Nicht-invasive Diagnostik
Nicht-invasive quantitative Erfassung der Innervation einzelner motorischer Einheiten bei Plexusläsionen
Elektromyographie bei Plexusläsionen
Der Plexus brachialis besteht aus einem Netzwerk von Nervenfasern, die in den Hauptnerven der oberen Extremitäten enden. Wenn Teile des Plexus brachialis während des Geburtsprozesses beschädigt werden, führt dies zu einer Lähmung verschiedener Muskeln des betroffenen Arms und der Hand. In seltenen Fällen wird eine operative Versorgung der Verletzung nötig. Eine Methode, die eine Bewertung des Ausmaßes der Reinnervation in den betreffenden Muskeln zulässt, wäre eine nützliche Hilfe bei der präoperativen Entscheidung und postoperativen Kontrolle der Reinnervation. Die konventionelle Methode eines Nadel-EMGs ist invasiv und somit vor allem für Kinder unangenehm. Hier ist das am Helmholtz-Institut entwickelte räumlich hochauflösende EMG (HSR-EMG) eine geeignete Alternative.
Nicht-invasive räumlich hochauflösende Elektromyographie
Die Erregungsbildung und -weiterleitung im Muskel wird über elektrische Ströme (Aktions-potentiale AP) an der Zelloberfläche gesteuert. Diese erzeugen ein zeitlich veränderliches Potential, das auch auf der Hautoberfläche noch messbar ist. Bei der nicht-invasiven, räumlich hochauflösenden Elektromyographie (HSR-EMG) wird dieses Potential mittels eines zweidimensionalen Elektrodenarrays auf der Haut abgegriffen. Durch räumliche Filterung der so aufgenommenen Potentialverteilung ist es möglich, die Erregung einzelner motorischer Units (MU) - die funktionellen Einheiten der Muskulatur - sichtbar zu machen (Bild 1). Diese zeigt bei Patienten mit Plexusläsion typische Verlaufsänderungen.
Quantifizierung der Messergebnisse
Bei der Reinnervation der von einer Plexusläsion betroffenen Muskelfasern wird die Versorgung einzelner Zellgruppen von den Nerven noch intakter oder bereits reinnervierter MUs übernommen; die MUs vergrößern sich. Damit nimmt auch die an der Hautoberfläche gemessene Signalamplitude zu. Gleichzeitig ist die Anzahl der APs gegenüber gesunder Muskulatur verringert.
Diese Veränderung im HSR-EMG kann quantitativ über die Häufigkeitsverteilung der Signalamplituden (HS) erfasst werden. Sie weist einen für Reinnervation typischen, biphasischen Verlauf auf, während sich für den gesunden Muskel eine Normalverteilung ergibt. Damit eignet sich der (²-Wert, berechnet aus der Abweichung der HS zu einer Normalverteilung, als Parameter zur quantitativen Erfassung des Ausmaßes der Reinnervation und damit zur postoperativen Verlaufskontrolle bei Kindern mit schweren Plexusläsionen. Dies konnte in einer Studie, bei der 37 betroffene Kinder untersucht wurden, verifiziert werden (Bild 2).
- Bild 1: HSR-EMG Signalverlauf des M. bizeps brachialis bei einem gesunden und bei einem Patienten mit Plexusläsion. Der betroffene Muskel zeigt einen biphasischen Verlauf bei verminderter Anzahl MUs.
- Bild 2: chi²-Werte der HS. Bei Reinnervation kommt es zunehmend zur Abweichung der HS von einer Normalverteilung.
