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Medicine

Coordonner la cartographie de Mécanique Hyolaryngeal à avaler

doi: 10.3791/51476 Published: May 6, 2014

Summary

Coordonner la cartographie est une méthode de documenter les principales caractéristiques de la biomécanique hyolaryngeal dans la phase pharyngée de la déglutition. Cette méthode utilise un logiciel d'analyse d'image pour enregistrer les coordonnées de points de repère anatomiques. Ces coordonnées sont importés dans une macro Excel et traduits en variables cinématiques d'intérêt utiles dans la recherche de la dysphagie.

Abstract

Caractériser mouvement hyolaryngeal est important à la recherche de la dysphagie. Les procédés antérieurs nécessitent plusieurs mesures pour obtenir une mesure cinématique alors coordonner la cartographie de la mécanique hyolaryngeal utilisant modification hirondelle de baryum (MBS) utilise un ensemble de coordonnées pour calculer plusieurs variables d'intérêt. Pour des fins de démonstration, dix mesures cinématiques ont été générées à partir d'un ensemble de coordonnées pour déterminer les différences à avaler deux types de bolus différentes. Calculs de hyoïde excursion contre les vertèbres et la mandibule sont corrélées pour déterminer l'importance d'axes de référence.

Pour démontrer coordonner méthodologie de cartographie, 40 MBS études ont été choisis au hasard à partir d'un ensemble de données de sujets normaux en bonne santé sans altération avaler connue. A 5 ml bolus mince liquide et à 5 ml hirondelles pudding ont été mesurés pour chaque sujet. Neuf coordonnées, la cartographie la base du crâne, la mandibule, vertèbres et des éléments de la hyocomplexe du larynx, ont été enregistrés à des cadres de randonnée hyolaryngeal minimum et maximum. Les coordonnées ont été mathématiquement convertis en dix variables de la mécanique hyolaryngeal.

Le coefficient d'objectivité a été évalué par des coefficients de corrélation intraclasse (ICC). Des tests t bilatéraux ont été utilisés pour évaluer les différences dans la cinématique de viscosité de bolus. Mesures d'excursions hyoïdes contre différents axes de référence ont été corrélées. Le coefficient d'objectivité parmi six évaluateurs pour les coordonnées 18 allait de la CPI = 0,90 à 0,97. Une liste de dix mesures cinématiques a été comparée par sujet entre les six évaluateurs. Une valeur aberrante a été rejetée, et la moyenne des scores de fiabilité restants était ICC = 0,91, de 0,84 à 0,96, IC à 95%. Bilatéraux t-tests avec Bonferroni corrections comparant dix variables cinématiques (5 ml mince liquides hirondelles vs 5 ml pudding) ont montré des différences statistiquement significatives dans hyoïde excursion, mouvement laryngé supérieur, et du pharynx Shortening (p <0,005). Corrélations de Pearson de mesures d'excursion de hyoïdes de deux axes différents de référence sont: r = 0,62, r 2 = 0,38, (mince liquide); r = 0,52, r 2 = 0,27, (pouding).

L'obtention des coordonnées de point de repère est une méthode fiable pour générer plusieurs variables cinématiques à partir d'images radioscopiques vidéo utiles dans la recherche de la dysphagie.

Introduction

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La phase pharyngée de la déglutition est un processus complexe impliquant plus de vingt muscles squelettiques et des éléments multiples pour le transfert d'un bolus de la cavité orale dans l'œsophage tout en protégeant les voies aériennes. Précédent pharyngée constriction, des éléments de la hyolaryngeal complexe (os hyoïde, du larynx et des structures connexes, y compris le sphincter oesophagien supérieur) sont déplacés pour convertir un conduit respiratoire dans un tube digestif. Le larynx est re-trouve en avant à une distance de la trajectoire d'un bolus venant en sens inverse, et le sphincter oesophagien supérieur est étirée ouverte. Mesures cinématiques tirées d'études de déglutition radioscopiques vidéo (également connus sous le nom d'un MBS ou de baryum modifié études Swallow) sont la méthodologie de la recherche primaire pour quantifier les multiples mouvements du complexe hyolaryngeal 1.

Bien que des mesures quantitatives de la vidéo radioscopiques sont utiles pour mesurer la déglutition fonction, différents axes de référenceet scalaires de résultat de la mesure dans les résultats qui sont incompatibles entre les différentes méthodes de mesures cinématiques 2. Le mouvement du patient et de radioscopie sous contrôle manuel de clinicien confond aussi la précision de la mesure de ce processus physiologique complexe. Plus important encore, les mesures cinématiques ne reflètent pas nécessairement les relations structure-fonction à importantes pour l'évaluation de la déglutition désordonnée. Cinématique de l'os hyoïde en particulier, ont été conçus pour suivre le mouvement dans une direction antérieure ou supérieure en référence à un plan anatomique aligné avec les vertèbres. Toutefois, cette configuration ne représente pas la ligne d'action des muscles qui suspendent l'os hyoïde.

