לתאם מיפוי של מכניקת Hyolaryngeal בבליעה
Summary
לתאם מיפוי הוא שיטה לתיעוד מאפיינים בולטים של ביומכניקה hyolaryngeal בשלב בלוע של בליעה. מתודולוגיה זו משתמשת בתוכנת ניתוח תמונה כדי להקליט את קואורדינטות של נקודתי ציון האנטומיות. נקודות ציון אלה מיובאים למאקרו של אקסל ותורגמו למשתני kinematic עניין שימושי במחקר בבליעה.
Abstract
אפיון תנועת hyolaryngeal חשוב למחקר הבליעה. שיטות לפני דורשות מדידות מרובות כדי להשיג מדידה אחת kinematic אילו לתאם מיפוי של מכניקת hyolaryngeal באמצעות סנונית השתנה בריום (MBS) משתמש בסט אחד של קואורדינטות לחישוב משתנים מרובים של עניין. למטרות הדגמה, עשר מדידות kinematic נוצרו מסט אחד של קואורדינטות כדי לקבוע את ההבדלים בבליעת שני סוגים שונים בולוס. חישובים של טיול hyoid נגד החוליות והלסת התחתונה, אשר מתואמים לקבוע את החשיבות של צירים של התייחסות.
כדי להדגים לתאם המתודולוגיה מיפוי, 40 מחקרי MBS נבחרו באופן אקראי ממאגר נתונים של נבדקים בריאים בריאים ללא ליקוי בבליעה ידוע. בולוס דק נוזל 5 מיליליטר ו 5 מיליליטר סנוניות פודינג נמדדו מכל נושא. תשע קואורדינטות, מיפוי בסיס הגולגולת, לסת תחתונה, החוליות והאלמנטים של Hyoמורכב בגרון, נרשמו במסגרות של טיול hyolaryngeal מינימום ומקסימום. קואורדינטות הוסבו מבחינה מתמטית לעשרה משתנים של מכניקת hyolaryngeal.
אמינות בין מדרג הוערכה על ידי מקדמי Intraclass מתאם (ICC). מבחני t שני זנב שימשו כדי להעריך את ההבדלים בקינמטיקה ידי צמיגות בולוס. מדידות טיול Hyoid נגד צירים שונים של התייחסות היו מתואמות. אמינות בין מדרג בין שישה מדרגים ל18 קואורדינטות נעה בין ICC = 0.90-0.97. צפחה של עשר מדידות kinematic הושוותה לפי נושא בין שישה המדרגים. נתון חריג אחד נדחה, ואת הממוצע של ציוני אמינות שנותרו היה ICC = 0.91, 0.84-0.96, 95% CI. מבחני t שני זנב עם תיקוני Bonferroni השוואת עשרה משתני kinematic (5 מיליליטר סנוניות לעומת 5 פודינג מיליליטר דק נוזלית) הראו הבדלים משמעותיים מבחינה סטטיסטית בטיול hyoid, תנועה בגרון מעולה, וshortenin בלועg (p <0.005). מתאמי פירסון של מדידות טיול hyoid משני צירים שונים של התייחסות היו: r = 0.62, r 2 = 0.38, (דק נוזל); r = 0.52, r 2 = 0.27, (פודינג).
קבלת קואורדינטות נקודת ציון היא שיטה אמינה כדי לייצר משתני kinematic מרובים מתמונות שיקוף וידאו שימושיות במחקר בבליעה.
Introduction
שלב בלוע של בליעה הוא תהליך מורכב הכולל למעלה מעשרים שרירים ושלד אלמנטים רבים להעביר בולוס מחלל הפה לוושט, תוך הגנה על דרכי הנשימה. שקדמו התכווצות בלוע, אלמנטים של מתחם hyolaryngeal (עצם הלשון, הגרון, ומבנים הקשורים ביניהם הסוגר העליון של הוושט) הם עקורים להמיר צינור נשימה לתוך מערכת עיכול. הגרון מחדש ממוקם anteriorly הרחק ממסלולו של בולוס מתקרב, וסוגר הוושט העליון נמתח פתוח. מדידות קינמטית נלקחו מתוך מחקרי וידאו fluoroscopic בליעה (הידוע גם MBS או השתנה בריום סנונית ללימודים) הן שיטת המחקר העיקרית לכימות התנועות מרובות של מתחם hyolaryngeal 1.
בעוד מדידות fluoroscopic וידאו כמותיים יעילות למדידת תפקוד בליעה, צירים שונים של התייחסותוscalars של תוצאת מדידה בממצאים שאינם תואמים בין השיטות השונות של מדידות kinematic 2. התנועה של המטופל ופלואורוסקופ תחת שליטת מטפל ידנית גם מקעקעת את הדיוק של מדידת תהליך פיסיולוגי מורכב זו. חשוב מכך, מדידות kinematic לא בהכרח משקפות מערכות יחסים מבנה לפונקציה חשובות להערכת בליעת הפרעות. קינמטיקה של hyoid בפרט תוכנן כדי לעקוב אחר תנועה בקדמית או כיוון מעולה בהתייחסות למטוס אנטומיים מיושר עם החוליות. עם זאת, תצורה זו אינה מייצגת את קו פעולה של שרירים הלהשעות hyoid.
