Name: Evaluación de activación muscular respiratoria Utilizar evaluaciones de control de motores respiratoria (RMCA) en personas con lesión de la médula espinal crónica (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-07-19T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 37 s
Description: Aprenda a evaluar patrones de activación muscular respiratoria en personas con lesión medular crónica mediante electromiografía de superficie y análisis vectorial. Este método cuantitativo permite comparar resultados con valores normativos de sujetos sanos.

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Este trabajo fue apoyado por Fundación Christopher y Dana Reeve (Grant CDRF OA2-0802-2), Kentucky Spinal Cord Research Trust y Jefe de Lesiones (Grant 9-10A - KSCHIRT), Craig H. Neilsen Fundación (Grant 1000056824 - HN000PCG) y Nacional Institutos de Salud: Nacional del Corazón Pulmón y la Sangre (Grant 1R01HL103750-01A1).

1. Configuración <ol><li> Cabezas de electrodos de superficie se colocaron en los vientres musculares de la izquierda (L) y derecho (R) los músculos respiratorios: esternocleidomastoideo (SC), escaleno (S), trapecio superior en la línea media clavicular (UT), la porción clavicular del pectoral en la línea media clavicular (P ), el diafragma en la línea paraesternal (D), intercostal, en 6 º espacio intercostal en la línea axilar anterior (IC), recto abdominal a nivel umbilical (RA), oblicuo abdominal en la línea media axilar (O), trapecio inferior paraspinally a nivel medioescapular (LT ) y paravertebral paraspinally on line intercrestal ilíaca (PS) 6. Los electrodos de tierra se colocaron en los procesos acromion. Un sistema Lab Motion Back Unidad Pack, con electrodos conectados al mismo, se conecta a un movimiento Lab EMG sobremesa Unidad y Sistema Powerlab (Figura 1). </li><li> Pieza en T circuito de vigilancia para registrar la presión de las vías respiratorias fue ensamblado como se muestra en la Figura 2 y conectado a la baja PRESSUTransductor de re (MP45) utilizando tubo de aire. </li><li> MP45 se conectó a CD15 y Powerlab del sistema (Figura 1 y Tabla 1). </li></ol> 2. Protocolo RMCA <ol><li> Las tareas motoras respiratorias consistían en tareas presión inspiratoria máxima (teléfono inalámbrico) y el Grupo de presión espiratoria máxima (MEPT). Para realizar MIPT o MEPT, se pidió a los sujetos para producir el máximo esfuerzo inspiratorio del volumen residual o esfuerzos espiratorios de la capacidad pulmonar total durante 5 segundos utilizando un circuito de vigilancia pieza en T (Figuras 1 y 2). Cada maniobra fue con claves por un tono largo de 5 segundos audible y se repite 3 veces. Por lo menos 1 min de descanso se le permitió entre cada esfuerzo. </li><li> De entrada EMG se amplificó con una ganancia de 2000; filtrada a 30-1,000 Hz y muestreada a 2000 Hz. Entrada de la presión de ventilación se calibró a 100 cm de agua y la muestra a 2000 Hz. Las entradas de presión EMG y las vías respiratorias fueron convertidos por el sistema de adquisición Powerlab usando 16 bits ADC escala completaresolución. Señales de presión de las vías respiratorias, sEMG y el marcador se registraron simultáneamente 9. </li></ol> 3. Análisis de Datos <ol><li> Multi-actividad muscular distribución ventanas de análisis de 5 segundos cada uno para MIPT o MEPT se determina a partir del marcador de eventos y la presión de las vías respiratorias grabado con el tono cuing que marcó el sujeto cuando empezar y terminar la tarea (Figura 3). La actividad sEMG para cada músculo se calculó usando una raíz cuadrada (RMS) algoritmo de 6,12 (Figura 4) significa. Tres ensayos repetidos para cada tarea se promediaron 13 para cada músculo (canal). </li><li> Se evaluaron los patrones de activación multi-musculares basado en un método de análisis vectorial conocido como el Índice de Respuesta Voluntaria (VRI) 8 (figuras 4-6) utilizando el software Matlab cliente (MathWorks). Para cada maniobra, el cálculo VRI produce dos valores, una magnitud y un índice de similitud (SI) (Figuras 5-6).El parámetro de magnitud, la cantidad de actividad sEMG combinado para todos los músculos dentro de la ventana de tiempo específica, se calculó como una longitud del vector de respuesta (RV) para la tarea específica (Figura 7). El índice de similitud (SI) proporciona un valor que expresa la similitud de la RV de SCI sujeto es el vector de respuesta a Prototipo (PRV) obtenido a partir de sujetos sanos durante la misma tarea. El valor SI se calculó para cada tarea como un coseno del ángulo entre el sujeto RV y PRV SCI. El valor SI oscila entre 0 y 1,0, donde el valor de 1,0 representa la mejor opción para los vectores en comparación 9 (Figura 8). </li></ol>

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<li>McKay, W. B., Lim, H. K., Priebe, M. M., Stokic, D. S., Sherwood, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+neurophysiological+assessment+of+residual+motor+control+in+post-spinal+cord+injury+paralysis%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehabil.+Neural+Repair%22%5BJournal%5D)">Clinical neurophysiological assessment of residual motor control in post-spinal cord injury paralysis.</a> Neurorehabil. Neural Repair. 18, 144-153 (2004).</li>
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</ol>

No hay conflicto de intereses que declarar.

Pruebas clínicas estándar para evaluar la función motora respiratoria después de SCI y otros trastornos incluyen las pruebas de función pulmonar y de la Escala de Deterioro Spinal Injury Association estadounidense (AIS) Evaluación 14,15. Sin embargo, estas herramientas no están diseñadas para la evaluación cuantitativa del tronco y el control motor respiratorio. En nuestro trabajo previamente publicado 9, hemos demostrado que la RMCA es un método válido para evaluar cuantitativamente la función mot...

<table><tbody><tr><td>PowerLab System 16/35</td><td>ADInstrumentos</td><td>PL3516</td><td>El número de unidades depende del número de canales grabados</td></tr><tr><td>Sistema EMG MA 300</td><td>Motion Lab Systems</td><td>MA300-XVI</td><td>El número de unidades depende del número de canales grabados</td></tr><tr><td>Transductor de baja presión MP45</td><td>Validyne</td><td>MP45-40-871</td><td></td></tr><tr><td>Demodulador de portadora básico CD15</td><td>Validyne</td><td>CD15-A-2-A-1</td><td></td></tr><tr><td>Manómetro de presión de aire</td><td>Boehringer</td><td>4103</td><td>Necesario para la calibración de MP45</td></tr><tr><td>Marcador</td><td></td><td></td> de eventos <td>Interruptor de mano que, cuando se presiona, proporciona un voltaje de CC y una salida de sonido (incluida la marca de 5 segundos de duración)</td></tr><tr><td>Toallitas con alcohol</td><td>Henry Schein</td><td>1173771</td><td>necesario para la colocación de electrodos</td></tr><tr><td>Gel de electrodos</td><td>Lectron II</td><td>36-3000-25</td><td>Necesario para la colocación de electrodos</td></tr><tr><td>Tagaderm</td><td>Henry Schein</td><td>7779152</td><td>necesario para la colocación de electrodos</td></tr><tr><td>Noseclip </td><td>Henry Schein</td><td>1089460</td><td></td></tr><tr><td>Circuito de monitoreo de ventilador de pieza en T con válvulas unidireccionales </td><td>Alleglance (Airlife)</td><td>1504</td><td></td></tr><tr><td>Tubo de aire </td><td>UnoMedical</td><td>400E</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">Tabla 1. Lista de equipos y suministros específicos utilizados para la Evaluación del Control Respiratorio Motor.</td></tr></tbody></table>

evaluación de activación muscular respiratoria utilizar evaluaciones de control de motores respiratoria (rmca) en personas con lesión de la médula espinal crónica

Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment (RMCA) in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury

Durante la respiración, la activación de los músculos respiratorios es coordinada por la entrada integrada desde el cerebro, tronco cerebral, y la médula espinal. Cuando esta coordinación se ve interrumpida por una lesión de la médula espinal (SCI), el control de los músculos respiratorios inervadas por debajo del nivel de la lesión se ve comprometida 1,2 conduce a la disfunción de los músculos respiratorios y las complicaciones pulmonares. Estas condiciones se encuentran entre las principales causas de muerte en los pacientes con SCI 3. Pruebas de función pulmonar estándar para evaluar la función motora respiratoria incluyen resultados spirometrical y máximo las vías respiratorias de presión: la capacidad vital forzada (FVC), volumen espiratorio forzado en el primer segundo (FEV 1), la presión inspiratoria máxima (PI máx) y presión espiratoria máxima (PE máx) 4,5. Estos valores proporcionan mediciones indirectas de rendimiento muscular respiratoria 6. En la práctica clínica y la investigación, la electromiografía de superficie (sEMG) registró a partir de los músculos respiratoriosse puede utilizar para evaluar la función respiratoria del motor y ayudar a diagnosticar patología neuromuscular. Sin embargo, la variabilidad en la amplitud sEMG inhibe los esfuerzos para desarrollar medidas objetivas y directas de la función motora respiratoria 6. Basado en un enfoque de múltiples sEMG muscular para caracterizar el control del motor de músculos de las extremidades 7, conocido como el índice de respuesta voluntaria (VRI) 8, hemos desarrollado una herramienta analítica para caracterizar el control motor respiratorio directamente de sEMG los datos registrados a partir de múltiples músculos respiratorios durante el voluntario tareas respiratorias. Hemos llamado a esta la Evaluación respiratoria Control del Motor (RMCA) 9. Este método de análisis vectorial cuantifica la cantidad y distribución de la actividad a través de los músculos y la presenta en la forma de un índice que se refiere el grado en que se asemeja a la salida sEMG dentro de un sujeto de prueba-que a partir de un grupo de (no lesionados) controles sanos. El valor del índice resultante ha demostrado tener alta validez aparente, la sensibilidady especificidad 9-11. Hemos demostrado previamente que los 9 resultados RMCA correlacionan significativamente con los niveles de SCI y medidas de función pulmonar. Estamos presentando aquí el método para comparar cuantitativamente lesiones patrones de activación de varios músculos respiratorios espinal post-columna con los de individuos sanos.

