Evaluatie van Respiratory Muscle Activation Met Respiratory Motor Control Assessment (KMMA) in Personen met chronische ruggenmergletsel
Summary
Het doel van deze publicatie is om onze oorspronkelijke werk op een multi-spier oppervlak elektromyografische aanpak te presenteren om kwantitatief te karakteriseren respiratoire spieractivatiepatronen bij personen met chronische dwarslaesie behulp van vector-gebaseerde analyse.
Abstract
Tijdens de ademhaling, wordt activering van de ademhalingsspieren gecoördineerd door geïntegreerde input van de hersenen, hersenstam en ruggenmerg. Bij deze coördinatie wordt verstoord door ruggenmergletsel (SCI), controle van de ademhalingsspieren geïnnerveerd onder het letsel niveau wordt gecompromitteerd 1,2 leidt tot ademhalingsspieren dysfunctie en pulmonale complicaties. Deze voorwaarden zijn een van de belangrijkste oorzaken van overlijden bij patiënten met SCI 3. Standaard longfunctietesten die respiratoire motorische functie te beoordelen zijn spirometrical en maximale luchtwegdruk uitkomsten: Forced Vital Capacity (FVC), geforceerde uitademing in een seconde (FEV 1), Maximal Inspiratoire Pressure (PI max) en de maximale expiratoire druk (PE max) 4,5. Deze waarden geven indirecte metingen van de ademhalingsspieren prestaties 6. In de klinische praktijk en onderzoek, een oppervlakte elektromyografie (EMG) opgenomen van ademhalingsspierenkan worden gebruikt voor respiratoire motorfunctie beoordelen en helpen diagnosticeren neuromusculaire pathologie. Echter, variabiliteit in de EMG amplitude remt inspanningen om objectieve en directe maatregelen van de respiratoire motorische functie 6 ontwikkelen. Op basis van een multi-spier EMG aanpak van motorische controle van de spieren van de ledematen 7, bekend als de respons index vrijwillige (VRI) 8 karakteriseren, hebben we een analyse-instrument ontwikkeld voor de ademhalingswegen motorische controle direct karakteriseren van EMG-gegevens opgenomen van meerdere ademhalingsspieren tijdens de vrijwillige respiratoire taken. We hebben dit de Respiratory Motor Control Assessment (KMMA) 9 genoemd. Deze vector analysemethode kwantificeert de hoeveelheid en de verdeling van de activiteit in de spieren en presenteert deze in de vorm van een index die de mate waarin sEMG uitgang binnen een test-onderwerp lijkt verhaalt dat uit een groep van gezonde (niet-gewonde) controles. De resulterende indexwaarde is aangetoond dat hoge face validity, gevoeligheid hebbenen specificiteit 9-11. We toonden eerder 9 dat het KMMA uitkomsten significant correleren met de niveaus van SCI en longfunctie maatregelen. We zijn hier de presentatie van de methode om kwantitatief na dwarslaesie respiratoire multi-spieractivatiepatronen vergelijken met die van gezonde personen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Standaard klinische tests om respiratoire motorische functie na SCI en andere aandoeningen te evalueren onder het longfunctieonderzoek en de American Spinal Injury Association Impairment Scale (AIS) evaluatie 14,15. Echter, deze instrumenten niet ontworpen voor kwantitatieve evaluatie van de romp en respiratoire motorbesturing. In onze eerder gepubliceerd werk 9, hebben wij aangetoond dat het KMMA een geldige methode van de luchtwegen motorfunctie die door SCI kwantitatief evalueren. We hebben aang…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door Christopher Reeve Foundation en Dana (Grant CDRF OA2-0802-2), Kentucky Spinal Cord en Head Injury Research Trust (Grant 9-10A – KSCHIRT), Craig H. Neilsen Foundation (Grant 1000056824 – HN000PCG) en de Nationale Institutes of Health: National Heart Lung and Blood Institute (Grant 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).
