Koordinaten Mapping von Hyolaryngeal Mechanik in Schlucken
Summary
Koordinatenabbildung ist ein Verfahren zur Dokumentation von hervorstechenden Eigenschaften hyolaryngeal Biomechanik im Rachenschluckphase. Diese Methode nutzt die Bildanalyse-Software, um die Koordinaten von anatomischen Landmarken aufzeichnen. Diese Koordinaten werden in einer Excel-Makro importiert und in die kinematischen Größen von Interesse, die in der Forschung Dysphagie übersetzt.
Abstract
Charakterisierung hyolaryngeal Bewegung ist wichtig, Dysphagie Forschung. Frühere Verfahren erfordern mehrere Messungen auf eine kinematische Messung wohin erhalten Koordinatenabbildung von hyolaryngeal Mechanik mit modifizierten Barium-Schwalbe (MBS) verwendet einen Satz von Koordinaten, um mehrere Variablen von Interesse zu berechnen. Zu Demonstrationszwecken wurden zehn kinematischen Messungen von einem Satz von Koordinaten erzeugt werden, um Unterschiede in der Schluck zwei verschiedene Arten Bolus zu bestimmen. Berechnungen der Zungen Auslenkung gegen die Wirbel-und Unterkiefer korreliert werden, um die Bedeutung der Bezugsachsen zu bestimmen.
Um zu demonstrieren, koordinieren Mapping Methode wurden 40 Studien MBS zufällig ohne bekannte Schluck Beeinträchtigung, die aus einem Datensatz von gesunden Normalpersonen. Eine 5 ml dünnflüssig Bolus und eine 5 ml-Pudding Schwalben wurden von jedem Probanden gemessen. Neun-Koordinaten, die Abbildung der Schädelbasis, Unterkiefer, Wirbel und Elemente der hyoLarynx-Komplexes wurden in den Rahmen der minimalen und maximalen Auslenkung hyolaryngeal aufgezeichnet. Koordinaten wurden mathematisch in zehn Variablen hyolaryngeal Mechanik umgewandelt.
Inter-Reliabilität wurde von Intrakorrelationskoeffizienten (ICC) ausgewertet. Zweiseitigen t-Tests wurden verwendet, um Unterschiede in der Kinematik durch Bolus Viskosität auszuwerten. Zungen Ausflug Messungen gegen verschiedene Bezugsachsen wurden korreliert. Inter-Reliabilität zwischen sechs Rater für die 18 Koordinaten reichten von ICC = 0,90-0,97. Ein Schiefer von zehn kinematischen Messungen wurde von Subjekt zwischen den sechs Rater verglichen. Ein Ausreißer wurde abgelehnt, und der Mittelwert der übrigen Zuverlässigkeit Partituren war ICC = 0,91, von 0,84 bis 0,96, 95% CI. Zweiseitigen t-Tests mit Bonferroni-Korrekturen Vergleich zehn kinematischen Größen (5 ml dünnflüssig vs 5 ml Pudding Schwalben) zeigte statistisch signifikante Unterschiede in Zungen Ausflug, überlegene Kehlkopfbewegung und Rachen shortening (p <0,005). Pearson-Korrelationen der Zungen Ausflug Messungen aus zwei verschiedenen Bezugsachsen waren: r = 0,62, r 2 = 0,38, (dünnflüssig); r = 0,52, r 2 = 0,27, (Pudding).
Beziehen Koordinaten Wahrzeichen ist eine zuverlässige Methode, um mehrere kinematischen Größen aus Videodurchleuchtungsbilder nützlich Dysphagie Forschung zu generieren.
Introduction
Die Rachenphase des Schluckens ist ein komplexer Prozess, der über zwanzig Muskeln und mehrere Skelettelemente, einen Bolus aus der Mundhöhle in die Speiseröhre zu übertragen, während der Schutz der Atemwege. Vorhergehende Rachenverengung, Elemente der hyolaryngeal Komplex (Zungenbein, Kehlkopf, und die damit verbundenen Strukturen, einschließlich des oberen Ösophagussphinkters) werden verschoben, um eine Atemschutzleitung in einem Verdauungstrakt zu konvertieren. Der Kehlkopf wieder entfernt vorn weg von der Flugbahn eines ankommenden Bolus und die obere Ösophagussphinkter offen gedehnt. Kinematische Messungen von Videodurchleuchtungs Schlucken Studien (auch als bekannt oder MBS modifizierte Bariumverschluckungsuntersuchungen) genommen sind die primären Forschungsmethoden für die Quantifizierung der mehrere Bewegungen des hyolaryngeal Komplex 1.
