Summary
इस प्रकाशन का उद्देश्य मात्रात्मक वेक्टर आधारित विश्लेषण का उपयोग कर पुरानी रीढ़ की हड्डी में चोट के साथ लोगों में सांस की मांसपेशी सक्रियण पैटर्न को चिह्नित करने के लिए एक बहु - मांसपेशी सतह electromyographic दृष्टिकोण पर अपने मूल काम को पेश करने की है.
Protocol
1. सेटिंग्स
- Sternocleidomastoid (अनुसूचित जाति), विषमभुज (एस), midclavicular रेखा (यूटी), midclavicular लाइन पर वक्षपेशी की हंसली का भाग (पी पर ऊपरी trapezius: भूतल इलेक्ट्रोड सिर बाएं (एल) और सही (नि.) सांस की मांसपेशियों की मांसपेशी पेट पर रखा गया ), parasternal लाइन (डी), midscapular स्तर पर paraspinally पूर्वकाल कक्षा लाइन पर 6 वें पसलियों के बीच अंतरिक्ष (आईसी), नाल स्तर पर rectus abdominus (आरए), midaxillary लाइन पर obliquus उदर (ओ), कम trapezius (एलटी पर पसलियों पर डायाफ्राम ), और श्रोणिफलक intercrestal रेखा (पी एस) 6 पर paraspinally paraspinal. जमीन इलेक्ट्रोड अंसकूट प्रक्रियाओं पर रखा गया था. वापस पैक यूनिट, संलग्न इलेक्ट्रोड के साथ एक प्रस्ताव लैब सिस्टम, एक मोशन लैब EMG डेस्क टॉप यूनिट और Powerlab प्रणाली (चित्रा 1) से जुड़ा था.
- एयरवे प्रेशर रिकॉर्ड करने के लिए टी टुकड़ा निगरानी सर्किट चित्रा 2 में दिखाया गया के रूप में इकट्ठा होता है और कम pressu से जुड़ा थाहवा ट्यूब का उपयोग कर फिर से ट्रांन्सड्यूसर (MP45).
- MP45 CD15 से जुड़ा है और Powerlab प्रणाली (चित्रा 1 और 1 टेबल) था.
2. RMCA प्रोटोकॉल
- सांस की मोटर कार्यों अधिकतम Inspiratory दबाव टास्क (MIPT) और अधिकतम expiratory दबाव टास्क (MEPT) शामिल थे. MIPT या MEPT को करने के लिए विषयों के अवशिष्ट मात्रा या एक टी टुकड़ा निगरानी सर्किट (आंकड़े 1 और 2) के प्रयोग से 5 सेकंड के लिए कुल फेफड़ों की क्षमता से निःश्वास प्रयासों से अधिकतम सांस खींचने का प्रयास निर्माण करने के लिए कहा गया था. प्रत्येक पैंतरेबाज़ी एक श्रव्य 5 सेकंड लंबे टोन द्वारा cued और 3x दोहराया गया था. बाकी के कम से कम 1 मिनट प्रत्येक प्रयास के बीच की अनुमति दी थी.
- EMG इनपुट 2,000 की बढ़त के साथ परिलक्षित किया गया था, 30-1,000 हर्ट्ज पर फ़िल्टर और 2,000 हर्ट्ज पर जांचा. एयरवे प्रेशर इनपुट पानी के 100 सेमी पर समायोजन और 2,000 हर्ट्ज पर नमूना था. EMG और airway दबाव आदानों 16 बिट पूर्ण पैमाने पर एडीसी का उपयोग कर Powerlab अधिग्रहण प्रणाली से बदल रहे थेसंकल्प. एयरवे प्रेशर, sEMG और मार्कर संकेत एक साथ 9 दर्ज किया गया.
3. डेटा विश्लेषण
- MIPT या MEPT के लिए 5 सेकंड के मल्टी मांसपेशी गतिविधि वितरण विश्लेषण खिड़कियों प्रत्येक शुरू और (चित्रा 3) के कार्य को समाप्त करने के लिए जब विषय का संकेत है कि cuing टोन के साथ दर्ज की घटना मार्कर और airway दबाव से निर्धारित किया गया है. प्रत्येक पेशी के लिए sEMG गतिविधि वर्ग (आरएमएस) एल्गोरिथ्म 6,12 (चित्रा 4) मतलब एक रूट का उपयोग कर की गणना की गई. प्रत्येक कार्य के लिए तीन दोहराया परीक्षण प्रत्येक मांसपेशी (चैनल) के लिए 13 औसतन थे.
- बहु मांसपेशी सक्रियण पैटर्न कस्टम बनाया मैटलैब सॉफ्टवेयर (Mathworks) का उपयोग स्वैच्छिक रिस्पांस सूचकांक (VRI) 8 (आंकड़े 4-6) के रूप में जाना एक सदिश विश्लेषण पद्धति के आधार पर मूल्यांकन किया गया. हर तिकड़म के लिए, VRI गणना दो मूल्यों, एक परिमाण और एक समानता सूचकांक (एसआई) (आंकड़े 5-6) पैदा करता है.परिमाण पैरामीटर, विशिष्ट समय खिड़की के भीतर सभी की मांसपेशियों के लिए संयुक्त sEMG गतिविधि की राशि, विशेष कार्य के लिए उत्तर वेक्टर (आर वी) (चित्रा 7) की लंबाई के रूप में गणना की गई. समानता सूचकांक (एसआई) एससीआई विषय की आर.वी. एक ही कार्य के दौरान स्वस्थ विषयों से प्राप्त प्रोटोटाइप रिस्पांस वेक्टर (इनका उपयोग) के लिए कितना इसी तरह व्यक्त करता है कि एक मूल्य प्रदान करता है. एसआई मूल्य एससीआई विषय आर.वी. और इनका उपयोग के बीच कोण की कोज्या के रूप में प्रत्येक कार्य के लिए गणना की गई थी. एसआई मान 0 और 1.0 के मूल्य की तुलना में वैक्टर 9 (8 चित्रा) के लिए सबसे अच्छा मैच का प्रतिनिधित्व करता है, जहां 1.0 के बीच पर्वतमाला.
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Representative Results
चित्रा 3 विद्युतपेशीलेख और एक साथ एक गैर घायल (बाएं) और एससीआई (दाएं) व्यक्तियों से MEPT दौरान दर्ज एयरवे प्रेशर (शीर्ष पर) का प्रतिनिधित्व करता है. नोट एक गैर घायल व्यक्ति (ग्रे ellipses के साथ चिह्नित) की तुलना में जब एक एससीआई विषय में निःश्वास मांसपेशियों में गतिविधि sEMG की एयरवे प्रेशर और अभाव की कमी हुई. के रूप में नीचे के रूप में चिह्नित कार्य के शुरू, बढ़ी गतिविधि sEMG और ऊपर उठाने एयरवे प्रेशर के साथ जुड़ा हुआ है कि यह भी ध्यान दें.
चित्रा 4 आर.वी. के निर्माण का मुख्य कदम पर प्रकाश डाला गया. कार्य की शुरुआत और अंत (घटना खिड़की) मार्कर के अनुसार डेटा बिंदुओं (चरण 1) के रूप में परिभाषित किया गया था. रूट इस घटना खिड़की के भीतर sEMG के वर्ग (आरएमएस) प्रत्येक मांसपेशी (चरण 2) के लिए यह मतलब sEMG गतिविधि का प्रतिनिधित्व करता है मतलब. आर.वी. विशिष्ट मांसपेशी संयोजन (चरण 3) के लिए RMSs मूल्यों का उपयोग कर इकट्ठा किया है.
