동물 행동 분석

고해상도 보행 분석 시스템 분석은 검토에 포함된 연구에서 가장 일반적으로 사용되는 기능 평가였습니다. 고해상도 보행 분석 시스템은 보행 보행에서 관찰되는 운동학적 및 운동학적 변화를 설명합니다. 보폭, 보폭, GRF/접촉 강도, 자세, 발 인쇄 영역 및 속도가 가장 일반적으로 보고되는 매개변수였습니다. 각 매개변수는 보행의 다양한 측면을 나타내지만 RC 파열 또는 수리 후 어깨 기능의 변화를 반영하기 위해 보폭과 GRF/접촉 강도만 안정적이고 구체적으로 관찰되었습니다.

견갑골 평면을 기준으로 삼을 때 쥐의 앞다리가 앞으로 나아가는 것은 인간의 어깨 외전과 유사할 수 있습니다. 보폭은 발을 치는 사이의 거리로 정의되었으며, 이는 앞다리의 적극적인 전방 굴곡 능력을 나타냅니다. 이러한 결과는 RC 힘줄 부상이 능동 전방 굴곡을 감소시키고 부상 정도가 기능 손실 정도와 상관 관계가 있음을 나타냅니다. 이러한 변화는 또한 비종괴 파열 환자보다 대규모 RC 파열 환자에서 활성 ROM의 감소가 더 흔히 나타나는 임상 관찰과 유사했습니다. 이 관찰은 RC 손상 모델에서 활성 ROM 손실을 입증함으로써 보폭이 인간의 임상 상태와 유사할 수 있음을 나타냅니다. 반면, 보폭(앞발 사이의 거리)은 보폭이 급격하게 줄어든 경우 일반적으로 영향을 받지 않는 것으로 나타났습니다. 손상된 앞다리의 제한된 ROM으로 인해 발생하는 것이 아니라 더 많은 체중을 지탱하기 위해 정상적인 앞다리가 내측으로 이동했기 때문에 보폭이 손상된 것으로 제안되었습니다. 그러므로 보폭은 손상된 어깨의 기능 정도를 추정하는 데 신뢰할 수 있는 매개변수가 아닐 수 있다고 가정하는 것이 합리적입니다.

근력은 어깨 기능의 또 다른 중요한 측면이기 때문에 연구자들은 어깨 근력을 간접적으로 측정하는 여러 가지 방법을 개발했습니다. 쥐의 경우 체중은 어깨 관절에 가해지고 걷는 동안 땅으로 전달되는데, 이는 GRF가 어깨의 부하 용량을 밝히는 데 도움이 되었습니다. 마찬가지로, 완전 자동화된 보행 분석 시스템에서 생성되는 빛의 강도는 빛의 강도가 GRF와 잘 연관되어 있기 때문에 어깨의 부하 용량을 반영할 수 있습니다. 조사관들은 쥐 발자국의 빛의 강도를 사용하여 쥐의 어깨 하중 용량을 평가했습니다.

세 가지 연구에서 GRF/빛 강도를 측정했으며 RC 찢김/복구 모델에서 어깨 하중 용량이 눈에 띄게 감소한 것으로 나타났습니다. GRF 값의 실질적인 감소는 시간적 및 공간적 보행의 변화 없이 보고되었으며, 이는 대규모 RC 손상 및 지연된 복구가 있는 모델에서 발생합니다. 지면반력(GRF)과 시간적, 공간적 매개변수를 종합적으로 비교한 결과, 지면반력은 어깨 기능 손상을 나타내는 가장 민감한 매개변수로 인정되었습니다. 더욱이, 부하 능력의 감소는 환자가 RC 파열 후 어깨 힘의 60-70%를 잃었다는 것을 나타내는 인간의 임상 결과와 관련이 있습니다. 따라서 GRF와 빛의 강도는 RC 부상 모델에서 어깨 부하 용량을 나타내는 데 사용할 수 있는 신뢰할 수 있고 대표적인 매개 변수입니다.

통증은 기능적 수행을 변화시키는 또 다른 중요한 요소이며, 임상적으로 통증은 환자들에 의해 보고됩니다. 동물 연구에서 통증을 직접 평가할 수는 없지만 걷는 걸음걸이의 변화에 ​​반영될 수 있습니다. 어깨 기능에 대한 통증의 영향은 수술 후 처음 4일 동안으로 제한되었습니다.

객관적인 보행 분석은 임상의에게 치료 결정을 내리는 데 중요한 정보를 제공할 수 있습니다. 진단을 위한 보행을 정량화하고 차별화하는 것뿐만 아니라 재활 및 치료 효능을 모니터링하는 데에도 사용할 수 있습니다. 또한, 객관적으로 수집된 데이터는 육종 결정에 중요한 정보를 제공할 수 있습니다.

