Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

الحصول على جودة ممتدة مجال عرض صور الموجات فوق الصوتية من العضلات الهيكل العظمي لقياس طول العضلات Fascicle

Published: December 14, 2020 doi: 10.3791/61765
Automatic Translation
1,4,5, 1,2,3,4,5
1Department of Biomedical Engineering, Northwestern University, 2Department of Physical Medicine & Rehabilitation, Northwestern University Feinberg School of Medicine, 3Department of Physical Therapy and Human Movement Sciences, Northwestern University Feinberg School of Medicine, 4Shirley Ryan AbilityLab, 5Edward Hines, Jr. VA Hospital

Summary

تصف هذه الدراسة كيفية الحصول على صور العضلات والعظام عالية الجودة باستخدام طريقة الموجات فوق الصوتية الموسعة في مجال الرؤية (EFOV-US) لغرض اتخاذ تدابير طول اللفافة العضلية. نحن نطبق هذه الطريقة على العضلات مع اللفافات التي تمتد الماضي مجال الرؤية من الموجات فوق الصوتية التقليدية المشتركة (T-الولايات المتحدة) تحقيقات.

Abstract

طول اللفافة العضلية، والذي يقاس عادة في الجسم الحي باستخدام الموجات فوق الصوتية التقليدية، هو معلمة هامة تحدد قدرة توليد قوة العضلات. ومع ذلك، أكثر من 90٪ من جميع عضلات الأطراف العلوية و 85٪ من جميع عضلات الأطراف السفلية لديها أطوال اللفافة المثلى أطول من مجال الرؤية من المسابير التقليدية الشائعة بالموجات فوق الصوتية (T-US). يمكن لطريقة أحدث وأقل استخداما تسمى الموجات فوق الصوتية الموسعة لحقل الرؤية (EFOV-US) تمكين القياس المباشر للواجهات لفترة أطول من مجال الرؤية لصورة T-US واحدة. وقد ثبت أن هذه الطريقة ، التي تناسب تلقائيا معا سلسلة من الصور تي الولايات المتحدة من مسح ديناميكي ، لتكون صالحة وموثوق بها للحصول على أطوال اللفافة العضلية في الجسم الحي. على الرغم من العضلات الهيكل العظمي العديدة مع اللفافات الطويلة وصحة طريقة EFOV-US لإجراء قياسات لمثل هذه اللفافات، استخدمت دراسات قليلة منشورة هذه الطريقة. في هذه الدراسة، ونحن نظهر على حد سواء كيفية تنفيذ طريقة EFOV-الولايات المتحدة للحصول على صور العضلات والعظام عالية الجودة وكيفية تحديد أطوال اللفافة من تلك الصور. نتوقع أن تشجع هذه المظاهرة على استخدام طريقة EFOV-US لزيادة مجموعة العضلات ، سواء في مجموعات السكان الصحية أو الضعيفة ، والتي لدينا بيانات طولها في اللفافة العضلية الحية.

Introduction

طول Fascicle هو معلمة هامة من الهيكل العظمي هندسة العضلات، والتي عموما يدل على قدرة العضلات لإنتاج force1،2. على وجه التحديد، طول اللفافة العضلات يوفر نظرة ثاقبة في النطاق المطلق للأطوال التي يمكن أن تولد العضلات قوة نشطة3،4. على سبيل المثال، نظرا لعضلات اثنين مع قيم متطابقة لجميع المعلمات توليد القوة متساوي القياس (أي متوسط طول الساركومير، زاوية الكتابة، منطقة مقطعية الفسيولوجية، حالة الانكماش، الخ) باستثناء طول اللفافة، فإن العضلات مع اللفافات أطول إنتاج قوتها الذروة في طول أطول، وسوف تنتج قوة على مدى أوسع من أطوال من العضلات مع fascicles أقصر3 . يعد التحديد الكمي لطول اللفافة العضلية مهما لفهم كل من وظيفة العضلات الصحية والتغيرات في قدرة توليد القوة للعضلات ، والتي يمكن أن تحدث نتيجة لتغيير استخدام العضلات (على سبيل المثال ، شل الحركة5 ،6 ، ممارسة التدخل7،8،9 ، الكعب العالي wearing10) أو تغيير في بيئة العضلات (على سبيل المثال ، جراحة نقل الأوتار11 ، تشتيت أطرافه12 ). تم الحصول على قياسات طول اللفافة العضلية في الأصل من خلال التجارب الجسمية الحية السابقة التي تسمح للقياس المباشر للfascicles 13،14،15،16 تشريح. وأدت المعلومات القيمة التي قدمتها هذه التجارب الحية إلى الاهتمام بتنفيذ أساليب الجسم الحي17,18,19 لمعالجة الأسئلة التي لم يكن من الممكن الإجابة عليها في الجثث؛ في أساليب الجسم الحي تسمح للقياس الكمي للمعلمات العضلات في دولة الأصلي وكذلك في المواقف المشتركة المختلفة, مختلف الدول تقلص العضلات, تحميل مختلفة أو تفريغ الدول, وعبر السكان مع ظروف مختلفة (أي صحية / الجرحى, الصغار / كبار السن, إلخ. ). في معظم الأحيان، الموجات فوق الصوتية هي الطريقة المستخدمة للحصول على أطوال اللفافة العضلية في الجسم الحي18،19،20؛ هو أسرع وأقل تكلفة وأسهل لتنفيذ من تقنيات التصوير الأخرى، مثل نشر التصوير الشد (DTI)18،21.

وقد ثبت تمديد مجال الرؤية بالموجات فوق الصوتية (EFOV-US) لتكون وسيلة صالحة وموثوق بها لقياس طول اللفافة العضلية في الجسم الحي. في حين تنفذ عادة، الموجات فوق الصوتية التقليدية (T-الولايات المتحدة) لديه مجال الرؤية التي تقتصر على طول الصفيف محول الموجات فوق الصوتية (عادة بين 4 و 6 سم، على الرغم من أن هناك تحقيقات التي تمتد إلى 10 سم10)18،20. للتغلب على هذا القيد، طور وينغ وآخرون تقنية EFOV-US التي تكتسب تلقائيا صورة "بانورامية" مركبة ثنائية الأبعاد (يصل طولها إلى 60 سم) من مسح ديناميكي ممتد لمسافات22. يتم إنشاء الصورة عن طريق تركيب معا، في الوقت الحقيقي، سلسلة من الصور التقليدية، B-وضع الموجات فوق الصوتية كما محول بمسح حيوي الكائن من الفائدة. ونظرا لأن الصور المتتالية من T-US تحتوي على مناطق متداخلة كبيرة، يمكن استخدام الاختلافات الصغيرة من صورة إلى أخرى لحساب حركة المسبار دون استخدام مستشعرات الحركة الخارجية. بمجرد حساب حركة المسبار بين صورتين متتاليتين ، يتم دمج الصورة "الحالية" تباعا مع الصور السابقة. تسمح طريقة EFOV-US بالقياس المباشر للواجهات العضلية الطويلة المنحنية وقد ثبت أنها موثوقة عبر العضلات والتجارب والسونوغرافيين23,24,25 وصالحة لكل من الأسطح المسطحة والمنحنية23,26.

تنفيذ الموجات فوق الصوتية لقياس طول اللفافة العضلية في الجسم الحي ليست تافهة. على عكس تقنيات التصوير الأخرى التي تنطوي على بروتوكولات أكثر تلقائية (أي التصوير بالرنين المغناطيسي والتصوير المقطعي)، تعتمد الموجات فوق الصوتية على مهارة السونوغرافي والمعرفة التشريحية27,28. وهناك قلق من أن اختلال التحقيق مع طائرة اللفافة قد يسبب خطأ كبيرا في تدابير اللفافة. وتوضح إحدى الدراسات فرقا ضئيلا (في المتوسط < 3 مم) في مقاييس طول اللفافة التي يتم التقاطها باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي بالموجات فوق الصوتية والتصوير بالرنين المغناطيسي DTI ولكنها تظهر أيضا أن دقة القياس منخفضة (الانحراف المعياري للفرق ~ 12 مم)29. ومع ذلك ، فقد ثبت أن سونوغرافي مبتدئ ، مع الممارسة والتوجيه من سونوغرافي من ذوي الخبرة ، يمكن الحصول على meaures صالحة باستخدام EFOV - US23. ولذلك، ينبغي بذل الجهود لإثبات البروتوكولات المناسبة للحد من الأخطاء البشرية وتحسين دقة القياسات التي تم الحصول عليها باستخدام EFOV-US. وفي نهاية المطاف، قد يؤدي وضع وتبادل البروتوكولات المناسبة إلى زيادة عدد المجرفين والمختبرات التي يمكنها إعادة إنتاج بيانات طول اللفافة من الأدبيات أو الحصول على بيانات جديدة في العضلات التي لم تدرس بعد في الجسم الحي.

في هذا البروتوكول، ونحن نظهر كيفية تنفيذ طريقة EFOV-الولايات المتحدة للحصول على صور العضلات والعظام عالية الجودة التي يمكن استخدامها لقياس طول اللفافة العضلية. على وجه التحديد ، نعالج (أ) جمع صور EFOV-US لطرف علوي واحد وعضلات طرف سفلي واحد (ب) تحديد ، في الوقت الحقيقي ، "جودة" صورة EFOV-US ، و (ج) تحديد معلمات هندسة العضلات دون اتصال. نحن نقدم هذا الدليل المفصل لتشجيع اعتماد طريقة EFOV-US للحصول على بيانات طول اللفافة العضلية في العضلات التي ذهبت دون أن يتم مسحها في الجسم الحي بسبب اللفافات الطويلة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

وافق مجلس المراجعة المؤسسية في جامعة نورث وسترن (IRB) على إجراءات هذه الدراسة. أعطى جميع المشاركين المسجلين في هذا العمل موافقة مستنيرة قبل بدء البروتوكول المفصل أدناه.
ملاحظة: نظام الموجات فوق الصوتية المحدد المستخدم في هذه الدراسة كان لديه قدرات EFOV-US وتم اعتماده لأننا تمكنا من مراجعة تفاصيل وتقييمات الصلاحية للخوارزمية في الأدبيات العلمية22,26؛ توجد أنظمة أخرى متعددة مع EFOV-US أيضا18,20,30. واستخدم محول صفيف خطي 14L5 (عرض نطاق ترددي 5-14 ميغاهرتز). العضلات المصورة في هذا البروتوكول ليست سوى مجموعة فرعية صغيرة من العضلات التي تم التقاط الصور الأمريكية وأطوال اللفافة قياسها (على سبيل المثال، triceps25، الكاربي الملحق ulnaris23، وواسط gastrocnemius10، vastus lateralis24، العضلة ذات الرأسين femoris8،31). يهدف هذا البروتوكول إلى توفير مؤشرات ووصف المعايير اللازمة بحيث يمكن تطبيقه على العضلات خارج المثالين اللذين نقدمهما.

1. جمع الصور EFOV الولايات المتحدة من العضلات

اعداد

  1. إعداد السونوغرافي
    1. قبل تشغيل نظام الموجات فوق الصوتية، اقرأ دليل النظام للتعرف على سلامة النظام، ورعاية الحفاظ على النظام، وإعداد النظام والضوابط، الخ. بالإضافة إلى ذلك، راجع تعليمات النظام للحصول على صور EFOV-US وكن على دراية بالطريقة التي تم تنفيذها للحصول على صور EFOV-US.
      ملاحظة: تسمي أنظمة الموجات فوق الصوتية المختلفة وضع EFOV-US باستخدام مصطلحات مختلفة. على سبيل المثال، في النظام المستخدم هنا، يشار إلى وضع EFOV باسم "التصوير البانورامي". وفي حين أن التفاصيل التقنية للخوارزمية المنفذة في مختلف النظم التجارية عادة ما تكون ملكية فكرية وبالتالي فهي غير متاحة بحرية، من استعراض سريع، فإن العديد من النظم التجارية ذات القدرات البانورامية بالموجات فوق الصوتية تصف نهجا مماثلا للنهج الذي وصفه وينغ وآخرون.22. يوصى بتقييم الصلاحية العامة للقياسات المكتسبة من أي نظام ، إما عن طريق الحصول على معلومات أكثر تفصيلا مباشرة من الشركة التي تصنع النظام ، باستخدام imaging phantom26،32 ، أو بوسائل أخرى (على سبيل المثال ، مقارنة تشريح الحيوانات24) كخطوة مهمة قبل بدء البحث الذي يشارك فيه المشاركون البشريون.
    2. يستغرق وقتا طويلا لتصبح على دراية تشريح العضلات (ق) من الفائدة، فضلا عن التشريح المحيطة بها. ويقترح أن السونوغرافي استخدام كتاب التشريح أو يفضل نموذج التشريح 3D التفاعلية على الانترنت لتصبح مألوفة مع تشريح الفائدة.
  2. إعداد المشاركين
    1. شرح بروتوكول الدراسة للمشارك والحصول على موافقة IRB الموافقة قبل بدء بروتوكول التصوير.
    2. اطلب من المشارك ارتداء الملابس المناسبة لتمكينه من الوصول إلى العضلة ذات الاهتمام. على سبيل المثال، إذا كان السونوغرافي يخطط لتصوير عضلة الساعد، يجب أن يطلب من المشارك ارتداء قميص قصير الأكمام.
    3. مقعد المشارك في كرسي قابل للتعديل التي يمكن تأمينها في مكان. خذ بعض الوقت لضبط الكرسي لجعل المشارك مرتاحا قدر الإمكان مع الاستمرار في توفير إمكانية الوصول إلى عضلة الاهتمام.
      ملاحظة: إذا كان كرسي قابل للتعديل التي يمكن أن تكمن مسطحة تماما غير متوفر، قد تتطلب بعض تصاميم الدراسة استخدام جدول للوصول إلى العضلات ذات الأهمية (أي أوتار الركبة).
    4. ضع المفصل (المفصلات) التي تمتد عضلات الاهتمام في وضعية يمكن التحكم فيها وتكرارها. استخدام التوجيه السريري33 لتحديد المعالم التشريحية وتنفيذ قياس الغدد الصماء؛ استخدام معايير ISB لتحديد نظام التنسيق المشترك34,35. بشكل عام، لقياس زاوية مشتركة، علامة المعالم التشريحية مع علامة الجلد آمنة (جدول المواد) ومن ثم محاذاة مركز مقياس اليونيمتر المحمولة حتى مع محور دوران المفصل وأذرع مقياس اليونيمتر حتى مع الأجزاء المشتركة.
      ملاحظة: إذا التصوير العضلات السلبية, وضع العضلات من الفائدة في موقف تطول نسبيا ينصح لتجنب التصوير الركود العضلات.
      1. لتكرار brachii العضلة ذات الرأسين كما هو مصور في هذه الدراسة، والمشاركين مقعد مع القدمين المدعومة، مرة أخرى على التوالي، الكتف في 85° من الاختطاف و 10 درجة من الانحناء الأفقي، الكوع في 25 درجة الإنثناء، والساعد والمعصم والأصابع في محايدة.
      2. لتكرار الأمامية الساق كما هو مصور في هذه الدراسة, مقعد المشاركين مع الركبة في 60° من المرن والكاحل في 15° من المرن البلانتار.
    5. قم بتأمين أطراف المشاركين باستخدام الأشرطة القماشية لتقليل الحركة أثناء بروتوكول التصوير.

الحصول على الصورة

  1. قم بتوصيل وتشغيل نظام الموجات فوق الصوتية. تأكد من تعيين الامتحان إلى الجهاز العضلي الهيكلي ، ويتم تحديد المحول قيد الاستخدام (هنا استخدمنا 14L5) ، ويتم تعيين تردد الإرسال بين 5-17 ميغاهرتز (هنا تم استخدام 11MHz) ، وهو نطاق تردد نموذجي للتصوير العضلي الهيكلي. تستخدم الترددات العالية بشكل عام للتصوير السطحي بقدر ما تحسن الدقة ولكنها تقلل من اختراق الموجات.
  2. انتقل إلى إعدادات النظام لضبط إعدادات الواشي. لأغراض هذا البروتوكول، نوصي بتعيين محك القدمين لبدء/إيقاف التصوير. إذا كان لدى الواشي المستخدم دواسات متعددة، قم بتعيين دواسات إضافية إلى "Freeze" أو "Pause"، و"طباعة" أو "تخزين" الصورة.
  3. تطبيق كمية سخية من هلام الموجات فوق الصوتية على رأس محول.
  4. ضع المحول على جلد المشارك على المنطقة التقريبية ذات الاهتمام.
  5. تحريك محول في مستوى المحور القصير من العضلات. لاحظ أن محول يحتوي على protuberance صغيرة على جانب واحد، ودعا مؤشر. يتوافق جانب المحول الذي يحتوي على المؤشر مع الجانب الأيسر من صورة الموجات فوق الصوتية. عند التصوير في المحور القصير، يكون سونوغرافي الحفاظ على المؤشر وأشار أفقيا وعندما يكون سونوغرافي في محور طويل، نقطة المؤشر distally.
  6. تحديد العضلات ذات الاهتمام في الطائرة محور قصيرة (عمودي على اتجاه الألياف العضلية) وتحريك محول distal و وكل من أجل الحصول على تصور كامل للمسار العضلات.
    1. وضع علامة على المعالم التشريحية الهامة (أي الحواف الجانبية والوسطية للعضلات، وتقاطع وتر العضلات، وإدخال العضلات) باستخدام علامات الحبر الآمن للبشرة (جدول المواد).
  7. مرة واحدة وقد تم تحديد موقع العضلات ووضع علامة بشكل صحيح، يكون سونوغرافي نقل محول الموجات فوق الصوتية في الطائرة محور طويل (موازية لاتجاه الألياف العضلية).
  8. بدءا من الطرف البعيدة أو القريبة من العضلات، تدوير وإمالة محول لتحديد الطائرة اللفافة في تلك المرحلة. وضع علامة على الجلد عندما تم إنشاء موضع محول الصحيح.
  9. بمجرد أن يتم إنشاء الطائرة اللفافة التقريبية على طول كامل الطول المطلوب ليتم مسحها ضوئيا، يكون الممارسة سونوغرافي اتباع هذا المسار.
  10. للبدء في جمع الصور، وضع نظام الموجات فوق الصوتية في وضع EFOV-US.
  11. بدءا من أحد طرفي العضلات، انقر فوق الواشي لبدء اكتساب الصورة وتحريك محول الموجات فوق الصوتية ببطء وباستمرار في المحور الطويل. بمجرد الوصول إلى نهاية العضلة ، انقر فوق footswitch لإنهاء الحصول على الصورة.
  12. ممارسة وضمان مسار محول الصحيح. قد يستغرق ذلك عدة صور ممارسة قبل الحصول باستمرار على صور EFOV-US "عالية الجودة" (انظر القسم 2 للحصول على شرح للصور عالية الجودة).
  13. لتحسين رؤية الصورة ووضوحها، فكر في إجراء تعديلات على المعلمات التالية.
    1. العمق: إذا انتهى اكتساب الصورة قبل التقاط الطول المطلوب للعضلات، قم بزيادة عمق الصورة (في النظام المستخدم هنا، يزيد عمق الصورة المتزايد من الطول المطلق للمسح الضوئي).
    2. التركيز البؤري: ضع سهم التركيز في النصف السفلي من الصورة أسفل عضلة الاهتمام مباشرة.
    3. الربح: تأكد من أن المكسب متوازن من خلال عمق الصورة.
    4. السرعة: صورة بالسرعة المثلى وفقا للمؤشر (في معظم الأنظمة يعرض مؤشر السرعة على الشاشة أثناء التصوير البانورامي).
  14. مرة واحدة وقد تم جمع صور جيدة نوعيا (الخطوة 2.1)، ضرب طباعة / مخزن دواسة footswitch أو زر مرادف على لوحة التحكم لحفظ الصورة.
  15. كرر الخطوات 1.13-1.16 حتى يتم الحصول على 3 صور EFOV-US عالية الجودة للعضلات.
  16. كرر الخطوات 1.6-1.17 حتى يتم الحصول على جميع العضلات ذات الاهتمام.
  17. استخدم منشفة لمسح الجل برفق من جلد المشارك. ثم يكون المشارك شطف قبالة منطقة الجلد أو استخدام منشفة رطبة لمسح الجلد الذي تعرض للجل. جاف.
  18. مسح هلام من رأس محول وتطهير.
  19. تصدير الصور كصور DICOM غير مضغوط على قرص DVD أو محرك أقراص محمول أو عبر الشبكة المحلية على جهاز كمبيوتر.

