Elektromyografi (EMG)

I det følgende kapittelet gis anbefalinger rundt undersøkelsesforhold, instrumentering og generell metodikk ved EMG-undersøkelse. Kapittelet er utarbeidet av prosjektgruppen for Metoder i Klinisk Nevrofysiologi 1993–1997, og revidert av Kvalitetsutvalget i Klinisk nevrofysiologi 2004–2008, 2016 og 2020.

Elektromyografi (EMG) er en metode som registrerer muskelens elektriske aktivitet, og som gir opplysninger om de nedre motoriske nevroner, den nevro­muskulære overgang og muskelen.1234 Vanligvis benyttes intramuskulær konsentrisk bipolar nålelektrode til registreringen.

EMG brukes til diagnostikk av skader eller sykdom i de motoriske forhornceller, i perifere nerver, i den nevromuskulære overgang og i musklene. Retnings­givende for undersøkelsen er en nøyaktig klinisk og nevrologisk undersøkelse og en klar problemstilling. Undersøkelsen utføres av lege som er spesialist i klinisk nevrofysiologi eller som er under utdannelse i klinisk nevrofysiologi.

En bør være tilbakeholden med å utføre EMG på pasienter som tar antikoagulantia, selv om risikoen for klinisk betydningsfulle blødninger/hematomer trolig er liten så lenge pasienten er antikoagulert i terapeutisk område.45

Muskelen er bygget opp av muskelfibre til fasikler, som igjen er buntet sammen til en muskel (Figur 1).

Figur 2: Den motoriske enhet.

 

Forgreningen av aksonet skjer hovedsakelig inne i muskelen. I tverrstripet ­muskulatur har muskelfiberen vanligvis en motorisk endeplate i den midterste del av muskelfiberen. Endeplatesonen er irregulær og formen varierer fra den ene muskelen til den andre.

 

Endeplatesonen i biceps brachialis-muskelen er V-formet og strekker seg over en lengde på 5 cm.6 I tibialis anterior-muskelen ligger endeplatesonen kjegleformet i periferien.7 I sartorius-muskelen er endeplatesonen spredt over hele lengden av muskelen.8

 

Muskelfibrene som tilhører en motorisk enhet er spredt over et tverrsnitt på 5–10 mm i biceps brachii og tibialis anterior musklene.910 Dette området kalles territoriet til den motoriske enhet. Det er vist at fibrene til en motorisk enhet er tilfeldig spredt innenfor sitt territorium.111213 I tibialis anterior-muskelen er det gjennomsnittlig 560 muskelfibre i en motorisk enhet.14 I de motoriske enhetene som har lav terskel er det ca. 70 fibre bedømt utfra singelfiber-EMG.15

 

En enkelt utladning av et motorisk nevron fører til at alle muskelfibrene som er innervert av dette nevronet trekker seg sammen samtidig. Den motoriske enhet er det minste funksjonelle elementet for kontraksjon. Antall motoriske enheter i en muskel kan telles ved bestemte teknikker,16 og en har funnet ut at i ekstensor digitorum brevis er det ca. 200 motoriske enheter og i thenarmusklene fra 250 til 340. Den motoriske enheten endres dynamisk i forløpet av nevromuskulær sykdom.17 EMG benyttes derfor ikke bare til diagnostikk, men også for å bedømme utviklingen av den patofysiologiske prosess.

• Lavfrekvensfilter: 2 Hz (5 Hz benyttes i noen automatiske metoder).
• Høyfrekvensfilter: 10 kHz.

• 0: Ingen spontanaktivitet.
• 1: Sporadisk spontanaktivitet, ses minst to steder, men en må lete.
• 2: Middels spontanaktivitet, ses de fleste steder, men med lav frekvens.
• 3: Hyppig eller vedvarende spontanaktivitet i alle eller de fleste steder.

Figur 3: Normalt rekrutteringsmønster.

 

Figur 4: Redusert rekrutteringsmønster.

 

Ved sterkere muskelkraft begynner mange motoriske enheter å fyre svært raskt, opptil 50 Hz, slik at det er vanskelig å skille enhetene fra hverandre. Spiketettheten og gjennomsnittlig amplitude kan ses og vurderes visuelt direkte på skjermen.

 

Interferensmønsteret vurderes ved kraftig kontraksjon hvor mange MUPer vil overlappe hverandre («interferens»). Interferensmønsteret avhenger av aktivering og rekruttering. Redusert interferensmønster kan således skyldes redusert aktivering (redusert fyringsfrekvens som bl.a. kan være sentralt betinget eller smertebetinget) eller redusert rekruttering av nye MUPer. Ved flere typer myopatier vil man kunne se tidlig rekruttering hvor det ses et økt antall MUPer, men som er mindre effektive i forhold til muskelkraft.

