Einzelpotentialanalyse in der Myopathiediagnostik: Entwicklung quantitativer EMG-Parameter

Summary

In standard concentric needle electromyography the typical triphasic potential of a motor unit (MUP) consists of the spike component and the positive initial and terminal parts. Whereas the main spike is generated by a few muscle fibers located close to the tip of an electrode, the initial and terminal parts represent the sum of activities of a large proportion of fibers within the motor unit. The size of the initial and terminal part is assessed by measuring the duration of the MUP. In addition to the duration we calculated the mean absolute voltage outside the spike component: The signal was digitized and several individual MUPs of the same motor unit were averaged. The point of maximal negative rise was identified. Then the mean absolute voltage between -5 ms and +5 ms around this point, excluding the interval from - 1 ms to +1 ms, was calculated. This parameter is exactly defined and unambiguous.

The biceps brachii muscles of 30 healthy volunteers were examined in order to establish normal values. In 24 patients suffering from various myopathies 18 had significant (p < 0.01) reduced initial and terminal parts, whereas only 13 patients showed decreased potential duration (according to Buchthal 1957).

Zusammenfassung

Das typische triphasische Potential einer motorischen Einheit besteht aus der Spikekomponente und dem meist positiven Anfangs- und Endteil (initial part und terminal part nach Stalberg). Während die Spikekomponente durch die Summation der elektrischen Aktivität nur einiger weniger, nadelnaher Fasern entsteht, tragen zum Anfangsund Endteil fast alle Fasern bei. Die Ausprägung von Anfangs- und Endteil wird durch die Messung der Potentialdauer erfaßt. In Ergänzung zur Dauer haben wir die mittlere Amplitude außerhalb der Spikekomponente bestimmt: Das EMG-Signal wurde digitalisiert und mehrere Einzelpotentiale einer motorischen Einheit wurden gemittelt. Innerhalb des Potentials wurde der Punkt des größten negativen Amplitudenanstiegs bestimmt und die mittlere absolute Amplitude in einem Intervall zwischen 5 ms vor und nach diesem Punkt berechnet, wobei das Intervall zwischen -1 ms und +1 ms ausgeschlossen wurde. Dieser Parameter ist operationalisiert und - falls das Signal in digitalisierter Form vorliegt - mittels eines einfachen Rechnerprogramms automatisch zu ermitteln. Bei 30 Gesunden und 24 Patienten mit gesicherter Myopathic wurde der M. biceps brachii untersucht. Bei 1 8 Patienten fanden sich im Vergleich zum Normalkollektiv signifikant erniedrigte Werte der mittleren Amplitude im Außenbereich (p < 0,01); bei zwei Patienten waren die Werte der mittleren Amplitude im Außenbereich grenzwertig erniedrigt (p < 0,05). Die parallel dazu nach der Methode von Buchthal ausgewertete Potentialdauer erbrachte lediglich bei 13 Patienten sicher pathologische Werte. Der vorgestellte Parameter besitzt bezüglich dem Vorliegen einer Myopathic eine hohe Sensitivität und kann in der Auswertung motorischer Einheitspotentiale die Parameter Dauer, Amplitude und Polyphasierate ergänzen.

Keywords

Electromyography - Motor unit potentials - Myopathy - Digitalsignal analysis