2. تحديد "جودة" الصورة EFOV-US

  1. بعد الخطوة 1.13، يكون سونوغرافي تحديد وتقييم نوعية السمات التشريحية الرئيسية للعضلات من الفائدة والتشريح المحيطة بها. هذا هو تقييم نوعي على أساس معرفة سونوغرافي من التشريح والأنسجة العضلية الهيكلية echogenicity (قدرة الأنسجة لتعكس الموجات فوق الصوتية). لكي تعتبر الصور EFOV-US "جيدة" نوعيا ، يجب تلبية ما يلي:
    1. في أي صورة طويلة المحور للعضلات، تحقق من أن السونوغرافي يمكن أن تحدد بوضوح العضلات باعتبارها شكل نقص التشوة (الظلام) مع الحدود hyperechoic (مشرق) التي تمثل اللفافة العضلية العميقة والسطحية.
    2. بين حدود العضلات، تأكد من أن سونوغرافي يمكن تحديد النسيج الضام المحيطة اللفافة العضلات وخطوط hyperechoic (مشرق).
      ملاحظة: عند تصوير العضلات متعددة الكتابات، يجب أن تحتوي الصورة أيضا على وتر مركزي (أوتار) تظهر في بطن العضلات، بين اللفافة العضلية العميقة والسطحية، كبنية مفرطة التشوة (ساطعة).
    3. تأكد من أن الصورة لا تحتوي على الانحناء المفرط. عادة ما يشار إلى ذلك من خلال الظلال أو الفجوات في الصورة أو خط مسطرة مرن خشن فوق الصورة.
  2. إذا كانت الصورة مفقودة واحد أو أكثر من هياكل الأنسجة الموصوفة في 2.1، اعتبر الصورة "ضعيفة نوعيا" والعودة إلى العيش 2D-الوضع.

3. Quanitfying طول العضلات Fascicle

  1. لقياس طول اللفافة العضلية، استخدم ImageJ، وهي منصة معالجة صور مفتوحة المصدر. يمكن تنزيل ImageJ في https://imagej.net/Downloads.
    ملاحظة: على الرغم من أن ImageJ يتم تنفيذه بشكل متكرر24,25,31,36,37,38، يمكن قياس كمية طول اللفافة العضلية باستخدام برامج معالجة الصور الأخرى8,39 أو الرموز المخصصة40,41.
  2. بمجرد تنزيلها، افتح صور الموجات فوق الصوتية كصور DICOM في ImageJ بالنقر فوق ملف | افتح الصورة وحددها لتحليلها.
  3. لضمان الحفاظ على خصائص صورة DICOM، انقر على أداة الخط المستقيم في قائمة الأدوات وارسم خطا مستقيما من 0 إلى 1 سم على المسطرة على جانب الصورة بالموجات فوق الصوتية. ثم انتقل إلى تحليل | قياس لقياس الخط الذي تم إجراؤه. إذا تم الحفاظ على خصائص الصورة، يجب أن يكون طول الخط المستقيم 1 سم.
  4. لقياس أطوال اللفافة في الصورة، أكمل ما يلي.
    1. انقر بزر الماوس الأيمن على أداة الخط المستقيم .
    2. حدد خط مجزأ.
    3. حرك المؤشر إلى الصورة وانقر على أحد طرفي اللفافة التي تم اختيارها لقياسها.
      ملاحظة: فقط إجراء قياسات على اللفافات أن مسار اللفافة بأكمله (أي، من أحد العباءات إلى الأبونورس المقبل أو البونوروسيس إلى الوتر المركزي) يمكن رؤيته بشكل مقنع.
    4. انقر على طول المسار لضمان التقاط انحناء في مسار اللفافة.
    5. بمجرد الوصول إلى نهاية مسار اللفافة، انقر نقرا مزدوجا لإنهاء الخط واذهب إلى تحليل | قياس لقياس طول الخط.
      ملاحظة: نافذة جديدة، "النتائج"، سوف يطفو على السطح في المرة الأولى التي يتم إجراء قياس. يمكن إدارة القيم المعروضة في إطار النتائج من خلال الانتقال إلى النتائج | تعيين القياسات.
  5. كرر الخطوات 3.4.3-3.4.5 حتى يتم إجراء تدابير متعددة اللفافة في صورة واحدة.
  6. حفظ قياسات اللفافة بالنقر فوق ملف | حفظ في علامة التبويب النتائج أو يمكن نسخ القيم ولصقها في مستند/جدول بيانات آخر.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

تم تنفيذ الموجات فوق الصوتية الموسعة في مجال الرؤية (EFOV-US) للحصول على صور من الرأس الطويل ل brachii العضلة ذات الرأسين و الأمامية الساقية في 4 متطوعين أصحاء (الجدول 1). الشكل 1 يبين ما EFOV الولايات المتحدة صور من كل من العضلات المصورة في هذه الدورة التصوير التمثيلي ويسلط الضوء على جوانب هامة من كل صورة مثل الإصابة بالعضلات، وتر مركزي، مسار اللفافة، الخ. بعد انتهاء جلسة التصوير، تم تحليل 3 صور "جيدة" نوعيا (الشكل 2) لكل عضلة في كل فرد. تم تنفيذ ImageJ لقياس 4 اللفافات لكل صورة. في كل صورة، تم قياس اللفافات ذات المسارات التي يمكن تصورها بشكل مقنع من الأصل إلى الإدراج التي كانت موجودة في أجزاء مختلفة من العضلات المختارة. متوسط أطوال اللفافة التي تم الحصول عليها في هذه الدراسة لbrachii العضلة ذات الرأسين (14.6 ± 1.7 سم) وtibialis الأمامي (7.3 ± 0.6 سم) هي ضمن نطاق أطوال اللفافة المبلغ عنها سابقا2542 (الجدول 1).

وبما أن الأجزاء الأكثر تحديا وذاتية من هذا البروتوكول هي تحديد العوامل التي تؤدي إلى اعتبار الصورة "جيدة" أو "سيئة" نوعيا بشكل صحيح. نقدم العديد من الأمثلة على الصور "الجيدة" و "السيئة" (الشكل 2) وكيف تختلف معالم الصورة وجودتها عبر الأشخاص (الشكل 3). وبالإضافة إلى ذلك قمنا بتسليط الضوء على أجزاء من الصور التي هي على وجه التحديد "سيئة".

