Name: 3d kinematic analysis for the functional evaluation in the rat model of sciatic nerve crush injury
Uploaded: 2020-02-12T12:00:00
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Diese Studie wurde von JSPS KAKENHI Grant Number JP19K19793, JP18H03129 und JP18K19739 unterstützt.

Das Protokoll wurde vom Tierversuchsausschuss der Universität Kyoto genehmigt, und alle Protokollschritte wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien des Tierversuchskomitees der Universität Kyoto (Zulassungsnummer: MedKyo17029) durchgeführt.
1. Kennenlernen von Ratten mit Laufbandgehen
<ol><li>Richten Sie zwei transparente Kunststoffplatten auf beiden Seiten des Laufbandes ein, damit eine 12 Wochen alte männliche Lewis-Ratte in gerader, nach vorne gerichteter Richtung laufen kann und...

<ol>
	<li>Kanaya, F., Firrell, J. C., Breidenbach, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sciatic+function+index,+nerve+conduction+tests,+muscle+contraction,+and+axon+morphometry+as+indicators+of+regeneration.">Sciatic function index, nerve conduction tests, muscle contraction, and axon morphometry as indicators of regeneration.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 98 (7), 1264-1274 (1996).</li><li>Takhtfooladi, M. A., Jahanbakhsh, F., Takhtfooladi, H. A., Yousefi, K., Allahverdi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+low-level+laser+therapy+(685+nm,+3+J/cm(2))+on+functional+recovery+of+the+sciatic+nerve+in+rats+following+crushing+lesion.">Effect of low-level laser therapy (685 nm, 3 J/cm(2)) on functional recovery of the sciatic nerve in rats following crushing lesion.</a> Lasers in Medical Science. 30 (3), 1047-1052 (2015).</li><li>Xing, H., Zhou, M., Assinck, P., Liu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+stimulation+influences+satellite+cell+differentiation+after+sciatic+nerve+crush+injury+in+rats.">Electrical stimulation influences satellite cell differentiation after sciatic nerve crush injury in rats.</a> Muscle &amp; Nerve. 51 (3), 400-411 (2015).</li><li>Yang, C. C., Wang, J., Chen, S. C., Jan, Y. M., Hsieh, Y. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+functional+recovery+from+sciatic+nerve+crush+injury+through+a+combined+treatment+of+cold-water+swimming+and+mesenchymal+stem+cell+transplantation.">Enhanced functional recovery from sciatic nerve crush injury through a combined treatment of cold-water swimming and mesenchymal stem cell transplantation.</a> Neurological Research. 37 (90), 816-826 (2015).</li><li>Jiang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-intensity+pulsed+ultrasound+treatment+improved+the+rate+of+autograft+peripheral+nerve+regeneration+in+rat.">Low-intensity pulsed ultrasound treatment improved the rate of autograft peripheral nerve regeneration in rat.</a> Scientific Reports. 6, 22773 (2016).</li><li>Ni, X. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Effect+of+Low-Intensity+Ultrasound+on+Brain-Derived+Neurotropic+Factor+Expression+in+a+Rat+Sciatic+Nerve+Crushed+Injury+Model.">The Effect of Low-Intensity Ultrasound on Brain-Derived Neurotropic Factor Expression in a Rat Sciatic Nerve Crushed Injury Model.</a> Ultrasound in Medicine &amp; Biology. 43 (2), 461-468 (2017).</li><li>Weber, R. A., Proctor, W. H., Warner, M. R., Verheyden, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autotomy+and+the+sciatic+functional+index.">Autotomy and the sciatic functional index.</a> Microsurgery. 14 (5), 323-327 (1993).</li><li>Dellon, A. L., Mackinnon, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sciatic+nerve+regeneration+in+the+rat.+Validity+of+walking+track+assessment+in+the+presence+of+chronic+contractures.">Sciatic nerve regeneration in the rat. Validity of walking track assessment in the presence of chronic contractures.</a> Microsurgery. 10 (3), 220-225 (1989).</li><li>Wang, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+evaluation+outcomes+correlate+with+histomorphometric+changes+in+the+rat+sciatic+nerve+crush+injury+model+:+A+comparison+between+sciatic+functional+index+and+kinematic+analysis.">Functional evaluation outcomes correlate with histomorphometric changes in the rat sciatic nerve crush injury model : A comparison between sciatic functional index and kinematic analysis.</a> PLoS One. 13 (12), e0208985 (2018).</li><li>de Ruiter, G. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-dimensional+digital+video+ankle+motion+analysis+for+assessment+of+function+in+the+rat+sciatic+nerve+model.">Two-dimensional digital video ankle motion analysis for assessment of function in the rat sciatic nerve model.</a> Journal of the Peripheral Nervous System. 12 (3), 216-222 (2007).</li><li>Walker, J. L., Evans, J. M., Meade, P., Resig, P., Sisken, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait-stance+duration+as+a+measure+of+injury+and+recovery+in+the+rat+sciatic+nerve+model.">Gait-stance duration as a measure of injury and recovery in the rat sciatic nerve model.</a> Journal of Neuroscience Methods. 52 (1), 47-52 (1994).</li><li>Dijkstra, J. R., Meek, M. F., Robinson, P. H., Gramsbergen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+to+evaluate+functional+nerve+recovery+in+adult+rats:+walking+track+analysis,+video+analysis+and+the+withdrawal+reflex.">Methods to evaluate functional nerve recovery in adult rats: walking track analysis, video analysis and the withdrawal reflex.</a> Journal of Neuroscience Methods. 96 (2), 89-96 (2000).</li><li>Lee, J. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+evaluation+in+the+rat+sciatic+nerve+defect+model:+a+comparison+of+the+sciatic+functional+index,+ankle+angles,+and+isometric+tetanic+force.">Functional evaluation in the rat sciatic nerve defect model: a comparison of the sciatic functional index, ankle angles, and isometric tetanic force.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 132 (5), 1173-1180 (2013).</li><li>Rui, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+cycle+analysis:+parameters+sensitive+for+functional+evaluation+of+peripheral+nerve+recovery+in+rat+hind+limbs.">Gait cycle analysis: parameters sensitive for functional evaluation of peripheral nerve recovery in rat hind limbs.</a> Annals of Plastic Surgery. 73 (4), 405-411 (2014).</li><li>Yu, P., Matloub, H. S., Sanger, J. R., Narini, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+analysis+in+rats+with+peripheral+nerve+injury.">Gait analysis in rats with peripheral nerve injury.</a> Muscle &amp; Nerve. 24 (2), 231-239 (2001).</li><li>Amado, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+sensitivity+of+two-dimensional+hindlimb+joint+kinematics+analysis+in+assessing+functional+recovery+in+rats+after+sciatic+nerve+crush.">The sensitivity of two-dimensional hindlimb joint kinematics analysis in assessing functional recovery in rats after sciatic nerve crush.</a> Behavioural Brain Research. 225 (2), 562-573 (2011).</li><li>Monte-Raso, V. V., Barbieri, C. H., Mazzer, N., Yamasita, A. C., Barbieri, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+the+Sciatic+Functional+Index+always+reliable+and+reproducible?.">Is the Sciatic Functional Index always reliable and reproducible?.</a> Journal of Neuroscience Methods. 170 (2), 255-261 (2008).</li><li>Varejao, A. S. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motion+of+the+foot+and+ankle+during+the+stance+phase+in+rats.">Motion of the foot and ankle during the stance phase in rats.</a> Muscle &amp; Nerve. 26 (5), 630-635 (2002).</li><li>Lin, F. M., Pan, Y. C., Hom, C., Sabbahi, M., Shenaq, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ankle+stance+angle:+a+functional+index+for+the+evaluation+of+sciatic+nerve+recovery+after+complete+transection.">Ankle stance angle: a functional index for the evaluation of sciatic nerve recovery after complete transection.</a> Journal of Reconstructive Microsurgery. 12 (3), 173-177 (1996).</li><li>Patel, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Video-gait+analysis+of+functional+recovery+of+nerve+repaired+with+chitosan+nerve+guides.">Video-gait analysis of functional recovery of nerve repaired with chitosan nerve guides.</a> Tissue Engineering. 12 (11), 3189-3199 (2006).</li><li>Filipe, V. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+skin+movement+on+the+analysis+of+hindlimb+kinematics+during+treadmill+locomotion+in+rats.">Effect of skin movement on the analysis of hindlimb kinematics during treadmill locomotion in rats.</a> Journal of Neuroscience Methods. 153 (1), 55-61 (2006).</li><li>Tajino, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+motion+analysis+for+comprehensive+understanding+of+gait+characteristics+after+sciatic+nerve+lesion+in+rodents.">Three-dimensional motion analysis for comprehensive understanding of gait characteristics after sciatic nerve lesion in rodents.</a> Scientific Reports. 8 (1), 13585 (2018).</li></ol>

