Respiratoire aandrijving (d.w.z. de output van ademhalingscentra naar ademhalingsspieren) is een uitdaging om te evalueren vanwege de opdringerige, vaak onpraktische aard van evaluatiemethoden zoals functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI). Bovendien is de kleine omvang van de ademhalingscentra in de hersenstam moeilijk te lokaliseren en gevoelig voor veranderingen door fysiologische ruis 1,2. Metingen van ademhalingsaandrijving zijn belangrijk vanwege hun associatie met belangrijke klinische resultaten zoals kortademigheid, een indicatie van ademnood. Elektromyografie (EMG) is een surrogaat van de ademhalingsaandrijving naar de ademhalingsspieren3. EMG van de ademhalingsspier maakt het mogelijk om de spieractiviteit en de intensiteit ervan te bepalen door middel van het wortelgemiddelde kwadraat (RMS) van het EMG-signaal. Bovendien kan de timing van spieractivatie worden beoordeeld door het begin en de offset van hun activiteit te identificeren (respectievelijk EMG, begin en EMG, offset)1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11.
De grootte van het EMG-signaal verwijst naar de elektrische potentiaal die door spiercellen wordt gegenereerd wanneer ze samentrekken, wat hun niveau van spieractivering aangeeft12. De grootte van het EMG-signaal kan variëren, afhankelijk van factoren zoals de intensiteit van de spiercontractie, het aantal gerekruteerde motoreenheden, de plaatsing van de elektrode, de beweging van spier- en onderhuidse weefsels en de specifieke kenmerken van de spier die wordt gemeten12.
De timing van het EMG-signaal verwijst naar wanneer de elektrische activiteit plaatsvindt ten opzichte van een specifieke gebeurtenis of actie (bijv. ten opzichte van de inspiratoire stroom voor ademhaling)13. De aanvangstiming geeft aan wanneer de spieractivatie begint, terwijl de offset-timing aangeeft wanneer de spieractiviteit afneemt, stopt of zich in de ontspanningsfase13 bevindt. Timing tussen de activering van verschillende ademhalingsspieren zal het begrip van coördinatie- en controlemechanismen tijdens de ademhaling vergemakkelijken. Het beoordelen van de consistentie of variabiliteit van timingpatronen in de loop van de tijd of bij individuen kan helpen bij het identificeren van fysiologische en pathofysiologische motorische controlestrategieën die verband houden met acuut of chronisch beademingsfalen.
Zowel de omvang als de timing van de EMG van de ademhalingsspier zijn in verband gebracht met belangrijke klinische resultaten 12,13,14. Het diafragma genereert het grootste deel van de ventilatie in rust15. Wanneer de ademhalingsbehoefte toeneemt, zoals tijdens inspanning of verhoogde inspiratoire belasting geassocieerd met longziekten (bijv. chronische obstructieve longziekte, interstitiële longziekte of acuut respiratoir distress syndroom), stimuleren extradiafragmatische ademhalingsspieren de ventilatie, wat de contractiele vereisten van het middenrif kan vergroten of compenseren15. Dus, naast de toenemende omvang van het diafragma-EMG, zal ook de omvang van het EMG van de extradiafragmatische spier toenemen.
Activering van extradiafragmatische ademhalingsspieren kan het middenrif beschermen tegen het ontwikkelen van vermoeidheid16. Vroege activering (aanvang) en langdurige activering zijn echter in verband gebracht met acuut en chronisch beademingsfalen 14,17,18. Het doel hier is om een protocol te beschrijven voor het verkrijgen en analyseren van zowel de timing als de omvang van EMG-signalen van de ademhalingsspieren bij zowel gezonde volwassenen als patiënten met vermoedelijke of bevestigde respiratoire pathofysiologie. Dit protocol omvat eerder gevalideerde stappen van gegevensverzameling om de timing en omvang van EMG-activiteit te kwantificeren13,19.