 

Ved maksimal kontraksjon vil ulike tilstander kunne gi karakteristiske interferensmønstre:

• Normal: normal «tetthet» av MUPer med normale amplituder.
• Nevrogent: redusert «tetthet» av MUPer med økte amplituder.
• Myopatisk: normal eller økt «tetthet» av MUPer med reduserte amplituder.

 

Interferensmønstre kan også måles ved kvantitative spesialundersøkelser f.eks. turns-amplitude-analyse, number of short segments (NNS)/aktivitets%, envelope/aktivitets%. Programmene finnes i de fleste EMG-maskiner. Utførelsen av disse prøvene må gjøres etter anvisning av de som har utviklet metoden. Metoden kan brukes til å differensiere primære muskellidelser fra nevrogene lesjoner.

 

Noen definisjoner:

• Turns: Endring i signalretningen som er på minst 100 µV.
• Envelope: 10 % av de høyeste og laveste amplitudene er fjernet.
• Short segments: Et uttrykk for kompleksiteten av MUPene. Høy verdi ved små polyfasiske potensialer.
• Aktivitets%: Uttrykk for grad av aktivering og evne til å aktivere.

 

Kvantitativ vurdering av ulike interferensmønstre (figurer laget av Eyvind Rugland)

Figur 5: Normal.

 

 

Figur 6: Normal med kun maksimal kontraksjon.

 

 

Figur 7: Uttalt nevrogen.

 

 

Figur 8: Myopati.

 

 

Figur 9: Kronisk myopati (når det kommer både «myopatiske» og «nevrogene» MUPer).

 

 

Figur 10: Sentral svakhet.

 

 

Skjermbilder ved ulike tilstander

Figur 11: Normal EMG-undersøkelse av m. biceps.

 

Figur 12: EMG-undersøkelse av m. tibialis anterior, nevrogent bilde.

 

Figur 13: EMG-undersøkelse av m. iliopsoas, myopatisk bilde.

Det skal undersøkes både overfladiske og dypereliggende MUPer, og i ulike områder av muskelen. Det anbefales å plassere elektroden i den overfladiske delen først og analysere MUPene ved lett til moderat muskelbruk. Området like under muskefascien bør unngås fordi det kan gi feilaktig inntrykk av polyfasi og lav amplitude. Et godt samarbeid mellom lege og en avslappet pasient er viktig. Pasienten instrueres om å øke muskelkraften langsomt og forsiktig. Muskelaktiveringen må ikke være sterkere enn at en får skilt MUPene fra hverandre. MUP-potensialet er den summerte (sammensatte) aktiviteten fra aksjonspotensialer i alle fibre i den motoriske enhet.

Motor unit-potensialer (MUP)

Bidraget til den enkelte fiberen er avhengig av avstanden til registreringselektroden. Hvis elektroden er innenfor territoriet til den motoriske enheten, men utenfor endeplatesonen, består MUP av en positiv initial og terminal komponenet og den sentrale komponenten er lokalisert i midten (Figur 14).

Figur 14. Prinsippskisse av MUP-potensialet.

Temperatur

Varigheten av MUPene øker med 5–10 % per grad ved fall i temperatur.37 Buchtal et al37 fant at amplituden minker med fall i temperatur, mens andre har funnet det motsatte (Falck og Lang, meddelelse, Tromsø, 1984). Det er også funnet økt mengde polyfasi ved lav temperatur. Huden over musklene som skal undersøkes bør derfor være over 30 grader, helst 34 grader.

Resultatene bør kunne dokumenteres. I tillegg til resultat/tolkning av undersøkelsen bør det være lagt ved data fra selve EMG-undersøkelsen som inneholder analyse av de motoriske enhetene med bekrivelse av MUP-variablene, grafisk materiale av rekrutteringsmønster og en oversikt over de undersøkte musklene og hva som ble funnet i disse. Det anbefales å bruke nøy­trale ord i beskrivelsen, og ikke ord som henspeiler på diagnosen (f.eks. anbefales å bruke «fibrillasjoner» i stedet for «denerveringspotensialer», og en beskrivelse av MUPene som kortvarige og lavamplitudige i stedet for «myopatiske MUPer»).2039

I rapporten som sendes til henvisende lege bør det stå en oppsummering av funnene som er gjort.

EMG-funnene bør tolkes, og vurderes i forhold til mulige diagnoser. Dersom funnene er uspesifikke bør det klart framgå av rapporten at resultatene ikke er diagnostiske. Begreper som «forenelig med», «mest sannsynlig», «mindre sansynlig» kan benyttes. I rapporten bør det svares på spørsmål og tanker i henvisningsskrivet.