מנגנון דו קלע של העלאת hyolaryngeal בשלב בלוע של בליעה זוהה (איור 1) 3,4. שרירי suprahyoid מרכיבים את מנשא השרירים הקדמי, ושרירי בלוע ארוכים מהווים את posterior קלע שרירי. שרירים אלה לרומם את האלמנטים שונים של מתחם hyolaryngeal כוללים hyoid, גרון, ומבנים היוצרים את הסוגר העליון של הוושט.
מיפוי לתאם מכניקת hyolaryngeal מנצל תשעה ציוני דרך אנטומיים לזיהוי בקלות למפה שלושה מנופים ותכונות שלד של נקודות hyolaryngeal מורכבות המייצגות את הקובץ המצורף של קדמי ומתלי שרירים האחוריים (איור 2). במהלך בליעה, כל מנוף ותכונה שלד של מתחם hyolaryngeal נמצאת בתנועה. על ידי איסוף נקודות ציון, המערכת יכולה להיות שנתפסו בכל מסגרת זמן. המרה טריגונומטריות של קואורדינטות יכולה לשמש כדי ליצור מדידות kinematic מרובות של תנועת hyolaryngeal בבליעה. משתנים יכולים להיות מחושבים לצורך השוואה עם ממצאים שדווחו בספרות, או משמשים להפקת מדידות חדשות המייצגות את מערכות יחסים של מבנה לפונקציה של ריבית.
המטרה העיקרית של מאמר זה היא להדגים שיטה ליצירת מספר רב של מדידות kinematic מחושבים מסט אחד של קואורדינטות נקודת ציון אנטומיים שנאספו מבריום סנונית (MBS) לימודים השתנה. אנו מתעדים את אמינותה של שיטה זו על ידי שימוש במקדמי מתאם Intraclass כדי לקבוע את האמינות בין המדרג של 6 חוקרים שונים, כולל מומחה אחד, שלושה מדרגים עם ניסיון, ושני טירונים. מתוצאות kinematic, הבדלים בבליעת מכניקה ידי עקביות בולוס מוערכים. לבסוף, השאלה שהוצעה על ידי Molefenter וסטיל, על חשיבות ציר ההתייחסות המשמשת במדידת תנועת hyoid היא ממוענת. כדי לגשת לשאלה זו אנו משווים את המדידות של טיול hyoid בהתייחסות לחוליות ובהתייחסות ללסת התחתונה, המחושבת מאותו הסט של קואורדינטות עבור שני סוגי בולוס. אם שתי שיטות למדידת תנועת hyoid אלה מייצגים את אותו מבנה לתפקד יחסיםמפרק ירך, ואז התוצאה היה צריך להיות מתואמת חזק.
במחקר זה, 40 מחקרי MBS תצוגה לרוחב נבחרו באופן אקראי מתוך אוסף של 139 לימודים נורמלים תחת פרוטוקול מחקר שאושר על ידי גאורגיה העוצרים אוניברסיטת דירקטוריון סקירה מוסדית ובשיתוף פעולה מחקרי עם אוולין Trammell המכון לקול ובליעה באוניברסיטה הרפואית של דרום קרוליינה. כדי להדגים את התועלת של שיטה זו, עשרה משתנים המאפיינים קינמטיקה hyolaryngeal חושבו מתוך אותה הקבוצה של נתונים לתאם (טבלת 1). שבעה מתוך מדידות אלה מחושבים בעבר בשימוש בספרות וביניהם: קדמי ומדידות מרחק hyoid מעולים בהתייחסות לחוליות 5; קדמי ועקירת hyoid מעולה כמו יחס בין C2-4 אורך, גם בהתייחסות לחוליות 6; תנועה מעולה של הגרון בהתייחסות לחוליות 7; approximat hyolaryngeal1 יון; וטיול hyoid מרבי בהתייחסות לחוליות 1. בנוסף, שלוש מדידות רומן חושבו: קיצור בלוע שלהן דומים לקבצים המצורפים של שריר palatopharyngeus, גובה הגרון הבא קו פעולה המייצג את stylopharyngeus, וטיול hyoid דומים לקבצים המצורפים של השרירים suprahyoid 4,8.
