Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • Representative Results
  • Discussion
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

Этот протокол реализует систему стереокамер, откалиброванную с использованием прямого линейного преобразования для захвата трехмерных смещений in-situ растянутых периферических нервов. Захватывая эти смещения, можно определить деформацию, вызванную при различной степени растяжения, что информирует о пороговых значениях травм при растяжении, которые могут продвинуть науку о восстановлении нервов, зависящих от растяжения.

Abstract

Периферические нервы подвергаются физиологическому и нефизиологическому растяжению во время развития, нормального движения суставов, травм, а в последнее время и во время хирургического вмешательства. Понимание биомеханической реакции периферических нервов на растяжение имеет решающее значение для понимания их реакции на различные условия нагрузки и, таким образом, для оптимизации стратегий лечения и хирургических вмешательств. В этом протоколе подробно описан процесс калибровки стереокамеры с помощью прямого линейного преобразования и отслеживания трехмерного смещения периферических нервов в тканях in-situ во время растяжения, полученного из трехмерных координат видеофайлов, захваченных откалиброванной стереокамерой.

По полученным трехмерным координатам можно рассчитать длину нерва, изменение длины нерва и процент деформации по времени для растянутого периферического нерва. Использование стереокамеры обеспечивает неинвазивный метод захвата трехмерных смещений периферических нервов при растяжении. Прямое линейное преобразование позволяет трехмерно реконструировать длину периферических нервов во время растяжения для измерения деформации. В настоящее время не существует методологии для изучения деформации растянутых периферических нервов in situ с использованием стереокамеры, откалиброванной с помощью прямого линейного преобразования. Учет деформации периферических нервов in situ при растяжении может не только помочь клиницистам в понимании основных механизмов повреждения нервов при чрезмерном растяжении, но и помочь оптимизировать стратегии лечения, основанные на вмешательствах, вызванных растяжением. Методология, описанная в статье, может улучшить наше понимание биомеханики периферических нервов в ответ на растяжение для улучшения результатов лечения пациентов в области лечения и реабилитации при повреждении нервов.

Introduction

Периферические нервы (ПН) подвергаются растяжению во время развития, роста, нормальной подвижности суставов, травм и хирургических операций1. ПН проявляют вязкоупругие свойства для защиты нерва при регулярных движениях 2,3 и поддержания структурного здоровья его нервных волокон2. Поскольку было показано, что реакция ПН на механическое растяжение зависит от типа повреждения нервных волокон4, повреждений прилегающих соединительных тканей 2,4 и подходов к тестированию (т.е. скорости или направления нагрузки)....

Protocol

Все описанные процедуры были одобрены Комитетом по уходу за животными и их использованию (IACUC) Университета Дрекселя. Неонатальный поросенок был приобретен на ферме, одобренной Министерством сельского хозяйства США (USDA), расположенной в Пенсильвании, США.

1. Настройка .......

Representative Results

С помощью описанной методики получаются различные выходные файлы. DLTdv7.m *_xyzpts.csv (Supplemental File 12) содержит координаты (x, y, z) в миллиметрах каждой отслеживаемой точки на каждом временном интервале, которые в дальнейшем используются для вычисления длины, изменения длины и деформации ?.......

Discussion

Исследования, сообщающие о биомеханических свойствах периферических нервов (ПН) из-за растяжения, варьируются, и эти различия могут быть связаны с методологиями тестирования, такими как испытательное оборудование и анализ удлинения 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,16,24 <.......

Acknowledgements

Это исследование было поддержано финансированием Национального института детского здоровья и развития человека имени Юнис Кеннеди Шрайвер Национальных институтов здравоохранения под названием Award Number R15HD093024 и R01HD104910A и NSF CAREER Award Award Number 1752513.

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Clear Acrylic Plexiglass Square SheetW W Grainger IncBULKPSACR9Construct three-dimensional control volume
Stereo-imaging camera system - ZED Mini Stereo CameraStereoLabs Inc.N/AN/A
Imaging Software - ZED SDKStereoLabs Inc.N/AN/A
Maintence Software - CUDA 12StereoLabs Inc.N/ADownload to run ZED SDK 
Camera stand - Cast Iron Triangular Support Stand with RodTelrose VWR Choice76293-346N/A
MicroSribe G2 Digitizer with Immersion Foot PedalSUMMIT Technology GroupN/AN/A
Proramming Software - MATLAB MathworksN/Aversion 2019A or newer
DLTcal5.mHedrick labN/AOpen Source
DLTdv7.mHedrick labN/AOpen Source

References

  1. Bueno, F. R., Shah, S. B. Implications of tensile loading for the tissue engineering of nerves. Tissue Engineering Part B: Reviews. 14 (3), 219-233 (2008).
  2. Grewal, R., Xu, J., Sotereanos, D. G., Woo, S. L. Biomechanical properties of peri....

Explore More Articles

in situ3D

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved