Name: performing in vivo and ex vivo electrical impedance myography in rodents
Uploaded: 2022-06-08T13:10:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Performing In Vivo and Ex Vivo Electrical Impedance Myography in Rodents at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי קרן צ'ארלי ו- NIH R01NS055099.

כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של המרכז הרפואי בית ישראל תחת מספרי פרוטוקול (031-2019; 025-2019). יש ללבוש ציוד PPE מתאים לטיפול בבעלי חיים ולציית להנחיות IACUC לכל עבודה עם בעלי חיים.
1. משטח In vivo EIM
<ol><li>הניחו את בעל החיים בקופסת...

<ol>
	<li>Rutkove, S. B., Sanchez, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+impedance+methods+in+neuromuscular+assessment:+An+overview.">Electrical impedance methods in neuromuscular assessment: An overview.</a> Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 9 (10), 034405 (2019).</li><li>Rutkove, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+impedance+myography:+Background,+Current+State,+and+Future+Directions.">Electrical impedance myography: Background, Current State, and Future Directions.</a> Muscle &amp; Nerve. 40, 936-946 (2009).</li><li>Sanchez, B., Rutkove, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Present+uses,+future+applications,+and+technical+underpinnings+of+electrical+impedance+myography.">Present uses, future applications, and technical underpinnings of electrical impedance myography.</a> Current Neurology and Neuroscience Reports. 17 (11), 86 (2017).</li><li>Garmirian, L. P., Chin, A. B., Rutkove, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discriminating+neurogenic+from+myopathic+disease+via+measurement+of+muscle+anisotropy.">Discriminating neurogenic from myopathic disease via measurement of muscle anisotropy.</a> Muscle &amp; Nerve. 39 (1), 16-24 (2009).</li><li>Rutkove, S. B., 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=Loss+of+electrical+anisotropy+is+an+unrecognized+feature+of+dystrophic+muscle+that+may+serve+as+a+convenient+index+of+disease+status.">Loss of electrical anisotropy is an unrecognized feature of dystrophic muscle that may serve as a convenient index of disease status.</a> Clinical Neurophysiology. 127 (12), 3546-3551 (2016).</li><li>Wang, L. L., 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=Assessment+of+alterations+in+the+electrical+impedance+of+muscle+after+experimental+nerve+injury+via+finite-element+analysis.">Assessment of alterations in the electrical impedance of muscle after experimental nerve injury via finite-element analysis.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 58 (6), 1585-1591 (2011).</li><li>Katirji, B., Ruff, R. L., Kaminski, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Neuromuscular Disorders in Clinical Practice. , (2014).</li><li>Rutkove, S. B., 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=Electrical+impedance+myography+for+assessment+of+Duchenne+muscular+dystrophy.">Electrical impedance myography for assessment of Duchenne muscular dystrophy.</a> Annals of Neurology. 81 (5), 622-632 (2017).</li><li>Semple, 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=Using+electrical+impedance+myography+as+a+biomarker+of+muscle+deconditioning+in+rats+exposed+to+micro-+and+partial-gravity+analogs.">Using electrical impedance myography as a biomarker of muscle deconditioning in rats exposed to micro- and partial-gravity analogs.</a> Frontiers in Physiology. 11, 557796 (2020).</li><li>Kortman, H. G. J., Wilder, S. C., Geisbush, T. R., Narayanaswami, P., Rutkove, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-+and+gender-associated+differences+in+electrical+impedance+values+of+skeletal+muscle.">Age- and gender-associated differences in electrical impedance values of skeletal muscle.</a> Physiological Measurement. 