Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

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.

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.

النتائج

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 ا...

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 تصو?...

Disclosures

وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.

Acknowledgements

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

NameCompanyCatalog NumberComments
14L5 linear transducersSiemens10789396
Acuson S2000 Ultrasound SystemSiemens10032746
Adjustable chair (Biodex System)Biodex Medical SystemsSystem Pro 4
Skin Marker Medium TipSportSafen/aMulti-color 4 Pack recommended
Ultrasound Gel - Standard 8 Ounce Non-Sterile Fragrance Free Glacial TintMediChoice, Owens &MinorM500812

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. , (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).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

166

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved