嚥下Hyolaryngeal力学のマッピングを調整する
Summary
座標マッピングは、嚥下の咽頭期にhyolaryngealバイオメカニクスの顕著な特徴を文書化する方法である。この方法は、解剖学的標識点の座標を記録するために画像解析ソフトウェアを使用している。これらの座標は、Excelマクロにインポートされ、嚥下障害の研究に有用関心の動変数に変換されます。
Abstract
hyolaryngeal動きを特徴づけることは嚥下障害の研究に重要です。従来の方法は、一方変性バリウムツバメ（MBS）を使用してhyolaryngeal力学のマッピングは、目的の複数の変数を計算するために1つの座標を使用して一つの座標運動学的測定値を得るために複数の測定を必要とする。デモのために、10動の測定は、2つの異なるタイプのボーラスを飲み込むの違いを決定するために、1つの座標から生成した。脊椎骨と下顎骨に対する舌骨の遠足の計算は、基準の軸の重要性を決定するために相関している。
マッピングの方法論を座標を示すために、40のMBSの研究は無作為には知られていない嚥下障害と健常被験者のデータセットから選択した。 5ミリリットル薄い液体ボーラスおよび5mlプリンツバメ各被験者から測定された。ナイン座標、頭蓋底、下顎、脊椎やヒョリの要素をマッピングする喉頭複合体は、最小および最大hyolaryngealエクスカーションのフレームで記録した。座標は、数学的にhyolaryngeal力学の10の変数に変換した。
評価者間信頼性は、内相関係数（ICC）により評価した。両側t検定は、ボーラス粘度による運動の差異を評価した。参照の異なる軸に対する舌エクスカーション測定は相関していた。 0.97 – 18座標の6人の評価者のうち、評価者間の信頼性は、ICC = 0.90の範囲であった。 10運動学的測定のスレートは、6の評価者間の対象者と比較した。一つ外れ値は拒否され、残りの信頼性スコアの平均は、ICC = 0.91、0.84だった – 0.96、95％信頼区間。 10運動学的変数（5ミリリットル薄液体対5ミリリットルプリンツバメ）を比較ボンフェローニ補正と両側t検定は、舌の遠足、喉頭の動き、および咽頭shorteninにおいて統計的に有意な差が認められた得た（p <0.005）。参照の2の異なる軸から舌の遠足測定のピアソンの相関があった。R = 0.62、R 2 = 0.38、（薄液体）; R = 0.52、R 2 = 0.27、（プディング）。
ランドマークの座標を得ることは、嚥下障害の研究に有用なビデオX線透視画像から複数の運動学的変数を生成するための信頼できる方法である。
Introduction
嚥下の咽頭相は、気道を保護しながら、食道に口腔からボーラスを転送するために20以上の筋肉や、複数の骨格要素が関与する複雑な過程である。咽頭収縮、hyolaryngeal複合体の要素（舌骨、喉頭、および上部食道括約筋を含め関連する構造）の前には、消化管に呼吸管を変換するために変位する。喉頭の前方に離れて対向ボーラスの軌道から、再配置され、上部食道括約筋を開放延伸される。ビデオ透視嚥下試験（また、MBSとして知られているバリウムツバメ調査を修正）から取られた運動学的測定がhyolaryngeal錯体1の複数の動きを定量化するための主要な研究方法である。
定量的なビデオ透視測定は、基準の異なる軸嚥下機能を測定するために有用であるが、及び運動学的測定値2の種々の方法のうちの互換性のない所見の測定結果のスカラ。臨床医は手動制御の下で、患者とX線透視装置の動きは、この複雑な生理的プロセスの測定精度を混乱させる。さらに重要なことは、運動学的な測定が必ずしも無秩序嚥下を評価するための重要な構造と機能の関係を反映していない。特に舌の運動学は、椎骨と整合解剖学的面を基準における前方または優れた方向への移動を追跡するために設計されています。しかし、この構成では、舌骨を一時停止する筋肉の作用線を表すものではありません。
嚥下の咽頭相におけるhyolaryngeal上昇の二スリング機構（ 図1）3,4同定されている。舌骨上筋は前部の筋肉スリングを含み、長い咽頭筋はPを含み、筋肉のスリングをosterior。これらの筋肉は、舌、喉頭、および上部食道括約筋を形成する構造を含むhyolaryngeal複合体の様々な要素を高める。
hyolaryngeal力学の座標マッピングは、前部と後部の筋肉のスリング（ 図2）のhyolaryngeal複雑表す接続点の3骨格のレバーや機能をマッピングするために9簡単に識別できる解剖学的ランドマークを利用しています。嚥下時、hyolaryngeal複合体の各骨格レバーと機能が動いている。座標を収集することによって、システムは、任意の時間枠内に捕捉することができる。三角座標の変換は、嚥下中にhyolaryngeal運動の複数の運動学的測定値を生成するために使用することができる。変数は、文献に報告所見との比較のために計算された、または対象の構造への関数関係を表す新しい測定値を生成するために使用することができる。
