Kronik Spinal Kord Yaralanması Bireylerde Solunum Motor Kontrol Değerlendirmesi (RMCA) kullanarak Solunum Kas Aktivasyon Değerlendirilmesi

Bu prosedürün genel amacı, omurilik yaralanması olan bireylerdeki solunum kası aktivasyon modellerini, sağlıklı deneklerden elde edilen normatif değerlerle karşılaştırarak kantitatif olarak değerlendirmektir. Bu işlem, omurilik yaralanması olan bireylerin solunum görevleri sırasındaki solunum kaslarının elektromiyografik veya EMG aktivitelerinin kaydedilmesiyle gerçekleştirilir. İkinci bir adım olarak, her bir kas için bu aktivite miktarını hesaplamak amacıyla, bu kaslar arasındaki aktivite dağılımını ve miktarını karakterize eden bir bileşke vektör oluşturulur.

Ardından, aynı görev sırasında sağlıklı deneklerden elde edilen veriler, bir prototip yanıt vektörü hesaplamak için kullanılır. Daha sonra, sonuç vektörünün prototip yanıt vektörüne benzerlik derecesini belirleyen bir benzerlik indeksi hesaplanabilir; bu da omurilik yaralanması olan hastalardaki solunum kası aktivasyon paterninin, sağlıklı bir denekte gözlemlenecek normal paternle karşılaştırılmasına olanak tanır. Bu teknik sayesinde, omurilik yaralanması veya solunum motor kontrol defisitleri ile ilişkili diğer bozuklukları olan hastalarda solunum motor fonksiyonlarını izleyebiliriz.

Veri toplama ve işleme, bu yöntemin başarılı bir şekilde değerlendirilmesi için oldukça önemlidir. Bu nedenle, prosedürün gösterileceği görsel bir anlatım sunulacaktır. Laboratuvarımdan araştırma bilimcisi Islam, araştırma yöneticisi Edward Brown ve araştırma teknoloğu PRI Chopra ile birlikte; başlamak için yüzey elektrot başlıklarını sol ve sağ solunum kaslarının kas gövdelerinin üzerine yerleştirin.

Bunlar arasında orta skapular seviyedeki alt trapezius paraspinal kasları, iliak inter kristal hat üzerindeki paraspinal kaslar, Sternokleidomastoid kası, skalen kaslar ve midklaviküler hat üzerindeki üst trapezius kası yer almaktadır.

Midklaviküler hat üzerindeki pectoralis kasının klaviküler kısmı. Anterior aksiller hat üzerindeki altıncı interkostal boşluktaki interkostal kas. Parasternal hat üzerindeki diyafram, göbek deliği seviyesindeki rectus abdominis ve midaksiller hat üzerindeki oblique abdominis.

Topraklama elektrotlarını akromion çıkıntıların üzerine yerleştirin. EMG girişini 2000 kazançla yükseltin. 30 ile 1000 hertz arasında filtreleme yapın ve 2000 hertz hızında örnekleme gerçekleştirin.

Elektrotları takılı olan bir motion lab sistem sırt çantası ünitesini bir motion lab, EMG masaüstü ünitesine ve power lab sistemine bağlayın. Metin protokolünde gösterildiği gibi, hava yolu basıncı girişini kalibre edin. 120 centimeters of water ekleyin ve 2000 hertz değerinde örnekleme yapın.

Hava yolu basıncını kaydetmek için bir T parçalı izleme devresi kurun. Ardından, bir hava tüpü kullanarak düşük basınç transdüserine bağlayın. Son olarak, düşük basınç transdüserini CD 15 ve PowerLab sistemine bağlayın.

Solunumsal motor görevler, kısaca MIPT olarak adlandırılan maksimum inspiratuar basınç görevi ve maksimum ekspiratuar basınç görevi olan MEPT'den oluşmaktadır. MIPT'yi gerçekleştirmek için, deneğin rezidüel volümden beş saniye boyunca maksimum inspiratuar çaba göstermesini sağlamak amacıyla duyulabilir bir ton kullanın. T parçalı bir izleme devresi kullanarak, işlemi üç kez tekrarlamadan önce en az bir dakika dinlenmeye izin verin. MEPT'yi gerçekleştirmek için.

