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गुणवत्ता प्राप्त करना विस्तारित क्षेत्र के दृश्य अल्ट्रासाउंड कंकाल की मांसपेशी की छवियों को मापने के लिए मांसपेशी Fascicle लंबाई को मापने के लिए

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

यह अध्ययन वर्णन करता है कि मांसपेशियों की दूरी के उपायों को बनाने के उद्देश्य से विस्तारित फील्ड-ऑफ-व्यू अल्ट्रासाउंड (ईएफओवी-यूएस) विधि का उपयोग करके उच्च गुणवत्ता वाली मस्कुलोस्केलेटल छवियों को कैसे प्राप्त किया जाए। हम इस विधि को fascicles के साथ मांसपेशियों पर लागू करते हैं जो आम पारंपरिक अल्ट्रासाउंड (टी-यूएस) जांच के क्षेत्र-के-दृश्य का विस्तार करते हैं।

Abstract

मांसपेशी fascicle लंबाई, जो आमतौर पर पारंपरिक अल्ट्रासाउंड का उपयोग कर विवो में मापा जाता है, एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो मांसपेशियों की बल उत्पन्न करने की क्षमता को परिभाषित करता है। हालांकि, सभी ऊपरी अंग की मांसपेशियों के 90% से अधिक और सभी निचले अंग की मांसपेशियों के 85% में सामान्य पारंपरिक अल्ट्रासाउंड (टी-यूएस) जांच के क्षेत्र-के-दृश्य की तुलना में इष्टतम फासिकल लंबाई अधिक होती है। विस्तारित फील्ड-ऑफ-व्यू अल्ट्रासाउंड (EFOV-US) नामक एक नई, कम बार अपनाई जाने वाली विधि एकल टी-यूएस छवि के फील्ड-ऑफ-व्यू की तुलना में लंबे समय तक fascicles के प्रत्यक्ष माप को सक्षम कर सकती है। यह विधि, जो स्वचालित रूप से एक गतिशील स्कैन से टी-यूएस छवियों के अनुक्रम को एक साथ फिट करती है, को विवो में मांसपेशियों की फैसिकल लंबाई प्राप्त करने के लिए मान्य और विश्वसनीय होने का प्रदर्शन किया गया है। लंबे fascicles के साथ कई कंकाल की मांसपेशियों और इस तरह के fascicles के माप बनाने के लिए EFOV-US विधि की वैधता के बावजूद, कुछ प्रकाशित अध्ययनों ने इस विधि का उपयोग किया है। इस अध्ययन में, हम दोनों को प्रदर्शित करते हैं कि उच्च गुणवत्ता वाले मस्कुलोस्केलेटल छवियों को प्राप्त करने के लिए ईएफओवी-यूएस विधि को कैसे लागू किया जाए और उन छवियों से फासिकल लंबाई को कैसे निर्धारित किया जाए। हम उम्मीद करते हैं कि यह प्रदर्शन मांसपेशियों के पूल को बढ़ाने के लिए EFOV-US विधि के उपयोग को प्रोत्साहित करेगा, दोनों स्वस्थ और बिगड़ा हुआ आबादी में, जिसके लिए हमारे पास विवो मांसपेशी फासिकल लंबाई डेटा है।

Introduction

Fascicle लंबाई कंकाल की मांसपेशी वास्तुकला का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, जो कुल मिलाकर बल 1,2 का उत्पादन करने के लिए एक मांसपेशी की क्षमता का संकेत है। विशेष रूप से, एक मांसपेशी की फैसिकल लंबाई लंबाई की पूर्ण सीमा में अंतर्दृष्टि प्रदान करती है जिस पर एक मांसपेशी सक्रिय बल 3,4 उत्पन्न कर सकती है। उदाहरण के लिए, सभी आइसोमेट्रिक बल-उत्पादक मापदंडों (यानी, औसत सारकोमेरे लंबाई, पेनेशन कोण, शारीरिक क्रॉस अनुभागीय क्षेत्र, संकुचन स्थिति, आदि) के लिए समान मूल्यों के साथ दो मांसपेशियों को देखते हुए, फासिकल लंबाई को छोड़कर, लंबे फासिकल्स वाली मांसपेशी लंबी लंबाई में अपने चरम बल का उत्पादन करेगी और छोटे fascicles3 के साथ मांसपेशियों की तुलना में लंबाई की एक विस्तृत श्रृंखला पर बल का उत्पादन करेगी। . मांसपेशियों के fascicle लंबाई का परिमाणीकरण स्वस्थ मांसपेशी समारोह और एक मांसपेशी की बल-उत्पादन क्षमता में परिवर्तन दोनों को समझने के लिए महत्वपूर्ण है, जो परिवर्तित मांसपेशियों के उपयोग (जैसे, immobilization5,6, व्यायाम हस्तक्षेप 7,8,9, उच्च एड़ी पहनने 10) या मांसपेशियों के वातावरण में बदलाव (जैसे, कण्डरा हस्तांतरण सर्जरी 11, अंग distraction12) के परिणामस्वरूप हो सकता है ). मांसपेशी fascicle लंबाई के माप मूल रूप से पूर्व विवो कैडेवरिक प्रयोगों के माध्यम से प्राप्त किए गए थे जो विच्छेदित fascicles13,14,15,16 के प्रत्यक्ष माप के लिए अनुमति देते हैं। इन पूर्व विवो प्रयोगों द्वारा प्रदान की गई मूल्यवान जानकारी ने उन प्रश्नों को संबोधित करने के लिए विवो विधियों 17,18,19 में लागू करने में रुचि पैदा की, जिनका जवाब शवों में नहीं दिया जा सकता था; विवो विधियों में एक देशी राज्य के साथ-साथ विभिन्न संयुक्त मुद्राओं, विभिन्न मांसपेशियों के संकुचन राज्यों, विभिन्न लोडिंग या अनलोडिंग राज्यों, और अलग-अलग स्थितियों (यानी स्वस्थ / घायल, युवा / बूढ़े, आदि) के साथ आबादी में मांसपेशियों के मापदंडों के परिमाणीकरण के लिए अनुमति देते हैं। सबसे अधिक बार, अल्ट्रासाउंड विवो मांसपेशी fascicle लंबाई 18,19,20 में प्राप्त करने के लिए नियोजित विधि है; यह तेज, कम महंगा है, और अन्य इमेजिंग तकनीकों की तुलना में लागू करना आसान है, जैसे कि प्रसार टेंसर इमेजिंग (डीटीआई) 18,21।