موضوع جنس الارتفاع (م) عمر الجانب العضلة ذات الرأسين طول اللفافة ذات الرأسين (سم) تيبياليس الجانب الأمامي تيبياليس طول الفاسكة الأمامية (سم)
1 M 1.78 24 L 16.4 ± 0.3 L 7.6 ± 0.1
2 F 1.8 23 R 12.2 ± 0.2 L 7.5 ± 0.2
3 M 1.82 24 L 14.9 ± 0.2 R 7.7 ± 0.1
4 F 1.79 28 R 14.7 ± 0.2 L 6.4 ± 0.3
متوسط 14.6 7.3
SD 1.7 0.6

الجدول 1: التركيبة السكانية والبيانات للمشاركين. يتم تمثيل قياسات طول اللفافة كمتوسط ± الانحراف المعياري.

Figure 1
الشكل 1: التخطيطي وصور EFOV من اثنين من العضلات سبيل المثال. (يسار) توضيح للعضلات التي تجري دراستها. (يمين) مثال على الصور "الجيدة" في الأعلى ونفس الصورة مع العضلات الكاملة (الأزرق الداكن) والوتر المركزي (الأزرق الفاتح) واللفافات العضلية (البيضاء) الموضحة. تحتوي كل صورة على شريط مقياس 1 سم (أبيض) على أسفل يمين الصورة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: عرض توضيحي لجودة الصورة. مظاهرة من ثلاث نوعيا "جيدة" وثلاث صور نوعيا "سيئة" التي تم الحصول عليها من brachii العضلة ذات الرأسين وtibialis الأمامي للمشاركين 1 و 2. (أعلى A و B) في جميع الصور نوعيا "جيدة" اللفافات التي تمتد من وتر الداخلية إلى العضلات aponeurosis يمكن تصورها. نحن نوضح الصور التي هي نوعيا "سيئة" وينبغي عدم تحليلها. يتم التأكيد على أجزاء من الصورة التي تؤهلها بأنها "سيئة" (المربعات الزرقاء والسهام) وتشمل صورا خشنة أو مكسورة ، والانحناء المفرط أو غير التشريحي ذات الصلة ، والصور التي تستبعد اللفافة بأكملها ، والصور ذات الأوتار المركزية غير الواضحة. تحتوي كل صورة على شريط مقياس (خط عمودي أبيض) يمثل سم واحد. يسلط هذا الجزء من الشكل الضوء على التباين بين الصور ويرجع ذلك بشكل رئيسي إلى عدم اتساق السونوغرافي عبر عمليات مسح التصوير المنفصلة. (أسفل A و B) وتظهر واحدة "جيدة" العضلة ذات الرأسين واحد "جيدة" الساق العضلات الأمامية. ثم يتم تفجير المربع البرتقالي على الصورة الأصلية لتوضيح التكبير/التصغير الذي يظهر عند قياس اللفافات في ImageJ بشكل أكثر دقة. تظهر الصورة السفلية اللفافات الممثلة المبينة (خطوط بيضاء متقطعة). وتعتبر هذه الصور "جيدة" لأنه يمكن اتباع اللفافات من الأصل إلى الإدراج والجزء المكبور من الصورة لا تحتوي على تشوهات كبيرة أو القطع الأثرية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: التباين في جودة الصورة بين الأفراد. يوجد تباين في جودة الصورة والرؤية بين المشاركين ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الاختلاف التشريحي (أي حجم العضلات وطول العضلات ومحتوى الدهون تحت الجلد) والاختلافات في محتوى العضلات (أي كميات الدهون العضلية والأنسجة الضامة والتليف). على وجه التحديد، يمكن أن تؤثر الاختلافات في محتوى العضلات وطبقات الأنسجة فوق العضلات على كثافة صدى العضلات المصورة43. الاختلافات التشريحية الطبيعية عبر الأفراد سوف يؤدي إلى ميزات معمارية العضلات متفاوتة في الموقع و / أو الحجم النسبي عبر الصور الأمريكية من مختلف الأفراد. هذا العرض من العضلات في مختلف المشاركين يؤكد على أهمية فهم شامل للتشريح والممارسة الكافية الحصول على صور على مختلف الأفراد لاكتساب الثقة في نوعية ودقة الصور التي يتم الحصول عليها. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

الخطوات الهامة في البروتوكول.

هناك عدد قليل من المكونات الهامة للحصول على صور EFOV-US عالية الجودة التي تسفر عن مقاييس طول اللفافة صالحة وموثوق بها. أولا، كما هو مبين في الطريقة 1.1.2 من الضروري أن السونوغرافي يستغرق وقتا طويلا لتصبح مألوفة مع تشريح العضلات التي يتم تصويرها وكذلك العضلات المحيطة بها، والعظام، وغيرها من هياكل الأنسجة الرخوة. وهذا من شأنه تحسين قدرة سونوغرافي لصورة العضلات الصحيحة وتحديد ما إذا كانت صور متعددة التقاط نفس الطائرة العضلية. ثانيا، ينبغي أن يمارس السونوغرافي البروتوكول المتعلق بالأشباح والمشاركين التجريبيين المتعددين قبل جمع البيانات للنشر. ومن المعروف أن الموجات فوق الصوتية تؤدي إلى خطأ في القياس إذا كان السونوغرافي لا يحدد بشكل صحيح الطائرة اللفافة، وهي المهمة التي تشكل تحديا ويمكن أن تتحسن مع الممارسة. وأخيرا، يوصى بشدة بضمان إثبات صحة القياسات التي أجرتها خوارزمية EFOV-US في نظام الموجات فوق الصوتية المستخدم. إذا لم يتم إثبات دقة الطريقة ، يمكن التحقق من الصحة بسهولة باستخدام الموجات فوق الصوتية phantom23،26 أو من خلال المقارنة مع أداة تصوير أخرى44 أو تشريح الجثة45.

التعديلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها من الأسلوب.

إذا كانت رؤية الصورة ضعيفة أو كانت حركة المسبار غير متساوية أثناء المسح الديناميكي، فإن إضافة هلام الموجات فوق الصوتية قد يعزز جودة الصورة من خلال تحسين اقتران محول إلى جلد. إذا تم قطع الحصول على الصورة بواسطة الخوارزمية قبل التقاط الهدف الكامل من الاهتمام ، يجب زيادة عمق الصورة. تؤدي زيادة عمق الصورة إلى توسيع مسافة المسح المتاحة، مما يتيح التقاط كائنات أطول داخل صورة واحدة من طراز EFOV-US. بشكل عام، من الأفضل الرجوع إلى دليل نظام الموجات فوق الصوتية عند محاولة تحسين جودة الصورة أو الحصول عليها أو استكشافها وإصلاحها.

