Дыхательный драйв (т.е. выход дыхательных центров к дыхательным мышцам) сложно оценить из-за навязчивого, часто непрактичного характера оценочных методов, таких как функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ). Кроме того, небольшие размеры дыхательных центров, расположенных в стволе мозга, трудно локализовать и они чувствительны к изменениям под действием физиологическогошума1,2. Измерения дыхательного драйва важны из-за их связи с важными клиническими исходами, такими как одышка, признак респираторного дистресса. Электромиография (ЭМГ) является суррогатом дыхательного драйва дыхательной мускулатуры3. ЭМГ дыхательных мышц позволяет определить мышечную активность и ее интенсивность с помощью среднеквадратичного значения (RMS) сигнала ЭМГ. Кроме того, время активации мышц можно оценить, определив начало и смещение их активности (ЭМГ, начало и ЭМГ, смещение, соответственно)1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11.
Величина сигнала ЭМГ относится к электрическому потенциалу, генерируемому мышечными клетками при их сокращении, что указывает на уровень их мышечной активации. Величина сигнала ЭМГ может варьироваться в зависимости от таких факторов, как интенсивность мышечного сокращения, количество задействованных двигательных единиц, расположение электродов, движение мышц и подкожных тканей, а также специфическиехарактеристики измеряемой мышцы.
Время подачи сигнала ЭМГ относится к моменту, когда электрическая активность возникает относительно конкретного события или действия (например, относительно потока на вдохе при дыхании)13. Время начала указывает на то, когда начинается мышечная активация, в то время как смещенное время указывает, когда мышечная активность снижается, прекращается или находится в фазе расслабления13. Синхронизация активации нескольких дыхательных мышц будет способствовать пониманию механизмов координации и контроля во время дыхания. Оценка согласованности или изменчивости временных паттернов с течением времени или у отдельных лиц может помочь определить физиологические и патофизиологические стратегии моторного контроля, связанные с острой или хронической вентиляционной недостаточностью.
Как величина, так и время проведения ЭМГ дыхательной мускулатуры были связаны с важными клиническими исходами 12,13,14. Диафрагма создает большую часть вентиляции в состоянии покоя15. Когда потребность в дыхательных путях увеличивается, например, во время физической нагрузки или увеличения нагрузки на вдох, связанной с заболеваниями легких (например, хронической обструктивной болезнью легких, интерстициальной болезнью легких или острым респираторным дистресс-синдромом), экстрадиафрагмальные дыхательные мышцы усиливают вентиляцию, что может усиливать или компенсировать сократительную потребность диафрагмы15. Таким образом, в дополнение к возрастающей величине диафрагмальной ЭМГ, величина экстрадиафрагмальной мышечной ЭМГ также будет увеличиваться.
Активация внедиафрагмальной дыхательной мускулатуры может защитить диафрагму от развития усталости16. Тем не менее, ранняя активация (начало) и длительная активация были связаны с острой и хронической вентиляционной недостаточностью 14,17,18. Цель данной работы состоит в том, чтобы описать протокол для получения и анализа как времени, так и величины сигналов ЭМГ дыхательных мышц как у здоровых взрослых, так и у пациентов с подозреваемой или подтвержденной респираторной патофизиологией. Этот протокол включает в себя ранее проверенные шаги от сбора данных до количественной оценки времени и величины активности ЭМГ13,19.