विस्तारित फील्ड-ऑफ-व्यू अल्ट्रासाउंड (EFOV-US) को विवो में मांसपेशियों की फैसिकल लंबाई को मापने के लिए एक वैध और विश्वसनीय विधि के रूप में प्रदर्शित किया गया है। जबकि आमतौर पर लागू किया जाता है, पारंपरिक अल्ट्रासाउंड (टी-यूएस) में एक फील्ड-ऑफ-व्यू होता है जो अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर की सरणी लंबाई (आमतौर पर 4 और 6 सेमी के बीच) द्वारा सीमित होता है, हालांकि ऐसी जांच होती है जो 10 सेमी 10 तक फैली होती है) 18,20। इस सीमा को दूर करने के लिए, वेंग एट अल ने एक ईएफओवी-यूएस तकनीक विकसित की जो स्वचालित रूप से एक गतिशील, विस्तारित दूरी स्कैन 22 से एक समग्र, दो-आयामी "पैनोरमिक" छवि (60 सेमी लंबी) प्राप्त करती है। छवि को एक साथ फिटिंग करके बनाया गया है, वास्तविक समय में, पारंपरिक, बी-मोड अल्ट्रासाउंड छवियों का एक अनुक्रम क्योंकि ट्रांसड्यूसर गतिशील रूप से ब्याज की वस्तु को स्कैन करता है। क्योंकि अनुक्रमिक टी-यूएस छवियों में बड़े अतिव्यापी क्षेत्र होते हैं, एक छवि से दूसरे में छोटे अंतर का उपयोग बाहरी गति सेंसर के उपयोग के बिना जांच गति की गणना करने के लिए किया जा सकता है। एक बार जब दो लगातार छवियों के बीच जांच गति की गणना की जाती है, तो "वर्तमान" छवि को पूर्ववर्ती छवियों के साथ क्रमिक रूप से विलय कर दिया जाता है। EFOV-US विधि लंबे, घुमावदार मांसपेशी fascicles के प्रत्यक्ष माप की अनुमति देता है और मांसपेशियों, परीक्षणों, और sonographers 23,24,25 में विश्वसनीय होने के लिए प्रदर्शित किया गया है और फ्लैट और घुमावदार सतहों दोनों के लिए मान्य 23,26।

विवो में मांसपेशी fascicle लंबाई को मापने के लिए अल्ट्रासाउंड को लागू करना तुच्छ नहीं है। अन्य इमेजिंग तकनीकों के विपरीत जिसमें अधिक स्वचालित प्रोटोकॉल (यानी, एमआरआई, सीटी) शामिल हैं, अल्ट्रासाउंड सोनोग्राफर कौशल और शारीरिक ज्ञान 27,28 पर निर्भर है। चिंता की बात है कि fascicle विमान के साथ misalignment की जांच fascicle उपायों में पर्याप्त त्रुटि का कारण बन सकता है। एक अध्ययन अल्ट्रासाउंड और डीटीआई एमआरआई का उपयोग करके लिए गए फासिकल लंबाई के उपायों में थोड़ा अंतर (औसतन < 3 मिमी) प्रदर्शित करता है, लेकिन यह भी दिखाता है कि माप परिशुद्धता कम है (अंतर का मानक विचलन ~ 12 मिमी)29। फिर भी, यह दिखाया गया है कि एक नौसिखिया सोनोग्राफर, एक अनुभवी सोनोग्राफर से अभ्यास और मार्गदर्शन के साथ, ईएफओवी-यूएस 23 का उपयोग करके वैध मेउरेस प्राप्त कर सकता है। इस प्रकार, मानव त्रुटि को कम करने और ईएफओवी-यूएस का उपयोग करके प्राप्त माप की सटीकता में सुधार करने के लिए उपयुक्त प्रोटोकॉल प्रदर्शित करने के प्रयास किए जाने चाहिए। आखिरकार, उपयुक्त प्रोटोकॉल विकसित करना और साझा करना प्रयोगकर्ताओं और प्रयोगशालाओं की संख्या का विस्तार कर सकता है जो साहित्य से फासिकल लंबाई डेटा को पुन: पेश कर सकते हैं या मांसपेशियों में उपन्यास डेटा प्राप्त कर सकते हैं जो अभी तक विवो में अध्ययन नहीं किए गए हैं।

इस प्रोटोकॉल में, हम प्रदर्शित करते हैं कि उच्च गुणवत्ता वाले मस्कुलोस्केलेटल छवियों को प्राप्त करने के लिए ईएफओवी-यूएस विधि को कैसे लागू किया जाए जिसका उपयोग मांसपेशियों की फैसिकल लंबाई को मापने के लिए किया जा सकता है। विशेष रूप से, हम (ए) एक एकल ऊपरी अंग और एक एकल निचले अंग की मांसपेशी की ईएफओवी-यूएस छवियों को इकट्ठा करते हुए (बी) वास्तविक समय में, ईएफओवी-यूएस छवि की "गुणवत्ता" का निर्धारण करते हैं, और (सी) मांसपेशी आर्किटेक्चर पैरामीटर को ऑफ़लाइन परिमाणित करते हैं। हम इस विस्तृत गाइड प्रदान करने के लिए मांसपेशियों में मांसपेशियों fascicle लंबाई डेटा है कि उनके लंबे fascicles के कारण vivo में unstudied चला गया है प्राप्त करने के लिए EFOV-US विधि को अपनाने को प्रोत्साहित करने के लिए.

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Protocol

नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के इंस्टीट्यूशनल रिव्यू बोर्ड (आईआरबी) ने इस अध्ययन की प्रक्रियाओं को मंजूरी दे दी। इस काम में नामांकित सभी प्रतिभागियों ने नीचे दिए गए प्रोटोकॉल को शुरू करने से पहले सूचित सहमति दी।
नोट: इस अध्ययन में उपयोग की जाने वाली विशिष्ट अल्ट्रासाउंड प्रणाली में ईएफओवी-यूएस क्षमताएं थीं और इसे अपनाया गया था क्योंकि हम वैज्ञानिक साहित्य में एल्गोरिथ्म के बारे में विवरण और वैधता मूल्यांकन की समीक्षा करने में सक्षम थे22,26; EFOV-US के साथ कई अन्य प्रणालियां भी मौजूद हैं18,20,30। एक रैखिक सरणी ट्रांसड्यूसर 14L5 (आवृत्ति बैंडविड्थ 5-14 मेगाहर्ट्ज) का उपयोग किया गया था। इस प्रोटोकॉल में चित्रित मांसपेशियों की मांसपेशियों का सिर्फ एक छोटा सबसेट है जिसके लिए अमेरिकी छवियों पर कब्जा कर लिया गया है और fascicle लंबाई मापा गया है (उदाहरण के लिए, triceps25, एक्सटेंसर carpi ulnaris23, औसत दर्जे का gastrocnemius10, vastus lateralis24, biceps femoris8,31)। इस प्रोटोकॉल का उद्देश्य पॉइंटर्स प्रदान करना और आवश्यक मानकों का वर्णन करना है ताकि इसे हमारे द्वारा प्रदान किए गए दो उदाहरणों से परे मांसपेशियों पर लागू किया जा सके।