In diesem Protokoll ist eine stabile und kontinuierlich gehende Ratte der wichtigste Bestandteil der kinematischen Analyse. Die Laufbandgeschwindigkeit wurde auf 20 cm/s eingestellt. Diese Gehgeschwindigkeit gilt keineswegs als "hoch", wenn sich Ratten ohne Platzbeschränkungen bewegen16. Dennoch ist diese Geschwindigkeit für ungeübte Ratten zu schnell, um auf dem Laufband stabil zu laufen und würde wahrscheinlich zu einem ungewöhnlichen Gang und ungleichmäßigen Bewegungen führen. Diese Ere...

Der Sciatic Functional Index (SFI) ist die Benchmark-Methode zur Durchführung funktioneller Ischiasnervbewertungen1. Das SFI ist weit verbreitet und wird häufig in verschiedenen funktionellen Evaluierungsstudien über Rattenischias-Nervenverletzungen2,3,4,5,6verwendet. Trotz seiner Popularität, gibt es mehrere Probleme mit SFI, einschließlich Automutilation7, gemeinsames Kontraktierungsrisiko, und Schmierung der Fußabdrücke8. Diese Probleme beeinträchtigen ernsthaft seinen prognostischen Wert9. Daher ist eine alternative, weniger fehleranfällige Methode als Ersatz für das SFI erforderlich.
Eine solche alternative Methode ist die kinematische Analyse. Dazu gehört eine umfassende Ganganalyse mit Tracking-Markern, die an knöchernen Landmarken oder Gelenken befestigt sind. Kinematische Analysen werden zunehmend für funktionelle Auswertungeneingesetzt 9. Diese Methode wird nach und nach als zuverlässiges und sensibles Instrument für die funktionelle Bewertung10 anerkannt, ohne dass die dem SFI11,12zugeschriebenen Mängel nicht berücksichtigt werden.
In diesem Protokoll beschreiben wir eine Reihe von kinematischen Analysen, die ein 3D-Bewegungsaufnahmegerät verwenden, das aus einem Laufband, vier 120 Hz geladenen gekoppelten Geräte (CCD) Kameras und Datenverarbeitungssoftware besteht (siehe Tabelle der Materialien). Diese kinematische Analysemethode unterscheidet sich von der allgemeinen Video-Walking- oder Ganganalyse13,14. Zwei Kameras sind in verschiedene Richtungen positioniert, um hintere Gliedmaßenbewegungen von einer Seite aufzuzeichnen. Anschließend wird ein digitales 3D-Modell der hinteren Gliedmaße mit Computergrafik9erstellt. Wir können bestimmte Gelenkwinkel wie Hüfte, Knie, Knöchel und Zehengelenk berechnen, indem wir die tatsächlichen Gliedmaßenmaße genau rekapitulieren. Zusätzlich können wir verschiedene Parameter wie Schritt-/Schrittlänge und das Verhältnis der Haltungsphase zur Schwingphase bestimmen. Diese Rekonstruktionen basieren auf einem vollständig rekonstruierten 3D-Digitalmodell der hinteren Gliedmaßen, das aus Daten generiert wird, die von zwei Kamerasätzen übertragen werden. Auch die imaginäre Schwerpunktbahn (CoG) kann automatisch berechnet werden.
Wir haben dieses 3D-Bewegungserfassungsgerät verwendet, um mehrere kinematische Parameter einzuführen und zu bewerten, die funktionelle Veränderungen im Laufe der Zeit im Kontext des Ratten-Ischias-Nervenzerkleinerungsmodells offenbaren.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>9-0 nylon suture</td>
			<td>Bear Medic Corporation.</td>
			<td>T06A09N20-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthetic Apparatus for Small Animals</td>
			<td>SHINANO MFG CO.,LTD.</td>
			<td>SN-487-0T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ISOFLURANE Inhalation Solution</td>
			<td>Pfizer Japan Inc.</td>
			<td>(01)14987114133400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kine Analyzer</td>
			<td>KISSEI COMTEC CO.,LTD.</td>
			<td>N.A.</td>
			<td>A analysis software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid adhesive</td>
			<td>KANBO PRAS CORPORATION</td>
			<td>PT-B180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro forceps</td>
			<td>BRC CO.</td>
			<td>16171080</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motion Recorder</td>
			<td>KISSEI COMTEC CO.,LTD.</td>
			<td>N.A.</td>
			<td>A recording software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard surgical hemostat</td>
			<td>Fine Science Tools, Inc.</td>
			<td>12501-13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical blade No.10</td>
			<td>FEATHER Safety Razor CO., LTD</td>
			<td>100D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical hemostat</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>503740</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Three-dimensional motion capture apparatus (KinemaTracer for Animal)</td>
			<td>KISSEI COMTEC CO.,LTD.</td>
			<td>N.A.</td>
			<td>A 3D motion analysis system that consists of cameras</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Three-dimensional(3D) Calculator</td>
			<td>KISSEI COMTEC CO.,LTD.</td>
			<td>N.A.</td>
			<td>A marker tracing software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Treadmill</td>
			<td>MUROMACHI KIKAI CO.,LTD</td>
			<td>MK-685</td>
			<td>a treadmill with affialiated the electrical schocker, transparent sheats and a speed control apparatus</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