La figura 3 representa el electromiograma y la presión de la vía aérea (en la parte superior) registrados durante el mismo tiempo MEPT de unos individuos no lesionados (izquierda) y LIC (derecha). Nota disminuyó presión de vía aérea y la ausencia de actividad en los músculos espiratorios en un sujeto SCI sEMG en comparación con un individuo no lesionados (marcado con elipses grises). Tenga en cuenta también que inicio de la tarea, como se indica en la parte inferior, se asocia con un aumento de la presi...

El propósito de esta publicación es dar a conocer nuestro trabajo original en un enfoque multi-superficie electromiográfica del músculo para caracterizar cuantitativamente los patrones de activación muscular respiratoria en personas con lesión medular crónica mediante el análisis basado en vectores.

Evaluación de activación muscular respiratoria Utilizar evaluaciones de control de motores respiratoria (RMCA) en personas con lesión de la médula espinal crónica

During breathing, activation of respiratory muscles is coordinated by integrated input from the brain, brainstem, and spinal cord. When this coordination ...

El objetivo general de este procedimiento es evaluar cuantitativamente los patrones de activación de los músculos respiratorios en individuos con lesión de la médula espinal mediante la comparación con valores normativos obtenidos de sujetos sanos. Esto se logra registrando la actividad electromiográfica o EMG de los músculos respiratorios en personas con lesión de la médula espinal durante tareas respiratorias. Para calcular la cantidad de dicha actividad para cada músculo como un segundo paso, se construye un vector resultante, que caracteriza la distribución y la cantidad de actividad a través de estos músculos.A continuación, se utilizan datos de sujetos sanos durante la misma tarea para calcular un vector de respuesta prototípico. Luego se puede calcular un índice de similitud que relaciona el grado en que el vector resultante se asemeja al vector de respuesta prototípico, permitiendo una comparación entre el patrón de activación de los músculos respiratorios en pacientes con lesión de la médula espinal y el patrón normal que se observaría en un sujeto sano. Mediante esta técnica, podemos monitorear la función motora respiratoria en pacientes con lesión de la médula espinal u otros trastornos asociados con déficits en el control motor respiratorio.La adquisición y el procesamiento de datos son muy importantes para la evaluación exitosa de este método. Por eso, la demostración visual es fundamental, ya que servirá para mostrar el procedimiento. El científico investigador Islam, Edward Brown, el gerente de investigación y el tecnólogo investigador Man PRI Chopra de mi laboratorio. Para comenzar, coloque las cabezas de los electrodos superficiales sobre los vientres musculares de los músculos respiratorios izquierdo y derecho.Estos incluyen el trapecio inferior y los músculos paravertebrales al nivel medio de la escápula. Los músculos paravertebrales sobre la línea intercrestal ilíaca. El esternocleidomastoideo, la escala del trapecio superior sobre la línea medioclavicular.La porción clavicular del pectoral sobre la línea medioclavicular. El intercostal en el sexto espacio intercostal sobre la línea axilar anterior. El diafragma sobre la línea paraesternal, el recto abdominal al nivel umbilical y el oblicuo abdominal sobre la línea axilar media.Coloque los electrodos de tierra sobre los procesos acromiales. Amplifique la entrada de EMG con una ganancia de 2000. Filtre entre 30 y 1000 hercios y muestree a 2000 hercios.Conecte una unidad de mochila del sistema de laboratorio de movimiento con electrodos adjuntos a una unidad de escritorio de laboratorio de movimiento, EMG y sistema de potencia. Como se muestra en el protocolo del texto, calibre la entrada de presión de la vía aérea. Añada 120 centímetros de agua y muestree a 2000 hercios.Monte un circuito de monitoreo en T para registrar la presión de la vía aérea. Luego, conéctelo al transductor de baja presión utilizando un tubo de aire. Finalmente, conecte el transductor de baja presión al sistema CD 15 y Power Lab.Las tareas motoras respiratorias consisten en la tarea de presión inspiratoria máxima, abreviada como MIPT, y la tarea de presión espiratoria máxima o MEPT. Realice la MIPT utilizando un tono audible para que el sujeto Q realice un esfuerzo inspiratorio máximo desde el volumen residual durante cinco segundos. Mediante un circuito de monitorización en T, permita al menos un minuto de descanso