1. मांसपेशियों के EFOV-अमेरिका छवियों का संग्रह

तैयारी

  1. Sonographer तैयारी
    1. अल्ट्रासाउंड सिस्टम को संचालित करने से पहले, सिस्टम सुरक्षा से परिचित होने के लिए सिस्टम के मैनुअल के माध्यम से पढ़ें, सिस्टम को बनाए रखने के लिए देखभाल, सिस्टम सेटअप और नियंत्रण, आदि। इसके अलावा, EFOV-US छवियों को प्राप्त करने के लिए सिस्टम के निर्देशों की समीक्षा करें और EFOV-US छवियों को प्राप्त करने के लिए लागू की गई विधि से परिचित हों।
      नोट: विभिन्न अल्ट्रासाउंड सिस्टम विभिन्न शब्दावली का उपयोग कर EFOV-US मोड का नाम है। उदाहरण के लिए, यहां उपयोग की जाने वाली प्रणाली में, EFOV मोड को "पैनोरमिक इमेजिंग" के रूप में संदर्भित किया जाता है। जबकि विभिन्न वाणिज्यिक प्रणालियों में लागू एल्गोरिथ्म के तकनीकी विवरण आमतौर पर बौद्धिक संपदा होते हैं और इसलिए स्वतंत्र रूप से उपलब्ध नहीं होते हैं, एक सरसरी समीक्षा से, पैनोरमिक अल्ट्रासाउंड क्षमताओं के साथ कई वाणिज्यिक प्रणालियां वेंग एट अल.22 द्वारा वर्णित एक के समान दृष्टिकोण का वर्णन करती हैं। किसी भी प्रणाली से प्राप्त माप की सामान्य वैधता का मूल्यांकन करना, या तो उस कंपनी से सीधे अधिक विस्तृत जानकारी प्राप्त करके जो सिस्टम का निर्माण करती है, एक इमेजिंग फैंटम 26,32 का उपयोग करके, या अन्य तरीकों से (उदाहरण के लिए, पशु विच्छेदन 24 की तुलना में) मानव प्रतिभागियों को शामिल करने वाले अनुसंधान को शुरू करने से पहले एक महत्वपूर्ण कदम के रूप में अनुशंसित किया जाता है।
    2. ब्याज की मांसपेशियों (ओं) के साथ-साथ आसपास के शरीर रचना विज्ञान से परिचित होने के लिए समय निकालें। यह सुझाव दिया जाता है कि सोनोग्राफर एक शरीर रचना पाठ्यपुस्तक या अधिमानतः एक इंटरैक्टिव ऑनलाइन 3 डी एनाटॉमी मॉडल का उपयोग ब्याज की शारीरिक रचना से परिचित होने के लिए करता है।
  2. प्रतिभागी तैयारी
    1. प्रतिभागी को अध्ययन के प्रोटोकॉल की व्याख्या करें और इमेजिंग प्रोटोकॉल शुरू करने से पहले आईआरबी द्वारा अनुमोदित सहमति प्राप्त करें।
    2. प्रतिभागी को ब्याज की मांसपेशियों तक पहुंच को सक्षम करने के लिए उपयुक्त कपड़े पहनने के लिए कहें। उदाहरण के लिए, यदि सोनोग्राफर एक अग्रभाग की मांसपेशी की छवि बनाने की योजना बना रहा है, तो प्रतिभागी को एक छोटी आस्तीन की शर्ट पहनने के लिए कहा जाना चाहिए।
    3. प्रतिभागी को एक समायोज्य कुर्सी में बैठाएं जिसे जगह में बंद किया जा सकता है। प्रतिभागी को यथासंभव आरामदायक बनाने के लिए कुर्सी को समायोजित करने के लिए समय निकालें, जबकि अभी भी ब्याज की मांसपेशियों तक पहुंच प्रदान करते हैं।
      नोट: यदि एक समायोज्य कुर्सी जो पूरी तरह से सपाट हो सकती है, उपलब्ध नहीं है, तो कुछ अध्ययन डिजाइनों को ब्याज की मांसपेशियों (यानी, हैमस्ट्रिंग) तक पहुंचने के लिए एक मेज के उपयोग की आवश्यकता हो सकती है।
    4. उस संयुक्त (ओं) को रखें जो ब्याज की मांसपेशी एक मुद्रा में फैली हुई है जिसे नियंत्रित और दोहराया जा सकता है। संरचनात्मक स्थलों का पता लगाने और गोनियोमेट्री को लागू करने के लिए नैदानिक मार्गदर्शन 33 का उपयोग करें; संयुक्त निर्देशांक प्रणाली को परिभाषित करने के लिए ISB मानकों का उपयोग करें34,35. सामान्य तौर पर, संयुक्त कोण को मापने के लिए, त्वचा के सुरक्षित मार्कर (सामग्री की तालिका) के साथ शारीरिक स्थलों को चिह्नित करें और फिर संयुक्त खंडों के साथ संयुक्त के रोटेशन की धुरी और गोनियोमीटर की बाहों के साथ एक हैंडहेल्ड गोनियोमीटर के केंद्र को संरेखित करें।
      नोट: यदि इमेजिंग निष्क्रिय मांसपेशी, एक अपेक्षाकृत लंबी स्थिति में ब्याज की मांसपेशी रखने की सिफारिश की जाती है इमेजिंग सुस्त मांसपेशी से बचने के लिए.
      1. इस अध्ययन में चित्रित के रूप में बाइसेप्स ब्रैची को दोहराने के लिए, पैरों के साथ सीट प्रतिभागियों का समर्थन किया गया, वापस सीधे, अपहरण के 85 डिग्री पर कंधे और क्षैतिज लचीलापन के 10 डिग्री, 25 डिग्री फ्लेक्सियन पर कोहनी, और अग्र-भुजा, कलाई और तटस्थ पर उंगलियां।
      2. इस अध्ययन में चित्रित के रूप में tibialis पूर्वकाल को दोहराने के लिए, 60 ° लचीलापन पर घुटने के साथ सीट प्रतिभागियों और प्लांटर फ्लेक्सियन के 15 ° पर टखने।
    5. इमेजिंग प्रोटोकॉल के दौरान आंदोलन को कम करने के लिए कपड़े की पट्टियों का उपयोग करके प्रतिभागियों के अंग को सुरक्षित करें।