34 (12), 1611-1622 (2013).</li><li>Clark, B. C., Rutkove, S., Lupton, E. C., Padilla, C. J., Arnold, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potential+utility+of+electrical+impedance+myography+in+evaluating+age-related+skeletal+muscle+function+deficits.">Potential utility of electrical impedance myography in evaluating age-related skeletal muscle function deficits.</a> Frontiers in Physiology. 12, 666964 (2021).</li><li>Kapur, K., 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=Predicting+myofiber+size+with+electrical+impedance+myography:+A+study+in+immature+mice.">Predicting myofiber size with electrical impedance myography: A study in immature mice.</a> Muscle and Nerve. 58 (1), 106-113 (2018).</li><li>Kapur, K., Nagy, J. A., Taylor, R. S., Sanchez, B., Rutkove, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimating+myofiber+size+with+electrical+impedance+myography:+a+study+in+amyotrophic+lateral+sclerosis+mice.">Estimating myofiber size with electrical impedance myography: a study in amyotrophic lateral sclerosis mice.</a> Muscle and Nerve. 58 (5), 713-717 (2018).</li><li>Mortreux, M., Semple, C., Riveros, D., Nagy, J. A., Rutkove, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+impedance+myography+for+the+detection+of+muscle+inflammation+induced+by+&#955;-carrageenan.">Electrical impedance myography for the detection of muscle inflammation induced by &#955;-carrageenan.</a> PLoS ONE. 14 (10), 0223265 (2019).</li><li>Pandeya, S. R., 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=Predicting+myofiber+cross-sectional+area+and+triglyceride+content+with+electrical+impedance+myography:+A+study+in+db/db+mice.">Predicting myofiber cross-sectional area and triglyceride content with electrical impedance myography: A study in db/db mice.</a> Muscle and Nerve. 63 (1), 127-140 (2021).</li><li>Pandeya, S. R., 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=Estimating+myofiber+cross-sectional+area+and+connective+tissue+deposition+with+electrical+impedance+myography:+A+study+in+D2-mdx+mice.">Estimating myofiber cross-sectional area and connective tissue deposition with electrical impedance myography: A study in D2-mdx mice.</a> Muscle &amp; Nerve. 63 (6), 941-950 (2021).</li><li>St&#229;lberg, E., 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=Standards+for+quantification+of+EMG+and+neurography.">Standards for quantification of EMG and neurography.</a> Clinical Neurophysiology. 130 (9), 1688-1729 (2019).</li><li>Theodorou, D. J., Theodorou, S. J., Kakitsubata, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+muscle+disease:+Patterns+of+MRI+appearances.">Skeletal muscle disease: Patterns of MRI appearances.</a> British Journal of Radiology. 85 (1020), 1298-1308 (2012).</li><li>Simon, N. G., Noto, Y., Zaidman, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+muscle+imaging+in+neuromuscular+disease.">Skeletal muscle imaging in neuromuscular disease.</a> Journal of Clinical Neuroscience. 33, 1-10 (2016).</li><li>Kwon, H., Rutkove, S. B., Sanchez, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recording+characteristics+of+electrical+impedance+myography+needle+electrodes.">Recording characteristics of electrical impedance myography needle electrodes.</a> Physiological Measurement. 38 (9), 1748-1765 (2017).</li><li>Kwon, H., Di Cristina, J. F., Rutkove, S. B., Sanchez, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recording+characteristics+of+electrical+impedance-electromyography+needle+electrodes.">Recording characteristics of electrical impedance-electromyography needle electrodes.</a> Physiological Measurement. 39 (5), 055005 (2018).</li><li>Rutkove, S. B., 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=Characterizing+spinal+muscular+atrophy+with+electrical+impedance+myography.">Characterizing spinal muscular atrophy with electrical impedance myography.