 kliknij przycisk Eksportuj punkty w oknie Formanty DLTdv7, aby wyeksportować współrzędne X, Y i Z śledzonych punktów.Wybierz żądaną bezpośrednią relokację, aby zapisać pliki wyjściowe. Ustaw nazwę plików wyjściowych w innym oknie dialogowym. Następnie wybierz format zapisu na płaski.Następnie wybierz opcję Nie w innym oknie dialogowym, aby zdecydować o obliczeniu przedziału ufności 95%. Potwierdź eksport i zapisanie danych, wskazując, że 4 pliki wyjściowe są eksportowane do wybranego katalogu. Kliknij przycisk Zapisz projekt w oknie Formanty DLTdv7, aby zapisać bieżący projekt w tym samym katalogu, w którym znajdują się pliki wyjściowe.Uruchom niestandardowy kod MATLAB, aby zaimportować śledzone trajektorie znaczników 3D w wymiarach X, Y i Z. Wprowadź szczegółowe informacje, takie jak czas zerwania i liczba śledzonych punktów. Wybierz plik CSV punktu X, Y, Z zawierający trajektorie 3D.Wybierz katalog, aby zapisać wykresy wyjściowe i plik xls z wyczerpującymi danymi dotyczącymi czasu, długości, zmiany długości i odkształcenia. Następnie użyj podanych równań, aby obliczyć długość, zmianę długości i procentowe odkształcenie.

direct-linear-transformation-for-measurement-situ-peripheral-nerve

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

W niniejszym filmie przedstawiono modulację aktywności odruchowej, siły wolicjonalnej oraz zdolności do poruszania się, ocenianych za pomocą pomiarów klinicznych i ilościowych u osób z niepełnym uszkodzeniem rdzenia kręgowego (SCI) w obrębie funkcji motorycznych, po ostrym podaniu doustnym inhibitora wychwytu zwrotnego serotoniny (SSRI).

Metody ilościowego pomiaru farmakologicznie indukowanych zmian w funkcji motorycznej u ludzi z niepełnym uszkodzeniem rdzenia kręgowego

Pomiary właściwości przewodnictwa nerwowego in vivo są przykładem potężnego narzędzia do charakteryzowania różnych zwierzęcych modeli chorób nerwowo-mięśniowych. Tutaj przedstawiamy łatwy i niezawodny protokół, za pomocą którego można przeprowadzić analizę elektrofizjologiczną nerwów kulszowych znieczulonych myszy.

In vivo (in vivo) Pomiary elektrofizjologiczne nerwów kulszowych myszy

Prezentujemy w tym artykule nowatorską platformę rozciągającą, która może być wykorzystana do badania reakcji pojedynczych komórek na złożone anizotropowe dwuosiowe deformacje mechaniczne i ilościowego określania właściwości mechanicznych tkanek biologicznych.

Nowatorska platforma do rozciągania do zastosowań w mechanobiologii komórek i tkanek

Neurony czuciowe mięśni są zaangażowane w sygnalizację proprioceptorową, a także informują o stanie metabolicznym i zdarzeniach związanych z urazami. Opisujemy preparat mięśniowo-nerwowy dorosłej myszy in vitro do badań nad mięśniami aferentnymi aktywowanymi rozciąganiem.

Preparat mięśniowo-nerwowy dorosłej myszy in vitro do badania właściwości wypalania aferentów mięśniowych

Analiza właściwości kurczliwych chemicznie skórowanych lub przepuszczalnych włókien mięśni szkieletowych oferuje potężny sposób oceny funkcji mięśni na poziomie pojedynczej komórki mięśniowej. W tym artykule przedstawiamy ważną i wiarygodną technikę przygotowania i badania przepuszczalnych włókien mięśni szkieletowych in vitro.

Pomiar maksymalnej siły izometrycznej generowanej przez przepuszczalne włókna mięśni szkieletowych

Nowatorski protokół obrazowania został opracowany przy użyciu niestandardowego mechanicznego siłownika napędzanego silnikiem, aby umożliwić pomiar reakcji w czasie rzeczywistym na mechaniczne naprężenia w żywych komórkach. Istotny z punktu widzenia mechanobiologii system może nanosić szczepy do 20%, umożliwiając jednocześnie obrazowanie w czasie zbliżonym do rzeczywistego za pomocą mikroskopii konfokalnej lub mikroskopii sił atomowych.

Obrazowanie żywych komórek podczas rozciągania mechanicznego

Korzystając z robotycznego urządzenia izokinetycznego z pomiarami elektromiografii (EMG), ten protokół ilustruje, że ruch izokinetyczny sam w sobie może poprawić wiarygodność pomiarów kąta zaczepienia u pacjentów po udarze z łagodną spastycznością zginaczy łokcia.

Izokinetyczne urządzenie robotyczne poprawiające niezawodność test-retest i międzyoceniający pomiary odruchu rozciągania u pacjentów po udarze mózgu ze spastycznością

Ta praca przedstawia czujnik pomiaru odkształcenia składający się z mechanizmu wzmacniającego i mikroskopu polidimetylosiloksanowego, wykonany przy użyciu ulepszonej drukarki 3D.

Produkcja urządzenia do pomiaru odkształceń z ulepszoną drukarką 3D

Ten artykuł opisuje algorytm korelacji obrazów cyfrowych o otwartym kodzie źródłowym do pomiaru lokalnych szczepów tkanek 2D w eksplantatach ścięgien. Dokładność tej techniki została zweryfikowana przy użyciu wielu technik i jest ona dostępna do użytku publicznego.

Pomiar lokalnych naprężeń tkanek w ścięgnach za pomocą cyfrowej korelacji obrazu o otwartym kodzie źródłowym

Tutaj prezentujemy wszechstronne urządzenie do rozciągania równoosiowego, które jest uruchamiane pneumatycznie i kompatybilne z mikroskopią o wysokiej rozdzielczości.

Równoosiowe urządzenie rozciągające do konfokalnej mikroskopii fluorescencyjnej żywych komórek o dużym powiększeniu

Przedstawiamy tutaj nowatorskie urządzenie, które stosuje fale izotropowe i jednoosiowe odkształcenia na komórkach, wspierając hodowlę na substratach o regulowanej sztywności i konfigurowalnych macierzach białkowych. Ta prosta, ekonomiczna platforma umożliwia badaczom badanie, jak mechaniczne sygnały regulują funkcjonowanie komórek zarówno w badaniach podstawowych, jak i w kontekstach związanych z chorobą.

Nowatorska platforma do rozciągania i obrazowania komórkowego in vitro

Poznaj metodę bezpośredniej transformacji liniowej do pomiaru napięcia nerwów obwodowych in-situ podczas rozciągania. Technika ta pozwala określić progi odkształceń i usprawnić strategie naprawy nerwów.

Bezpośrednia transformacja liniowa do pomiaru napięcia nerwów obwodowych in-situ podczas rozciągania

Przeglądaj więcej filmów