छवि अधिग्रहण

  1. प्लग इन करें और अल्ट्रासाउंड सिस्टम को चालू करें। सुनिश्चित करें कि परीक्षा मस्कुलोस्केलेटल पर सेट है, उपयोग में ट्रांसड्यूसर का चयन किया गया है (यहां हमने 14L5 का उपयोग किया है), और संचारित आवृत्ति 5-17 मेगाहर्ट्ज के बीच सेट की गई है (यहां 11 मेगाहर्ट्ज का उपयोग किया गया था), मस्कुलोस्केलेटल इमेजिंग के लिए एक विशिष्ट आवृत्ति सीमा। उच्च आवृत्तियों का उपयोग आमतौर पर अधिक सतही इमेजिंग के लिए किया जाता है क्योंकि वे रिज़ॉल्यूशन में सुधार करते हैं लेकिन तरंग प्रवेश को कम करते हैं।
  2. footswitch सेटिंग्स को समायोजित करने के लिए सिस्टम सेटिंग्स में जाएँ। इस प्रोटोकॉल के प्रयोजनों के लिए, हम इमेजिंग को शुरू करने/रोकने के लिए फुटस्विच सेट करने की सलाह देते हैं। यदि उपयोग में footswitch में एकाधिक पैडल हैं, तो अतिरिक्त पैडल को "फ्रीज" या "रोकें" और "प्रिंट" या "स्टोर" छवि पर सेट करें।
  3. ट्रांसड्यूसर के सिर पर अल्ट्रासाउंड जेल की एक उदार राशि लागू करें।
  4. ब्याज के अनुमानित क्षेत्र पर प्रतिभागी की त्वचा पर ट्रांसड्यूसर रखें।
  5. मांसपेशी के छोटे अक्ष विमान में ट्रांसड्यूसर ले जाएँ। ध्यान दें कि ट्रांसड्यूसर में एक तरफ एक छोटा सा प्रोट्यूबरेंस होता है, जिसे संकेतक कहा जाता है। ट्रांसड्यूसर का पक्ष जिसमें संकेतक होता है, अल्ट्रासाउंड छवि के बाईं ओर से मेल खाता है। छोटी धुरी में इमेजिंग करते समय, सोनोग्राफर को संकेतक को पार्श्व रूप से इंगित करें और जब सोनोग्राफर लंबे अक्ष में होता है, तो संकेतक को दूरस्थ रूप से इंगित करें।
  6. लघु अक्ष विमान (मांसपेशी फाइबर दिशा के लंबवत) में ब्याज की मांसपेशियों की पहचान करें और मांसपेशियों के पथ का पूर्ण विज़ुअलाइज़ेशन प्राप्त करने के लिए ट्रांसड्यूसर डिस्टल और समीपस्थ को स्थानांतरित करें।
    1. त्वचा के सुरक्षित स्याही मार्करों (सामग्री की तालिका) का उपयोग करके महत्वपूर्ण शारीरिक स्थलों (यानी, मांसपेशियों के पार्श्व और औसत दर्जे के किनारों, मांसपेशियों के कण्डरा जंक्शन, और मांसपेशियों के सम्मिलन) को चिह्नित करें।
  7. एक बार जब मांसपेशियों के स्थान की पहचान की जाती है और ठीक से चिह्नित किया जाता है, तो सोनोग्राफर को अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर को लंबे अक्ष विमान (मांसपेशियों के फाइबर दिशा के समानांतर) में स्थानांतरित किया जाता है।
  8. मांसपेशी के डिस्टल या समीपस्थ छोर पर शुरू, उस बिंदु पर फासिकल विमान की पहचान करने के लिए ट्रांसड्यूसर को घुमाएं और झुकाएं। सही ट्रांसड्यूसर स्थिति स्थापित होने पर त्वचा पर एक निशान बनाएं।
  9. एक बार अनुमानित fascicle विमान को स्कैन करने के लिए पूरी वांछित लंबाई के साथ स्थापित किया गया है, इस पथ का पालन करने वाले सोनोग्राफर अभ्यास है।
  10. छवियों को इकट्ठा करना शुरू करने के लिए, अल्ट्रासाउंड सिस्टम को EFOV-US मोड में रखें।
  11. मांसपेशियों के एक छोर पर शुरू करते हुए, छवि अधिग्रहण शुरू करने के लिए फुटस्विच पर क्लिक करें और धीरे-धीरे और लगातार लंबी धुरी में अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर को स्थानांतरित करें। एक बार जब मांसपेशियों के अंत तक पहुंच गया है, तो छवि अधिग्रहण को समाप्त करने के लिए फुटस्विच पर क्लिक करें।
  12. अभ्यास करें और सही ट्रांसड्यूसर पथ सुनिश्चित करें। यह लगातार "गुणवत्ता" EFOV-US छवियों को प्राप्त करने से पहले कई अभ्यास छवियों को ले सकता है (गुणवत्ता छवियों के स्पष्टीकरण के लिए अनुभाग 2 देखें)।
  13. छवि दृश्यता और स्पष्टता को ऑप्टिमाइज़ करने के लिए, निम्न पैरामीटर्स में समायोजन पर विचार करें.
    1. गहराई: यदि मांसपेशियों की वांछित लंबाई पर कब्जा करने से पहले छवि अधिग्रहण समाप्त होता है, तो छवि की गहराई में वृद्धि करें (यहां उपयोग किए जाने वाले सिस्टम में, छवि की गहराई में वृद्धि पूर्ण लंबाई को बढ़ाती है स्कैन हो सकता है)।
    2. फोकस: ब्याज की मांसपेशियों के ठीक नीचे छवि के निचले आधे हिस्से में फोकस तीर रखें।
    3. लाभ: सुनिश्चित करें कि लाभ छवि की गहराई के माध्यम से संतुलित है।
    4. गति: संकेतक द्वारा निर्देशित इष्टतम गति पर छवि (अधिकांश प्रणालियों में एक गति संकेतक मनोरम इमेजिंग के दौरान मॉनिटर पर प्रदर्शित होता है)।
  14. एक बार गुणात्मक रूप से अच्छी छवियों को एकत्र करने के बाद (चरण 2.1), छवि को बचाने के लिए प्रिंट / स्टोर फुटस्विच पेडल या नियंत्रण कक्ष पर एक पर्यायवाची बटन दबाएं।
  15. चरण 1.13-1.16 को दोहराएं जब तक कि मांसपेशियों की 3 गुणवत्ता वाले EFOV-US छवियां प्राप्त न हों।
  16. चरण 1.6-1.17 को दोहराएं जब तक कि ब्याज की सभी मांसपेशियां प्राप्त न हो जाएं।
  17. प्रतिभागी की त्वचा से जेल को धीरे से पोंछने के लिए एक तौलिया का उपयोग करें। फिर प्रतिभागी को त्वचा के क्षेत्र को कुल्ला करें या जेल के संपर्क में आने वाली त्वचा को पोंछने के लिए एक नम तौलिया का उपयोग करें। सूखा।
  18. ट्रांसड्यूसर के सिर से जेल पोंछें और कीटाणुरहित करें।
  19. किसी CD-DVD, फ़्लैश ड्राइव, या किसी कंप्यूटर पर स्थानीय नेटवर्क के माध्यम से असंपीड़ित DICOM छवियों के रूप में छवियों को निर्यात करें।

