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Medicine

Coordenar Mapeamento de hiolaríngeo Mecânica em engolir

doi: 10.3791/51476 Published: May 6, 2014

Summary

Coordenar o mapeamento é um método de documentar características marcantes da biomecânica hiolaríngeo na fase faríngea da deglutição. Esta metodologia utiliza um software de análise de imagem para gravar as coordenadas de pontos anatômicos. Estas coordenadas são importados para uma macro de excel e traduzido em variáveis ​​cinemáticas de interesse úteis na investigação de disfagia.

Abstract

Caracterizando movimento hiolaríngeo é importante para a investigação da disfagia. Métodos anteriores exigem várias medições para obter uma medição cinemática enquanto coordenar o mapeamento da mecânica hiolaríngeo usando Modificado bário Swallow (MBS) usa um conjunto de coordenadas para calcular várias variáveis ​​de interesse. Para fins de demonstração, dez medições cinemáticas foram gerados a partir de um conjunto de coordenadas para determinar as diferenças em engolir dois tipos de bolus diferentes. Os cálculos das excursão hióide contra as vértebras e da mandíbula são correlacionados para determinar a importância de eixos de referência.

Para demonstrar coordenar metodologia de mapeamento, 40 estudos MBS foram selecionados aleatoriamente a partir de um conjunto de dados de indivíduos normais saudáveis, sem comprometimento da deglutição conhecida. A 5 ml bolus de líquido fino e de 5 ml andorinhas pudim foram medidos a partir de cada disciplina. Nove coordenadas, mapeando a base do crânio, mandíbula, vértebras e elementos do hyocomplexo de laringe, foram registradas nos quadros de excursão mínimo e máximo hiolaríngeo. As coordenadas foram convertidos matematicamente para dez variáveis ​​da mecânica hiolaríngeo.

Confiabilidade entre avaliadores foi avaliada pelo coeficiente de correlação intraclasse (ICC). Testes t bicaudal foram utilizados para avaliar diferenças na cinemática por bolus viscosidade. Medições de excursão hióide contra diferentes eixos de referência foram correlacionados. Confiabilidade entre avaliadores entre seis avaliadores para as coordenadas 18 variou de ICC = 0,90-0,97. A ardósia de dez medidas cinemáticas foi comparado por assunto entre os seis avaliadores. Um outlier foi rejeitada, ea média dos escores de confiabilidade restantes foi ICC = 0,91, 0,84-0,96, IC 95%. Bicaudal t-testes com correções de Bonferroni comparando dez variáveis ​​cinemáticas (5 ml de líquido fino andorinhas vs 5 pudim ml) apresentaram diferenças estatisticamente significativas na excursão hióide, movimento laríngeo superior e faringe shortening (p <0,005). Correlações de Pearson das medidas de excursão hióide de dois eixos diferentes de referência foram: r = 0,62, r 2 = 0,38, (líquido-fina); r = 0,52, R 2 = 0,27, (pudim).

Obtenção de coordenadas marco é um método confiável para gerar múltiplas variáveis ​​cinemáticas a partir de imagens de vídeo fluoroscopia úteis em pesquisa disfagia.

Introduction

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A fase da faringe de deglutição é um processo complexo que envolve mais de vinte e músculos esqueléticos de vários elementos para transferir um bolus da cavidade oral para o esófago, protegendo as vias aéreas. Precedendo constrição faríngea, elementos do complexo hiolaríngeo (osso hióide, da laringe e estruturas associadas, incluindo o esfíncter superior do esôfago) são deslocados para converter um canal respiratório em um aparelho digestivo. A laringe é re-localizada anteriormente longe da trajetória de um bolo que se aproxima, eo esfíncter superior do esôfago é esticada aberta. Medidas cinemáticas tiradas de vídeo estudos deglutição fluoroscopia (também conhecido como MBS ou modificados bário Estudos Andorinha) são a metodologia de pesquisa primária para quantificar os vários movimentos do complexo hiolaríngeo 1.

Enquanto medições vídeo quantitativa fluoroscopia são úteis para medir função de deglutição, os diferentes eixos de referênciae escalares de resultado da medição em resultados que são incompatíveis entre os vários métodos de medições cinemáticas 2. O movimento do paciente e fluoroscope sob controle clínico manual também confunde a precisão de medição deste processo fisiológico complexo. Mais importante ainda, as medidas cinemáticas não refletem necessariamente relações importantes para a avaliação da deglutição desordenada estrutura-a-função. Cinemática do hióide, em particular, foram concebidos para acompanhar o movimento em uma direção anterior ou superior em referência a um plano anatômico alinhado com as vértebras. No entanto, essa configuração não representa a linha de ação dos músculos que suspendem o hióide.