Un mécanisme à deux porte-bébé de hyolaryngeal élévation dans la phase pharyngée de la déglutition a été identifiée (figure 1) 3,4. Les muscles sus-hyoïdiens comprennent la fronde musculaire antérieure, et les muscles du pharynx longues comprennent le posterior fronde musculaire. Ces muscles élèvent différents éléments du complexe hyolaryngeal y compris l'os hyoïde, du larynx et des structures qui forment le sphincter oesophagien supérieur.

Coordonner la cartographie de la mécanique hyolaryngeal utilise neuf repères anatomiques facilement identifiables à la carte trois leviers squelettiques et les caractéristiques des points hyolaryngeal complexes représentant de fixation de la partie antérieure et élingues musculaires postérieures (figure 2). Lors de la déglutition, chaque levier squelettique et fonction du complexe hyolaryngeal est en mouvement. Par la collecte de coordonnées, le système peut être capturé dans un laps de temps. Conversion trigonométrique de coordonnées peut être utilisé pour générer de multiples mesures cinématiques du mouvement hyolaryngeal lors de la déglutition. Les variables peuvent être calculées pour la comparaison avec les résultats rapportés dans la littérature, ou utilisés pour générer de nouvelles mesures représentant des relations d'intérêt structure à fonction.

L'objectif principal de cet article est de démontrer un procédé de génération de multiples mesures cinématiques calculées à partir d'un seul ensemble de coordonnées de point de repère anatomiques recueillies auprès de baryum modifié Swallow (MBS) études. Nous documentons la fiabilité de cette méthode en utilisant des coefficients de corrélation intraclasse pour déterminer la fiabilité inter-évaluateur de 6 enquêteurs différents, y compris un expert, trois évaluateurs avec l'expérience, et deux novices. A partir des résultats cinématiques, les différences dans la mécanique avaler par la cohérence de bolus sont évalués. Enfin, la question proposée par Molefenter et Steele sur l'importance de l'axe de référence utilisé pour mesurer le mouvement hyoïde est adressée. Pour aborder cette question, nous comparons les mesures de hyoïde excursion en référence aux vertèbres et en référence à la mandibule, calculé à partir du même ensemble de coordonnées pour les deux types de bolus. Si ces deux méthodes de mesure de mouvement hyoïde représentent la même structure à la fonction relationshanche, les résultats devraient être fortement corrélées.

Pour cette étude, 40 latérales études vue de MBS ont été choisis au hasard à partir d'une collection de 139 études normales en vertu d'un protocole de recherche approuvé par le Conseil de l'Université Institutional Review Géorgie Regents et en collaboration de recherche avec l'Institut Trammell Evelyn pour la voix et de la déglutition à l'Université médicale de Caroline du Sud. Pour démontrer l'utilité de ce procédé, dix variables caractérisant cinématique hyolaryngeal ont été calculées à partir du même ensemble de données de coordonnées (tableau 1). Sept de ces mesures ont déjà été calculées dans la littérature, y compris: antérieure et mesures de distance hyoïde supérieures en référence aux vertèbres 5; antérieure et hyoïde déplacement supérieur comme un rapport de C2-4 longueur, également en référence aux vertèbres 6; mouvement supérieure du larynx en référence aux vertèbres sept; ENVIRON hyolaryngealion 1; et excursion hyoïde maximale en référence aux vertèbres 1. En outre, trois nouvelles mesures ont été calculés: le raccourcissement du pharynx rapprochant les pièces jointes du muscle Palatopharyngien, élévation du larynx suivant une ligne d'action qui représente le stylo-pharyngien, et excursion hyoïde approchant les pièces jointes des muscles sus-hyoïdiens 4,8.

Tête d'experts et anatomiste du cou (WP), trois chercheurs ayant de l'expérience en prenant des mesures limitées (CJ, SR, TT), et deux enquêteurs débutants (RS, JT) obtenus des données de coordonnées de mapping utilisant le protocole décrit ci-dessous. L'expert (WP) a formé les trois évaluateurs avec l'expérience, à leur tour, formé des deux évaluateurs novices. Le coefficient d'objectivité de coordonner les données et les résultats calculés à partir des coordonnées par thème a été déterminé par des coefficients de corrélation intra-9. Deux tests t bilatéraux ont été effectuées sur chaque variable pour déterminer statisticalldifférences significatives y en types de bolus. Un coefficient de corrélation de Pearson et un coefficient de détermination ont été utilisés pour évaluer la concordance entre les résultats de hyoïde excursion calculées avec les vertèbres comme un axe de référence par rapport excursion hyoïde avec la mandibule comme un axe de référence pour la 5 ml hirondelle mince liquide et 5 ml pouding hirondelle.

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Protocol

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1. Configuration d'un ordinateur

  1. Pour Macintosh, téléchargez l'open source ou logiciel freeware qui suit: ImageJ, MacX Video Converter Free Edition (Mac) et QuickTime (voir tableau de matériel / équipement).
  2. Pour un PC, téléchargez le open source qui suit ou un logiciel freeware: ImageJ, MPEG Streamclip (PC) et QuickTime (voir tableau de matériel / équipement).