3d kinematic analysis for the functional evaluation in the rat model of sciatic nerve crush injury

Im Vergleich zum Sciatic Functional Index (SFI) ist die kinematische Analyse eine zuverlässigere und empfindlichere Methode zur Durchführung funktioneller Auswertungen von Ischiasnervenverletzungs-Nagetiermodellen. In diesem Protokoll beschreiben wir eine neuartige kinematische Analysemethode, die ein dreidimensionales (3D) Bewegungserfassungsgerät für funktionelle Auswertungen mit einem Ratten-Ischias-Nervenzerkleinerungs-Verletzungsmodell verwendet. Zunächst wird die Ratte mit dem Laufbandlaufen vertraut gemacht. Markierungen werden dann an den ausgewiesenen Knochenlandmarken befestigt und die Ratte wird gemacht, um auf dem Laufband mit der gewünschten Geschwindigkeit zu gehen. Inzwischen werden die hinteren Gliedmaßenbewegungen der Ratte mit vier Kameras aufgezeichnet. Je nach verwendeter Software werden Markerverfolgungen sowohl im automatischen als auch im manuellen Modus erstellt und die gewünschten Daten nach subtilen Anpassungen erstellt. Diese Methode der kinematischen Analyse, bei der ein 3D-Bewegungserfassungsgerät verwendet wird, bietet zahlreiche Vorteile, darunter überlegene Präzision und Genauigkeit. Viele weitere Parameter können im Rahmen der umfassenden Funktionsauswertungen untersucht werden. Diese Methode weist mehrere Mängel auf, die berücksichtigt werden müssen: Das System ist teuer, kann kompliziert zu bedienen sein und kann zu Datenabweichungen aufgrund von Hautverschiebungen führen. Dennoch ist die kinematische Analyse mit einem 3D-Bewegungsaufnahmegerät nützlich für die Durchführung funktioneller vorderer und hinterer Gliedmaßenauswertungen. In Zukunft könnte diese Methode immer nützlicher werden, um genaue Bewertungen verschiedener Traumata und Krankheiten zu erstellen.

Wir wählten vier Parameter aus, um funktionelle Veränderungen im Laufe der Zeit in einem Ratten-Ischias-Nervenzerkleinerungs-Verletzungsmodell zu untersuchen. Dies waren das Verhältnis der Haltung-zu-Schwenk-Phase, des Schwerpunkts (CoG), der Knöchelwinkel und der Zehenwinkel in der "Zehen-aus"-Phase9. 24 Ratten wurden nach dem Zufallsprinzip einer von vier Gruppen zugeordnet: der Kontrollgruppe (C), Ratten an der ersten (1w), dritten (3w) und sechsten (6w) Woche nach einer Verletzung des isch...

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3D Kinematic Analysis for the Functional Evaluation in the Rat Model of Sciatic Nerve Crush Injury

Wir führen eine kinematische Analysemethode ein, die ein dreidimensionales Bewegungserfassungsgerät mit vier Kameras und Datenverarbeitungssoftware für die Durchführung funktionaler Auswertungen während der Grundlagenforschung mit Nagetiermodellen verwendet.

3D Kinematische Analyse zur funktionellen Bewertung im Rattenmodell von Ischias-Nerven-Crush-Verletzungen

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of ...

Wir bieten eine präzise und DiCharacter-Methode für die funktionelle Auswertung von Labortieren. Sie ist sensibel und zuverlässig und ohne Mängel, die anderen Methoden für funktionelle Evaluierungen zugeschrieben werden. Zum Beispiel der ischiefunktionale Index.Zunächst stellen Sie zwei transparente Kunststoffplatten auf beiden Seiten des Laufbandes auf, um eine 12 Wochen alte männliche LEWIS-Ratte in gerader Frontrichtung laufen zu lassen und dann das elektrische Stoßgitter einzuschalten. Lassen Sie jede Ratte auf dem Laufband laufen. Beschleunigen Sie das Laufband nach und nach auf die gewünschte Geschwindigkeit von 20 Zentimetern pro Sekunde und lassen Sie die Ratte mit dieser Geschwindigkeit fünf Minuten lang normal laufen.Nach jeder Gehzeit eine ein- bis zweiminütige Ruhepause einlegen. Wiederholen Sie diesen Vorgang dreimal täglich an fünf Tagen pro Woche für eine Woche. Während die Ratte durch die Anästhesiemaske eine stabile Anästhesie erhält, rasieren Sie einen Bereich vom unteren Rücken zu den bilateralen Malleoli mit einem elektrischen Rasierer.Platzieren Sie die Ratte in der anfälligen Position. Verwenden Sie einen schwarzen Marker-Stift, um die Knochen-Landmarks auf der rasierten Haut zu markieren, eine Linie durch die spinlösen Prozesse von der Lendenwirbelsäule bis zu sakralen Wirbeln. Verwenden Sie außerdem einen schwarzen Marker, um die vorderen/oberen Iliasdorne, die größeren Trochanter, die Kniegelenke, die seitlichen Malleoli, die fünften metatarsalen Phalangealgelenke und die Spitze des vierten Zehenzus zu markieren.Verwenden Sie dann einen flüssigen Klebstoff, um hemisphärische Marker an diesen Knochen-Landmarken zu befestigen, mit Ausnahme der Linie durch die spinlösen Prozesse von der Lendenwirbelsäule bis zum Sakralwirbel und der Spitze des vierten Zehe. Nachdem Sie alle Markierungen platziert haben, legen Sie die Ratte wieder in den Käfig. Legen Sie die Ratte nicht auf das Laufband, bis sie sich vollständig von der Anästhesie erholt.Richten Sie zwei transparente Kunststoffplatten auf beiden Seiten des Laufbandes ein und legen Sie die Kalibrierbox in die Mitte des Laufbandes. Öffnen Sie die Aufnahmesoftware und klicken Sie dann auf das Kalibrierungsbildsymbol auf dem Display. Klicken Sie auf das Aufnahmesymbol, um ein bis zwei Sekunden Video aus vier Richtungen mit 120 Hertz CCD-Kameras aufzunehmen.Klicken Sie erneut auf das Aufnahmesymbol, um die Aufnahme zu beenden. Öffnen Sie die Videodateien in der Berechnungssoftware. Klicken und ziehen Sie die charakteristischen Punkte der Kalibrierbox 3D-Modelle in der unteren rechten Ecke des Bildschirms auf die entsprechenden Marker auf den vier Bildern, die automatisch aus dem Video im Kalibrierungsmuster transformiert werden.Klicken Sie dann auf das Speichersymbol. Nehmen Sie nun die Kalibrierbox aus dem Laufband, schalten Sie das Elektrische Stoßgitter ein und legen Sie die vollwache Ratte auf das Laufband. Öffnen Sie die Aufnahmesoftware, und geben Sie die grundlegenden Informationen über die Ratte ein, einschließlich der Seriennummer, der Gehgeschwindigkeit und des Namens des Hauptoperators.Schalten Sie das Laufband ein und stellen Sie die Geschwindigkeit auf 20 Zentimeter pro Sekunde ein. Nachdem sich die Ratte an die Geschwindigkeit anpasst und normal laufen kann, klicken Sie auf das Aufnahmesymbol auf dem Display, um die Wanderratte mit den vier Kameras aufzunehmen. Sobald über 10 Schritte aufgezeichnet sind, klicken Sie erneut auf das Symbol, um die Aufnahme zu beenden und das Laufband auszuschalten.Die Ratte zur Anästhesisierung wieder in die Anästhesie-Induktionskammer geben. Während die Ratte über die Anästhesiemaske unter ständiger Anästhesie steht, entfernen Sie die hemisphärischen Marker. Öffnen Sie die Berechnungssoftware, und öffnen Sie die Videodatei auf der Schnittstelle.Klicken und ziehen Sie die bilaterale Steuerleiste auf der Fortschrittsleiste des Videos, um sicherzustellen, dass nur ein 10-stufiger Laufband-Wanderdatensatz angezeigt wird. Klicken und ziehen Sie jeden Merkmalspunkt vom 3D-Modell in der unteren rechten Ecke des Bildschirms auf die entsprechende Markierung auf jedem der vier anfangs Bilder der Videos, die von den Kameras aufgenommen wurden. Klicken Sie dann auf das Symbol für die automatische Ablaufverfolgung, um den automatischen Markerverfolgungsprozess zu starten.Wenn das System einen Marker nicht genau verfolgt, klicken Sie auf das Symbol zur manuellen Digitalisierung, um in den manuellen Ablaufverfolgungsmodus zu wechseln, klicken Sie auf den Tracing-Merkmalspunkt im 3D-Modell und dann auf die antwortende Markierung im Bild. Sobald auf die Markierung geklickt wurde, stellen Sie sicher, dass das Bild zum nächsten Bild des Videos wechselt. Klicken Sie nun kontinuierlich auf den Marker, bis die Markierungsverfolgung abgeschlossen ist.Sobald Sie fertig sind, klicken Sie auf das Speichersymbol. Öffnen Sie die Analysesoftware, und öffnen Sie dann die verarbeitete Videodatei auf der Schnittstelle. Klicken Sie auf das Einstellungssymbol und wählen Sie bestimmte Parameter wie Knöchelwinkel, Zehenwinkel und Beckenverschiebung zur Anzeigeliste im Popup-Fenster auf der rechten Seite aus und fügen Sie sie hinzu.Klicken Sie auf OK, damit die Kurven, die die Werte darstellen, sich in den Parametern ändern, auf der Schnittstelle angezeigt werden. Klicken Sie auf das Messsymbol und wählen Sie im Pulldown-Menü die reibungslose Verarbeitung aus. Geben Sie 20 Hertz in das Popup-Fenster ein, um Frequenzen größer als 20 Hertz innerhalb der Kurven zu entfernen.Mittels 3D-Kinematikanalyse wurde das Mittlere Verhältnis der Haltungs- oder Schwingphase im 10-Stufen-Zyklus automatisch berechnet und auf der Schnittstelle dargestellt. Jede bilaterale Haltungs- und Schwingphase in 10-Stufigen Zyklusperioden für die Kontrollgruppe, eine Woche nach der Operation, drei Wochen nach der Operation und sechs Wochen nach der Operation werden hier gezeigt. Die normale Schwerpunktbahnform ähnelt dem Unendlichkeitszeichen.Die Schwerpunktbahn formte erst sechs Wochen nach der Operation wieder eine normale Form. Der Mittelwert des Knöchels oder Zehenwinkels in der Zehenabstellphase deutete darauf hin, dass sie sich nach der Operation in aufwärts verbesserten. Das Richtige ist, die Knochenmarkierungen auf der rasierten Haut so sorgfältig und korrekt wie möglich zu lokalisieren.Analyse des Ischiasnervs kann durchgeführt werden und es wird die Beziehung zwischen funktionellen und histologischen Veränderungen zeigen.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Axoplasm Isolation from Rat Sciatic Nerve

Axoplasma Isolation von Rat Ischiasnerv

Isolation of pure axonal cytoplasm (axoplasm) from peripheral nerve is crucial for biochemical studies of many biological processes. In this article, we ...

Forschung

Neurowissenschaften

An Optic Nerve Crush Injury Murine Model to Study Retinal Ganglion Cell Survival

Ein Optic Nerve Crush Injury Mausmodell zur retinalen Ganglienzellen Survival Study

Injury to the optic nerve can lead to axonal degeneration, followed by a gradual death of retinal ganglion cells (RGCs), which results in irreversible ...

Reproducible Mouse Sciatic Nerve Crush and Subsequent Assessment of Regeneration by Whole Mount Muscle Analysis

Reproduzierbare Maus Ischiasnerv Crush und anschließende Bewertung der Regeneration von Whole mount Muskelanalyse

Regeneration in the peripheral nervous system (PNS) is widely studied both for its relevance to human disease and to understand the robust regenerative ...

Transplantation of Olfactory Ensheathing Cells to Evaluate Functional Recovery after Peripheral Nerve Injury

Transplantation von olfaktorischen Zellen ensheathing zu Funktionswiederherstellung nach peripheren Nervenschäden Bewerten

Olfactory ensheathing cells (OECs) are neural crest cells which allow growth and regrowth of the primary olfactory neurons. Indeed, the primary olfactory ...

Visual Evoked Potential Recording in a Rat Model of Experimental Optic Nerve Demyelination

Visuell evozierten Potential-Aufnahme in einem Rattenmodell für Experimentelle Optic Nerve Demyelinisierung

The visual evoked potential (VEP) recording is widely used in clinical practice to assess the severity of optic neuritis in its acute phase, and to ...

In Vivo Gene Transfer to Schwann Cells in the Rodent Sciatic Nerve by Electroporation

In Vivo Gene Transfer to Schwann Cells in the Rodent Sciatic Nerve by Electroporation

In vivo - Gentransfer auf Schwann - Zellen in der Nagerischiasnerv durch Elektroporation

The formation of the myelin sheath by Schwann cells (SCs) is essential for rapid conduction of nerve impulses along axons in the peripheral nervous ...

Facial Nerve Surgery in the Rat Model to Study Axonal Inhibition and Regeneration

Gesichtsnervenchirurgie im Rattenmodell zur Untersuchung der axonalen Hemmung und Regeneration

This protocol describes consistent and reproducible methods to study axonal regeneration and inhibition in a rat facial nerve injury model. The facial ...

Automated Gait Analysis to Assess Functional Recovery in Rodents with Peripheral Nerve or Spinal Cord Contusion Injury

Automatisierte Gait-Analyse zur Beurteilung der funktionellen Erholung bei Nagetieren mit peripheren Nerven- oder Rückenmarkskontitionsverletzungen

Peripheral and central nerve injuries are mostly studied in rodents, especially rats, given the fact that these animal models are both cost-effective and ...

Motor Dual-Tasks for Gait Analysis and Evaluation in Post-Stroke Patients

Motorische Doppelaufgaben für die Ganganalyse und -bewertung bei Patienten nach einem Schlaganfall

Eighteen stroke patients were recruited for this study involving the evaluation of cognition and walking ability and multitask gait analysis. Multitask ...

Multifactorial Assessment of Motor Behavior in Rats after Unilateral Sciatic Nerve Crush Injury

Multifaktorielle Beurteilung des motorischen Verhaltens bei Ratten nach einseitiger Ischiasnervenquetschverletzung

The induction of a peripheral nerve injury is a widely used method in neuroscience for the assessment of repair and pain mechanisms among others. In ...