Summary
Vi introduserer en kinematisk analysemetode som bruker et tredimensjonalt bevegelsesopptaksapparat som inneholder fire kameraer og databehandlingsprogramvare for å utføre funksjonelle evalueringer under grunnleggende forskning som involverer gnagermodeller.
Abstract
Sammenlignet med Sciatic Functional Index (SFI), er kinematisk analyse en mer pålitelig og følsom metode for å utføre funksjonelle evalueringer av sciatic nerveskade gnagermodeller. I denne protokollen beskriver vi en ny kinematisk analysemetode som bruker et tredimensjonalt (3D) bevegelsesopptaksapparat for funksjonelle evalueringer ved hjelp av en rottesiatisk nerveknuseskademodell. Først er rotten kjent med tredemølle gange. Markører festes deretter til de utpekte beinlandemerkene, og rotten er laget for å gå på tredemøllen med ønsket hastighet. I mellomtiden registreres rottebevegelsenes bakre lembevegelser ved hjelp av fire kameraer. Avhengig av programvaren som brukes, opprettes markørsporinger ved hjelp av både automatiske og manuelle moduser, og de ønskede dataene produseres etter subtile justeringer. Denne metoden for kinematisk analyse, som bruker et 3D-bevegelsesopptaksapparat, gir mange fordeler, inkludert overlegen presisjon og nøyaktighet. Mange flere parametere kan undersøkes under de omfattende funksjonsevalueringene. Denne metoden har flere mangler som krever vurdering: Systemet er dyrt, kan være komplisert å operere, og kan produsere dataavvik på grunn av hudforskyvning. Likevel er kinematisk analyse ved hjelp av et 3D-bevegelsesopptaksapparat nyttig for å utføre funksjonelle fremre og bakre lemevalueringer. I fremtiden kan denne metoden bli stadig mer nyttig for å generere nøyaktige vurderinger av ulike traumer og sykdommer.
Introduction
Sciatic Functional Index (SFI) er referansemetoden for å utføre funksjonelle sciatiske nerveevalueringer1. SFI har blitt mye vedtatt og brukes ofte i ulike funksjonelle evalueringsstudier på rottesjianerveskader2,3,4,5,6. Til tross for sin popularitet, er det flere problemer med SFI, inkludert automutilation7, felles kontraktur risiko, og smøring av fotavtrykk8. Disse problemene påvirker alvorlig sin prognostiske verdi9. Derfor kreves en alternativ, mindre feilutsatt metode som erstatning for SFI.
En slik alternativ metode er kinematisk analyse. Dette inkluderer omfattende ganganalyse ved hjelp av sporingsmarkører festet til benete landemerker eller ledd. Kinematisk analyse brukes i økende grad til funksjonelle evalueringer9. Denne metoden blir gradvis anerkjent som et pålitelig og følsomt verktøy for funksjonell evaluering10 uten manglene tilskrives SFI11,12.
I denne protokollen beskriver vi en rekke kinmatiske analyser som bruker et 3D-bevegelsesopptaksapparat bestående av en tredemølle, fire 120 Hz ladet koblede enhetskameraer (CCD) og programvare for databehandling (se Materialtabell). Denne kinematiske analysemetoden er forskjellig fra generell videogang- eller ganganalyseanalyse 13,14. To kameraer er plassert i forskjellige retninger for å registrere bakre lembevegelser fra en enkelt side. Deretter er en 3D digital modell av bakre lem konstruert ved hjelp av datagrafikk9. Vi kan beregne utpekte leddvinkler, for eksempel hofte, kne, ankel og tåledd, ved å nøye oppsummere de faktiske lemdimensjonene. I tillegg kan vi bestemme ulike parametere som skritt/trinnlengde og forholdet mellom holdningsfasen og svingfasen. Disse rekonstruksjonene er basert på en fullstendig rekonstruert 3D digital modell av bakre lemmer, generert fra data som overføres av to sett med kameraer. Selv det imaginære tyngdepunktet (CoG) banen kan beregnes automatisk.
Vi brukte dette 3D-bevegelsesopptaksapparatet til å innføre og vurdere flere kinetiske parametere som avslører funksjonelle endringer over tid i sammenheng med rottesiatisk nerveknuseskademodell.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Protokollen ble godkjent av dyreeksperimenteringskomiteen ved Kyoto-universitetet, og alle protokolltrinn ble utført i samsvar med retningslinjene for dyreeksperimentkomiteen, Kyoto-universitetet (godkjenningsnummer: MedKyo17029).