चित्रा 5 की गणना दिखाता हैइनका उपयोग और गैर घायल (स्वस्थ) व्यक्तियों के एक समूह के लिए अपने परिमाण. प्रोटोटाइप प्रतिक्रिया मैट्रिक्स व्यक्ति RVs (4) का उपयोग कर निर्माण किया गया था. प्रोटोटाइप प्रतिक्रिया मैट्रिक्स में प्रत्येक स्तंभ समूह में प्रत्येक व्यक्ति के लिए डेटा (.. एन = 1,2, एन) और प्रत्येक पंक्ति समूह में सभी व्यक्तियों से विशिष्ट मांसपेशी की मात्रा निर्धारित sEMG गतिविधि (RMSs) का प्रतिनिधित्व शामिल है. इनका उपयोग प्रोटोटाइप प्रतिक्रिया मैट्रिक्स (5) के प्रत्येक पंक्ति के औसत लेने के द्वारा की गणना की गई. परिमाण मूल्य आर.वी. की लंबाई का प्रतिनिधित्व करता है और (6) दिखाया सूत्र के अनुसार गणना की गई.
चित्रा 6 एसआई गणना के लिए कदम से पता चलता है. भी आंकड़े 4 और 5 पर दिखाया के रूप में विशेष एससीआई व्यक्ति के लिए आर.वी. (7) और उसके परिमाण (चरण 8) की गणना की गई. एसआई इनका उपयोग और आर.वी. (9 कदम) के आंतरिक उत्पाद की गणना के द्वारा प्राप्त किया गया था.
आंकड़े 7 और 8 वैक्टर के निर्माण और calcu को वर्णनवास्तविक आंकड़ों का उपयोग कर परिणामों के रिश्तों. इन गणनाओं Mathlab, एक्सेल या दूसरों की तरह किसी भी उपयुक्त सॉफ्टवेयर उपकरण का उपयोग करके बनाया जा सकता है.
तालिका 1. श्वसन मोटर नियंत्रण आकलन के लिए इस्तेमाल विशिष्ट उपकरण और आपूर्ति की सूची.
चित्रा 1. sEMG और श्वसन मोटर नियंत्रण आकलन के लिए इस्तेमाल किया airway दबाव रिकॉर्डिंग उपकरण. बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहां क्लिक करें .
चित्रा 2. हवा ट्यूब के साथ टी टुकड़ा निगरानी सर्किट एयरवे प्रेशर घ रिकॉर्ड किया कोडांतरणuring MEPT. MIPT के लिए, भाग लीक हवा श्वसन ओर से फ़्लिप किया जाना चाहिए ध्यान दें.
चित्रा 3. एक गैर घायल व्यक्तिगत और रीढ़ की हड्डी की चोट (एससीआई) के साथ एक विषय में अधिकतम expiratory दबाव टास्क (MEPT) के दौरान गतिविधि sEMG. विकसित वायु दबाव ऊपर (दबाव) पर दिखाया गया है और एक साथ पर घटना चिह्न (मार्कर) के साथ गतिविधि sEMG दर्ज की गई है नीचे. कार्यक्षेत्र ग्रे लाइनों VRI गणना के लिए 5 सेकंड विश्लेषण खिड़कियों का प्रतिनिधित्व करते हैं. नोट निःश्वास मांसपेशियों में गतिविधि के एयरवे प्रेशर और अनुपस्थिति में कमी आई: अधिकार (नि.) और वाम (एल) पसलियों (आईसी), Rectus Abdominus (आरए), और एक गैर घायल व्यक्ति (की तुलना में एक एससीआई विषय में तिर्यक Abdominus (का.) ) ग्रे ellipses के साथ चिह्नित. अन्य मांसपेशियों दिखाया: अधिकार (नि.) और वाम (एल) Ster nocleidomastoid (अनुसूचित जाति), विषमभुज (एस);. ऊपरी trapezius (यूटी), pectoralis (पी), डायाफ्राम (डी), लोअर trapezius (एलटी), और paraspinal (पी एस) बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहां क्लिक करें .