ראש המומחה ואנטומיה צוואר (WP), שלושה חוקרים עם מדידות מוגבלות חוויה לוקחת (CJ, SR, TT), ושני חוקרי טירון (RS, JT) הושגו לתאם נתוני מיפוי באמצעות הפרוטוקול המתואר להלן. המומחה (WP) שהוכשר שלושה מדרגים עם ניסיון, והוא בתור מאומן אלה שני מדרגי הטירון. אמינות בין מדרג של נתונים לתאם ותוצאות מחושבים מקואורדינטות לפי נושא נקבעה על ידי מקדמי מתאם Intraclass 9. שני מבחני t זנב בוצעו על כל משתנה כדי לקבוע statisticallהבדלים משמעותיים y בסוגי בולוס. מקדם מתאם פירסון ומקדם של נחישות שימשו כדי להעריך את ההסכם בין התוצאות של טיול hyoid מחושבים עם החוליות כציר התייחסות לעומת טיול hyoid עם הלסת התחתונה כציר התייחסות לסנונית דק נוזל 5 מיליליטר ו 5 מיליליטר סנונית פודינג.
Protocol
Representative Results
Discussion
מחקר זה מדגים את התועלת של שיטה באמצעות לתאם נתונים של ציוני דרך אנטומיים לחישוב מדידות kinematic מרובות של תנועת hyolaryngeal בבליעה. אמינות בין מדרג של שישה מדרגים, כולל שני מדרגי טירון, לקואורדינטות ומשתנים מחושבים הייתה חזקה (ICC> 0.90). נציג תוצאות ממדגם של מבוגרים שאינם dysphagi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מודים Kendrea Focht, CScD, CCC-SLP, ואוולין Trammell המכון לקול ובליעה באוניברסיטה הרפואית של דרום קרוליינה, לשיתוף קבצי MBS הדמיה משמשים כדי להדגים במתודולוגיה זו. נתוני MBS אלו נאספו באמצעות תמיכה מחוץ לכותל ממומנת על ידי גרנט מספר TL1TR000061 (PI: Focht) מהמרכז הלאומי לקידום מדעי Translational ועל ידי גרנט מספר 1K24DC12801 (PI: מרטין האריס) מהמכון הלאומי לחירשות והפרעות תקשורת אחרות, ו תמיכת חומות ממארק ואוולין Trammell האמון. שיטות אלו פותחו במקור על ידי החוקר הראשי בזמן שנתמך על ידי גרנט מספר F31DC011705 מהמכון הלאומי לחירשות והפרעות תקשורת אחרות. התוכן הוא באחריות בלעדית של הכותבים ולא בהכרח מייצג את הדעות הרשמיות של המכון הלאומי לחירשות והפרעות תקשורת אחרות או המכון הלאומיבריאות.
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
- Leonard, R. J., Kendall, K. A., McKenzie, S., Gonçalves, M. I., Walker, A. Structural Displacements in Normal Swallowing: A Videofluoroscopic Study. Dysphagia. 15, 146-152 (2000).
- Molfenter, S. M., Steele, C. M. Physiological Variability in the Deglutition Literature: Hyoid and Laryngeal Kinematics. Dysphagia. 26, 67-74 (2010).
- Pearson, W. G., Hindson, D. F., Langmore, S. E., Zumwalt, A. C. Evaluating Swallowing Muscles Essential for Hyolaryngeal Elevation by Using Muscle Functional Magnetic Resonance Imaging. International Journal of Radiation Oncology* Biology* Physics. 85, 735-740 (2013).
- Pearson, W. G., Langmore, S. E., Yu, L. B., Zumwalt, A. C. Structural Analysis of Muscles Elevating the Hyolaryngeal Complex. Dysphagia. 27, 445-451 (2012).
- Kim, Y., McCullough, G. H. Maximum hyoid displacement in normal swallowing. Dysphagia. 23, 274-279 (2008).
- Steele, C. M., et al. The relationship between hyoid and laryngeal displacement and swallowing impairment. Clin. Otolaryngol. 36, 30-36 (2011).
- Logemann, J. A., et al. Temporal and Biomechanical Characteristics of Oropharyngeal Swallow in Younger and Older Men. Journal of Speech, Language and Hearing Research. 43, 1264-1274 (2000).
- Pearson, W., Langmore, S., Zumwalt, A. Evaluating the Structural Properties of Suprahyoid Muscles and their Potential for Moving the Hyoid. Dysphagia. 26, 345-351 (2011).
- Hopkins, W. G. Measures of reliability in sports medicine and science. Sports Med. 30, 1-15 (2000).
- Bingjie, L., Zhang, T., Sun, X., Xu, J., Jiang, G. Quantitative videofluoroscopic analysis of penetration-aspiration in post-stroke patients. Neurol. India. 58, 42-47 (2010).
- Webster, M., Sheets, H. D., Alroy, J., Hunt, G. A practical introduction to landmark-based geometric morphometrics. Quantitative Methods in Paleobiology. Paleontological Society Papers. 16, 163-188 (2010).
- Inamoto, Y., et al. Evaluation of swallowing using 320-detector-row multislice CT. Part II: Kinematic analysis of laryngeal closure during normal swallowing. Dysphagia. 26, 209-217 (2011).