1. Gjør rotter kjent med tredemølle vandring
- Sett opp to gjennomsiktige plastark på begge sider av tredemøllen for å la en 12 uker gammel mannlig Lewis rotte gå i rett, fremover retning, og slå deretter på det elektriske støtnettet.
- Få hver rotte til å gå på tredemøllen. Akselerer tredemøllen gradvis til ønsket hastighet (20 cm/s eller 12 m/min) og la rottegåingen normalt med denne hastigheten i 5 min. Etter hver gangøkt gir du en hvilepause på 1–2 min. Gjenta denne prosessen 3x per dag, 5 dager per uke, for 1 uke.
MERK: Start tredemøllen som går 1 uke før trinn 2. - Husrotter i grupper på tre per bur med en 12 h lys-mørk syklus og mate dem kommersiell rotte mat og vann fra springen ad libitum.
2. Utføre den isjias nerve knuse skade
- Plasser rotten i et anestesiinduksjonskammer og introduser 5% isofluraninåndingsløsning.
- Gi en intraperitoneal injeksjon av en kombinasjonsbedøvelse tilberedt med 0,15 mg/kg medeomidinhydroklorid, 2 mg/kg midazolam og 2,5 mg/kg, men orphanol tartrate til rotten. Se etter mangel på pedalreflekser. Barber deretter et område fra venstre større trochanter til midten av låret med en elektrisk barbermaskin.
- Spre ut et stykke aseptisk klut, plasser rotten på den, og få den til å ligge i venstre sidestilling. Plasser sterile kirurgiske instrumenter på kluten også.
- Lag et rett snitt fra større trochanter til midten av låret med et kirurgisk nr. Deretter utfører du en stump disseksjon mellom quadriceps femoris og biceps femoris ved hjelp av en kirurgisk hemostat for å eksponere isjiasnerven.
- Løsne isjiasnerven fra det omkringliggende vevet med to par mikropinser og knus den isjiasnerven i 10 s, ved hjelp av en standard kirurgisk hemostat, for å skape en 2 mm lang knuseskade på stedet rett under gluteal tuberosity.
- Utfør en 9-0 nylon epineural søm på den proksimale enden av skaden ved hjelp av et par mikrotang og lukk deretter muskelen og huden med 4-0 nylonsuturer.
- Gi en intraperitoneal injeksjon av en bedøvelsesantagonist tilberedt med 0,3 mg/kg atipamezole hydroklorid til rotten, for å vekke den opp innen 10 min. Etter at rotten gjenoppretter fra anestesi, observere venstre tå bevegelser mens rotten er suspendert av bunnen av halen. Hvis tåen ikke sprer seg i det hele tatt, var operasjonen vellykket.
- Hus rotter individuelt etter operasjonen med en 12 h lys-mørk syklus og mate dem kommersiell rotte mat og vann fra springen ad libitum.
3. Feste markørene
- Plasser den opplærte rotten i et anestesiinduksjonskammer og innføre en 5% isofluranininnåndingsløsning. Se etter mangelen på pedalrefleksen ved å klemme tåen.
- La rotten kontinuerlig bedøves ved hjelp av en bedøvelsesmaske (2 % isofluranininnåndingsløsning). Mens rotten mottar stabil anestesi, barberer du et område fra nedre rygg til bilaterale malleoli ved hjelp av en elektrisk barbermaskin.
FORSIKTIG: For å unngå å utsette forskere for den lekkende isofluranen, må du sørge for at masken dekker hodet og ansiktet på rotten tett.
MERK: For å unngå skade på rotten, barber håret av så forsiktig som mulig. - Plasser rotten i utsatt stilling. Bruk en svart markørpenn til å markere følgende beinlandemerker på den barberte huden: En linje gjennom de spinøse prosessene fra lumbale til sakralryggvirvler, de fremre overlegne iliac-piggene, de større trochanters, kneleddene, lateralmalleoli, den femte metatarsophalangeale ledd, og spissen av den fjerde tåen.
