Name: coordinate mapping of hyolaryngeal mechanics in swallowing
Uploaded: 2014-05-06T15:30:00
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Die Autoren danken Kendrea Focht, CSCD, CCC-SLP und die Evelyn Trammell Institut für Sprach-und Schluck an der Medizinischen Universität von South Carolina, für den Austausch von MBS Bilddateien verwendet, diese Methode zu demonstrieren. Vom National Center for Advancing Translational Sciences und Grant Number 1K24DC12801 (PI: Martin-Harris): Diese Daten wurden durch MBS extramuralen Betreuung durch Grant Number TL1TR000061 (Focht PI) finanziert gesammelt aus dem National Institute on Taubheit und andere Communication Disorders, und intra-Unterstützung von Mark und Evelyn Trammell Trust. Diese Methoden wurden ursprünglich von der Hauptforscher entwickelt, während von Grant Number F31DC011705 aus dem National Institute on Taubheit und andere Communication Disorders unterstützt. Der Inhalt ist ausschließlich der Verantwortung der Autoren und nicht notwendigerweise die offizielle Meinung des National Institute on Taubheit und andere Communication Disorders oder den National Institutesder Gesundheit.

1. Konfigurieren eines Computers <ol><li> Für Macintosh, laden Sie die folgenden Open-Source-oder Freeware-Software: ImageJ, MacX Video Converter Free Edition (Mac) und Quicktime (siehe Tabelle Material / Ausrüstung). </li><li> Für einen PC, laden Sie die folgenden Open-Source-oder Freeware-Software: ImageJ, MPEG Streamclip (PC) und Quicktime (siehe Tabelle Material / Ausrüstung). </li></ol> 2. Vorbereitung Videoclips <ol><li> Datei-Konvertierung. Konvertieren von RAW-Video-Dateien in. Mo...

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	<li>Leonard, R. J., Kendall, K. A., McKenzie, S., Gon&#231;alves, M. I., Walker, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+Displacements+in+Normal+Swallowing:+A+Videofluoroscopic+Study.">Structural Displacements in Normal Swallowing: A Videofluoroscopic Study.</a> Dysphagia. 15, 146-152 (2000).</li><li>Molfenter, S. M., Steele, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+Variability+in+the+Deglutition+Literature:+Hyoid+and+Laryngeal+Kinematics.">Physiological Variability in the Deglutition Literature: Hyoid and Laryngeal Kinematics.</a> Dysphagia. 26, 67-74 (2010).</li><li>Pearson, W. G., Hindson, D. F., Langmore, S. E., Zumwalt, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluating+Swallowing+Muscles+Essential+for+Hyolaryngeal+Elevation+by+Using+Muscle+Functional+Magnetic+Resonance+Imaging.">Evaluating Swallowing Muscles Essential for Hyolaryngeal Elevation by Using Muscle Functional Magnetic Resonance Imaging.</a> International Journal of Radiation Oncology* Biology* Physics. 85, 735-740 (2013).</li><li>Pearson, W. G., Langmore, S. E., Yu, L. B., Zumwalt, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+Analysis+of+Muscles+Elevating+the+Hyolaryngeal+Complex.">Structural Analysis of Muscles Elevating the Hyolaryngeal Complex.</a> Dysphagia. 27, 445-451 (2012).</li><li>Kim, Y., McCullough, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maximum+hyoid+displacement+in+normal+swallowing.">Maximum hyoid displacement in normal swallowing.</a> Dysphagia. 23, 274-279 (2008).</li><li>Steele, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relationship+between+hyoid+and+laryngeal+displacement+and+swallowing+impairment.">The relationship between hyoid and laryngeal displacement and swallowing impairment.</a> Clin. Otolaryngol. 36, 30-36 (2011).</li><li>Logemann, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+and+Biomechanical+Characteristics+of+Oropharyngeal+Swallow+in+Younger+and+Older+Men.">Temporal and Biomechanical Characteristics of Oropharyngeal Swallow in Younger and Older Men.</a> Journal of Speech, Language and Hearing Research. 43, 1264-1274 (2000).</li><li>Pearson, W., Langmore, S., Zumwalt, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluating+the+Structural+Properties+of+Suprahyoid+Muscles+and+their+Potential+for+Moving+the+Hyoid.">Evaluating the Structural Properties of Suprahyoid Muscles and their Potential for Moving the Hyoid.</a> Dysphagia. 26, 345-351 (2011).</li><li>Hopkins, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measures+of+reliability+in+sports+medicine+and+science.">Measures of reliability in sports medicine and science.</a> Sports Med. 30, 1-15 (2000).</li><li>Bingjie, L., Zhang, T., Sun, X., Xu, J., Jiang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+videofluoroscopic+analysis+of+penetration-aspiration+in+post-stroke+patients.">Quantitative videofluoroscopic analysis of penetration-aspiration in post-stroke patients.</a> Neurol. India. 58, 42-47 (2010).</li><li>Webster, M., Sheets, H. D., Alroy, J., Hunt, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+practical+introduction+to+landmark-based+geometric+morphometrics.">A practical introduction to landmark-based geometric morphometrics.</a> Quantitative Methods in Paleobiology. Paleontological Society Papers. 16, 163-188 (2010).</li><li>Inamoto, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+swallowing+using+320-detector-row+multislice+CT.+Part+II:+Kinematic+analysis+of+laryngeal+closure+during+normal+swallowing.">Evaluation of swallowing using 320-detector-row multislice CT. Part II: Kinematic analysis of laryngeal closure during normal swallowing.</a> Dysphagia. 26, 209-217 (2011).</li></ol>