antes de repetir el proceso tres veces. Para realizar la MEPT.Utilice un tono audible de cinco segundos de duración para indicar a los sujetos que realicen esfuerzos espiratorios máximos desde la capacidad pulmonar total. Usando nuevamente el circuito de monitoreo en T, permita al menos un minuto de descanso y luego repita el proceso tres veces. Convierta las entradas de EMG y presión en las vías respiratorias mediante el sistema de adquisición PowerLab utilizando una resolución de registro A/DC de escala completa de 16 bits, registre simultáneamente la presión en las vías respiratorias, la electromiografía de superficie y las señales de marcador para la PIMM y la PEMM, y determine las ventanas de análisis de distribución de actividad multi-muscular de cinco segundos cada una a partir del marcador de evento y la presión en las vías respiratorias registradas con el tono de indicación que señaló al sujeto.Cuándo comenzar y terminar la tarea, calcule la actividad de electromiografía de superficie para cada músculo utilizando un algoritmo de raíz del promedio de los cuadrados o RMS. Promedie tres ensayos repetidos para cada tarea. Para cada músculo, evalúe los patrones de activación multi-muscular basándose en un método de análisis vectorial conocido como índice de respuesta voluntaria o VRI, utilizando software personalizado en MATLAB. Para cada maniobra, calcule el parámetro de magnitud, es decir, la cantidad combinada de actividad de electromiografía de superficie para todos los músculos dentro de la ventana de tiempo específica, como la longitud del vector de respuesta o RV para una tarea específica.También calcule el índice de similitud o valor de IS para cada tarea como el coseno del ángulo entre el vector de respuesta de sujetos con lesión de la médula espinal (RV) y el vector de respuesta prototípico o PRV obtenido de sujetos sanos durante la misma tarea. Aquí se muestra el electromiograma y la presión de las vías respiratorias registradas simultáneamente durante la técnica de presión espiratoria máxima (MEPT) en un individuo no lesionado y en un individuo con lesión medular (SCI). Observe la disminución de la presión en las vías respiratorias y la ausencia de actividad de electromiografía de superficie en los músculos espiratorios en un sujeto con SCI en comparación con un individuo no lesionado. Téngase en cuenta también que el inicio de la tarea, indicado en la parte inferior, se asocia con un aumento de la actividad de electromiografía de superficie y un incremento de la presión en las vías respiratorias. Los pasos principales para la construcción del vector de respuesta se indican aquí.El inicio y final de la tarea se definieron como puntos de datos según el marcador. La raíz cuadrada media de la electromiografía de superficie dentro de esta ventana de evento representa la actividad media de electromiografía de superficie para cada músculo. El vector de respuesta se ensambla utilizando los valores RMS para la combinación específica de músculos ilustrada.Aquí se muestra el cálculo del vector de respuesta prototípica y su magnitud para un grupo de individuos no lesionados. La matriz de respuesta prototípica se construyó utilizando vectores de respuesta individuales. Cada columna de la matriz de respuesta prototípica incluye los datos de un individuo del grupo, y cada fila representa la actividad cuantificada de electromiografía de superficie de un músculo específico de todos los individuos del grupo.El vector de respuesta prototípica se calculó tomando el promedio de cada fila de la matriz de respuesta prototípica. El valor de magnitud representa la longitud del vector de respuesta y se calculó según la fórmula mostrada. Los pasos mostrados aquí corresponden al cálculo del índice de similitud.Se calculó el vector de respuesta y su magnitud para un individuo específico con LME. El índice de similitud se obtuvo calculando el producto interno del vector prototípico y el vector de respuesta. Una vez dominado, la parte de grabación se realizará en aproximadamente una hora.Aunque el procesamiento de datos dependerá del software que se utilice tras seguir este procedimiento. Otras tareas respiratorias como la tos o el piso máximo de la vía aérea pueden utilizarse para responder preguntas adicionales.

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Evaluación de activación muscular respiratoria Utilizar evaluaciones de control de motores respiratoria (RMCA) en personas con lesión de la médula espinal crónica

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