تقييم تنشيط العضلات التنفسية عن طريق الجهاز التنفسي التحكم في المحركات تقييم (RMCA) في الأشخاص الذين يعانون المزمنة اصابات الحبل الشوكي
Summary
والغرض من هذا المنشور هو تقديم العمل الأصلي لدينا على نهج electromyographic سطح العضلات متعددة لوصف كميا أنماط التنشيط العضلات التنفسية لدى الأفراد مع إصابة الحبل الشوكي المزمن باستخدام التحليل المستندة إلى متجه.
Abstract
أثناء التنفس، ويتم تنسيق تنشيط عضلات الجهاز التنفسي من قبل إدخال متكامل من الدماغ، الدماغ، والحبل الشوكي. عندما يتم تعطيل هذا التنسيق من خلال إصابة الحبل الشوكي (النخاع الشوكي)، وخطر السيطرة على عضلات الجهاز التنفسي معصب دون مستوى الإصابة 1،2 مما يؤدي إلى ضعف العضلات والجهاز التنفسي مضاعفات رئوية. هذه الظروف هي من بين الأسباب الرئيسية للوفاة في المرضى الذين يعانون من اصابات النخاع الشوكي 3. معيار اختبارات وظائف الرئة أن تقييم وظيفة الجهاز التنفسي تشمل المحركات spirometrical والحد الأقصى الهوائية نتائج الضغط: السعة الحيوية القسرية (FVC)، حجم الزفير القسري في ثانية واحدة (FEV 1)، الضغط الشهيق القصوى (PI ماكس) والضغط الزفيري القصوى (PE ماكس) 4،5. توفر هذه القيم القياسات غير المباشرة من أداء العضلات التنفسية 6. في الممارسة السريرية والبحوث، والكهربائي السطحي (sEMG) سجلت من عضلات الجهاز التنفسييمكن استخدامها لتقييم وظيفة الحركة في الجهاز التنفسي وتساعد على تشخيص الأمراض العصبية والعضلية. ومع ذلك، وتقلب في السعة sEMG يثبط الجهود الرامية إلى تطوير مقاييس موضوعية ومباشرة من الجهاز التنفسي وظيفة الحركة 6. استنادا إلى نهج sEMG العضلات متعددة لتوصيف التحكم في المحركات من عضلات الطرف 7، والمعروفة باسم مؤشر الاستجابة الطوعية (VRI) 8، قمنا بتطوير أداة تحليلية لوصف التحكم في المحركات الجهاز التنفسي مباشرة من sEMG البيانات المسجلة من عضلات الجهاز التنفسي متعددة أثناء الطوعية مهام الجهاز التنفسي. لقد وصف هذا الجهاز التنفسي موتور تقييم التحكم (RMCA) 9. هذا أسلوب التحليل الكمي ناقلات كمية وتوزيع النشاط عبر العضلات ويقدمها في شكل مؤشر والتي ترتبط الدرجة التي خرج sEMG داخل A-موضوع اختبار يشبه من مجموعة من الأصحاء (غير المصابين) الضوابط. وقد تبين أن قيمة مؤشر الناتج لديك صلاحية وجه عالية، وحساسيةوخصوصية 9-11. أظهرنا سابقا 9 أن نتائج RMCA ترتبط بشكل كبير مع مستويات اصابات النخاع الشوكي وتدابير وظائف الرئة. نحن نقدم هنا طريقة لمقارنة كميا إصابة الحبل الجهاز التنفسي أنماط التنشيط العضلات متعددة في مرحلة ما بعد العمود الفقري لتلك الأفراد الأصحاء.
Protocol
Representative Results
Discussion
الاختبارات السريرية القياسية لتقييم وظيفة الحركة في التنفس بعد اصابات النخاع الشوكي وغيرها من الاضطرابات تشمل اختبارات وظائف الرئة والجمعية الأمريكية لإصابة العمود الفقري مقياس انخفاض القيمة (AIS) تقييم 14،15. ومع ذلك، هذه الأدوات ليست مصممة لتقييم كمي من الجذع …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل كريستوفر ودانا ريف مؤسسة (المنحة CDRF OA2-0802-2)، كنتاكي الحبل الشوكي وإصابات الرأس ريسيرش ترست (منحة 9-10A – KSCHIRT)، ومؤسسة نيلسون H. كريغ (المنحة 1000056824 – HN000PCG) والوطني معاهد الصحة: القلب والرئة الوطني ومعهد الدم (المنحة 1R01HL103750-01A1).
Materials
| Name of the Device | Vendor | Product # | 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
- Schilero, G. J., Spungen, A. M., Bauman, W. A., Radulovic, M., Lesser, M. Pulmonary function and spinal cord injury. Respir. Physiol. Neurobiol. 166, 129-141 (2009).
- Winslow, C., Rozovsky, J. Effect of spinal cord injury on the respiratory system. Am. J. Phys. Med. Rehabil. 82, 803-814 (2003).
- Garshick, E., et al. A prospective assessment of mortality in chronic spinal cord injury. Spinal Cord. 43, 408-416 (2005).
- Jain, N. B., Brown, R., Tun, C. G., Gagnon, D., Garshick, E. Determinants of forced expiratory volume in 1 second (FEV1), forced vital capacity (FVC), and FEV1/FVC in chronic spinal cord injury. Arch. Phys. Med. Rehabil. 87, 1327-1333 (2006).
- Stolzmann, K. L., Gagnon, D. R., Brown, R., Tun, C. G., Garshick, E. Longitudinal change in FEV1 and FVC in chronic spinal cord injury. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 177, 781-786 (2008).
- . American Thoracic Society/European Respiratory Society. ATS/ERS Statement on respiratory muscle testing. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 166, 518-624 (2002).
- Sherwood, A. M., McKay, W. B., Dimitrijevic, M. R. Motor control after spinal cord injury: assessment using surface EMG. Muscle Nerve. 19, 966-979 (1996).
- Lee, D. C., et al. Toward an objective interpretation of surface EMG patterns: a voluntary response index (VRI). J. Electromyogr. Kinesiol. 14, 379-388 (2004).
- Ovechkin, A., Vitaz, T., de Paleville, D. T., Aslan, S., McKay, W. Evaluation of respiratory muscle activation in individuals with chronic spinal cord injury. Respir. Physiol. Neurobiol. 173, 171-178 (2010).
- Lim, H. K., Sherwood, A. M. Reliability of surface electromyographic measurements from subjects with spinal cord injury during voluntary motor tasks. J. Rehabil. Res. Dev. 42, 413-422 (2005).
- Lim, H. K., et al. Neurophysiological assessment of lower-limb voluntary control in incomplete spinal cord injury. Spinal Cord. 43, 283-290 (2005).
- Sherwood, A. M., Graves, D. E., Priebe, M. M. Altered motor control and spasticity after spinal cord injury: subjective and objective. 37, 41-52 (2000).
- McKay, W. B., Lim, H. K., Priebe, M. M., Stokic, D. S., Sherwood, A. M. Clinical neurophysiological assessment of residual motor control in post-spinal cord injury paralysis. Neurorehabil. Neural Repair. 18, 144-153 (2004).
- Marino, R. J., et al. International standards for neurological classification of spinal cord injury. J. Spinal. Cord. Med. 26, S50-S56 (2003).
- American Spinal Injury Association and International Spinal Cord Society. . International Standards for Neurological Classification of Spinal Cord Injury. , (2006).