Um mecanismo de duas funda de elevação hiolaríngeo na fase faríngea da deglutição foi identificado (Figura 1) 3,4. As supra-hióide compreendem o estilingue muscular anterior, e os músculos da faringe longas compreendem o posterior estilingue muscular. Estes músculos elevar vários elementos do complexo hiolaríngeo incluindo o osso hióide, da laringe, e as estruturas que formam o esfíncter esofágico superior.

Coordenar o mapeamento da mecânica hiolaríngeo utiliza nove pontos anatômicos facilmente identificáveis ​​para mapear três alavancas ósseas e características dos hiolaríngeo complexos representando pontos de fixação do anterior e slings muscular posterior (Figura 2). Durante a deglutição, cada alavanca esquelético e característica do complexo hiolaríngeo está em movimento. Através da recolha de coordenadas, o sistema pode ser capturado em qualquer período de tempo. Conversão trigonométrica de coordenadas podem ser usados ​​para gerar múltiplas medições de movimento cinemático hiolaríngeo durante a deglutição. As variáveis ​​podem ser calculadas para a comparação com os resultados relatados na literatura, ou usado para gerar novas medições representam estrutura-a-função de relações de interesse.

O objetivo principal deste trabalho é demonstrar um método de geração de múltiplas medições cinemáticas calculadas a partir de um único conjunto de coordenadas marco anatômicos coletados de Modificados bário (MBS) estudos. Nós documentamos a confiabilidade desse método, utilizando coeficientes de correlação intraclasse para determinar a confiabilidade entre avaliadores de 6 investigadores diferentes, incluindo um especialista, três avaliadores com experiência, e dois novatos. A partir dos resultados cinemáticos, diferenças na deglutição mecânica por consistência bolus são avaliadas. Finalmente, a questão proposta por Molefenter e Steele sobre a importância do eixo de referência utilizado para medir o movimento hióide é abordada. Para abordar esta questão, comparar as medidas de excursão hióide em referência às vértebras e em referência à mandíbula, calculado a partir do mesmo conjunto de coordenadas para os dois tipos de bolus. Se estes dois métodos de medição do movimento hióide representam a mesma estrutura para funcionar relaçõesquadril, em seguida, os resultados devem ser fortemente correlacionado.

Para este estudo, 40 estudos vista MBS laterais foram selecionados aleatoriamente a partir de uma coleção de 139 estudos normais no âmbito de um protocolo de pesquisa aprovado pelo Conselho de Revisão Institucional da Universidade Georgia Regents e em colaboração com o Instituto de pesquisa Trammell Evelyn para voz e da deglutição, da Universidade de Medicina de Carolina do Sul. Para demonstrar a utilidade deste método, dez variáveis ​​que caracterizam cinemática hiolaríngeo foram calculados a partir do mesmo conjunto de dados de coordenadas (Tabela 1). Sete destas medidas calculadas previamente utilizado na literatura, incluindo: anterior e medições de distância hióide superiores em referência às vértebras 5; anterior e deslocamento hióide superior, como uma proporção do comprimento em C2-4, também em referência às vértebras 6; movimento superior da laringe, em referência às vértebras 7; approximat hiolaríngeoião 1; e excursão máxima hióide em referência às vértebras 1. Além disso, três novas medições foram calculados: o encurtamento da faringe aproximação dos anexos do músculo palatopharyngeus, elevação laríngea seguindo uma linha de ação que representa a stylopharyngeus e excursão hióide aproximam os anexos dos músculos supra-hióideos 4,8.

Uma cabeça de especialistas e anatomista pescoço (WP), três investigadores com experiência de tomar medidas limitadas (CJ, SR, TT), e dois investigadores iniciantes (RS, JT) obteve dados de coordenadas de mapeamento utilizando o protocolo descrito abaixo. O especialista (WP) treinou os três avaliadores com experiência, e estes, por sua vez treinou os dois avaliadores inexperientes. Confiabilidade entre avaliadores de coordenar dados e resultados calculados a partir de coordenadas por assunto foi determinada pelo coeficiente de correlação intraclasse 9. Dois testes t de cauda foram realizados em cada uma das variáveis ​​para determinar statisticalldiferenças significativas em y tipos de bolus. Um coeficiente de correlação de Pearson e um coeficiente de determinação foram utilizados para avaliar a concordância entre os resultados de excursão hióide calculados com as vértebras como um eixo de referência contra excursão hióide com a mandíbula como um eixo de referência para a 5 ml andorinha-líquido fino e 5 ml andorinha pudim.

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Protocol

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1. Configurando um computador

  1. Para Macintosh, baixe o seguinte código aberto ou software freeware: ImageJ, MacX Video Converter Free Edition (Mac) e QuickTime (ver tabela de material / equipamento).
  2. Para um PC, baixe o seguinte código aberto ou software freeware: ImageJ, MPEG streamclip (PC) e QuickTime (ver tabela de material / equipamento).

2. Preparando videoclipes

  1. A conversão de arquivos. Converta arquivos de vídeo em matérias. Mov para coleta de dados em ImageJ. Nota: vídeos utilizáveis ​​devem incluir o paladar da mandíbula, duro, C1-C4 vértebras, laringe e faringe no campo de visão. Ferramentas de processamento de ImageJ pode melhorar problemas de qualidade de imagem.
    1. Com um PC, use MPEG streamclip, carregue o arquivo de vídeo bruto. Avi via Arquivo >> Abrir arquivos e selecionar o clipe desejado. Selecione Arquivo >> Exportar para QuickTime.
    2. Com um Mac, use MacX Video Converter, clique em "Adicionar Arquivo" e escolha o vídeo (s) para conversão. Vários vídeos podem ser convertidos ao mesmo tempo usando esta aplicação.
    3. Na seção Configurações de saída, clique no botão Procurar e selecione o local desejado para salvar o arquivo convertido.
    4. Clique na guia "para MOV". Verifique se o formato de saída na seção "Configurações de Vídeo" é MOV. Clique em Iniciar.
  2. Edição de duração do clipe. Memória é limitada com ImageJ. Recomenda-se que um arquivo de cada engolir ser feita.
    1. Abrir MOV. O arquivo de vídeo criado no passo 2.1 usando o QuickTime (PC ou Mac).
    2. Identificar 5 ml andorinhas thin-líquidos e pudim de filas de áudio ou por seqüência andorinha traçadas pelo protocolo MBS usado durante a coleta de dados.
    3. Selecione Editar >> aparar e ajustar a barra de corte para que engolir o líquido toda a 5 ml Fina é visualizado. Clique guarnição.
    4. Selecione File >> Export e criar um nome de arquivo que será utilizado para ligar dados sujeitos (sexo, idade, etiologia, tipo bolo) para coordinate resultados de mapeamento.
    5. Repita o procedimento para a andorinha pudim (ou para qualquer outro bolo de interesse).

3. Identificação de imagens De-

  1. Se um arquivo contém todas as informações pessoais de saúde (PHI) e precisa ser identificado de-, fazer o upload do arquivo usando o Image J (Veja 4,1-4,2).
  2. Use a ferramenta retângulo para enquadrar o estudo engolir excluir PHI. Selecione Imagem >> Cortar. Em seguida, selecione Arquivo >> Salvar Como >> QuickTime Movie.
  3. Configure a caixa de diálogo da seguinte forma: Compressão >> Sorenson 3; Qualidade >> máxima, entre a taxa de quadros adequada (geralmente 30 fps).

4. Preparando-se para medir

  1. Abrir ImageJ. Clique no ícone ">>" na barra de ferramentas. Selecione >> Seta Ferramenta de rotulagem.
  2. Upload de imagens. Clique no ícone do QuickTime. Selecione "Abrir filme como uma pilha" do menu drop-down e localizar clipe QuickTime editada. Image J não vai abrir todo o estudo engolir devido a limites de memória (veja o passo 2.2). A memória pode ser expandida minimamente, selecionando Edit >> Opções >> Memória & Threads.
  3. Processamento de imagens para melhorar a qualidade da imagem. Selecione Processo >> Matemática >> Adicionar. Marque a caixa de visualização e ajustar os números para a qualidade de imagem desejada. Responder sim para processar toda a pilha de imagens.
  4. Definir medidas. Seleccione Analisar >> Definir Medidas do menu ImageJ. Na marca de caixa de diálogo "Posição Pilha" e "coordenadas Inverter Y". Desmarque tudo o mais.
  5. Selecione a ferramenta multiponto a partir da barra de ferramentas. Clique em pontos anatômicos em seqüência (ver 5.0)
  6. Utilizando a ferramenta de multiponto.
    1. Dê uma medição de todos os pontos, seleccionando Analisar >> Medida a partir do menu ou comando de teclado + M (controle + M para PCs).
    2. Remova todos os pontos com Command + A (controle + A para PCs).
    3. Remover pontos únicos pairando over um ponto, então segure as teclas Command-Option e clique no ponto para ser removido.
    4. Mova pontos singulares passando o mouse sobre um ponto, ao clicar, arrastar e soltar um ponto para um novo local.
    5. Mova todos os pontos em conjunto com as teclas de seta.

