Coordinar Mapeo de Mecánica Hyolaryngeal en la deglución

Resumen

Mapeo de coordenadas es un método para documentar las características más destacadas de la biomecánica hyolaryngeal en la fase faríngea de la deglución. Esta metodología utiliza un software de análisis de imágenes para registrar las coordenadas de puntos de referencia anatómicos. Estas coordenadas se importan en una macro de excel y traducidos a variables cinemáticas de interés de utilidad en la investigación de la disfagia.

Resumen

Caracterizar el movimiento hyolaryngeal es importante a la investigación disfagia. Los métodos anteriores requieren múltiples mediciones para obtener una medición cinemática mientras que coordinar la cartografía de la mecánica hyolaryngeal utilizando Modificado Trago de Bario (MBS) utiliza un conjunto de coordenadas para el cálculo de múltiples variables de interés. Para fines de demostración, diez mediciones cinemáticas se generaron a partir de un conjunto de coordenadas para determinar las diferencias en la deglución dos tipos diferentes de bolo. Cálculos de excursión hioides contra las vértebras y la mandíbula están correlacionadas para determinar la importancia de ejes de referencia.

Para demostrar a coordinar la metodología de asignación, 40 estudios MBS fueron seleccionados al azar de un conjunto de datos de sujetos normales sanos sin deterioro tragar conocida. A 5 ml de bolo-líquido fino y unos 5 golondrinas pudín ml se midieron de cada sujeto. Nueve coordenadas, la cartografía de la base del cráneo, mandíbula, vértebras y elementos de la hyocomplejo de laringe, se registraron a los marcos de excursión hyolaryngeal mínimo y máximo. Coordenadas fueron convertidas matemáticamente en diez variables de la mecánica hyolaryngeal.

La fiabilidad entre revisores se evaluó mediante los coeficientes de correlación intraclase (CCI). Se utilizaron las pruebas t de dos colas para evaluar las diferencias en la cinemática de la viscosidad del bolo. Se correlacionaron las mediciones de excursiones hioides contra diferentes ejes de referencia. Interamericano de calificadores fiabilidad entre seis calificadores para las 18 coordenadas osciló entre ICC = 0,90 a 0,97. Una lista de diez mediciones cinemáticas se comparó por tema entre los seis evaluadores. Un caso atípico fue rechazada, y la media de las puntuaciones de fiabilidad restantes fue ICC = 0,91, 0,84 a 0,96, IC del 95%. Pruebas t de dos colas con correcciones de Bonferroni comparan diez variables cinemáticas (5 ml líquido-delgada golondrinas vs 5 ml pudín) mostraron diferencias estadísticamente significativas en la excursión hioides, el movimiento laríngeo superior, y shortenin faríngeag (p <0,005). Correlaciones de Pearson de las mediciones de excursiones hioides de dos ejes diferentes de referencia fueron: r = 0.62, r ² = 0,38, (líquido claro); r = 0.52, r ² = 0,27, (budín).

La obtención de las coordenadas históricas es un método confiable para generar múltiples variables cinemáticas de imágenes fluoroscópicas vídeo útiles en la investigación de la disfagia.

Introducción

La fase faríngea de la deglución es un proceso complejo que implica más de veinte músculos y múltiples elementos esqueléticos para transferir un bolo de la cavidad oral en el esófago, mientras que la protección de la vía aérea. Precediendo a la constricción faríngea, elementos de la hyolaryngeal complejo (el hueso hioides, laringe y las estructuras asociadas, incluyendo el esfínter esofágico superior) son desplazados para convertir un conducto respiratorio en un tracto digestivo. La laringe es re-ubicado anteriormente fuera de la trayectoria de un bolo que se acerca, y el esfínter esofágico superior se estira abierto. Mediciones cinemáticas tomados de los estudios de deglución de fluoroscopia de video (también conocido como un MBS o modificados bario Estudios Tragar) son la metodología de la investigación primaria para cuantificar los múltiples movimientos de la compleja hyolaryngeal ^1.

Si bien las mediciones fluoroscópicas vídeo cuantitativos son útiles para medir la función de deglución, los diferentes ejes de referenciay escalares de resultado de la medición en los hallazgos que son incompatibles entre los diferentes métodos de mediciones cinemáticas ^2. El movimiento de la paciente y fluoroscopio bajo control médico manual también confunde la exactitud de la medición de este complejo proceso fisiológico. Más importante aún, las mediciones cinemáticas no reflejan necesariamente las relaciones estructura-función a importantes para evaluar la deglución desordenada. La cinemática de la hioides, en particular, han sido diseñados para seguir el movimiento en una dirección anterior o superior en referencia a un plano anatómico alineado con las vértebras. Sin embargo, esta configuración no representa la línea de acción de los músculos que sostienen la hioides.