</a> Muscle and Nerve. 42 (6), 915-921 (2010).</li><li>Schwartz, 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=Optimizing+electrical+impedance+myography+measurements+by+using+a+multifrequency+ratio:+A+study+in+Duchenne+muscular+dystrophy.">Optimizing electrical impedance myography measurements by using a multifrequency ratio: A study in Duchenne muscular dystrophy.</a> Clinical Neurophysiology. 126 (1), 202-208 (2015).</li><li>Li, J., Pacheck, A., Sanchez, B., Rutkove, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+and+modeled+multifrequency+electrical+impedance+myography+parameters+and+their+relationship+to+force+production+in+the+ALS+SOD1G93A+mouse.">Single and modeled multifrequency electrical impedance myography parameters and their relationship to force production in the ALS SOD1G93A mouse.</a> Amyotrophic Lateral Sclerosis and Frontotemporal Degeneration. 17 (5-6), 397-403 (2016).</li><li>Hu, N., 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=Antisense+oligonucleotide+and+adjuvant+exercise+therapy+reverse+fatigue+in+old+mice+with+myotonic+dystrophy.">Antisense oligonucleotide and adjuvant exercise therapy reverse fatigue in old mice with myotonic dystrophy.</a> Molecular Therapy - Nucleic Acids. 23, 393-405 (2021).</li><li>Sanchez, B., 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=Non-invasive+assessment+of+muscle+injury+in+healthy+and+dystrophic+animals+with+electrical+impedance+myography.">Non-invasive assessment of muscle injury in healthy and dystrophic animals with electrical impedance myography.</a> Muscle &amp; Nerve. 56 (6), 85-94 (2017).</li><li>Sanchez, B., Li, J., Bragos, R., Rutkove, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation+of+the+intracellular+structure+of+slow-+versus+fast-twitch+muscle+fibers+through+evaluation+of+the+dielectric+properties+of+tissue.">Differentiation of the intracellular structure of slow- versus fast-twitch muscle fibers through evaluation of the dielectric properties of tissue.</a> Physics in Medicine and Biology. 59 (10), 2369-2380 (2014).</li><li>Shefner, J. 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=Assessing+ALS+progression+with+a+dedicated+electrical+impedance+myography+system.">Assessing ALS progression with a dedicated electrical impedance myography system.</a> Amyotrophic Lateral Sclerosis &amp; Frontotemporal Degeneration. 19 (7-8), 555-561 (2018).</li><li>Lungu, 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=Quantifying+muscle+asymmetries+in+cervical+dystonia+with+electrical+impedance:+a+preliminary+assessment.">Quantifying muscle asymmetries in cervical dystonia with electrical impedance: a preliminary assessment.</a> Clinical Neurophysiology. 122 (5), 1027-1031 (2011).</li><li>Wang, 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=Electrical+impedance+myography+for+assessing+paraspinal+muscles+of+patients+with+low+back+pain.">Electrical impedance myography for assessing paraspinal muscles of patients with low back pain.</a> Journal of Electrical Bioimpedance. 10 (1), 103-109 (2019).</li><li>Leitner, M. L., 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=Electrical+impedance+myography+for+reducing+sample+size+in+Duchenne+muscular+dystrophy+trials.">Electrical impedance myography for reducing sample size in Duchenne muscular dystrophy trials.</a> Annals of Clinical and Translational Neurology. 7 (1), 4-14 (2020).</li><li>Rutkove, S. B., 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=Improved+ALS+clinical+trials+through+frequent+at-home+self-assessment:+a+proof+of+concept+study.">Improved ALS clinical trials through frequent at-home self-assessment: a proof of concept study.</a> Annals of Clinical and Translational Neurology. 7 (7), 1148-1157 (2020).</li></ol>

