Post 4: Esofagus vs. yta EMG mätningar

Introduktion

Elektriska aktivitet (även kallad Elektromyogram – EMG) andningsmuskulaturen har använts i årtionden, till exempel åsnor aktivering och trötthet. Jag har tidigare beskrivit signal principerna i Inlägg 1 och Post 3. Metoderna att mäta membran EMG har involverat trans-esofagus mätningar som redovisas i Inlägg 2 men även andra metoder som använder surface elektroder samt infogade ledningar eller koncentriska nål elektroder. Deras användning har beskrivits tidigare i ”elektrofysiologiska tekniker för the bedömning av Respiratory Muscle Function” (ATS / ERS Uttalande om Respiratory Muscle Test, Am J Respir Crit Care Med Vol 166. PP 548-557, 2002).

Historia

Tidigt arbete beskriver EMG av mänskliga interkostalmuskulaturen med ytelektroder presenterades av Campbell 1955. Han sammanfattade ”interkostaler är tunna muskler, nästan helt täckt av andra muskler. Det finns ingen rörelse eller handling som är kända för att orsaka dem att ingå avtal medan andra musklerna nära dem är inaktiva. De är därför svåra att undersöka electromyographically i intakt mänskliga ämnet på grund av begränsningar av både ytan och nål elektrod tekniker ”.

Den tidigaste Pubmed citat av trans esofagus mätningar EMG hos människor är av Petit, Milic-Emili och Delhez 1959. Detta följdes i 1960 av Agostoni, Sant'Ambrogio och Del Portillo Carrasco visar sambandet mellan membranen EMG och kraft. Dessa verk anges mindre problem att identifiera membran signalen med trans-esofagus EMG jämfört med surface elektroder.

Enligt Pubmed nådde söktermen ”membran EMG” presenterar 1682 publikationer, publiceringen 1993 med 74 publikationer det året. ”Interkostal EMG” presenterar 709 publikationer. Membran yta EMG visar 168 publikationer. ”Membran esofagus EMG” har 179 publikationer. ”Membran nål EMG” ger 72 träffar.

Typer av mätning

Trans-esofagus EMG

Matstrupen passerar genom crus av crural membranet frontal till aorta, tillhandahåller den mäta plats långt från andra inspiratorisk/expiratoriska muskler. Ändå måste man komma ihåg att matstrupen är en muskel samt bredvid hjärtat, båda med flera gånger högre amplitud signaler än membranet, men kännetecknas av en annan frekvens innehåll (Sinderby et al 1995).

Surface EMG

Yta elektroder har genomförts på nedre bröstkorgen att mäta membran EMG, över de interkostaler att mäta inspiratorisk eller exspiratorisk EMG, as well as över tillbehör musklerna. Vanligtvis fästas två elektroder på huden över regionen av intresse att få en differentiell inspelning av respiratoriska muskler EMG. Beroende på platsen för intresse finns det olika antal muskler involverade i EMG inspelningen.

Membranen EMG erhålls vanligtvis med elektroder i de lägsta Inter costal utrymmena i midclavicular till midaxillary linje. I området i närheten finns det flera lager av interkostal och buken muskler korsa detta område som har inspiratorisk, exspiratorisk och postural funktion. Membranet är den mest avlägsna muskeln av allt när det gäller elektroderna.

• Parasternal muskler redovisas som inspiratorisk, men de omfattas av pectoralis muskler.
• Tillbehör muskler är inspiratorisk och många, de är dock alla meningsfullt posturala funktioner.

Nål och fintrådselektroder

Små elektroder med mycket små interelectrode avstånd kan användas för att erhålla specifik informationsformuläret specifika muskler när de infogas i muskeln av intresse. Ett problem är att veta vilken muskel som elektroden tränger och undvika pneumotorax. En senaste lösning på detta problem är användningen av ultraljud (Amirjani et al 2012).