MERK: Linjen gjennom de spinøse prosessene brukes til å avgjøre om de bilaterale markørene er aksialt symmetriske. - Bruk et flytende lim til å feste hemisfæriske markører til disse beinlandemerkene, med unntak av linjen gjennom spinous prosesser fra lumbale til sakralryggvirvlene, og spissen av den fjerde tåen. Bruk forskjellige farger for alle andre landemerker for å unngå forvirring. Tuppen av den fjerde tåen er merket med rosa blekk.
FORSIKTIG: Pass på at du ikke drypper lim på brukerens eksponerte hud. - Etter å ha plassert alle markørene, legg rotten tilbake i buret. Ikke legg rotten på tredemøllen før den gjenoppretter helt fra anestesi.
MERK: Redusert bevissthet kan påvirke normal gange alvorlig hvis rotten ikke gjenoppretter seg helt fra anestesi.
4. Kalibrering og programvareoppsett
- Sett opp to gjennomsiktige plastark på begge sider av tredemøllen og plasser kalibreringsboksen midt i tredemøllen. Åpne opptaksprogramvaren, og klikk deretter på kalibreringsbildeikonet på skjermen (Tilleggsfil 1).
- Klikk på Opptak-ikonet for å ta opp 1–2 s video fra fire retninger ved hjelp av 120 Hz CCD-kameraer. Klikk på Opptak-ikonet igjen for å stoppe opptaket.
MERK: Videoen lagres automatisk når opptaket stopper. - Åpne videofilen i beregningsprogramvaren. Klikk og dra de karakteristiske punktene i kalibreringsboksen 3D-modeller nederst til høyre på skjermen til de tilsvarende markørene på de fire bildene, som automatisk forvandles fra videoen i kalibreringsmønsteret (Tilleggsfil 2). Klikk deretter på Lagre-ikonet.
MERK: Ikke endre kameraenes posisjoner etter at kalibreringen er fullført.
5. Ta opp vandringen
- Ta kalibreringsboksen ut av tredemøllen, slå på det elektriske støtnettet og plasser den helt våkne rotta på tredemøllen. Åpne opptaksprogramvaren, og skriv inn grunnleggende informasjon om rotten, inkludert serienummeret, ganghastigheten og navnet på hovedoperatøren.
- Slå på tredemøllen og sett hastigheten på 20 cm/s. Etter at rotten tilpasser seg hastigheten og er i stand til å gå normalt, klikker du på Opptak-ikonet på skjermen for å registrere vandrerotten med de fire kameraene. Når nok trinn er registrert (>10), klikker du på ikonet igjen for å stoppe opptaket, og slå av tredemøllen.
MERK: Videoen lagres automatisk når opptaket stopper. - Sett rotten tilbake i anestesiinduksjonskammeret for beøvelse. Mens rotten er under kontinuerlig anestesi (administrert via bedøvelsesmasken), fjern hemisfæriske markører.
MERK: Fjern markørene så forsiktig som mulig for å unngå å forårsake smerte til rotta. - På angitt tidspunkt (f.eks. 1 uke, 3 uker eller 6 uker etter operasjonen), utfører du den kinematiske målingen på rotten ved å gjenta trinn 3.1-5.3. Gjør den kinetiske målingen bare én gang, i begynnelsen av eksperimentet, for rotter som ikke fikk kirurgi (dvs. kontrollgruppen).
6. Markør sporing
- Åpne beregningsprogramvaren, og åpne videofilen på grensesnittet.
- Klikk og dra den bilaterale kontrolllinjen på fremdriftslinjen i videoen for å sikre at bare en 10-trinns tredemølle gangpost vises (Tilleggsfil 3). Klikk og dra hvert karakteristiske punkt fra 3D-modellen nederst til høyre på skjermen til den tilsvarende markøren på hver av de fire første bildene av videoene som ble tatt av kameraene (Tilleggsfil 4).
- Klikk på ikonet Automatisk sporing for å starte den automatiske markørsporingsprosessen (Tilleggsfil 5, Tilleggsfil 6). Hvis systemet ikke sporer en markør nøyaktig, klikker du på ikonet Digitaliser manuelt for å bytte til manuell sporingsmodus (Tilleggsfil 7), klikker på sporingskarakteristisk punkt i 3D-modellen, og deretter på responsmarkøren i bildet.
- Når markøren er klikket, må du kontrollere at bildet bytter til neste bilde av videoen. Klikk nå kontinuerlig på markøren til markørsporingsprosessen er fullført. Når du er ferdig, klikker du på Lagre-ikonet.
