Преобразование координат из Hyolaryngeal механики при глотании
Summary
Преобразование координат представляет собой способ документирования характерные черты hyolaryngeal биомеханики в глоточной фазы глотания. Эта методология использует программное обеспечение для анализа изображений для записи координат анатомических ориентиров. Эти координаты импортировать в макрос первенствовать и переведены на кинематических переменных, представляющих интерес полезной в дисфагия исследований.
Abstract
Характеризуя hyolaryngeal движение важно дисфагия исследований. Предыдущие методы требуют несколько измерений для получения одного кинематической измерение в то время как координировать отображение hyolaryngeal механики с использованием модифицированных глотание бария (MBS) использует один набор координат для расчета нескольких переменных, представляющих интерес. Для демонстрационных целей, десять кинематические измерения были получены от одного набора координат, чтобы определить различия в глотании два различных типа болюсные. Расчеты подъязычной экскурсии против позвонков и нижней челюсти коррелируют определить важность оси координат.
Чтобы продемонстрировать координат методологии картографирования, 40 MBS исследования были выбраны случайным образом из набора данных здоровых нормальных субъектов, не имеющих известных глотания обесценения. 5 мл тонкой жидкой болюс и 5 мл пудинг ласточки были измерены от каждого субъекта. Девять координаты, отображающие основания черепа, челюсти, позвонков и элементов Hyoгортани комплекс, были записаны в рамках минимального и максимального hyolaryngeal экскурсии. Координаты были математически преобразованы в десяти переменных hyolaryngeal механики.
Надежность Интер-оценщик оценивали по внутригрупповой корреляции коэффициентов (МКК). Стьюдента-тест используется для оценки различий в кинематике от вязкости болюсной. Подъязычной измерения экскурсионные против различных осей ссылкой коррелировали. Интер-оценщик надежность среди шести рейтинговых агентств для 18 координат колебалась от МУС = 0,90 – 0,97. Шифер из десяти кинематических измерений сравнивали по теме между шестью рейтинговых агентств. Один выброс был отклонен, а среднее из оставшихся баллов надежности был МТП = 0,91, 0,84 – 0,96, 95% ДИ. Стьюдента-тесты с Бонферрони поправок по сравнению десять кинематические переменные (5 мл тонких жидких против 5 мл пудинг ласточки) показал статистически значимых различий в подъязычной экскурсии, высокое движения гортани и глотки shorteninг (р <0,005). Pearson корреляции измерений экскурсионных подъязычной из двух разных осей ведения были: г = 0,62, R2 = 0,38, (тонкая-жидкость); г = 0,52, R2 = 0,27, (пудинг).
Получение ориентиров координаты является надежным методом для создания нескольких кинематические переменные из видео рентгеноскопии изображений, используемых в дисфагия исследований.
Introduction
Фаза глотки глотания представляет собой сложный процесс с участием более двадцати мышцы и несколько скелетных элементов для передачи болюс из ротовой полости в пищевод, защищая дыхательные пути. Предыдущие глотки сужение, элементы hyolaryngeal комплекса (подъязычной кости, гортани, и связанные с ним структуры, включая верхней пищеводного сфинктера) смещаются преобразовать дыхательную трубу в желудочно-кишечном тракте. Гортань вновь расположен спереди от траектории встречного болюса, а верхний сфинктер пищевода расправляется. Кинематические измерения, сделанные из видео рентгеноскопии исследований глотания (также известный как MBS или модифицированных глотание бария Исследования) являются основным Методология исследования для количественной оценки несколько движений hyolaryngeal комплекса 1.
В то время как измерения количественной видео флюороскопические полезны для измерения глотанием функцию, различных осей веденияи скаляры результата измерения в выводах, которые несовместимы между различными методами кинематических измерений 2. Движение пациента и флюороскопа под ручным управлением клинициста также смешивает точность измерения этой сложной физиологический процесс. Что еще более важно, кинематические измерения не обязательно отражают структурно-на-функции отношения важные для оценки беспорядочную проглатывания. Кинематика подъязычной кости, в частности были разработаны для отслеживания движения в передней или высшего направлении со ссылкой на анатомической плоскости, выровненной с позвонками. Тем не менее, эта конфигурация не представляет направление деятельности мышц, которые приостанавливают подъязычной.
Два-слинг механизм hyolaryngeal высоты в глоточной фазы глотания был определен (рис. 1) 3,4. В надподъязычный мышцы включают переднюю мышечной строп, и длинные мышцы глотки составляют рosterior мышечной строп. Эти мышцы поднять различные элементы hyolaryngeal комплекса включая подъязычной кости, гортани и структур, которые формируют верхнюю пищеводного сфинктера.