2. EFOV-अमेरिका छवि के "गुणवत्ता" का निर्धारण

  1. चरण 1.13 के बाद, सोनोग्राफर को ब्याज की मांसपेशियों और इसके आसपास के शरीर रचना विज्ञान की प्रमुख शारीरिक विशेषताओं की गुणवत्ता की पहचान और मूल्यांकन करना है। यह शरीर रचना विज्ञान और मस्कुलोस्केलेटल ऊतक echogenicity (अल्ट्रासोनिक तरंगों को प्रतिबिंबित करने के लिए एक ऊतक की क्षमता) के sonographer के ज्ञान के आधार पर एक गुणात्मक मूल्यांकन है। एक EFOV-US छवियों के लिए गुणात्मक रूप से "अच्छा" माना जाना चाहिए निम्नलिखित को पूरा किया जाना चाहिए:
    1. एक मांसपेशी की किसी भी लंबी धुरी छवि में, जांचें कि सोनोग्राफर स्पष्ट रूप से मांसपेशियों को हाइपरेकोइक (उज्ज्वल) सीमाओं के साथ हाइपोइकोइक (अंधेरे) आकार के रूप में पहचान सकता है जो गहरी और सतही मांसपेशी प्रावरणी का प्रतिनिधित्व करते हैं।
    2. मांसपेशियों की सीमाओं के बीच, जांचें कि सोनोग्राफर एक मांसपेशियों के आसपास के संयोजी ऊतक की पहचान कर सकता है जो हाइपरइकोइक (उज्ज्वल) लाइनों के रूप में है।
      नोट: जब इमेजिंग बहु-पेनेटेड मांसपेशियों, छवि में केंद्रीय कण्डरा (ओं) भी होना चाहिए जो मांसपेशियों के पेट में, गहरे और सतही मांसपेशी प्रावरणी के बीच, हाइपरइकोइक (उज्ज्वल) संरचना के रूप में दिखाई देते हैं।
    3. जाँचें कि छवि में अत्यधिक झुकना नहीं है। यह आमतौर पर छाया या छवि में अंतराल या छवि पर एक झुका हुआ लचीला शासक रेखा द्वारा इंगित किया जाता है।
  2. यदि छवि 2.1 में वर्णित ऊतक संरचनाओं में से एक या अधिक को याद कर रही है, तो छवि को "गुणात्मक रूप से खराब" समझें और लाइव 2 डी-मोड पर लौटें।

3. Quanitfying मांसपेशी Fascicle लंबाई

  1. मांसपेशी fascicle लंबाई को मापने के लिए, ImageJ, एक खुला स्रोत छवि प्रसंस्करण मंच का उपयोग करें। ImageJ https://imagej.net/Downloads पर डाउनलोड किया जा सकता है।
    नोट: हालांकि ImageJ अक्सर लागू किया जाता है24,25,31,36,37,38, मांसपेशी fascicle लंबाई के परिमाणीकरण अन्य छवि प्रसंस्करण सॉफ़्टवेयर 8,39 या कस्टम कोड 40,41 का उपयोग करके मापा जा सकता है।
  2. एक बार डाउनलोड करने के बाद, फ़ाइल | पर क्लिक करके ImageJ में DICOM छवियों के रूप में अल्ट्रासाउंड छवियों को खोलें विश्लेषण करने के लिए छवि को खोलें और चुनें.
  3. यह सुनिश्चित करने के लिए कि DICOM छवि गुण संरक्षित किए गए हैं, उपकरण मेनू में सीधी रेखा उपकरण पर क्लिक करें और अल्ट्रासाउंड छवि के किनारे पर शासक पर 0 से 1 सेमी तक एक सीधी रेखा खींचें। फिर विश्लेषण | पर जाएं बनाई गई रेखा को मापने के लिए उपाय करें। यदि छवि गुणों को संरक्षित किया गया है, तो सीधी रेखा की लंबाई 1 सेमी होनी चाहिए।
  4. छवि में fascicle लंबाई को मापने के लिए, निम्नलिखित को पूरा करें।
    1. सीधी रेखा उपकरण पर राइट क्लिक करें.
    2. खंडित रेखा का चयन करें.
    3. कर्सर को छवि पर ले जाएँ और उस फासिकल के एक छोर पर क्लिक करें जिसे मापा जाना चुना गया है।
      नोट: केवल fascicles पर माप करें कि पूरे fascicle पथ (यानी, एक aponeurosis से अगले aponeurosis या aponeurosis से केंद्रीय कण्डरा के लिए aponeurosis करने के लिए) दृढ़ता से देखा जा सकता है।
    4. fascicle पथ में वक्रता पर कब्जा कर लिया गया है सुनिश्चित करने के लिए पथ के साथ क्लिक करें।
    5. एक बार fascicle पथ के अंत तक पहुँच गया है, लाइन को समाप्त करने के लिए डबल क्लिक करें और विश्लेषण | लाइन की लंबाई को मापने के लिए उपाय करें।
      नोट:: एक नई विंडो, "परिणाम", पहली बार एक माप किया गया है पॉप अप होगा। क्या मान प्रदर्शित किए जाते हैं परिणाम विंडो में परिणाम विंडो में परिणाम | पर जाकर प्रबंधित किया जा सकता है माप सेट करें.
  5. चरण 3.4.3-3.4.5 को तब तक दोहराएं जब तक कि एक ही छवि में एकाधिक fascicle उपाय नहीं किए जाते हैं।
  6. फ़ाइल | पर क्लिक करके fascicle माप सहेजें परिणाम टैब पर सहेजें या मानों की प्रतिलिपि बनाई जा सकती है और किसी अन्य दस्तावेज़/स्प्रेडशीट में चिपकाई जा सकती है.

