التحويل الخطي المباشر لقياس إجهاد الأعصاب الطرفية في الموقع أثناء التمدد

Summary

ينفذ هذا البروتوكول نظام كاميرا تصوير مجسم تمت معايرته باستخدام التحويل الخطي المباشر لالتقاط الإزاحات ثلاثية الأبعاد في الموقع للأعصاب الطرفية الممتدة. من خلال التقاط هذه الإزاحات ، يمكن تحديد الإجهاد الناجم بدرجات متفاوتة من التمدد لإبلاغ عتبات إصابة التمدد التي يمكن أن تقدم علم إصلاح الأعصاب المعتمد على التمدد.

Abstract

تخضع الأعصاب الطرفية لتمدد فسيولوجي وغير فسيولوجي أثناء النمو ، وحركة المفاصل الطبيعية ، والإصابة ، ومؤخرا أثناء خضوعها للإصلاح الجراحي. يعد فهم الاستجابة الميكانيكية الحيوية للأعصاب الطرفية للتمدد أمرا بالغ الأهمية لفهم استجابتها لظروف التحميل المختلفة وبالتالي لتحسين استراتيجيات العلاج والتدخلات الجراحية. يصف هذا البروتوكول بالتفصيل عملية معايرة نظام كاميرا التصوير المجسم عبر التحويل الخطي المباشر وتتبع إزاحة الأنسجة ثلاثية الأبعاد في الموقع للأعصاب الطرفية أثناء التمدد ، والتي تم الحصول عليها من الإحداثيات ثلاثية الأبعاد لملفات الفيديو التي تم التقاطها بواسطة نظام كاميرا التصوير المجسم المعاير.

من الإحداثيات ثلاثية الأبعاد التي تم الحصول عليها ، يمكن حساب طول العصب والتغير في طول العصب ونسبة الإجهاد فيما يتعلق بالوقت للعصب المحيطي الممتد. يوفر استخدام نظام كاميرا التصوير المجسم طريقة غير جراحية لالتقاط الإزاحات ثلاثية الأبعاد للأعصاب الطرفية عند التمدد. يتيح التحويل الخطي المباشر إعادة بناء ثلاثية الأبعاد لطول العصب المحيطي أثناء التمدد لقياس الإجهاد. حاليا ، لا توجد منهجية لدراسة الإجهاد في الموقع للأعصاب الطرفية الممتدة باستخدام نظام كاميرا التصوير المجسم الذي تمت معايرته عبر التحويل الخطي المباشر. إن التقاط سلالة الأعصاب الطرفية في الموقع عند التمدد لا يمكن أن يساعد الأطباء في فهم آليات الإصابة الأساسية لتلف الأعصاب عند التمدد الزائد فحسب ، بل يساعد أيضا في تحسين استراتيجيات العلاج التي تعتمد على التدخلات التي يسببها التمدد. المنهجية الموصوفة في الورقة لديها القدرة على تعزيز فهمنا للميكانيكا الحيوية للأعصاب الطرفية استجابة للتمدد لتحسين نتائج المرضى في مجال إدارة إصابات الأعصاب وإعادة التأهيل.

Introduction

تخضع الأعصاب الطرفية (PNs) للتمدد أثناء التطور والنمو وحركة المفاصل الطبيعية والإصابة والجراحة¹. تعرض PNs خصائص لزجة مرنة لحماية العصب أثناء الحركات المنتظمة ^2,3 والحفاظ على الصحة الهيكلية لأليافه العصبية². لأنه ثبت أن استجابة PN للتمدد الميكانيكي تعتمد على نوع تلف الألياف العصبية⁴ ، وإصابات الأنسجة الضامة المجاورة ^2,4 ، وطرق الاختبار (أي معدل التحميل أو الاتجاه)^5،6،7،

Protocol

تمت الموافقة على جميع الإجراءات الموضحة من قبل لجنة رعاية واستخدام المؤسسية بجامعة دريكسيل (IACUC). تم الحصول على خنزير صغير لحديثي الولادة من مزرعة معتمدة من وزارة الزراعة الأمريكية (USDA) تقع في ولاية بنسلفانيا بالولايات المتحدة الأمريكية.

1. إعداد نظام التصوير المجسم

1. قم بتوصيل نظام كاميرا تصوير استريو يلتقط ما يصل إلى 100 إطار / ثانية (FPS) بحامل مرافق. نظام كاميرا التصوير الاستريو المستخدم في هذه الدراسة هو كاميرا ستيريو سلبية مع كاميرتين محاذيتين أفقيا (يشار إليهما باسم الكاميرات اليمنى واليسرى) مفصولة بخط أساس يبلغ 63 مم (الشكل 1).

النتائج

باستخدام المنهجية الموضحة ، يتم الحصول على ملفات الإخراج المختلفة. يحتوي DLTdv7.m *_xyzpts.csv (الملف التكميلي 12) على الإحداثيات (x ، y ، z) بالمليمترات لكل نقطة مجنزرة في كل إطار زمني يستخدم أيضا لحساب الطول والتغير في الطول والإجهاد في PN الممتد. يوضح الشكل 10 الطول التمثيلي ، .......

Discussion

تختلف الدراسات التي تشير إلى الخواص الميكانيكية الحيوية للأعصاب الطرفية (PNs) بسبب إصابة التمدد ، ويمكن أن يعزى هذا الاختلاف إلى منهجيات الاختبار مثل معدات الاختبار وتحليل الاستطالة^{5،6،7،8،9،}

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Clear Acrylic Plexiglass Square Sheet	W W Grainger Inc	BULKPSACR9	Construct three-dimensional control volume
Stereo-imaging camera system - ZED Mini Stereo Camera	StereoLabs Inc.	N/A	N/A
Imaging Software - ZED SDK	StereoLabs Inc.	N/A	N/A
Maintence Software - CUDA 12	StereoLabs Inc.	N/A	Download to run ZED SDK
Camera stand - Cast Iron Triangular Support Stand with Rod	Telrose VWR Choice	76293-346	N/A
MicroSribe G2 Digitizer with Immersion Foot Pedal	SUMMIT Technology Group	N/A	N/A
Proramming Software - MATLAB	Mathworks	N/A	version 2019A or newer
DLTcal5.m	Hedrick lab	N/A	Open Source
DLTdv7.m	Hedrick lab	N/A	Open Source