本稿の主な目的は、変更されたバリウムツバメ（MBS）の研究から収集された解剖学的ランドマーク座標の単一のセットから計算された複数の運動学的な測定値を生成する方法を示すことです。私たちは、ある専門家、経験を持つ3人の評価者、および2初心者を含む6種類の研究者の評価者間の信頼性を判断するために内相関係数を使用して、この方法の信頼性を文書化する。キネマの結果から、ボーラスの一貫性により力学を飲み込むの違いを評価する。最後に、舌の動きを測定する際に使用される基準の軸の重要性に関するMolefenterとスティールが提案し、問題が対処されている。この質問にアプローチするために、我々は両方のボーラスタイプの座標の同じセットから計算され、脊椎を参考にし、下顎を参考に舌の遠足の測定値を比較します。舌骨運動を測定するこれらの2つの方法は、関係機能する同一の構造を表す場合ヒップ、そして結果は、相関されなければならない。
この研究では、40側面のMBS研究は無作為ジョージアリージェンツ大学施設内倫理委員会によって承認された研究プロトコルの下や医科大学の音声と嚥下イヴリントラメル研究所との共同研究で139の通常の研究のコレクションから選ばれたサウスカロライナ州。この方法の有用性を実証するために、hyolaryngeal運動学を特徴付ける10の変数が座標データの同じセット（ 表1）から計算した。これらの計算された測定値の七は、以前含む文献で 使用されている：前方および脊椎5を参照するに優れた舌の距離測定;前部とも脊椎6を参照したC2〜4の長さの比、などの優れた舌の変位;脊椎7を参照すると喉頭の優れた運動; hyolaryngeal approximatイオン1;椎骨1を参照すると、最大舌遠足。また、3つの新規の測定が計算された：咽頭短縮が口蓋咽頭筋、茎突咽頭筋を表現する作用線以下の喉頭隆起し、舌骨上筋4,8の添付ファイルを近似舌遠足の添付ファイルを近似する。
専門家の頭頸部解剖（WP）、限られた経験服用測定（CJ、SR、TT）、二つの研究者、初心者（RS、JT）を有する3つの研究者らは、以下に記載のプロトコルを使用して、マッピング座標データを得た。専門家（WP）は、経験を持つ3人の評価者を訓練しており、これらは順番に2初心者評価者を訓練した。被験者が座標から算出された座標データ及び結果の評価者間信頼性は、内相関係数9により決定した。両側t検定をstatisticallを決定するために、各変数に対して行ったボーラス種類のY有意差。ピアソン相関係数と決定係数は5ミリリットル薄液体ツバメと5ミリリットルのための参照軸として下顎と舌遠足に対する参照軸として脊椎骨で計算舌の遠足の結果との間の合意を評価したプリンツバメ。
Protocol
Representative Results
Discussion
この研究は、嚥下運動hyolaryngeal複数の運動学的測定値を算出するために、解剖学的ランドマークの座標データを用いた方法の有用性を実証する。座標計算の変数の2初心者評価者を含む6評価者の評価者間信頼性は（ICC> 0.90）強かった。健康的な非嚥下障害の成人のランダムなサンプルからの代表的な結果は、2つのボーラスのタイプに応じて、いくつかの運動学的変数の違いを示した。我々?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者はKendrea Focht、CSCD、CCC-SLP、および音声のためのイヴリントラメル研究所を確認し、この方法論を示すために使用されるファイルを画像化するMBSを共有するため、サウスカロライナ医科大学で飲み込む。トランスレーショナル科学とグラント番号1K24DC12801で（PI：マーティン·ハリス）を進めるためのナショナルセンターからこれらのMBSデータは、付与数TL1TR000061（Focht PI）によって資金を供給学外支援を通じて収集された難聴の国民の協会やその他のコミュニケーション障害から、とマークとイヴリントラメル·トラストからの校内支援。難聴やその他のコミュニケーション障害の国民の協会からの助成金番号F31DC011705でサポートされている間、これらの方法は、もともと主任研究員によって開発されました。内容はもっぱら著者の責任であり、必ずしも難聴の国民の協会やその他のコミュニケーション障害や国立研究所の公式見解を示すものではありません。健康。
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).