מאמר זה מספק את השיטות הבסיסיות לביצוע EIM במכרסמים, הן in vivo והן ex vivo. כדי להשיג מדידות אמינות, זה קריטי לבצע סדרה של צעדים. ראשית, יש לזהות כראוי את שריר העניין, שכן לכל שריר יהיו תגובות שונות למחלות, טיפול ופתולוגיה. יש לשים לב שהנתונים הנרכשים על שריר אחד (למשל, גסטרוקנמיוס) לא יספקו...

מיוגרפיה של עכבה חשמלית (EIM) מספקת שיטה רבת עוצמה להערכת מצב השרירים, ועשויה לאפשר אבחון של הפרעות נוירומוסקולריות, מעקב אחר התקדמות המחלה והערכת התגובה לטיפול 1,2,3. ניתן ליישם אותו באופן אנלוגי למודלים של מחלות בעלי חיים ולבני אדם, מה שמאפשר תרגום חלק יחסית ממחקרים פרה-קליניים למחקרים קליניים. מדידות EIM מתקבלות בקלות באמצעות ארבע אלקטרודות הממוקמות באופן ליניארי, כאשר שתי החיצוניות מפעילות זרם חשמלי חלש ללא כאבים בטווח תדרים (בדרך כלל בין 1 קילוהרץ לכ-2 מגה-הרץ), ושתי הפנימיות רושמות את המתחים המתקבלים1. ממתחים אלה ניתן לקבל את מאפייני העכבה של הרקמה, כולל ההתנגדות (R), מדד של כמה קשה לזרם לעבור דרך הרקמה, והתגובה (X) או "הטעינה" של הרקמה, מדד הקשור ליכולת של הרקמה לאחסן מטען (קיבוליות). מהתגובה וההתנגדות, זווית הפאזה (θ) מחושבת באמצעות המשוואה הבאה: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/63513/63513eq01.jpg" style="margin: auto;">, המספקת מידה אחת של עכבה מסכמת. מדידות כאלה ניתן להשיג באמצעות כל מכשיר bioimpedance רב תדרים. מכיוון שמיופייברים הם למעשה גלילים ארוכים, רקמת השריר היא גם אניזוטרופית מאוד, עם זרם זורם בקלות רבה יותר לאורך סיבים מאשר על פניהם 4,5. לפיכך, EIM מבוצע לעתים קרובות בשני כיוונים: כאשר המערך ממוקם לאורך הסיבים כך שהזרם פועל במקביל אליהם, ולרוחב השריר כך שהזרם זורם בניצב אליהם. בנוסף, מדידות in ex vivo, שבהן נפח ידוע של רקמה נמדד בתא מדידת עכבה, ניתן לגזור את התכונות החשמליות הטבועות בשריר (כלומר המוליכות וההיתר היחסי),6.
המונח "הפרעות נוירומוסקולריות" מגדיר מגוון רחב של מחלות ראשוניות ומשניות המובילות לשינוי מבניים בשרירים ולתפקוד לקוי. זה כולל טרשת אמיוטרופית צידית וצורות שונות של ניוון שרירים, כמו גם שינויים פשוטים יותר הקשורים להזדקנות (למשל, סרקופניה), ניוון דיס-שימוש (למשל, עקב משענת מיטה ממושכת או מיקרו-כבידה) או אפילו פציעה7. בעוד שהסיבות הן בשפע ויכולות לנבוע מהנוירון המוטורי, העצבים, הצמתים העצביים-שריריים או השריר עצמו, ניתן להשתמש ב- EIM כדי לזהות שינויים מוקדמים בשריר עקב רבים מהתהליכים הללו ולעקוב אחר התקדמות או תגובה לטיפול. לדוגמה, בחולים עם ניוון שרירים דושן (DMD), הוכח כי EIM מזהה התקדמות המחלה ותגובתה לקורטיקוסטרואידים8. עבודות אחרונות הראו גם ש-EIM רגיש למצבי דיס-שימוש משתנים, כולל כבידה חלקית9, כפי שחווים על הירח או על מאדים, וההשפעות של הזדקנות10,11. לבסוף, על ידי החלת אלגוריתמים של חיזוי ולמידת מכונה על מערך הנתונים המתקבל עם כל מדידה (נתונים בתדירות גבוהה ותלויי כיוון), ניתן להסיק היבטים היסטולוגיים של הרקמה, כולל גודל מיופייבר 12,13, שינויים דלקתיים ובצקת14, ותכולת רקמת חיבור ושומן 15,16.
מספר שיטות לא פולשניות אחרות או פולשניות מינימליות משמשות גם להערכת בריאות השרירים בבני אדם ובבעלי חיים, כולל אלקטרומיוגרפיה של מחט17 וטכנולוגיות הדמיה כגון הדמיית תהודה מגנטית, טומוגרפיה ממוחשבת ואולטרסאונד18,19. עם זאת, EIM מדגים יתרונות מובהקים בהשוואה לטכנולוגיות אלה. לדוגמה, אלקטרומיוגרפיה מתעדת רק את התכונות החשמליות הפעילות של קרומי המיופייבר ולא את התכונות הפסיביות, ולכן אינה יכולה לספק הערכה אמיתית של הרכב או מבנה השרירים. במובן מסוים, שיטות הדמיה קשורות קשר הדוק יותר EIM, שכן גם הם מספקים מידע על המבנה וההרכב של רקמות. אבל במובן מסוים, הם מספקים יותר מדי נתונים, ודורשים סגמנטציה מפורטת של תמונות וניתוח מומחים ולא רק מספקים פלט כמותי. יתר על כן, בהתחשב במורכבות שלהם, טכניקות הדמיה מושפעות מאוד גם מהפרטים של החומרה והתוכנה שבשימוש, באופן אידיאלי דורשות שימוש במערכות זהות כך שניתן להשוות בין מערכי נתונים. לעומת זאת, העובדה ש- EIM הוא הרבה יותר פשוט פירושה שהוא פחות מושפע מבעיות טכניות אלה ואינו דורש כל צורה של עיבוד תמונה או ניתוח מומחה.
הפרוטוקול הבא מדגים כיצד לבצע in vivo EIM בחולדות ובעכברים, תוך שימוש הן בטכניקות לא פולשניות (מערך פני השטח) והן בטכניקות זעיר פולשניות (מערך מחטים תת-עורי), כמו גם ex vivo EIM על שריר שזה עתה נכרת.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3D Printer</td>
			<td>Formlabs Inc.</td>
			<td>Form 2 Desktop</td>
			<td>3D printer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Printer</td>
			<td>Shenzhen Creality 3D Technology Co. LTD</td>
			<td>Creality Ender 3 V2</td>
			<td>3D printer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3M Micropore surgical tape</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>19-027761 and 19-061655</td>
			<td>models 1530-0 and 1530-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3M TRANSPORE surgical tape</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>18-999-380 and 18-999-381</td>
			<td>models 1527-0 and 1527-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Connector header vertical 10 POS 1 mm spacing</td>
