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Medicine

삼키는 Hyolaryngeal 기계의 매핑 좌표

doi: 10.3791/51476 Published: May 6, 2014

Summary

좌표 매핑 연하의 인두 단계에서 hyolaryngeal 역학의 두드러진 특징을 문서화하는 방법이다. 이 방법론은 해부학 마크의 좌표를 기록하는 이미지 분석 소프트웨어를 사용한다. 이 좌표는 엑셀 매크로로 가져 및 연하 곤란의 연구에 유용 관심 학적 변수로 변환됩니다.

Abstract

hyolaryngeal 움직임을 특성화 연하의 연구에 중요하다. 이전 방법은 관심의 여러 변수를 계산하는 좌표 중 하나 세트를 사용하여 수정 된 바륨 삼키기 (MBS)를 사용하여 hyolaryngeal 역학의 매핑 좌표 반면, 하나의 운동 측정을 얻기 위해 다수의 측정이 필요합니다. 데모 용으로 열 학적 측정은 두 가지 다른 알약 유형을 삼키는의 차이를 결정하는 좌표의 한 세트에서 생성되었다. 척추와 하악에 대한 설골 소풍의 계산은 기준 축의 중요성을 결정하기 위해 상관 관계.

매핑 방법을 좌표 설명하기 위해 40 MBS 연구는 무작위로 알려진 바 없음 연하 장애와 건강한 정상인의 데이터 집합에서 선정되었다. 5 ㎖ 얇은 액체 알약 및 5 ㎖ 푸딩 제비는 각 과목에서 측정 하였다. 두개골베이스, 하악골, 척추와 효의 요소에 매핑 구 좌표,후두 복합체는, 최소 및 최대 hyolaryngeal 소풍의 프레임으로 기록되었다. 좌표는 수학적으로 hyolaryngeal 역학 10 변수로 변환 하였다.

평가 자간 신뢰도는 급내 상관 계수 (ICC)에 의해 평가 하였다. 양측 t-테스트는 볼 루스 점도 운동학의 차이를 평가하기 위해 사용되었다. 참고 다른 축에 대한 설골 소풍 측정 한 상관 관계가 있었다. 0.97 - 18 좌표 여섯 평가자 간의 평가 자간 신뢰도는 ICC에서 = 0.90이었다. 열 운동 측정의 슬레이트는 여섯 평가자 사이의 대상으로 비교 하​​였다. 특이 치 거부, 나머지 신뢰성 점수의 평균치는 ICC = 0.91, 0.84이었다 - 0.96, 95 % CI. 열 학적 변수 (5 ㎖ 얇은 액체 대 5 ㎖ 푸딩 제비)를 비교 Bonferroni 보정과 양측 t-테스트는 설골 소풍, 우수한 후두 운동 및 인두 shortenin에서 통계적으로 유의 한 차이를 보였다G (P <0.005). R = 0.62, R2 = 0.38, (얇은 액체) : 기준의 두 가지 축에서 설골 소풍 측정 피어슨 상관 관계가 있었다 R = 0.52, R2 = 0.27, (푸딩).

랜드 마크의 좌표를 얻기 연하 곤란 연구에 유용한 비디오 투시 영상에서 여러 운동 학적 변수를 생성하는 신뢰할 수있는 방법입니다.

Introduction

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연하의 인두 단계기도를 보호하면서 식도로 구강으로부터 볼 루스를 전송하기 위해 20여 근육 및 골격 체류 요소를 포함하는 복잡한 과정이다. 인두 수축, hyolaryngeal 복잡한 요소 (설골, 후두, 상부 식도 괄약근을 포함하여 관련 구조) 이전은 소화 기관에 호흡 관을 변환하는 변위. 후두는 전방 멀리 다가오는 알약의 궤도에서 다시 위치하고 있으며, 상부 식도 괄약근이 열려 뻗어있다. (또한 MBS로 알려진 또는 바륨 삼키기 연구 수정) 비디오 투시 연하 연구에서 가져온 운동 학적 측정은 hyolaryngeal 1 단지의 여러 움직임을 정량화하기위한 기본 연구 방법론이다.

양적 비디오 투시 측정 삼키는 기능, 참조의 다른 축 측정을 위해 유용하지만및 운동 측정 (2)의 다양한 방법 중 호환되지 않는 연구 결과에서 측정 결과의 스칼라. 서, 임상의 제어하에 환자와 형광 투시경의 움직임의이 복잡한 생리 학적 과정을 측정의 정확도를 혼동. 더 중요한 것은, 운동 학적 측정은 반드시 무질서 삼키는을 평가하는 중요한 구조에 함수 관계를 반영하지 않습니다. 특히 설골의 운동학은 척추 정렬 해부학적인면을 참고로 전방 또는 우수한 방향으로 움직임을 추적하도록 설계되었습니다. 그러나이 구성 설골 중단 근육의 작용선을 대표하지 않는다.

삼키는의 인두 단계에서 hyolaryngeal 상승의 2 슬링 메커니즘 (그림 1) 3,4 확인되었습니다. suprahyoid 근육은 앞쪽에 근육 슬링을 구성하고, 긴 인두 근육 P를 포함근육 슬링 osterior. 이 근육은 설골, 후두, 상부 식도 괄약근을 형성하는 구조를 포함 hyolaryngeal 단지의 다양한 요소를 상승.

hyolaryngeal 역학의 좌표 매핑은 전방 및 후방 근육 슬링 (그림 2)의 hyolaryngeal 복잡한 나타내는 연결 지점의 세 가지 골격 레버와 기능을 매핑 할 아홉 쉽게 식별 해부학 적 랜드 마크를 사용합니다. 삼키는 동안, hyolaryngeal 복잡한 각각의 골격 레버와 기능은 움직임입니다. 좌표를 수집하여, 시스템은 임의의 시간 프레임에서 캡처 할 수있다. 코디네이터의 삼각 변환 삼키는 동안 hyolaryngeal 움직임의 여러 운동 학적 측정을 생성하기 위해 사용될 수있다. 변수는 문헌에보고 된 결과와 비교하기 위해 계산 된, 또는 그 구조에 대한 함수 관계를 나타내는 새로운 측정을 생성하기 위해 사용될 수있다.

이 논문의 주요 목적은 수정 된 바륨 삼키기 (MBS)의 연구에서 수집 된 해부학 적 랜드 마크 좌표의 단일 세트에서 계산 된 여러 운동 측정을 생성하는 방법을 설명하는 것입니다. 우리는 하나의 전문적인 경험을 가진 세 평가자, 두 초보자를 포함하여 6 개의 다른 연구자의 상호 평가자 신뢰성을 결정하는 급내 상관 계수를 사용하여이 방법의 신뢰성을 문서화합니다. 운동 학적 결과에서, 알약의 일관성에 의해 역학을 삼키는의 차이가 평가됩니다. 마지막으로, 설골 움직임을 측정에 사용되는 기준 축의 중요성에 관한 Molefenter 및 스틸 제안한 문제는 해결된다. 우리가 척추를 참고로 두 러스 유형에 대한 좌표의 동일한 세트에서 계산 된 하악을 참조에 설골 소풍의 측정을 비교이 문제를 접근하는. 설골 움직임을 측정하는이 방법은 두 관계를 작동하는 동일한 구조를 나타내면엉덩이, 그 결과는 강력하게 상관 관계가되어야한다.

본 연구의 경우, 40 측면보기 MBS 연구는 무작위로 조지아 리전트 대학 기관 평가위원회 및 음성에 대한 에블린 트라멜 연구소와 연구 협력에 의해 승인의 의과 대학에서 삼키는 연구 프로토콜에 따라 139 일반적인 연구의 컬렉션에서 선택되었다 사우스 캐롤라이나. 이 방법의 유용성을 입증하기 위해, hyolaryngeal 역학의 특성을 열 변수는 좌표 데이터의 동일한 세트 (표 1)에서 계산 하였다. 이러한 계산 된 측정 중 7 이전 등의 문헌에 사용되었습니다 : 전방 및 척추 5를 참조 우수 설골의 거리 측정; 전방 또한 척추 6을 참고로 C2-4 길이의 비율, 우량한 설골 변위; 척추 7을 참조에있는 후두의 뛰어난 운동; hyolaryngeal approximat이온 1; 및 척추 1을 참고로 최대 설골 소풍. 또한, 세 가지 새로운 측정을 계산 하였다 : 인두 단축은 suprahyoid 근육 4,8의 첨부 파일을 근사 palatopharyngeus 근육의 첨부 파일, stylopharyngeus을 나타내는 행동의 라인을 다음과 후두 상승 및 설골 여행을 근사.

전문가의 머리와 목의 해부학자 (WP), 제한된 경험을 측정하기 (CJ, SR, TT), 두 초보자 연구자 (RS, JT) 세 조사는 아래에 설명 된 프로토콜을 사용하여 매핑 좌표 데이터를 얻을. 전문가 (WP)는 경험이있는 세 평가자 훈련, 이들은 차례로 두 초보자 평가자 훈련. 주제별로 좌표 계산 좌표 데이터와 결과의 평가 자간 신뢰도는 급내 상관 계수 (9)에 의해 결정되었다. 두 개의 꼬리 T-테스트는 statisticall를 결정하는 각 변수에 대해 수행되었다알약 타입의 Y 유의 한 차이. 피어슨 상관 계수와 결정 계수는 5 ㎖ 얇은 액체의 제비와 5 ㎖에 대한 참조의 축으로 하악골과 설골 소풍 대 기준 축으로 척추 계산 설골 소풍의 결과 사이의 계약을 평가하는 데 사용되었다 푸딩 제비.

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Protocol

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1. 컴퓨터 구성

  1. ImageJ에, MacX 비디오 컨버터 무료 판 (맥), 퀵타임 (소재 / 장비의 표 참조) : Macintosh의 경우, 다음과 같은 오픈 소스 또는 프리웨어 소프트웨어를 다운로드합니다.
  2. ImageJ에, MP​​EG 및 Streamclip (PC), 퀵타임 (소재 / 장비의 표 참조) : PC를 들어, 다음과 같은 오픈 소스 또는 프리웨어 소프트웨어를 다운로드합니다.

