Einfluß der Amplitudenschwelle auf die Parameter der Turns/Amplituden-Analyse

Summary

In this study we examined the relationship between the amplitude threshold used for the determination of the turns of the electromyographic interference pattern and the classical parameters of the turns/amplitude analysis: mean amplitude and number of turns per second. We investigated whether the choice of an appropriate amplitude threshold could help to discriminate better between myopathic and neuropathic muscles on the one hand and normal muscles on the other. In 16 patients with myopathies, 33 patients with neuropathies and 59 controls the interference patterns of the tibialis anterior muscle were recorded using concentric needle electrodes. Analysis was performed via a computer programme, systematically varying the amplitude threshold between 10 μV and 200 μV. Amplitudes as well as the number of turns per second showed a non-linear relation with the amplitude threshold. By reducing the amplitude threshold to 20 μV we obtained a clearly better separation of the distributions of the number of turns of myopathic, neuropathic and normal EMG, compared to the traditional threshold value of 100 μV. The reduction of the amplitude threshold had no effect on the distributions of amplitude values. The Kolmogoroff-Smirnov distance between the turns parameter distributions of myopathic patients and controls as well as between the distributions of neuropathic patients and controls increased with decreasing amplitude threshold values until a maximum at a threshold value of 20 μV. Hence, for the turns/amplitude analysis of the tibialis anterior muscle it is better to reduce the amplitude threshold to 20 μV.

Zusammenfassung

Mit der vorliegenden Studie sollte untersucht werden, wie die Parameter der Turns/Amplituden-Analyse nach Willison von der Amplitudenschwelle abhängen und ob die diagnostische Treffsicherheit bei der Unterscheidung myopathischer und neuropathischer EMG von normalen EMG durch die Wahl eines optimalen Schwellwertes erhöht werden kann. Es wurden Interferenzmuster-EMG vom M. tibialis anterior bei 16 Patienten mit Myopathien, 33 Patienten mit Neuropathien und 59 gesunden Kontrollpersonen mit konzentrischen Nadelelektroden aufgezeichnet und in einem PC gespeichert. Mit einem Computerprogramm wurde eine Turns/Amplituden-Analyse durchgeführt, wobei die Amplitudenschwelle systematisch zwischen 10 μV und 200 μV variiert wurde. Die Mittelwerte der Amplituden und der Anzahl der Turns pro Sekunde waren nichtlinear von der Amplitudenschwelle abhängig. Die Parameterverteilungen überschnitten sich bei den drei diagnostischen Gruppen in Abhängigkeit von der Amplitudenschwelle in unterschiedlichem Maße. Bei den Verteilungen der Anzahl der Turns ergab die Reduktion der Amplitudenschwelle auf 20 μV eine deutlich bessere Trennung von neuropathischen, myopathischen und normalen EMG verglichen mit der traditionellen Amplitudenschwelle von 100 μV. Die Verteilungen der Amplitudenwerte hingegen waren dabei nicht wesentlich verändert. Der Abstand zwischen den Verteilungen der Anzahl der Turns von Patienten mit Myopathien und von Kontrollpersonen, ausgedrückt durch die Kolmogoroff-Smirnov-Distanz, vergrößerte sich mit abnehmender Amplitudenschwelle bis zu einem Maximum bei einem Schwellwert von 20 μV. Dasselbe galt für den Abstand zwischen den Turns-Verteilungen von Patienten mit Neuropathien und von Kontrollpersonen. Für eine optimale Turns/Amplituden-Analyse zumindest des M. tibialis anterior sollte somit eine Amplitudenschwelle von 20 μV gewählt werden.

Key words:

Turns/amplitude analysis - Amplitude threshold - EMC - Interference pattern - Quantitative electromyography