			<td>Digi-Key (Sullins connector solution)</td>
			<td>S9214-ND (SMH100-LPSE-S10-ST-BK)</td>
			<td>Plastic spacer 1 mm holes for the rat in vivo array displayed in Figure 2A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton-tipped applicators</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>22-363-172</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental Wax</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>NC9377103</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Depilatory agent</td>
			<td>NAIR</td>
			<td>NA</td>
			<td>hair remover lotion with softening baby oil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #7b Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 11270-20</td>
			<td>Used for dissection, Style: #7b, Tip Shape: Curved, Tips: Standard, Tip Dimensions: 0.17 mm x 0.1 mm, Alloy/Material: Inox, Length: 11 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electronic Digital Caliper</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>14-648-17</td>
			<td>Used to measure out the dimensions of the Gastrocnemius muscle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epoxy adhesive dual cartridge 4 min work life</td>
			<td>Devcon</td>
			<td>series 14265, model 2217</td>
			<td>Glue used in the rat in vivo array displayed in Figure 2A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ex vivo dielectric impedance cell</td>
			<td>Custom</td>
			<td>NA</td>
			<td>Dielectric cells were 3D printed in the Rutkove laboratory</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graefe Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 11051-10</td>
			<td>Used for muscle to place and adjust, Length: 10 cm, Tip Shape: Curved, Tips: Serrated, Tip Width: 0.8 mm, Tip Dimensions: 0.8 mm x 0.7 mm, Alloy/Material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hair clipper</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>NA</td>
			<td>Wahl professional animal BravMini+</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Impedance Animal Device</td>
			<td>Myolex</td>
			<td>EIM1103</td>
			<td>mView system - investigational electrical impedance myography device for use in animal research</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>In vivo needle arrays</td>
			<td>Custom</td>
			<td>NA</td>
			<td>Custom arrays using 27 G subdermal needles from Ambu. The construction was finalized using a 3D printer in the Rutkove laboratory</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>In vivo surface array</td>
			<td>Custom</td>
			<td>NA</td>
			<td>The in vivo surface array was printed and assembled in the Rutkove laboratory</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Patterson Veterinary Supplies</td>
			<td>07-893-8441 (NDC: 46066-755-04)</td>
			<td>Pivetal - 250 mL bottle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non-woven gauze</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>22-028-559</td>
			<td>2 x 2 inch</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polystyrene Weighing Dishes</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>S67090A</td>
			<td>Dimensions (L x W x H): 88.9 mm x 88.9 mm x 25.4 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Razor Blades</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>12-640</td>
			<td>Used to cut muscle to right dimensions, Single-edge carbon steel blades</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Student Fine Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 91460-11</td>
			<td>Used for dissection, Tips: Sharp-Sharp, Alloy/Material: Student Stainless Steel, Serrated: No, Tip Shape: Straight, Cutting Edge: 20 mm, Length: 11.5 cm, Feature: Student Quality</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Subdermal needles 27 G Neuroline</td>
			<td>Ambu</td>
			<td>745 12-50/24</td>
			<td>Needles used in the rat in vivo array displayed in Figure 2A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Scissors - Sharp</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>No. 14002-13</td>
			<td>Used to cut skin, Tips: Sharp-Sharp, Alloy/Material: Stainless Steel, Serrated: No, Tip Shape: Straight, Cutting Edge: 42 mm, Length: 13 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TECA ELITE monopolar needle electrodes</td>
			<td>Natus</td>
			<td>902-DMG50-S</td>
			<td>0.46 mm diameter (26 G). Blue hub</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teknova 0.9% saline solution</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>S5815</td>
			<td>1000 mL sterile</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