2. Préparation des clips vidéo

  1. La conversion des fichiers. Convertir des fichiers vidéo brutes en. Mov pour la collecte de données dans ImageJ. Remarque: les vidéos utilisables doivent inclure le, palais dur mandibule, vertèbres C1-C4, du larynx et du pharynx dans le champ de vision. Outils de traitement ImageJ peuvent améliorer les problèmes de qualité d'image.
    1. Avec un PC, utilisez MPEG Streamclip, charger le fichier vidéo brut. Avi via Fichier >> Ouvrir les fichiers et en sélectionnant le clip souhaité. Sélectionnez Fichier >> Exporter au format QuickTime.
    2. Avec un Mac, utilisez MacX Video Converter, cliquez sur "Ajouter un fichier" et choisissez la vidéo (s) de coopérationnVersion. Plusieurs vidéos peuvent être convertis à la fois en utilisant cette application.
    3. Dans la section Paramètres de sortie, cliquez sur le bouton Parcourir et sélectionnez l'emplacement souhaité pour enregistrer le fichier converti.
    4. Cliquez sur l'onglet "MOV". Assurez-vous que le format de sortie dans la section "Paramètres vidéo" est MOV. Cliquez sur Démarrer.
  2. Montage longueur du clip. La mémoire est limitée avec ImageJ. Il est recommandé que le dossier de chaque avaler être faite.
    1. Ouvrir MOV. fichier vidéo créé à l'étape 2.1 avec QuickTime (PC ou Mac).
    2. Identifier 5 ml mince liquides et pouding hirondelles par les files d'attente audio ou par séquence d'hirondelle définis par le protocole de MBS utilisée lors de la collecte de données.
    3. Sélectionnez Modifier >> Trim et ajuster la barre de coupe de sorte que tout le fluide hirondelle 5 ml Thin est visualisée. Cliquez sur la garniture.
    4. Sélectionnez Fichier >> Exporter et créer un nom de fichier qui sera utilisé pour lier les données soumises (de sexe, l'âge, l'étiologie, type de bolus) à roucoulerrdinate résultats de la cartographie.
    5. Répétez l'opération pour l'hirondelle pudding (ou pour toute autre bolus d'intérêt).

3. De-identification images

  1. Si un fichier contient des renseignements médicaux personnels (PHI) et doit être dépersonnalisés, télécharger le fichier en utilisant l'image J (voir 4.1 à 4.2).
  2. Utilisez l'outil de rectangle pour encadrer l'étude de la déglutition d'exclure PHI. Sélectionnez l'image >> cultures. Puis, sélectionnez Fichier >> Enregistrer sous >> QuickTime.
  3. Configurez la boîte de dialogue comme suit: Compression >> Sorenson 3; Qualité >> maximale, entrez le taux de trame approprié (généralement de 30 fps).

4. Préparation des mesures

  1. Ouvrir ImageJ. Cliquez sur le ">>" icône sur la barre d'outils. Sélectionnez >> Sous étiquetage Outils.
  2. Téléchargement d'images. Cliquez sur l'icône QuickTime. Sélectionnez "Ouvrir film comme une pile" du menu déroulant et de localiser clip QuickTime édité. Image J n'ouvrira pas l'étude d'hirondelle entière en raison des limites de la mémoire (voir l'étape 2.2). La mémoire peut être étendue minimale en sélectionnant Modifier >> Options >> Mémoire & Fils.
  3. Le traitement des images pour améliorer la qualité de l'image. Sélectionnez Traiter >> Math >> Ajouter. Cochez la case de la prévision et ajuster le nombre à la qualité d'image souhaitée. Répondre oui à traiter l'ensemble de la pile d'images.
  4. Définir des mesures. Sélectionnez Analyser >> Set mesures dans le menu ImageJ. À la marque de la boîte de dialogue "Stack Position" et "Inverser coordonnées Y". Enlever tout autre.
  5. Sélectionnez l'outil multipoint de la barre d'outils. Cliquez sur les repères anatomiques dans l'ordre (voir 5.0)
  6. Utilisation de l'outil multiple.
    1. Prenez une mesure de tous les points en sélectionnant Analyser >> Mesurer dans le menu ou la commande du clavier + M (contrôle + M pour PC).
    2. Supprimer tous les points avec la commande + A (contrôle + A pour les PC).
    3. Supprimer des points simples en plaçant over un point, puis maintenez les touches Commande-Option et cliquez sur le point d'être supprimé.
    4. Déplacer les points singuliers en survolant un point, en cliquant, glissant et déposant un point à un autre endroit.
    5. Déplacer tous les points ensemble avec les touches fléchées.