4 चित्रा. रिस्पांस वेक्टर (आर वी) की गणना के लिए कदम. विशिष्ट कार्य के दौरान आर.वी. रूट का उपयोग कर इकट्ठा किया गया था कि नोट स्क्वायर (आरएमएस) विशिष्ट मांसपेशियों के लिए मूल्यों की गणना मतलब.
चित्रा 5. समूह में प्रत्येक स्वस्थ व्यक्ति से आर.वी. पीवीआर बना सकते हैं और इसके परिमाण की गणना करने के लिए इस्तेमाल किया गया था कि प्रोटोटाइप रिस्पांस वेक्टर (पीवीआर). नोट की गणना के लिए कदम.0178/50178fig5large.jpg "लक्ष्य =" _blank "> बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहां क्लिक करें.
6 चित्रा. एसआई इनका उपयोग और एससीआई विषय (SRV) से प्राप्त आर.वी. गणना कर रहा था कि समानता सूचकांक (एसआई) और परिमाण की गणना के लिए कदम. नोट. परिमाण SRV की लंबाई के रूप में गणना की गई है कि यह भी ध्यान दें. बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहां क्लिक करें .
चित्रा 7. 17 गैर घायल व्यक्तियों में अधिकतम expiratory टास्क (MEPT) के दौरान प्राप्त आंकड़ों का उपयोग कर इनका उपयोग गणना का उदाहरण है. बड़ा च देखने के लिए यहां क्लिक करेंigure.
चित्रा 8. अधिकतम स्वस्थ में expiratory टास्क (MEPT) (गैर घायल) और एससीआई व्यक्तियों दौरान प्राप्त आंकड़ों का उपयोग कर VRI गणना का उदाहरण है. ध्यान दें कि गैर घायल विषय, अनुपस्थिति के विपरीत और (आईसी, आरए, और हे निःश्वास मांसपेशियों गतिविधि में कमी आई एससीआई व्यक्ति में) समानता सूचकांक (एसआई) मूल्य कम किया है. इसके अलावा कम परिमाण मूल्य के साथ जुड़े एक एससीआई व्यक्ति में कम समग्र मांसपेशियों की गतिविधि को नोट करें. बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहां क्लिक करें .
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Discussion
एससीआई और अन्य बीमारियों के बाद सांस की मोटर समारोह का मूल्यांकन करने के लिए मानक नैदानिक परीक्षण फेफड़े समारोह परीक्षण और अमेरिकी रीढ़ की हड्डी में चोट एसोसिएशन हानि स्केल (एआईएस) मूल्यांकन 14,15 शामिल हैं. हालांकि, इन उपकरणों ट्रंक और सांस की मोटर नियंत्रण की मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए तैयार नहीं हैं. हमारे पहले प्रकाशित काम 9 में, हम RMCA मात्रात्मक एससीआई से प्रभावित श्वसन मोटर समारोह का मूल्यांकन करने के लिए एक वैध तरीका है कि पता चला है. हम इस विधि का परीक्षण फिर से परीक्षण और विषय से विषय EMG आयाम परिवर्तनशीलता के बावजूद इस्तेमाल किया जा सकता है कि प्रदर्शन किया है.
मानक वेक्टर (इनका उपयोग) के खिलाफ एक परीक्षण व्यक्ति (आर वी) द्वारा निर्मित बहु पेशी वितरण पैटर्न में अंतर की डिग्री (एसआई) यों के क्रम में, इनका उपयोग और आर.वी. मांसपेशियों के किसी भी संयोजन के लिए निर्माण किया जा सकता है. मोटर कार्यों से भिन्न है और अध्ययन के डिजाइन के साथ ही मांसपेशियों की सूची पर निर्भर कर सकते हैं. सह मेंएसआई के लिए ntrast, समग्र sEMG गतिविधि का प्रतिनिधित्व परिमाण मूल्यों, विषय प्रयास, प्रतिपूरक मांसपेशियों की गतिविधियों, और शरीर के ऊतकों के भौतिक गुणों के द्वारा संशोधित किया जा सकता है.