Diese Studie demonstriert die Nützlichkeit eines Verfahrens unter Verwendung von Koordinatendaten von anatomischen Landmarken, um mehrere Messungen der kinematischen Bewegung hyolaryngeal Schluck berechnen. Inter-Reliabilität von sechs Rater, darunter zwei Neulinge Rater, für Koordinaten und berechneten Größen stark war (ICC&gt; 0,90). Repräsentative Ergebnisse aus einer Stichprobe von gesunden nicht-dysphagic Erwachsenen zeigten Unterschiede in mehrere kinematische Größen in Reaktion auf zwei Arten Bolus. Wir f...

Die Rachenphase des Schluckens ist ein komplexer Prozess, der über zwanzig Muskeln und mehrere Skelettelemente, einen Bolus aus der Mundhöhle in die Speiseröhre zu übertragen, während der Schutz der Atemwege. Vorhergehende Rachenverengung, Elemente der hyolaryngeal Komplex (Zungenbein, Kehlkopf, und die damit verbundenen Strukturen, einschließlich des oberen Ösophagussphinkters) werden verschoben, um eine Atemschutzleitung in einem Verdauungstrakt zu konvertieren. Der Kehlkopf wieder entfernt vorn weg von der Flugbahn eines ankommenden Bolus und die obere Ösophagussphinkter offen gedehnt. Kinematische Messungen von Videodurchleuchtungs Schlucken Studien (auch als bekannt oder MBS modifizierte Bariumverschluckungsuntersuchungen) genommen sind die primären Forschungsmethoden für die Quantifizierung der mehrere Bewegungen des hyolaryngeal Komplex 1. Während quantitative Videodurchleuchtungs Messungen sind nützlich für die Messung Schluckfunktion, verschiedene Achsen von ReferenzSkalare und des Messergebnisses in Erkenntnisse, die bei den verschiedenen Methoden der kinematischen Messungen 2 kompatibel sind. Die Bewegung des Patienten und Kliniker Fluoroskop unter manueller Kontrolle verwechselt auch die Genauigkeit der Messung dieser komplexen physiologischen Prozess. Noch wichtiger ist, kinematische Messungen nicht unbedingt Struktur-Funktions-Beziehungen wichtig für die Bewertung ungeordneten Schlucken. Kinematik des Zungen insbesondere wurden entwickelt, um eine Bewegung in einer Vorwärts oder überlegen in Bezug auf die Richtung einer anatomischen Ebene mit dem Wirbel ausgerichtet zu verfolgen. Allerdings ist diese Konfiguration nicht unbedingt die Wirkungslinie der Muskeln, die das Zungen auszusetzen. Ein Zwei-Sling Mechanismus der hyolaryngeal Erhebung im Rachenphase des Schluckens wurde identifiziert (Abbildung 1) 3,4. Die suprahyoidalen Muskeln umfassen die vorderen Muskelschlinge und die langen Rachenmuskeln umfassen die posterior Muskelschlinge. Diese Muskeln heben verschiedenen Elemente der hyolaryngeal Komplex einschließlich des Zungen, Kehlkopf, und Strukturen, die den oberen Speiseröhrenschließmuskel zu bilden. Koordinaten Abbildung von hyolaryngeal Mechanik nutzt neun leicht identifizierbaren anatomischen Landmarken zu drei Hebel und Skelettmerkmale der hyolaryngeal komplexer darstellt Befestigungspunkte der vorderen und hinteren Muskelschlingen (Abbildung 2) abzubilden. Während des Schluckens ist jeder Skeletthebel und Merkmal der hyolaryngeal Komplex in Bewegung. Durch das Sammeln von Koordinaten, kann das System in einem beliebigen Zeitrahmen erfasst werden. Trigonometrische Umwandlung von Koordinaten können mehrere kinematische Messungen der hyolaryngeal Bewegung beim Schlucken zu erzeugen. Variablen können zum Vergleich mit den Ergebnissen in der Literatur berichtet berechnet werden oder verwendet werden, um neue Messungen, die Struktur-Funktions-Beziehungen von Interesse. Das primäre Ziel dieser Arbeit ist es, ein Verfahren zur Erzeugung von mehreren kinematischen Messungen aus einem einzigen Satz von Koordinaten aus anatomischen Wahrzeichen Geändert Barium-Schwalbe (MBS) Studien gesammelt wurden demonstrieren. Wir dokumentieren die Zuverlässigkeit dieser Methode unter Verwendung von Intrakorrelationskoeffizienten, um die inter-Reliabilität von 6 verschiedenen Forschern auch ein Experte, drei Rater mit Erfahrung, und zwei Novizen zu bestimmen. Aus den kinematischen Ergebnisse werden Unterschiede beim Schlucken Mechanik durch Bolus Konsistenz beurteilt. Schließlich ist die Frage, die Molefenter und Steele vorgeschlagen über die Bedeutung der Achse des Referenz in Messzungenbewegung verwendet gerichtet. Um diese Frage, die wir vergleichen Messungen der Zungen Ausflug in Bezug auf die Wirbel und in Bezug auf den Unterkiefer aus dem gleichen Satz von Koordinaten für beide Bolustypen berechnet nähern. Wenn diese beiden Methoden zur Messung der Zungenbewegung repräsentieren die gleiche Struktur, die Beziehungen funktionierenHüfte, dann sollten die Ergebnisse stark korreliert werden. Für diese Studie wurden 40 Seitenansicht MBS Studien zufällig aus einer Sammlung von 139 normalen Studium bei einer von der Universität Georgia Regents Institutional Review Board und in Forschungskooperation mit dem Institut für Evelyn Trammell Stimme genehmigt und Schlucken an der Medizinischen Universität von Forschungsprotokoll South Carolina. Um die Nützlichkeit dieses Verfahrens zu demonstrieren, wurden zehn charakterisierenden Größen hyolaryngeal Kinematik aus dem gleichen Satz von Koordinatendaten (Tabelle 1) berechnet. Sieben dieser Messungen berechnet wurden bisher in der Literatur verwendet wurde, einschließlich: vordere und obere Zungenentfernungsmessungen in Bezug auf die Wirbelkörper 5; vordere und obere Zungen Verschiebung im Verhältnis von C2-4 Länge, auch in Bezug auf den Wirbeln 6; legene Bewegung des Kehlkopfes in Bezug auf den Wirbel 7; hyolaryngeal approximatIonen-1; und maximale Zungen Ausflug in Bezug auf die Wirbel ein. Darüber hinaus wurden drei neue Messungen berechnet: Rachen Verkürzung Angleichung der Anhänge der palatopharyngeus Muskel-, Kehlkopf-Höhen folgenden eine Reihe von Maßnahmen, die die stylopharyngeus und Zungen Ausflug Angleichung der Anhänge der suprahyoidalen Muskeln 4,8. Ein Experte Kopf-Hals-Anatom (WP), drei Ermittler mit wenig Erfahrung Messungen (CJ, SR, TT) und zwei unerfahrene Ermittler (RS, JT) erhaltenen Koordinaten Mapping-Daten mit der unten beschriebenen Protokoll. Der Experte (WP) trainiert die drei Rater mit Erfahrung, und diese wiederum trainiert die beiden Anfänger Rater. Inter-Reliabilität von Koordinatendaten und Ergebnisse aus Koordinaten berechnet Thema wurde von Intrakorrelationskoeffizienten 9 bestimmt. Zwei seitigen t-Tests wurden durchgeführt, um die einzelnen Variablen bestimmen statistically signifikanten Unterschiede in Bolus-Typen. Ein Korrelationskoeffizienten nach Pearson und eine Bestimmungskoeffizient wurden verwendet, um Ergebnisse der Vereinbarung zwischen Zungen Ausflug mit den Wirbeln als Bezugsachse gegenüber Zungen Ausflug mit dem Unterkiefer als Bezugsachse für die 5 ml dünnflüssigen Schwalbe und 5 ml berechnet bewerten Pudding Schluck.

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coordinate mapping of hyolaryngeal mechanics in swallowing

Charakterisierung hyolaryngeal Bewegung ist wichtig, Dysphagie Forschung. Frühere Verfahren erfordern mehrere Messungen auf eine kinematische Messung wohin erhalten Koordinatenabbildung von hyolaryngeal Mechanik mit modifizierten Barium-Schwalbe (MBS) verwendet einen Satz von Koordinaten, um mehrere Variablen von Interesse zu berechnen. Zu Demonstrationszwecken wurden zehn kinematischen Messungen von einem Satz von Koordinaten erzeugt werden, um Unterschiede in der Schluck zwei verschiedene Arten Bolus zu bestimmen. Berechnungen der Zungen Auslenkung gegen die Wirbel-und Unterkiefer korreliert werden, um die Bedeutung der Bezugsachsen zu bestimmen. Um zu demonstrieren, koordinieren Mapping Methode wurden 40 Studien MBS zufällig ohne bekannte Schluck Beeinträchtigung, die aus einem Datensatz von gesunden Normalpersonen. Eine 5 ml dünnflüssig Bolus und eine 5 ml-Pudding Schwalben wurden von jedem Probanden gemessen. Neun-Koordinaten, die Abbildung der Schädelbasis, Unterkiefer, Wirbel und Elemente der hyoLarynx-Komplexes wurden in den Rahmen der minimalen und maximalen Auslenkung hyolaryngeal aufgezeichnet. Koordinaten wurden mathematisch in zehn Variablen hyolaryngeal Mechanik umgewandelt. Inter-Reliabilität wurde von Intrakorrelationskoeffizienten (ICC) ausgewertet. Zweiseitigen t-Tests wurden verwendet, um Unterschiede in der Kinematik durch Bolus Viskosität auszuwerten. Zungen Ausflug Messungen gegen verschiedene Bezugsachsen wurden korreliert. Inter-Reliabilität zwischen sechs Rater für die 18 Koordinaten reichten von ICC = 0,90-0,97. Ein Schiefer von zehn kinematischen Messungen wurde von Subjekt zwischen den sechs Rater verglichen. Ein Ausreißer wurde abgelehnt, und der Mittelwert der übrigen Zuverlässigkeit Partituren war ICC = 0,91, von 0,84 bis 0,96, 95% CI. Zweiseitigen t-Tests mit Bonferroni-Korrekturen Vergleich zehn kinematischen Größen (5 ml dünnflüssig vs 5 ml Pudding Schwalben) zeigte statistisch signifikante Unterschiede in Zungen Ausflug, überlegene Kehlkopfbewegung und Rachen shortening (p &lt;0,005). Pearson-Korrelationen der Zungen Ausflug Messungen aus zwei verschiedenen Bezugsachsen waren: r = 0,62, r 2 = 0,38, (dünnflüssig); r = 0,52, r 2 = 0,27, (Pudding). Beziehen Koordinaten Wahrzeichen ist eine zuverlässige Methode, um mehrere kinematischen Größen aus Videodurchleuchtungsbilder nützlich Dysphagie Forschung zu generieren.