performing in vivo and ex vivo electrical impedance myography in rodents

מיוגרפיה של עכבה חשמלית (EIM) היא טכניקה נוחה שניתן להשתמש בה במחקרים פרה-קליניים וקליניים להערכת בריאות ומחלות של רקמות שריר. EIM מתקבל על ידי הפעלת זרם חשמלי בעוצמה נמוכה, ממוקד כיוון, על שריר בעל עניין על פני טווח של תדרים (כלומר, מ 1 kHz עד 10 MHz) ורישום המתחים המתקבלים. מאלה מתקבלים מספר רכיבי עכבה סטנדרטיים, כולל התגובה, ההתנגדות והפאזה. בעת ביצוע מדידות ex vivo על שריר נכרת, ניתן לחשב גם את התכונות החשמליות הפסיביות הטבועות ברקמה, כלומר המוליכות וההיתר היחסי. EIM נמצא בשימוש נרחב בבעלי חיים ובבני אדם כדי לאבחן ולעקוב אחר שינויים בשרירים במגוון מחלות, ביחס לאטרופיה פשוטה, או כמדד להתערבות טיפולית. מבחינה קלינית, EIM מציע את הפוטנציאל לעקוב אחר התקדמות המחלה לאורך זמן ולהעריך את ההשפעה של התערבויות טיפוליות, ובכך להציע את ההזדמנות לקצר את משך הניסוי הקליני ולהפחית את דרישות גודל הדגימה. מכיוון שניתן לבצע אותו באופן לא פולשני או זעיר פולשני במודלים של בעלי חיים חיים כמו גם בבני אדם, EIM מציע את הפוטנציאל לשמש ככלי תרגום חדשני המאפשר פיתוח פרה-קליני וקליני כאחד. מאמר זה מספק הוראות שלב אחר שלב כיצד לבצע מדידות in vivo ו- ex vivo EIM בעכברים ובחולדות, כולל גישות להתאמת הטכניקות לתנאים ספציפיים, כגון לשימוש בגורים או בבעלי חיים שמנים.

ניתן להשיג EIM בתנאים רבים, כולל מערכי פני שטח in vivo (איור 1), מערכי מחט in vivo (איור 2A-F) ותאים דיאלקטריים ex vivo (איור 2G,H).
EIM מספק תמונת מצב כמעט מיידית של מצב השרירים בהתבסס על ערכי העכבה שנמדד...

Watch this Scientific Journal Video about Performing In Vivo and Ex Vivo Electrical Impedance Myography in Rodents at JoVE.com

Performing In Vivo and Ex Vivo Electrical Impedance Myography in Rodents

מאמר זה מפרט כיצד לבצע in vivo (באמצעות מערכי אלקטרודות משטח ומחט) ו- ex vivo (באמצעות תא דיאלקטרי) מיופיוגרפיה של עכבה חשמלית על שריר גסטרוקנמיוס המכרסמים. הוא ידגים את הטכניקה הן בעכברים והן בחולדות ויפרט את השינויים הזמינים, (כלומר, בעלי חיים שמנים, גורים).

ביצוע מיוגרפיה של עכבה חשמלית In Vivo ו - Ex Vivo במכרסמים

Electrical impedance myography (EIM) is a convenient technique that can be used in preclinical and clinical studies to assess muscle tissue health and ...