هنا، ونحن نظهر كيفية التقاط الصور EFOV-الولايات المتحدة من العضلات بأكملها من تقاطع وتر العضلات من وتر المنشأ إلى وتر الإدراج. التقاط العضلات بأكملها ضروري لبعض العضلات، مثل brachii العضلة ذات الرأسين، الذي اللفافات تمتد ما يقرب من طول العضلات. ومع ذلك، بالنسبة للعضلات الأخرى، مثل الجزء الأمامي من الساق أو العضلات الأخرى المبطنة، قد لا تزال عمليات المسح الأقصر التي لا تشمل بطن العضلات الكاملة تلتقط بطون العضلات بأكملها. بالنسبة للسونوغرافيين المبتدئين ، فإن الحصول على صور من فحوصات أقصر لا تزال تلتقط أطوال اللفافة الكاملة قد يقلل من فرص اختلال المسبار مع مستوى اللفافة ويحسن جودة الصورة ، مما يقلل من احتمال حدوث خطأ في قياس اللفافة.

قيود الأسلوب

وتجدر الإشارة إلى أن تنشيط العضلات يمكن أن يغير طول اللفافة العضلية. نظرا لطبيعة طريقة المسح الضوئي ، فإن القيد الرئيسي ل EFOV-US هو أنه لا يمكن تنفيذه لدراسة تغيرات اللفافة العضلية بسبب تقلص العضلات الديناميكي (على سبيل المثال ، أثناء المشي46،47). بالإضافة إلى ذلك ، نظرا للوقت اللازم لالتقاط صورة EFOV -US ، من المرجح أن يكون تصوير العضلات عند الحد الأقصى من الانكماش غير ممكن بسبب تعب العضلات. بدلا من ذلك ، فإن طريقة EFOV-US مفيدة للتصوير دون الحد الأقصى أو السلبي. إحدى الطرق لضمان استمرار نشاط العضلات عبر المشاركين أو الأطراف أو الجلسات هي قياس EMG في وقت واحد أثناء التصوير وتحليل الصور التي يتم التقاطها فقط عندما تكون العضلات في مستوى النشاط المطلوب. على الرغم من الموصى بها، لا سيما إذا دراسة السكان مع محرك الأقراص العصبية المتغيرة، لم تتخذ تدابير EMG في السكان درس هنا.

على الرغم من أن الموجات فوق الصوتية التقليدية قد ثبت أن تكون صالحة وموثوق بها لقياس في أطوال اللفافة العضلية في الجسم الحي، وسوف يحدث بعض خطأ قياس اللفافة إذا محاذاة سونوغرافي من محول الموجات فوق الصوتية ينحرف عن الطائرة fascicle27،29،48. نظرا لطبيعة المسح الديناميكي ل EFOV-US ، هناك قلق من أن الأسلوب EFOV-US قد يكون لديه خطأ أكثر من T-US21,24. في حين أظهرت دراسة حديثة أن خطأ قياس اللفافة من اختلال التحقيق لم يكن أكبر في EFOV-US مما كان عليه في الطريقة الراسخة ، T-US23 في عضلة معصم واحدة ، فإن القيد العام للموجات فوق الصوتية ب الوضع هو أنك قادر فقط على التقاط رؤية صغيرة نسبيا ، ثنائية الأبعاد (2D) للعضلات. قد يكون المسار الحقيقي للواجهات الفردية ثلاثي الأبعاد؛ تظل المخاوف من أن الأخطاء المرتبطة بقياس أطوال المسارات ثلاثية الأبعاد المحتملة من طرق العرض ثلاثية الأبعاد قد تكون أكبر بالنسبة للواجهات الأطول.

أهمية الأسلوب فيما يتعلق بالأساليب القائمة/البديلة

ثابت، B-وضع الموجات فوق الصوتية هو وسيلة مقبولة على نطاق واسع لقياس أطوال اللفافة العضلية في الجسم الحي. ومع ذلك ، فإن مجال الرؤية من تحقيقات T - الولايات المتحدة يحد من طول اللفافات التي يمكن قياسها مباشرة. بدلا من ذلك، يتطلب قياس اللفافات لفترة أطول من مجال الرؤية في T-US طرق تقدير المثلثات، أو تصوير الشد الانتشاري (DTI)، أو EFOV-US20. بشكل عام، يفضل التصوير بالموجات فوق الصوتية على تقنيات التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) مثل DTI لأن التصوير بالرنين المغناطيسي أكثر تكلفة وتحديا لتنفيذ18. وقد ثبت أطوال Fascicle القبض مع EFOV-US لتكون أكثر دقة من طرق التقدير المثلثي24,36، وهو أمر متوقع منذ اللفافات العضلية تتبع بانتظام مسار منحني، ولكن أساليب التقدير المثلثي تفترض الخطية في حسابها لطول اللفافة العضلية.

وتجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من أن معظم المسابير بالموجات فوق الصوتية هي 4-6 سم في الطول، وقد استخدمت تحقيقات الموجات فوق الصوتية تصل إلى 10 سم9،10. تمكن المسابير التي يبلغ طولها 10 سم من توسيع مجال الرؤية، مما يتيح التقاط اللفافات الأطول والمستقيمة. ومع ذلك ، فإن طول المسبار الأطول يقلل من معدل الإطار ، ويتطلب سطح التصوير (الجسم) ليكون مستقيما أيضا لتجنب الضغط غير المتكافئ للأنسجة المصورة ، وقد لا يكون قادرا على التقاط اللفافات المنحنية الأطول (دون استخدام EFOV)20.

التطبيقات المستقبلية أو توجيهات الأسلوب

يهدف الدليل المفصل هنا للحصول على صور EFOV-US عالية الجودة لقياس طول اللفافة العضلية إلى تشجيع استخدام طريقة EFOV-US لتوسيع مجموعة العضلات التي يحتوي الحقل على بيانات بنية العضلات الحية لها. ومن المتوقع أن يتم تطبيق هذه الطريقة على كل من السكان الأصحاء وضعاف (على سبيل المثال، الأفراد بعد السكتة الدماغية38،49 أو جراحة ما بعد العظام) لفهم أفضل وظيفة العضلات والتكيف مع العضلات. بالإضافة إلى ذلك ، هذه البيانات في الجسم الحي مهمة لتطوير نماذج تتنبأ بدقة أكبر بالحركة البشرية وكذلك تطوير نماذج العضلات والعظام الخاصة بالموضوع.

وتجدر الإشارة إلى أن طريقة EFOV-US لا تقتصر على قياسات طول اللفافة العضلية. وقد استخدمت هذه الطريقة لقياس طول الوتر50,51 ومنطقة العضلات التشريحية المقطعية,52,53 وكذلك لتوثيق الآفات السطحية المختلفة54,55. وهكذا، هناك فرصة لتطوير أدلة، مماثلة لتلك المعروضة هنا، للحصول على صور عالية الجودة مع طريقة EFOV-US لمختلف التطبيقات.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.

