Anwendung der „Twitch-Interpolationstechnik” zur Objektivierung peripherer und zentraler Paresen

Summary

The BMRC-Scale is most common used to estimate the degree of paresis in clinical routine. However, quantification of muscle strength is crude and detection of discrete paresis and minor changes in the course of the disease are difficult. Therefore we introduced the twitch-interpolation technique to measure peripheral and central paresis in the clinical setting. The method involves the interpolation of electrical elicited twitches on a maintained voluntary contraction (VC). During truly maximal VC no extra force is generated. Residual twitches despite of maximal effort by the patient reveal the inability to recruit all motor units available. The isometric VC is continuously recorded by a dynamometer. After determination of the maximal VC (MVC) patients are instructed to keep their muscle force at a level specified by a horizontal line on the display of the dynamometer. Subsequently, three electrical stimuli are applied at each level of VC. The changes in twitch parameters at different levels of muscle activation provide information about the extend of motor unit recruitment. In addition to the measurement of the maximal muscle force, the method allows the prediction of true maximal force (TMF) based on the known observation of a linear relationship between decrement in twitch force and increased voluntary force. In patients with central paresis even slight dysfunction is detected by residual twitches. In myopathic diseases the use of the available motoneuron pool can be estimated. Finally the method is recommended to report central and peripheral paresis in patients with amyotrophic lateral sclerosis.

Zusammenfassung

Die Twitch-Interpolationstechnik erlaubt die objektive Messung rekrutierter und nichtrekrutierter Anteile eines Muskels während einer isometrischen Kontraktion und ermöglicht so eine differenzierte Abschätzung von peripher und zentral verursachten Paresen. Bei dieser Methode wird ein willkürlich unter isometrischen Bedingungen kontrahierter Muskel perkutan elektrisch gereizt. Dadurch setzt sich ein zusätzlicher isometrischer Twitch auf die vom Muskel durch Willkürinnervation generierte Kraft. Ist ein Patient in der Lage, alle motorischen Einheiten des Muskels mit ausreichender Frequenz willkürlich zu rekrutieren, so sollte sich durch die elektrische Reizung keine zusätzliche Kraft mehr generieren lassen. Rest-Twitches bei maximalem Einsatz des Patienten weisen darauf hin, daß einige Einheiten entweder nicht oder nur unterhalb der Fusionsfrequenz rekrutierbar sind. Durch Registrierung der Twitches bei unterschiedlichem Krafteinsatz des Patienten ist, in Kenntnis der nahezu linearen Beziehung zwischen Änderung der Twitch-Amplituden und Höhe des Kraftniveaus, die Berechnung der maximal zu erwartenden Kraft möglich (TMF). Im Falle zentral verursachter Paresen (z. B. Schlaganfall) können auch bei geringsten Paresegraden noch deutliche Rest-Twitches generiert werden. Bei myopathischen Störungen erlaubt die Methode eine Aussage darüber, inwieweit der zur Verfügung stehende Motoneuronpool maximal ausgeschöpft wird. Nicht zuletzt zeigte die Methode ihre Sensitivität zur Unterscheidung und Quantifizierung von zentral und peripher verursachten Paresen bei Patienten mit Amyotropher Lateralsklerose.

Key words:

Twitch-interpolation-technique - Voluntary activation - Muscle strength - Quadriceps muscle - Biceps brachii muscle