Koordinaten Mapping von Hyolaryngeal Mechanik in Schlucken

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.

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, biomechanische Daten aus Studien zum modifizierten Bariumschlucken abzuleiten. Dies wird erreicht, indem zunächst die Anzahl der Schluckstudien in Videoclips mit nur einem Schlucken reduziert wird. Das nächste Bild J ist so konfiguriert, dass es Daten sammelt und koordiniert.

Dann werden Koordinaten von anatomischen Landmarken kartiert. Schließlich wird ein Excel-Makro verwendet, um Daten in Ergebnisse umzuwandeln und zu koordinieren. Letztendlich werden aus der Sammlung von Koordinatendaten mehrere kinematische Messungen von Interesse abgeleitet.

Der Hauptvorteil der Koordinatenkartierung gegenüber der Verwendung von Linienmessungen zur Berechnung von Verschiebungsmessungen besteht darin, dass Anpassungen für die Bewegung der Probanden und des Fluoroskops automatisch in den Berechnungen berücksichtigt werden, die in das Excel-Makro eingebettet sind. Darüber hinaus können mehrere Messungen aus einem einzigen Koordinatensatz berechnet werden, und diese Koordinaten können verwendet werden, um eine morphometrische Analyse des Degli-Gewebes durchzuführen. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen im Bereich der Dysphagieforschung zu beantworten, wie z.B. Veränderungen der Muskelmechanik durch Behandlung oder Beeinträchtigungen.

Die Implikationen dieser Technik erstrecken sich auf die Beurteilung und Behandlung von Dysphagie, da die Auswirkungen verschiedener Ätiologien der Beeinträchtigung dokumentiert und die Wirksamkeit neuartiger Behandlungen bestimmt werden kann. Obwohl diese Methode mit klinischen Bildgebungsmodalitäten zur Ableitung quantitativer Daten verwendet werden kann, wurde sie auch auf die Forschungsbildgebung angewendet, wie z. B. die dynamische Magnetresonanztomographie des Schluckens. Im Allgemeinen haben Personen, die mit dieser Methode noch nicht vertraut sind, Schwierigkeiten, da die Bildqualität variiert und das Schlucken ein komplizierter physiologischer Prozess ist.

Die Idee zu dieser Methode hatte ich zum ersten Mal, als ich ein Doktorand war, und ich brauchte eine effiziente Methode zur Datenerfassung aus der kinematischen und morphometrischen Analyse des Schluckens mit verschiedenen bildgebenden Modalitäten. Die visuelle Demonstration dieser Methode ist von entscheidender Bedeutung. Da mehrere bewegliche Ziele, die viele Bezugssysteme darstellen, die Kartierung wichtiger anatomischer Koordinaten mit Hilfe der Fluoroskopie verwirren können.

Um valide und zuverlässige Messungen zu erhalten, ist eine gewisse Interpretation des korrekten Bezugsrahmens und der Koordinatenzuordnung nach der Konvertierung von Videodateien aus verschiedenen Formaten in DO MOV-Dateien gemäß dem Textprotokoll erforderlich. Um die Cliplänge einer Datei zu bearbeiten, verwenden Sie zunächst QuickTime. Um eine MOV-Videodatei zu öffnen, identifizieren Sie fünf Milliliter dünne Flüssigkeit und PUD-Schlucken durch Audiohinweise oder durch Schlucksequenz

Wählen Sie als Nächstes Trimm bearbeiten aus, und passen Sie den Trimmbalken so an, dass die gesamte fünf Milliliter dünne Flüssigkeit sichtbar wird. Klicken Sie dann auf, trimmen, Datei auswählen, exportieren und erstellen Sie einen Dateinamen, der verwendet wird, um die Betreffdaten mit den Ergebnissen der Koordinatenzuordnung zu verknüpfen. Schneiden Sie den Clip für den Puddingschluck auf ähnliche Weise zu, um Bilder zu unkenntlich zu machen.

Wenn eine Datei persönliche Gesundheitsinformationen enthält, verwenden Sie Bild J, um die Datei hochzuladen, indem Sie das Rechteckwerkzeug verwenden, um die Schluckstudie einzurahmen. Um persönliche Gesundheitsinformationen auszuschließen, wählen Sie "Bild zuschneiden" und dann "Datei als QuickTime-Film speichern". Konfigurieren Sie das Dialogfeld, indem Sie Kompressionsspritze in maximal drei Qualitäten auswählen und die entsprechende Bildrate eingeben, die normalerweise 30 Bilder pro Sekunde beträgt.

Um Messungen vorzunehmen, öffnen Sie zunächst das Bild J.Klicken Sie auf das doppelte Vorwärtspfeilsymbol in der Symbolleiste. Wählen Sie dann Pfeilbeschriftungswerkzeuge zum Hochladen von Bildern aus. Klicken Sie auf das QuickTime-Symbol aus dem Dropdown-Menü.