Acknowledgments

ونود أن نشكر فيكرام داربه وباتريك فرانكس على توجيهاتهما التجريبية. ويدعم هذا العمل برنامج زمالة بحوث الدراسات العليا التابع للمؤسسة الوطنية للعلوم في إطار المنحة رقم 1000/1999. DGE-1324585 وكذلك المعاهد القومية للصحة R01D084009 و F31AR076920. أي آراء أو نتائج أو استنتاجات أو توصيات يتم التعبير عنها في هذه المواد هي آراء المؤلفين ولا تعكس بالضرورة وجهات نظر المؤسسة الوطنية للعلوم أو المعاهد القومية للصحة.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
14L5 linear transducers Siemens 10789396
Acuson S2000 Ultrasound System Siemens 10032746
Adjustable chair (Biodex System) Biodex Medical Systems System Pro 4
Skin Marker Medium Tip SportSafe n/a Multi-color 4 Pack recommended
Ultrasound Gel - Standard 8 Ounce Non-Sterile Fragrance Free Glacial Tint MediChoice, Owens &Minor M500812

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Gans, C., Bock, W. J. The functional significance of muscle architecture: a theoretical analysis. Advances in Anatomy, Embryology and Cell Biology. 38, 115-142 (1965).
  2. Gans, C. Fiber architecture and muscle function. Exercise and Sports Sciences Reviews. 10, 160-207 (1982).
  3. Lieber, R. L., Fridén, J. Functional and clinical significance of skeletal muscle architecture. Muscle & Nerve. 23 (11), 1647-1666 (2000).
  4. Zajac, F. E. Muscle and tendon: properties, models, scaling, and application to biomechanics and motor control. Critical Reviews in Biomedical Engineering. 17 (4), 359-411 (1989).
  5. Williams, P. E., Goldspink, G. The effect of immobilization on the longitudinal growth of striated muscle fibres. Journal of Anatomy. 116 (1), 45 (1973).
  6. Williams, P. E., Goldspink, G. Changes in sarcomere length and physiological properties in immobilized muscle. Journal of Anatomy. 127 (3), 459-468 (1978).
  7. Blazevich, A. J., Cannavan, D., Coleman, D. R., Horne, S. Influence of concentric and eccentric resistance training on architectural adaptation in human quadriceps muscles. Journal of Applied Physiology. 103 (5), 1565-1575 (2007).
  8. Seymore, K. D., Domire, Z. J., DeVita, P., Rider, P. M., Kulas, A. S. The effect of Nordic hamstring strength training on muscle architecture, stiffness, and strength. European Journal of Applied Physiology. 117 (5), 943-953 (2017).
  9. Franchi, M. V., et al. Architectural, functional and molecular responses to concentric and eccentric loading in human skeletal muscle. Acta Physiologica. 210 (3), 642-654 (2014).
  10. Csapo, R., Maganaris, C. N., Seynnes, O. R., Narici, M. V. On muscle, tendon and high heels. The Journal of Experimental Biology. 213 (15), 2582-2588 (2010).
  11. Takahashi, M., Ward, S. R., Marchuk, L. L., Frank, C. B., Lieber, R. L. Asynchronous muscle and tendon adaptation after surgical tensioning procedures. Journal of Bone and Joint Surgery. 92 (3), 664-674 (2010).
  12. Boakes, J. L., Foran, J., Ward, S. R., Lieber, R. L. Case Report: Muscle Adaptation by Serial Sarcomere Addition 1 Year after Femoral Lengthening. Clinical Orthopaedics and Related Research. 456, 250-253 (2007).
  13. Cutts, A., Alexander, R. M., Ker, R. F. Ratios of cross-sectional areas of muscles and their tendons in a healthy human forearm. Journal of Anatomy. 176, 133-137 (1991).
  14. Lieber, R. L., Friden, J. Functional and clinical significance of skeletal muscle architecture. Muscle Nerve. 23, 1647-1666 (2000).
  15. Lieber, R. L., Fazeli, B. M., Botte, M. J. Architecture of Selected Wrist Flexor and Extensor Muscles. Journal of Hand Surgery-American. 15 (2), 244-250 (1990).
  16. Brand, P. W., Beach, R. B., Thompson, D. E. Relative tension and potential excursion of muscles in the forearm and hand. Journal of Hand Surgery. 6 (3), (1981).
  17. Fukunaga, T., Kawakami, Y., Kuno, S., Funato, K., Fukashiro, S. Muscle architecture and function in humans. Journal of Biomechanics. 30 (5), 457-463 (1997).
  18. Kwah, L. K., Pinto, R. Z., Diong, J., Herbert, R. D. Reliability and validity of ultrasound measurements of muscle fascicle length and pennation in humans: a systematic review. Journal of Applied Physiology. 114, 761-769 (2013).
  19. Lieber, R. L., Ward, S. R. Skeletal muscle design to meet functional demands. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 366 (1570), 1466-1476 (2011).
  20. Franchi, M. V., et al. Muscle architecture assessment: strengths, shortcomings and new frontiers of in vivo imaging techniques. Ultrasound in Medicine & Biology. 44 (12), 2492-2504 (2018).
  21. Cronin, N. J., Lichtwark, G. The use of ultrasound to study muscle-tendon function in human posture and locomotion. Gait & posture. 37 (3), 305-312 (2013).
  22. Weng, L., et al. US extended-field-of-view imaging technology. Radiology. 203 (3), 877-880 (1997).
  23. Adkins, A. N., Franks, P. F., Murray, W. M. Demonstration of extended field-of-view ultrasound's potential to increase the pool of muscles for which in vivo fascicle length is measurable. Journal of Biomechanics. 63, 179-185 (2017).
  24. Noorkoiv, M., Stavnsbo, A., Aagaard, P., Blazevich, A. J. In vivo assessment of muscle fascicle length by extended field-of-view ultrasonography. Journal of Applied Physiology. , (2010).
  25. Nelson, C. M., Dewald, J. P. A., Murray, W. M. In vivo measurements of biceps brachii and triceps brachii fascicle lengths using extended field-of-view ultrasound. Journal of Biomechanics. 49, 1948-1952 (2016).
  26. Fornage, B. D., Atkinson, E. N., Nock, L. F., Jones, P. H. US with extended field of view: Phantom-tested accuracy of distance measurements. Radiology. 214, 579-584 (2000).
  27. Bénard, M. R., Becher, J. G., Harlaar, J., Huijing, P. A., Jaspers, R. T. Anatomical information is needed in ultrasound imaging of muscle to avoid potentially substantial errors in measurement of muscle geometry. Muscle & Nerve. 39 (5), 652-665 (2009).
  28. Pinto, A., et al. Sources of error in emergency ultrasonography. Critical Ultrasound Journal. 5 (1), 1 (2013).
  29. Bolsterlee, B., Veeger, H. E. J., van der Helm, F. C. T., Gandevia, S. C., Herbert, R. D. Comparison of measurements of medial gastrocnemius architectural parameters from ultrasound and diffusion tensor images. Journal of Biomechanics. 48 (6), 1133-1140 (2015).