Während quantitative Videodurchleuchtungs Messungen sind nützlich für die Messung Schluckfunktion, verschiedene Achsen von ReferenzSkalare und des Messergebnisses in Erkenntnisse, die bei den verschiedenen Methoden der kinematischen Messungen 2 kompatibel sind. Die Bewegung des Patienten und Kliniker Fluoroskop unter manueller Kontrolle verwechselt auch die Genauigkeit der Messung dieser komplexen physiologischen Prozess. Noch wichtiger ist, kinematische Messungen nicht unbedingt Struktur-Funktions-Beziehungen wichtig für die Bewertung ungeordneten Schlucken. Kinematik des Zungen insbesondere wurden entwickelt, um eine Bewegung in einer Vorwärts oder überlegen in Bezug auf die Richtung einer anatomischen Ebene mit dem Wirbel ausgerichtet zu verfolgen. Allerdings ist diese Konfiguration nicht unbedingt die Wirkungslinie der Muskeln, die das Zungen auszusetzen.
Ein Zwei-Sling Mechanismus der hyolaryngeal Erhebung im Rachenphase des Schluckens wurde identifiziert (Abbildung 1) 3,4. Die suprahyoidalen Muskeln umfassen die vorderen Muskelschlinge und die langen Rachenmuskeln umfassen die posterior Muskelschlinge. Diese Muskeln heben verschiedenen Elemente der hyolaryngeal Komplex einschließlich des Zungen, Kehlkopf, und Strukturen, die den oberen Speiseröhrenschließmuskel zu bilden.
Koordinaten Abbildung von hyolaryngeal Mechanik nutzt neun leicht identifizierbaren anatomischen Landmarken zu drei Hebel und Skelettmerkmale der hyolaryngeal komplexer darstellt Befestigungspunkte der vorderen und hinteren Muskelschlingen (Abbildung 2) abzubilden. Während des Schluckens ist jeder Skeletthebel und Merkmal der hyolaryngeal Komplex in Bewegung. Durch das Sammeln von Koordinaten, kann das System in einem beliebigen Zeitrahmen erfasst werden. Trigonometrische Umwandlung von Koordinaten können mehrere kinematische Messungen der hyolaryngeal Bewegung beim Schlucken zu erzeugen. Variablen können zum Vergleich mit den Ergebnissen in der Literatur berichtet berechnet werden oder verwendet werden, um neue Messungen, die Struktur-Funktions-Beziehungen von Interesse.
Das primäre Ziel dieser Arbeit ist es, ein Verfahren zur Erzeugung von mehreren kinematischen Messungen aus einem einzigen Satz von Koordinaten aus anatomischen Wahrzeichen Geändert Barium-Schwalbe (MBS) Studien gesammelt wurden demonstrieren. Wir dokumentieren die Zuverlässigkeit dieser Methode unter Verwendung von Intrakorrelationskoeffizienten, um die inter-Reliabilität von 6 verschiedenen Forschern auch ein Experte, drei Rater mit Erfahrung, und zwei Novizen zu bestimmen. Aus den kinematischen Ergebnisse werden Unterschiede beim Schlucken Mechanik durch Bolus Konsistenz beurteilt. Schließlich ist die Frage, die Molefenter und Steele vorgeschlagen über die Bedeutung der Achse des Referenz in Messzungenbewegung verwendet gerichtet. Um diese Frage, die wir vergleichen Messungen der Zungen Ausflug in Bezug auf die Wirbel und in Bezug auf den Unterkiefer aus dem gleichen Satz von Koordinaten für beide Bolustypen berechnet nähern. Wenn diese beiden Methoden zur Messung der Zungenbewegung repräsentieren die gleiche Struktur, die Beziehungen funktionierenHüfte, dann sollten die Ergebnisse stark korreliert werden.