מיוגרפיה של עכבה חשמלית היא טכניקה לא פולשנית או זעיר פולשנית להערכת מצב השרירים. הוא מספק מדד כמותי של בריאות השרירים המשמש ככלי אבחון או סמן ביולוגי. לכן הטכניקה היא כמותית, מהירה, ואינה דורשת ניתוח תמונה מפורט כך שהיא יכולה לשמש סמן ביולוגי נוח למצב המחלה במחקר טיפולי.היבט שימושי נוסף של מיוגרפיה של עכבה חשמלית הוא שהיא רגישה לרוב סוגי הפתולוגיה של שרירי השלד. ערכי המיוגרפיה של עכבה חשמלית חריגה יכולים לחשוף שינויים היסטולוגיים בסיסיים. עבור מדידות פני השטח, העור צריך להיות מוכן היטב.יש להכיר את המראה של ממצאי עכבת מגע ולמדוד מחדש במידת הצורך. כדי להתחיל, הנח את העכבר על הספסל במצב נוטה לאחר אישור היעדר תגובה במהלך מבחן צביטה בבוהן. הניחו את רגלה של החיה לניתוח בזווית של 45 מעלות כאשר הברך מורחבת והדקו את כף הרגל באמצעות סרט רפואי.קצצו את הפרווה מעל שריר הגסטרוקנמיוס באמצעות קוצץ שיער, ומרחו שכבה עבה של קרם דפילציה על עור החיה למשך דקה אחת. הסר את סוכן depilatory באמצעות גזה רוויה מלוחים לחזור על תהליך זה עד שלוש פעמים עד כל הפרווה מעל שריר gastrocnemius מוסר. חבר את מערך פני השטח להתקן המיוגרפיה של העכבה החשמלית ותן לאלקטרודות לנוח על חתיכת גזה ספוגה בתמיסת מלח.הניחו את מערך פני השטח ישירות על העור, מעל שריר הגסטרוקנמיוס בכיוון אורך לסיבי השריר. בדוק אם קיים מגע מתאים על-ידי בדיקה שכל הפסים נראים ירוקים בתוכנה עם יציבות ערכי ההתנגדות, התגובה והפאזה של 50 קילו-הרץ. לאחר מכן לרכוש את מדידות המיוגרפיה עכבה חשמלית.סובבו את מערך פני השטח ב-90 מעלות והניחו אותו מחדש על העור מעל הגסטרוקנמיוס כדי לקבל את המדידות הרוחביות. חבר את מערך המחטים להתקן המיוגרפיה של העכבה החשמלית ותן למערך האלקטרודות לנוח בסירת שקילה המכילה תמיסת מלח. לאחר מכן בדוק קישוריות ויציבות אות.מניחים את מערך המחטים בתנוחה אורכית בהשוואה לסיבים שלי, ולוחצים אותו בחוזקה לתוך העור עד שכל המחטים חודרות לעור ולשריר שמתחתיו עד למגן הפלסטיק במערך. רכוש את הנתונים. הסירו בעדינות את המערך והכניסו אותו מחדש דרך העור ולתוך השריר בזווית של 90 מעלות ביחס למדידה הראשונה בכיוון הרוחבי.לאחר מכן לרכוש נתונים אלה. עבור המיוגרפיה של עכבה חשמלית Ex Vivo, הכן את התא הדיאלקטרי ex vivo, הוסף תמיסת מלח לתא וחבר את התא להתקן המיוגרפיה של העכבה החשמלית כדי לקבל את ערכי הייחוס. מניחים את שריר הגסטרוקנמיוס על יריעה של שעווה דנטלית וחותכים אותו באמצעות סכין גילוח בסרגל כדי להשיג חתך של 10 מילימטר על 10 מילימטר לחולדות.וחתך של חמישה מילימטרים על חמישה מילימטרים לעכברים ממרכז שריר הגסטרוקנמיוס. מניחים בעדינות את הגסטרוקנמיוס בתאים הדיאלקטריים באמצעות פינצטה, מוודאים שהסיבים מכוונים לאורך והשריר נמצא כולו במגע עם אלקטרודות המתכת. חברו את החלק העליון של התא הדיאלקטרי והכניסו שתי מחטים מונופולריות של 26 מד לשני החורים.חבר את החוטים מהתקן המיוגרפיה של העכבה החשמלית לתא ex vivo בסדר המוזכר בכתב היד. לאחר מכן לרכוש את המדידה האורך. פתח את התא הדיאלקטרי וכיוון מחדש של השריר בכיוון הרוחבי על ידי סיבובו 90 מעלות.חברו מחדש את החלק העליון של התא הדיאלקטרי ורכשו את המדידה הרוחבית. ניתן להשיג מיוגרפיה של עכבה חשמלית בתנאים רבים עם מערכי משטח in vivo, מערכי מחט in vivo ותאים דיאלקטריים ex vivo. עקומות מייצגות עבור משטח E I M מוצגות עבור פאזה, תגובה והתנגדות לאורך במדידות רוחביות.אי סדרים מסוימים, הקשורים בדרך כלל לבעיות מגע יכולים לגרום לערכים קיצוניים שנצפו בתדרים נמוכים. מוצג גרף המציג את התגובה כפונקציית התנגדות וכיווני אורך ורוחב. הכנה טובה לעור חיונית למדידות פני השטח.לא נותרה פרווה. חזור על הסרת פרווה, מריחת מלח ומדידה אם מזוהה חפץ מגע. מיוגרפיה של עכבה חשמלית מאפשרת הערכה משופרת של מצב המחלה והשפעות הטיפול במודלים של מכרסמים ומסייעת להאיץ את הזיהוי של טיפולים חדשים ומבטיחים לטיפול במחלות נוירומוסקולריות.

