Ableitung motorisch evozierter Potentiale von der Zwerchfellmuskulatur nach transkranieller und zervikaler Magnetstimulation

Abstract

Die elektrophysiologische Diagnostik bei Verdacht auf Störungen der Atemfunktion erweist sich im klinischen Alltag als schwierig. Aus diesem Grund konnte bis zum heutigen Tag keine nicht-invasive neurophysiologische Untersuchungsmethode zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit der motorischen Bahnen zur Zwerchfellmuskulatur etabliert werden. Das Hauptziel dieses Forschungsvorhabens war es, mit Hilfe transkranieller und spinaler Magnetstimulation reproduzierbare motorisch evozierte Potentiale (MEP) von der Zwerchfellmuskulatur gesunder Probanden abzuleiten und dadurch die Anwendbarkeit dieser Methode zu überprüfen. Die Magnetstimulation erfolgte transkraniell und zervikal, die diaphragmale Ableitung im Seitenvergleich mittels Oberflächenelektroden in der Medioclavicularlinie auf Höhe des 7. Intercostalraumes. Die Stimulation erfolgte im Minimum dreimal, analysiert wurde die jeweils kürzeste Latenz der kortiko-muskulären und peripher motorischen Latenz (KML und PML). Die zentral-motorische Latenz (ZML) ergab sich durch Bildung der Differenz. Die Testung aller Probanden erfolgte parallel dazu mittels transkranieller Magnetstimulation (TMS) auf eine Pyramidenbahnaffektion zu den Extremitäten. Probanden mit einer elektrophysiologisch nachgewiesenen Pyramidenbahnaffektion zu den Extremitäten wurden aus der weiteren Analyse ausgeschlossen. Es wurden deskriptive Statistiken sowie Zusammenhangsanalysen berechnet. 58 Probanden ohne klinische Hinweise einer Atemfunktionsstörung wurden untersucht, davon mussten 7 aus der weiteren Analyse ausgeschlossen werden. Der Mittelwert der ZML (± 2SD) zum linken Hemidiaphragma betrug 10.7 ± 4.0 ms bzw. rechtsseitig 10.8 ± 3.6 ms. Die Latenzen waren normalverteilt. Es zeigte sich keine signifikante Korrelation zwischen der Körpergröße und der KML zum linken (p = 0.23) bzw. zum rechten Hemidiaphragma (p = 0.20) und keine Korrelation zwischen dem Alter und der ZML zum linken (p = 0.62) bzw. zum rechten Hemidiaphragma (p = 0.76). Bei den einzelnen Probanden ließen sich mittels wiederholter Messungen unter Beibehaltung einer optimalen Ableitposition die Messergebnisse für die MEP- Latenzen ohne größere Abweichungen reproduzieren. Die Aufzeichnung der MEP vom Zwerchfell kann unter anderem durch eine inkorrekte Positionierung der Oberflächenableit-elektroden wie auch durch eine Adipositas gestört werden. Die Magnetstimulation ist eine praktikable Untersuchungsmethode zur Beurteilung der zentral- motorischen Bahnen zum Zwerchfell. Allerdings sind nachfolgende Studien notwendig, um zu untersuchen, ob anhand dieser Technik die zentrale Störungsquelle einer respiratorischen Störung aufgedeckt werden kann.

Non-invasive respiratory electrophysiological tests are not well established in the clinical investigation of respiratory disorders. The aim of the study was to test the applicability of TMS to assess the integrity of the cortico- diaphragmatic motor system. Transcranial and cervical magnet stimulations were performed. Diaphragmatic response was derived by using surface electrodes placed in the 7th intercostal space. The stimulation was performed at least three times and the shortest latency of cortico-muscular and peripheral motor latency was used to determine central motor conduction time (CMCT). By using TMS subjects being diagnosed with a disturbance of the central motoric pathway to the arms and feet were excluded. Descriptive statistics were conducted and further analyses were carried out. 58 subjects without any clinical signs of a respiration disorder were examined whereof 7 were excluded from further analysis. The mean value of the CMCT (± 2SD) to the left hemidiaphragm was 10.7 ± 4.0 ms and 10.8 ± 3.6 ms to the right hemidiphragm. The latencies were normally distributed. No significant correlation was found between the height and the cortico-muscular latency to the left (p = 0.23) and the right hemidiaphragm (p = 0.20) and no correlation was found between age and the CMCT to the left (p = 0.62) and right hemidiaphragm (p = 0.76). When recorded from an optimal position up to three MEP comparable in terms of latency and shape of the signal were registered in the same individual. Interference of recorded signals can occur among others by an incorrect positioning of the electrodes, or obesity. Magnetic stimulation is feasible for examining the function of the central motor pathway to the diaphragm. Further studies will have to examine, whether this technique can help in identifying the central origin of a respiratory dysfunction, e.g. in motor neuron diseases.