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Biology

Vivo में सुअर से Hindlimb Dorsiflexor Isometric टोक़ का मापन

Published: September 3, 2021 doi: 10.3791/62905
Automatic Translation
1, 2,3, 4, 5
1School of Medicine, Wake Forest University, 2Department of Kinesiology, University of Georgia, 3Regenerative Bioscience Center, University of Georgia, 4Aurora Scientific Inc., 5School of Kinesiology, University of Minnesota

Summary

वर्तमान प्रोटोकॉल मूल्यांकन और विवो टोक़ डेटा की व्याख्या पर संक्षिप्त प्रयोगात्मक विवरण का वर्णन करता है जो एनेस्थेटिक सूअरों में आम पेरोनियल तंत्रिका की विद्युत उत्तेजना के माध्यम से प्राप्त होता है।

Abstract

कंकाल की मांसपेशियों की ताकत का विश्वसनीय मूल्यांकन यकीनन न्यूरोमस्कुलर और मस्कुलोस्केलेटल रोग और चोट के अध्ययन में सबसे महत्वपूर्ण परिणाम उपाय है, खासकर जब पुनर्योजी उपचारों की प्रभावकारिता का मूल्यांकन किया जाता है। इसके अतिरिक्त, कई पुनर्योजी उपचारों का अनुवाद करने का एक महत्वपूर्ण पहलू एक बड़े पशु मॉडल में स्केलेबिलिटी और प्रभावशीलता का प्रदर्शन है। बुनियादी विज्ञान अध्ययनों में आंतरिक मांसपेशी समारोह गुणों का मूल्यांकन करने के लिए विभिन्न शारीरिक तैयारी स्थापित की गई हैं, मुख्य रूप से छोटे पशु मॉडल में। प्रथाओं को इस रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है: इन विट्रो (अलग-थलग फाइबर, फाइबर बंडल, या पूरी मांसपेशी), सीटू में (बरकरार संवहनीकरण और संरक्षण के साथ मांसपेशियों लेकिन एक बल ट्रांसड्यूसर से जुड़े डिस्टल कण्डरा), और विवो में (मांसपेशियों या मांसपेशियों की इकाई की संरचनाएं बरकरार रहती हैं)। इन तैयारियों में से प्रत्येक के लिए ताकत और कमजोरियां हैं; हालांकि, विवो शक्ति परीक्षण में एक स्पष्ट लाभ एक ही जानवर में दोहराए गए माप करने की क्षमता है। इसमें, सामग्री और विधियों को मज़बूती से isometric टोक़ का आकलन करने के लिए vivo में hindlimb dorsiflexor मांसपेशियों द्वारा उत्पादित anesthetized सूअरों में मानक peroneal विद्युत उत्तेजना के जवाब में प्रस्तुत कर रहे हैं.

Introduction

कंकाल की मांसपेशियों का प्राथमिक कार्य बल का उत्पादन करना है, जो अंततः सांस लेने, खाने और एम्बुलेटिंग जैसी गतिविधियों को संभव बनाता है। कंकाल की मांसपेशियों की कार्यात्मक क्षमता को कम करने वाली स्थितियां कम प्रदर्शन (व्यावसायिक या खेल), विकलांगता या मृत्यु का कारण बन सकती हैं। उदाहरण के लिए, उम्र बढ़ने की आबादी में मांसपेशियों के द्रव्यमान और कार्य का रखरखाव सकारात्मक रूप से जीवन की गुणवत्ता और दैनिक जीवन की बुनियादी और वाद्य गतिविधियों को करने की क्षमतासे जुड़ा हुआ है। और, Duchenne मांसपेशियों dystrophy रोगियों में मांसपेशियों की ताकत में गिरावट के परिणामस्वरूप एम्बुलेट और श्वसन विफलता में असमर्थता होती है, अंततः समय से पहले मृत्यु दर 3,4,5 में योगदान देती है। इस प्रकार, मांसपेशियों की ताकत माप न्यूरोमस्कुलर रोग या चोट से जुड़े अध्ययनों में एक महत्वपूर्ण परिणाम उपाय है।

अधिकतम स्वैच्छिक आइसोमेट्रिक या आइसोकाइनेटिक टोक़ (और / या थकान सूचकांक) का उपयोग अक्सर नैदानिकअध्ययनों में कार्यात्मक क्षमता के सूचकांक के रूप में किया जाता है। पशु अध्ययन में, संज्ञाहरण के तहत रहते हुए विद्युत तंत्रिका उत्तेजना का उपयोग करके विवो में अनुरूप माप किए जा सकते हैं। विशेष रूप से, विवो की तैयारी में मांसपेशियों, टेंडन, वास्कुलचर और इनरवेशन के साथ न्यूनतम रूप से इनवेसिव होते हैं और इसलिए दोहराए गए कार्यात्मक मूल्यांकनों को 7,8,9,10,11 की अनुमति देते हैं। इस तैयारी का उपयोग आमतौर पर छोटे कृंतक मॉडल में किया जाता है और खरगोश12, कुत्तों13,14, भेड़15 और सूअरों 16,17 जैसे बड़े पशु मॉडलमें कुछ हद तक उपयोग किया जाता है। इस तरह की पद्धति का सामान्य उपयोग कई ट्रांसलेशनल अनुसंधान अध्ययनों के लिए प्रभावशाली हो सकता है, जैसे कि आनुवंशिक रूप से इंजीनियर पोर्सिनी (सुअर) मॉडल में रीढ़ की हड्डी की मांसपेशियों की शोष (एसएमए) 18। इसमें, विवो में पोर्सिनी डोर्सिफ्लेक्सर मांसपेशी समूह के तंत्रिका उत्तेजना-प्रेरित अधिकतम आइसोमेट्रिक टोक़ का आकलन करने के तरीके प्रस्तुत किए गए हैं। प्रस्तुत तकनीकों को शुरू में माउस पूर्वकाल क्रूरल मांसपेशी टोक़ 19,20 का आकलन करने के लिए मूल रूप से विकसित किए गए लोगों से अनुकूलित किया गया था और बाद में चोट के बाद टोक़ उत्पादन क्षमता की जांच करने वाले अनुभव के माध्यम से परिष्कृत किया गया था 17,21,22,23,24,25,26,27,28 और विकासके दौरान 16 विभिन्न पोर्सिनी मॉडल में.

यह प्रोटोकॉल विवो आइसोमेट्रिक टोक़ माप में उस पद्धति का उपयोग करके हाइलाइट करता है जिसके लिए लोड सेल और इलेक्ट्रिकल उत्तेजक के साथ एकीकृत कंप्यूटर की आवश्यकता होती है। यहां प्रस्तुत विधियां व्यावसायिक रूप से उपलब्ध एकीकृत स्वाइन आइसोमेट्रिक फुटप्लेट टेस्ट उपकरण, प्लेटफ़ॉर्म उपकरण और संबंधित सॉफ़्टवेयर का उपयोग करती हैं (सामग्री की तालिका देखें)। हालांकि, कार्यप्रणाली को अन्य व्यावसायिक रूप से उपलब्ध या कस्टम-निर्मित सॉफ़्टवेयर, डेटा-अधिग्रहण उपकरणों और उत्तेजकों का उपयोग करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। इन तरीकों को मानक उपकरणों से भरे एक समर्पित बड़े पशु सर्जिकल सूट में उपयोग के लिए अभिप्रेत किया जाता है जैसे: सर्जिकल टेबल को लॉक करना, परीक्षण मंच, वेंटिलेटर और निगरानी उपकरणों के लिए समान ऊंचाई की दूसरी लॉकिंग टेबल, और शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए चटाई या अन्य उपकरणों को हीटिंग करना।

इन विधियों का संचालन करने के लिए निम्नलिखित टीम के सदस्यों की आवश्यकता होती है: कार्यात्मक परीक्षण करने के लिए एक कुशल संज्ञाहरण तकनीशियन और दो अध्ययन कर्मी। ये लोग मंच उपकरण पर अंग के प्रारंभिक स्थिरीकरण के लिए एक साथ काम करेंगे। फिर, दो कर्मियों में से एक इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट / पोजिशनिंग के लिए जिम्मेदार होगा और दूसरा परीक्षण के दौरान कंप्यूटर अनुप्रयोगों के लिए।

Protocol

सभी पशु प्रयोगों को पशु कल्याण अधिनियम, कार्यान्वयन पशु कल्याण विनियमों, और प्रयोगशाला जानवरों की देखभाल और उपयोग के लिए गाइड के सिद्धांतों के अनुपालन में आयोजित किया गया था। पूर्व परीक्षण से पता चला है कि ये तरीके विश्वसनीयहैं 26 और सुअर के स्वास्थ्य या अंग समारोह पर कोई प्रतिकूल प्रभाव नहीं पड़ता है। परीक्षण किसी भी प्रतिकूल घटनाओं के बिना साप्ताहिक रूप से अक्सर आयोजित किया गयाहै। इसके अतिरिक्त, एक ही दिन के दौरान पूर्व और बाद के सर्जिकल हस्तक्षेपों का परीक्षण जानवर पर अप्रिय तनाव डालने या न्यूरोमस्कुलर डिसफंक्शन को प्रेरित किए बिना किया जा सकता है।

