Germe Sırasında In-Situ Periferik Sinir Gerinişinin Ölçümü için Doğrudan Doğrusal Dönüşüm

Özet

Bu protokol, gerilmiş periferik sinirlerin üç boyutlu yerinde yer değiştirmelerini yakalamak için doğrudan doğrusal dönüşüm kullanılarak kalibre edilmiş bir stereo görüntüleme kamera sistemi uygular. Bu yer değiştirmeleri yakalayarak, değişen derecelerde gerilmenin neden olduğu gerilme belirlenebilir ve gerilmeye bağlı sinir onarımı bilimini ilerletebilecek gerilme yaralanma eşikleri hakkında bilgi verilebilir.

Özet

Periferik sinirler gelişim, normal eklem hareketi, yaralanma ve daha yakın zamanda cerrahi onarım geçirirken fizyolojik ve fizyolojik olmayan gerilmeye uğrar. Periferik sinirlerin gerilmeye karşı biyomekanik tepkisini anlamak, farklı yükleme koşullarına verdikleri yanıtın anlaşılması ve dolayısıyla tedavi stratejilerinin ve cerrahi müdahalelerin optimize edilmesi için kritik öneme sahiptir. Bu protokol, kalibre edilmiş stereo görüntüleme kamera sistemi tarafından yakalanan video dosyalarının üç boyutlu koordinatlarından elde edilen, doğrudan doğrusal dönüşüm ve gerilme sırasında periferik sinirlerin üç boyutlu yerinde doku yer değiştirmesinin izlenmesi yoluyla stereo görüntüleme kamera sisteminin kalibrasyon sürecini ayrıntılı olarak açıklamaktadır.

Elde edilen üç boyutlu koordinatlardan, gerilmiş bir periferik sinir için sinir uzunluğu, sinir uzunluğundaki değişim ve zamana göre gerilme yüzdesi hesaplanabilir. Stereo görüntüleme kamera sistemi kullanmak, gerildiğinde periferik sinirlerin üç boyutlu yer değiştirmelerini yakalamak için invaziv olmayan bir yöntem sağlar. Doğrudan doğrusal dönüşüm, gerilmeyi ölçmek için gerilme sırasında periferik sinir uzunluğunun üç boyutlu rekonstrüksiyonlarını mümkün kılar. Şu anda, doğrudan doğrusal dönüşüm yoluyla kalibre edilmiş bir stereo görüntüleme kamera sistemi kullanarak gerilmiş periferik sinirlerin yerinde zorlanmasını incelemek için hiçbir metodoloji mevcut değildir. Gerildiğinde periferik sinirlerin yerinde gerilmesini yakalamak, klinisyenlere yalnızca aşırı gerildiğinde sinir hasarının altında yatan yaralanma mekanizmalarını anlamada yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda gerilmeye bağlı müdahalelere dayanan tedavi stratejilerini optimize etmeye de yardımcı olur. Makalede açıklanan metodoloji, sinir yaralanması yönetimi ve rehabilitasyonu alanında hasta sonuçlarını iyileştirmek için gerilmeye yanıt olarak periferik sinir biyomekaniği anlayışımızı geliştirme potansiyeline sahiptir.

Giriş

Periferik sinirler (PN'ler) gelişim, büyüme, normal eklem hareketi, yaralanma ve ameliyat sırasında gerilmeye uğrar¹. PN'ler,^{düzenli hareketler 2,3} sırasında siniri korumak ve sinir liflerinin yapısal sağlığını korumak^{için viskoelastik} özellikler gösterir 2. Mekanik gerilmeye PN yanıtının, sinir lifi hasarının^{tipine 4}, bitişik bağ dokularındaki yaralanmalara ^2,4 ve test yaklaşımlarına (yani yükleme hızı veya yönü) bağlı olduğu gösterilmiştir5,6,7,8,9,10,11,12,13,14

Protokol

Açıklanan tüm prosedürler Drexel Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır. Yenidoğan domuz yavrusu, ABD'nin Pennsylvania eyaletinde bulunan Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı (USDA) onaylı bir çiftlikten satın alındı.

1. Stereo görüntüleme sistemi kurulumu

1. 100 kare/sn'ye (FPS) kadar çekim yapabilen bir stereo görüntüleme kamera sistemini bir yardımcı standa bağlayın. Bu çalışmada kullanılan stereo görüntüleme kamera sistemi, 63 mm'lik bir taban çizgisi ile ayrılmış, yatay olarak hizalanmış iki kameraya (sol ve sağ kameralar olarak adlandırılır) sahip pasif....

Tartışmalar

Gerilme yaralanması nedeniyle periferik sinirlerin (PN'ler) biyomekanik özelliklerini bildiren çalışmalar değişiklik gösterir ve bu varyasyon, test ekipmanı ve uzama analizi gibi test metodolojilerine atfedilebilir 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,16,24

Malzemeler

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