Un mecanismo de dos eslinga de elevación hyolaryngeal en la fase faríngea de la deglución se ha identificado (Figura 1) ^3,4. Los músculos suprahioideos comprenden la honda musculares anterior y los músculos faríngeos largas comprenden la posterior cabestrillo muscular. Estos músculos elevan varios elementos del complejo hyolaryngeal incluyendo el hioides, laringe, y las estructuras que forman el esfínter esofágico superior.

Mapeo de coordenadas de la mecánica hyolaryngeal utiliza nueve puntos anatómicos fácilmente identificables para mapear tres palancas esqueléticas y características de los complejos que representan puntos de fijación hyolaryngeal de la anterior y eslingas musculares posteriores (Figura 2). Durante la deglución, cada palanca esquelético y función del complejo hyolaryngeal está en movimiento. Mediante la recopilación de coordenadas, el sistema puede ser capturado en cualquier marco de tiempo. Conversión trigonométrica de coordenadas se puede utilizar para generar múltiples mediciones cinemáticas de movimiento hyolaryngeal durante la deglución. Las variables pueden ser calculadas para la comparación con los resultados reportados en la literatura, o se utilizan para generar nuevas mediciones que representan la estructura-función a las relaciones de interés.

El objetivo principal de este trabajo es demostrar un método para generar múltiples mediciones cinemáticas calculados a partir de un único conjunto de coordenadas históricas anatómicos obtenidos de Modificados Trago de Bario (MBS) de estudios. Documentamos la fiabilidad de este método mediante el uso de los coeficientes de correlación intraclase para determinar la confiabilidad inter-evaluador de 6 investigadores diferentes, incluyendo un experto, tres evaluadores con experiencia y dos novicios. A partir de los resultados cinemáticos, se evalúan las diferencias en la deglución mecánica por la consistencia del bolo. Por último, la cuestión propuesto por Molefenter y Steele relativa a la importancia del eje de referencia utilizado en la medición de movimiento hioides se dirige. Para abordar esta cuestión se comparan las mediciones de excursión hioides en referencia a las vértebras y en referencia a la mandíbula, calculado a partir del mismo conjunto de coordenadas para ambos tipos de bolo. Si estos dos métodos de medición de movimiento hioides representan la misma estructura a funcionar las relacionescadera, a continuación, los resultados deben ser fuertemente correlacionada.

Para este estudio, 40 laterales estudios visión MBS fueron seleccionados al azar de una colección de 139 estudios normales bajo un protocolo de investigación aprobado por la Junta de Revisión Institucional de la Universidad de Georgia Regents y en colaboración con el Instituto de investigación Trammell Evelyn para la voz y la deglución de la Universidad Médica de Carolina del Sur. Para demostrar la utilidad de este método, se calcularon diez variables que caracterizan la cinemática hyolaryngeal desde el mismo conjunto de datos de coordenadas (Tabla 1). Siete de estas mediciones calculadas se han utilizado previamente en la literatura incluyendo: anterior y mediciones de distancia hioides superiores en referencia a las vértebras ^5; anterior y desplazamiento hioides superior como una relación de C2-4 de longitud, también en referencia a las vértebras ^6; movimiento superior de la laringe en referencia a las vértebras ^7; APROXIMADA hyolaryngealion ^1; y excursión máxima hioides en referencia a las vértebras ^1. Además, se calcularon tres medidas novedosas: el acortamiento de la faringe aproximación de los archivos adjuntos del músculo palatofaríngeo, elevación de la laringe después de una línea de acción que representa el estilofaríngeo y excursión hioides de aproximación de las inserciones de los músculos suprahioideos ^4,8.

Una cabeza de expertos y anatomista cuello (WP), tres investigadores con experiencia de tomar medidas limitadas (CJ, SR, TT), y dos investigadores noveles (RS, JT) obtuvieron los datos de coordenadas cartográficas utilizando el protocolo descrito a continuación. El experto (WP) entrenó a los tres evaluadores con experiencia, y estos a su vez entrenó a los dos evaluadores principiantes. Interamericano de calificadores fiabilidad de los datos de coordenadas y los resultados calculados a partir de las coordenadas por tema fue determinada por los coeficientes de correlación intraclase ^9. Dos pruebas t de cola se realizaron en cada variable para determinar statisticallY diferencias significativas en los tipos de bolo. Un coeficiente de correlación de Pearson y un coeficiente de determinación se utilizaron para evaluar la concordancia entre los resultados de excursión hioides calculados con las vértebras como eje de referencia frente a la excursión hioides con la mandíbula como un eje de referencia del 5 ml tragar líquidos delgados y 5 ml golondrina pudín.