5. Monuments cartographie

  1. Commencez à première vue et avance à un cadre clair dans la phase de pré-orale. Observez la position du bol sur la marge supérieure antérieure de la langue avant le début du transport par voie orale de la déglutition. Utilisez ce cadre pour définir les neuf premiers coordonnées.
  2. Utilisez l'outil multi-point ImageJ pour cartographier les neuf premiers coordonnées aux repères anatomiques suivantes (voir figures 3a et 3b)
  3. Enregistrez neuf premiers coordonnées en utilisant la commande + M touches (contrôle + M pour PC).
  4. Advance cadres jusqu'à l'os hyoïde a atteint la position maximale antérieure et directions supérieures. Confirmez maximale en avançant cadres à insure descente de l'os hyoïde commence sur la trame suivante.
  5. Relocaliser les points 1 - 5 de leurs nouveaux postes. Ces nouveaux postes seront enregistrées sous forme de coordonnées 10 - 14.
  6. Repositionner le point 9, qui devient à son tour coordonnées 18. Remarque: cadres varieront probablement pour les deux prochaines étapes.
  7. Localiser cadre représentant l'élévation du larynx maximum. Ajuster les points 7 et 8, qui serviront de coordonnées 16 et 17.
  8. Trouver cadre (s) représentant l'excursion maximale d'UES, point 6 (coordonnées 15). Du cadre de hyoïde maximale, localiser cadre où le bolus est entravée par l'UES dans l'hypopharynx. Ajuster le point de coordonnées pour UES de cadre minimum pour représenter UES coordonnée maximale de 18 ans.
  9. Enregistrer des deuxièmes coordonnées neuf en utilisant la commande + M touches (commande + M pour PC).
  10. Pour les coordonnées 19 et 20 marquent les bords de la scalaire (un penny ou 1,9 cm anneau) à l'axe représentant le plus grand diamètre du marqueur radio-opaque.
  11. scalaire d'enregistrement des coordonnées en utilisant la commande clé + Ms (commande + M pour PC).

6. Transformer les données de coordonnées en mesures cinématiques d'intérêt en utilisant une macro permis fichier Excel (les instructions pour cette macro sont incluses dans le fichier)

Note: les calculs trigonométriques incrustés dans les macros calculer mesures cinématiques (figure 4).

  1. Télécharger "CoordinateMapping.xlsm" de la page de l'article Jupiter.
  2. Suivez les instructions sur la feuille de calcul pour initialiser le fichier. La macro d'initialisation va créer trois partitions, y compris: les résultats, les données et les feuilles d'entrée. Remarque: les utilisateurs de Macintosh doivent permettre outils de développement dans Excel pour exécuter des macros.
  3. Coordonne copie de la fenêtre des résultats de ImageJ et coller dans la cellule désignée dans la "fiche d'entrée". Exécutez la macro "de datacaptureline".
  4. Les résultats seront inscrits sur la feuille "Résultats". Lignes de données de coordonnées apparaissent sur la feuille "données".

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Representative Results

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Coefficients de corrélation intraclasse (ICC) de coordonnées recueillies par six enquêteurs qui ont analysé indépendamment 80 fichiers vidéo radioscopiques (deux essais de bolus de 40 sujets) allaient de la CPI = de 0,90 à 0,97. La répartition de la CCI de de coordonnées par le groupe est la suivante: coordonne # 1 - 5 (éléments squelettiques à excursion hyolaryngeal minimum) moyenne = 0,93, 0,91 à 0,95, IC à 95%; coordonne n ° 6 - 9 (complexe hyolaryngeal à l'excursion hyolaryngeal minimum) moyenne = 0,94, 092 à 0,96, IC à 95%; coordonne # 10 - 14 (éléments du squelette à l'excursion maximale hyolaryngeal) moyenne = 0,93, 0,91 à 0,95, IC à 95%; et, coordonne n ° 15 - 18 (complexe hyolaryngeal à l'excursion maximale hyolaryngeal) moyenne = 0,96, de 0,94 à 0,97, IC à 95%. Ces résultats indiquent que la grande fiabilité entre les juges est réalisable utilise coordonner la cartographie.

CPI de dix variables calculées à partir des coordonnées recueillies dans six évaluateurs indépendants par sujet et par bolus avaler révéléun seul sujet avec un ICC = 0,54 pour les 5 ml d'hirondelle mince liquide et ICC = 0,47. L'examen visuel de cette étude MBS a confirmé la mauvaise qualité de l'image. Hors ce sujet, la moyenne des intervalles de confiance tout de la CPI et 95% est de 0,91, 0,84 à 0,96 pour le reste de fichiers MBS analysés. Ces résultats indiquent que la fiabilité inter-juge de variables est utile pour déterminer si la qualité des dossiers particuliers d'image est acceptable.

Une comparaison des 5 ml de liquide hirondelles minces et 5 ml hirondelles pudding par variable calculée en utilisant un test t bilatéral a produit les p-valeurs suivantes avec toutes les mesures inclus (n = 234): Ant. Mouvement hyoïde p = 0,82, Sup. Mouvement hyoïde p = 0,0001, hyoïde Excursion (mandibule) p = 0,09, hyoïde Excursion (vertèbres) p = 0,0005, Sup. Mouvement du larynx p = 0,003, p = Hyolaryngeal rapprochement 0,42, larynx Altitude p = 0,02, pharyngée Raccourcissement m> p = 0,0000, hyoïde Excursion (mandibule, C2 - C4) p = 0,06, larynx Altitude (C2 - 4) p = 0,01 (figure 5) (Tableau 2). Ces résultats montrent que les variables cinématiques diffèrent par la viscosité de bolus dans cet échantillon aléatoire.

Un coefficient de corrélation de Pearson et un coefficient de détermination de hyoïde excursion calculé avec les vertèbres comme un axe de référence par rapport à hyoïde excursion par rapport à la mandibule comme un axe de référence pour la 5 ml mince liquide et 5 ml hirondelles pudding est la suivante: r = 0,621, r 2 = 0,37 (5 ml mince de liquide), et r = 0,49, r2 = 0,24 (5 ml boudin). Ce résultat montre que le mouvement de hyoïde est multifactorielle; si les muscles sus-hyoïdiens déplacés uniquement l'os hyoïde, ces mesures seraient fortement corrélés (> 0,90).

n "fo: src =" / files/ftp_upload/51476/51476fig1highres.jpg "src =" / files/ftp_upload/51476/51476fig1.jpg "/>
. Figure 1 Illustration des élingues musculaires qui suspendent et élèvent éléments du complexe hyolaryngeal y compris l'os hyoïde, du larynx, thyrohyoid (TH), et sphincter oesophagien supérieur (EES):. Fronde musculaire antérieure 1) géniohyoïdien 2) anterior digastrique. 3. ) mylohyoïdien 4) stylohyoïdien 5) digastrique postérieur..; postérieure fronde musculaire 6.) Palatopharyngien 7.) salpingopharyngeus 8.) stylo-pharyngien.

Figure 2
Figure 2. Neuf coordonnées (en bleu) carte de la mandibule, base du crâne et des vertèbres (en rouge) et les éléments de la hyolaryngeal complexe (en vert).

Figure 3a Figure 3a. Repères pour cinq coordonnées traçant les trois leviers squelettiques comme visualisé sur MBS (# 1 = mandibule, où la ligne inférieure du corps de la mandibule rencontre le contour symphysaire de la mandibule, n ° 2 = bord postérieur de la voûte palatine où il traverse le bord antérieur de la branche montante de la mandibule, n ° 3 = tubercule antérieur de l'atlas (C1), N ° 4 = bord inférieur antérieur de la vertèbre C2, n ° 5 = antérieure du bord inférieur de la vertèbre C4).

Figure 3b
Figure 3b. Repères pour quatre coordonnées traçant les éléments du complexe hyolaryngeal y compris l'os hyoïde, du larynx, et sphincter oesophagien supérieur (# 6 = inférieur col de l'airlonne de l'hypopharynx proximale du sphincter supérieur de l'oesophage, n ° 7 = postérieur, bord inférieur du cartilage cricoïde à la colonne d'air de la trachée (larynx postérieure), n ° 8 = antérieur, bord inférieur du cartilage cricoïde à la colonne d'air de la trachée (larynx antérieur ), n ° 9 = antérieure du bord inférieur de l'os hyoïde).

Figure 4
. Figure 4 trigonométrique transformation de données de coordonnées: Pour suivre le mouvement d'un point de repère (. Ex hyoïde) contre un levier comme axe de référence (ex. vertèbres représenté par C1-C4) premier désigné coordonnées x, y: 1 = C1, 2 = C4, 3 = hyoïde. Alors, b = axe de référence, C = angle d'intérêt, a = hypoténuse. * Toute distance entre les coordonnées est calculé à l'aide du théorème de Pythagore comme démontré par une longueur. ** Tout angle d'intérêtest dérivée de la loi des cosinus comme démontré par l'angle C. déplacement antérieur du n ° 3, en référence à l'axe de référence (ligne b) est = i'-i, i '= sin (C') un 'et i = sin (C) un. Déplacement supérieure de n ° 3 en référence à l'axe de référence est = ii-ii ', où ii = cos (C) A et II' = cos (C ') un'. Ces formules peuvent être convertis pour accueillir diverses axe de référence représentant l'un des trois leviers du squelette de l'appareil de la déglutition.

Figure 5
Figure 5. Résultats comparant une liste de variables cinématiques calculées à partir de coordonner comparant 5 ml mince liquide vs 5 ml MBS pudding hirondelles (n = 39). AH = mouvement hyoïde antérieure, SH = mouvement hyoïde supérieur, il m = hyoïde excursion en référence à la mandible, SE v = hyoïde excursion en référence aux vertèbres, SupLx = mouvement laryngé supérieur, HyLx = rapprochement hyolaryngeal, LxEl = élévation du larynx (vers la base du crâne), PhxSh = pharyngée raccourcissement, SE M * = excursion hyoïde en référence à la mandibule avec une C2 - 4 scalaire, LxEl * = élévation du larynx avec un C2 - 4 scalaire.

Variable mesure Axe de référence Scalaire Description
Mouvement hyoïde antérieure Vertèbres cm Décrit par Kim et McCullough 2008, calcule le déplacement de l'os hyoïde (coordonner 9) à une distance à partir d'une approximation de la ligne (ligne vertèbres coordonnées de liaison 3 et 5, représentant respectivement C1 et C4)
Mouvement hyoïde supérieure Vertèbres cm Décrit par Kim McCullough et 2008, calcule le déplacement de l'os hyoïde (coordonner 9) dans une direction parallèle à une droite se rapprochant C1-C4 vertèbres.
Excursion hyoïde (mandibule) Ligne mylohyoïdien de la mandibule cm Calcule le déplacement de l'os hyoïde vers une ligne se rapprochant de la ligne mylohyoïdien de la mandibule (Coordonnées 1 & 3). Cette mesure se rapproche de la fonction des muscles suprahyoïdiens.
Excursion hyoïde (vertèbres) Vertèbres cm Décrire par Leonard et al., 2000, décide la partie antérieure et supérieure vecteur de déplacement de l'os hyoïde loin d'une ligne approximativement C1-C4 vertèbres
Mouvement laryngé supérieur Vertèbres cm Décrit par Logemann et al., 2000, calcule le déplacement du larynx (coordonner 8) dans une direction parallèle à une ligne approchant la vertèbre
Rapprochement Hyolaryngeal n / a cm Décrit par Leonard et al., 2000, calcule le rapprochement de l'os hyoïde (coordonner 9) et du larynx (coordonner 8)
Laryngé élévation n / a cm Calcule le déplacement du larynx postérieure (coordonner 7) en direction de C1 (3 coordonnées) rapprochant les attaches du stylo-pharyngien.
Pharyngée raccourcissement n / a cm Calcule le déplacement de l'UES (coordonner 6) vers le palais dur (coordonner 2) rapprocher les pièces jointes de la Palatopharyngien.
Excursion hyoïde (mandibule) Vertèbres C2-4 Décrit ci-dessus, mais utilise C2-C4 scalaire (coordonnées 4 et 5) décrit par Steele et al., 2011
Laryngé élévation (vertèbres) Vertèbres C2-4 Décrit ci-dessus, mais usession de la scalaire en C2-C4 (coordonnées 4 et 5) décrit par Steele et al., 2011

Tableau 1. Description des mesures de déplacement.

Variable mesure 5 ml liquide mince (n = 234 mesures) 5 ml Pudding (n = 234 mesures) valeurs p
Signifier Dakota du Sud Signifier Dakota du Sud (2 T-test unilatéral)
Mouvement hyoïde antérieure 1.10 0,41 1.11 0,40 0,82
Mouvement hyoïde supérieure 1,49 0,66 1,76 0,75 0,0001
Excursion hyoïde (mandibule) 1,37 0,48 1,45 0,48 0,09
Excursion hyoïde (vertèbres) 1,93 0,57 2.15 0,69 0,001
Mouvement laryngé supérieur 3.32 0,88 3.60 1.03 0,003
Rapprochement Hyolaryngeal 1.10 0,57 1.14 0,55 0,42
Laryngé élévation 2.53 0,67 2.70 0,76 0,02
Pharyngée raccourcissement 1.30 0,62 1,66 0,65 0.0000
Excursion hyoïde (mandibule) 0,36 0,12 0,38 0,13 0,06
Excursion hyoïde (vertèbres) 0,67 0,16 0,71 0,19 0,01

Tableau 2. Moyens, écarts-types, et les valeurs p de 5 ml mince vs liquide 5 ml de pudding.

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Discussion

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Cette étude démontre l'utilité d'une méthode utilisant des données de coordonnées de points de repère anatomiques pour calculer plusieurs mesures cinématiques du mouvement hyolaryngeal à avaler. Le coefficient d'objectivité de six évaluateurs, y compris les deux évaluateurs novices, pour les coordonnées et les variables calculées était forte (ICC> 0,90). Les résultats représentatifs d'un échantillon aléatoire de la santé chez les adultes non atteints de dysphagie ont montré des différences dans plusieurs variables cinématiques en réponse à deux types de bolus. Nous avons également constaté que l'utilisation de différents axes de référence pour le calcul de l'excursion de l'os hyoïde produit des résultats qui ne sont pas fortement corrélées.

La collecte de données de repère anatomique réduit le temps et élimine la variabilité introduite par plusieurs mesures utilisées par d'autres méthodes 1,5-7. Un ensemble complet de mesures cinématiques peut être calculé et utilisé dans une analyse factorielle ou analyse en composantes principales si toutes les coordonnées sont visibles.Par ailleurs, si une question de recherche implique moins de variables, moins coordonnées peuvent être nécessaires pour calculer une ardoise plus petite des mesures de distance. La macro d'initialisation de déterminer lequel des coordonnées doivent être collectées. Cette technique a été développée en utilisant les logiciels libres ou facilement accessibles afin d'encourager une large utilisation dans la recherche de la dysphagie. Ces multiples étapes pourraient être intégrées dans le logiciel disponible dans le commerce qui pourraient rendre cette technique possible dans un cadre clinique.

Les modifications apportées au protocole peuvent être faites pour tenir compte des préférences de l'informatique. ImageJ peut lire des fichiers. Avi entre autres. QuickTime a été choisi de conserver la plus grande résolution d'image de la petite taille de fichier. La macro activée fichier Excel est dans sa première version. Comme limitations et les problèmes sont identifiés et réparés dans le code, les nouvelles versions seront téléchargées. Un problème connu est que v1.0 ne permet pas de données manquantes. Un courant limitation est que les résultats ne peuvent être générées dans l'IS (rapportés en centimètres) et les unités anatomiques (rapportés comme C2 - distance de C4) en même temps. Une solution actuelle est d'initialiser un classeur Excel pour signaler les unités SI et une autre à signaler unités anatomiques en utilisant les mêmes données recueillies à l'aide ImageJ. Ces questions et d'autres seront abordées au fil du temps par les auteurs (FO, WP).

Critique de la validité et de la fiabilité de cette méthode est la cohérence dans: coordonner la cartographie des points de repère anatomiques, et la sélection de trame pour minimum et maximum de recodage coordonner. Il est important de marquer des repères anatomiques constamment. Comme la plupart des mesures cinématiques sont calculées comme la différence en distance dans la mesure minimale et maximale, la cohérence veillera à ce que des mesures cinématiques représentent fonction de l'intérêt de la déglutition. sélection d'images peut être confondu par la collecte de données mal contrôlée dans la suite fluoroscopie où le cadre minimum tel que décrit à rep 5.1 n'est pas imagée. Coordonnées recueillies au maximum peut également être confondus si l'appareil photo et les mouvements du patient est soudaine. Hyoïdes et du larynx maximums sont généralement atteints près le même cadre, mais maximums UES (représentant pharyngée raccourcissement) peuvent varier. Chaque image représente 30 ms dans le temps. Dans les cas où de nombreux cadres séparent excursion maximum de points de repère 6 - 9, il est important de s'assurer que les sites d'intérêt numérotés 1 - 5 restent en place.

D'autres limitations de cette technique découlent de l'utilisation de données d'imagerie. Cette technique en déduit les relations spatiales tridimensionnelles à partir des données bidimensionnelles. Images radioscopiques, comme des radiographies, sont également soumis à l'agrandissement et la distorsion, qui peuvent influer sur la validité de ces mesures. Atteindre la fiabilité inter-ou intra-évaluateur à la mauvaise qualité de l'image est difficile. Enfin, il ya une courbe d'apprentissage associée à la réalisation de fiabilité.

Dans la présente étude, la fiabilité a été testée parcomparer coordonnées mesurées par six évaluateurs; y compris deux évaluateurs novices, trois évaluateurs ayant une expérience et d'un expert. Nous avons constaté que les influences de formation fiabilité. Accord entre les évaluateurs novices était ICC = 0,88 alors que l'accord entre plusieurs évaluateurs expérimentés et d'experts était ICC = 0,95. Un thème récurrent dans la formation de la fiabilité a été un choix de cadre, soulignant l'importance des définitions opérationnelles claires de minimum et excursion hyolaryngeal maximale pour améliorer la fiabilité. Enfin, la qualité de l'image affecte la fiabilité. En comparant une chaîne de variables sujet par sujet, les CCI ont été utilisés pour identifier les refuges d'oiseaux migrateurs à la mauvaise qualité de l'image. Pour des fins de recherche, nous vous proposons de rejeter les images d'un accord inter-juges de la CPI <0,70. Dans notre cohorte, un sujet avec un ICC = 0,54 pour la 5 ml hirondelle mince liquide et ICC = 0,47 pour la 5 ml boudin a été identifié. Inspection visuelle de la MBS a confirmé que la mauvaise qualité de l'image peut être identifié par l'analyse statistique.

Cette technique permet une évaluation de la variation dans le calcul et l'interprétation des mesures cinématiques 2. Intérêt de spécial dans la recherche de la dysphagie est de savoir comment le mouvement de l'os hyoïde est mesurée et interprétée. Excursion hyoïde calculée à partir de différents axes de référence n'a pas été fortement corrélée. Le coefficient de détermination montre que le mouvement hyoïde mesurée contre l'ONL vertèbresy prédit 37% de la variance de mouvement hyoïde mesurée contre la mandibule comme un axe de référence dans 5 ml de hirondelles mince liquides et 24% dans 5 ml hirondelles pudding. Cela indique que représente autre mouvement pour le mouvement de hyoïde. L'os hyoïde est fixé à la base du crâne et de la mandibule par les muscles suprahyoïdiens. Depuis la mandibule reste relativement fixe lors de la déglutition, l'os hyoïde approche de la mandibule est représentatif de la contraction concentrique des muscles sus-hyoïdiens. Lors de la mesure mouvement hyoïde contre les vertèbres, il est probable que le mouvement de l'articulation atlanto-occipitale (extension de la tête ou de flexion) est confondue avec le mouvement de hyoïde attribuable à la fonction suprahyoïdien.