7. Kinematisk analyse
- Åpne analyseprogramvaren, og åpne deretter den behandlede videofilen på grensesnittet.
- Klikk på Innstilling-ikonet og velg og legg til angitte parametere som ankelvinkel, tåvinkel og bekkenskift (X- og Z-akser) til visningslisten i popup-vinduet til høyre (Tilleggsfil 8). Klikk på OK, slik at kurver som representerer verdiendringene i parameterne, vises i grensesnittet.
- Klikk på Måle-ikonet og velg Jevn behandling i rullegardinmenyen. Skriv inn 20 Hz i popup-vinduet for å fjerne frekvenser som er større enn 20 Hz innenfor kurvene (Tilleggsfil 9).
- Kontroller at det er fem paneler på grensesnittet: gangvideoen til rotten, den dynamiske 3D-modellen, kurver som representerer verdiendringer i parametrene fra 10-trinns syklusen, kurver som representerer gjennomsnittlige verdiendringer i parametere, og histogrammer og skjematiske diagrammer som representerer forholdet mellom holdnings- og svingfasen (Tilleggsfil 10).
- Høyreklikk panelet for kurver som representerer gjennomsnittlige verdiendringer i parametere og velg Datautdata i rullegardinmenyen (Tilleggsfil 11). Dette vil produsere de gjennomsnittlige verdiene av bakre lem leddvinkler, inkludert ankel og tå vinkler, bekkenskift, og eventuelle andre ønskede parametere i 10-trinns syklus perioder.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Vi valgte fire parametere for å undersøke funksjonelle endringer over tid i en rotte sciatic nerve knuse skade modell. Dette var forholdet mellom holdning-til-swing-fasen, tyngdepunktet (CoG) bane, ankelvinkler og tåvinkler i "tå av" fase9. 24 rotter ble tilfeldig tildelt en av fire grupper: kontrollgruppen (C), rotter ved første (1w), tredje (3w) og sjette (6w) uke etter venstre sciatisk nerve knuse skade.
Ved hjelp av 3D kinematisk analyse ble gjennomsnittlig forhold mellom holdnings- eller svingfasen i 10-trinnssyklusen automatisk beregnet og representert på grensesnittet (figur 1A-D). Vi fant at forholdet mellom holdning-til-swing-fasen ble gjenopprettet etter operasjonen.
CoG er et virtuelt punkt som kan spores med en virtuell markør av 3D-bevegelsesopptaksapparatet. Den ligger på tverrpunktet mellom to linjer som forbinder en av de to søyleoverlegenske iliac spines til sine kontralaterale større trochanters. Dermed resulterer sanntidsbekkenskiftet i koronarflyet (X og Z-aksene) i et samtidig skifte av CoG som en 3D-konstruert bekkenmodell. Dette skiftet kan også måles automatisk. CoG-banen beskrives som den skiftende kurven for bekkenskiftmiddelverdien i X- og Z-aksene i 10-trinns syklusen. Den normale CoG-baneformen ligner uendeligtegnet (). Vi fant at CoG-baneformen ikke gikk tilbake til en omtrent normal form før 6 uker etter operasjonen (Figur 2A-D).
Den normale ankel- og tåvinklene i "tå av"-fasen når maksimal verdi under terminal holdning av trinnsyklus15, men disse parametrene kan feilaktig rapporteres hvis rotten har fått kirurgi. Likevel tillot 3D kinematisk analyse oss å bestemme vinklene i "tå av" -fasen ved å referere til videoen. Gjennomsnittsverdien av ankelen eller tåvinkelen i "tå av"-fasen ble beregnet fra 10-trinns syklusen. Resultatene antydet at ankelen og tåvinkler, i "tå av" fasen forbedret i en oppadgående retning etter operasjonen. (Figur 3A-B).
Figur 1: Bilateral holdning og svingfase. Høyre sving (magenta), høyre holdning (rød), venstre sving (asurblå) og venstre holdning (blå) faser er representert av sine henholdsvis fargede barer. Gule stolper symboliserer doble støttefaser. Paneler AD viser hver bilaterale holdnings- og svingfase i 10-trinns syklusperioder for kontrollgruppen (A),1 w (B),3w (C)og 6w (D) grupper. C = kontroll; 1w = 1 uke etter operasjonen; 3w = 3 uker etter operasjonen; 6w = 6 uker etter operasjonen. Vennligst klikk her for å vise en større versjon av dette tallet.