2. 비디오 클립을 준비

  1. 파일 변환. ImageJ에있는 데이터 수집. MOV로 원시 비디오 파일을 변환합니다. 참고 : 사용 가능한 비디오가 하악, 경구개, C1-C4 척추,보기의 분야에서 후두와 인두를 포함해야합니다. ImageJ에 처리 도구는 이미지 품질 문제를 개선 할 수 있습니다.
    1. PC로, MPEG 및 Streamclip은, >> 파일을 통해 열린 파일을 원시. AVI 비디오 파일을로드 사용하고 원하는 클립을 선택. 파일 선택 >> 퀵타임 수출.
    2. 맥, MacX 비디오 컨버터를 사용하여, "파일 추가"버튼을 클릭 협력을위한 비디오 (들)을 선택n 버전. 여러 개의 동영상을 한 번이 응용 프로그램을 사용하여에 변환 할 수 있습니다.
    3. 출력 설정 섹션에서 찾아보기 단추를 클릭하고 변환 된 파일을 저장하기 원하는 위치를 선택합니다.
    4. "MOV로"탭을 클릭합니다. "비디오 설정"섹션에서 출력 형식은 MOV 있는지 확인합니다. 시작을 클릭합니다.
  2. 편집 클립의 길이. 메모리는 ImageJ에로 제한됩니다. 그것은 각 제비의 파일을 만든 것이 좋습니다.
    1. 오픈 MOV. 퀵타임 (PC 또는 Mac)를 사용하여 2.1 단계에서 생성 된 동영상 파일.
    2. 데이터를 수집하는 동안 사용되는 MBS 프로토콜에 의해 설명 된 오디오 큐에 의해 또는 제비의 순서로 5 ㎖ 얇은 액체 및 푸딩 제비를 확인합니다.
    3. 편집 >> 트림을 선택하고 전체 5 ㎖ 얇은 유체 제비가 가시화 될 수 있도록 트리밍 줄을 조정합니다. 트림을 클릭합니다.
    4. 파일 >> 내보내기를 선택하고 쿠에 따라 데이터 (성별, 연령, 원인, 알약 타입)을 연결하는 데 사용되는 파일 이름을 만들매핑 결과를 rdinate.
    5. 푸딩 제비를 위해 (또는 관심의 다른 알약에 대해) 반복합니다.

3. 이미지를 드 식별

  1. 파일은 임의의 개인 의료 정보 (PHI)를 포함하고 탈 식별해야하는 경우, 콘텐츠 J를 사용하여 파일을 업로드 (- 8.4 4.1 참조).
  2. PHI를 제외 할 삼키는 연구를 프레임에 사각형 도구를 사용합니다. 이미지 >> 자르기를 선택합니다. 파일을 선택한 후 >> 저장 >> QuickTime 동영상.
  3. 다음과 같이 대화 상자를 구성 압축 >> 소렌슨 3; 품질 >> 최대 적절한 프레임 속도 (일반적으로 30 fps)를 입력합니다.

4. 측정 준비

  1. 오픈 ImageJ에. 도구 모음에있는 ">>"아이콘을 클릭합니다. >> 화살표 라벨링 도구를 선택합니다.
  2. 이미지를 업로드. 퀵타임 아이콘을 클릭합니다. 드롭 다운 메뉴에서 "스택로 열기 영화"를 선택하고 편집 퀵타임 클립을 찾습니다. 이마GE J 인해 메모리 제한으로 전체 제비의 연구를 엽니 다 (단계 2.2 참조)되지 않습니다. 메모리는 최소 >> 편집을 선택하여 확장 할 수 있습니다 옵션 >> 메모리 및 스레드.
  3. 이미지 품질을 개선하기 위해 이미지를 처리​​. 처리를 선택 >> 수학 >> 추가합니다. 미리보기 확인란을 선택하고 원하는 이미지 품질에 숫자를 조정합니다. 이미지의 전체 스택을 처리하려면 예를 응답한다.
  4. 측정을 설정합니다. >> ImageJ에 메뉴에서 설정 측정 분석을 선택합니다. 대화 상자 표시 "스택 위치"와 "반전 Y 좌표"에서. 다른 모든 표시 해제.
  5. 도구 모음에서 다 도구를 선택합니다. 시퀀스의 해부학 적 랜드 마크를 클릭 (5.0 참조)
  6. 다 도구를 사용하여.
    1. 메뉴 나 키보드 명령 + M (PC 용 컨트롤 + M)에서 분석 >> 측정을 선택하여 모든 지점의 측정을 가져 가라.
    2. 명령을 사용하여 모든 점 + A (컨트롤 + PC 용)를 제거합니다.
    3. (을)를 유혹하여 단일 점을 제거포인트 버전, 다음 명령 옵션 키를 누르고 제거 할 지점을 클릭합니다.
    4. , 점을 가리키면 클릭, 드래그하여 새 위치로 포인트를 드롭하여 단일 지점을 이동합니다.
    5. 화살표 키와 함께 모든 지점을 이동합니다.

5. 매핑 랜드 마크

  1. 사전 경구 단계에서 명확한 프레임에 첫 번째 프레임과 사전에 시작합니다. 이전에 제비의 구두 전송의 개시에 혀의 앞쪽, 뛰어난 마진 러스의 위치를​​ 관찰한다. 첫 9 좌표를 설정하는이 프레임을 사용합니다.
  2. 다음과 같은 해부학 적 랜드 마크에서 첫 9 좌표를 매핑 할 ImageJ에 멀티 포인트 도구를 사용하여 (그림 3a와 3b를 참조하십시오)
  3. 명령 + M 키 (PC 용 컨트롤 + M)를 사용하여 첫 9 좌표를 기록한다.
  4. 설골 뼈는 앞쪽과 뛰어난 방향으로 최대 위치에 도달 할 때까지 전진은 프레임. 인 프레임을 진행하여 최대의 확인설골의 우레의 하강은 다음 프레임에서 시작됩니다.
  5. 새로운 위치로 5 - 포인트 1 위치를 변경합니다. 14 - 10 좌표로 이러한 새로운 위치가 기록됩니다.
  6. 다시 18 좌표됩니다 포인트 9 의향 참고 :. 프레임 가능성이 다음 두 단계에 따라 다를 것입니다.
  7. 최대 후두 상승을 묘사 한 프레임을 찾습니다. 16, 17 좌표가 될 것입니다 점 7과 8을 조정합니다.
  8. UES의 최대 소풍 점 6 (15 좌표)를 나타내는 프레임 (들)을 찾을 수 있습니다. 최대 설골 프레임에서 알약이 하인두의 UES에 의해 방해되는 프레임을 찾습니다. UES 최대 18 좌표를 표현하기 위해 최소 프레임에서 UES에 지점을 좌표 조정합니다.
  9. 명령 + M 키 (PC 용 컨트롤 + M)를 사용하여 두 번째 구 좌표를 기록한다.
  10. 좌표 19, 20은 방사선 불 투과성 마커의 가장 긴 직경을 나타내는 축에 스칼라의 가장자리 (페니 또는 1.9 cm 링)를 표시합니다.
  11. 기록 스칼라 명령 +의 M 키를 사용하여 좌표S (컨트롤 + PC 용 M).

