تقييم تنشيط العضلات التنفسية عن طريق الجهاز التنفسي التحكم في المحركات تقييم (RMCA) في الأشخاص الذين يعانون المزمنة اصابات الحبل الشوكي

الهدف العام من هذا الإجراء هو التقييم الكمي لأنماط تنشيط العضلات التنفسية لدى الأفراد المصابين بإصابة في النخاع الشوكي من خلال المقارنة مع القيم المعيارية التي تم الحصول عليها من أشخاص أصحاء. ويتم تحقيق ذلك عن طريق تسجيل نشاط تخطيط كهربائية العضلات أو EMG للعضلات التنفسية لدى الأفراد المصابين بإصابة في النخاع الشوكي أثناء مهام تنفسية. ولحساب مقدار هذا النشاط لكل عضلة كخطوة ثانية، يتم إنشاء متجه محصل يحدد توزيع ومقدار النشاط عبر هذه العضلات.

بعد ذلك، تُستخدم البيانات المأخوذة من أشخاص أصحاء أثناء أداء المهمة ذاتها لحساب متجه استجابة نموذجي. ومن ثم يمكن حساب مؤشر تشابه يحدد درجةما يشبه به المتجه الناتج متجه الاستجابة النموذجي، مما يسمح بإجراء مقارنة بين نمط تنشيط العضلات التنفسية لدى المرضى الذين يعانون من إصابة في النخاع الشوكي والنمط الطبيعي الذي يُلاحظ لدى الشخص السليم. وباستخدام هذه التقنية، يمكننا مراقبة الوظيفة الحركية التنفسية لدى المرضى المصابين بإصابة في النخاع الشوكي أو أي اضطراب آخر مرتبط بقصور في التحكم الحركي التنفسي.

تعد عملية الحصول على البيانات ومعالجتها أمراً بالغ الأهمية للتقييم الناجح لهذه الطريقة. ولهذا السبب تبرز أهمية العرض المرئي، حيث سيتم توضيح الإجراء المتبع. إسلام، باحث علمي، وإدوارد براون، مدير بحث، ومان بري شوبرا، تقني أبحاث من مختبري. للبدء، ضع رؤوس الأقطاب الكهربائية السطحية فوق بطون العضلات في العضلات التنفسية اليمنى واليسرى.

وتشمل هذه العضلات العضلة شبه المنحرفة السفلية المجاورة للفقرات عند مستوى منتصف لوح الكتف، والعضلات المجاورة للفقرات على الخط الوركي بين العرفين، والعضلة القصية الترقوية الخشائية، والعضلة المائلة، والعضلة شبه المنحرفة العلوية على الخط منتصف الترقوة.

الجزء الترقوي من العضلة الصدرية على الخط منتصف الترقوة. العضلة الوربية عند المسافة الوربية السادسة على الخط الإبطي الأمامي. الحجاب الحاجز على الخط بجانب القص، والعضلة المستقيمة البطنية عند مستوى السرة، والعضلة المائلة البطنية على الخط الإبطي المتوسط.

ضع أقطاب التأريض فوق النتوءات الأخرمية. قم بتضخيم مدخلات EMG بمعامل تضخيم قدره 2000. قم بالترشيح في نطاق من 30 إلى 1000 hertz وأجرِ أخذ العينات بمعدل 2000 hertz.

قم بتوصيل وحدة حقيبة نظام مختبر الحركة (motion lab system backpack unit) ذات الأقطاب الكهربائية الملحقة بوحدة مختبر الحركة، ووحدة EMG المكتبية، ونظام PowerLab. وكما هو موضح في البروتوكول النصي، قم بمعايرة مدخل ضغط المجرى الهوائي. أضف 120 centimeters of water واضبط معدل العينات عند 2000 hertz.

قم بتجميع دائرة مراقبة على شكل حرف T لتسجيل ضغط الممرات الهوائية. ثم قم بالتوصيل بمحول الضغط المنخفض باستخدام أنبوب هواء. وأخيراً، قم بتوصيل محول الضغط المنخفض بجهاز CD 15 ونظام power lab.

تتكون مهام التحكم الحركي التنفسي من مهمة ضغط الشهيق الأقصى، والتي تُختصر بـ MIPT، ومهمة ضغط الزفير الأقصى أو MEPT. يتم تنفيذ MIPT باستخدام نغمة مسموعة لتوجيه الخاضع للاختبار لبذل أقصى جهد شهيقي من حجم المتبقي لمدة خمس ثوانٍ. وباسخدام دائرة مراقبة على شكل حرف T، يُسمح بفترة راحة لمدة دقيقة واحدة على الأقل قبل تكرار العملية ثلاث مرات. ولتنفيذ MEPT.

استخدم نغمة مسموعة مدتها خمس ثوانٍ لتوجيه المفحوصين لبذل أقصى جهد زفيري من السعة الرئوية الكلية. وباستخدام دائرة مراقبة القطعة T، امنح المفحوص فترة راحة لا تقل عن دقيقة واحدة مرة أخرى، ثم كرر العملية ثلاث مرات. قم بتحويل مدخلات EMG وضغط المجرى الهوائي بواسطة نظام الحصول على البيانات PowerLab باستخدام دقة تسجيل DC بمقياس كامل 16-bit؛ وسجل ضغط المجرى الهوائي، وتخطيط الكهربائية العضلية السطحية، وإشارات العلامات بشكل متزامن لكل من MIPT وMEPT، وحدد نوافذ تحليل توزيع نشاط العضلات المتعددة بمدة خمس ثوانٍ لكل منها من علامة الحدث وضغط المجرى الهوائي المسجل مع نغمة التوجيه التي أُعطيت للمفحوص.

عند تحديد بداية ونهاية المهمة، احسب نشاط تخطيط كهربائية العضلات السطحي لكل عضلة باستخدام خوارزمية جذر متوسط المربعات أو RMS. قم بحساب متوسط ثلاث تجارب مكررة لكل مهمة. وبالنسبة لكل عضلة، قم بتقييم أنماط تنشيط العضلات المتعددة بناءً على طريقة تحليل المتجهات المعروفة بمؤشر الاستجابة الطوعية أو VRI باستخدام برنامج MATLAB مصمم خصيصاً. ولكل مناورة، احسب معامل المقدار، وهو مقدار نشاط تخطيط كهربائية العضلات السطحي المدمج لجميع العضلات ضمن النافذة الزمنية المحددة، وذلك كطول لمتجه الاستجابة أو RV لمهمة محددة.

قم أيضاً بحساب مؤشر التشابه أو قيمة SI لكل مهمة كجيب تمام الزاوية بين متجه استجابة RV الخاص بأشخاص مصابين بإصابة في النخاع الشوكي ومتجه الاستجابة النموذجي أو PRV الذي تم الحصول عليه من أشخاص أصحاء خلال المهمة ذاتها؛ الموضح هنا هو مخطط كهربية العضلات وضغط الممرات الهوائية المسجلان في وقت واحد أثناء اختبار MEPT لشخص غير مصاب وشخص آخر مصاب بإصابة في النخاع الشوكي أو SCI. لاحظ انخفاض ضغط الممرات الهوائية وغياب نشاط تخطيط كهربية العضلات السطحي في العضلات الزفيرية لدى الشخص المصاب بـ SCI مقارنة بالشخص غير المصاب. لاحظ أيضاً أن بداية المهمة، كما هو موضح في الأسفل، ترتبط بزيادة نشاط تخطيط كهربية العضلات السطحي وارتفاع ضغط الممرات الهوائية. الخطوات الرئيسية لبناء متجه الاستجابة موضحة هنا.

تم تحديد بداية ونهاية المهمة كنقاط بيانات وفقًا للمؤشر. ويمثل جذر متوسط المربعات للتخطيط الكهربائي للعضلات السطحي ضمن نافذة الحدث هذه متوسط نشاط التخطيط الكهربائي للعضلات السطحي لكل عضلة. ويتم تجميع متجه الاستجابة باستخدام قيم RMS لمجموعة العضلات المحددة الموضحة.

فيما يلي حساب متجه الاستجابة النموذجي ومقداره لمجموعة من الأفراد غير المصابين. تم إنشاء مصفوفة الاستجابة النموذجية باستخدام متجهات الاستجابة الفردية. يتضمن كل عمود في مصفوفة الاستجابة النموذجية بيانات فرد من المجموعة، ويمثل كل صف نشاط تخطيط كهربائية العضلات السطحي المكمّم لعضلة محددة من جميع الأفراد في المجموعة.

تم حساب متجه الاستجابة النموذجي عن طريق أخذ متوسط كل صف من مصفوفة الاستجابة النموذجية. وتمثل قيمة المقدار طول متجه الاستجابة، وقد حُسبت وفقاً للمعادلة الموضحة. الخطوات المعروضة هنا مخصصة لحساب مؤشر التشابه.

تم حساب متجه الاستجابة ومقداره لفرد معين مصاب بإصابة في النخاع الشوكي (SCI). تم الحصول على مؤشر التشابه عن طريق حساب الضرب الداخلي لمتجه النموذج ومتجه الاستجابة. وبمجرد الإتقان، سيتم إنجاز جزء التسجيل في غضون ساعة واحدة تقريبًا.

بينما ستعتمد معالجة البيانات على البرنامج الذي سيتم استخدامه بعد هذا الإجراء، يمكن استخدام مهام تنفسية أخرى مثل السعال وتدفق الهواء الأقصى في المسالك الهوائية للإجابة على أسئلة إضافية.