Figur 2: CoG-baner. Paneler AD viser representative gjennomsnittlige CoG-baner i løpet av 10-trinns syklusperioder for kontrollgruppen (A), 1 w (B), 3w (C) og 6w (D) grupper. C = kontroll; 1w = 1 uke etter operasjonen; 3w = 3 uker etter operasjonen; 6w = 6 uker etter operasjonen. Vennligst klikk her for å vise en større versjon av dette tallet.
Figur 3: Ankel- og tåvinkler. Panel A og B viser endringer over tid i ankel- og tåvinkler i de 10 "tå av" fasene for kontrollgruppen, 1w, 3w og 6w grupper (** p < 0,01, sammenlignet med kontrollgruppen, ** p & lt;0,01, sammenlignet med tilstøtende gruppe. Feilfelt = standardfeil for gjennomsnittet (SEM); C = kontroll; 1w = 1 uke etter operasjonen; 3w = 3 uker etter operasjonen; 6w = 6 uker etter operasjonen. Vennligst klikk her for å vise en større versjon av dette tallet.
Tilleggsfil 1. Vennligst klikk her for å se denne filen.
Tilleggsfil 2. Vennligst klikk her for å se denne filen.
Tilleggsfil 3. Vennligst klikk her for å se denne filen.
Tilleggsfil 4. Vennligst klikk her for å se denne filen.
Tilleggsfil 5. Vennligst klikk her for å se denne filen.
Tilleggsfil 6. Vennligst klikk her for å se denne filen.
Tilleggsfil 7. Vennligst klikk her for å se denne filen.
Tilleggsfil 8. Vennligst klikk her for å se denne filen.
Tilleggsfil 9. Vennligst klikk her for å se denne filen.
Tilleggsfil 10. Vennligst klikk her for å se denne filen.
Tilleggsfil 11. Vennligst klikk her for å se denne filen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
I denne protokollen er en stabil og kontinuerlig vandrerotte den viktigste komponenten av kinematisk analyse. Tredemøllehastigheten ble satt til 20 cm/s. Denne ganghastigheten er på ingen måte ansett som "høy" hvis rotter beveger seg uten plassbegrensninger16. Likevel er denne hastigheten for rask for utrente rotter å stikke nde gå på tredemøllen og vil sannsynligvis resultere i en unormal gangart og ikke-uniform bevegelser. Disse hendelsene kan påvirke datapålitelighet en alvorlig og autentisitet. Tredemøllehastigheter lavere enn 20 cm/s kan imidlertid føre til at rottene midlertidig slutter å gå, noe som potensielt kan produsere store avvik og redusert datapålitelighet. Derfor er trening av rotter for å kunne gå jevnt i rett, fremover retning på tredemøllen ekstremt viktig hvis man skal oppnå presis kinematisk analyse.
I tillegg bør operatørene ikke ignorere behovene for rebekreftelse og fine justeringer under den kinematiske analyseprosessen. Vi fant at svingfasen utgjorde 25% av trinnsyklusen hos normale rotter. Dette betyr at bakre lembevegelser under svingfasen akselererte til det punktet hvor kamerasystemet ikke var i stand til å fange bevegelsene nøyaktig og over tid. Også, for lyst eller svakt omgivelseslys, flekker på gjennomsiktigtredemølleark, og unormale bevegelsesmønstre som forøvrig oppstår mens du går, kan resultere i en overdrevet avvik av sporingsetikettene fra markørene festet til rotter. Disse faktorene kan redusere nøyaktigheten av bevegelsesopptaksprosessen. Manuelle justeringer ble introdusert i markørsporingssystemet for å løse dette problemet. Ved hjelp av manuell justering kan tydelige avvik eller subtile bevegelsesopptakstap rettes umiddelbart under markørsporingsprosessen. Videre, reconfirmation av endringer i kurvene av flere parametere behandlet ved hjelp av kinematisk analyse programvare hjulpet i å søke etter og korrigere feil i markør sporing prosessen. Reconfirmation tillot oss også å generere de mest pålitelige og autentiske dataene.