Research

JoVE Journal

Biology

Performing In Vivo and Ex Vivo Electrical Impedance Myography in Rodents

Ex vivo Mechanical Loading of Tendon

Ex vivo טוען מכני של גיד

Injuries to the tendon (e.g., wrist tendonitis, epicondyltis) due to overuse are common in sports activities and the workplace.  Most are associated with ...

Targeted Expression of GFP in the Hair Follicle Using Ex Vivo Viral Transduction

ביטוי ממוקד של ה-GFP ב זקיק השיער באמצעות אקס התמרה Vivo ויראלי

There are many cell types in the hair follicle, including hair matrix cells which form the hair shaft and stem cells which can initiate the hair shaft ...

Method for Culture of Early Chick Embryos ex vivo (New Culture)

Method for Culture of Early Chick Embryos ex vivo New Culture

שיטת לתרבות מוקדם של עוברים צ&#39;יק לשעבר vivo (תרבות חדש)

The chick embryo is a valuable tool in the study of early embryonic development. Its transparency, accessibility and ease of manipulation, make it an ...

In utero and ex vivo Electroporation for Gene Expression in Mouse Retinal Ganglion Cells

In utero and ex vivo Electroporation for Gene Expression in Mouse Retinal Ganglion Cells

ב electroporation ברחם לשעבר vivo על ביטוי גנים בתאים עכבר גנגליון רשתית

The retina and its sole output neuron, the retinal ganglion cell (RGC), comprise an excellent model in which to examine biological questions such as cell ...

A System for ex vivo Culturing of Embryonic Pancreas

A System for ex vivo Culturing of Embryonic Pancreas

מערכת ל<em&gt; Vivo לשעבר</em&gt; Culturing של לבלב עוברי

The pancreas controls vital functions of our body,  including the production of digestive enzymes and regulation of blood sugar  levels1. Although in the ...

Ex Vivo Assessment of Contractility, Fatigability and Alternans in Isolated Skeletal Muscles

Ex Vivo Assessment of Contractility, Fatigability and Alternans in Isolated Skeletal Muscles

הערכת Vivo לשעבר של התכווצות, ועיפנות Alternans בשרירי שלד מבודדים

 
Described here is a method to measure contractility of isolated skeletal muscles. Parameters such as muscle force, muscle power, contractile kinetics, ...

Spatiotemporal Mapping of Motility in Ex Vivo Preparations of the Intestines

Spatiotemporal Mapping of Motility in Ex Vivo Preparations of the Intestines

מיפוי Spatiotemporal של תנועתיות ב<em&gt; Ex Vivo</em&gt; תכשירים מהמעיים

Multiple approaches have been used to record and evaluate gastrointestinal motility including: recording changes in muscle tension, intraluminal pressure, ...

The c-FOS Protein Immunohistological Detection: A Useful Tool As a Marker of Central Pathways Involved in Specific Physiological Responses In Vivo and Ex Vivo

The c-FOS Protein Immunohistological Detection: A Useful Tool As a Marker of Central Pathways Involved in Specific Physiological Responses In Vivo and Ex Vivo

חלבון C-FOS איתור immunohistological: כלי שימושי כסמן של מסלולים מרכזיים המעורבים בתגובות פיסיולוגיות ספציפיות<em&gt; In vivo</em&gt; ו<em&gt; Ex Vivo</em

Many studies seek to identify and map the brain regions involved in specific physiological regulations. The proto-oncogene c-fos, an immediate early gene, ...

Measuring the Stiffness of Ex Vivo Mouse Aortas Using Atomic Force Microscopy

Measuring the Stiffness of Ex Vivo Mouse Aortas Using Atomic Force Microscopy

מדידת הקשיחות של<em&gt; Ex Vivo</em&gt; עכבר Aortas באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי

Arterial stiffening is a significant risk factor and biomarker for cardiovascular disease and a hallmark of aging. Atomic force microscopy (AFM) is a ...

Isolation of Retinal Arterioles for Ex Vivo Cell Physiology Studies

Isolation of Retinal Arterioles for Ex Vivo Cell Physiology Studies

בידוד של רבים ברשתית ללימודי פיזיולוגיה של התא Vivo לשעבר

The retina is a highly metabolically active tissue that requires a substantial blood supply. The retinal circulation supports the inner retina, while the ...