Napęd oddechowy (tj. wyjście ośrodków oddechowych do mięśni oddechowych) jest trudny do oceny ze względu na natrętny, często niepraktyczny charakter metod oceny, takich jak funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI). Co więcej, niewielki rozmiar ośrodków oddechowych znajdujących się w pniu mózgu jest trudny do zlokalizowania i jest wrażliwy na zmiany spowodowane hałasem fizjologicznym1,2. Pomiary napędu oddechowego są ważne ze względu na ich związek z ważnymi wynikami klinicznymi, takimi jak duszność, wskazująca na niewydolność oddechową. Elektromiografia (EMG) jest substytutem napędu oddechowego mięśni oddechowych3. EMG mięśni oddechowych pozwala na określenie aktywności mięśni i jej intensywności za pomocą średniej kwadratowej (RMS) sygnału EMG. Dodatkowo czas aktywacji mięśni można ocenić, identyfikując początek i przesunięcie ich aktywności (odpowiednio EMG, początek i EMG, przesunięcie)1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11.
Wielkość sygnału EMG odnosi się do potencjału elektrycznego generowanego przez komórki mięśniowe podczas ich skurczu, wskazując na ich poziom aktywacji mięśni12. Wielkość sygnału EMG może się różnić w zależności od takich czynników, jak intensywność skurczu mięśni, liczba rekrutowanych jednostek motorycznych, rozmieszczenie elektrod, ruch mięśni i tkanek podskórnych oraz specyficzne cechy mierzonego mięśnia12.
Czas sygnału EMG odnosi się do momentu, w którym aktywność elektryczna występuje w odniesieniu do określonego zdarzenia lub działania (np. w odniesieniu do przepływu wdechowego podczas oddychania)13. Czas rozpoczęcia wskazuje, kiedy rozpoczyna się aktywacja mięśni, podczas gdy czas przesunięcia wskazuje, kiedy aktywność mięśni spada, usta lub znajduje się w fazie relaksu13. Czas między aktywacją kilku mięśni oddechowych ułatwi zrozumienie mechanizmów koordynacji i kontroli podczas oddychania. Ocena spójności lub zmienności wzorców czasowych w czasie lub u poszczególnych osób może pomóc w identyfikacji fizjologicznych i patofizjologicznych strategii kontroli motorycznej związanych z ostrą lub przewlekłą niewydolnością wentylacji.
Zarówno wielkość, jak i czas EMG mięśni oddechowych zostały powiązane z ważnymi wynikami klinicznymi12,13,14. Membrana generuje większość wentylacji w spoczynku15. Gdy zapotrzebowanie na oddech wzrasta, na przykład podczas ćwiczeń lub zwiększonego obciążenia wdechowego związanego z chorobami płuc (np. przewlekłą obturacyjną chorobą płuc, śródmiąższową chorobą płuc lub zespołem ostrej niewydolności oddechowej), pozaprzeponowe mięśnie oddechowe poprawiają wentylację, co może zwiększyć lub zrównoważyć wymagania dotyczące kurczliwości przepony15. Tak więc, oprócz rosnącej wielkości EMG przepony, wzrośnie również wielkość EMG mięśni pozaprzeponowych.
Aktywacja pozaprzeponowych mięśni oddechowych może chronić przeponę przed zmęczeniem16. Jednak wczesna aktywacja (początek) i przedłużona aktywacja są związane z ostrą i przewlekłą niewydolnością wentylacji14,17,18. Celem jest opisanie protokołu do pozyskiwania i analizowania zarówno czasu, jak i wielkości sygnałów EMG mięśni oddechowych zarówno u zdrowych osób dorosłych, jak i pacjentów z podejrzeniem lub potwierdzoną patofizjologią układu oddechowego. Protokół ten obejmuje wcześniej zweryfikowane etapy od akwizycji danych do ilościowego określenia czasu i wielkości aktywności EMG13,19.