Sammenlignet med den kinematiske analysen, er manglene i SFI hovedsakelig avledet fra sin lave nøyaktighet og pålitelighet, i stedet for fra forstyrrelser produsert av de ovennevnte faktorene. En tidligere studie bemerket også at SFI-metoden verken er pålitelig eller reproduserbar når den brukes i den tidlige perioden etter skade17. På den annen side har den høye nøyaktigheten og påliteligheten til kinematisk analyse blitt allment anerkjent. Imidlertid var mange tidligere programmer bare i stand til å observere og måle utpekte vinkler, spesielt ankelvinkler10,15,18,19,20. Begrensningene for todimensjonal (2D) videoanalyse hindrer undersøkelse av flere parametere under funksjonelle evalueringer.
Tredimensjonal kinematisk analyse overvinner alle manglene i SFI og muliggjør undersøkelse av mange ekstra parametere. Den digitale 3D-modellen er konstruert av bilder tatt av fire kameraer. Derfor kan dette apparatet måle eller beregne parametere mer nøyaktig enn konvensjonelle 2D kinematiske metoder. Derfor har kinematisk analyse som bruker 3D-bevegelsesfangstapparatet et enormt løfte som en potensiell erstatning for andre funksjonelle evalueringsmetoder.
3D kinematisk analysemetode har imidlertid flere begrensninger. Opplæring gnagere, feste markører, og sporing eksamen prosesser er komplisert og tidkrevende. For å oppnå reproduserbare og pålitelige data, bør operatøren være godt kjent med de kritiske trinnene som kreves. Hudforskyvningen som oppstår under gnagergange, er spesielt sannsynlig å produsere dataavvik21. Videre kan de høye kostnadene for 3D kinematisk analyseutstyr hindre sin popularisering og begrense bruken i relevante studier.
Tidligere studier har funnet at 3D kinematisk analyse oppnådde nøyaktige og gyldige resultater i sammenheng med rotte sciatic nerve skade modell9,22. Derfor har vi grunner til å tro at denne metoden kan være et nyttig verktøy for funksjonelle evalueringer av ulike traumer eller sykdomstilstander som involverer bakre lemmer, inkludert forstyrrelser i sentral- og perifert nervesystem og muskel- og skjelettsykdommer. Videre, ved å endre markørposisjonering, kan denne metoden brukes til å funksjonelt evaluere fremre lembevegelser. Selv om disse hypotesene krever ytterligere verifisering gjennom fremtidige eksperimenter, mener vi at kinematisk analyse ved hjelp av et 3D-bevegelsesopptaksapparat kan inspirere til mer lovende funksjonelle evalueringsmetoder og spille en viktig rolle i forskning og kliniske anvendelser.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingenting å avsløre.
Acknowledgments
Denne studien ble støttet av JSPS KAKENHI Grant Number JP19K19793, JP18H03129 og JP18K19739.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 9-0 nylon suture | Bear Medic Corporation. | T06A09N20-25 | |
| Anesthetic Apparatus for Small Animals | SHINANO MFG CO.,LTD. | SN-487-0T | |
| ISOFLURANE Inhalation Solution | Pfizer Japan Inc. | (01)14987114133400 | |
| Kine Analyzer | KISSEI COMTEC CO.,LTD. | N.A. | A analysis software |
| Liquid adhesive | KANBO PRAS CORPORATION | PT-B180 | |
| Micro forceps | BRC CO. | 16171080 | |
| Motion Recorder | KISSEI COMTEC CO.,LTD. | N.A. | A recording software |
| Standard surgical hemostat | Fine Science Tools, Inc. | 12501-13 | |
| Surgical blade No.10 | FEATHER Safety Razor CO., LTD | 100D | |
| Surgical hemostat | World Precision Instruments | 503740 | |
| Three-dimensional motion capture apparatus (KinemaTracer for Animal) | KISSEI COMTEC CO.,LTD. | N.A. | A 3D motion analysis system that consists of cameras |
| Three-dimensional(3D) Calculator | KISSEI COMTEC CO.,LTD. | N.A. | A marker tracing software |
| Treadmill | MUROMACHI KIKAI CO.,LTD | MK-685 | a treadmill with affialiated the electrical schocker, transparent sheats and a speed control apparatus |
References
- 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. Effect of low-level laser therapy (685 nm, 3 J/cm(2)) on functional recovery of the sciatic nerve in rats following crushing lesion. Lasers in Medical Science. 30 (3), 1047-1052 (2015).
- Xing, H., Zhou, M., Assinck, P., Liu, N. Electrical stimulation influences satellite cell differentiation after sciatic nerve crush injury in rats. Muscle & Nerve. 51 (3), 400-411 (2015).
- Yang, C. C., Wang, J., Chen, S. C., Jan, Y. M., Hsieh, Y. L. Enhanced functional recovery from sciatic nerve crush injury through a combined treatment of cold-water swimming and mesenchymal stem cell transplantation. Neurological Research. 37 (90), 816-826 (2015).
- Jiang, W., et al. Low-intensity pulsed ultrasound treatment improved the rate of autograft peripheral nerve regeneration in rat. Scientific Reports. 6, 22773 (2016).
- Ni, X. J., et al. The Effect of Low-Intensity Ultrasound on Brain-Derived Neurotropic Factor Expression in a Rat Sciatic Nerve Crushed Injury Model. Ultrasound in Medicine & Biology. 43 (2), 461-468 (2017).
- Weber, R. A., Proctor, W. H., Warner, M. R., Verheyden, C. N. Autotomy and the sciatic functional index. Microsurgery. 14 (5), 323-327 (1993).
- Dellon, A. L., Mackinnon, S. E. Sciatic nerve regeneration in the rat. Validity of walking track assessment in the presence of chronic contractures. Microsurgery. 10 (3), 220-225 (1989).
- Wang, T., et al. Functional evaluation outcomes correlate with histomorphometric changes in the rat sciatic nerve crush injury model : A comparison between sciatic functional index and kinematic analysis. PLoS One. 13 (12), e0208985 (2018).
- de Ruiter, G. C., et al. Two-dimensional digital video ankle motion analysis for assessment of function in the rat sciatic nerve model. Journal of the Peripheral Nervous System. 12 (3), 216-222 (2007).
- Walker, J. L., Evans, J. M., Meade, P., Resig, P., Sisken, B. F. Gait-stance duration as a measure of injury and recovery in the rat sciatic nerve model. Journal of Neuroscience Methods. 52 (1), 47-52 (1994).
- Dijkstra, J. R., Meek, M. F., Robinson, P. H., Gramsbergen, A. Methods to evaluate functional nerve recovery in adult rats: walking track analysis, video analysis and the withdrawal reflex. Journal of Neuroscience Methods. 96 (2), 89-96 (2000).
- Lee, J. Y., et al. Functional evaluation in the rat sciatic nerve defect model: a comparison of the sciatic functional index, ankle angles, and isometric tetanic force. Plastic and Reconstructive Surgery. 132 (5), 1173-1180 (2013).
- Rui, J., et al. Gait cycle analysis: parameters sensitive for functional evaluation of peripheral nerve recovery in rat hind limbs. Annals of Plastic Surgery. 73 (4), 405-411 (2014).
- Yu, P., Matloub, H. S., Sanger, J. R., Narini, P. Gait analysis in rats with peripheral nerve injury. Muscle & Nerve. 24 (2), 231-239 (2001).
- Amado, S., et al. The sensitivity of two-dimensional hindlimb joint kinematics analysis in assessing functional recovery in rats after sciatic nerve crush. Behavioural Brain Research. 225 (2), 562-573 (2011).
- Monte-Raso, V. V., Barbieri, C. H., Mazzer, N., Yamasita, A. C., Barbieri, G. Is the Sciatic Functional Index always reliable and reproducible? Journal of Neuroscience Methods. 170 (2), 255-261 (2008).
- Varejao, A. S. P., et al. Motion of the foot and ankle during the stance phase in rats. Muscle & Nerve. 26 (5), 630-635 (2002).
- Lin, F. M., Pan, Y. C., Hom, C., Sabbahi, M., Shenaq, S. Ankle stance angle: a functional index for the evaluation of sciatic nerve recovery after complete transection. Journal of Reconstructive Microsurgery. 12 (3), 173-177 (1996).
- Patel, M., et al. Video-gait analysis of functional recovery of nerve repaired with chitosan nerve guides. Tissue Engineering. 12 (11), 3189-3199 (2006).
- Filipe, V. M., et al. Effect of skin movement on the analysis of hindlimb kinematics during treadmill locomotion in rats. Journal of Neuroscience Methods. 153 (1), 55-61 (2006).
- Tajino, J., et al. Three-dimensional motion analysis for comprehensive understanding of gait characteristics after sciatic nerve lesion in rodents. Scientific Reports. 8 (1), 13585 (2018).