6. 매크로를 사용하여 그 운동 측정에 데이터를 좌표 변환 (이 매크로에 대한 지침은 파일에 포함되어 있습니다) Excel 파일을 사용할 수

참고 : 매크로에 박혀 삼각 계산 학적 측정 (그림 4)을 계산합니다.

  1. 조브 기사 페이지에서 "CoordinateMapping.xlsm"를 다운로드합니다.
  2. 파일을 초기화하기 위해 스프레드 시트에 대한 지침을 따르십시오. 결과, 데이터 입력 시트 : 초기화 매크로는 세 등의 시트를 생성합니다. 참고 : Macintosh 사용자는 매크로를 실행하기 위해 Excel에서 개발자 도구를 사용하도록 설정해야합니다.
  3. 복사 ImageJ에 결과 창에서 조정하고 "입력 시트"에있는 지정된 셀에 붙여 넣습니다. "datacaptureline"매크로를 실행하십시오.
  4. 결과는 "결과"시트에 나타납니다. 좌표 데이터의 라인은 "데이터"시트에 나타납니다.

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Representative Results

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급내 상관 계수 독립적 (80) 비디오 투시 파일 (40 과목에서 두 개의 알약 시험)을 분석 여섯 조사에 의해 수집 된 좌표 (ICC)는 원거리 ICC에서 = 0.90-0.97. 다음과 같이 그룹에 의해 ICC의 좌표의 고장입니다 : # 1 좌표 - 5 (최소 hyolaryngeal 소풍 골격 요소) 평균 = 0.93, 0.91-0.95, 95 % 신뢰 구간; ; - 9 (최소 hyolaryngeal 소풍에 hyolaryngeal 복잡한) 평균 = 0.94, 092 - 0.96, 95 % CI # 6 좌표 # 10 좌표 - 0.95, 95 % CI - 14 (최대 hyolaryngeal 소풍 골격 요소) = 0.93, 0.91을 의미; (최대 hyolaryngeal 소풍에 hyolaryngeal 단지) 18 평균 = 0.96, 0.94 - - 0.97, 95 % CI 및 # 15을 조정합니다. 이러한 결과는 심사 위원 사이에 강한 신뢰성을 달성 매핑 좌표를 사용하고 있음을 나타냅니다.

ICC의 제목과 알약으로 여섯 독립적 인 평가자들로부터 수집 된 좌표 계산 열 변수 제비 공개ICC와 함께 하나의 주제 = 5 ㎖ 얇은 액체의 제비와 ICC = 0.47에 대한 0.54. 이 MBS 연구의 육안 검사는 이미지 품질을 확인했다. 이 주제 제외한 모든 ICC의 95 % 신뢰 구간의 평균값이 0.91이며 분석 MBS 파일의 나머지 0.84-0.96. 이러한 결과는 변수 간 판사의 신뢰성은 특정 파일의 이미지 품질이 허용 여부를 결정하는 데 유용합니다 것을 나타냅니다.

양측 t 테스트를 사용하여 5 ㎖ 얇은 액체 제비 계산 된 변수에 의해 5 ㎖ 푸딩 제비의 비교 (N = 234)에 포함 된 모든 측정과 다음 P-값을 생성 : 개미. 설골 이동 P = 0.82, 한모금. 설골 이동 P = 0.0001, 설골 소풍 (하악) P = 0.09, 설골 소풍 (척추) P = 0.0005, 한모금. 후두 이동 P = 0.003, Hyolaryngeal 근사 P = 0.42, 후두 고도 P = 0.02, 인두 단축 M> P = 0.0000, 설골 소풍 (하악, C2 - C4) P = 0.06, 후두 상승 (C2 - 4) P = 0.01 (그림 5) (표 2). 이러한 결과는 운동 학적 변수이 무작위 샘플에서 알약의 점도 차이가 무엇인지 보여줍니다.

다음과 같이 피어슨 상관 계수와 5 ㎖ 얇은 액체 및 5 ㎖ 푸딩 제비에 대한 참조의 축으로 하악에 비해 설골 소풍 대 기준 축으로 척추 계산 설골 소풍의 결정 계수는 : R = 0.49 = 0.621, R 2 = 0.37 (5 ㎖ 엷은 액체), 및 R, R 2 = 0.24 (5 ㎖ 푸딩). 이 결과는 설골 운동은 인성 보여줍니다; suprahyoid 근육이 전적으로 설골 전치 경우, 이러한 측정은 강력하게 (> 0.90) 상관 관계가 될 것이다.

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. 설골, 후두, thyrohyoid (TH), 상부 식도 괄약근 (UES)를 포함 hyolaryngeal 복잡한 요소 중지하고 상승 근육 슬링의 그림 1 그림 :. 앞쪽에 근육 슬링 1) 2 geniohyoid) 전방 이복 3.. 4) mylohyoid) 5 stylohyoid) 후방 이복는.,. 근육 슬링 6 후부.) palatopharyngeus 7.) salpingopharyngeus 8.) stylopharyngeus.

그림 2
그림 2. 나인 좌표 (파란색) (빨간색) 하악, 두개골베이스, 그리고 척추를 매핑하고 (녹색) hyolaryngeal 복잡한 요소.

그림 3a 그림 3a. 하악의 몸의 하부 라인은 하악의 치골 결합 윤곽을 충족 MBS (# 1 = 하악에 시각으로 세 가지 골격 레버를 매핑 다섯 코디 랜드 마크, 경구개 중 2 = 뒤쪽 가장자리에 위치 이 하악 하악의 앞쪽 가장자리를 교차, 아틀라스 중 3 = 전방 결절 (C1), C2 척추 중 4 = 전방 하부 가장자리, # 5 = 전방 C4 척추의 하부 가장자리).

그림 3b
그림 3b. 랜드 마크 설골, 후두, 상부 식도 괄약근 (# 6 = 열등 공기 COL 포함 hyolaryngeal 복잡한 요소를 매핑 네 개의 좌표에 대한UMN 상부 식도 괄약근, # 7 = 후부, 기관 공기 열 (후방 후두)에서 윤상 연골의 하연에 하인두의 근위의, # 8 = 전방, 기관 공기 열 (전방 후두의 윤상 연골의 하연 ), # 9 = 전방 설골의 하부 가장자리).

그림 4
. 데이터 좌표의 그림 4 삼각 변환 : 첫 번째를 지정 × (예 : 척추가 C1-C4로 표시) 기준 축으로 레버를 랜드 마크 (. 전 설골)의 움직임을 추적하려면, Y 좌표 : 1 = C1, 2 = C4, 3 = 설골. 그럼, 참조 B = 축, 그 C = 각도 = 빗변. * 좌표 간의 거리를 길이에 의해 입증으로 피타고라스 정리를 사용하여 파생됩니다. * 그 어떤 각도기준 축 (B 라인)을 참조 중 3 각도 C. 전방 변위에 의해 입증으로 코사인 법칙을 사용하여 유도된다 = I'-I, 어디 '= 죄 (C') '와 I =이다 죄 (C). 기준 축에 기준의 3 위의 우수한 변위 = II-II ', II = COS (C) 및 II'= COS (C ')'입니다. 이러한 수식은 삼키는 장치의 세 골격 레버 중 하나를 나타내는 기준의 다양한 축을 수용하도록 개조 될 수있다.

그림 5
그림 5. 5 ㎖를 비교하는 좌표 얇은 액체 대 5 ㎖ 푸딩 MBS의 제비 (N = 39)에서 계산 된 운동 학적 변수의 슬레이트를 비교 한 결과. AH = 전방 설골 운동, SH는 = 뛰어난 설골 운동, HE는 = 설골 해요 m을 참조에 소풍andible, HE V = 설골 척추를 참조 유람, SupLx = 우수한 후두 운동, HyLx = hyolaryngeal 근사 (두개골 기본 방향) LxEl는 = 후두 상승, PhxSh = 인두 단축, 그는 C2와 하악에 참조 * = 설골 여행을 해요 - 4 스칼라, LxEl * = 후두 상승 C2와 함께 - 4 스칼라.

측정 변수 기준 축 스칼라 기술
전방 설골 운동 척추 cm 김 맥 컬러 2008 년 기술, 설골의 변위를 계산한다 (각각 C1과 C4를 나타내는 선 연결 좌표 3, 5,) 떨어져 척추를 근사 라인 (9 좌표)
우수한 설골 운동 척추 cm K에 의해 설명IM 및 맥 컬러 2008, C1-C4 척추 근사 선에 평행 한 방향 (15 좌표) 설골의 변위를 산출한다.
설골 소풍 (하악) 하악의 Mylohyoid 라인 cm 하악의 mylohyoid 라인 (좌표 1 & 3) 근사 라인을 향해 설골의 변위를 계산합니다. 이 측정은 suprahyoid 근육의 함수를 근사화.
설골 소풍 (척추) 척추 cm 레너드 등으로 설명하십시오., 2000, C1-C4 척추에 가깝게 앞쪽 멀리 줄에서 설골의 운동의 우수한 벡터를 해결합니다
우수한 후두 운동 척추 cm Logemann 외., 2000에 의해 설명 된 척추 근사 선에 평행 한 방향 후두의 변위 (8 좌표)를 계산
Hyolaryngeal 근사 N / A cm 레너드 등., 2000 설명, 설골의 근사치를 계산 (9 좌표)와 후두 (8 좌표)
후두 상승 N / A cm stylopharyngeus의 첨부 파일을 근사 C1을 향해 후방 후두 (7 좌표) (3 좌표)의 변위를 계산합니다.
인두 단축 N / A cm palatopharyngeus의 첨부 파일을 근사 경구개쪽으로 UES의 변위를 (6 좌표) (2 좌표) 계산합니다.
설골 소풍 (하악) 척추 C2-4 위의 설명하지만, C2-C4 스칼라를 사용 (4 좌표 5) 스틸 등으로 설명했다., 2011
후두 상승 (척추) 척추 C2-4 U는 상술하지만SES C2-C4 스칼라 (4 좌표 5) 스틸 등으로 설명했다., 2011

표 1. 변위 측정의 설명.

측정 변수 5 ㎖ 얇은 액체 (N = 234 측정) 5 ㎖의 푸딩 (N = 234 측정) P-값
평균 SD 평균 SD (2 꼬리 T-테스트)
전방 설골 운동 1.10 0.41 1.11 0.40 0.82
우수한 설골 운동 1.49 0.66 1.76 825 0.0001
설골 소풍 (하악) 1.37 0.48 1.45 0.48 0.09
설골 소풍 (척추) 1.93 0.57 2.15 0.69 0.001
우수한 후두 운동 3.32 0.88 3.60 1.03 0.003
Hyolaryngeal 근사 1.10 0.57 1.14 0.55 0.42
후두 상승 2.53 0.67 2.70 0.76 0.02
인두 단축 1.30 0.62 1.66 0.65 0.0000
설골 소풍 (하악) 0.36 0.12 0.38 0.13 0.06
설골 소풍 (척추) 0.67 0.16 0.71 0.19 0.01

표 2. 수단, 표준 편차, 및 5 ㎖의 P-값 얇은 액체 대 5 ㎖ 푸딩.

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Discussion

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이 연구는 삼키는 hyolaryngeal 운동의 여러 운동 측정을 계산하는 해부학 적 랜드 마크의 좌표 데이터를 사용하는 방법의 유용성을 보여줍니다. 좌표와 계산 된 변수에 대한 두 초보자 평가자, 등 6 평가자의 평가 자간 신뢰도 (ICC> 0.90) 강했습니다. 건강한 비 dysphagic 성인의 무작위 표본의 대표 결과는 두 개의 알약 유형에 대한 응답으로 여러 가지 운동 학적 변수의 차이를 보여 주었다. 우리는 또한 설골의 여행을 계산하는 기준의 다른 축을 사용하여 강력한 상관 관계가 있었다 결과를 생산 것을 발견했다.

해부학 적 랜드 마크 데이터를 수집하는 시간을 줄이고 다른 방법 1,5-7에 사용되는 다수의 측정에 의해 도입 된 변동성을 제거합니다. 모든 좌표가 표시되는 경우, 운동 측정의 전체 보완 요인 분석 또는 주요 구성 요소 분석에서 계산하고 사용할 수 있습니다.연구 문제는 적은 변수를 포함하는 경우 또는 적은 수의 좌표는 거리 측정의 작은 슬레이트를 계산해야 할 수도 있습니다. 초기화 매크로를 수집해야하는 좌표가 결정됩니다. 이 기술은 연하 장애 연구에 광범위한 사용을 장려하기 위해 오픈 소스 또는 쉽게 사용할 수있는 소프트웨어를 사용하여 개발되었습니다. 이러한 여러 단계는 잠재적으로 임상 환경에서이 기술이 가능한 만들 수있는 상용 소프트웨어에 통합 될 수있다.

프로토콜에 대한 수정은 컴퓨팅 환경을 수용 할 수 있도록 할 수있다. ImageJ에 읽을 수 있습니다. AVI 파일을 다른 사람의 사이에서. 퀵타임은 작은 파일 크기가 큰 이미지 해상도를 유지하도록 선택되었다. 매크로를 사용할 수 엑셀 파일의 첫 번째 버전입니다. 제한이나 문제가 식별 코드에서 수리되면, 새로운 버전이 업로드됩니다. 알려진 문제점 하나 V1.0는 누락 된 데이터를 허용하지 않습니다. 현재 리동시에 - mitation 결과가 SI에 생성 할 수 없습니다 (센티미터에보고) 및 해부학 적 단위 (C4 거리를 C2로보고)입니다. 현재 솔루션은 ImageJ에를 사용하여 수집 된 동일한 데이터를 사용하여 해부학 적 유닛을보고하는 SI 단위와 다른를보고 하나의 Excel 통합 문서를 초기화하는 것입니다. 이들과 다른 문제는 저자 (FO, WP)에 의해 시간이 지남에 따라 해결 될 것입니다.

해부학 적 매핑을 조정하고, 최소 좌표의 최대 레코딩 프레임 선택 :이 방법의 유효성과 신뢰성에 치명적는 일관성이다. 그것은 지속적으로 해부학 적 랜드 마크를 표시하는 것이 중요합니다. 대부분의 운동 학적 측정의 최소 및 최대 측정에서 거리의 차이로 계산되기 때문에, 일관성 학적 측정은 그 기능을 삼키는 나타낼 수 있도록합니다. 프레임의 선택은 성에서 최소 프레임 바와 같이 투시 제품군에 제대로 제어 데이터 수집에 의해 혼동 될 수있다EP 5.1은 이미지되지 않습니다. 카메라와 환자의 움직임이 갑자기 경우 최대에서 수집 된 좌표는 혼동 될 수있다. 설골과 후두 최대 값은 일반적으로 동일한 프레임 근처에 달성된다, 그러나 (인두 단축을 나타내는) UES의 최대 값은 달라질 수 있습니다. 각 프레임은 시간 30msec를 나타냅니다. 많은 프레임의 랜드 마크 6의 최대 소풍 분리의 경우 - 5 자리에 남아 - 9, 그것은 랜드 마크 1 번호가 있는지 확인하는 것이 중요합니다.

이 기술의 다른 제한은 촬상 데이터를 사용하여 발생한다. 이 기술은 두 개의 차원 데이터로부터 3 차원 공간 관계를 추론한다. 투시 이미지는 방사선처럼, 이러한 측정의 유효성에 영향을 미칠 수있는, 또한 확대 및 왜곡 될 수 있습니다. 이미지 품질과 간 또는 내부 평가자의 신뢰성을 달성하는 것은 어렵다. 최종적으로 신뢰도를 달성과 관련된 학습 곡선이있다.