5. Mapeamento de Pontos Turísticos

  1. Comece no primeiro quadro e avançar para um quadro claro em fase de pré-oral. Respeite a posição do bolo na margem anterior, superior da língua antes do início do transporte por via oral da andorinha. Utilize este quadro para definir os primeiros nove coordenadas.
  2. Use a ferramenta multi-ponto ImageJ para mapear os primeiros nove coordenadas nos seguintes pontos anatômicos (ver Figuras 3a e 3b)
  3. Grave primeiros nove coordenadas usando o comando + M chaves (controle + M para PCs).
  4. Avanço quadros até osso hióide atingiu a posição máxima na anterior e direções superiores. Confirmar máximo avançando quadros para insdescida ure do hióide começa no seguinte quadro.
  5. Realocar pontos 1-5 para suas novas posições. Esses novos cargos serão registrados como coordenadas 10-14.
  6. Reloque Ponto 9, que por sua vez torna-se coordenar 18 Nota:. Quadros provavelmente variar para as próximas duas etapas.
  7. Localize quadro representando elevação máxima de laringe. Ajuste os pontos 7 e 8, que servirão como coordenadas 16 e 17.
  8. Encontre quadro (s) que representa a excursão máxima de UES, ponto 6 (coordenadas 15). A partir de quadros máxima hióide, localize quadro onde o bolo é impedido pelas UES na hipofaringe. Ajuste coordenar ponto para UES da estrutura mínima para representar coordenar máximo UES 18.
  9. Grave segundos nove coordenadas usando o comando + M chaves (controle + M para PCs).
  10. Para coordenadas 19 e 20 marcam as arestas da escalar (um penny ou 1,9 centímetros de anel) no eixo que representa o diâmetro maior do que o marcador radiopaco.
  11. Grave escalar coordena usando o comando chave + Ms (controle + M para PCs).

6. Transformar dados de coordenadas em medições cinemáticas de interesse utilizando uma macro habilitado arquivo Excel (as instruções para esta macro estão incluídas no arquivo)

Nota: Cálculos trigonométricas encaixados nas macros calcular medidas cinemáticas (Figura 4).

  1. Baixar "CoordinateMapping.xlsm" da página do artigo Jove.
  2. Siga as instruções na folha de cálculo para inicializar o arquivo. A macro de inicialização irá criar três folhas, incluindo: resultados, dados e folha de entrada. Nota: Os usuários de Macintosh devem permitir ferramentas de desenvolvimento em Excel para executar macros.
  3. Copiar as coordenadas da janela de resultados ImageJ e cole na célula designado na "folha de entrada." Execute a macro "datacaptureline".
  4. Os resultados irão aparecer em "resultados" da folha. Linhas de dados de coordenadas aparecerá no "data" folha.

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Representative Results

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Os coeficientes de correlação intraclasse (ICC) de coordenadas coletadas por seis investigadores que analisaram de forma independente 80 arquivos de vídeo (fluoroscopia dois ensaios bolus de 40 indivíduos) variou de ICC = 0,90-0,97. A desagregação do ICC de de coordenadas pelo grupo é a seguinte: as coordenadas N º 1 - 5 (elementos esqueléticos em excursão mínimo hiolaríngeo) média = 0,93, 0,91-0,95, IC 95%; coordena º 6 - 9 (complexo hiolaríngeo na excursão mínimo hiolaríngeo) média = 0,94, 092-,96, IC 95%; coordena º 10 - 14 (elementos esqueléticos em excursão máxima hiolaríngeo) média = 0,93, 0,91-,95, IC 95%; e, coordena º 15 - 18 (complexo hiolaríngeo na excursão máxima hiolaríngeo) média = 0,96, 0,94-0,97, IC 95%. Estes resultados indicam que a forte confiabilidade entre os juízes é viável utilizando coordenadas de mapeamento.

ICC de dez variáveis ​​calculadas a partir de coordenadas coletadas de seis avaliadores independentes por assunto e bolus engolir reveladoum único assunto com um ICC = 0,54 para os 5 ml engolir líquido fino e ICC = 0,47. O exame visual deste estudo MBS confirmou má qualidade de imagem. Excluindo este assunto, a média de todos os intervalos de confiança do ICC e 95% é 0,91, 0,84-0,96 para o restante de arquivos MBS analisados. Estes resultados indicam que a confiabilidade inter-juiz de variáveis ​​é útil para determinar se a qualidade de imagem dos arquivos particulares é aceitável.