Координировать отображение hyolaryngeal механики использует девять легко идентифицируемые анатомические ориентиры для сопоставления три скелетные рычаги и особенности hyolaryngeal сложных представляющих точек крепления переднего и заднего мышечных строп (рис. 2). Во время глотания, каждый скелетных рычаг и особенностью hyolaryngeal комплекса находится в движении. Путем сбора координат, система может быть захвачен в любой период времени. Тригонометрические преобразования координат можно использовать для создания нескольких кинематических измерений hyolaryngeal движения во время глотания. Переменные могут быть рассчитаны для сравнения с выводами, описанных в литературе, или использованы для создания новых измерений, представляющих структурно-на-функции отношения, представляющие интерес.
Основная цель данной работы является продемонстрировать способ генерации нескольких кинематических измерений, рассчитанные из одного набора анатомических координат знаковых собранных из модифицированных глотание бария (MBS) исследований. Мы документально надежность этого метода с помощью внутриклассовой коэффициенты корреляции для определения между оценщик надежность 6 различных исследователей, включая одного эксперта, три рейтинговых агентств, имеющих опыт и двух новичков. Из кинематических результатов, различия в глотании механику болюсным консистенции оцениваются. Наконец, вопрос, предложенный Molefenter и Стила о значении исходной оси, используемой при измерении подъязычную движение адресовано. Чтобы подойти к этому вопросу мы сравниваем измерения подъязычной экскурсии по отношению к позвонков и по отношению к нижней челюсти, рассчитанной по той же системе координат для обоих типов болюсных. Если эти два способа измерения подъязычную движение представляют собой такую же структуру, чтобы функционировать отношениябедра, то результаты должны быть тесно связаны.
Для этого исследования, 40 вид сбоку MBS исследования были выбраны случайным образом из коллекции 139 нормальных исследований в соответствии с протоколом исследования, утвержденной Грузия Риджентс университет Экспертный совет организации в и в научно-исследовательской сотрудничестве с Эвелин Trammell Института голоса и глотания в Медицинском университете Южная Каролина. Чтобы продемонстрировать полезность этого метода, десять переменные, характеризующие hyolaryngeal кинематики были рассчитаны из того же набора данных координат (табл. 1). Семь из этих расчетных измерений ранее использовались в литературе в том числе: передней и превосходные измерения расстояний подъязычной в отношении позвонков 5; Передняя и превосходит подъязычной смещение как отношение C2-4 длины, также со ссылкой на позвонками 6; Улучшенный движение гортани со ссылкой на позвонками 7; hyolaryngeal аппроксиионная 1; и максимальная подъязычная экскурсия по отношению к позвонков 1. Кроме того, были рассчитаны три новые измерения: глоточной укорочение аппроксимации вложения в palatopharyngeus мышцы, гортани повышение следующую линию действий, представляющий stylopharyngeus и подъязычную экскурсию приблизительно равен вложения с надподъязычный мышц 4,8.
Глава эксперт и шеи анатом (РГ), три исследователя с ограниченным опытом принимая измерений (CJ, SR, TT) и двух начинающих исследователей (RS, JT), полученные координаты картографические данные, используя протокол, описанный ниже. Эксперт (РГ) подготовку трех оценщиков с опытом, а те, в свою очередь обучили двух начинающих оценщиков. Интер-оценщик надежность координатных данных и результатов, рассчитанных по координатам по теме определялась внутригрупповой корреляции коэффициентов 9. Два Стьюдента Испытания проводились на каждой переменной для определения statisticallY существенных различий в типах болюса. Пирсон коэффициент корреляции и коэффициент детерминации были использованы для оценки соглашения между результатами подъязычной экскурсии, рассчитанные с позвонками качестве исходной оси против подъязычной экскурсии с нижней челюсти в качестве исходной оси для 5 мл тонкой жидкой ласточки и 5 мл пудинг ласточка.
Protocol
Representative Results
Discussion
Это исследование демонстрирует полезность способом с использованием координат данные анатомических ориентиров для расчета нескольких кинематических измерений hyolaryngeal движения при глотании. Интер-оценщик надежность шести рейтинговых агентств, в том числе двух начинающих рейтинговы…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы признают Kendrea Фохт, CSCD, CCC-SLP, и Эвелин Траммелл институт для передачи голоса и глотания в Медицинском университете Южной Каролины, для обмена MBS файлы изображений, используемые для демонстрации этой методологии. Эти данные MBS были собраны путем заочного поддержке финансируемого номер гранта TL1TR000061 (PI: Фохт) из Национального центра Продвижение поступательного науки и номер гранта 1K24DC12801 (PI: Мартин-Харрис) из Национального института глухоты и других расстройств связи, и очный поддержка от Марка и Эвелин Trammell Trust. Эти методы были изначально разработаны главного исследователя в то время поддержана грантом Количество F31DC011705 из Национального института глухоты и других расстройств связи. Содержание является исключительной прерогативой авторов и не обязательно отражает официальную точку зрения Национального института глухоты и других расстройств связи или Национальных Институтовздравоохранения.
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).
