Dyreadfærdsanalyse

Højopløsnings ganganalysesystemanalyse var den mest anvendte funktionelle vurdering i undersøgelserne inkluderet i vores gennemgang. Ganganalysesystem med høj opløsning beskriver de kinematiske og kinetiske ændringer, der observeres i gang. Skridtlængde, skridtbredde, GRF/kontaktintensitet, holdning, poteudskriftsområde og hastighed var de mest almindeligt rapporterede parametre. Hver parameter repræsenterede forskellige aspekter af gangart, men kun skridtlængden og GRF/kontaktintensiteten blev pålideligt og specifikt observeret for at afspejle ændringerne i skulderfunktion efter RC-rivninger eller reparation.

Det fremadgående skridt på forbenet hos en rotte kunne være analogt med skulderabduktion hos mennesker, når skulderbladsplanet tages som reference. Skridtlængde er blevet defineret som afstanden mellem poteslag, som repræsenterer forbenets evne til aktiv fremadbøjning. Disse resultater indikerede, at RC-seneskaden reducerede den aktive fremadbøjning, og omfanget af skade korrelerede med omfanget af funktionelt tab. Disse ændringer lignede også de kliniske observationer, at fald i aktiv ROM er mere almindeligt set hos patienter med massiv RC-rift end hos patienter med ikke-massive tårer. Denne observation indikerede, at skridtlængden kunne ligne den humane kliniske tilstand ved at demonstrere aktivt ROM-tab i RC-skademodeller. På den anden side fandtes trinbredden (afstanden mellem forpoterne) normalt ikke påvirket i de tilfælde, hvor skridtlængden blev drastisk reduceret. Det blev foreslået, at skridtbredden var forringet, fordi det normale forben forskudte sig medialt for at understøtte mere kropsvægt, i stedet for at være forårsaget af den begrænsede ROM af det skadede forben. Derfor er det rimeligt at postulere, at trinbredde muligvis ikke er en pålidelig parameter til at estimere funktionsgraden af ​​en skadet skulder.

Fordi styrke er et andet vigtigt aspekt af skulderfunktion, har forskere udviklet flere metoder til indirekte at måle skulderstyrken. Hos rotter belastes kropsvægten på skulderleddene og overføres til jorden under gang, hvilket hjalp GRF med at afsløre skulderens belastningskapacitet. På samme måde kan lysintensiteten, der genereres i et fuldautomatisk ganganalysesystem, afspejle skulderens belastningskapacitet, fordi lysintensiteten korrelerer godt med GRF. Efterforskere har brugt lysintensiteten af ​​en rottes fodaftryk til at vurdere dens skulders belastningskapacitet.

Tre undersøgelser målte GRF/lysintensiteten, og de viste et bemærkelsesværdigt fald i skulderbelastningskapaciteten i RC-rivnings-/reparationsmodellerne. Et væsentligt fald i GRF-værdier blev rapporteret uden ændring i den tidsmæssige og rumlige gang, resulterer i modellen med massive RC-rivninger og forsinket reparation. Baseret på en omfattende sammenligning mellem GRF og de tidsmæssige og rumlige parametre, blev GRF anerkendt for at være den mest følsomme parameter til at afsløre svækkelse af skulderfunktion. Desuden korrelerer faldet i belastningskapacitet med humane kliniske resultater, der indikerede, at patienter mistede 60-70% af deres skulderstyrke efter RC tårer. GRF og lysintensitet er således pålidelige og repræsentative parametre, der kan bruges til at afsløre skulderbelastningskapaciteten i RC-skademodeller.

Smerter er en anden afgørende faktor, der ændrer den funktionelle ydeevne, og klinisk rapporteres smerte af patienter. Selvom smerte ikke kan vurderes direkte i dyreforsøg, kan det afspejles i ændringer i gangarten. Smertepåvirkningen på skulderfunktionen var begrænset til de første fire dage postoperativt.

Objektiv ganganalyse kan give klinikere vigtig information til terapeutisk beslutningstagning. Det kan ikke kun bruges til at kvantificere og differentiere gangart til diagnose, men også til at overvåge rehabilitering og behandlingseffektivitet. Derudover kan objektivt indsamlede data give vigtig information til avlsbeslutninger.