Protocolo

1. Configuración de un ordenador

1. Para Macintosh, descargue el siguiente código abierto o software freeware: ImageJ, MacX Video Converter Free Edition (Mac) y QuickTime (ver tabla de material / equipo).
2. Para una PC, descargue el siguiente código abierto o software freeware: ImageJ, MPEG Streamclip (PC) y QuickTime (ver tabla de material / equipo).

2. Preparación de los clips de vídeo

1. La conversión de archivos. Convertir archivos de vídeo sin procesar en. Mov para la recolección de datos en ImageJ. Nota: Los vídeos utilizables deben incluir el paladar duro mandíbula, vértebras C1-C4, de la laringe y de la faringe en el campo de visión. Herramientas de procesamiento de ImageJ pueden mejorar los problemas de calidad de imagen.
   1. Con un PC, utilice MPEG Streamclip, cargue el archivo de vídeo sin procesar. Avi a través de Archivo >> Abrir archivos y seleccionar el clip que desee. Seleccione Archivo >> Exportar a QuickTime.
   2. Con un Mac, utilice MacX Video Converter, haga clic en "Add File" y seleccione el vídeo (s) para la conVersión. Varios videos pueden ser convertidos a la vez utilizando esta aplicación.
   3. En la sección Configuración de salida, haga clic en el botón Examinar y seleccione la ubicación deseada para guardar el archivo convertido.
   4. Haga clic en la ficha "a MOV". Asegúrese de que el formato de salida en la sección "Ajustes de vídeo" es MOV. Haga clic en Inicio.
2. Edición de la longitud del clip. La memoria se limita con ImageJ. Se recomienda que se haga un expediente de cada uno de tragar.
   1. MOV Abrir. Archivo de video creado en el paso 2.1 con QuickTime (PC o Mac).
   2. Identificar 5 ml golondrinas-líquido fino y pudín de colas de audio o de secuencia trago trazadas por el protocolo MBS utilizados durante la recogida de datos.
   3. Seleccione Editar >> Recortar y ajustar la barra de corte para que se visualiza tragar líquido todo el 5 ml Thin. Haga clic en Recortar.
   4. Seleccionar File >> Export y crear un nombre de archivo que se utiliza para vincular los datos de sujetos (género, edad, etiología, forma de bolo) de cooCOORDENADAS resultados de los mapas.
   5. Repita el procedimiento para la golondrina pudding (o por cualquier otro bolo de interés).

3. De-la identificación de imágenes

1. Si un archivo contiene toda la información de salud personal (PHI) y debe hacerse anónima, cargue el archivo utilizando Image J (Ver 04.01 a 04.02).
2. Utilice la herramienta de rectángulo para enmarcar el estudio de la deglución para excluir PHI. Seleccione Imagen >> Recortar. A continuación, seleccione Archivo >> Guardar como >> Película QuickTime.
3. Configure el cuadro de diálogo de la siguiente manera: Compresión >> Sorenson 3; Calidad >> Máximo, introduzca la velocidad de fotogramas adecuada (por lo general 30 fps).

4. Preparación para medir

1. ImageJ Abrir. Haga clic en el botón ">>" icono en la barra de herramientas. Seleccione >> Flecha Herramienta de etiquetado.
2. Subida de imágenes. Haga clic en el icono QuickTime. Seleccione "Abrir película como una pila" en el menú desplegable y localizar el clip QuickTime editado. Image J no se abrirá todo el estudio tragar debido a los límites de memoria (consulte el paso 2.2). La memoria puede ser mínimamente expandió seleccionando Editar >> Opciones >> Memoria y Temas.
3. El procesamiento de imágenes para mejorar la calidad de la imagen. Seleccione Procesar >> Matemáticas >> Añadir. Marque la casilla de vista previa y ajustar los números a la calidad de imagen deseada. Responder afirmativamente a procesar toda la pila de imágenes.
4. Establecer mediciones. Seleccione Analizar >> Set Medidas en el menú ImageJ. En la marca de la caja de diálogo "Stack Position" y "Invertir coordenadas Y". Desmarcar todo lo demás.
5. Seleccione la herramienta de múltiples puntos de la barra de herramientas. Haga clic en los puntos anatómicos en secuencia (ver 5.0)
6. Con la herramienta multipunto.
   1. Realice una medición de todos los puntos al seleccionar Analyze >> Mida desde el menú o comando de teclado + M (Control + M para PC).
   2. Eliminar todos los puntos con comando + A (control + A para PCs).
   3. Retire los puntos únicos, con solo pasar over un punto, a continuación, mantenga las teclas Comando + Opción y haga clic en el punto de ser eliminado.
   4. Mover puntos singulares pasando el cursor sobre un punto, al hacer clic, arrastrar y soltar un punto a una nueva ubicación.
   5. Mueve todos los puntos, junto con las teclas de flecha.