운동학적 및 운동학적 데이터를 수집하기 위해 현재 수의학에서 사용되는 동물 트레드밀 보행 분석 시스템은 카메라 기반 시스템, 힘판 시스템, 가속도계 기반 시스템, 표면 근전도 측정 시스템 또는 계측형 트레드밀입니다. 개의 몸에 부착된 광학, 능동 또는 수동 마커를 추적하는 카메라 기반 시스템은 연구 시설에서 일반적으로 사용되지만 매우 비싸고 시스템을 설정하는 데 전용 공간이 필요하기 때문에 수의과 진료소에서는 거의 사용되지 않습니다. 힘판과 같은 지면 반력 측정 시스템은 특히 카메라 기반 동작 추적 장치와 결합할 때 불규칙한 보행 패턴이나 파행을 정확하게 나타내는 것으로 나타났습니다. 그러나 긴 적응 기간과 개가 걷기에 훈련해야 합니다. 표면.

여러 연구에 따르면 관성 측정 장치 시스템은 개의 보행 분석에 귀중한 정보를 제공하는 것으로 나타났습니다. 한 연구에서는 힘 플랫폼으로 측정한 최대 수직 힘(PVF)을 흉추 또는 요추 부위의 등쪽에 배치한 3축 가속도계의 측정값과 비교했습니다. 가속도계의 PVF와 앞다리에 대한 힘 플랫폼 사이에는 긍정적이고 중요한 일치가 있었고 뒷다리에 대한 긍정적이고 낮은 일치가 있었습니다. 건강한 개와 근이영양증 진단을 받은 개의 보행 평가에 가속도계의 사용과 신뢰성을 설명했습니다. 개의 시상면에서 관성 측정 장치(IMU)로 기록된 운동학은 광학적으로 기록된 운동학과 좋은 상관관계를 보여주므로 IMU 센서를 사용하면 실험실 외부에서 데이터 수집을 허용하면서 광학 운동학 보행 분석에 대한 대안을 제공할 수 있다고 보고했습니다. . 이는 개에서 임상적으로 관련된 보행 이상을 감지하기에 충분한 정밀도로 우수한 감도와 반복성을 입증한 개용 IMU 센서 기반 보행 측정 시스템을 제시했습니다. 그들은 추가 개발을 통해 이 시스템이 연구 및 임상 실습 모두에서 광범위한 응용을 가질 수 있다고 결론지었습니다.

일상 생활에서 포유류의 자연스러운 머리 움직임은 광범위한 주파수와 속도를 포괄합니다. 시야가 흐려지는 것을 방지하기 위해 눈의 보상 움직임을 통해 망막의 이미지 변위가 최소화됩니다. 이러한 공간 내 안구 운동을 시선 안정화 안구 운동이라고 하며, 이는 감각 신호가 외안 운동 명령으로 변환된 결과입니다. 척추동물은 환경 및 자기 움직임을 보상하기 위해 시너지 효과를 발휘하는 두 가지 시선 안정화 반사인 시운동 반사(OKR)와 전정 안구 반사(VOR)를 가지고 있습니다. OKR 반응은 시각적 장면의 상대적으로 느린 동작(생쥐의 경우 ± 3°/s)에 효율적인 방향 선택성 망막 신경절 세포에 의존합니다. 결과적으로 OKR 이득은 시각적 자극의 속도에 반비례합니다.

반면, VOR을 담당하는 전정 가속도 민감 뉴런은 중-고주파 범위의 머리 움직임에 더 민감합니다8. 또한 OKR은 일정한 속도의 시각 동작에 반응할 수 있는 반면 전정 시스템은 일정하지 않은 일시적인 머리 속도만 인코딩합니다. 따라서 시운동 반사와 전정-안구 반사는 기능적으로 상호보완적이며, 이들의 결합을 통해 효율적인 시선 안정화가 가능하고 가장 자연스럽게 접하는 상황에서 자체 생성된 움직임과 외부에서 부과된 움직임을 구별할 수 있습니다.

VOR은 개방 루프 시스템으로 작동합니다. 즉, 어둠 속에서도 완벽하게 작동합니다. 즉, 내이 전정 신호는 시각적 피드백이 없더라도 보상적인 눈 움직임을 생성합니다. 설치류의 경우 VOR의 초기 발달은 눈을 뜨기 전에도 전정 회로의 조기 성숙에 달려 있습니다. 그럼에도 불구하고 시각적 입력은 VOR의 개발과 적절한 기능에 매우 중요합니다. VOR의 미세 조정은 보상 안구 운동의 효능을 알려주는 시각적 피드백에 따라 달라집니다. 선천적 또는 우발적으로 시각 장애가 있는 사람과 같이 시력이 없는 경우 VOR이 손상됩니다. 전정안구 반사의 증가는 생쥐의 눈을 뜬 후 개선되는 반면, 위상은 더 작은 위상 리드 쪽으로 이동합니다. 또한 시력은 속도 저장의 시간 상수, 전정 핵 뉴런의 발달 및 소성 특성 획득에 결정적인 영향을 미칩니다.