Intrakorrelationskoeffizienten (ICC) von Koordinaten von sechs Ermittler, die unabhängig voneinander analysiert 80 Videodurchleuchtungs Dateien (zwei Bolus-Studie von 40 Patienten) gesammelt reichten von ICC = 0,90 bis 0,97. Eine Aufschlüsselung der ICC von Koordinaten durch Gruppe ist wie folgt: Koordinaten # 1-5 (Skelettelemente bei minimalen hyolaryngeal Ausflug) Durchschnitt = 0,93, 0,91 bis 0,95, 95% CI; koordiniert # 6 - 9 (hyolaryngeal Komplex bei Mindest hyolaryngeal Ausflug) Mittelwert = 0,94, 092 bis 0,96, 9...

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Coordinate Mapping of Hyolaryngeal Mechanics in Swallowing

Koordinaten Mapping von Hyolaryngeal Mechanik in Schlucken

Koordinatenabbildung ist ein Verfahren zur Dokumentation von hervorstechenden Eigenschaften hyolaryngeal Biomechanik im Rachenschluckphase. Diese Methode nutzt die Bildanalyse-Software, um die Koordinaten von anatomischen Landmarken aufzeichnen. Diese Koordinaten werden in einer Excel-Makro importiert und in die kinematischen Größen von Interesse, die in der Forschung Dysphagie übersetzt.

Characterizing hyolaryngeal movement is important to dysphagia research. Prior methods require multiple measurements to obtain one kinematic measurement ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Guide Wire Assisted Catheterization and Colored Dye Injection for Vascular Mapping of Monochorionic Twin Placentas

Führungsdraht Assisted Katheterisierung und Farbstoff Injection for Vascular Mapping von Monochoriale Twin Plazenten

Monochorionic (MC) twin pregnancies are associated with significantly higher morbidity and mortality rates than dichorionic twins. Approximately 50% of MC ...

Forschung

Medizin

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High-Resolution Endocardial und Epikardiale Optical Mapping in ein Schaf Modell Stretch-Induced Vorhofflimmern

 Atrial fibrillation (AF) is a complex cardiac arrhythmia with high morbidity and mortality.1,2 It is the most common sustained cardiac rhythm disturbance ...

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Heterogenität Mapping von Protein Expression in Tumoren mittels quantitativer Immunfluoreszenz

Morphologic heterogeneity within an individual tumor is well-recognized by histopathologists in surgical practice. While this often takes the form of ...

Label-free Isolation and Enrichment of Cells Through Contactless Dielectrophoresis

Markierungsfreie Isolierung und Anreicherung von Zellen durch Kontaktlose Dielektrophorese

Dielectrophoresis (DEP) is the phenomenon by which polarized particles in a non-uniform electric field undergo translational motion, and can be used to ...

MRI Mapping of Cerebrovascular Reactivity via Gas Inhalation Challenges

MRI-Abbildung von zerebrovaskuläre Reaktivität über Gas Einatmen Herausforderungen

The brain is a spatially heterogeneous and temporally dynamic organ, with different regions requiring different amount of blood supply at different time. ...

Surgical Models of Gastroesophageal Reflux with Mice

Chirurgische Modelle aus gastroösophagealen Reflux mit Mäusen

Multiple surgical procedures have been reported to induce gastroesophageal reflux in animals. Herein, we report three surgical models with mice aiming to ...

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Recent genome-wide association studies targeting atrial fibrillation (AF) have indicated a strong association between the genotype and ...

Quantitative Mapping of Specific Ventilation in the Human Lung using Proton Magnetic Resonance Imaging and Oxygen as a Contrast Agent

Quantitative Mapping spezieller Belüftung in der menschlichen Lung mit Proton-Magnetresonanztomographie und Sauerstoff als Kontrastmittel

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High-Throughput Analysis of Optical Mapping Data Using ElectroMap

Hochdurchsatzanalyse optischer Mapping-Daten mit ElectroMap

Optical mapping is an established technique for high spatio-temporal resolution study of cardiac electrophysiology in multi-cellular preparations. Here we ...

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