Für diese Studie wurden 40 Seitenansicht MBS Studien zufällig aus einer Sammlung von 139 normalen Studium bei einer von der Universität Georgia Regents Institutional Review Board und in Forschungskooperation mit dem Institut für Evelyn Trammell Stimme genehmigt und Schlucken an der Medizinischen Universität von Forschungsprotokoll South Carolina. Um die Nützlichkeit dieses Verfahrens zu demonstrieren, wurden zehn charakterisierenden Größen hyolaryngeal Kinematik aus dem gleichen Satz von Koordinatendaten (Tabelle 1) berechnet. Sieben dieser Messungen berechnet wurden bisher in der Literatur verwendet wurde, einschließlich: vordere und obere Zungenentfernungsmessungen in Bezug auf die Wirbelkörper 5; vordere und obere Zungen Verschiebung im Verhältnis von C2-4 Länge, auch in Bezug auf den Wirbeln 6; legene Bewegung des Kehlkopfes in Bezug auf den Wirbel 7; hyolaryngeal approximatIonen-1; und maximale Zungen Ausflug in Bezug auf die Wirbel ein. Darüber hinaus wurden drei neue Messungen berechnet: Rachen Verkürzung Angleichung der Anhänge der palatopharyngeus Muskel-, Kehlkopf-Höhen folgenden eine Reihe von Maßnahmen, die die stylopharyngeus und Zungen Ausflug Angleichung der Anhänge der suprahyoidalen Muskeln 4,8.
Ein Experte Kopf-Hals-Anatom (WP), drei Ermittler mit wenig Erfahrung Messungen (CJ, SR, TT) und zwei unerfahrene Ermittler (RS, JT) erhaltenen Koordinaten Mapping-Daten mit der unten beschriebenen Protokoll. Der Experte (WP) trainiert die drei Rater mit Erfahrung, und diese wiederum trainiert die beiden Anfänger Rater. Inter-Reliabilität von Koordinatendaten und Ergebnisse aus Koordinaten berechnet Thema wurde von Intrakorrelationskoeffizienten 9 bestimmt. Zwei seitigen t-Tests wurden durchgeführt, um die einzelnen Variablen bestimmen statistically signifikanten Unterschiede in Bolus-Typen. Ein Korrelationskoeffizienten nach Pearson und eine Bestimmungskoeffizient wurden verwendet, um Ergebnisse der Vereinbarung zwischen Zungen Ausflug mit den Wirbeln als Bezugsachse gegenüber Zungen Ausflug mit dem Unterkiefer als Bezugsachse für die 5 ml dünnflüssigen Schwalbe und 5 ml berechnet bewerten Pudding Schluck.
Protocol
Representative Results
Discussion
Diese Studie demonstriert die Nützlichkeit eines Verfahrens unter Verwendung von Koordinatendaten von anatomischen Landmarken, um mehrere Messungen der kinematischen Bewegung hyolaryngeal Schluck berechnen. Inter-Reliabilität von sechs Rater, darunter zwei Neulinge Rater, für Koordinaten und berechneten Größen stark war (ICC> 0,90). Repräsentative Ergebnisse aus einer Stichprobe von gesunden nicht-dysphagic Erwachsenen zeigten Unterschiede in mehrere kinematische Größen in Reaktion auf zwei Arten Bolus. Wir f…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren danken Kendrea Focht, CSCD, CCC-SLP und die Evelyn Trammell Institut für Sprach-und Schluck an der Medizinischen Universität von South Carolina, für den Austausch von MBS Bilddateien verwendet, diese Methode zu demonstrieren. Vom National Center for Advancing Translational Sciences und Grant Number 1K24DC12801 (PI: Martin-Harris): Diese Daten wurden durch MBS extramuralen Betreuung durch Grant Number TL1TR000061 (Focht PI) finanziert gesammelt aus dem National Institute on Taubheit und andere Communication Disorders, und intra-Unterstützung von Mark und Evelyn Trammell Trust. Diese Methoden wurden ursprünglich von der Hauptforscher entwickelt, während von Grant Number F31DC011705 aus dem National Institute on Taubheit und andere Communication Disorders unterstützt. Der Inhalt ist ausschließlich der Verantwortung der Autoren und nicht notwendigerweise die offizielle Meinung des National Institute on Taubheit und andere Communication Disorders oder den National Institutesder Gesundheit.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| ImageJ | NIH | http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html | For Macintosh |
| MacX Video Converter Free Edition (Mac) | Digiarty | http://www.macxdvd.com/mac-video-converter-free/ | For Macintosh |
| QuickTime | Apple | http://support.apple.com/downloads/#QuickTime | For Macintosh |
| ImageJ | NIH | http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html | For a PC |
| MPEG Streamclip (PC) | Squared 5 | http://www.squared5.com | For a PC |
| QuickTime | Apple | http://support.apple.com/downloads/#QuickTime | For a PC |
References
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