Wählen Sie "Film als Stapel öffnen" und suchen Sie den bearbeiteten QuickTime-Clip, um die Bilder zu bearbeiten. Um die Bildqualität zu verbessern, wählen Sie Prozessmathematik hinzufügen, aktivieren Sie das Vorschaufeld und passen Sie die Zahlen an die gewünschte Bildqualität an. Wählen Sie Ja aus, um den gesamten Bilderstapel zu verarbeiten.

Um die Messungen einzustellen, auswählen, analysieren, Messungen festlegen Markieren Sie im Dialogfeld die Stapelposition und kehren Sie die y-Koordinate um und deaktivieren Sie alles andere. Wählen Sie das Mehrpunktwerkzeug aus der Symbolleiste aus, um anatomische Orientierungspunkte zu markieren. Klicken Sie zum Beispiel auf das Zungenbein und den Crico.

Um das Mehrpunktwerkzeug zu verwenden, klicken Sie auf einen anatomischen Orientierungspunkt. Nehmen Sie eine Messung aller Punkte vor, indem Sie im Menü die Option Messung analysieren auswählen. Nützliche Befehle zum Steuern der Koordinaten auf dem Bildschirm sind die Verwendung von Befehl A, um alle Punkte zu entfernen.

Alternativ können Sie einzelne Punkte entfernen, indem Sie den Mauszeiger über einen Punkt bewegen. Klicken Sie dann mit den Befehlstasten auf den zu entfernenden Punkt. Um einen einzelnen Punkt zu verschieben, bewegen Sie den Mauszeiger darüber und klicken Sie dann auf Ziehen und Ablegen an eine neue Position.

Verwenden Sie die Pfeiltasten, um alle Punkte zusammen zu verschieben und Orientierungspunkte zu kartieren. Beginnen Sie mit dem ersten Frame und gehen Sie zu einem klaren Frame über. In der präoralen Phase ist die Position des Bolus am vorderen oberen Rand der Zunge zu beobachten, bevor der orale Transport des Schlucks eingeleitet wird.

Verwenden Sie das Bild J Multipoint-Werkzeug, um die ersten neun Koordinaten an den folgenden anatomischen Orientierungspunkten zu kartieren, einschließlich des Unterkiefers, des harten Gaumens, des Tuberkels des Atlasses, C zwei C vier, des oberen Schließmuskels der Speiseröhre, des hinteren Cricoids, des vorderen Cricoids und des Zungenbeins. Verwenden Sie dann den Befehl M, um sie aufzuzeichnen. Schieben Sie die Rahmen vor, bis das Zungenbein die maximale Position in vorderer und oberer Richtung erreicht hat.

Bestätigen Sie die maximale Position, indem Sie die Frames vorschieben, um sicherzustellen, dass das Absinken des Zungenbeins im folgenden Frame beginnt. Verschieben Sie die Punkte eins bis fünf an ihre neuen Positionen. Diese neuen Positionen werden als Koordinaten 10 bis 14 aufgezeichnet.

Verschieben Sie dann 0,9, was wiederum zur Koordinate 18 wird. Suchen Sie als Nächstes den Rahmen, der die maximale Kehlkopfhöhe darstellt. Passen Sie die Punkte sieben und acht an, die als Koordinaten 16 und 17 dienen.

Suchen Sie dann nach Rahmen, die die maximale Auslenkung des oberen Schließmuskels der Speiseröhre oder UES 0,6 darstellen. Lokalisieren Sie vom maximalen Zungenbeinrahmen aus den Rahmen, an dem der Bolus durch den UES im Hypopharynx behindert wird. Passen Sie den Koordinatenpunkt für UES aus dem minimalen Rahmen so an, dass er die maximale UES-Koordinate 15 darstellt.

Verwenden Sie den Befehl M, um die zweiten neun Koordinaten für die Koordinaten 19 und 20 aufzuzeichnen. Markieren Sie die Kanten des Scalers an der Achse, die den längsten Durchmesser des röntgendichten Markers darstellt. Verwenden Sie den Befehl M, um die Koordinaten aufzuzeichnen.

Wenn Ergebnisse in Zentimeter-Koordinaten gewünscht werden, sollten 19 und 20 gesammelt werden. Verwenden Sie entweder einen amerikanischen Penny oder einen 1,9 Zentimeter großen Ring. Verwenden Sie die folgende Excel-Datei mit Makros, um die Koordinatendaten in kinematische Messungen umzuwandeln.

Beachten Sie, dass trigono-Metrikberechnungen, die in die Makros eingebettet sind. Berechnen Sie die kinematischen Messungen. Laden Sie die Datei Koordinatenabbildung dot x LSM von der JoVE-Artikelseite herunter.

