Faza gardła połykania to złożony proces, w który zaangażowanych jest ponad dwadzieścia mięśni i wiele elementów szkieletowych, które przenoszą bolus z jamy ustnej do przełyku, jednocześnie chroniąc drogi oddechowe. Przed zwężeniem gardła elementy kompleksu gnykowego (kość gnykowa, krtań i powiązane struktury, w tym górny zwieracz przełyku) są przemieszczane w celu przekształcenia przewodu oddechowego w przewód pokarmowy. Krtań jest przesunięta do przodu od trajektorii nadlatującego bolusa, a górny zwieracz przełyku jest rozciągnięty. Pomiary kinematyczne wykonane z wideofluoroskopowych badań połykania (znanych również jako MBS lub Modified Barium Swallow Studies) są podstawową metodologią badawczą do ilościowego określania wielokrotnych ruchów kompleksu hiolaryngowego 1.
Podczas gdy ilościowe pomiary fluoroskopowe wideo są przydatne do pomiaru funkcji połykania, różne osie odniesienia i skalary pomiaru skutkują wynikami, które są niezgodne między różnymi metodami pomiarów kinematycznych 2. Ruch pacjenta i fluoroskopu pod manualną kontrolą klinicysty również zakłóca dokładność pomiaru tego złożonego procesu fizjologicznego. Co ważniejsze, pomiary kinematyczne niekoniecznie odzwierciedlają zależności między strukturą a funkcją ważne dla oceny zaburzeń połykania. W szczególności kinematyka kości gnykowej została zaprojektowana tak, aby śledzić ruch w kierunku przednim lub górnym w odniesieniu do płaszczyzny anatomicznej wyrównanej z kręgami. Jednak ta konfiguracja nie reprezentuje linii działania mięśni, które zawieszają knyk
.
Zidentyfikowano mechanizm uniesienia hiolaryngi w gardłowej fazie połykania (Rysunek 1) 3,4. Mięśnie nadgnykowe składają się z temblaka mięśniowego przedniego, a mięśnie długie gardła tworzą temblak mięśniowy tylny. Mięśnie te unoszą różne elementy kompleksu gnykowego, w tym gnyk, krtań i struktury tworzące górny zwieracz przełyku.
Mapowanie współrzędnych mechaniki hyolaryngeal wykorzystuje dziewięć łatwych do zidentyfikowania anatomicznych punktów orientacyjnych do mapowania trzech dźwigni szkieletowych i cech kompleksu hyolaryngeal reprezentujących punkty przyczepu przednich i tylnych zawiesi mięśniowych (Rysunek 2). Podczas połykania każda dźwignia szkieletowa i cecha kompleksu hiolaryngowego jest w ruchu. Zbierając współrzędne, system może zostać uchwycony w dowolnym przedziale czasowym. Trygonometryczna konwersja współrzędnych może być wykorzystana do wygenerowania wielu pomiarów kinematycznych ruchu krtani podczas połykania. Zmienne mogą być obliczane w celu porównania z wynikami opisanymi w literaturze lub wykorzystywane do generowania nowych pomiarów reprezentujących interesujące relacje między strukturą a funkcją.
Głównym celem tego artykułu jest zademonstrowanie metody generowania wielu pomiarów kinematycznych obliczonych na podstawie pojedynczego zestawu współrzędnych anatomicznych punktów orientacyjnych zebranych z badań nad modyfikowanym połykaniem baru (MBS). Dokumentujemy wiarygodność tej metody, używając współczynników korelacji wewnątrzklasowej w celu określenia wiarygodności między oceniającymi 6 różnych badaczy, w tym jednego eksperta, trzech oceniających z doświadczeniem i dwóch nowicjuszy. Na podstawie wyników kinematycznych oceniane są różnice w mechanice połykania w zależności od konsystencji bolusa. Na koniec poruszono kwestię zaproponowaną przez Molefentera i Steele'a dotyczącą znaczenia osi odniesienia używanej do pomiaru ruchu gnykowego. Aby zbliżyć się do tego pytania, porównujemy pomiary wychylenia gnyki gnykowej w odniesieniu do kręgów i w odniesieniu do żuchwy, obliczone z tego samego zestawu współrzędnych dla obu typów bolusa. Jeśli te dwie metody pomiaru ruchu gnykowego reprezentują tę samą zależność między strukturą a funkcją, wyniki powinny być silnie skorelowane.
Do tego badania, 40 badań MBS z widokiem bocznym zostało losowo wybranych z kolekcji 139 normalnych badań zgodnie z protokołem badawczym zatwierdzonym przez Georgia Regents University Institutional Review Board i we współpracy badawczej z Evelyn Trammell Institute for Voice and Swallowing na Uniwersytecie Medycznym Południowej Karoliny. Aby zademonstrować użyteczność tej metody, na podstawie tego samego zestawu danych współrzędnych obliczono dziesięć zmiennych charakteryzujących kinematykę kłosu (tabela 1). Siedem z tych obliczonych pomiarów było wcześniej wykorzystywanych w literaturze, w tym: pomiary odległości przedniej i górnej gnykowej w odniesieniu do kręgów 5; przemieszczenie gnykowe przednie i górne jako stosunek długości C2-4, również w odniesieniu do kręgów 6; górny ruch krtani w stosunku do kręgów 7; aproksymacja gwortaniowa 1; i maksymalny skok gnykowy w odniesieniu do kręgów 1. Ponadto obliczono trzy nowe pomiary: skrócenie gardła przybliżające przyczepy mięśnia podniebienno-gardłowego, uniesienie krtani zgodnie z linią działania reprezentującą rylcowo-gardłowy oraz wychylenie gnykowe przybliżające przyczepy mięśni nadgnykowych 4,8.
Ekspert anatom głowy i szyi (WP), trzech badaczy z ograniczonym doświadczeniem w wykonywaniu pomiarów (CJ, SR, TT) i dwóch początkujących badaczy (RS, JT) uzyskali dane mapowania współrzędnych za pomocą protokołu opisanego poniżej. Ekspert (WP) przeszkolił trzech oceniających z doświadczeniem, a ci z kolei przeszkolili dwóch początkujących oceniających. Wiarygodność danych współrzędnych między oceniającymi i wyników obliczonych na podstawie współrzędnych według tematu została określona za pomocą współczynników korelacji wewnątrzklasowej 9. Dla każdej zmiennej przeprowadzono dwa testy t z błędnym wynikiem, aby określić statystycznie istotne różnice w typach bolusa. Współczynnik korelacji Pearsona i współczynnik determinacji wykorzystano do oceny zgodności między wynikami wychylania gnyku gnykowego obliczonymi z kręgami jako osią odniesienia a wypadaniem gnyku z żuchwą jako osią odniesienia dla połykania 5 ml cienkiego płynu i 5 ml łykania budyniu.