Klinische Anwendung der Umkehrpunkt/Amplituden-Analyse

 

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Summary

Today all modern EMG machines offer quantitative analysis of the interference pattern by calculation of the number of turns/s and the mean amplitude of the recorded EMG signal. The number of turns is correlated with the occurrence of polyphasic patterns and with the number of active motor units. The mean amplitude serves as a measure to differentiate between neuropathic and myopathic disorders. As the „classical” Willison analysis produces mean values providing no information on the distribution of amplitudes and inter-peak-latencies, a neurogenic reorganisation with increased polyphasic potentials results in normal parameters.

Turns-amplitude values depend on numerous endogenous and exogenous factors. The determination of reference values must therefore take into account dependencies on age, sex, muscle and force. Posture, registration conditions, point of needle insertion, number of recordings, sampling rate and other factors have to be standardized in order to gather reproducible and comparable data. The analysis of the interference pattern at maximal isometric contraction against manual force by the examiner may be corrupted by movement artifacts or pain induced reactions. Isometric contraction against different fixed weights and at submaximal voluntary innervation allow the determination of turns-amplitude values at low, medium and high force levels. This is an alternative compared to the examination with relative innervation with different percentages of maximal force. The calculation of turns-amplitude values by clustering according to Stalberg works without a force measurement. The cluster shape is influenced by the way and the level of muscle contraction. In order to better judge the value of this method in our opinion further examinations of sane and patients with neuromuscular diseases are necessary.

Determination of characteristic features of neuropathic and myopathic disorders should include, apart from the Willison parameters, the median values of amplitudes and inter-peak-latencies. Furthermore, the presentation of distributions of amplitudes and latencies of the interference pattern at submaximal innervation in form of a histogam may contribute precious extra information. Even if the mean values of the „classical” turns-amplitude parameters are not significantly modified, this may allow the detection of a myopathy characterized by a clustering of signal fractions with low amplitude and short duration. In contrast, patients with a neuropathy and inconspicious or borderline turns-amplitude values show an increase of higher amplitude signal fractions.

Zusammenfassung

Die Interferenzmusteranalyse nach Willison ist heutzutage nahezu in allen modernen EMG-Geräten integriert. Neben der Anzahl von Umkehrpunkten/s (turns/s) wird bei dieser Methode auch die mittlere Amplitude des registrierten Aktivitätsmusters bestimmt. Die Anzahl der Wendepunkte pro Zeiteinheit korreliert mit der Polyphasierate und der Zahl der aktivierten motorischen Einheiten. Die mittlere Amplitude kann als grobes Maß zur Differenzierung einer neurogenen oder myopathischen Störung gelten. Da die klassische Willison-Aanalyse nur eingeschränkt Aufschlüsse über die Verteilungen der Amplituden und der Inter-Peak-Latenzen gibt, sondern nur Mittelwerte bestimmt, werden zum Beispiel bei neurogenem Umbau mit erhöhter Polyphasierate oft Normalwerte erhalten.

Die Umkehrpunkt-Amplitudenwerte sind von einer Vielzahl endogener und exogener Faktoren abhängig. Die Normwertberechnung muß deshalb in Abhängigkeit von Alter, Geschlecht, Muskel und insbesondere auch Kraftgrad erfolgen. Die Untersuchungsposition, Registrierbedingungen, der Ort der Nadelinsertion, die Anzahl der Ableitpunkte, Digitalisierungsrate und anderes mehr müssen streng standardisiert werden, um reproduzierbare und vergleichbare Daten gewinnen zu können. Die Analyse des Interferenzmusters bei maximaler isometrischer Anspannung gegen den manuellen Widerstand des Untersuchers kann durch Bewegungsartefakte und schmerzbedingte Reaktionen verfälscht werden. Die isometrische Anspannung gegen verschiedene fixe Lasten und bei submaximaler Willkürinnervation kann sicherstellen, daß die Umkehrpunkt-Amplitudenwerte im unteren, mittleren und oberen Kraftbereich gewonnen werden. Sie stellt eine Alternative dar zur Untersuchung mit relativer Anspannung bezogen auf die Maximalkraft. Ohne gleichzeitige Kraftmessung kommt die Bestimmung der Umkehrpunkte-Amplituden-Wertepaare nach der Clustermethode Stälbergs aus. Die Form der Cluster wird von der Art und dem Grad der Muskelanspannung beeinflußt. Um den Wert dieser Methode besser beurteilen zu können, sind unseres Erachtens weitere Untersuchungen an Gesunden und Patienten mit neuromuskulären Erkrankungen notwendig.

Zur Bestimmung der Charakteristika einer neurogenen und myopathischen Störung sollte neben den Willison-Parametern auch der Median der Amplituden und Inter-Peak-Latenzen hinzugezogen werden. Darüber hinaus kann die Histogrammdarstellung der Amplituden- und Latenzverteilungen des Interferenzmusters bei submaximaler Innervation wertvolle zusätzliche Informationen liefern. Auch bei nicht signifikanter Veränderung der Mittelwerte der klassischen Umkehrpunkt-Amplitudenparameter kann hierbei eine Myopathie über eine Anhäufung kleinamplitudiger und kurzdauernder Signalanteile erkannt werden.