Befolgen Sie die Anweisungen in der Tabelle, um die Datei zu initialisieren. Mit dem Initialisierungsmakro werden drei Blätter erstellt, die Ergebnisse, Daten und ein Eingabeblatt enthalten. Kopieren Sie abschließend die Koordinaten aus dem Ergebnisfenster von Bild J und fügen Sie sie in die dafür vorgesehene Zelle im Eingabeblatt ein.

Führen Sie dann die Datenerfassungszeile aus. Makroergebnisse werden auf dem Ergebnisblatt angezeigt. Zeilen mit Koordinatendaten werden auf dem Datenblatt angezeigt.

Intraklassen-Korrelationskoeffizienten (ICCs) von Koordinaten, die von sechs Forschern gesammelt wurden, die unabhängig voneinander 80 videofluoroskopische Dateien analysierten, wurden durchgeführt, um die Zuverlässigkeit der Raiders zu demonstrieren. Iccs wurden verwendet, um Zeichenketten von Variablen nach Subjekt zu vergleichen. Dies ermöglichte die Feststellung einer schlechten Bildqualität, die dazu führte, dass die Ergebnisse des Probanden in der Analyse ausgeschlossen wurden.

Eine Aufschlüsselung der ICCS nach den folgenden Koordinatengruppierungen ist hier dargestellt. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine hohe Reliabilität zwischen den Richtern mit Hilfe von Koordinaten-Mapping erreicht werden kann, ICCs von 10 Variablen, die aus Koordinaten berechnet und von sechs unabhängigen Bewertern pro Subjekt und Bolusschlucken gesammelt wurden, ergaben ein einzelnes Subjekt mit schlechten ICC-Bewertungen. Die visuelle Untersuchung dieser MBS-Studie bestätigte eine schlechte Bildqualität, die diesen Probanden ausschloss.

Der Mittelwert aller iccs und 95%-Konfidenzintervalle beträgt 0,91, 0,84 bis 0,96, ausgenommen Subjekt 15. Der Mittelwert aller ICCS beträgt 0,91 mit einem 95%-Konfidenzintervall von 0,84 bis 0,96, wenn die Variablenketten nach Probanden über sechs Bewerter hinweg verglichen werden. Diese Folie zeigt, dass eine hohe Zuverlässigkeit aller Versuche visuell mit einer guten Bildqualität in Verbindung gebracht werden kann.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Zuverlässigkeit von Variablen zwischen den Urteilen nützlich ist, um eine akzeptable Bildqualität zu bestimmen. Hier sind die repräsentativen Daten dargestellt, die Vergleiche der Bolusunterschiede zeigen. Die Signifikanz ist auf P festgelegt, kleiner als 0,005 mit einer Bonferroni-Korrektur für Mehrfachvergleiche.

Obwohl diese Ergebnisse die Nützlichkeit dieser Methode belegen, sollten daraus keine Schlussfolgerungen gezogen werden, da Alter und Geschlecht in diesem Vergleich nicht kontrolliert wurden. Diese Tabelle zeigt die Ergebnisse dieser Stichprobe, einen Pearson-Korrelationskoeffizienten und einen Bestimmungskoeffizienten für die Zungenbeinauslenkung, berechnet mit den Wirbeln als Bezugsachse gegenüber der Zungenbeinauslenkung, verglichen mit dem Unterkiefer als Referenzachse für die fünf Milliliter dünnen Flüssigkeit und fünf Milliliter Puddingschlucken. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Zungenbewegung multifaktoriell ist.

Wenn die Musculus suprabulbus nur das Zungenbein verlagert hätten, dann wären diese Messungen stark korreliert. Die Auslenkung des Zungenbeins in Bezug auf die Wirbel ist wahrscheinlich auch für die Streckung des Kopfes und des Halses sowie für die Funktion des supra Zungenbeins verantwortlich. Einmal gemeistert, kann diese Technik in weniger als 30 Minuten durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird.

Wenn Sie dieses Verfahren versuchen, ist es wichtig, daran zu denken, den Kontrast auf den Videos anzupassen, damit der Bolus in den Orientierungspunkten nach diesem Verfahren leicht identifiziert werden kann. Andere Methoden wie morphometrische Analysen oder Koordinaten können durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen wie die kovariante Funktion von Muskelgruppen und Skeletthebeln zu beantworten, die der Hiale, der Kehlkopfhebung und dem Schlucken zugrunde liegen. Seit dieser Entwicklung wird diese Technik im Bereich der Dysphagie eingesetzt, um den Einfluss neuer Therapien wie der transkraniellen Gleichstromstimulation auf das Schlucken zu bestimmen und Schluckschwierigkeiten bei Patientenpopulationen wie polytraumatisierten Kriegern mit Dysphagie als Folge von Explosionsverletzungen zu dokumentieren.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie biomechanische Daten aus Studien zum Schlucken von modifiziertem Barium mithilfe der Koordinatenkartierung anatomischer Orientierungspunkte erfassen können.