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23. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

15. - 17.09.2006, Heidelberg

Normale Entladungsfrequenz in der laryngealen Elektromyographie

Vortrag

  • corresponding author presenting/speaker Arno Olthoff - Phoniatrie und Pädaudiologie, Universitätsklinik Göttingen, Göttingen, Germany
  • author Tobias Schüle - Phoniatrie und Pädaudiologie, Universitätsklinik Göttingen, Göttingen, Germany
  • author Wilhelm Schulte-Mattler - Klinik und Poliklinik für Neurologie, Universität Regensburg, Regensburg, Germany
  • author Eberhard Kruse - Phoniatrie und Pädaudiologie, Universitätsklinik Göttingen, Göttingen, Germany

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie. 23. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie. Heidelberg, 15.-17.09.2006. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2006. Doc06dgppV45

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgpp2006/06dgpp66.shtml

Veröffentlicht: 5. September 2006

© 2006 Olthoff et al.
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Zusammenfassung

Einleitung: Neben der elektromyographischen Graduierung des Aktivitätsmusters (z.B. gelichtetes, Übergangs- Interferenzbild) kann die Bestimmung der Entladungsfrequenz motorischer Einheiten zur Beurteilung peripherer Nervenläsionen herangezogen werden, weil bei der Erhöhung von Muskelspannung motorische Einheiten zum einen vermehrt rekrutiert werden und zum anderen mit erhöhter Frequenz entladen [1]. Normwerte wurden bisher für die Skelettmuskulatur und einzelne hirnnervenversorgte Muskulaturen (N. V, VII, XI) erhoben. Für die Kehlkopfmuskulatur (N. X) sind keine Normwerte bekannt.

Probanden und Methode: Bei fünf gesunden Medizinstudenten wurden bipolare Hooked-Wire-Elektroden unter Oberflächenanaesthesie (Tetracain) im M. vocalis platziert und die Entladungsfrequenz bei mittlerer Muskelaktivität (2-4 motorische Einheiten sichtbar) bestimmt.

Ergebnisse: Bei den Probanden konnten 5 Phasen von 1 Sekunde (s) mit der geforderten mittleren Muskelaktivität gesichert werden. Die gemessenen Entladungsfrequenzen lagen zwischen 10/s und 16/s. Der Mittelwert aller Probanden betrug 13/s.

Diskussion: Vergleichbare Entladungsfrequenzen wurden von einer anderen Arbeitsgruppe an der Gesichtsmuskulatur (N. VII) gemessen [1]. Die diagnostische und evtl. prognostische Bedeutung dieses in der laryngealen Elektromyographie neuen Kriteriums wird an Patienten mit Stimmlippenlähmungen geprüft werden.


Text

Einleitung

Die physiologische Erhöhung muskulärer Spannung erfolgt sowohl durch vermehrte Rekrutierung motorischer Einheiten, als auch durch deren erhöhte Entladungsfrequenz (EF). Im Falle einer ungestörten neuromuskulären Funktion und maximalen Willküraktivität führen beide Effekte schließlich zur Überlagerung der elektromyographisch gemessenen Muskelaktionspotentiale und hierdurch zum sogenannten „Interferenzbild“ [1].

In der elektromyographischen Diagnostik neuromuskulärer Erkrankungen des Skelettsystems ist das Kriterium der EF zur Differenzierung zentraler und peripherer Läsionen bedeutsam: Eine erniedrigte EF wird als Hinweis auf eine zentrale Läsion und eine erhöhte EF als Hinweis auf eine periphere Läsion interpretiert [2], [3], [4], [5]. Die zuverlässige Analyse der Potentiale motorischer Einheiten (Muskelaktionspotentiale, MUAP) ist jedoch nur möglich, wenn diese sich nicht überlagern. Diese Voraussetzung ist in „Ruhe“ und bei „mittlerer Muskelaktivität“ erfüllt.

Die Differenzierung peripherer Nervenläsionen ist in der laryngealen Elektromyographie (EMG) von großer klinischer Bedeutung. Um hierfür das Kriterium der EF berücksichtigen zu können, ist zuvor die Erhebung von Normwerten erforderlich.

Die vorliegende Studie präsentiert erste Normwerte, die aus der laryngealen Muskulatur (M. vocalis, M. cricothyreoideus) ermittelt wurden.

Methoden

Bei 5 gesunden und insbesondere bezüglich der Kehlkopffunktionen (Atmung, Schlucken, Stimme) beschwerdefreien und klinisch unauffälligen Probanden (4 Männer, 1 Frau) wurden laryngeale EMG´s durchgeführt.

Zur Ableitung aus dem M. vocalis wurden bipolare Hooked-Wire-Elektroden (Fa. Inomed, Teningen, Deutschland) verwendet, welche nach erfolgter Oberflächenanaesthesie transoral in den Stimmlippenmuskel eingebracht wurden. Dies erfolgte unter indirekter lupenlaryngoskopischer Kontrolle (90° Endoskop, Fa. Wolf, Knittlingen, Deutschland).

Für die Ableitungen aus dem M. cricothyreoideus platzierten wir transkutan bipolare Nadel-Elektroden (Fa. Inomed, Teningen, Deutschland).

Die gesamte elektromyographische Untersuchung wurde mit einem computergestützten 4-kanaligen EMG-Gerät (Fa. Schwarzer, München, Deutschland) aufgezeichnet und anschließend ausgewertet. Die EMG-Aufzeichnungen erfolgten bei allen Probanden nach einem gleichbleibenden Schema mit Ableitungen in „Ruhe“, bei „Phonation“, während eines „Valsalva“-Manövers und bei Änderung der Elektrodenlage (sog. „Einstichaktivität“).

Bei jedem Probanden werteten wir 5 Phasen von je 1 Sekunde bei mittlerer muskulärer Aktivität aus, welche durch die Anzahl von 2 bis 4 aktiven motorischen Einheiten definiert war (Abbildung 1 [Abb. 1]). Die einzelnen aktiven motorischen Einheiten wurden anhand ihrer charakteristischen MUAP´s identifiziert. Ein MUAP mußte mindestens 3 mal in der analysierten Sekunde vorkommen und folgende Kriterien erfüllen: Anstiegssteilheit mind. 0,5 Volt (V)/ s, Anstiegszeit 0,2 bis 0,5 Millisekunden (ms). Die Summe der MUAP´s (/ s) wurde als „Entladungsfrequenz“ in Hertz (Hz) angegeben. Zudem wurden durchschnittliche Potentialdauern in ms und Amplituden in Mikrovolt (µV) ermittelt.

Ergebnisse

Mit Hilfe der kontinuierlichen EMG-Aufzeichnung war es möglich, die geforderten Phasen „mittlerer muskulärer Aktivität“ zu dokumentieren. Sie fanden sich meist in prä- oder postphonatorischen Phasen bzw. vor oder nach einem Vasalva-Manöver. Die durchschnittliche EF lag im M. vocalis (VOC) bei 12,6 (± 3,2) Hz und im M. cricothyreoideus (CT) bei 16,7 (± 5,9) Hz (Abbildung 2 [Abb. 2]). Die genannten EF-Werte für den VOC und CT unterschieden sich signifikant (p=0,015). Die Potentialdauer lag für den VOC im Mittel bei 6 ms und für den CT bei 23 ms. Die durchschnittliche Amplitude betrug im VOC 0,25 µV und im CT 0,26 µV.

Diskussion

Normwerte für EF motorischer Einheiten wurden bisher für die Skelettmuskulatur und einzelne hirnnervenversorgte Muskulaturen (V., VII., XI. Hirnnerv) erhoben [2]. Für die Kehlkopfmuskulatur (X. Hirnnerv) waren keine Normwerte bekannt.

Die in dieser Studie ermittelten Normwerte für EF der laryngealen Muskulatur (M. vocalis, M. cricothyreoideus) sind mit den Werten vergleichbar, welche von einer anderen Arbeitsgruppe an der Gesichtsmuskulatur (V. Hirnnerv) ermittelt wurden [2].

Bei normaler neuromuskulärer Funktion werden bei der Erhöhung von Muskelspannung motorische Einheiten zum einen vermehrt rekrutiert und zum anderen mit erhöhter Frequenz entladen. Dieses Entladungs-Verhalten kann bei peripheren Läsionen im Sinne einer erhöhten Frequenz (EF) bei mittlerer Muskelspannung verändert sein [3], [4], [5].

In der elektromyographischen Diagnostik von Kehlkopflähmungen sind als Zeichen einer gestörten Willküraktivität sogenannte „gelichtete Muster“ und „Übergangsbilder“ beschrieben [1]. Eine solche „Lichtung“ des Aktivitätsmusters kann sowohl auf einer Reduktion motorischer Einheiten als auch auf einer verringerten Entladungsfrequenz beruhen. Eine Unterscheidung ist jedoch während der Willkürinnervation aufgrund der Potentialüberlagerungen nicht möglich. An dieser Stelle könnte die Bestimmung der Entladungsfrequenz motorischer Einheiten bei „mittlerer Muskelspannung“ zur besseren Differenzierung peripherer Nervenläsionen herangezogen werden.

Die diagnostische und möglicherweise prognostische Bedeutung dieses in der laryngealen Elektromyographie neuen Kriteriums wird an Patienten mit Stimmlippenlähmungen geprüft werden.


Literatur

1.
Sittel C, Stennert E, Thumfart WF, Dapunt U, Eckel HE. Prognostic value of laryngeal electromyography in vocal fold paralysis. Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 2001;127(2):155-160.
2.
Schulte-Mattler WJ. Diagnostische Bedeutung von Entladungsraten motorischer Einheiten. Klin Neurophysiol. 2005;36:1-6.
3.
Schulte-Mattler WJ, Georgiadis D, Tietze K, Zierz S. Relation between maximum discharge rates on electromyography and motor unit number estimates. Muscle Nerve. 2000;23(2):231-8.
4.
Miller RG, Sherratt M. Firing rates of human motor units in partially denervated muscle. Neurology. 1978;28(12):1241-53.
5.
Dorfman LJ, Howard JE, McGill KC. Motor unit firing rates and firing rate variability in the detection of neuromuscular disorders. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1989;73(3):215-24.