पद्धति अलग हो सकती है, जो रास्ते में एसआई, बहु मांसपेशी सक्रियण पैटर्न मानक पैटर्न के कितने निकट है मात्रात्मक उपाय प्रदान करते हुए, वर्णन नहीं है. इस कारण से, यह गुणात्मक पैटर्न और व्यक्तिगत पेशी सक्रियण में बदलाव का वर्णन करने के लिए आवश्यक है. इसके अलावा, आगे के अध्ययन बहु और एकल मांसपेशी सक्रियण संपत्तियों को चिह्नित करने के साथ जो अतिरिक्त पैरामीटर के लिए sEMG संकेतों की जांच करने की जरूरत है.
यहाँ प्रस्तुत विधि प्रामाणिक मानक उपायों के साथ तुलना में सांस की मोटर कार्य करने के लिए इस्तेमाल किया ट्रंक मांसपेशियों की मोटर नियंत्रण का मूल्यांकन करने के लिए एक व्यवस्थित तरीका प्रदान करता है. मांसपेशी सक्रियण पैटर्न बदल रहा है जो रास्ते में जांच करने के लिए एक वर्णनात्मक sEMG मूल्यांकन करने के अलावाएड, VRI गणना विघटन की गंभीरता को समय से अधिक व्यक्तियों और परिवर्तन की तुलना में किया जा सकता है पर नजर रखी जा सकती है, जिसमें से एकीकृत सूचकांक मूल्य प्रदान करते हैं. इस विधि से सांस की मोटर नियंत्रण की स्थिति के मूल्यांकन और एससीआई और अन्य विकार के साथ लोगों में भ्रष्ट श्वसन मोटर नियंत्रण पर मौजूदा और उपन्यास उपायों के प्रभाव की अनुमति देता है.
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Disclosures
घोषित करने के लिए ब्याज की कोई संघर्ष.
Acknowledgments
, क्रेग एच. Neilsen फाउंडेशन (अनुदान 1000056824 - HN000PCG) और राष्ट्रीय - यह काम क्रिस्टोफर और दाना रीव फाउंडेशन (अनुदान CDRF OA2-0802-2), केंटकी रीढ़ की हड्डी और सिर में चोट रिसर्च ट्रस्ट (KSCHIRT अनुदान 9-10A) द्वारा समर्थित किया गया स्वास्थ्य संस्थान: राष्ट्रीय हृदय फेफड़े और रक्त संस्थान (अनुदान 1R01HL103750-01A1).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| PowerLab System 16/35 | ADInstruments | PL3516 | Number of units depends on number of channels recorded |
| EMG System MA 300 | Motion Lab Systems | MA300-XVI | Number of units depends on number of channels recorded |
| Low Pressure Transducer MP45 | Validyne | MP45-40-871 | |
| Basic Carrier Demodulator CD15 | Validyne | CD15-A-2-A-1 | |
| Air Pressure Manometer | Boehringer | 4103 | Needed for MP45 calibration |
| Event Marker | Hand held switch that when pressed gives a DC voltage and sound output (including 5-sec long mark) | ||
| Alcohol Wipes | Henry Schein | 1173771 | Needed for electrodes placement |
| Electrode Gel | Lectron II | 36-3000-25 | Needed for electrodes placement |
| Tagaderm | Henry Schein | 7779152 | Needed for electrodes placement |
| Noseclip | Henry Schein | 1089460 | |
| T-piece Ventilator Monitoring Circuit with One-way Valves | Alleglance (Airlife) | 1504 | |
| Air Tube | UnoMedical | 400E | |
| Table 1. List of specific equipment and supplies used for the Respiratory Motor Control Assessment. | |||
References
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