Evaluering af Respiratory Muscle Activation Brug Respiratory Motor Control Assessment (RMCA) hos personer med kronisk Rygmarvsskader

Summary

Formålet med denne publikation er at præsentere vores oprindelige arbejde på en multi-muscle overflade elektromyografisk tilgang til kvantitativt karakterisere respiratoriske muskel aktivering mønstre hos personer med kronisk rygmarvsskade hjælp vektor-baseret analyse.

Abstract

Under vejrtrækning, er aktiveringen af ​​respiratoriske muskler koordineres af integreret input fra hjernen, hjernestammen, og rygmarven. Når denne samordning er forstyrret af rygmarvsskade (SCI), kontrol af respiratoriske muskler innerveret under skadestærsklen er kompromitteret ^1,2 fører til respiratorisk muskel dysfunktion og pulmonale komplikationer. Disse betingelser er blandt de førende dødsårsager i patienter med SCI ^3.. Standard test af lungefunktionen, der vurderer respiratorisk motorisk funktion omfatter spirometrical og maksimum luftvejstryk resultater: forced vital capacity (FVC), forceret ekspirationsvolumen på et sekund (FEV _1), maksimal indåndingstryk (PI _max) og maksimal sluteksspirationstryk (PE _max) ^4,5. Disse værdier giver indirekte målinger af respiratorisk muskel ydeevne ^6.. I klinisk praksis og forskning, indspillet en overflade elektromyografi (sEMG) fra respirationsmusklernekan bruges til at vurdere respiratorisk motorisk funktion og bidrage til at diagnosticere neuromuskulære patologi. Men variabilitet i sEMG amplitude hæmmer bestræbelserne på at udvikle objektive og direkte foranstaltninger af respiratorisk motorisk funktion ^6.. Baseret på en multi-muscle sEMG tilgang til at karakterisere motorstyring af lemmer muskler ^7, kendt som den frivillige reaktion indeks (VRI) ⁸ udviklede vi et analytisk værktøj til at karakterisere respiratorisk motorstyring direkte fra sEMG data optaget fra flere respiratoriske musklerne under den frivillige respiratoriske opgaver. Vi har kaldt dette Respiratory Motor Control Assessment (RMCA) ^9.. Denne vektor analysemetode kvantificerer mængden og fordelingen af ​​aktivitet på tværs af muskler og præsenterer det i form af et indeks, der vedrører i hvilken grad sEMG output inden for en test-emne ligner fra en gruppe af raske (ikke-skadede) kontroller. Resultatindeksværdien har vist sig at have høj ansigt gyldighed, følsomhedog specificitet ^9-11. Vi viste tidligere ⁹ at RMCA resultater signifikant korrelerer med niveauet af SCI og lungefunktionen foranstaltninger. Vi præsenterer her den metode til kvantitativt at sammenligne post-rygmarvsskader respiratoriske multi-muskel aktivering mønstre hos raske individer.

Protocol

1.. Indstillinger Overflade elektrode hoveder blev placeret over musklen maver venstre (L) og højre (R) respirationsmusklerne: sternocleidomastoideus (SC), scalene (S), øvre trapezius på medioklavikulærlinje (UT), clavicular del af pectoralis på medioklavikulærlinje (P ), membran på parasternale linje (D), intercostal ved 6 th interkostalrum på forreste aksillær linje (IC), rectus abdominus på navlestrengen niveau (RA), obliquus abdominis på midtaksillærlinien (O), lavere trapezius para…

Representative Results

Figur 3 repræsenterer electromyogram og luftvejs-tryk (på toppen) samtidig optaget under MEPT fra en ikke-tilskadekomne (til venstre) og SCI (til højre) individer. Bemærk faldt luftvejstryk og fravær af sEMG aktivitet i udåndingsslagene muskler i en SCI emnet, når sammenlignet med en ikke-skadede individ (markeret med grå ellipser). Bemærk også, at opgavens start, som markeret på bunden, er forbundet med øget sEMG aktivitet og hæve luftvejstryk. Figur 4<…

Discussion

Standard kliniske undersøgelser for at vurdere respiratorisk motorisk funktion efter SCI og andre lidelser omfatter test af lungefunktionen og American Spinal Injury Association Nedskrivning Scale (AIS) evaluering ^14,15. Imidlertid er disse værktøjer ikke designet til kvantitativ evaluering af stammen og respiratoriske motorstyring. I vores tidligere offentliggjorte arbejde ⁹ har vi vist, at RMCA er en gyldig metode til at kvantitativt vurdere respiratoriske motorisk funktion påvirkes af SCI. V…

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.