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Representative Results

विस्तारित फील्ड-ऑफ-व्यू अल्ट्रासाउंड (EFOV-US) को 4 स्वस्थ स्वयंसेवकों (तालिका 1) में बाइसेप्स ब्रैची और टिबिलिस पूर्वकाल के लंबे सिर से छवियों को प्राप्त करने के लिए लागू किया गया था। चित्रा 1 से पता चलता है कि इस प्रतिनिधि इमेजिंग सत्र में दोनों मांसपेशियों की EFOV-US छवियों को चित्रित किया गया है और प्रत्येक छवि के महत्वपूर्ण पहलुओं जैसे कि मांसपेशी aponeurosis, केंद्रीय कण्डरा, fascicle पथ, आदि पर प्रकाश डाला गया है। इमेजिंग सत्र समाप्त होने के बाद, प्रत्येक व्यक्ति में प्रत्येक मांसपेशी के लिए 3 गुणात्मक रूप से "अच्छी" छवियों (चित्रा 2) का विश्लेषण किया गया था। ImageJ प्रति छवि 4 fascicles को मापने के लिए लागू किया गया था। प्रत्येक छवि में, पथों के साथ fascicles कि मूल से सम्मिलन करने के लिए दृढ़ता से कल्पना की जा सकती है और जो चयनित मांसपेशी के विभिन्न भागों में स्थित थे मापा गया था। बाइसेप्स ब्रैचीई (14.6 ± 1.7 सेमी) और टिबिलिस पूर्वकाल (7.3 ± 0.6 सेमी) के लिए इस अध्ययन में प्राप्त औसत फासिकल लंबाई पहले 25,42 (तालिका 1) की रिपोर्ट की गई फास्कल लंबाई की सीमा के भीतर हैं।

जैसा कि इस प्रोटोकॉल के सबसे चुनौतीपूर्ण और व्यक्तिपरक हिस्से उन कारकों का निर्धारण कर रहे हैं जो एक छवि को गुणात्मक रूप से "अच्छा" या गुणात्मक रूप से "बुरा" के रूप में सही ढंग से मानते हैं। हम "अच्छे" और "बुरे" छवियों (चित्रा 2) के कई उदाहरण प्रदान करते हैं और कैसे छवि स्थलों और गुणवत्ता लोगों में भिन्न होती है (चित्रा 3)। इसके अलावा हमने छवियों के उन हिस्सों पर प्रकाश डाला है जो विशेष रूप से "खराब" हैं।

विषय लिंग ऊँचाई (मी) उम्र बाइसेप साइड बाइसेप फासिकल लंबाई (सेमी) टिबियालिस पूर्वकाल पक्ष Tibialis पूर्वकाल Fascicle लंबाई (सेमी)
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
औसत 14.6 7.3
एसडी 1.7 0.6

तालिका 1: प्रतिभागी जनसांख्यिकी और डेटा। फासिकल लंबाई के माप को मानक विचलन के औसत ± रूप में दर्शाया जाता है।

Figure 1
चित्रा 1: दो उदाहरण मांसपेशियों की योजनाबद्ध और EFOV छवियां। (बाएँ) अध्ययन की जा रही मांसपेशी का चित्रण. (दाएँ) शीर्ष पर "अच्छी" छवियों का उदाहरण और पूरी मांसपेशी (गहरे नीले), केंद्रीय कण्डरा (हल्के नीले), और मांसपेशियों के fascicles (सफेद) के साथ एक ही छवि को रेखांकित किया गया है। प्रत्येक छवि में छवि के नीचे दाईं ओर एक संबंधित 1 सेमी स्केल बार (सफेद) होता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्रा 2: छवि गुणवत्ता का प्रदर्शन. तीन गुणात्मक रूप से "अच्छा" और तीन गुणात्मक रूप से "बुरा" छवियों का प्रदर्शन बाइसेप्स ब्राची और प्रतिभागियों के टिबिलिस पूर्वकाल 1 और 2 से प्राप्त होता है। (शीर्ष A और B) सभी गुणात्मक रूप से "अच्छा" छवियों में fascicles जो आंतरिक कण्डरा से मांसपेशी aponeurosis तक विस्तारित visualized किया जा सकता है. हम उन छवियों को चित्रित करते हैं जो गुणात्मक रूप से "खराब" हैं और उनका विश्लेषण नहीं किया जाना चाहिए। छवि के कुछ हिस्से जो इसे "खराब" के रूप में अर्हता प्राप्त करते हैं, उन पर जोर दिया जाता है (नीले बक्से और तीर) और इसमें जकड़ी हुई या टूटी हुई छवियां, अत्यधिक या गैर-शारीरिक रूप से प्रासंगिक झुकने, ऐसी छवियां शामिल हैं जो पूरे फासिकल को बाहर करती हैं, और धुंधले केंद्रीय कण्डरा के साथ छवियां। प्रत्येक छवि में एक स्केल बार (सफेद ऊर्ध्वाधर रेखा) होता है जो 1 सेमी का प्रतिनिधित्व करता है। आंकड़े का यह हिस्सा मुख्य रूप से अलग-अलग इमेजिंग स्वीप में सोनोग्राफर की असंगति के कारण छवियों के बीच परिवर्तनशीलता को उजागर कर रहा है। (नीचे A और B) एक "अच्छा" बाइसेप्स और एक "अच्छा" टिबियलिस पूर्वकाल मांसपेशी दिखाया गया है। मूल छवि पर नारंगी बॉक्स को तब अधिक सटीक रूप से ज़ूम को चित्रित करने के लिए उड़ा दिया जाता है जो इमेजजे में fascicles को मापते समय देखा जाता है। नीचे की छवि प्रतिनिधि उल्लिखित fascicles (सफेद धराशायी लाइनों) से पता चलता है. इन छवियों को "अच्छा" माना जाता है क्योंकि फासिकल्स का मूल से सम्मिलन तक पालन किया जा सकता है और छवि के ज़ूम किए गए हिस्से में पर्याप्त विरूपण या कलाकृतियां नहीं हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: व्यक्तियों में छवि की गुणवत्ता में परिवर्तनशीलता। छवि की गुणवत्ता और दृश्यता में परिवर्तनशीलता प्रतिभागियों के बीच मौजूद है, मोटे तौर पर शारीरिक भिन्नता (यानी मांसपेशियों का आकार, मांसपेशियों की लंबाई, चमड़े के नीचे की वसा सामग्री) और मांसपेशियों की सामग्री में अंतर (यानी इंट्रामस्क्युलर वसा, संयोजी ऊतक, फाइब्रोसिस की मात्रा) के कारण। विशेष रूप से, मांसपेशियों की सामग्री और मांसपेशियों के ऊपर ऊतक की परतों में भिन्नताएं इमेज्ड मांसपेशियों की गूंज तीव्रता को प्रभावित कर सकती हैं43। व्यक्तियों में प्राकृतिक शारीरिक मतभेदों के परिणामस्वरूप विभिन्न व्यक्तियों की अमेरिकी छवियों में स्थान और / या सापेक्ष आकार में अलग-अलग मांसपेशियों की वास्तुकला विशेषताएं होंगी। विभिन्न प्रतिभागियों में मांसपेशियों का यह प्रदर्शन शरीर रचना विज्ञान की पूरी तरह से समझ के महत्व पर जोर देता है और प्राप्त की जा रही छवियों की गुणवत्ता और सटीकता में विश्वास प्राप्त करने के लिए विभिन्न व्यक्तियों पर छवियों को प्राप्त करने के लिए पर्याप्त अभ्यास करता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Discussion

