Computeranalyse des Intervallmusters einzelner motorischer Einheiten bei Gesunden und Patienten mit supraspinalen motorischen Störungen

Summary

Single motor units were recorded during stationary voluntary innervation by stainless steel microelectrodes from the hand muscles of 20 normal subjects and 30 patients with different lesions of the motor system. The spikes were fed into an interface and the interspike intervals stored on the disk of an IBM-1130 computer. Interval statistics were calculated and the subsequent histograms were displayed on a storage-oscilloscope or plotter; the profile of the spike train was displayed by the frequency-histogram, the interval distribution by the first, second, and third order interval histograms, and the serial dependence among intervals by the joint-interval-histogram.

Normal subjects showed relatively homogeneous features in all histograms. Their characteristics are displayed in Figs. 2–4.

The histograms from patients with pyramidal, cerebellar and anterior horn lesions, with Parkinson' s disease or polyneuropathy could be easily distinguished from normal subjects. These different patterns were also recorded from cases with slight disorders without manifest motor defects. The common disturbance in motor diseases was the inability of the motoneuron to produce constant intervals. The changes in the interval sequence were often different in patients with lesions of various parts of the motor subsystems: pyramidal, extrapyramidal or cerebellar.

The joint-interval-histogram displays the most characteristic disturbances of motoneuronal discharge patterns in diseases of the motor systems, which can be recognized easily.

The possible usefulness of specific histogram patterns for the diagnosis of various diseases of the sensori-motor system has to be investigated for larger populations.

Zusammenfassung

• 1. Bei 20 Normalpersonen und 30 Patienten mit verschiedenen motorischen Störungen wurden bei stationärer Willkürinnervation einzelne motorische Einheiten mit Stahlmikroelektroden aus den kleinen Handmuskeln abgeleitet. Die Computeranalyse motorischer Einheiten bei supraspinalen Störungen Aktionspotentiale wurden einer IBM-1130-Rechenanlage über ein Interface zugeführt und auf deren Magnetplatte gespeichert.

• 2. Die Intervallstatistik wurde berechnet und zusammen mit dem Entladungsverlauf in wenigen, übersichtlichen Histogrammen auf einem Speicheroscillographen oder Plotter ausgegeben. Das Entladungsprofil wird durch das Frequenzhistogramm dargestellt, die Häufigkeitsverteilung der Intervalle durch die Intervallhistogramme 1.–3. Ordnung und Abhängigkeiten in der Reihenfolge der Intervalle durch das Verbundintervall-Histogramm (joint-interval-histogram).

• 3. Diese Histogramme sehen bei Gesunden fast gleich aus. Der Entladungsverlauf ist gleichmäßig, die Intervallhistogramme haben eine fast symmetrische, geringe Streuung um den Mittelwert, und benachbarte Intervalle sind etwa gleich lang.

• 4. Bei Patienten mit supraspinalen motorischen Störungen, Vorderhornerkrankungen oder Polyneuropathien finden sich immer motorische Einheiten mit deutlichen Abweichungen vom normalen Histogramm. Auch bei latenten oder klinisch noch nicht nachweisbaren Symptomen können sich bereits Veränderungen der Intervallstreuung und Intervallfolge zeigen. Gemeinsam ist allen motorischen Störungen die fehlende Intervallkonstanz bei stationärer Innervation.

• 5. Patienten mit Läsionen gleicher motorischer Systeme (pyramidale, extrapyramidale, cerebellare) zeigen häufig ähnliche Histogrammveränderungen, so daß sich die entsprechenden Histogramme unterscheiden lassen.

• 6. Im Verbundintervallhistogramm sind diese Unterschiede am besten zu sehen und heben sich auf den ersten Blick von dem konzentrischen Muster Gesunder ab.

• 7. Die Frage der Spezifität und der differential-diagnostischen Verwertbarkeit dieser Histogrammveränderungen kann wegen der zu geringen Patientenzahl in den einzelnen Gruppen noch nicht beantwortet werden und bleibt einer späteren Mitteilung vorbehalten.