1. कंप्यूटर सेट अप

  1. सुनिश्चित करें कि उपकरण और घटकों के प्रारंभिक सेट और अंशांकन विनिर्माण विनिर्देशों के तहत आयोजित किए जाते हैं ( सामग्री की तालिका देखें)। 0.2-2.5 किलोग्राम से वजन की एक सीमा का उपयोग करके अंशांकन का सुझाव दिया जाता है।
    नोट: टोक़ को 50 न्यूटन-मीटर (N·m) क्षमता के साथ एक रैखिक टोक़ सेंसर से जुड़े 140 मिमी फुट-पेडल (0.14 मीटर) द्वारा मापा जाता है। उपकरण का लाभ डिफ़ॉल्ट रूप से प्रत्याशित टोक़ उत्पादन से बेहतर मिलान करने के लिए 25 N · m क्षमता तक स्केल करने के लिए सेट किया गया है। अंशांकन एक ज्ञात दूरी (उदाहरण के लिए, रोटेशन के अक्ष से 100 मिमी) पर पैर-पैडल पर एक ज्ञात द्रव्यमान (जैसे, 1 किलोग्राम) को लागू करके और टोक़ की गणना करके किया जाता है। उदाहरण के लिए, 1 kg 9.806 N के बराबर है, जिसे 0.1 m पर लागू किया जाता है, 0.9806 N·m टोक़ है। एक संबंध तो टोक़ सेंसर और टोक़ सेंसर द्वारा इसी वोल्टेज आउटपुट के लिए लागू टोक़ के बीच स्थापित किया जा सकता है। लेखक के टोक़ सेंसर ने एक विशेष 40 सेमी अंशांकन प्लेट पर लागू 0.2-20 किलोग्राम से इस संबंध की रैखिकता की पुष्टि की है। मानक पेडल की लंबाई के कारण, 0.2-2.5 किलोग्राम की अंशांकन सीमा की सिफारिश की जाती है। यह रैखिक प्रतिगमन द्वारा स्केल फैक्टर की गणना करने के लिए पर्याप्त संकेत उत्पन्न करता है।
  2. गर्मी से संबंधित सामग्री परिवर्तनों के स्थिरीकरण की अनुमति देने के लिए परीक्षण से लगभग 30 मिनट पहले कंप्यूटर, उत्तेजक, ट्रांसड्यूसर सिस्टम और एनालॉग-डिजिटल इंटरफ़ेस को चालू करें जो विद्युत गुणों को प्रभावित कर सकते हैं। उपयुक्त और कनेक्टेड डेटा अधिग्रहण (DAQ) डिवाइस का चयन करें।
  3. आवश्यकतानुसार सॉफ़्टवेयर में प्रयोगात्मक पैरामीटर सेट करें; सॉफ्टवेयर एक सहेजे गए अध्ययन टेम्पलेट के लिए अनुमति देता है। एक नया अध्ययन कार्यपुस्तिका बनाएँ विकल्प का उपयोग करके एक नया अध्ययन बनाने के लिए प्रयोग (यानी, अध्ययन टेम्पलेट) सेट करने के लिए तैयार करें।
    नोट: अध्ययन शुरू करने से पहले प्रयोगात्मक मापदंडों को पहले से लोड किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप अतिरिक्त विशिष्ट प्रयोग जानकारी जैसे कि लिंग, शरीर के द्रव्यमान, जन्म तिथि, परीक्षण के समय बिंदु, उपचार समूह, या आवश्यकतानुसार समान चर शामिल करने के लिए संकेत मिलेंगे। अध्ययन सेटअप पैरामीटर को सहेजा जा सकता है और प्रयोग के दौरान उपयोग किया जा सकता है।
  4. प्रत्येक मूल्यांकन की शुरुआत में पहले से बनाए गए अध्ययन का चयन करें। एक नया पशु जोड़ें यदि यह सुअर के लिए परीक्षण किया जा करने के लिए पहला परीक्षण है और अध्ययन में चर इनपुट के लिए संकेत का पालन करें।
  5. अध्ययन शुरू करने के लिए तैयार होने के बाद तैयार प्रयोग पर क्लिक करें, जो इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट को अनुकूलित करने के लिए आवश्यक होगा। एक बार इलेक्ट्रोड रखे जाने के बाद इष्टतम प्लेसमेंट का निर्धारण करते समय तंत्रिका को दोहराने वाले ट्विच वितरित करें (चरण 3.6 देखें)।
  6. कॉन्फ़िगर त्वरित Stim पर क्लिक करें पहले, और उसके बाद नाड़ी आवृत्ति, नाड़ी चौड़ाई, दालों की संख्या, ट्रेन आवृत्ति, और चलाने के समय समायोजित करें।
  7. फिर, दोहराने वाले ट्विच वितरित करने के लिए इंस्टेंट सिम पर क्लिक करें। वैकल्पिक रूप से, मैन्युअल रूप से एक चिकोटी देने के लिए उत्तेजक इकाई पर मैन्युअल ट्रिगर बटन दबाएं।
  8. अध्ययन प्रोटोकॉल के दौरान लाइव डेटा मॉनिटर खोलें जब संकुचन के वास्तविक समय की जांच / विज़ुअलाइज़ेशन की अनुमति देने के लिए पूरे प्रयोग को शुरू करने के लिए तैयार हो। प्रयोग शुरू करने के लिए तैयार होने पर रन एक्सपेरिमेंट पर क्लिक करें (जानवरों की तैयारी के बाद, चरण 2 देखें)।

2. संज्ञाहरण तैयारी और रखरखाव

  1. तेजी से नर या मादा सूअरों, 40-90 किलोग्राम, संज्ञाहरण घटना से पहले रात भर, पानी के विज्ञापन libitum की अनुमति देते हैं। प्राप्त करें और प्रक्रिया के दिन सुअर के सही bodyweight रिकॉर्ड.
  2. टाइल्टामाइन / ज़ोल्ज़ेपाम (Telazol, 4-6 मिलीग्राम / किग्रा), xylazine (1-3 मिलीग्राम / किग्रा), और प्रोपोफोल (2.6 मिलीग्राम / किग्रा) के इंट्रामस्क्युलर इंजेक्शन के साथ संज्ञाहरण को प्रेरित करें। शुरू में फेसमास्क के माध्यम से 5% आइसोफ्लुरेन के साथ बनाए रखें।
  3. सुअर को एक एंडोट्रेचियल ट्यूब के साथ इंटुबेट करें और इसे स्वचालित वेंटिलेटर पर रखें। 20सेमी एच 2ओ पर चोटी के दबाव पर सुअर को बनाए रखें, 10 मिलीलीटर / किग्रा की प्रारंभिक ज्वारीय मात्रा, और 8-12 सांस / मिनट पर श्वसन दर।
  4. 40 ± 5 mmHg के एक अंत-ज्वारीय PCO2 बनाए रखने के लिए वेंटिलेटर सेटिंग को समायोजित करें। 30% -37% O2 में 1% -3% isoflurane के साथ संज्ञाहरण बनाए रखें।
  5. प्रोटोकॉल की अवधि के लिए सुअर के शरीर के तापमान को 37 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखें। तरल पदार्थ वितरण और मूत्र संग्रह के लिए कान की नस और फोले कैथेटर डालें, जैसा कि आवश्यक हो।
    नोट: सर्जिकल विमान संज्ञाहरण का उपयोग करने से परीक्षण के दौरान माध्यमिक संकुचन को रोका जा सकता है, खासकर ग्लूटल मांसपेशियों से।
  6. आंख पलटा और स्थिति, जबड़े की टोन की कमी, हृदय गति (रेंज 80-150 बीपीएम), सिस्टोलिक रक्तचाप (रेंज 120-70 एमएमएचजी), या इन सभी संकेतों के संयोजन के माध्यम से संज्ञाहरण की गहराई की निगरानी करें।
  7. किसी भी मलबे को हटाने के लिए पहले साबुन और पानी के साथ अंगों की सफाई करके सुअर को पूरी तरह से संवेदनाहारी और स्थिर होने के बाद दाएं और बाएं दोनों हिंडलिंब्स तैयार करें और फिर त्वचा से बालों को शेव करें। पार्श्व घुटने के क्षेत्र पर ध्यान दें, जिसका उपयोग बाद में इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट के लिए किया जाएगा।
  8. सुअर को एक सर्जिकल टेबल पर ले जाएं और सुरक्षित रूप से इसे सुपाइन स्थिति में रखें। टेबल के अंत में या थोड़ा ऊपर gluteal मांसपेशियों के साथ टेबल के पैर की ओर सुअर की स्थिति।
    नोट: यह सर्जिकल टेबल और टेबल परीक्षण उपकरण abut करने के लिए धारण की अनुमति देगा।
  9. परीक्षण के बाद सुअर को बाहर निकालें और उन्हें ठीक होने की अनुमति दें। सुअर के पूरी तरह से ठीक होने के बाद मानक सुअर भोजन और पानी को प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए और पिंजरे के भीतर स्वतंत्र रूप से एम्बुलेट कर सकता है।
    नोट: पोस्ट-प्रक्रिया एनाल्जेसिया अकेले विवो परीक्षण में के लिए अनावश्यक है; हालांकि, carprofen और / या buprenorphine SR प्रति पशु चिकित्सा सिफारिश प्रदान की जा सकती है। एक स्थानीय पशु चिकित्सक के साथ परामर्श को प्रोत्साहित किया जाता है। यहां सूचीबद्ध संज्ञाहरण और दवाएं केवल मार्गदर्शन के लिए हैं और वर्तमान में मिनेसोटा विश्वविद्यालय में अनुमोदित हैं। आइसोफ्लुरेन के साथ संज्ञाहरण के रखरखाव को इसकी तेजी से शुरुआत और ऑफसेट के आधार पर चुना गया था और विवो तंत्रिका उत्तेजना में इसके न्यूनतम प्रभाव ने टोक़29 पैदा किया। अध्ययनों में संज्ञाहरण मापदंडों में स्थिरता रखने का ध्यान रखें। प्रोटोकॉल के दौरान, संज्ञाहरण मूल्यांकन और रिकॉर्डिंग 15 मिनट के अंतराल पर आयोजित की जाती है; रिकॉर्डिंग स्थानीय संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (आईएसीयूसी) और संयुक्त राज्य अमेरिका के कृषि विभाग (यूएसडीए) के दिशानिर्देशों और आवश्यकताओं के आधार पर की जाती है।