Cross-talk

Mätning av EMG påverkas av överhörning mellan angränsande muskler, som liknar en mikrofon är det mycket svårt att få en selektiv inspelning av en specifik muskel om angränsande muskler är aktiva på den samma tid)Sinderby et al 1998). Som ett exempel anser ytan inspelningen av membranet. Första andning kan inte vara ansträngande eftersom detta skulle kunna inbegripa inspiratorisk interkostaler. Andra om lasten eller våndan inducerar exspiratorisk muskelaktivitet interkostal eller buken muskler, kommer att detta även blanda i signalen. För det tredje, om patienten är rörliga, postural aktivering av interkostal och buken muskler kommer att framkalla tonic EMG aktivitet. Med andra ord, är ett standardiserat testsituationen för yta EMG mätningar avgörande. Flera grupper har haft framgångsrik användning av yta EMG med hjälp av standardiserat test situationer – till exempel Reilly et al 2013, Duiverman 2004, Schmidt et al 2013, Maarsingh et al 2006.

Koncentriska nål och liten tråd EMG kan användas att vara mer exakt och undvika cross talk, dessa metoder kan dock begränsas när det gäller global aktivering och långsiktiga mätningar (Parthasarathy et al 2007, Butler & Gandevia 2008.)

Fetma

Öka avståndet mellan muskeln (signalkälla) och EMG elektroderna minskar signalens amplitud, främst genom förlust av signaler hög frekvens komponenter. Därför, någon gång signal-brus-förhållandet blir för låg för att tillåta kvalitet inspelningar. Fetma medför ett lager mellan bröstkorg och hud ytan, ökar muskel-till-surface elektrod avstånd och försämra signal-brus-förhållande. Till min erfarenhet verkar inte fetma har en mätbar dämpande effekt på trans-esofagus EMG inspelningar.

Slutsats

Koncentrisk nål EMG kan användas för att mäta specifika motorenheten aktivitet. Specifikt, kan costal membran aktiviteten studeras framgångsrikt. Nål EMG påverkas inte av fetma och har lite överhörning från angränsande muskler.

Små trådelektroder, om de placeras med ett litet interelectrode avstånd, ger en mer specifik signal än ytan elektroder och kan användas för att studera olika polisposteringar motorenheten. EMG påverkas inte av fetma och har mindre överhörning från angränsande muskler och hjärta.

Ytelektroder ge EMG representant av globala luftvägarna (dvs inspiratorisk eller exspiratorisk) och postural muskelaktivitet. Riktigheten av yta EMG metoden implementeras mycket beroende på protokoll för att standardisera mätningen situationen. För att undvika överhörning från angränsande muskler inte associerade med aktiviteten av intresse, t.ex. EMG från pectoralis när man försöker mäta EMG i parasternals, är det viktigt att kontrollera förflyttningar av armarna under inspelningar. För att undvika att muskeln under studien är aktiverad för en annan anledning än som antas av prövaren, t ex postural EMG aktiviteten av muskulaturen under studie av EMG inspiratorisk aktivitet, är det viktigt att överkroppen stöds noggrant och kropp rörelser undviks. EMG påverkas av fetma och påverkas starkt av replikväxlning från angränsande muskler inklusive hjärtat.

Esofagus elektroder ge en global EMG (EAdi) aktivitet av crus av crural membranet. Denna verksamhet har visat att relatera till globala inspiratorisk aktivering)Sinderby et al 1998, Beck et al 2001). Trans-esofagus EMG påverkas inte av fetma och har en väl karakteriserade överhörning från hjärtat och matstrupen som kan identifieras och hanteras.

Korrekt protocolized, förvärvade och analyseras, är alla metoder för EMG mätningar värdefull när det gäller övervakning.

Att styra andningshjälp hjälpa, nål och fina trådelektroder kan vara begränsade eftersom mätningarna är mycket specifika och kan vara svårt att upprätthålla över tid. EMG erhålls genom ytan elektroder, påverkas av överhörning, postural och exspiratorisk muskelaktivitet – den signal-brus-förhållande som också påverkas av fetma. Elektroder kan också lossna när patienterna svettas eller flytta. Transesophageal EMG (EAdi), hjälpa med en säkrad kateter, förutsatt att tillräcklig signal förvärv, förädling och förvaltning av elektroden filtrering och överhörning från hjärtat och matstrupen, har hittats på ett tillförlitligt sätt styra andningshjälp patienter av alla åldrar)Sinderby & Beck, NAVA; Principer och praxis av mekanisk Ventilation 3: e upplagan, ed. Tobin 2013).

För en färsk uppdatering om EMG övervakning av andningsmuskulaturen den intresserade rekommenderas att läsa Doorduin et al (2013).