प्रोटोकॉल में महत्वपूर्ण कदम।

गुणवत्ता वाले EFOV-US छवियों को प्राप्त करने के लिए कुछ महत्वपूर्ण घटक हैं जो वैध और विश्वसनीय fascicle लंबाई उपायों को उत्पन्न करते हैं। सबसे पहले, जैसा कि विधि 1.1.2 में इंगित किया गया है, यह आवश्यक है कि सोनोग्राफर को मांसपेशियों की शारीरिक रचना के साथ-साथ आसपास की मांसपेशियों, हड्डियों और अन्य नरम ऊतक संरचनाओं से परिचित होने में समय लगता है। यह सोनोग्राफर की सही मांसपेशियों की छवि बनाने की क्षमता में सुधार करेगा और यह निर्धारित करेगा कि क्या कई छवियां एक ही मांसपेशी विमान पर कब्जा कर रही हैं। दूसरा, सोनोग्राफर को प्रकाशन के लिए डेटा एकत्र करने से पहले फैंटम और कई पायलट प्रतिभागियों पर प्रोटोकॉल का अभ्यास करना चाहिए। अल्ट्रासाउंड को माप त्रुटि के परिणामस्वरूप जाना जाता है यदि सोनोग्राफर फैसिकल प्लेन की ठीक से पहचान नहीं करता है, एक ऐसा कार्य जो चुनौतीपूर्ण है और अभ्यास के साथ सुधार कर सकता है। अंत में, यह सुनिश्चित करने के लिए दृढ़ता से सिफारिश की जाती है कि उपयोग किए जा रहे अल्ट्रासाउंड सिस्टम में EFOV-US एल्गोरिथ्म द्वारा किए गए माप की वैधता स्थापित की गई है। यदि विधि की सटीकता का प्रदर्शन नहीं किया गया है, तो सत्यापन को आसानी से अल्ट्रासाउंड फैंटम 23,26 का उपयोग करके या किसी अन्य इमेजिंग टूल 44 या कैडेवरिक विच्छेदन 45 की तुलना में किया जा सकता है।

विधि के संशोधन और समस्या निवारण.

यदि छवि दृश्यता खराब है या गतिशील स्कैनिंग के दौरान जांच गति असमान है, तो अल्ट्रासाउंड जेल जोड़ने से ट्रांसड्यूसर-टू-स्किन युग्मन में सुधार करके छवि की गुणवत्ता में वृद्धि हो सकती है। यदि छवि अधिग्रहण को एल्गोरिथ्म द्वारा ब्याज की पूरी वस्तु पर कब्जा करने से पहले काट दिया जाता है, तो छवि की गहराई को बढ़ाया जाना चाहिए। छवि की गहराई में वृद्धि उपलब्ध स्कैनिंग दूरी का विस्तार करती है, इस प्रकार एक एकल ईएफओवी-यूएस छवि के भीतर कब्जा करने के लिए लंबी वस्तुओं को सक्षम करती है। सामान्य तौर पर, छवि की गुणवत्ता या छवि अधिग्रहण में सुधार या समस्या निवारण करने का प्रयास करते समय अल्ट्रासाउंड सिस्टम के मैनुअल को संदर्भित करना सबसे अच्छा है।

यहां, हम प्रदर्शित करते हैं कि मूल कण्डरा के मांसपेशी कण्डरा जंक्शन से सम्मिलन कण्डरा तक पूरी मांसपेशी की ईएफओवी-यूएस छवियों को कैसे कैप्चर किया जाए। पूरी मांसपेशियों को कैप्चर करना कुछ मांसपेशियों के लिए आवश्यक है, जैसे कि बाइसेप्स ब्रैची, जिनके fascicles मांसपेशियों की लगभग पूरी लंबाई तक फैलते हैं। हालांकि, अन्य मांसपेशियों के लिए, जैसे कि टिबिलिस पूर्वकाल या अन्य पेनेटेड मांसपेशियों के लिए, छोटे स्कैन जिसमें पूर्ण मांसपेशी पेट शामिल नहीं है, अभी भी पूरे मांसपेशी fascicles पर कब्जा कर सकता है। नौसिखिया sonographers के लिए, छोटे स्कैन से छवियों को प्राप्त करना जो अभी भी पूर्ण fascicle लंबाई पर कब्जा करते हैं, fascicle विमान के साथ जांच misalignment की संभावना को कम कर सकते हैं और छवि की गुणवत्ता में सुधार कर सकते हैं, fascicle माप त्रुटि के लिए क्षमता को कम कर सकते हैं।

विधि की सीमाएँ

विशेष रूप से, मांसपेशियों की सक्रियता मांसपेशियों की फैसिकल लंबाई को बदल सकती है। स्कैनिंग विधि की प्रकृति के कारण, EFOV-US की प्रमुख सीमा यह है कि इसे गतिशील मांसपेशियों के संकुचन के कारण मांसपेशियों के फासिकल परिवर्तनों का अध्ययन करने के लिए लागू नहीं किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, चलने के दौरान46,47)। इसके अतिरिक्त, एक EFOV-US छवि को कैप्चर करने के लिए आवश्यक समय के कारण, मांसपेशियों की थकान के कारण अधिकतम संकुचन पर एक मांसपेशी इमेजिंग की संभावना अव्यवहार्य है। इसके बजाय, EFOV-US विधि उप-अधिकतम या निष्क्रिय इमेजिंग के लिए फायदेमंद है। यह सुनिश्चित करने का एक तरीका है कि प्रतिभागियों, अंगों या सत्रों में मांसपेशियों की गतिविधि स्थिर है, एक साथ इमेजिंग के दौरान ईएमजी को मापना और केवल उन छवियों का विश्लेषण करना है जो मांसपेशियों के कुछ वांछित गतिविधि स्तर पर होने पर ली जाती हैं। हालांकि अनुशंसित, विशेष रूप से यदि परिवर्तित तंत्रिका ड्राइव के साथ आबादी का अध्ययन किया जाता है, तो यहां अध्ययन की गई आबादी में ईएमजी के उपाय नहीं किए गए थे।