EMG-undersøkelse av barn kan være utfordrende. Barnet synes undersøkelsen er smertefull og det er vanskelig både å få god avslapping for å vurdere spontanaktivitet og passe aktivering for MUP-analyse. Det anbefales å undersøke få muskler som lett kan aktiveres. Nålelektroden bør være kort og tynn.40 Hos småbarn og yngre skolebarn bør man bruke bedøvelseskrem (eks. EMLA-krem) som må virke opptil 60 minutter før undersøkelsen. Noen barn trenger også beroligende/sederende medikamenter. De vanligste musklene å undersøke hos barn ved spørsmål om polynevropati eller myopati er m.tibialis anterior, m.vastus lateralis, m. biceps brachii, m.deltoideus og m.interosseus dorsalis I. Man bør starte med muskler i underekstremiteter. Av ansiktsmuskler undersøkes oftest m.frontalis, m.orbicularis oris og m.orbicularis oculi. Hos barn må man ofte klare seg med mindre enn 20 MUPer.41 EMG kan være lite sensitiv hos nyfødte med myopati.42 Det er nyttig å bruke opptak av EMG-data over tid, og undersøkelsen bør dokumenteres slik som beskrevet ovenfor.

Territoriet til en motorisk enhet dekker et område på fra 5 til 10 mm. For å få med den elektriske aktiviteten i hele den motoriske enheten trengs det en elektrode med en stor overflate. En slik elektrode vil imidlertidig også oppfange elektrisk aktivitet fra fibre til andre motoriske enheter som befinner seg i området. For å unngå dette problemet brukes en spesiell nålelektrode og oppsummeringsteknikk.

Elektroden som brukes til makro-EMG inneholder to registreringsoverflater. Den ene registrerer singelfiber-EMG via et vindu i siden. Den andre delen som skal fange opp territoriet har en lengde på 15 mm. Signalene fra de to elektrodene blir fanget opp i et to-kanal-system med ulike filtere for singelfiber-EMG og vanlig EMG. Singelfiber-signalene trigger registreringen og monitoren. Den andre elektroden har en separat hudreferanse, og fanger opp potensialer bare hvis de er tidsbundet til signalet fra singelfiber-elektroden. Disse tidsbundne potensialene blir så opp­samlet, og representerer hele den motoriske enheten.

Antall muskelfibre, fiberdiameter, nervespredningen i muskelen og elektrodeplasseringen er blant de viktigste variabler som innvirker på makro-EMG. Makro-EMG inngår ikke i en rutinemessig EMG-undersøkelse, men er aktuelt å bruke som et tillegg ved nevropatier.

Statistisk evaluering av MUP-variablene

Det ses stor spredning i MUP-variablene i en og samme muskel. Derfor blir det anbefalt å bruke minst 20 ulike MUPer i analysen.323738 Normalområder må defineres med normaltransformerte variabler eller ikke-parametrisk metode (for eksempel percentiler).

For EMG og singelfiber-EMG er begrepet outliers mye brukt som betegnelse på grense for normalverdi. Dette er ikke det samme som grense for normalverdi for en gjennomsnittsverdi. Outliers er et statistisk parameter som kan brukes som alternativ til de mer tradisjonelle gjennomsnittsverdiene for å definere «unormale» verdier for en muskel. Det er rapportert at disse skal ha like høy sensitivitet for nevropatier og enda høyere sensitivitet for myopatier når det gjelder å definere en muskel som unormal eller ikke (Stålberg et al. 1994).

Outliers kan defineres på flere måter. I Keypoint Classic er outliers definert på følgende måte: man velger 3. laveste og 3. høyeste verdi for de 20 første MUPene i hver analyserte muskel. Man beregner deretter gjennomsnittsverdi av alle 3. laveste og 3. høyeste verdier, og standardavvik for disse. Øvre outliergrense er definert som +2 standardavvik av gjennomsnittet for 3. høyeste verdi, mens nedre outliergrense er definert som -2 standardavvik av gjennomsnittet for 3. laveste verdi.

En muskel klassifiseres som unormal dersom mer enn 2 verdier befinner seg over øvre outliergrense eller under nedre outliergrense.

For å definere grad av patologi er det imidlertid ikke mulig å bruke outliers og det er da nødvendig å ta utgangspunkt i gjennomsnittsverdiene for hver enkelt muskel (standardavvik i forhold til gjennomsnittsverdi).

Normalverdier for MUPs ved standard-EMG i noen av de vanligste musklene

Normalverdier for makro-MUPer ved makro-EMG