رسم الخرائط الزمانية المكانية في القدرة على الحركة في

تتمثل الأهداف العامة لإنشاء خريطة زمانية مكانية شاملة للأمعاء خارج الجسم (ex vivo) في دراسة الاستجابة لمحتويات اللمعة من خلال مراقبة الحركة التفصيلية لجدار الأمعاء على طول قطاع كامل. وتكمن الميزة الرئيسية لهذه التقنية في إمكانية تسجيل ومقارنة النشاط ضمن مناطق مختلفة من نفس قطاع النسيج مكانياً وزمانياً، مما يسمح بتحديد أنماط الحركية المعقدة بدلاً من مجرد الانقباض أو الارتخاء البسيط. ورغم أن هذه الطريقة يمكن أن توفر رؤية متعمقة حول الحركية الطبيعية للأمعاء، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضاً لتحديد تأثيرات الأدوية المختلفة والعوامل داخل اللمعة، مثل العناصر الغذائية أو أنماط الحركية.

بشكل عام، قد يواجه الأشخاص المبتدئون في هذه الطريقة صعوبة لأن الخرائط الزمانية المكانية قد تكون صعبة التفسير في البداية. ولكن مع مرور الوقت، يمكن للمرء تمييز الأنماط المعقدة بنظرة سريعة. للبدء، قم بإزالة القولون أو الأمعاء من خنزير غينيا تم قتله رحيمًا.

ثبّته باستخدام الدبابيس في محلول Krebs دافئ. في وعاء التشريح، قم بإزالة جميع المحتويات الموجودة داخل التجويف عن طريق تروية منظم Krebs بلطف عبر التجويف. استخدم حقنة ذات قسطرة ذات نهاية غير حادة، وتجنب تمديد قطعة القولون بشكل مفرط أثناء عملية التروية.

بعد ذلك، قم بتوصيل قطعتين من أنابيب البولي إيثيلين بطول 3 ملم بقطرين من قساطر الأنابيب الزجاجية المصقولة بالنار، واللذين يبلغ قطرهما 3 ملم. في صينية تشريح مسخنة، أدخل إحدى القساطر في الطرف الفموي للنسيج المُحضّر، واربط غرزة جراحية خلف قطعة الأنبوب الصغيرة المحيطة بالقسطرة باستخدام عقدة جراحية. حاول سحب القسطرة للخلف برفق للتأكد من إحكام العقدة.

تمنع قطعة صغيرة من أنبوب البولي إيثيلين انزلاق الخيط الجراحي. كرر هذه العملية باستخدام القسطرة الأخرى على الطرف البعيد (aboral) للنسيج. بعد ذلك، قم بإزالة المساريق من تحضيرة النسيج.

بعد تثبيت كلا القسطرتين، انقل العينة من صينية التشريح إلى أحد أحواض الأعضاء GIMM وقم بوضع النسيج بحيث يكون الطرف الفموي مواجهاً بعيداً عن المستخدم. بعد ذلك، قم بتثبيت قسطرات الأنابيب الزجاجية في حوض الأعضاء باستخدام صلصال النمذجة عن طريق لصق طرف الأنبوب الزجاجي بجانب الحوض، أو باستخدام مشابك بلاستيكية لتثبيت القسطرات في الأعمدة الموجودة فوق الحوض والمستخدمة لتثبيت الكاميرات. الآن قم بتوصيل قطعة أنبوب بطول خمسة سنتيمتر إلى الطرف المفتوح من كل قسطرة.

بالنسبة للقسطرة الفموية، قم بتوصيل قطعة الأنبوب القصيرة بقطعة أنبوب أطول باستخدام وصلة luer lock. ثم قم بتوصيل حقنة سعة 5 mL بوصلة luer lock. ستُستخدم هذه المجموعة لحقن المحلول المنظم في العينة النسيجية.

بالنسبة للقسطرة الطرفية البعيدة (aboral catheter)، استخدم الأنابيب لتوجيه التدفق اللمعي إلى وعاء تجميع. الآن، وباستخدام المحقنة المرفقة، قم بغسل النسيج ببطء باستخدام محلول كريبس المنظم (Krebs buffer) الدافئ للتأكد من وجود تدفق جيد، وهو ما يظهر من خلال خروج السائل من القسطرة الطرفية البعيدة. تابع بمعايرة نظام تسجيل الفيديو بينما يترك النسيج ليتوازن لمدة 30 دقيقة.