현재의 연구에서 신뢰성 테스트를 거친 것입니다여섯 명의 평가자에 의해 측정 된 좌표를 비교하는 단계; 두 초보자 평가자 경험 한 전문가 세 평가자를 포함하여. 우리는 교육의 영향 신뢰성을 발견했다. 더 많은 경험과 전문 평가자 간의 합의가 ICC = 0.95이었다 반면 초보자 평가자 사이의 계약은 ICC = 0.88이었다. 신뢰성 훈련에 반복되는 주제는 최소 및 신뢰성을 향상시키기 위해 최대 hyolaryngeal 소풍의 명확한 운영 정의의 중요성을 강조, 프레임 선택했다. 마지막으로, 이미지 품질의 신뢰성에 영향을 미친다. 주제별 대상 변수의 문자열을 비교하여 ICCS는 이미지 품질과 통안를 식별하는 데 사용되었다. 연구 목적을 위해 우리는 ICC <0.70의 간 일치도 이미지를 거부 제안한다. 우리의 코호트에서, ICC와 피사체 = 5 ㎖ 얇은 액체의 제비와 ICC = 0.54은 5 ㎖ 푸딩 0.47가 확인되었다. MBS의 육안 검사는 이미지 품질은 통계 분석에 의해 식별 될 수 있다는 것을 확인했다.

이 기술은 운동 측정 (2)의 계산 및 해석의 변화의 평가를 할 수 있습니다. 연하 곤란의 연구에 특별한 관심이 설골의 움직임을 측정하고 해석하는 방법이다. 참고 다른 축에서 계산 설골 소풍은 높은 상관 관계가 없었다. 결정 계수는 척추 ONL에 대해 측정 된 설골 움직임을 보여줍니다Y는 5 ㎖ 얇은 액체 제비의 기준 축으로 하악에 대해 측정 설골 운동의 분산의 37 % 및 5 ㎖ 푸딩 제비의 24 %를 예측했다. 이것은 다른 운동은 설골의 움직임을 차지하고 있음을 나타냅니다. 설골은 suprahyoid 근육에 의해 하악골과 두개골베이스에 연결되어 있습니다. 하악 삼키는 동안 상대적으로 고정되어 있기 때문에, 하악 접근 설골은 suprahyoid 근육의 수축 동심의 대표입니다. 척추에 설골의 움직임을 측정 할 때, 그것은 atlanto - 후두 관절 (머리 연장 또는 굴곡)의 움직임이 suprahyoid 기능에 기인 설골의 움직임으로 융합되는 것 같다.

디자인으로 하악을 참고로 설골 여행을 측정하는 것은 더 정확하게 기본 기능 해부학 8을 나타냅니다. 포부 감소 설골의 움직임과 위험을 연결하는 두 개의 연구가 : 서로 다른 결과를 발견; 한 관련 diminishe설골과 다른 발견 전방 이동 6,10 d의 뛰어난 운동. 모두 척추에 참조 설골 움직임을 측정 하였다. 설골 운동 열망의 바이오 마커 있는지 확인하기 위해, 우리는 연구가 아니라 그들이 부착하지 할 수있는 척추의 관계보다, 설골 변위 근육을 연결하는 골격 레버의 관계에서 설골 움직임을 측정해야한다고 주장한다.

연구에 변위 측정을 사용할 때 중요한 관심의 해부학 적 상관 관계를 정의 할 수 있습니다. 참고 다른 축에서 계산 된 설골 소풍이 높은 상관 관계가있다 연구 결과는 운동 측정이 실제로 무엇을 나타내는 지 고려해야 할 필요성을 강조한다. 척추를 참조있는 설골 소풍 머리와 목의 확장과 수축 suprahyoid의 공변 함수를 나타냅니다. suprahyoid 근육의 기본 기능을 이해하는 것이 더 중요한 경우, 설골 소풍 참조하지만 측정하악에 NCE보다 정확한 3,8입니다. 제안 된 후두 상승 및 인두 단축 변수는 긴 인두 근육, IX 및 X 3,4 두개골 신경에 의해 신경 지배 후두 상승 근육의 후방 슬링 상관 관계. 그러나, 다른 근육은 후두 상승 및 인두 단축에 도움. 좌표 매핑 조사자 선택된 변수들의 배열을 측정 할 수 있지만, 변수는 특정 연구 문제의 컨텍스트에서 선택되어야한다. 그것은 이러한 측정의 기초가 근육의 공변 기능을 인정하는 것이 중요하다.

좌표 매핑 데이터는 11 삼키는 정상 및 비정상의 공변 형상 변화를 평가하는 형태 학적 분석에 사용될 수있다. hyolaryngeal 장치의 형태 학적 분석은 손상을 삼키는 등 다양한 조건에 근골격계 adaptions을 나타냅니다. 좌표 매핑 삼키는 쿵푸의 형태 학적 분석nction은 궁극적으로 혼자 운동학 이상의 손상을 삼키는 연하의 생체 역학에 대한 자세한 유용한 정보를 제공 할 수 있습니다. 미래의 방향은 표현형 삼키는 좌표의 데이터베이스를 개발하고 운동 학적 결과와 형태 계측 학적 분석을 사용하여 손상을 삼키는 있습니다. 이러한 데이터베이스는 우리가 삼키는 연하 장애의 다양한 원인 질환과 관련된 장애를 삼키는의 기본 기능 해부학을 확인할 수있다. 좌표 전략은 좌표가 동적 MRI 또는 320 검출기 행 멀티 슬라이스 CT (12)로 얻어 질 수있는 다른 영상 기법에 적용될 수있다.

결론적으로, 데이터를 삼키는 hyolaryngeal 운동의 여러 신뢰할 수있는 운동 측정을 계산하는 데 유용 좌표입니다. 운동 학적 측정은 연구 문제 및 기본 해부학의 맥락에서 이해되어야한다. 변위 변수 중 일부는 특정 근육 그룹 기능과의 결합된다오메 없습니다. 코디네이트 또한 연하의 형태 학적 분석에 사용될 수있다.

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Disclosures

저자는 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.

Acknowledgments

저자는 Kendrea Focht, CSCD, CCC-SLP 및 음성에 대한 에블린 트라멜 연구소를 인정하고 MBS에게이 방법을 설명하는 데 사용되는 이미지 파일을 공유, 사우스 캐롤라이나 의과 대학에서 삼키는. (PI : 마틴 해리스) 번역 상 과학 선진화를위한 그랜트 번호 1K24DC12801에 의해 국립 센터에서 이러한 MBS 데이터는 부여 번호 TL1TR000061 (Focht PI)에 의해 투자 성 밖의 지원을 통해 수집 된 청각 장애에 국립 연구소 및 기타 의사 소통 장애에서, 그리고 마크와 에블린 트라멜 신탁 교내 지원. 난청 및 기타 통신 장애에 국립 연구소에서 부여 번호 F31DC011705에서 지원하는 동안 이러한 방법은 원래 수사 반장에 의해 개발되었다. 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 청각 장애에 국립 연구소 및 기타 의사 소통 장애 또는 국립 연구소의 공식 견해를 대변하지 않습니다건강.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
ImageJ   NIH http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html For Macintosh
MacX Video Converter Free Edition (Mac) Digiarty http://www.macxdvd.com/mac-video-converter-free/ For Macintosh
QuickTime  Apple http://support.apple.com/downloads/#QuickTime For Macintosh
ImageJ   NIH http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html For a PC
MPEG Streamclip (PC)  Squared 5 http://www.squared5.com For a PC
QuickTime Apple http://support.apple.com/downloads/#QuickTime For a PC

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References

  1. Leonard, R. J., Kendall, K. A., McKenzie, S., Gonçalves, M. I., Walker, A. Structural Displacements in Normal Swallowing: A Videofluoroscopic Study. Dysphagia. 15, 146-152 (2000).
  2. Molfenter, S. M., Steele, C. M. Physiological Variability in the Deglutition Literature: Hyoid and Laryngeal Kinematics. Dysphagia. 26, 67-74 (2010).
  3. Pearson, W. G., Hindson, D. F., Langmore, S. E., Zumwalt, A. C. Evaluating Swallowing Muscles Essential for Hyolaryngeal Elevation by Using Muscle Functional Magnetic Resonance Imaging. International Journal of Radiation Oncology* Biology* Physics. 85, 735-740 (2013).
  4. Pearson, W. G., Langmore, S. E., Yu, L. B., Zumwalt, A. C. Structural Analysis of Muscles Elevating the Hyolaryngeal Complex. Dysphagia. 27, 445-451 (2012).
  5. Kim, Y., McCullough, G. H. Maximum hyoid displacement in normal swallowing. Dysphagia. 23, 274-279 (2008).
  6. Steele, C. M., et al. The relationship between hyoid and laryngeal displacement and swallowing impairment. Clin. Otolaryngol. 36, 30-36 (2011).
  7. Logemann, J. A., et al. Temporal and Biomechanical Characteristics of Oropharyngeal Swallow in Younger and Older Men. Journal of Speech, Language and Hearing Research. 43, 1264-1274 (2000).
  8. Pearson, W., Langmore, S., Zumwalt, A. Evaluating the Structural Properties of Suprahyoid Muscles and their Potential for Moving the Hyoid. Dysphagia. 26, 345-351 (2011).
  9. Hopkins, W. G. Measures of reliability in sports medicine and science. Sports Med. 30, 1-15 (2000).
  10. Bingjie, L., Zhang, T., Sun, X., Xu, J., Jiang, G. Quantitative videofluoroscopic analysis of penetration-aspiration in post-stroke patients. Neurol. India. 58, 42-47 (2010).
  11. Webster, M., Sheets, H. D., Alroy, J., Hunt, G. A practical introduction to landmark-based geometric morphometrics. Quantitative Methods in Paleobiology. Paleontological Society Papers. 16, 163-188 (2010).
  12. Inamoto, Y., et al. Evaluation of swallowing using 320-detector-row multislice CT. Part II: Kinematic analysis of laryngeal closure during normal swallowing. Dysphagia. 26, 209-217 (2011).
삼키는 Hyolaryngeal 기계의 매핑 좌표
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Thompson, T. Z., Obeidin, F., Davidoff, A. A., Hightower, C. L., Johnson, C. Z., Rice, S. L., Sokolove, R. L., Taylor, B. K., Tuck, J. M., Pearson, Jr., W. G. Coordinate Mapping of Hyolaryngeal Mechanics in Swallowing. J. Vis. Exp. (87), e51476, doi:10.3791/51476 (2014).More

Thompson, T. Z., Obeidin, F., Davidoff, A. A., Hightower, C. L., Johnson, C. Z., Rice, S. L., Sokolove, R. L., Taylor, B. K., Tuck, J. M., Pearson, Jr., W. G. Coordinate Mapping of Hyolaryngeal Mechanics in Swallowing. J. Vis. Exp. (87), e51476, doi:10.3791/51476 (2014).

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