3. विवो आइसोमेट्रिक टोक़ में का मूल्यांकन

  1. बल ट्रांसड्यूसर के पैर की प्लेट पर पैर रखें। पैर को पैर-प्लेट से जोड़ने के लिए एक लचीली एकजुट पट्टी का उपयोग करें।
    नोट: प्रति पैर एक पूरी भूमिका आवश्यक है; आदर्श रूप से, 4-इंच x 5-यार्ड की भूमिका पर्याप्त है।
  2. तटस्थ (ए) पर टखने के साथ पैर-प्लेट पर पैर को स्थिति में रखें और एक बंद टोकरी बुनाई टखने टैपिंग (बी) की शैली में पैर और पैर-प्लेट के चारों ओर एकजुट पट्टी को लपेटकर पैर को प्लेट में सुरक्षित करें।
    नोट: दो अध्ययन कर्मियों को एक साथ व्यक्तिगत (ए) और (बी) कार्यों को करने की आवश्यकता होगी।
  3. पैर को पैर-प्लेट में सुरक्षित करने के बाद टखने को एक समकोण पर रखें, जिसे प्लांटर या डोर्सिफ्लेक्सियन की डिग्री के संदर्भ के लिए 0 डिग्री या तटस्थ के रूप में परिभाषित किया गया है।

Figure 1
चित्रा 1: विभिन्न सुविधाजनक बिंदुओं से चित्र पैर-प्लेट और फ्रेम पर शारीरिक संरेखण के लिए सुअर लगाव दिखाते हैं। पूर्वकाल डिब्बे की मांसपेशियों, फाइबुलर सिर, घुटने, टिबियल पठार, और फीमर के लिए शारीरिक स्थलों को नोट किया जाता है। पैर के पार्श्व पक्ष पर सबडर्मल इलेक्ट्रोड जोड़े के प्लेसमेंट पर ध्यान दें। कृपया इस आकृति का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

  1. घुटने और टखने को समकोण पर स्थिर करें।
  2. सबसे पहले, आवश्यक स्थानों के करीब अंग clamping सलाखों की स्थिति। जब तैयार हो, अंग के औसत दर्जे के पहलू पर शुरू होता है, तो टिबियल पठार के बारे में अंग क्लैंपिंग बार को संरेखित करें।
  3. फिर, फीमर के डिस्टल सिर पर पार्श्व अंग क्लैंपिंग बार को संरेखित करें।
    नोट: प्रत्येक अंग के अंत के बीच, clamping पट्टी बार के बगल में त्वचा की रक्षा करने के लिए एक तह 4 x 4 4 धुंध पैड का उपयोग करता है।
  4. लॉकिंग थंबस्क्रू का उपयोग करके सलाखों को कसकर स्थिर करें।
    नोट: अंग clamping सलाखों एक दूसरे के साथ लाइन में नहीं होगा, लेकिन सुअर की शारीरिक रचना के साथ संरेखित होगा.
  5. इच्छित इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट के केंद्र से शुरू होने वाले संकेंद्रित हलकों में साफ धुंध के माध्यम से 70% अल्कोहल लागू करके फाइब्यूलर सिर के चारों ओर की त्वचा को साफ करें और बाहर की ओर बढ़ें। बाँझ percutaneous सुई (50 मिमी, 26 जी मोनोपोलर) और electromyography (EMG) शैली इलेक्ट्रोड ( सामग्री की तालिका देखें) पेरोनियल तंत्रिका भर में रखें। प्रत्यारोपण इलेक्ट्रोड subdermally, लगभग 5-10 मिमी.
  6. उत्तेजक पर समायोजित के रूप में, बढ़ते वर्तमान amplitudes का उपयोग कर इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट का अनुकूलन करें। 100 mA से शुरू करें और आवश्यकतानुसार बढ़ाएं।
    नोट: 300-500 mA आमतौर पर पीक चिकोटी टोक़ के लिए आवश्यक है।
  7. लाइव डेटा दृश्य पर और सुअर के पूर्वकाल डिब्बे पर चिकोटी टोक़ परिमाण की कल्पना करें; खुरों splay और ऊपर की ओर के रूप में अच्छी तरह से आगे बढ़ सकते हैं.
  8. सुनिश्चित करें कि पीछे के डिब्बे, या टिबिया तंत्रिका, उत्तेजना के दौरान सक्रिय नहीं है। नेत्रहीन निरीक्षण और palpate पश्च डिब्बे संकुचन और उत्तेजना के दौरान खुरों के नीचे आंदोलन.
  9. विरोधी मांसपेशी भर्ती की कमी के लिए निम्नलिखित चरणों में लाइव टोक़-समय अनुरेखण से टेटैनिक संकुचन के पठार क्षेत्र का निरीक्षण करें (यानी, इस प्रोटोकॉल के लिए प्लांटरफ्लेक्सियन)।
  10. निम्नलिखित उत्तेजना मापदंडों का उपयोग करके अधिकतम आइसोमेट्रिक टेटैनिक टोक़ प्राप्त करें: 100 हर्ट्ज, 0.1 एमएस पल्स चौड़ाई, 800 एमएस ट्रेन17 पर, एक बार इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट और उत्तेजना आयामों को अनुकूलित करने के बाद।
    नोट:: इन पैरामीटर्स विभिन्न संकुचनशील मूल्यांकन के लिए उपयोग किया जा सकता है।

4. टोक़-संयुक्त कोण विश्लेषण के लिए प्रोटोकॉल

  1. टखने की स्थिति की एक श्रृंखला में अधिकतम आइसोमेट्रिक टेटैनिक टोक़ को मापें जो तटस्थ से लेकर प्लांटरफ्लेक्सियन की निकट अंत श्रेणियों तक, या प्लांटरफ्लेक्सियन के 0-50 डिग्री तक होती है।
    नोट: 10 ° वेतन वृद्धि का उपयोग करने के लिए छह संकुचन की आवश्यकता होगी, और वृद्धिशील परिवर्तन को विशिष्ट प्रयोगात्मक प्रश्नों के लिए समायोजित किया जा सकता है।
  2. संयुक्त कोणों के बीच जाने के लिए गोनोमीटर चरण के दोनों लॉकिंग शिकंजा को ढीला करना शुरू करें। सुनिश्चित करें कि अगले संकुचन से पहले दोनों लॉकिंग शिकंजा कस दिए गए हैं।
    नोट: गोनियोमीटर सटीक संरेखण के लिए अनुमति देने के लिए डिग्री चिह्नों के साथ वर्णित है। यह संभवतः प्लांटर फ्लेक्सियन के 0 ° है, जो गोनियोमीटर पर 180 ° द्वारा ऑफसेट है। इच्छित स्थिति सुनिश्चित करने के लिए सावधानी बरतें।
  3. प्रयोगात्मक रूप से संकुचन के बीच का समय निर्धारित करें; हालांकि, थकान से बचने के लिए 2 मिनट पर्याप्त है।
    नोट:: के रूप में टखने संयुक्त कोण incrementally बदल गया है, सुई इलेक्ट्रोड स्थानांतरित हो सकता है। ट्विच संकुचन के साथ इलेक्ट्रोड के प्लेसमेंट की पुष्टि करना आवश्यक हो सकता है, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है (चरण 3.8 देखें)।

5. टोक़-आवृत्ति विश्लेषण के लिए प्रोटोकॉल

  1. टखने को वांछित संयुक्त कोण पर रखें। हर बार एक ही संयुक्त कोण पर परीक्षण करने के लिए प्रयोगात्मक रूप से, ध्यान रखें।
    नोट: आमतौर पर, टोक़-आवृत्ति विश्लेषण टोक़-संयुक्त कोण विश्लेषण से व्युत्पन्न शिखर सममितीय टोक़ के साथ संगत एक एकल संयुक्त कोण पर किया जाता है। पीक टोक़ plantarflexion के ~ 30-35 ° पर उत्पादित किया जाता है।
  2. उत्तेजना आवृत्तियों की एक श्रृंखला पर अधिकतम आइसोमेट्रिक टोक़ को मापें जो पूरी तरह से फ्यूज्ड टेटानी को प्रेरित करने वाले लोगों को प्रेरित करने वाले लोगों तक और उससे परे ट्विच की अनफ्यूज्ड ट्रेनों को प्रेरित करते हैं।
    नोट: यह थकान से बचने के लिए प्रत्येक संकुचन के बीच 2 मिनट के साथ 10, 20, 40, 60, और 100 हर्ट्ज (0.1 एमएस पल्स चौड़ाई; 800 एमएस ट्रेन) पर उत्तेजक द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। सटीक प्रयोगात्मक प्रश्नों और विशिष्ट सुअर मॉडल के आधार पर, आवृत्तियों को अनुकूलित किया जा सकता है। इंट्रासेल्युलर एटीपी को बनाए रखने के लिए 800 एमएस संकुचन के दौरान उपयोग किए जाने वाले बायोएनर्जेटिक सब्सट्रेट सबसे अधिक संभावना फॉस्फोक्रिएटिन30 है, और फॉस्फोक्रिएटिन का पुन: संश्लेषण फॉस्फोक्रिएटिन शटल31 पर निर्भर करता है। फॉस्फोक्रिएटिन रिकवरी कैनेटीक्स संकुचन30 समाप्त होने के बाद 90-120 सेकंड के बीच 90% या अधिक उल्लेखनीय वसूली का संकेत देता है। इसलिए, संकुचन के बीच अनुशंसित आराम अंतराल 90-120 सेकंड हैं। हालांकि, यह मांसपेशियों की बीमारी, चोट और / या उम्र बढ़ने सहित प्रयोगात्मक डिजाइनों से प्रभावित हो सकता है।

6. डेटा विश्लेषण

  1. विश्लेषण विंडो खोलने के लिए सॉफ़्टवेयर में अभी भी परिणामों का विश्लेषण करें पर क्लिक करें। वैकल्पिक रूप से, सीधे विश्लेषण प्रोग्राम खोलें।
  2. चाहे एक स्वचालित डेटा प्लेटफ़ॉर्म या मैनुअल विश्लेषण का उपयोग करके, व्यक्तिगत आइसोमेट्रिक तरंगों का विश्लेषण करने में विभिन्न चर की गणना करें।
    नोट: इन चरों में शामिल हैं: अधिकतम चिकोटी टोक़, अधिकतम tetanic टोक़, और twitches और tetani से संबंधित संकुचनशील गुण, उदाहरण के लिए, समय-से-चोटी और आधा विश्राम। कई प्रयोगात्मक चर बल को सामान्य कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, शरीर का वजन, एमआरआई (चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग) या सीटी (गणना टोमोग्राफी), या टर्मिनल मांसपेशी वजन से निर्धारित मांसपेशियों की मात्रा। दोनों निरपेक्ष टोक़ (N ·m) और टोक़ शरीर द्रव्यमान (N ·m / kg) के लिए सामान्यीकृत प्रस्तुत कर रहे हैं। पैर की प्लेट पर रखा आराम टोक़ प्रयोगों में अलग-अलग होगा। आराम टोक़ के लिए एक आधार रेखा सुधार लागू किया जाना चाहिए यह सुनिश्चित करने के लिए कि सही अधिकतम चिकोटी और टेटैनिक टोक़ दर्ज किए जाते हैं। प्रत्येक संयुक्त कोण पर बेसलाइन टोक़ दर्ज किया जाता है और निष्क्रिय टोक़ में परिवर्तन का संकेत दे सकता है।

Representative Results

विश्वसनीयता और सुअर के पूर्वकाल डिब्बे के विवो परीक्षण मापदंडों में अनुकूलन पहले26 की सूचना दी गई है। टोक़-आवृत्ति के लिए कृन्तकों और सूअरों में तुलनात्मक डेटा भी रिपोर्ट किया गयाहै।

विवो मूल्यांकन में के दौरान, टोक़ तरंग के विज़ुअलाइज़ेशन उचित पूर्वकाल कम्पार्टमेंट सक्रियण सुनिश्चित करने के लिए वास्तविक समय में आवश्यक है। waveforms केवल dorsiflexion प्रतिबिंबित करना चाहिए. waveforms एक चिकनी, गोल उपस्थिति और एक स्पष्ट tetanic पठार (चित्रा 2A) होना चाहिए. तरंग की विसंगतियां या गड़बड़ी विभिन्न प्रयोगात्मक सीमाओं को इंगित करती हैं, जैसे कि अपर्याप्त उत्तेजना, अनुचित इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट, या संज्ञाहरण की अपर्याप्त गहराई (चित्रा 2 बी)।

चित्रा 3A एक चिकोटी टोक़-समय अनुरेखण है जिसमें एक तीर 50% अधिकतम टोक़ को इंगित करता है। समय-से-शिखर संकुचन उत्तेजक की दीक्षा पर शुरू होना चाहिए और जब अधिकतम चिकोटी टोक़ प्राप्त किया जाता है तो अंत में (प्रतिनिधि समय सलाखों को ट्रेसिंग के नीचे दिखाया जाता है)। एक चिकोटी के लिए आधा विश्राम अधिकतम चिकोटी टोक़ पर शुरू होना चाहिए और 50% अधिकतम चिकोटी टोक़ पर समाप्त होना चाहिए (प्रतिनिधि समय सलाखों को ट्रेसिंग के नीचे दिखाया गया है)। चित्रा 3B एक टेटैनिक टोक़-समय अनुरेखण है जिसमें एक तीर 50% अधिकतम टोक़ को इंगित करता है। एक निश्चित और समय पर अधिकतम टोक़ के संदर्भ में आदर्श ट्विच के विपरीत, टेटैनिक संकुचन में अधिकतम टोक़ के समय में अधिक परिवर्तनशीलता होती है, जब उत्तेजक शुरू होता है और समाप्त होता है, तो संकुचनशील संपत्ति विश्लेषण के लिए अधिक सूक्ष्म दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है। समय-से-शिखर संकुचन उत्तेजक की दीक्षा के साथ शुरू होना चाहिए और अधिकतम टोक़ के 90% -100% के बीच कहीं भी बंद हो जाना चाहिए। चित्र 3B में समय सलाखों 95% अधिकतम टोक़ की कटऑफ दिखाते हैं। यह चयनित प्रतिनिधि डेटा जैसे मामलों में सहायक है क्योंकि पठार चरण में देर तक अधिकतम टोक़ तक नहीं पहुंचा जाता है। समय-दर-शिखर के लिए एक पूरक विश्लेषण संकुचन की औसत दर है। टोक़-समय अनुरेखण के आरोही अंग पर धराशायी सलाखों 30% -70% अधिकतम टोक़ की एक सीमा का प्रतिनिधित्व करते हैं। संकुचन की औसत दर को उत्तेजना की शुरुआत में शुरू किया जाना चाहिए और 30% -70% अधिकतम टोक़ के बीच औसत दर परिवर्तन को कैप्चर करना चाहिए। ये अनुशंसित श्रेणियां हैं, और व्यक्तिगत अनुसंधान समूह 50% के आसपास आदर्श सीमा निर्धारित कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, ±10%)। महत्वपूर्ण हिस्सा अध्ययनों के भीतर और पूरे अध्ययन में सुसंगत होना है। चिकोटी के विपरीत, टेटैनिक संकुचन आधा-विश्राम समय-से-चोटी के साथ ऊपर उल्लिखित एक ही कारण के लिए अधिकतम टोक़ के बजाय उत्तेजना के अंत में शुरू होना चाहिए। चित्रा 3 बी में समय सलाखों उत्तेजना के अंत और 50% विश्राम तक पहुँचने के बीच के समय का प्रतिनिधित्व करते हैं। आधे विश्राम के लिए एक पूरक विश्लेषण विश्राम की औसत दर है। टोक़-ट्रेसिंग के अवरोही अंग पर धराशायी सलाखों आरोही अंग के रूप में एक ही 30% -70% अधिकतम टोक़ सीमा का प्रतिनिधित्व करते हैं। औसत छूट दर उत्तेजना के अंत में शुरू होनी चाहिए और 30% -70% अधिकतम टोक़ के बीच परिवर्तन की औसत दर पर कब्जा करना चाहिए। फिर से, ये अनुशंसित श्रेणियाँ हैं। एक महत्वपूर्ण नोट: संकुचन / विश्राम की अधिकतम दर के साथ संकुचन / विश्राम की औसत दर को भ्रमित न करें। अधिकतम दर दो आसन्न डेटा बिंदुओं के बीच एकल सबसे उल्लेखनीय दर परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करती है और व्यापक रूप से परिवर्तनीय हो सकती है।

कंकाल की मांसपेशियों के फाइबर प्रकार और उत्तेजना-संकुचन युग्मन विशेषताओं में अंतर्दृष्टि प्राप्त करने के लिए कई चिकोटी और संकुचन गुणों का विश्लेषण किया जा सकता है10,32। चिकोटी और संकुचनशील गुणों की अधिक व्याख्या को चेतावनी दी जाती है; वे आगे सेलुलर स्तर की पूछताछ के लिए सुझावों और तर्क का प्रतिनिधित्व करते हैं और जरूरी नहीं कि संकेतक हों। सामान्य तौर पर, संकुचन की दर सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम कैल्शियम रिलीज और मायोसिन हेवी चेन आइसोफॉर्म एंजाइमेटिक दर को प्रतिबिंबित कर सकती है। इसके विपरीत, विश्राम दर सारको (एंडो) प्लास्मिक रेटिकुलम कैल्शियम एटीपीएस एंजाइम दर और आइसोफॉर्म को प्रतिबिंबित कर सकती है। ये गुण थकान, मांसपेशियों की क्षति, व्यायाम प्रशिक्षण और कई विकृतियों (जैसे, शोष का उपयोग न करें) से प्रभावित हो सकते हैं।

चित्रा 4 में टोक़-आवृत्ति और टोक़-संयुक्त कोण संबंधों के लिए प्रतिनिधि मानों को दर्शाया गया है, जो घायल अंगों के लिए है। ये डेटा सुअर के आकार की एक विस्तृत श्रृंखला के प्रतिनिधि हैं।