قم بمعايرة ارتفاع وضع الكاميرا، وإعدادات الفيديو الخاصة بالسطوع والتباين، والمسافة الأفقية باستخدام برنامج GIMM. انقر فوق علامة تبويب التجربة الخاصة بالكاميرا المراد معايرتها، ثم من قائمة File، انقر فوق Calibrate.

بمجرد ظهور الفيديو في نافذة معايرة محطة العمل، اضبط الكاميرا على ارتفاع يتضمن في الصورة نهايات القساطر المدرجة في التجويف القولوني. ثم قم بمعايرة المسافة الأفقية المرئية في الصورة على الشاشة باستخدام ملصق المسطرة الشفاف الملحق بكل حمام. في نافذة معايرة محطة العمل نفسها، اضبط الخطوط الإرشادية الرأسية الحمراء بحيث تكون المسافة بينهما 10 millimeters.

بعد ذلك، اكتب هذه المسافة في نافذة مؤشر المسافة وانقر على زر Cal. بعد ذلك، قم بتعديل منزلقات الكسب والسطوع والغالق ضمن نافذة محطة عمل المعايرة لجعل قطعة النسيج تظهر كخيال داكن على خلفية فاتحة. ثم قم بتعديل مقابض التركيز والفتحة الموجودة على الكاميرا نفسها لتحسين الصورة بشكل أكبر.

لإتمام معايرة الصورة، انقر على Save ثم Yes في الشاشة المنبثقة. وأخيراً، انقر على Exit. بعد فترة توازن مدتها نصف ساعة، ابدأ التجربة.

ابدأ بتسمية التجربة الاختبارية. بعد ذلك، أغلق تجويف الأنبوب البارز من القسطرة الطرفية (aboral catheter) باستخدام المشبك البلاستيكي. ثم احقن حوالي 7 milliliters من محلول كريبس المنظم (Krebs buffer) في التجويف القريب من القولون.

الهدف هو توفير تمدد كافٍ لتحفيز الانقباضات الدفعية. وبمجرد تمدد القطعة بواسطة السائل اللمعي، ابدأ بتسجيل الفيديو. وفي البرنامج، انقر نقراً مزدوجاً على التجربة المسماة لفتح عرض كاميرا التجربة، ثم انقر على مفتاح التبديل لوضعه على وضع التشغيل (on) لعرض مجال الكاميرا.

قم بجمع طول محدد مسبقاً من بيانات الفيديو. وفي نهاية تجربة التمدد الموجهة الأولية هذه، قم بفك أو إزالة المشبك للسماح لقطعة النسيج بدفع السائل الممدد خارج التجويف. اترك النسيج ليعود إلى حالة التوازن لمدة تتراوح من 10 إلى 20 دقيقة، ثم كرر الإجراء باستخدام المعالجة.

يمكن أن تخضع عينة نسيجية واحدة لما يصل إلى خمس عمليات معالجة، مدة كل منها 10 دقائق، بشرط توفر فترات الراحة المناسبة بين الاختبارات. يجب الانتباه إلى حدوث تقشر للمخاطية، وهو ما يشير إلى تحلل النسيج. ولتحليل التسجيل، انقر نقراً مزدوجاً على اسم تجربة محددة لفتح نافذة التحليل الخاصة بإنشاء خريطة ST.

ضمن منطقة تشغيل الفيديو، قم بضبط منزلقات التباين والسطوع لجعل الصورة مناسبة للتحليل. قم بإنشاء صورة ظلية سوداء للنسيج على خلفية فاتحة. بعد ذلك، قم بتعيين الخطوط الإرشادية الحمراء الأفقية والرأسية داخل نافذة صورة الفيديو لعزل منطقة النسيج المراد تحليلها وإزالة المناطق التي تحتوي على شوائب.

بعد ذلك، حدد وقت التحليل. انقر فوق الزر A الأخضر لتحديد نقطة البداية، وانقر فوق الزر B الأصفر لتحديد نقطة النهاية عندما يكون منزلق الوقت في الموضع الصحيح. بعد ذلك، اختر علامة تبويب تحليل المحرك (Motor Analysis) لفتح نافذة خريطة ST، ثم انقر فوق زر ساعة الإيقاف.

ابدأ عملية إنشاء خريطة ST بالنقر بمؤشر التقاطع داخل الصورة الظلية السوداء للنسيج. قد يستغرق إنشاء الخريطة بضع دقائق حتى يكتمل. بعد إنشاء خريطة ST، اختر ميزة التكبير لتكبير الصورة.

بعد ذلك، اختر خيار اللون لعرض الصورة بالألوان بدلاً من التدرج الرمادي. ثم، اختر "تمكين" حتى يمكن استخدام المؤشر لتحديد البكسل المراد تحليله. وبالنسبة للأنسجة المرتبطة بالبكسلات المحددة، يتم تحليل التغير في القطر اللمعي بمرور الوقت وعرضه كتتبع لقطر الحبيبات إلى يمين خريطة ST.

بعد الانتهاء من التحليلات، اختر خروج (Exit). الآن قم بتصدير خريطة ST لأغراض أخرى من خلال اختيار ملف (File) ثم تصدير البيانات (Export Data)، وبعد ذلك ملف ميتا (Metafile). قم بتسمية الملف وحفظه بصيغة emf بالنقر على حفظ (Save).

توضح الخرائط التي يتم إنشاؤها بواسطة هذه التقنية التغيرات في القطر اللمعي للأنسجة من حيث المسافة والزمن. تُمثَّل المسافة الأفقية على المحور X، والزمن على المحور Y، مع وجود وقت البدء في الأعلى ووقت الانتهاء في الأسفل. ويوجد في الزاوية العلوية اليمنى مفتاح للخريطة، يعرض الحد الأدنى والحد الأقصى للأقطار اللمعية، بالإضافة إلى مقياس الرسم لكل من المحورين X و Y.

وبالتالي، فإن تدرجات البكسل المختلفة ضمن الصورة ذات المقياس الرمادي تقابل أقطاراً تجويفية مختلفة. حيث تشير البكسلات الأكثر قتامة إلى أقطار أوسع، بينما تشير البكسلات الأكثر سطوعاً إلى أقطار أصغر. وستظهر الموجات الانقباضية للعضلة الدائرية على شكل مناطق ذات بكسلات أكثر سطوعاً نتيجة لتقلص القطر التجويفي.

في المقابل، يظهر تمدد التجويف الناتج عن ارتخاء العضلات الدائرية أو وجود كتلة كبيرة من السوائل بكسلات أكثر قتامة. وبالإضافة إلى موجات الانقباض المنتشرة، يمكن أيضاً رؤية نمط حركية الخلط المعروف باسم التجزئة، حيث تحدث انقباضات ثابتة صغيرة في مناطق مختلفة في الوقت ذاته.

بمرور الوقت، تتحرك هذه الانقباضات الصغيرة نحو الطرف الشرجِي البعيد عن الفم. ويمكن للمساريق المتبقية على النسيج أن تسبب شوائب تظهر على شكل خطوط عمودية داكنة. ويمكن استخدام الحركة الأفقية لهذه الخطوط العمودية الشائبة لتحديد توقيت حركة العضلات الطولية.

بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تحضير القطع المعوية للتسجيل المرئي، وكيفية إنشاء التمثيل اللاحق للحركية المعوية في شكل خرائط زمانية مكانية. باتباع هذا الإجراء، يمكن إضافة مغذيات مختلفة إلى المحلول اللمعي من أجل تحديد كيفية تحفيز المكونات الطبيعية لأنماط حركية محددة لتسهيل عملية الهضم والامتصاص. كما يمكن استخدام ناهضات أو مضادات دوائية محددة لمستقبلات العوامل الخلطية العصبية لتحديد الآليات التي يتم من خلالها بدء الحركية وانتشارها.

يمكن أن تساعد هذه التقنية في إنتاج بيانات مفيدة لتحديد المركبات النافعة في علاج اضطرابات الحركية.