Dyreløbebånds ganganalysesystemer, der i øjeblikket anvendes i veterinærmedicin til at indsamle kinematiske og kinetiske data, er enten kamerabaserede systemer, kraftpladesystemer, accelerometerbaserede systemer, overfladeelektromyografi målesystemer eller instrumenterede løbebånd. Kamerabaserede systemer, der sporer optiske, aktive eller passive markører knyttet til hundens krop, bruges almindeligvis i forskningsfaciliteter, men sjældent i veterinærklinikker, fordi de er meget dyre og kræver en dedikeret plads til at opsætte systemet. Systemer til måling af jordreaktionskraft, såsom kraftplader, har vist sig at være nøjagtige indikatorer for uregelmæssige gangmønstre eller halthed, især når de kombineres med kamerabaserede bevægelsessporingsenheder, men kræver en lang akklimatiseringsperiode og træning af hunden til at gå. overflade.

Adskillige undersøgelser indikerer, at systemer til inertimåleenheder giver værdifuld information til analysen af ​​hundens gang. I en undersøgelse blev de maksimale vertikale kræfter (PVF) målt med en kraftplatform sammenlignet med målinger fra et triaksialt accelerometer placeret dorsalt over thorax- eller lænderegionen. Der var positiv og signifikant overensstemmelse mellem accelerometerets PVF og kraftplatformen for forbenene og positiv og lav overensstemmelse for bagbenene. beskrevet brugen og pålideligheden af ​​accelerometre i gangvurdering af raske hunde og hunde med diagnosen muskelsvind. Den rapporterede, at kinematik optaget med en inertimåleenhed (IMU) i sagittalplanet hos hunde viste god korrelation med optisk registreret kinematik, så brugen af ​​IMU-sensorer kunne udgøre et alternativ til optisk kinematisk ganganalyse, samtidig med at det tillod dataindsamling uden for laboratoriet . Den præsenterede et IMU-sensorbaseret gangmålesystem for hunde, der viste god følsomhed og repeterbarhed med en præcision, der sandsynligvis er tilstrækkelig til at påvise klinisk relevante gangabnormiteter hos hunde. De konkluderede, at systemet med videreudvikling kunne have en bred vifte af anvendelser i både forskning og klinisk praksis.

I hverdagen dækker naturlige hovedbevægelser hos pattedyr et stort udvalg af frekvenser og hastigheder. For at undgå sløret syn minimeres billedforskydninger på nethinden ved kompenserende øjenbevægelser. Disse øje-i-rum-bevægelser omtales som blikstabiliserende øjenbevægelser, som er resultatet af transformationen af ​​sensoriske signaler til ekstraokulære motoriske kommandoer. Hvirveldyr har to blikstabiliserende reflekser - den optokinetiske refleks (OKR) og den vestibulo-okulære refleks (VOR) - der virker synergistisk for at kompensere for miljø- og selvbevægelser. OKR-svarene er afhængige af retningsselektive retinale ganglieceller, der er effektive til relativt langsomme bevægelser af den visuelle scene (± 3º/s i mus). Følgelig er OKR-forstærkningen omvendt proportional med hastigheden af ​​den visuelle stimulus.

På den anden side er de vestibulære accelerationsfølsomme neuroner, der er ansvarlige for VOR, mere følsomme over for hovedbevægelser i mellem til høj frekvens8. Derudover kan OKR reagere på visuelle bevægelser med konstant hastighed, mens det vestibulære system kun koder ikke-konstante, transiente hovedhastigheder. De optokinetiske og vestibulo-okulære reflekser er derfor funktionelt komplementære, deres kombination muliggør effektiv blikstabilisering og gør det muligt at skelne selvgenererede fra eksternt pålagte bevægelser i de fleste naturligt stødte situationer.

VOR fungerer som et åbent sløjfe-system: det er fuldstændigt funktionelt i mørke, dvs. vestibulære signaler fra det indre øre genererer kompenserende øjenbevægelser, selv i fravær af visuel feedback. Hos gnavere er den indledende udvikling af VOR afhængig af den tidlige modning af det vestibulære kredsløb, selv før øjenåbner. Ikke desto mindre er visuelle input kritiske for udviklingen og den korrekte funktion af VOR: Finjusteringen afhænger af den visuelle feedback, der informerer om effektiviteten af ​​de kompenserende øjenbevægelser. I mangel af syn, såsom hos medfødte eller utilsigtet blinde, er VOR svækket. Forstærkningen af ​​den vestibulo-okulære refleks forbedres efter åbning af øjnene hos mus, mens fasen skifter mod mindre faseafledninger. Derudover har synet en kritisk indflydelse på tidskonstanten for hastighedslagringen16, udviklingen af ​​vestibulære kernerneuroner og erhvervelsen af ​​deres plastiske egenskaber.