5. Monumentos históricos de Mapeo

1. Comience en primer fotograma y avance a un marco claro en la fase de pre-oral. Observe la posición del bolo en el margen anterior, superior de la lengua antes de iniciar el transporte por vía oral de la deglución. Utilice este marco para establecer los primeros nueve coordenadas.
2. Utilice la herramienta de múltiples puntos ImageJ para trazar los primeros nueve coordenadas en los siguientes puntos de referencia anatómicos (ver Figuras 3a y 3b)
3. Registre primeros nueve coordenadas con el comando + M teclas (Control + M para PCs).
4. Avance Marcos hasta hueso hioides ha alcanzado la posición máxima en el anterior y direcciones superiores. Confirmar máximo avanzando marcos para insure descenso del hioides comienza en el siguiente cuadro.
5. Vuelva a colocar los puntos 1 - 5 a sus nuevas posiciones. Estas nuevas posiciones serán registradas como coordenadas 10-14.
6. Vuelva a colocar el punto 9, que a su vez se convierte en coordinar 18 Nota:. Frames probablemente variará para los dos pasos siguientes.
7. Localice marco que representa la máxima elevación de la laringe. Ajuste los puntos 7 y 8, que servirán como coordenadas 16 y 17.
8. Encontrar marco (s) que representa la excursión máxima de UES, punto 6 (coordenada 15). Desde máximo de la trama hioides, localice el marco en el que el bolo se ve impedida por la UES en la hipofaringe. Ajuste el punto de coordenadas para UES del marco mínimo para representar UES coordenada máxima 18.
9. Registre segundos nueve coordenadas con el comando + M teclas (Control + M para PCs).
10. Para las coordenadas 19 y 20 marcan los bordes del escalar (un centavo o 1,9 cm de anillos) en el eje que representa el diámetro más largo del marcador radiopaco.
11. Escalar Record coordina con la tecla + M comandos (control + M para PC).

6. Transformar datos de coordenadas en las mediciones cinemáticas de interés utilizando un archivo de Excel habilitado para macros (las instrucciones para esta macro se incluyen en el archivo)

Nota: Los cálculos trigonométricos incrustados en las macros de calcular mediciones cinemáticas (Figura 4).

1. Descargar "CoordinateMapping.xlsm" de la página del artículo Jove.
2. Siga las instrucciones en la hoja de cálculo para inicializar el archivo. La macro de inicio creará tres hojas que incluyen: resultados, datos y hoja de entrada. Nota: Los usuarios de Macintosh deben permitir a las herramientas de desarrollo de Excel ejecutar macros.
3. Copia las coordenadas de la ventana de resultados de ImageJ y pegarlo en la celda designada en la "hoja de entrada". Ejecute la macro "datacaptureline".
4. Los resultados aparecerán en el "resultado" de hoja. Líneas de datos de coordenadas aparecerán en la hoja de "datos".

Resultados

Coeficientes de correlación intraclase (CCI) de coordenadas recogidos por seis investigadores que analizaron de forma independiente 80 archivos de vídeo de fluoroscopia (dos ensayos en bolo de 40 sujetos) oscilaron entre ICC = 0,90 a 0,97. Un desglose de la CPI de las coordenadas por el grupo es la siguiente: coordina el n º 1 - 5 (elementos esqueléticos en la excursión mínimo hyolaryngeal) media = 0,93, desde 0,91 hasta 0,95, IC del 95%; coordina # 6-9 (complejo hyolaryngeal en la excursión mínimo hyolaryngeal) media =...

Discusión

Este estudio demuestra la utilidad de un método que utiliza datos de coordenadas de puntos de referencia anatómicos para calcular múltiples mediciones cinemáticas de movimiento hyolaryngeal en la deglución. Interamericano de calificadores fiabilidad de seis evaluadores, entre ellos dos evaluadores novatos, por coordenadas y variables calculados era fuerte (ICC> 0,90). Los resultados representativos de una muestra aleatoria de adultos sanos no disfágicos mostraron diferencias en diversas variables cinemáticas en respu...

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
ImagenJ	NIH	http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html	Para Macintosh
MacX Video Converter Edición Gratuita (Mac)	Digiarty	http://www.macxdvd.com/mac-video-converter-free/	Para Macintosh
QuickTime	Apple	http://support.apple.com/downloads/#QuickTime	para Macintosh
ImageJ	NIH	http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html	Para un PC
MPEG Streamclip (PC)	Squared 5	http://www.squared5.com	Para un PC
QuickTime	Apple	http://support.apple.com/downloads/#QuickTime	para un PC