सतह EMG का एक प्रतिनिधि, प्रयोगात्मक विश्लेषण विवो मांसपेशी विश्लेषण (चित्रा 5) के दौरान आयोजित किया गया था ताकि दर कोडिंग और कुल मांसपेशियों की गतिविधि के प्रयोगात्मक नियंत्रण का प्रदर्शन किया जा सके। चिपकने वाला ईएमजी इलेक्ट्रोड पेरोनस टेर्टियस के मध्य पेट पर रखा गया था। उत्तेजना विरूपण साक्ष्य को कम करने के लिए घुटने पर एक जमीन इलेक्ट्रोड रखा गया था, और उत्तेजना इलेक्ट्रोड सुइयों को मांसपेशियों के स्थान के निकटस्थ पेरोनियल तंत्रिका के चारों ओर रखा गया था। एक साथ टोक़ और EMG रिकॉर्डिंग 20, 60, और 100 हर्ट्ज की उत्तेजना आवृत्तियों पर किए गए थे। उत्तेजक दालों की संख्या (चित्र 5 में लाल सलाखों) उत्तेजना अवधि और दालों के बीच समय के भागफल को दर्शाती है। उदाहरण के लिए, एक 20 हर्ट्ज उत्तेजना आवृत्ति का मतलब है कि हर 50 एमएस में एक नाड़ी; इसलिए, दालों के बीच 50 एमएस से विभाजित 400 एमएस उत्तेजना की अवधि वितरित आठ दालों के बराबर होती है (चित्रा 5 ए)। उत्तेजक दालों को पर्कुटेनियस सुई इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट के माध्यम से तंत्रिका अक्षतंतु को वितरित किया जाता है और विद्युत मांसपेशी दालों की एक समान संख्या का उत्पादन किया जाता है (यानी, 20 हर्ट्ज 8 ईएमजी रिकॉर्डिंग के बराबर होता है), ब्याज के मांसपेशी समूह की कार्रवाई संभावित आवृत्ति के प्रयोगात्मक नियंत्रण का प्रदर्शन करता है। कच्चे EMG रिकॉर्डिंग रूट-माध्य-वर्ग विश्लेषण (EMG RMS) के माध्यम से परिवर्तित किया जा सकता है ताकि बढ़ती उत्तेजना आवृत्ति के साथ कुल मांसपेशियों की गतिविधि की कल्पना की जा सके। वक्र (एयूसी) विश्लेषण के तहत क्षेत्र पूरी मांसपेशियों की गतिविधि में परिवर्तन निर्धारित करने के लिए ईएमजी आरएमएस को मापने का एक तरीका है। प्रत्येक EMG RMS उत्तेजना आवृत्ति के लिए प्रतिनिधि AUCs प्रदान की जाती है (चित्रा 5A-C)।

Figure 2
चित्रा 2: प्रतिनिधि उच्च और निम्न-गुणवत्ता वाले तरंग रूपों( ए) एक वर्ग-तरंग उपस्थिति में मौजूद आइसोमेट्रिक तरंग, एक उल्लेखनीय तरल पठार के साथ। (बी) कम गुणवत्ता वाले तरंग रूप अपर्याप्त उत्तेजना या अनुचित इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट के कारण हो सकते हैं। इन उदाहरणों में, इलेक्ट्रोड की पुनर्स्थापना की आवश्यकता होती है। ए और बी दोनों के लिए, उत्तेजक दालों (लाल सलाखों) को इंगित किया जाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: चिकोटी और tetanic संकुचनशील संपत्ति विश्लेषण. (ए) प्रतिनिधि चिकोटी (1 हर्ट्ज) और (बी) टेटैनिक (100 हर्ट्ज) टोक़-समय ट्रेसिंग को संकुचनशील गुणों के विस्तार के लिए संशोधित किया जाता है। प्रत्येक ग्राफ पर लाल तीर 50% अधिकतम टोक़ दिखाता है। ट्रेसिंग के नीचे नीली और काली सलाखों क्रमशः समय-से-चोटी और आधे-विश्राम समय अवधि दिखाते हैं। टेटैनिक टोक़-टाइम ट्रेसिंग के आरोही और अवरोही अंगों पर डैश्ड बार 30% -70% अधिकतम टोक़ की एक सीमा का प्रतिनिधित्व करते हैं जिसका उपयोग संकुचन या विश्राम की औसत दर निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्रा 4: टोक़-संयुक्त कोण और टोक़-आवृत्ति का उदाहरण डेटा। प्रदान किए गए डेटा 2.9-6.3 महीनों में मादा यॉर्कशायर क्रॉस सूअरों की एक श्रृंखला से है; 39.4-75.4 किलो शरीर द्रव्यमान; सभी मूल्यांकन समय पर स्वस्थ नियंत्रण माना जाता है। सभी परीक्षणों के दौरान, कोर शरीर के तापमान को 37 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखा गया था(ए) शरीर के द्रव्यमान के लिए सामान्यीकृत टोक़ का मूल्यांकन 0-50 डिग्री के टखने के जोड़ों पर किया जाता है प्लांटरफ्लेक्सियन; ध्यान दें कि पीक टोक़ 30 ° पर निर्धारित किया जाता है। (बी) शरीर द्रव्यमान के लिए सामान्यीकृत टोक़ का मूल्यांकन 10-100 हर्ट्ज से विभिन्न उत्तेजना आवृत्तियों पर किया जाता है; ध्यान दें कि इन मूल्यांकनों को प्लांटरफ्लेक्सियन के 30 डिग्री पर टखने के जोड़ के साथ आयोजित किया गया था। (सी) प्रत्येक उत्तेजना आवृत्तियों के लिए व्यक्तिगत टोक़ ट्रेसिंग का मूल्यांकन किया गया था। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्रा 5: विवो आइसोमेट्रिक टोक़ और EMG माप में समवर्ती. (ए) 20, (बी) 60, और (सी) 100 हर्ट्ज की प्रतिनिधि उत्तेजना आवृत्तियों पर एक साथ ईएमजी और टोक़ रिकॉर्डिंग एक मादा यॉर्कशायर सुअर (~ 90 किलोग्राम शरीर द्रव्यमान) से एकत्र की गई। उत्तेजक दालों (लाल सलाखों) सेट उत्तेजना आवृत्ति के अनुसार वितरित किए गए थे। कच्चे EMG रिकॉर्डिंग रूट-माध्य वर्ग (EMG RMS) में परिवर्तित कर दिया गया था ताकि बढ़ती उत्तेजना आवृत्ति के साथ कुल मांसपेशियों की गतिविधि की कल्पना की जा सके। वक्र (एयूसी) के तहत क्षेत्र के लिए प्रतिनिधि ईएमजी आरएमएस वक्रों का विश्लेषण किया गया था, और एयूसी प्रत्येक उत्तेजना आवृत्ति के लिए प्रदान किए जाते हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Discussion

महत्वपूर्ण चरण, संशोधन, और समस्या निवारण
डेटा परिवर्तनशीलता को कम करने और दृष्टिकोण की सफलता को अधिकतम करने के लिए, निम्नलिखित महत्वपूर्ण चरणों पर प्रकाश डाला गया है।

इष्टतम तंत्रिका उत्तेजना
यह प्रयोगात्मक दृष्टिकोण तंत्रिका अक्षतंतु विध्रुवीकरण के साथ शुरू होता है और सही इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट और अनुकूलित विद्युत उत्तेजना पर निर्भर करता है। बोनी लैंडमार्क से संबंधित तंत्रिका शरीर रचना विज्ञान का एक पोस्टमार्टम विश्लेषण परीक्षण के दौरान उचित इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट की कल्पना करने में मदद कर सकता है। अधिकतम चिकोटी टोक़ प्राप्त करने से तंत्रिका अक्षतंतु को वितरित उचित वर्तमान (मिलीम्पियर में; एमए) निर्धारित करने में मदद मिलती है। परीक्षण की शुरुआत में तंत्रिका उत्तेजना को अनुकूलित करते समय ध्यान में रखने के लिए दो मान हैं: (1) ट्विच-टू-टेटैनिक अनुपात ~ 1: 5 है, उदाहरण के लिए, ~ 2 एन · एम ट्विच टोक़ 10 एन · एम टेटैनिक टोक़ (चित्रा 3) से मेल खाता है; और (2) शरीर के द्रव्यमान के लिए विशिष्ट टोक़ ~ 0.3 N · m प्रति किलो शरीर द्रव्यमान (चित्रा 4) है। यदि पीक ट्विच टॉर्क कम दिखाई देते हैं, तो इलेक्ट्रोड को हटा दें और एक और प्लेसमेंट का प्रयास करें। उत्तेजक सेटिंग्स, BNC कनेक्शन, और इलेक्ट्रोड कनेक्शन की जाँच करना सुनिश्चित करें. संकुचन के बीच इलेक्ट्रोड री-प्लेसमेंट की आवश्यकता हो सकती है यदि संयुक्त कोणों के बीच अंग की स्थिति के दौरान बहुत अधिक आंदोलन होता है, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है (चित्रा 2)। कृपया ध्यान दें कि प्रयोगात्मक और इंटरवेंशनल दृष्टिकोण इन मूल्यों को प्रभावित कर सकते हैं।

उचित बायोमैकेनिकल संरेखण
मांसपेशियों की लंबाई शुरू करने से मांसपेशियों के संकुचनशील बल (लंबाई-तनाव संबंध) को प्रभावित किया जाता है, और मांसपेशियों की लंबाई कूल्हे, घुटने और टखने के संयुक्त संरेखण के आधार पर बदल सकती है। संयुक्त कोणों को अंगों के बीच और सूअरों के बीच मानकीकृत किया जाना चाहिए। कूल्हे और घुटने के लिए एक 90 ° टखने के संयुक्त कोण की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। एक थोड़ा plantarflexed टखने की स्थिति (~ तटस्थ 0 ° टखने संयुक्त कोण से 30 ° ) चोटी की ताकत के लिए इष्टतम है। यह खड़े होने के दौरान सूअरों और कुत्तों दोनों में टखने के जोड़ की प्राकृतिक शारीरिक स्थिति को दर्शाता है। सभी जोड़ों को एक लंबवत टोक़ वेक्टर के योगदान के कारण औसत दर्जे के टोक़ के नुकसान से बचने के लिए फुट-पेडल और टोक़ ट्रांसड्यूसर के साथ समानांतर होना चाहिए। कूल्हे-घुटने-टखने के संयुक्त कोणों और पैर-पेडल-संयुक्त संरेखण का निरीक्षण पैर को पैर-पेडल में सुरक्षित करने और अंग क्लैंपिंग सलाखों के साथ घुटने के जोड़ को सुरक्षित करने के बाद दृढ़ता से अनुशंसित है (चित्रा 1)। यदि misalignment है, अनलॉक और सलाखों को हटाने और सर्जिकल टेबल पर सुअर reposition. जबकि डेटा विचरण को कम करने के लिए अध्ययनों में संयुक्त कोणों को मानकीकृत करना महत्वपूर्ण है, बायोमैकेनिकल संरेखण की सीमाएं हैं जो उल्लेखनीय हैं, नीचे चर्चा की गई हैं।