यद्यपि पारंपरिक अल्ट्रासाउंड को विवो मांसपेशी फासिकल लंबाई में मापने के लिए वैध और विश्वसनीय दिखाया गया है, कुछ फासिकल माप त्रुटि तब होगी जब अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर के सोनोग्राफर का संरेखण फासिकल प्लेन 27,29,48 से विचलित हो जाता है। EFOV-US के गतिशील स्कैन की प्रकृति के कारण, चिंता है कि EFOV-US विधि में T-US21,24 की तुलना में अधिक त्रुटि हो सकती है। जबकि हाल के एक अध्ययन से पता चला है कि जांच misalignment से fascicle माप त्रुटि एक ही कलाई की मांसपेशी में अच्छी तरह से स्थापित, टी-यूएस विधि 23 की तुलना में EFOV-US में बड़ा नहीं था, बी-मोड अल्ट्रासाउंड की एक सामान्य सीमा यह है कि आप केवल मांसपेशियों के अपेक्षाकृत छोटे, 2-आयामी (2 डी) दृश्य पर कब्जा करने में सक्षम हैं। अलग-अलग fascicles का सही मार्ग 3 डी हो सकता है; चिंताएं बनी हुई हैं कि 2 डी दृश्यों से संभावित 3 डी पथों की लंबाई को मापने से जुड़ी त्रुटियां लंबे समय तक fascicles के लिए बड़ी हो सकती हैं।

मौजूदा/वैकल्पिक विधियों के संबंध में विधि का महत्व

स्थैतिक, बी-मोड अल्ट्रासाउंड विवो में मांसपेशियों के फासिकल लंबाई को मापने के लिए एक व्यापक रूप से स्वीकृत विधि है। हालांकि, टी-यूएस जांच का फील्ड-ऑफ-व्यू फासिकल्स की लंबाई को सीमित करता है जिसे सीधे मापा जा सकता है। इसके बजाय, टी-यूएस के फील्ड-ऑफ-व्यू की तुलना में लंबे समय तक फासिकल्स के माप के लिए त्रिकोणमितीय अनुमान विधियों, प्रसार टेंसर इमेजिंग (डीटीआई), या ईएफओवी-यूएस 20 की आवश्यकता होती है। सामान्य तौर पर, अल्ट्रासाउंड इमेजिंग को चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) तकनीकों जैसे डीटीआई पर पसंद किया जाता है क्योंकि एमआरआई अधिक महंगा है और 18 को लागू करने के लिए चुनौतीपूर्ण है। EFOV-US के साथ कैप्चर की गई Fascicle लंबाई को त्रिकोणमितीय अनुमान विधियों 24,36 की तुलना में अधिक सटीक दिखाया गया है, जो कि उम्मीद की जाती है क्योंकि मांसपेशियों के fascicles नियमित रूप से एक घुमावदार पथ का पालन करते हैं, लेकिन त्रिकोणमितीय अनुमान विधियां मांसपेशियों की फैसिकल लंबाई की उनकी गणना में रैखिकता मानती हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हालांकि अधिकांश अल्ट्रासाउंड जांच की लंबाई 4-6 सेमी है, 10 सेमी तक अल्ट्रासाउंड जांच का उपयोग 9,10 किया गया है। 10 सेमी जांच एक व्यापक क्षेत्र-के-दृश्य को सक्षम करती है, जिससे लंबे, सीधे फासिकल्स पर कब्जा किया जा सकता है। फिर भी, लंबी जांच की लंबाई फ्रेम दर को कम कर देती है, इमेजिंग सतह (शरीर) को छवि वाले ऊतक के असमान संपीड़न से बचने के लिए सीधे होने की आवश्यकता होगी, और लंबे समय तक घुमावदार फासिकल्स (ईएफओवी के उपयोग के बिना) 20 को पकड़ने में सक्षम नहीं हो सकता है।

भविष्य के अनुप्रयोग या विधि के निर्देश

मांसपेशी fascicle लंबाई को मापने के लिए गुणवत्ता EFOV-US छवियों को प्राप्त करने के लिए यहां विस्तृत मार्गदर्शिका का उद्देश्य मांसपेशियों के पूल का विस्तार करने के लिए EFOV-US विधि के उपयोग को प्रोत्साहित करना है जिसके लिए क्षेत्र विवो मांसपेशी वास्तुकला डेटा में है। उम्मीद यह है कि इस विधि को मांसपेशियों के कार्य और मांसपेशियों के अनुकूलन को बेहतर ढंग से समझने के लिए स्वस्थ और बिगड़ा हुआ आबादी (उदाहरण के लिए, स्ट्रोक के बाद 38,49 या पोस्ट-ऑर्थोपेडिक सर्जरी) दोनों पर लागू किया जाना चाहिए। इसके अलावा, विवो डेटा में ये मॉडल के विकास के लिए महत्वपूर्ण हैं जो मानव आंदोलन के साथ-साथ विषय विशिष्ट मस्कुलोस्केलेटल मॉडल के विकास की अधिक सटीक भविष्यवाणी करते हैं।

विशेष रूप से, EFOV-US विधि मांसपेशियों की फैसिकल लंबाई के माप तक सीमित नहीं है। इस विधि का उपयोग कण्डरा लंबाई 50,51 और मांसपेशियों के संरचनात्मक क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र, 52,53 के माप के साथ-साथ विभिन्न सतही घावों के प्रलेखन के लिए किया गया है54,55। इस प्रकार, विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए EFOV-US विधि के साथ उच्च गुणवत्ता वाली छवियों को प्राप्त करने के लिए, यहां प्रस्तुत किए गए एक के समान मार्गदर्शिकाओं को विकसित करने का अवसर है।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

हम विक्रम डर्भे और पैट्रिक फ्रैंक्स को उनके प्रयोगात्मक मार्गदर्शन के लिए धन्यवाद देना चाहते हैं। यह काम राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन स्नातक अनुसंधान फैलोशिप कार्यक्रम द्वारा अनुदान संख्या 10के तहत समर्थित है। DGE-1324585 के साथ-साथ NIH R01D084009 और F31AR076920। इस सामग्री में व्यक्त की गई कोई भी राय, निष्कर्ष, और निष्कर्ष या सिफारिशें लेखकों की हैं और जरूरी नहीं कि राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन या एनआईएच के विचारों को प्रतिबिंबित करें।

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

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गुणवत्ता प्राप्त करना विस्तारित क्षेत्र के दृश्य अल्ट्रासाउंड कंकाल की मांसपेशी की छवियों को मापने के लिए मांसपेशी Fascicle लंबाई को मापने के लिए
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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).

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