Uma comparação de 5 ml andorinhas finos líquido e 5 andorinhas pudim ml por variável calculada utilizando um teste t de duas caudas produziu os seguintes valores de p, com todas as medidas incluídas (n = 234): Ant. Movimento hióide p = 0,82, Sup. Movimento hióide p = 0,0001, hióide Excursion (mandíbula) p = 0,09, hióide Excursion (vértebras) p = 0,0005, Sup. Movimento de laringe p = 0,003, hiolaríngeo aproximação p = 0,42, laringe Elevation p = 0,02, Pharyngeal encurtamento m> p = 0,0000, Hióideo excursão (mandíbula, C2 - C4) p = 0,06, laringe elevação (C2 - 4) p = 0,01 (figura 5) (Tabela 2). Estes resultados mostram que as variáveis ​​cinemáticas diferem por bolus viscosidade nesta amostra aleatória.

Um coeficiente de correlação de Pearson e um coeficiente de determinação de excursão hióide calculado com as vértebras como um eixo de referência contra excursão hióide em comparação com a mandíbula como um eixo de referência para a 5 ml thin-líquido e de 5 ml andorinhas pudim é a seguinte: r = 0,621, r2 = 0,37 (5 ml de líquido fino), e r = 0,49, R 2 = 0,24 (5 ml pudim). Este resultado mostra que o movimento hióide é multifatorial; se supra-hióide apenas deslocou o hióide, em seguida, essas medidas seriam fortemente correlacionados (> 0,90).

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. Figura 1 Ilustração dos músculos profundos que suspendem e elevam os elementos do complexo hiolaríngeo incluindo o hióide, laringe, tireo-hióideo (TH) e do esfíncter esofágico superior (EES):. Estilingue muscular anterior 1) genio-hióideo 2) anterior digástrico 3.. ) mylohyoid 4) estilóide 5) posterior digástrico..; posterior estilingue muscular 6.) palatopharyngeus 7.) salpingopharyngeus 8.) stylopharyngeus.

Figura 2
Figura 2. Nove coordenadas (em azul) mapear a mandíbula, base do crânio e vértebras (em vermelho) e elementos da hiolaríngeo complexo (em verde).

Figura 3a Figura 3a. Marcos para cinco coordenadas mapeando as três alavancas ósseas como visualizado em MBS (# 1 = mandíbula, onde a linha inferior do corpo da mandíbula se encontra com o contorno da sínfise da mandíbula, n º 2 = borda posterior do palato duro, onde cruza a borda anterior do ramo da mandíbula, n º 3 = tubérculo anterior do atlas (C1), n ​​º 4 = anterior borda inferior da vértebra C2, # 5 = anterior borda inferior da vértebra C4).

Figura 3b
Figura 3b. Marcos por quatro coordenadas mapeando os elementos do complexo hiolaríngeo incluindo o hióide, da laringe e do esfíncter superior do esôfago (# 6 = col ar inferiorumn de hipofaringe proximal ao esfíncter superior do esôfago, # 7 = posterior, a margem inferior da cartilagem cricóide na coluna de ar traqueal (posterior da laringe), # 8 = anterior, a margem inferior da cartilagem cricóide à coluna de ar da traqueia (laringe anterior ), # 9 = anterior borda inferior do osso hióide).

Figura 4
. Figura 4 trigonométricas transformação de dados de coordenadas: Para acompanhar o movimento de um marco (. Ex hióide) contra uma alavanca como eixo de referência (ex. vértebras representada por C1-C4) primeiro designar coordenadas x, y: 1 = C1, 2 = C4, 3 = hióide. Então, b = eixo de referência, C = ângulo de interesse, a = hipotenusa. * Qualquer distância entre coordenadas é derivada usando o teorema de Pitágoras, como demonstrado pelo comprimento a. ** Qualquer ângulo de interesseé derivada usando a lei dos cossenos como demonstrado pelo ângulo C. Anterior deslocamento de n º 3, em referência ao eixo de referência (linha b) é = I '-i, onde i' = sin (C ') a' e i = sin (C) a. Deslocamento superior de # 3 em relação ao eixo de referência é = II-II ', em que ii = cos (C) A e II' = cos (C ') a'. Estas fórmulas podem ser convertidos para acomodar vários eixos de referência que representa uma das três alavancas esqueléticas do aparelho de deglutição.

Figura 5
Figura 5. Resultados comparando uma chapa de variáveis ​​cinemáticas calculadas a partir de coordenar comparando 5 ml de líquido fino vs 5 ml MBS pudim andorinhas (n = 39). AH = movimento hióide anterior, SH = movimento hióide superior, HE m = hióide excursão em referência aos mandible, HE v = hióide excursão em referência às vértebras, SupLx = movimento laríngeo superior, HyLx = aproximação hiolaríngeo, LxEl = elevação da laringe (em direção à base do crânio), PhxSh = faringe encurtamento, HE M * = excursão hióide em referência à mandíbula com um C2 - 4 escalar, LxEl * = elevação laríngea com um C2 - 4 escalar.

Variável de medição Eixo de referência Escalar Descrição
Movimento hióide Anterior Vértebras cm Descrito por Kim McCullough e 2008, calcula o deslocamento do osso hióide (coordenada 9) de distância de uma linha de aproximar as vértebras (coordenadas de ligação da linha de 3 e 5, o que representa C1 e C4, respectivamente)
Movimento hióide Superior Vértebras cm Descrito por Kim e McCullough 2008, calcula o deslocamento da hióide (coordenadas 9) numa direcção paralela a uma linha de aproximação C1-C4 vértebras.
Excursão hióide (mandíbula) Linha milo da mandíbula cm Calcula o deslocamento da hióide no sentido de uma linha de aproximação da linha milo da mandíbula (Coordenadas 1 & 3). Esta medida se aproxima da função das supra-hióide.
Excursão hióide (vértebras) Vértebras cm Descrever por Leonard et al., 2000, resolve o anterior e superior do vector de movimento da hióide longe de uma linha de aproximação C1-C4 vértebras
Movimento da laringe Superior Vértebras cm Descrito pela Logemann et al. De 2000, calcula o deslocamento da laringe (coordenadas 8) numa direcção paralela a uma linha de aproximação das vértebras
Aproximação hiolaríngeo n / a cm Descrito por Leonard et al., 2000, calcula a aproximação do hióide (coordenada 9) e laringe (coordenada 8)
Elevação da laringe n / a cm Calcula o deslocamento da laringe posterior (coordenar 7) para C1 (coordenada 3) aproximação dos anexos do stylopharyngeus.
Pharyngeal encurtamento n / a cm Calcula o deslocamento das UES (coordenada 6) em direção ao palato duro (coordenada 2) aproximação dos anexos do palatopharyngeus.
Excursão hióide (mandíbula) Vértebras C2-4 Descrito acima, mas utiliza C2-C4 escalar (coordenadas 4 e 5) descrito por Steele et al. De 2011
Elevação da laringe (vértebras) Vértebras C2-4 Descrito acima, mas uses a escalar C2-C4 (coordenadas 4 e 5) descrito por Steele et al. de 2011

Tabela 1. Descrições de medições de deslocamento.

Variável de medição 5 ml líquido fino (n = 234 medições) 5 ml Pudim (n = 234 medições) p-valores
Significar SD Significar SD (2 atado teste T)
Movimento hióide Anterior 1.10 0,41 1.11 0,40 0,82
Movimento hióide Superior 1.49 0.66 1.76 0,75 0,0001
Excursão hióide (mandíbula) 1.37 0,48 1.45 0,48 0.09
Excursão hióide (vértebras) 1.93 0,57 2.15 0,69 0,001
Movimento da laringe Superior 3.32 0,88 3.60 1.03 0.003
Aproximação hiolaríngeo 1.10 0,57 1.14 0,55 0,42
Elevação da laringe 2.53 0,67 2.70 0,76 0,02
Pharyngeal encurtamento 1.30 0,62 1,66 0,65 0,0000
Excursão hióide (mandíbula) 0,36 0,12 0,38 0,13 0.06
Excursão hióide (vértebras) 0,67 0,16 0,71 0,19 0,01

Tabela 2. média, desvio padrão e valores de p 5 ml de líquido fino versus 5 ml pudim.

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Discussion

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Este estudo demonstra a utilidade de um método que utiliza dados de coordenadas de pontos anatômicos para calcular várias medidas cinemáticas do movimento hiolaríngeo de deglutição. Confiabilidade entre avaliadores de seis avaliadores, incluindo dois avaliadores inexperientes, por coordenadas e variáveis ​​calculadas era forte (ICC> 0,90). Os resultados representativos de uma amostra aleatória de adultos saudáveis ​​não disfágicos apresentaram diferenças em algumas variáveis ​​cinemáticas em resposta a dois tipos de bolus. Descobrimos também que o uso de diferentes eixos de referência para o cálculo da excursão do osso hióide produziu resultados que não foram fortemente correlacionados.

A coleta de dados marco anatômico reduz o tempo e elimina a variabilidade introduzida por várias medidas usadas em outros métodos 1,5-7. Um conjunto completo de medidas cinemáticas podem ser calculados e usados ​​em uma análise fatorial ou análise de componentes principais, se todas as coordenadas são visíveis.Alternativamente, se uma pergunta de pesquisa envolve menos variáveis, podem ser necessários menos coordenadas para calcular uma lousa menor de medições de distância. A macro de inicialização irá determinar qual das coordenadas precisam ser coletados. Esta técnica foi desenvolvida com código aberto ou software facilmente disponível, a fim de incentivar um amplo uso em pesquisa disfagia. Estas várias etapas poderia ser incorporado software disponível no mercado que poderiam tornar essa técnica viável em um ambiente clínico.

Modificações para o protocolo pode ser feito para acomodar as preferências de computação. ImageJ pode ler. Avi entre outros. QuickTime foi escolhido para reter a maior resolução de imagem com o menor tamanho de arquivo. A macro habilitado arquivo excel está em sua primeira versão. Como limitações ou problemas são identificados e reparados no código, novas versões serão carregados. Um problema conhecido é que v1.0 não permite que os dados em falta. A li atualmitation é que os resultados não podem ser gerados em SI (relatado em centímetros) e unidades anatómicas (relatado como C2 - C4 distância) ao mesmo tempo. A solução atual é inicializar uma planilha do Excel para relatar unidades SI e outro para relatar unidades anatômicas usando os mesmos dados coletados usando ImageJ. Estas e outras questões serão abordadas ao longo do tempo pelos autores (FO, WP).

Crítica à validade e confiabilidade neste método é a consistência em: coordenar o mapeamento de pontos anatômicos e seleção de quadros para mínimo e máximo de recodificação de coordenadas. É importante marcar pontos anatômicos de forma consistente. Como a maioria das medições cinemáticas são calculadas como a diferença na distância nas medidas mínimas e máximas, a consistência vai garantir que as medições cinemáticas representar a função de interesses de engolir. Seleção de quadros pode ser confundido pela coleta de dados mal controlada na suíte fluoroscopia onde a estrutura mínima, conforme descrito em rep 5.1 não é trabalhada. Coordenadas coletados no máximo também podem ser confundidos se a câmera e movimento do paciente é súbito. Hióide e laringe máximos são geralmente atingidos perto do mesmo quadro, no entanto máximos UES (representando faringe encurtamento) pode variar. Cada quadro representa 30msec no tempo. Nos casos em que muitos quadros separam excursão máxima de marcos 6-9, é importante ter certeza de que os marcos numerados 1-5 permanecer no local.

Outras limitações desta técnica surgem com o uso de dados de imagem. Esta técnica infere relações espaciais tridimensionais a partir de dados de duas dimensões. Imagens da fluoroscopia, como radiografias, também estão sujeitos a ampliação e distorção, o que pode afetar a validade destas medidas. Alcançar confiabilidade inter ou intra-avaliador com má qualidade de imagem é difícil. Finalmente, há uma curva de aprendizado associada com a realização de confiabilidade.

No estudo atual, a confiabilidade foi testada porcomparando coordenadas medidas por seis avaliadores; incluindo dois avaliadores inexperientes, três avaliadores com experiência e um especialista. Descobrimos que a confiabilidade influências de treinamento. Acordo entre os avaliadores inexperientes foi ICC = 0,88 enquanto que acordo entre avaliadores mais experientes e especialistas foi ICC = 0,95. Um tema recorrente na formação confiabilidade era a seleção de quadros, destacando a importância de definições operacionais claras de mínimo e máximo hiolaríngeo excursão para melhorar a confiabilidade. Finalmente, a qualidade de imagem afeta a confiabilidade. Ao comparar uma série de variáveis ​​sujeitas por assunto, CCIs foram utilizados para identificar MBSs com má qualidade de imagem. Para fins de pesquisa, propomos rejeitar as imagens com um acordo entre avaliadores do ICC <0,70. Em nossa casuística, um sujeito com um ICC = 0,54 para a 5 ml andorinha-líquido fino e ICC = 0,47 para o pudim de 5 ml foi identificado. A inspeção visual dos MBS confirmou que a má qualidade da imagem pode ser identificado por meio de análise estatística.

Esta técnica permite a avaliação da variação no cálculo e interpretação de medidas cinemáticas 2. De especial interesse na pesquisa da disfagia é a forma como o movimento do osso hióide é medido e interpretado. Excursão hióide calculado a partir de diferentes eixos de referência não foi altamente correlacionados. O coeficiente de determinação mostra que o movimento hióide medido contra o onl vértebrasy prediz 37% da variância do movimento hióide medida contra a mandíbula como um eixo de referência em 5 ml andorinhas-líquido fino e 24% em 5 ml andorinhas pudim. Isso indica que outro movimento representa movimento hióide. O osso hióide está ligado à base da mandíbula e do crânio por músculos supra-hióideos. Uma vez que a mandíbula permanece relativamente fixo durante a deglutição, o hióide se aproximando da mandíbula é representante da contração concêntrica dos músculos supra-hióideos. Ao medir o movimento hióide contra as vértebras, é provável que o movimento da articulação atlanto-occipital (extensão da cabeça ou flexão) é confundida com o movimento hióide atribuível a função supra-hióidea.