मौजूदा या वैकल्पिक तरीकों के संबंध में महत्व
मांसपेशियों के कार्य के नैदानिक रूप से प्रासंगिक और गैर-इनवेसिव आकलन के वैकल्पिक उदाहरण जो पोर्सिनी मॉडल के लिए उपयोग किए जा सकते हैं, उनमें ट्रेडमिल चलने की दूरी, ईएमजी और सक्रिय मांसपेशी कतरनी तरंग इलेक्ट्रोग्राफी शामिल हैं। मनुष्यों में 6 मिनट चलने के परीक्षण के रूप में, एक ट्रेडमिल चलने का परीक्षण बड़े जानवरों में रोग की प्रगति और हस्तक्षेप की सफलता का मूल्यांकन कर सकताहै 33,34,35। आमतौर पर, एक acclimation अवधि के बाद, जानवरों को विभिन्न ट्रेडमिल वेगों और / या झुकाव स्तरों पर अनुपालन के अंत तक चलाया जाता है। खाद्य पुरस्कार अक्सर अधिकतम प्रेरणा प्राप्त करने के लिए आवश्यक होते हैं। हालांकि, ट्रेडमिल चलने के परिणाम विषय प्रेरणा, गैर-अधिकतम मोटर इकाई भर्ती, और हृदय, कंकाल और श्वसन प्रणालियों जैसे अन्य शरीर प्रणालियों पर अंतर्निहित सह-निर्भरता जैसी सीमाओं के कारण मांसपेशियों के संकुचनशील कार्य की केवल अप्रत्यक्ष व्याख्याएं प्रदान करते हैं।

दूसरी ओर, ईएमजी कंकाल की मांसपेशी प्रणाली का थोड़ा बेहतर प्रत्यक्ष मूल्यांकन प्रदान करता है, क्योंकि ईएमजी इलेक्ट्रोड को सीधे ब्याज के मांसपेशी समूह36,37,38 पर रखा जाता है। ईएमजी इलेक्ट्रोड तब सामूहिक मांसपेशी गतिविधि (विध्रुवीकृत मांसपेशी फाइबर) को मापते हैं। यह मांसपेशी गतिविधि मोटर इकाई भर्ती और दर कोडिंग (भर्ती मोटर इकाइयों को भेजी गई कार्रवाई क्षमता की आवृत्ति) पर आधारित है। हालांकि, मोटर यूनिट भर्ती बनाम दर कोडिंग के सापेक्ष योगदान को अलग करना सतह ईएमजी के साथ असंभव है। इसके अलावा, ईएमजी अधिकतम संकुचन उत्पन्न करने के लिए विषय की इच्छा पर निर्भर करता है, और बड़े-पशु मॉडल में सहयोग के इस स्तर की संभावना नहीं है। हालांकि चाल चक्र के दौरान ईएमजी में परिवर्तनों का आकलन करने के लिए यह जानकारीपूर्ण हो सकता है, ये डेटा ब्याज के कंकाल मांसपेशी समूह की अधिकतम कार्यात्मक क्षमता का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं। अल्ट्रासाउंड-आधारित इमेजिंग बी-मोड और कतरनी-तरंग इलास्टोग्राफी का उपयोग करके मांसपेशियों के कार्य का मूल्यांकन करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक और गैर-इनवेसिव पद्धति है। यंग के मापांक के बीच एक अच्छा संबंध है जो इलास्टोग्राफी द्वारा मापा जाता है और मांसपेशियों के भारको बढ़ाता है 39,40। कतरनी-तरंग elastography मान्य किया गया है और निष्क्रिय ऊतक कठोरता41,42,43,44,45 के मात्रात्मक उपाय के रूप में इस्तेमाल किया गया है, एक porcine वॉल्यूमेट्रिक मांसपेशियों के नुकसान चोट मॉडल23 में शामिल है। यह भी सक्रिय मांसपेशी बल उत्पादन39 के एक अप्रत्यक्ष माप के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि, संकुचन करने के लिए विषय की इच्छा और सहयोग के लिए ईएमजी के समान सीमाएं अभी भी मौजूद हैं।

ट्रेडमिल चलने की दूरी और ईएमजी के विपरीत, यहां वर्णित इन विवो प्रोटोकॉल, मांसपेशियों के कार्य का एक विश्वसनीय, पुन: प्रस्तुत करने योग्य और अधिकतम मूल्यांकन प्रदान करता है। यह प्रोटोकॉल मांसपेशियों के संकुचन को एक नियंत्रित, मात्रात्मक तरीके से पैदा करता है जो प्रेरणा से स्वतंत्र है। विशेष रूप से, पर्क्यूटेनियस इलेक्ट्रोड का उपयोग केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को दरकिनार करते हुए नसों के अक्षतंतुओं को उत्तेजित करने के लिए किया जाता है। तंत्रिका अक्षतंतुओं का विध्रुवीकरण मोटर इकाई भर्ती से जुड़ी परिवर्तनशीलता को समाप्त करने वाली सभी मोटर इकाइयों को संलग्न करता है। इसके अतिरिक्त, अन्वेषक दर कोडिंग (उत्तेजना आवृत्ति) को नियंत्रित करता है। परिणामी न्यूरोमस्कुलर फिजियोलॉजी जो इस दृष्टिकोण पर लागू होता है, रैनवियर के नोड्स पर वोल्टेज-गेटेड सोडियम चैनल सक्रियण के साथ शुरू होता है। सभी बाद के (या डाउनस्ट्रीम) फिजियोलॉजी लगे हुए हैं, जिसमें उत्तेजना-संकुचन युग्मन और क्रॉस-ब्रिज साइक्लिंग शामिल हैं। विवो गैर-आक्रामक मांसपेशी विश्लेषण का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि संकुचनशील मांसपेशी समारोह को बार-बार मापा जा सकता है, उदाहरण के लिए, साप्ताहिक, चोट, हस्तक्षेप, या बीमारी की प्रगति के बाद मांसपेशियों की ताकत की निगरानी करने के लिए।

विधि की सीमाएँ
इस प्रोटोकॉल में वर्णित इन विवो उपकरण संयुक्त कोण और उत्तेजना आवृत्ति के एक समारोह के रूप में निष्क्रिय और सक्रिय आइसोमेट्रिक टोक़ की अनुमति देता है। उपयोग किए जाने वाले परीक्षण उपकरण गतिशील संकुचन (उदाहरण के लिए, आइसोकाइनेटिक सनकी या संकेंद्रित संकुचन) के माप का समर्थन नहीं करते हैं। उपकरण टोक़-संयुक्त कोण संबंध को चिह्नित करने के लिए गति की 105 डिग्री रेंज की अनुमति देता है और ~ 50 N · m की अधिकतम टोक़ सीमा के साथ एक लोड सेल का उपयोग करता है। विशिष्ट प्रयोगात्मक प्रश्नों को इन विनिर्देशों के बाहर प्रदर्शन विशेषताओं की आवश्यकता हो सकती है। विशेष रूप से, इस वर्णित उपकरण पर लोड सेल को यदि आवश्यक हो तो अधिक टोक़ श्रेणियों के लिए आदान-प्रदान किया जा सकता है।

विवो में अधिकतम न्यूरोमस्कुलर ताकत को मापने के लिए यहां वर्णित प्रोटोकॉल की उल्लेखनीय सीमाएं हैं। सबसे पहले, इस विधि को संज्ञाहरण की आवश्यकता होती है, जिसे प्रति पशु सुविधा प्रोटोकॉल और संसाधनों के अनुसार अलग-अलग तरीके से आयोजित किया जा सकता है। एनेस्थेटिक्स को न्यूरोमस्कुलर फ़ंक्शन पर अलग-अलग प्रभाव डालने के लिए जाना जाता है और विवो डोर्सिफ्लेक्सर टॉर्क उत्पादन में माउस को एनेस्थेटिक-प्रकार और -खुराक-निर्भर तरीके से बदलने के लिए दिखाया गयाहै। विवो टोक़ में बड़े जानवर पर एनेस्थेटिक्स के विभेदक प्रभाव अस्पष्ट हैं; इसलिए, नियंत्रण और प्रयोगात्मक समूहों में इस परिवर्तनशीलता को नियंत्रित करने के लिए एक ही संज्ञाहरण एजेंट (उदाहरण के लिए, केटामाइन प्रशासित सभी समूह) होने चाहिए। दूसरा, विवो प्रसार पैटर्न में निर्भरता संकुचनशील शिथिलता और तीव्र दवा विषाक्तता के सेलुलर तंत्र की खोज को सीमित करती है। उदाहरण के लिए, कैफीन का उपयोग एक अलग मांसपेशी के इन विट्रो अंग स्नान परीक्षण के दौरान किया जा सकता है ताकि सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम कैल्शियम रिलीज को उत्तेजित किया जा सके, उत्तेजना-संकुचन युग्मन46 को सीधे दरकिनार किया जा सके। इस प्रभाव को प्रेरित करने के लिए कैफीन की मात्रा (एमएम) एक इन विवो सेटिंग में घातक है। पूरे शरीर पर दवा के प्रभाव (जैसे, गुर्दे / यकृत तनाव) और परिसंचरण में स्रावित बाद के कारकों पर विचार करने की आवश्यकता होगी यदि इस दृष्टिकोण का उपयोग तीव्र मांसपेशियोंकी ताकत पर दवा की जांच के लिए किया जाता है। तीसरा, अधिकतम विद्युत तंत्रिका उत्तेजना का उपयोग स्वैच्छिक भर्ती रणनीतियों से विचलित होता है, जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, और इसलिए ताकत में परिवर्तन को प्रतिबिंबित नहीं करता है जो न्यूरोमस्कुलर भर्ती अनुकूलन के कारण हो सकता है।

विवो टोक़ में प्रयोगात्मक टिप्पणियों के लिए एक विशिष्ट तंत्र स्थापित करने के संबंध में माप भी सीमित हो सकता है। उदाहरण के लिए, टखने के जोड़ के बारे में टोक़ न केवल मांसपेशियों के बल के उत्पादन पर निर्भर करता है, बल्कि कण्डरा और संयुक्त और संयोजी ऊतक गुणों पर भी निर्भर करता है। इसके अलावा, बल मांसपेशियों के समूहों द्वारा उत्पन्न होता है, विशेष रूप से प्लांटर फ्लेक्सर्स (गैस्ट्रोकेनमियस, सोलस, और प्लांटारिस मांसपेशियों) और सूअरों में डोर्सिफ्लेक्सर्स (पेरोनियस टेर्टियस, टिबिलिस और डिजिटोरम मांसपेशियों) द्वारा उत्पन्न होता है। इसलिए, विवो टोक़ डेटा में अधिकतम की व्याख्याओं के लिए संभावित मस्कुलोटेंडिनस और शारीरिक परिवर्तनों पर विचार करने की आवश्यकता होती है और मांसपेशियों के समूहों तक सीमित होती है, न कि व्यक्तिगत मांसपेशियों तक। संबंधित रूप से, मांसपेशियों के समूह अक्सर मुख्य रूप से तेजी से और धीमी गति से मांसपेशियों के तंतुओं के मिश्रण से बने होते हैं, जैसे कि गैस्ट्रोकेनेमियस और सोलस मांसपेशी, क्रमशः, प्लांटर फ्लेक्सर्स के। संकुचन और विश्राम की दर (या समय-से-शिखर संकुचन और आधा-विश्राम समय) जैसे संकुचन गुण फाइबर प्रकार के शरीर विज्ञान के विश्वसनीय संकेतक नहीं हैं, जो विवो बनाम अलग-थलग मांसपेशियों की तैयारी में उपयोग करते हैं, जैसे कि इन विट्रो या सीटू परीक्षण प्रोटोकॉल47 में। अलग-थलग मांसपेशियों की तैयारी भी मांसपेशियों के कार्य पर बायोमैकेनिकल मापदंडों के प्रभाव को समझने में बेहतर होती है क्योंकि मांसपेशियों की लंबाई जैसे गुणों को ठीक से नियंत्रित किया जा सकता है; इस बात पर जोर देना महत्वपूर्ण है कि संयुक्त कोण-टोक़ संबंध सीधे मांसपेशियों की लंबाई-बल संबंध के बराबर नहीं है, क्योंकि कण्डरा (जैसे, सुस्त), मांसपेशी (जैसे, पेनेशन कोण, सारकोमेर ओवरलैप), और संयुक्त (जैसे, पल बांह) गुण जो टोक़ उत्पादन में योगदान करते हैं, संयुक्त कोण पर निर्भर हैं। उस अंत तक, सीटू कार्यात्मक परीक्षण48 में बड़ा जानवर विवो परीक्षण में एक मूल्यवान अतिरिक्त हो सकता है, यह ध्यान में रखते हुए कि सीटू परीक्षण एक टर्मिनल प्रयोग है। वर्तमान प्रोटोकॉल के लिए अन्य प्रगति जो भविष्य में प्रयोगात्मक निष्कर्षों की यांत्रिक अंतर्दृष्टि में सुधार करने के लिए पता लगाई जा सकती है, में मांसपेशियों और कण्डरा वास्तुशिल्प गुणों को मापने के लिए अल्ट्रासाउंड बी-मोड इमेजिंग का उपयोग करना और स्वैच्छिक और विद्युत रूप से प्रेरित संकुचन के दौरान मांसपेशियों के बल को मापने के लिए एक कण्डरा बल ट्रांसड्यूसर का आरोपण शामिलहै।

विधि का महत्व और संभावित अनुप्रयोग
यह प्रोटोकॉल पोर्सिनी डोर्सिफ्लेक्सर मांसपेशी समूह की विवो टोक़-उत्पादक क्षमता का मूल्यांकन करता है, जो एक शारीरिक सेटिंग में मांसपेशियों के कार्य के लाभ या हानि का आकलन करने के लिए एक गैर-आक्रामक विधि का प्रदर्शन करता है। क्योंकि कार्यप्रणाली सुअर के लिए गैर-टर्मिनल है, इसका उपयोग एक बीमारी की प्रगति के दौरान, या उपचार रणनीति के दौरान, पहले, दौरान और अनुसरण के दौरान अनुदैर्ध्य रूप से एक ही विषयों में मांसपेशियों के कार्य का मूल्यांकन करने के लिए भी किया जा सकता है। इस प्रकार, एक दोहराए गए उपाय प्रयोगात्मक डिजाइन स्वतंत्र उपायों की तुलना में अधिक शक्ति और कम जानवरों के साथ मजबूत सांख्यिकीय तुलना के लिए अनुमति दे सकते हैं। इसके अतिरिक्त, कंकाल की मांसपेशियों की शिथिलता विभिन्न रोग प्रक्रियाओं और स्थितियों का एक प्रमुख घटक है, जैसे कि पुरानी बीमारी से जुड़ी मांसपेशियों की बर्बादी (जैसे, दिल की विफलता, गुर्दे की विफलता, एड्स, कैंसर, आदि), मांसपेशियों की डिस्ट्रॉफी, न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग (जैसे, एसएमए या एमियोट्रोफिक लेटरल स्केलेरोसिस); एएलएस), उम्र बढ़ने (यानी, सरकोपेनिया), और दवा विषाक्तता। कंकाल की मांसपेशियों की कार्यात्मक क्षमता व्यायाम, पोषण और दवा और पुनर्योजी चिकित्सा उपचार जैसे हस्तक्षेपों के लिए एक महत्वपूर्ण प्राथमिक परिणाम उपाय है। इस प्रकार, विवो में पोर्सिनी टोक़ उत्पादन क्षमता का मज़बूती से मूल्यांकन करने के लिए यहां वर्णित प्रोटोकॉल का उपयोग कई अध्ययन अनुप्रयोगों में किया जा सकता है। यह विकासशील उपचारों के अनुवाद के लिए व्यापक पशु डेटा प्राप्त करने में सहायक हो सकता है।

Disclosures

यहां निहित राय या दावे लेखकों के निजी विचार हैं। उन्हें आधिकारिक या सेना विभाग, रक्षा विभाग या संयुक्त राज्य सरकार के विचारों को प्रतिबिंबित करने के रूप में नहीं माना जाना चाहिए।

वीडियो लेख और ओपन एक्सेस उपलब्धता का उत्पादन अरोड़ा साइंटिफिक, इंक मैथ्यू बोर्कोव्स्की द्वारा प्रायोजित किया गया था औरोरा साइंटिफिक इंक द्वारा नियोजित है। यह कंपनी संभावित रूप से अनुसंधान परिणामों से लाभान्वित हो सकती है।

Acknowledgments

प्रस्तुत किए गए कार्य और डेटा को बीटीसी और एसएमजी (#MR140099; #C_003_2015_USAISR; #C_001_2018_USAISR) के लिए अमेरिकी सेना चिकित्सा अनुसंधान और सामग्री कमान द्वारा व्यापक रूप से समर्थित किया गया था; और दिग्गजों के मामलों के विभाग, दिग्गजों स्वास्थ्य प्रशासन, अनुसंधान और विकास के कार्यालय (I21 RX003188) जेएसी और डॉ ल्यूक ब्रूस्टर के लिए। लेखकों ने इन अध्ययनों को पूरा करने में तकनीकी सहायता के लिए यूएसएआईएसआर पशु चिकित्सा सेवा और तुलनात्मक पैथोलॉजी शाखाओं और यूएमएन उन्नत प्रीक्लिनिकल इमेजिंग सेंटर को कृतज्ञतापूर्वक स्वीकार किया है।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
615A Dynamic Muscle Control LabBook and Analysis Software Suite Aurora Scientific Inc. 615A Compatible Win Vista/7/10
892A Swine Isometric Footplate Test Apparatus Aurora Scientific Inc. 892A Includes Isometric Load Cell, Pig Footplate, Goniometer stage and positioners
Calibration Weights Ohaus or similar 80850116
Computer Aurora Scientific or any vendor 601A Computer must include data acquisition card and interface for software
Gauze pad Various vendors 4 by 4 squares or similar
Monopolar Needle Electrodes Chalgren, Electrode Store,  or similar vendor 242-550-24TP, or DTM-2.00SAF
Non-adhesive Flexiable Tape 3M, Coflex, or similar 4 inch by 5 yard role
Stimulator Aurora Scientific or comparable 701C Must include constant current stimulation mode

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References

  1. Verlaan, S., et al. Nutritional status, body composition, and quality of life in community-dwelling sarcopenic and non-sarcopenic older adults: A case-control study. Clinical Nutrition. 36 (1), 267-274 (2017).
  2. Wang, D. X. M., Yao, J., Zirek, Y., Reijnierse, E. M., Maier, A. B. Muscle mass, strength, and physical performance predicting activities of daily living: a meta-analysis. Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle. 11 (1), 3-25 (2020).
  3. Ishikawa, Y., et al. Duchenne muscular dystrophy: survival by cardio-respiratory interventions. Neuromuscular Disorders. 21 (1), 47-51 (2011).
  4. Khirani, S., et al. Respiratory muscle decline in Duchenne muscular dystrophy. Pediatric Pulmonology. 49 (5), 473-481 (2014).
  5. Ziter, F. A., Allsop, K. G., Tyler, F. H. Assessment of muscle strength in Duchenne muscular dystrophy. Neurology. 27 (10), 981-984 (1977).
  6. Garg, K., et al. Volumetric muscle loss: persistent functional deficits beyond frank loss of tissue. Journal of Orthopaedic Research. 33 (1), 40-46 (2015).
  7. Lovering, R. M., Roche, J. A., Goodall, M. H., Clark, B. B., McMillan, A. An in vivo rodent model of contraction-induced injury and non-invasive monitoring of recovery. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (51), e2782 (2011).
  8. Mintz, E. L., Passipieri, J. A., Lovell, D. Y., Christ, G. J. Applications of in vivo functional testing of the rat tibialis anterior for evaluating tissue engineered skeletal muscle repair. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (116), e54487 (2016).
  9. Call, J. A., Warren, G. L., Verma, M., Lowe, D. A. Acute failure of action potential conduction in mdx muscle reveals new mechanism of contraction-induced force loss. The Journal of Physiology. 591, Pt 15 3765-3776 (2013).
  10. Call, J. A., Eckhoff, M. D., Baltgalvis, K. A., Warren, G. L., Lowe, D. A. Adaptive strength gains in dystrophic muscle exposed to repeated bouts of eccentric contraction. The Journal of Physiology. 111 (6), 1768-1777 (2011).
  11. Ingalls, C. P., Wenke, J. C., Nofal, T., Armstrong, R. B. Adaptation to lengthening contraction-induced injury in mouse muscle. The Journal of Physiology. 97 (3), 1067-1076 (2004).
  12. Hyman, S. A., et al. In vivo supraspinatus muscle contractility and architecture in rabbit. The Journal of Physiology. 129 (6), 1405-1412 (2020).
  13. Childers, M. K., Grange, R. W., Kornegay, J. N. In vivo canine muscle function assay. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (50), e2623 (2011).
  14. Grange, R. W., et al. Muscle function in a canine model of X-linked myotubular myopathy. Muscle & Nerve. 46 (4), 588-591 (2012).
  15. Novakova, S. S., et al. Repairing volumetric muscle loss in the ovine peroneus tertius following a 3-month recovery. Tissue Engineering Part A. , (2020).
  16. Maeng, G., et al. Humanized skeletal muscle in MYF5/MYOD/MYF6-null pig embryos. Nature Biomedical Engineering. , (2021).
  17. Ward, C. L., et al. Autologous minced muscle grafts improve muscle strength in a porcine model of volumetric muscle loss injury. Journal of Orthopaedic Trauma. 30 (12), 396-402 (2016).
  18. Prather, R. S., Lorson, M., Ross, J. W., Whyte, J. J., Walters, E. Genetically engineered pig models for human diseases. Annual Review of Animal Biosciences. 1, 203-219 (2013).
  19. Lowe, D. A., Warren, G. L., Ingalls, C. P., Boorstein, D. B., Armstrong, R. B. Muscle function and protein metabolism after initiation of eccentric contraction-induced injury. Journal of Applied Physiology. 79 (4), 1260-1270 (1995).
  20. Ashton-Miller, J. A., He, Y., Kadhiresan, V. A., McCubbrey, D. A., Faulkner, J. A. An apparatus to measure in vivo biomechanical behavior of dorsi- and plantarflexors of mouse ankle. Journal of Applied Physiology. 72 (3), 1205-1211 (1992).
  21. Chao, T., Burmeister, D. M., Corona, B. T., Greising, S. M. Oxidative pathophysiology following volumetric muscle loss injury in a porcine model. Journal of Applied Physiology. 126 (6), 1541-1549 (2019).
  22. Corona, B. T., Greising, S. M. Challenges to acellular biological scaffold mediated skeletal muscle tissue regeneration. Biomaterials. 104, 238-246 (2016).
  23. Corona, B. T., Rivera, J. C., Dalske, K. A., Wenke, J. C., Greising, S. M. Pharmacological Mitigation of Fibrosis in a Porcine Model of Volumetric Muscle Loss Injury. Tissue Engineering Part A. , (2020).
  24. Corona, B. T., Rivera, J. C., Greising, S. M. Inflammatory and physiological consequences of debridement of fibrous tissue after volumetric muscle loss injury. Clinical and Translational Science. 11 (2), 208-217 (2018).
  25. Corona, B. T., Rivera, J. C., Wenke, J. C., Greising, S. M. Tacrolimus as an adjunct to autologus minced muscle grafts for the repair of a volumetric muscle loss injury. Journal of Experimental Orthopaedics. 4 (1), 36 (2017).
  26. Greising, S. M., et al. Unwavering pathobiology of volumetric muscle loss injury. Scientific Reports. 7 (1), 13179 (2017).
  27. Pollot, B. E., Corona, B. T. Volumetric muscle loss. Methods in Molecular Biology. 1460, 19-31 (2016).
  28. Kheirabadi, B. S., et al. Long-term effects of Combat Ready Clamp application to control junctional hemorrhage in swine. The Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 77 (3), Suppl 2 101-108 (2014).
  29. Ingalls, C. P., Warren, G. L., Lowe, D. A., Boorstein, D. B., Armstrong, R. B. Differential effects of anesthetics on in vivo skeletal muscle contractile function in the mouse. Journal of Applied Physiology. 80 (1), 332-340 (1996).
  30. Forbes, S. C., Paganini, A. T., Slade, J. M., Towse, T. F., Meyer, R. A. Phosphocreatine recovery kinetics following low- and high-intensity exercise in human triceps surae and rat posterior hindlimb muscles. American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 296 (1), 161-170 (2009).
  31. Meyer, R. A., Sweeney, H. L., Kushmerick, M. J. A simple analysis of the "phosphocreatine shuttle.". American Journal of Physiology. 246 (5), Pt 1 365-377 (1984).
  32. McKeehen, J. N., et al. Adaptations of mouse skeletal muscle to low-intensity vibration training. Medicine & Science in Sports & Exercise. 45 (6), 1051-1059 (2013).
  33. Boakye, M., et al. Treadmill-based gait kinematics in the yucatan mini pig. Journal of Neurotrauma. 37 (21), 2277-2291 (2020).
  34. Woodman, C. R., Muller, J. M., Laughlin, M. H., Price, E. M. Induction of nitric oxide synthase mRNA in coronary resistance arteries isolated from exercise-trained pigs. American Journal of Physiology. 273 (6), 2575-2579 (1997).
  35. Boddy, K. N., Roche, B. M., Schwartz, D. S., Nakayama, T., Hamlin, R. L. Evaluation of the six-minute walk test in dogs. American Journal of Veterinary Research. 65 (3), 311-313 (2004).
  36. Valentin, S., Zsoldos, R. R. Surface electromyography in animal biomechanics: A systematic review. Journal of Electromyography & Kinesiology. 28, 167-183 (2016).
  37. Stegeman, D. F., Blok, J. H., Hermens, H. J., Roeleveld, K. Surface EMG models: properties and applications. Journal of Electromyography & Kinesiology. 10 (5), 313-326 (2000).
  38. Zwarts, M. J., Stegeman, D. F. Multichannel surface EMG: basic aspects and clinical utility. Muscle Nerve. 28 (1), 1-17 (2003).
  39. Liu, J., et al. Non-invasive quantitative assessment of muscle force based on ultrasonic shear wave elastography. Ultrasound in Medicine and Biology. 45 (2), 440-451 (2019).
  40. Wang, A. B., Perreault, E. J., Royston, T. J., Lee, S. S. M. Changes in shear wave propagation within skeletal muscle during active and passive force generation. Journal of Applied Biomechanics. 94, 115-122 (2019).
  41. Brandenburg, J. E., et al. Quantifying passive muscle stiffness in children with and without cerebral palsy using ultrasound shear wave elastography. Developmental Medicine & Child Neurology. 58 (12), 1288-1294 (2016).
  42. Brandenburg, J. E., et al. Ultrasound elastography: the new frontier in direct measurement of muscle stiffness. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 95 (11), 2207-2219 (2014).
  43. Brandenburg, J. E., et al. Feasibility and reliability of quantifying passive muscle stiffness in young children by using shear wave ultrasound elastography. Journal of Ultrasound in Medicine. 34 (4), 663-670 (2015).
  44. Eby, S. F., et al. Shear wave elastography of passive skeletal muscle stiffness: influences of sex and age throughout adulthood. Clinical Biomechanics. 30 (1), Bristol, Avon. 22-27 (2015).
  45. Eby, S. F., et al. Validation of shear wave elastography in skeletal muscle. Journal of Biomechanics. 46 (14), 2381-2387 (2013).
  46. Ingalls, C. P., Warren, G. L., Williams, J. H., Ward, C. W., Armstrong, R. B. E-C coupling failure in mouse EDL muscle after in vivo eccentric contractions. Journal of Applied Physiology. 85 (1), 58-67 (1998).
  47. Warren, G. L., Lowe, D. A., Armstrong, R. B. Measurement tools used in the study of eccentric contraction-induced injury. Sports Medicine. 27 (1), 43-59 (1999).
  48. Dobson, J. L., Gladden, L. B. Effect of rhythmic tetanic skeletal muscle contractions on peak muscle perfusion. Journal of Applied Physiology. 94 (1), 11-19 (2003).
  49. Fleming, B. C., Beynnon, B. D. In vivo measurement of ligament/tendon strains and forces: a review. Annals of Biomedical Engineering. 32 (3), 318-328 (2004).

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जीव विज्ञान मुद्दा 175 कंकाल की मांसपेशियों के संकुचन मांसपेशियों समारोह मांसपेशी शरीर विज्ञान तंत्रिका उत्तेजना
<em>Vivo में</em> सुअर से Hindlimb Dorsiflexor Isometric टोक़ का मापन
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Corona, B. T., Call, J. A.,… More

Corona, B. T., Call, J. A., Borkowski, M., Greising, S. M. In Vivo Measurement of Hindlimb Dorsiflexor Isometric Torque from Pig. J. Vis. Exp. (175), e62905, doi:10.3791/62905 (2021).

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