Avaliação da ativação muscular respiratória Usando respiratória Motor Control Assessment (ACMD) em indivíduos com lesão medular crônica

O objetivo geral deste procedimento é avaliar quantitativamente os padrões de ativação dos músculos respiratórios em indivíduos com lesão medular por meio da comparação com valores normativos obtidos de indivíduos saudáveis. Isso é realizado por meio do registro da atividade eletromiográfica ou EMG dos músculos respiratórios em indivíduos com lesão medular durante tarefas respiratórias. Para calcular a quantidade dessa atividade para cada músculo como segundo passo, é construído um vetor resultante, que caracteriza a distribuição e a quantidade de atividade nesses músculos.

Em seguida, dados de indivíduos saudáveis durante a mesma tarefa são utilizados para calcular um vetor de resposta protótipo. Um índice de similaridade pode então ser calculado, relacionando o grau em que o vetor resultante se assemelha ao vetor de resposta protótipo, permitindo uma comparação entre o padrão de ativação dos músculos respiratórios em pacientes com lesão medular e o padrão normal que seria observado em um indivíduo saudável. Utilizando esta técnica, podemos monitorar a função motora respiratória em pacientes com lesão medular ou outras condições associadas a déficits no controle motor respiratório.

A aquisição e o processamento de dados são muito importantes para a avaliação bem-sucedida deste método. Por isso, a demonstração visual é fundamental, pois servirá para demonstrar o procedimento. O cientista pesquisador Islam, Edward Brown, gerente de pesquisa e o tecnólogo de pesquisa Man PRI Chopra do meu laboratório. Para começar, posicione os eletrodos de superfície sobre os ventres musculares dos músculos respiratórios esquerdo e direito.

Estes incluem o trapézio inferior paravertebral ao nível da escápula média. Os músculos paravertebrais na linha intercristal ilíaca. O esternocleidomastoideo e o trapézio superior ao longo da linha medioclavicular.

A porção clavicular do peitoral na linha midclavicular. O intercostal no sexto espaço intercostal na linha axilar anterior. O diafragma na linha paraesternal, o reto abdominal no nível umbilical e o oblíquo abdominal na linha axilar média.

Posicione os eletrodos de terra sobre os processos acromiais. Amplifique a entrada de EMG com um ganho de 2000. Filtre entre 30 e 1000 hertz e amostra a 2000 hertz.

Conecte uma unidade de mochila do sistema de laboratório de movimento com eletrodos acoplados a uma unidade de EMG de mesa e ao sistema PowerLab. Conforme ilustrado no protocolo textual, calibre a entrada de pressão das vias aéreas. Adicione 120 centímetros de água e realize a amostragem a 2000 hertz.

Monte um circuito de monitoramento em T para registrar a pressão das vias aéreas. Em seguida, conecte-o ao transdutor de baixa pressão utilizando um tubo de ar. Por fim, conecte o transdutor de baixa pressão ao sistema CD 15 e Power Lab.

As tarefas motoras respiratórias consistem na tarefa de pressão inspiratória máxima, abreviada como PIM, e na tarefa de pressão expiratória máxima ou PEM. Realize a PIM utilizando um tom audível para instruir o sujeito a produzir um esforço inspiratório máximo a partir do volume residual durante cinco segundos. Utilizando um circuito de monitoramento em T, permita pelo menos um minuto de repouso antes de repetir o processo três vezes. Para realizar a PEM.

Utilize um tom audível de cinco segundos para sinalizar aos indivíduos que realizem esforços expiratórios máximos a partir da capacidade pulmonar total. Usando o circuito de monitoramento em T, novamente, permita pelo menos um minuto de repouso e repita o processo três vezes. Converta as entradas de EMG e pressão das vias aéreas pelo sistema de aquisição PowerLab utilizando resolução ADC de 16 bits em escala total, registrando simultaneamente pressão das vias aéreas, eletromiografia de superfície e sinais de marcação para MIPT e MEPT, determinando as janelas de análise da distribuição da atividade multimuscular de cinco segundos cada a partir do marcador de evento e da pressão das vias aéreas registradas com o tom de sinalização que indicou ao indivíduo.

Quando iniciar e encerrar a tarefa, calcule a atividade de eletromiografia de superfície para cada músculo utilizando um algoritmo de raiz quadrada média ou RMS. Calcule a média de três ensaios repetidos para cada tarefa. Para cada músculo, avalie os padrões de ativação multimuscular com base em um método de análise vetorial conhecido como índice de resposta voluntária ou VRI, utilizando um software personalizado em MATLAB. Para cada manobra, calcule o parâmetro de magnitude, ou seja, a quantidade combinada de atividade de eletromiografia de superfície de todos os músculos dentro da janela de tempo específica, como o comprimento do vetor de resposta ou RV para uma tarefa específica.

Calcule também o índice de similaridade ou valor de IS para cada tarefa como o cosseno do ângulo entre o vetor de resposta de indivíduos com lesão medular (RV) e o vetor de resposta protótipo (VRP) obtido de indivíduos saudáveis durante a mesma tarefa. Aqui são mostrados o eletromiograma e a pressão das vias aéreas registrados simultaneamente durante a MEPTE de um indivíduo não lesionado e de um indivíduo com lesão medular (LM). Observe a diminuição da pressão das vias aéreas e a ausência de atividade eletromiográfica de superfície nos músculos expiratórios em um indivíduo com LM quando comparado a um indivíduo não lesionado. Observe também que o início da tarefa, indicado na parte inferior, está associado ao aumento da atividade eletromiográfica de superfície e à elevação da pressão das vias aéreas. Os principais passos para a construção do vetor de resposta são indicados aqui.

O início e o fim da tarefa foram definidos como pontos de dados de acordo com o marcador. A raiz quadrada média da eletromiografia de superfície dentro dessa janela de evento representa a atividade média de eletromiografia de superfície para cada músculo. O vetor de resposta é montado utilizando os valores de RMS para a combinação específica de músculos ilustrada.

Aqui está o cálculo do vetor de resposta protótipo e sua magnitude para um grupo de indivíduos não lesionados. A matriz de resposta protótipo foi construída utilizando vetores de resposta individuais. Cada coluna na matriz de resposta protótipo inclui dados de um indivíduo do grupo, e cada linha representa a atividade quantificada de eletromiografia de superfície de um músculo específico de todos os indivíduos do grupo.

O vetor de resposta protótipo foi calculado tomando a média de cada linha da matriz de resposta protótipo. O valor de magnitude representa o comprimento do vetor de resposta e foi calculado de acordo com a fórmula apresentada. Os passos mostrados aqui são para o cálculo do índice de similaridade.

O vetor de resposta e sua magnitude para um indivíduo específico com LES foram calculados. O índice de similaridade foi obtido calculando-se o produto interno do vetor protótipo e do vetor de resposta. Uma vez dominado, a parte de gravação será concluída em cerca de uma hora.

Embora o processamento dos dados dependa do software que será utilizado após este procedimento, outras tarefas respiratórias, como tosse e pressão máxima do assoalho da via aérea, podem ser usadas para responder perguntas adicionais.