Medindo excursão hióide em referência à mandíbula por projeto representa com mais precisão a anatomia funcional subjacente 8. Dois estudos associando movimento hióide diminuída e risco de aspiração encontrou resultados diferentes; um associado diminuemd movimento superior do osso hióide eo outro movimento anterior encontrados 6,10. Ambos medido movimento hióide em referência às vértebras. Para determinar se o movimento hióide é um biomarcador de aspiração, que argumentam que os estudos devem medir o movimento hióide em relação às alavancas ósseas para que os músculos deslocando o hióide atribuem, ao invés de em relação à vértebra de que eles não dão.

Ao utilizar medidas de deslocamento em pesquisa é importante para definir as correlações anatômicas de interesse. A constatação de que excursão hióide calculado a partir de diferentes eixos de referência não são altamente correlacionadas ressalta a necessidade de considerar o que realmente representam medidas cinemáticas. Excursão hióide em referência às vértebras representa a função covariante de cabeça e extensão do pescoço e contração suprahioideo. Se a compreensão da função subjacente dos supra-hióide é mais importante, então excursão hióide medido em REFERÊnce à mandíbula é mais preciso 3,8. As variáveis ​​elevação da laringe e da faringe encurtamento propostas correlacionar os músculos da faringe longos, uma funda posterior dos músculos que elevam a laringe inervados por nervos cranianos IX e X 3,4. No entanto, outros músculos ajudar na elevação da laringe e da faringe encurtamento. Coordenar mapeamento permite aos investigadores para medir um conjunto de variáveis ​​selecionadas, mas as variáveis ​​deve ser escolhido no contexto de uma questão de pesquisa particular. Por isso, é importante reconhecer a função covariante dos músculos que sustentam essas medidas.

Dados de coordenadas de mapeamento pode ser usado em análises morfométricas para avaliar mudanças de forma covariantes em normal e anormal engolir 11. Análise morfométrica do aparelho hiolaríngeo indica adaptações musculoesqueléticas a várias condições, incluindo a ingestão de impairment. A análise morfométrica de coordenadas de mapeamento engolir function pode vir a fornecer informações mais úteis sobre a biomecânica da deglutição e da deglutição prejuízo do que cinemática sozinho. Direções futuras incluem o desenvolvimento de uma base de dados de coordenadas para o fenótipo de deglutição e engolir impairment utilizando os resultados cinemáticos e análises morfométricas. Essa base de dados que nos permitem determinar a anatomia funcional subjacente de engolir e engolir deficiência associada a diversas etiologias da disfagia. A estratégia coordenada também poderia ser aplicada a outras modalidades de imagem onde coordenadas podem ser obtidos como MRI dinâmico ou 320-detector-linha multi-slice CT 12.

Em suma, dados de coordenadas é útil para o cálculo de várias medidas cinemáticas confiáveis ​​de movimento hiolaríngeo de deglutição. Medições cinemática deve ser entendida dentro do contexto da pergunta de pesquisa e a anatomia subjacente. Algumas das variáveis ​​de deslocamento são acoplados com a função de grupo muscular específico e some não são. As coordenadas também podem ser utilizados em análises morfométricas de deglutição.

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Disclosures

Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.

Acknowledgments

Os autores reconhecem Kendrea Focht, cscd, CCC-SLP eo Instituto Trammell Evelyn de Voz e Deglutição da Universidade Médica da Carolina do Sul, para o compartilhamento de arquivos de imagem MBS utilizados para demonstrar esta metodologia. Estes dados foram coletados através de MBS apoio extramuros financiado pela Grant Número TL1TR000061 (PI: Focht) do Centro Nacional para a Promoção da Ciência Translacional e por Grant Número 1K24DC12801 (PI: Martin-Harris), do Instituto Nacional de Surdez e Outros Distúrbios de Comunicação e apoio intramural de Marcos e Evelyn Trammell Trust. Esses métodos foram originalmente desenvolvidos pelo pesquisador principal, enquanto apoiada por Grant Número F31DC011705 do Instituto Nacional de Surdez e Outros Distúrbios de Comunicação. O conteúdo é de responsabilidade exclusiva de seus autores e não representam, necessariamente, a posição oficial do Instituto Nacional de Surdez e Outros Distúrbios de Comunicação ou o National Institutesda Saúde.

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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Coordenar Mapeamento de hiolaríngeo Mecânica em engolir
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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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