운동과 운동의 3D 운동학이 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 그러나 대부분의 시스템의 복잡성은 임상 전 연구에서 사용을 제한합니다. 이 작업에서 우리가하고있는 것은 성인 쥐의 쿼드러페달 운동 중에 3D 데이터를 수집하는 상세하고 간단한 방법을 제공하는 것입니다.
설명된 시스템은 복잡한 알고리즘없이 심층적 및 정량적 데이터 분석을 제공합니다. 내가 가장 좋아하는 부분은 다재다능한 사용입니다. 우리는 운동에 사용할 수 있었다, 뿐만 아니라 도달하고 파악 기능.
여기, 나는 러닝 머신 걷기에 대한 사용을 시연 할 것이다. 러닝머신에서 2미터 떨어진 벽에 는 6대의 카메라를 장착하고 미세하게 조절가능한 기어드 헤드를 사용한다. 마커의 최대 커버리지를 위해 수평선 아래로 약간 각도.
각 카메라에 레트로 반사 마커의 시각화를 위한 링 라이트를 장착합니다. 실험에 원하는 마커를 정의합니다. 앞다리와 뒷다리 모두에 마커를 사용하여 양측 쿼드러페달 운동을 평가합니다.
여기서는 22개의 마커를 사용했습니다. 그러나, 이것은 실험적인 디자인에 따라 조정될 수 있다. L-프레임과 지팡이로 구성된 지팡이 시스템을 사용하여 모션 캡처 시스템을 보정합니다.
L-프레임은 러닝머신에 쥐가 걸어가는 방향을 가리키는 L-프레임의 긴 다리를 밟습니다. 모션 캡처 소프트웨어를 엽니다. "레코드"를 선택하여 교정 비디오를 캡처합니다.
쥐가 걸을 모든 영역을 커버할 수 있도록 공간에서 러닝머신 영역 전체에 지팡이 교정 프레임을 이동합니다. 정확한 교정을 위해 적절한 지팡이 데이터 요소가 있는지 확인하기 위해 최소 1분의 푸티지를 기록합니다. 동영상을 3D 교정 파일로 저장합니다.
교정 비디오를 녹화한 후 카메라 그룹을 마우스 오른쪽으로 클릭하고 3D 추적을 선택합니다. 3D 교정 비디오를 선택하고 모든 교정 카메라 "고정 점 기능을 사용하여 6개의 동영상모두에 L프레임 마커를 추적합니다. 모든 점을 정의한 다음 자동으로 검색"버튼을 선택합니다.
추적 후 창을 종료하고 자동 3D 지팡이 추적 "옵션 선택"을 선택하고 L-프레임 감지 "추적 시작"을 선택 해제합니다. 소프트웨어가 추적을 완료 한 후, 마커 할당을 클릭 "지팡이 짧은 할당 "지팡이 중간"과 지팡이 긴 "마커 는 모든 여섯 카메라에 대한 마커. 지팡이와 L-프레임이 추적된 후, 카메라 교정 그룹을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 새로운 Wand 교정 그룹 "모든 카메라 선택"을 선택하고 OK"변경 지팡이 길이, L-프레임 높이 및 보정 중에 사용된 것에 따라 카메라 수를 선택하면서 제어 키를 누비하십시오.
3밀리미터 미만의 지팡이 길이 표준 편차와 0.004 이하의 교정 잔여로 교정을 수락합니다. 이 시스템은 시판되고 있습니다. 그리고이 보고서에서, 우리는 여기에 연구에 대한 철저한 가이드를 제공하고 효과적으로 그것을 사용.
나는이 특정 프로토콜과 그 당 시스템에 대해 가장 좋아하는 것은, 더 많은 결과의 다양한 있고 하나는 조건에 특정 관심의 미리 정의 된 결과를 선택할 수 있다는 것입니다. 모든 훈련 세션 전에 5 분 동안 러닝 머신에 쥐를 적응. 다양한 속도로 자신의 사지에 전체 무게 베어링으로 걸을 쥐를 훈련.
그들은 지속적으로 러닝 머신에 걸을 수 될 때까지 모든 쥐를 훈련. 데이터 수집 에 앞서 마커가 배치되는 영역에서 쥐를 면도합니다. 뼈가 있는 랜드마크를 위해 피부를 만지니하여 마커를 정확하게 배치합니다.
팔꿈치와 무릎에 대한 관절 탈반펜 마커를 사용합니다. 모션 캡처 소프트웨어의 상단 막대에 있는 빨간색 카메라 버튼을 선택하여 평가판을 기록합니다. 쥐가 약 30초 또는 최소 10개의 연속 단계를 걸을 수 있도록 합니다.
녹화된 비디오를 저장한 후 각 평가판에 대한 새 카메라 그룹을 만듭니다. 이 프로토콜에 제시된 소프트웨어는 기술 전문 지식 없이 학생, 직원 및 연구원이 활용할 수 있습니다. 이 과정은 사용자 친화적이며 연습이 거의 없는 쉽게 마스터할 수 있습니다.
이 프로토콜은 원하는 데이터의 수량에 따라 약 45분에서 1시간 1시간 안에 구현할 수 있습니다. 모션 추적을 위해 카메라 그룹을 마우스 오른쪽 단추로 클릭합니다. 2D 추적 선택"추적을 위한 7~10개의 최상의 연속적이고 일관된 단계를 선택합니다.
관심 있는 마커를 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 자동 추적을 선택하여 복고풍 반사 마커로 만든 밝은 원형 반점을 감지합니다. 또는 패턴 일치를 사용하여 마커를 추적하여 소프트웨어에 내장된 알고리즘을 사용하여 크기와 색상에 따라 마커를 추적합니다. 블랙 마커를 밝은 스팟으로 반전시켜 고급 이미지 처리를 사용하여 블랙 마커를 추적하여 자동 추적을 위해 밝은 지점에 대해 추적합니다.
추적할 때 감지할 수 없는 마커 또는 오류를 수동으로 추적하고 수정합니다. 마우스 오른쪽 클릭 단계"와 편집 단계 모델을 선택 "하나는 공부하기로 선택한 적자에 따라 각 사지에 대한 걸음 걸이 주기 단계를 사용자 정의. 단계 추가"버튼 또는 F11 바로 가기 키를 사용하여 소프트웨어 내의 각 사지에 대한 걸음걸이 주기의 위상을 할당합니다.
6대의 카메라를 모두 추적한 후 3D 계산을 수행합니다. 카메라 그룹을 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 새 3D 계산을 선택합니다"새 폴더가 나타납니다. 관심 있는 마커를 드래그하여 관심 있는 마커를 드래그하여 데이터 포인트가 있는 조인트 높이 또는 속도 다이어그램과 같은 관심 데이터를 생성하여 지정된 걸음걸이 단계와 나란히 볼 수 있습니다.
3D 다이어그램을 클릭하여 평가판의 3차원 그림을 생성합니다. 이 그림은 러닝머신에서 걷는 대표적인 건강한 쥐에서 팔꿈치 각도 프로파일을 보여줍니다. 건강한 요금은 더 긴 기간 동안 지속적으로 밟을 수 있습니다.
매끄러운 단일 피크는 전체 동작 범위의 걸음걸이 주기를 나타냅니다. 각 단계에서 일관된 타이밍을 가진 교대 자세 단계 및 스윙 위상 지속 시간은 정상적인 내반 다리 조정을 나타냅니다. 대조적으로, 지속적인 스테핑은 부상 후 덜 일반적이다.
대표적인 척추 코로 부상 쥐의 팔꿈치 각도 프로파일은 덜 일관되고 운동 범위가 작은 여러 왜곡 된 피크를 보여줍니다. 또한, 길어진 자세 단계와 짧은 스윙 상 기간은 오른쪽 앞다리에 대한 내반다리 조정의 결핍을 시사한다. 이 수치는 두 사지 쌍 사이의 내 사지 조정을 위해 플롯된 대표적인 데이터를 보여줍니다.
대표적인 건강한 쥐는 분산선 플롯에서 L자 형 패턴으로 볼 수있는 잘 정의 된 교대 리듬 조정을 보여줍니다. 대조적으로, 대표적인 자궁 경관 척수 손상쥐는 둘 의 앞다리 사이 가난한 비 교대, 비 리듬 조정을 보여줍니다. 이 비디오를 시청한 후에는 멀티 카메라 모션 캡처 시스템을 설정하고 보정하는 방법, 모션 캡처를 위한 쥐를 준비하는 방법, 러닝머신 운동 을 기록하는 방법, 출력된 3D 운동 데이터를 획득하고 분석하는 방법에 대해 잘 이해해야 합니다.
연구원을 위한 궁극적인 목표는, 신경 외상 후에 모터 복구에 내정간섭의 효력을 해독하기 위하여 이 고도로 표준화된 모터 평가 공구를 채택하고 일상적으로 우리의 연구를 하는 것입니다.