Deneklerin toplam akciğer kapasitesinden maksimum ekspiratuar efor sarf etmelerini sağlamak için beş saniye süren duyulabilir bir ton kullanın. T parçalı izleme devresini kullanarak, tekrar en az bir dakika dinlenmelerine izin verin ve ardından işlemi üç kez tekrarlayın. EMG ve havayolu basıncı girişlerini power lab veri toplama sistemi ile 16 bit tam ölçekli A DC çözünürlükle dönüştürerek; MIPT ve MEPT için havayolu basıncını, yüzey elektromiyografisini ve işaretçi sinyallerini eş zamanlı olarak kaydedin; deneğe sinyal veren uyarı tonuyla birlikte kaydedilen olay işaretçisi ve havayolu basıncından, her biri beş saniyelik çoklu kas aktivitesi dağılım analiz pencerelerini belirleyin.

Görevin ne zaman başlayıp ne zaman sona ereceğini belirledikten sonra, her bir kas için yüzey elektromiyografi aktivitesini karekök ortalama (RMS) algoritması kullanarak hesaplayın. Her görev için üç tekrarlı denemenin ortalamasını alın. Her bir kas için, özel yapım MATLAB yazılımı kullanarak, gönüllü yanıt indeksi (VRI) olarak bilinen bir vektör analiz yöntemine dayalı çoklu kas aktivasyon modellerini değerlendirin. Her manevra için, belirli bir zaman penceresindeki tüm kasların toplam yüzey elektromiyografi aktivitesi miktarını, belirli bir görev için yanıt vektörünün (RV) uzunluğu olarak büyüklük parametresi şeklinde hesaplayın.

Ayrıca, her görev için benzerlik indeksini veya SI değerini, spinal kord yaralanmalı deneklerin RV'si ile burada gösterilen aynı görev sırasında sağlıklı deneklerden elde edilen prototip yanıt vektörü (PRV) arasındaki açının kosinüsü olarak hesaplayın; burada, yaralanmamış ve spinal kord yaralanmalı (SCI) bir bireyden MEPT sırasında eş zamanlı olarak kaydedilen elektromiyogram ve hava yolu basıncı görülmektedir. Yaralanmamış bir bireyle karşılaştırıldığında, SCI olan bir denekte hava yolu basıncının azaldığına ve ekspiratuar kaslarda yüzey elektromiyografi aktivitesinin yokluğuna dikkat edin. Ayrıca, alt kısımda işaretlenen görevin başlangıcının, artan yüzey elektromiyografi aktivitesi ve yükselen hava yolu basıncı ile ilişkili olduğunu göz önünde bulundurun. Yanıt vektörünün oluşturulmasındaki ana adımlar burada belirtilmiştir.

Görevin başlangıcı ve bitişi, işaretçiye göre veri noktaları olarak tanımlanmıştır. Bu olay penceresi içindeki yüzey elektromiyografisinin kareli ortalaması, her kas için ortalama yüzey elektromiyografi aktivitesini temsil eder. Yanıt vektörü, gösterilen spesifik kas kombinasyonu için RMS değerleri kullanılarak oluşturulur.

Burada, yaralanmamış bireylerden oluşan bir grup için prototip yanıt vektörünün ve büyüklüğünün hesaplaması yer almaktadır. Prototip yanıt matrisi, bireysel yanıt vektörleri kullanılarak oluşturulmuştur. Prototip yanıt matrisindeki her bir sütun, gruptaki bir bireye ait verileri içerir ve her bir satır, gruptaki tüm bireylerin belirli bir kasından elde edilen nicel yüzey elektromiyografi aktivitesini temsil eder.

Prototip yanıt vektörü, prototip yanıt matrisinin her bir satırının ortalaması alınarak hesaplanmıştır. Büyüklük değeri, yanıt vektörünün uzunluğunu temsil eder ve gösterilen formüle göre hesaplanmıştır. Burada gösterilen adımlar benzerlik indeksi hesaplamasına yöneliktir.

Belirli bir SCI bireyi için yanıt vektörü ve bu vektörün büyüklüğü hesaplandı. Benzerlik indeksi, prototip vektörü ile yanıt vektörünün iç çarpımının hesaplanmasıyla elde edildi. Uzmanlık sağlandıktan sonra, kayıt aşaması yaklaşık bir saat içinde tamamlanacaktır.

Veri işleme süreci, bu prosedürün ardından hangi yazılımın kullanılacağına bağlı olacaktır. Öksürük ve maksimum havayolu akışı gibi diğer solunumsal görevler, ek soruları yanıtlamak için kullanılabilir.