Mesure excursion hyoïde en référence à la mandibule par conception représente plus précisément l'anatomie fonctionnelle sous-jacente 8. Deux études associant mouvement hyoïde diminuée et le risque d'aspiration trouvé des résultats différents; un associé affaiblissentd mouvement supérieure de l'os hyoïde et l'autre mouvement trouvé antérieure 6,10. Tous deux mesurés mouvement hyoïde en référence aux vertèbres. Pour déterminer si le mouvement de hyoïde est un biomarqueur de l'aspiration, nous soutenons que les études devraient mesurer le mouvement hyoïde en relation avec les leviers du squelette de muscles qui fixent l'os hyoïde déplacement, plutôt que par rapport à la vertèbre à laquelle ils ne s'attachent pas.

Lors de l'utilisation des mesures de déplacement dans la recherche, il importe de définir les corrélats anatomiques d'intérêt. La recherche de cette excursion hyoïde calculée à partir de différents axes de référence ne sont pas fortement corrélée souligne la nécessité de considérer ce que des mesures cinématiques représentent en fait. Excursion hyoïde en référence aux vertèbres représente la fonction de covariance de la tête et l'extension du cou et de la contraction suprahyoïdien. Si la compréhension de la fonction sous-jacente des muscles sus-hyoïdiens est plus important, alors excursion hyoïde mesurée en reference à la mandibule est plus précis 3,8. Les variables élévation du larynx et du pharynx raccourcissement proposées en corrélation avec les muscles du pharynx longues, une fronde postérieure des muscles qui élèvent le larynx innervés par les nerfs crâniens IX et X 3,4. Cependant, d'autres muscles aider à l'élévation du larynx et du pharynx raccourcissement. Coordonner la cartographie permet aux enquêteurs de mesurer un ensemble de variables sélectionnées, mais les variables doit être choisi dans le cadre d'une question de recherche particulière. Il est donc important de reconnaître la fonction de covariance de muscles qui sous-tendent ces mesures.

Données de coordonnées cartographiques peuvent être utilisés dans l'analyse morphométrique pour évaluer les changements de forme covariants en normal et anormal avaler 11. L'analyse morphométrique de l'appareil hyolaryngeal indique adaptations musculo-squelettiques à diverses conditions, y compris troubles de la déglutition. L'analyse morphométrique de coordonnées cartographie avaler function peut finalement fournir des informations plus utiles sur la biomécanique de la déglutition et de troubles de la déglutition que seuls cinématique. Orientations futures comprennent l'élaboration d'une base de données de coordonnées de phénotype déglutition et troubles de la déglutition à l'aide des résultats cinématiques et analyse morphométrique. Une telle base de données permettrait de déterminer l'anatomie fonctionnelle sous-jacente de la déglutition et de troubles de la déglutition associé à diverses étiologies de la dysphagie. Une stratégie coordonnée pourrait également être appliquée à d'autres modalités d'imagerie où les coordonnées peuvent être obtenues comme l'IRM dynamique ou 320-détecteur-ligne multi-slice CT 12.

En somme, les données de coordonnées est utile pour calculer plusieurs mesures cinématiques fiables de mouvement hyolaryngeal à avaler. Mesures cinématiques doivent être compris dans le contexte de la question de la recherche et de l'anatomie sous-jacente. Certaines des variables de déplacement sont couplés avec la fonction de groupe spécifique de muscle et sertains sont pas. Les coordonnées peuvent également être utilisés dans l'analyse morphométrique de la déglutition.

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Disclosures

Les auteurs déclarent qu'ils n'ont aucun intérêt financier concurrents.

Acknowledgments

Les auteurs reconnaissent Kendrea Focht, cscd, CCC-SLP, et l'Institut Trammell Evelyn pour la voix et de la déglutition à l'Université médicale de Caroline du Sud, pour le partage de fichiers MBS d'imagerie utilisés pour démontrer cette méthodologie. Ces données MBS ont été recueillies par le soutien extra-muros financé par Grant Nombre TL1TR000061 (PI: Focht) du Centre national pour l'avancement des sciences translationnelle et par Grant Nombre 1K24DC12801 (PI: Martin Harris) de l'Institut national sur la surdité et autres troubles de la communication, et soutien intra-muros de Mark Trammell et Evelyn Trust. Ces méthodes ont été initialement développées par le chercheur principal tout en étant soutenue par Grant Nombre F31DC011705 de l'Institut national sur la surdité et autres troubles de la communication. Le contenu est exclusivement la responsabilité de leurs auteurs et ne représentent pas nécessairement les vues officielles de l'Institut national sur la surdité et autres troubles de la communication ou les National Institutesde la Santé.

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

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Coordonner la cartographie de Mécanique Hyolaryngeal à avaler
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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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