  30. VanHooren, B., Teratsias, P., Hodson-Tole, E. F. Ultrasound imaging to assess skeletal muscle architecture during movements: a systematic review of methods, reliability, and challenges. Journal of Applied Physiology. 128 (4), 978-999 (2020).
  31. Pimenta, R., Blazavich, A. J., Frietas, S. R. Biceps Femoris Long-Head Architecture Assessed Using Different Sonographic Techniques. Medicine & Science in Sports & Exercise. 50 (12), 2584-2594 (2018).
  32. Adkins, A. N., Franks, P. W., Murray, W. M. Demonstration of extended field-of-view ultrasound’s potential to increase the pool of muscles for which in vivo fascicle length is measurable. Journal of Biomechanics. 63, 179-185 (2017).
  33. Norkin, C. C., White, J. D. Measurement Of Joint Motion: A Guide To Goniometry. 5th edn. , F.A. Davis Company. (2016).
  34. Wu, G., et al. ISB recommendation on definitions of joint coordinate system of various joints for the reporting of human joint motion--part I: ankle, hip, and spine. International Society of Biomechanics. Journal of Biomechanics. 35 (4), 543-548 (2002).
  35. Wu, G., et al. ISB recommendation on definitions of joint coordinate systems of various joints for the reporting of human joint motion--Part II: shoulder, elbow, wrist and hand. Journal of Biomechanics. 38 (5), 981-992 (2005).
  36. Franchi, M. V., Fitze, D. P., Raiteri, B. J., Hahn, D., Spörri, J. Ultrasound-derived biceps femoris long-head fascicle length: extrapolation pitfalls. Medicine and Science in Sports and Exercise. 52 (1), 233-243 (2020).
  37. Freitas, S. R., Marmeleira, J., Valamatos, M. J., Blazevich, A., Mil-Homens, P. Ultrasonographic Measurement of the Biceps Femoris Long-Head Muscle Architecture. Journal of Ultrasound in Medicine. 37 (4), 977-986 (2018).
  38. Nelson, C. M., Murray, W. M., Dewald, J. P. A. Motor Impairment-Related Alterations in Biceps and Triceps Brachii Fascicle Lengths in Chronic Hemiparetic Stroke. Neurorehabilitation and Neural Repair. 32 (9), 799-809 (2018).
  39. Alonso-Fernandez, D., Docampo-Blanco, P., Martinez-Fernandez, J. Changes in muscle architecture of biceps femoris induced by eccentric strength training with nordic hamstring exercise. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 28 (1), 88-94 (2018).
  40. Herbert, R. D., et al. In vivo passive mechanical behaviour of muscle fascicles and tendons in human gastrocnemius muscle-tendon units. The Journal of Physiology. 589 (21), 5257-5267 (2011).
  41. Jakubowski, K. L., Terman, A., Santana, R. V. C., Lee, S. S. M. Passive material properties of stroke-impaired plantarflexor and dorsiflexor muscles. Clinical Biomechanics. 49, 48-55 (2017).
  42. Ward, S. R., Eng, C. M., Smallwood, L. H., Lieber, R. L. Are Current Measurements of Lower Extremity Muscle Architecture Accurate. Clinical Orthopaedics and Related Research. 467 (4), 1074-1082 (2009).
  43. Pillen, S., van Alfen, N. Skeletal muscle ultrasound. Neurological Research. 33 (10), 1016-1024 (2011).
  44. Scott, J. M., et al. Panoramic ultrasound: a novel and valid tool for monitoring change in muscle mass. Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle. 8 (3), 475-481 (2017).
  45. Silbernagel, K. G., Shelley, K., Powell, S., Varrecchia, S. Extended field of view ultrasound imaging to evaluate Achilles tendon length and thickness: a reliability and validity study. Muscles, Ligaments and Tendons Journal. 6 (1), 104 (2016).
  46. Lichtwark, G. A., Bougoulias, K., Wilson, A. M. Muscle fascicle and series elastic element length changes along the length of the human gastrocnemius during walking and running. Journal of Biomechanics. 40 (1), 157-164 (2007).
  47. Farris, D. J., Sawicki, G. S. Human medial gastrocnemius force-velocity behavior shifts with locomotion speed and gait. Proceedings of the National Academy of Sciences. 109 (3), 977-982 (2012).
  48. Bolsterlee, B., Gandevia, S. C., Herbert, R. D. Effect of Transducer Orientation on Errors in Ultrasound Image-Based Measurements of Human Medial Gastrocnemius Muscle Fascicle Length and Pennation. PLoS ONE. 11 (6), (2016).
  49. Adkins, A. N., Dewald, J. P. A., Garmirian, L., Nelson, C. M., et al. Serial sarcomere number is substantially decreased within the paretic biceps brachii in chronic hemiparetic stroke. bioRxiv. , (2020).
  50. Pang, B. S., Ying, M. Sonographic measurement of Achilles tendons in asymptomatic subjects. Journal of Ultrasound in Medicine. 25 (10), 1291-1296 (2006).
  51. Ryan, E. D., et al. Test-retest reliability and the minimal detectable change for achilles tendon length: a panoramic ultrasound assessment. Ultrasound in Medicine & Biology. 39 (12), 2488-2491 (2013).
  52. Noorkoiv, M., Nosaka, K., Blazevich, A. J. Assessment of quadriceps muscle cross-sectional area by ultrasound extended-field-of-view imaging. European Journal of Applied Physiology. 109 (4), 631-639 (2010).
  53. Franchi, M. V., Fitze, D. P., Hanimann, J., Sarto, F., Spörri, J. Panoramic ultrasound vs. MRI for the assessment of hamstrings cross-sectional area and volume in a large athletic cohort. Scientific Reports. 10 (1), 14144 (2020).
  54. Yerli, H., Eksioglu, S. Y. Extended Field-of-View Sonography: Evaluation of the Superficial Lesions. Canadian Association of Radiologists Journal. 60 (1), 35-39 (2009).
  55. Kim, S. H., Choi, B. I., Kim, K. W., Lee, K. H., Han, J. K. Extended Field-of-View Sonography. Journal of Ultrasound in Medicine. 22 (4), 385-394 (2003).

Tags

الطب، العدد 166، الموجات فوق الصوتية، مجال الرؤية الموسع، العضلات الهيكلية، هندسة العضلات، التصوير العضلي الهيكلي، فاسكليس العضلات
الحصول على جودة ممتدة مجال عرض صور الموجات فوق الصوتية من العضلات الهيكل العظمي لقياس طول العضلات Fascicle
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Adkins, A. N., Murray, W. M.… More

Adkins, A. N., Murray, W. M. Obtaining Quality Extended Field-of-View Ultrasound Images of Skeletal Muscle to Measure Muscle Fascicle Length. J. Vis. Exp. (166), e61765, doi:10.3791/61765 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter