MOTOR ÜNİTE SAYISI TAHMİNİ YÖNTEMİNDE UYGULAYICIDAN KAYNAKLANABİLECEK FARKLILIKLARIN İNCELENMESİ

T.C. ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ NÖROLOJİ ANABİLİM DALI MOTOR ÜNİTE SAYISI TAHMİNİ YÖNTEMİNDE UYGULAYICIDAN KAYNAKLANABİLECEK FARKLILIKLARIN İNCELENMESİ Dr. Vahide Deniz YERDELEN UZMANLIK TEZİ TEZ DANIŞMANI Prof. Dr. Yakup SARICA ADANA-2005

TEŞEKKÜR Uzmanlık eğitimi sürem içerisinde bilgi ve deneyimlerinden yararlandığım ve tezimin hazırlanmasında yardımcı olan Nöroloji Anabilim Dalı Başkanı ve tez danışmanım sayın Prof. Dr. Yakup Sarıca başta olmak üzere tüm hocalarıma, ayrıca çalışmada önemli katkıları olan Uzm. Dr. A. Filiz Koç ve Biyoistatistik Anabilim Dalı ndan Araş. Gör. Dr. Yaşar Sertdemir e teşekkür ederim. Vahide Deniz YERDELEN I

İÇİNDEKİLER Sayfa No: TEŞEKKÜR... I İÇİNDEKİLER...II TABLO LİSTESİ... IV ŞEKİL LİSTESİ...V KISALTMA LİSTESİ... VI ÖZET ve ANAHTAR SÖZCÜKLER... VII ABSTRACT KEY WORDS...VIII 1. GİRİŞ ve AMAÇ...1 2. GENEL BİLGİLER...2 2.1. Tarihçe...3 2.2. MUNE nin Temel Prensipleri...4 2.2.1. MUNE Yöntemleri...5 2.2.1.1. Standart Elekromyografi İle Motor Ünit Sayısı Tahmini...6 2.2.1.1.1. İnterferans Patterni...6 2.2.1.1.2. Recruitment Analizleri...7 2.2.1.2. Standard Sinir İletim Çalışmaları...8 2.2.2. Kantitatif MUNE İçin Temel Hipotezler...9 2.2.2.1. Kantitatif MUNE Metodları...10 2.2.2.1.1. Hep veya Hiç İnkremental Ölçüm...11 2.2.2.1.2. Çoklu Nokta Stimülasyon Metodu...13 2.2.2.1.3. Tepe Tetiklemeli Averajlama Metodu...14 2.2.2.1.4. F-Dalga Ölçümleri...16 2.2.2.1.5. İstatistiksel Ölçümler...17 2.2.3. MUNE nin Avantaj ve Dezavantajları...18 2.2.4. MUNE'nin Klinik Uygulamaları...21 3. GEREÇ VE YÖNTEMLER...28 3.1. Olgular...28 3.2. Yöntem...28 II

4. BULGULAR...31 5. TARTIŞMA...38 6. SONUÇLAR...41 7. KAYNAKLAR...42 8. ÖZGEÇMİŞ...50 III

TABLO LİSTESİ Sayfa No: Tablo 1. Orijinal manuel metod ile MUNE değerleri...22 Tablo 2. Farklı yöntemlerle elde edilmiş MUNE sonuçları...23 Tablo 3. Araştırmacıların uyguladıkları yöntemlere göre olguların dağılımı ve total olgu sayısı...30 Tablo 4. 3 araştırıcının aynı koşullarda iki ayrı seri çalışmada elde ettikleri ortalama MUNE değerleri....31 Tablo 5. 3 araştırıcının değişik koşullarda elde ettikleri ortalama MUNE değerleri...32 Tablo 6. 2 ve 3. araştırmacının farklı uyarım koşullarında elde ettikleri MUNE değerleri gösterilmektedir...35 Tablo 7. Yaş gruplarında MUNE değerleri...35 IV

ŞEKİL LİSTESİ Sayfa No: Şekil 1. F dalga kaydı sırasında motor ünite ateşlenmesinde alternasyon...12 Şekil 2. İnkremental Metod...13 Şekil 3. Tepe tetiklemeli averajlama metodu...16 Şekil 4. ALS li farelerde hastalığın progresyonuyla MUNE de meydana gelen değişiklikler...24 Şekil 5. Tipik inkremental çalışma kayıt örneği...32 Şekil 6. Bir çalışmada tipik inkremental sürecin süperimpozisyon tekniği ile gösterilmesi...32 Şekil 7. Aynı araştırmacı tarafından 2 ayrı seride benzer sonuçların elde edilmiş olduğu gösterilmekte (0,1 msn ile 1.seri)...33 Şekil 8. Farklı 2 araştırmacı aynı kasta, aynı süreli stimulusla birbirine yakın sonuçlar elde etmiştir (1.araştırmacı-0,1 msn süre)...34 Şekil 9. Aynı araştırmacının farklı stimulus sürelerinde elde ettikleri değerler birbirine yakın bulunmuştur (0,1 msn süre)...36 Şekil 10. Lineer olmamakla birlikte yaş ile lif sayısında relatif bir azalma olduğu görülmektedir...37 V

KISALTMALAR MU MUNE ALS SMA: PPS EDB APB ADM EMG BKAP SMUP MPS STA : Motor ünite : Motor ünite sayısı tahmini : Amyotrofik lateral sklerozis. Spinal musküler atrofi : Postpolio sendromu : Ekstensör digitorum brevis : Abduktor pollisis brevis : Abduktor digiti minimi : Elektromyografi : Birleşik kas aksiyon potansiyeli : Tek motor ünite potansiyeli : Multipoint stimulation (çok nokta stimülasyonu) : Spike triggered averaging (tepe tetiklemel averajlama) VI

ÖZET Motor Ünite Sayısı Tahmini Yönteminde Uygulayıcıdan Kaynaklanabilecek Farklılıkların İncelenmesi MUNE (Motor unit number estimation), akson sayısını gerçeğine en yakın şekilde kantitatif olarak belirlemek için geliştirilmiş bir yöntemdir. Bu çalışmada, 3 farklı araştırmacının elde ettiği sonuçlar karşılaştırılarak bu yöntemin güvenilirliğini test etmek amaçlanmıştır. Periferik sinir hastalığı ya da sistemik veya metabolik bir hastalığı olmayan, klinik muayeneleri, median ve ulnar sinir iletim hızları normal bulunan gönüllülerde çalışma tamamlanmıştır. Yaş ortalaması 38.9 ± 6.6 yıl olan 58 erkek ve 52 kadın toplam 110 olgu 3 yaş grubunda değerlendirilmiştir. 15-30 yaş grubunda 36 olgu, 31-45 yaş grubunda 44 olgu ve 46 ve üzeri yaş grubunda da 30 olgu bulunmaktadır. MUNE için manuel inkremental yöntem kullanılmıştır. Olguların tümünde 1. araştırmacı tarafından 0.1 msn süreli uyarımlarla iki seri halinde çalışma ve kayıtlar tamamlanmıştır. Bu olguların 45 inde (13 ünde sadece 0.1 msn, 32 sinde 0.1 ve 0.2 msn, 22 sinde 0.1, 0.2 ve 1.0 msn süreli uyarımlarla) 2. araştırmacı aynı yöntemle çalışmaları tekrarlamıştır. İkinci araştırmacı tarafından incelenmemiş başka/diğer 24 olguda da 3. araştırmacı (20 sinde ayrıca 0.2 ve 1.0 msn süreli uyarımlarla) çalışmaları tekrarlanmıştır. Bu şekilde uyarım süresinin MUNE sonuçlarını etkileyip etkilemediği konusunda da bir fikir edinilmesi amaçlanmıştır. Aynı koşullarda her 3 araştırmacı da yaklaşık aynı skorları elde etmişlerdir (p=0.250). Bu da yöntemin tekrarlanabilir sonuçlar verdiğini göstermektedir. Cinsiyet MUNE skoru üzerinde etkili olmamaktadır (p=0.28). İstatistiksel olarak anlamlı olmamakla birlikte, yaşlanma ile periferik sinir lif sayısında göreceli bir azalma görülmektedir. Bir yöntemin değerlendirilmesi söz konusu olduğundan, bu bulgularla, uygun koşullarda deneyimli bir uygulayıcı tarafından yapıldığında MUNE çalışmalarının klinikte kullanılabileceği görüşü ortaya çıkmaktadır. Anahtar Sözcükler: Motor ünite, motor ünite sayısı tahmini (MUNE), tekrarlanabilirlik. VII

ABSTRACT Interrater Reliability of Motor Unit Number Estimation Method Motor unit number estimation (MUNE), is a method developed to determine the number of motor axons to the best possible quantity. In this study, we aimed to test the reliability of the method by comparing the results of 3 different investigators. The healthy volunteers with neither peripheral nerve disease nor any systemic/ metabolic disease with normal neurological examination included in the study. All had normal median and ulnar nerve conduction velocities. One hundred and ten subjects (58 males, 52 females) at a mean age of 38.9 ± 6.6 years were evaluated in 3 age groups. There were 36 volunteers in 15-30 age range, 44 in 31-45 age range and 30 in 46 age range. Manuel incremental method was performed for MUNE. First investigator completed 2 series of studies and recordings with a stimulation of 0.1 msn in all subjects. Second investigator repeated these studies in 45 subjects with a stimulation of 0.1 msn in 13, 0.1-0.2 msn in 32 and 0.1-0.2-1.0 msn in 22 subjects. Third investigator repeated the same studies in 24 subjects who were not examined by the 2 nd investigator. She used a stimulation of 0.1-0.2-1 msn in 20 subjects and 0.1 msn in 4 other subjects. By using different duration of stimulation, we intended to find whether MUNE was affected by the stimulation time. Three investigators obtained approximately the same MUNE scores (p=0.250). This finding suggests that results of this method are reproducible. Sex did not have an effect on the scores (p=0.28). Peripheral nevre fibers detected by MUNE showed a relative decrease with aging, however this was not statistically significant. These findings suggest that MUNE studies can be used in clinical trials when performed by experienced investigators under appropriate conditions. reliability. Key Words: Motor unit, motor unit number estimation (MUNE), inter-rater VIII

1. GİRİŞ ve AMAÇ MUNE (Motor unit number estimation) ya da özdilimizdeki daha pratik deyiş ile akson sayısı tahmini yöntemi akson sayısını gerçeğine en yakın şekilde kantitatif olarak belirlemek için geliştirilmiştir. Bu yöntemin temeli bir kası veya kas grubunu innerve eden o kaslara ait bütün motor üniteleri temsil edebilecek sayıda motor ünite özelliklerinin elektrofizyolojik yöntemlerle değerlendirilmesidir. Sonuçta bu kaslar için geçeğine yakın bir motor ünite toplam sayısı belirlenir. Bu yöntem nörolojide özellikle spesifik önboynuz hastalıklarının (amyotrofik lateral skleroz (ALS), polio ve postpolio sendromu (PPS), spinal müsküler atrofi (SMA) ve medulla spinalisin önboynuzunu ya da motor lifleri etkileyen hastalıkların (polinöropati, radikülopati ve tuzak nöropatiler) değerlendirilmesi ve izlenmesinde kullanılır. Bilindiği gibi, önboynuz hastalıkları başta olmak üzere nörojenik hastalıklarda motor ünite yapısı bozulur. Aksonal dejenerasyona uğrayan bir motor ünitenin denerve haldeki kas lifleri sağlıklı komşu motor ünitelerden gelen kollateral filizler yoluyla reinnerve olabilir. Bu durumda kasın fonksiyonel durumu tam olarak korunmuş olabilir. Ancak motor ünite kaybı belli bir düzeyi aştığında kollateral reinnervasyon yetersiz kalır ve bu durumda fonksiyon kaybı ortaya çıkacaktır. Aksonal rejenerasyon da gelişmiyorsa fonksiyonel kayıp geri dönmeyecektir. Bu nedenlerle önboynuz hücresi ve aksonal dejenerasyonun ne düzeyde olduğunun, daha da önemlisi belli aralıklarla elde edilen değerlere dayanarak hastalığın gidişinin kantitatif olarak izlenmesi önemlidir. Bu klinik gerekçeler MUNE yönteminin geliştirilmesinin temel nedenidir. Ancak, tarihçe bölümünde de görüleceği gibi, bu sayım çabaları çok farklı yöntemlerle gerçekleştirilmektedir. Yöntemsel farklılıklar yanı sıra aynı yöntemi uygulayan kişiler arasında da sayısal veriler açısından farklılıklar olduğu gözümüze çarpmıştır. Bunu incelemek amacıyla bu çalışmamız gerçekleştirilmiş olup 3 farklı araştırmacının elde ettiği sonuçlar karşılaştırılarak uyguladığımız yöntemin güvenilirliği test edilmiştir. 1

2. GENEL BİLGİLER Nörojenik ve myopatik hastalıklar arasındaki kritik fark, nörojenik hastalıklarda motor nöronların tutulmasıdır. Kastaki değişiklik klinik olarak daha belirgin olsa da nörojenik prosesin esası ön boynuz hücresi veya periferik aksonundaki hasardır. Motor nöronun hastalıkları histopatolojik korelasyon olmadan histolojik veya fizyolojik değişiklik meydana getirebilir. Fizyolojik anormalliğe bir örnek fasikülasyon olarak görülen motor sinirdeki yoğun aktiviteli irritabilitedir. Fizyolojik bozukluk fonksiyon kaybına neden olabilir (iletim bloğunda olduğu gibi) veya olmayabilir (iletimde yavaşlamada olduğu gibi). Dejeneratif veya destrüktif prosesler tüm motor nöronun veya periferik aksonun kaybı ile sonuçlanır. Motor aksonların veya nöronların kaybı ve iletim bloğu nörojenik hastalığı olanların bir çoğunda görülen güçsüzlüğün temelidir. Klinik defisitin ciddiyeti, yok olan veya bloke olan motor nöron veya aksonların (veya her ikisi) sayısı ile doğrudan ilişkilidir. Bu nedenle, nöromusküler hastalıkları değerlendirirken fonksiyon gören motor ünitelerin sayısını belirlemek önemlidir. İdeal olanı motor ünitelerin sayısının gerçek ölçümü olsa da, şu andaki metodlar (fizyolojik, histolojik, klinik, histopatolojik) bunu sağlayamamaktadır. Bir kastaki motor üniteleri saymada sadece elektrofizyolojik metodlar kullanılabilir 1. Motor ünite, motor sistemin son ortak yoludur ve tek bir ön boynuz hücresi veya beyinsapı motor nöronu, onun periferik aksonu (kranial veya periferik sinirde seyreden) ve o akson tarafından innerve edilen tüm kas liflerinden oluşur. Motor ünitelerin sayısı, bir kası veya kas grubunu innerve eden fonksiyonel motor nöronlar veya aksonlardır. Motor ünitelerin sayısının fizyolojik olarak belirlenmesi motor ünite sayısı tahmini (MUNE) olarak tanımlanır 1. Motor ünite büyüklükleri her kas için farklıdır. Genellikle az güçle ince işler yapan kasları innerve eden motor ünite boyutları küçükken, güç gerektiren ve kaba hareketler yapan kaslarda motor ünite boyutları büyüktür. Örneğin larinks kaslarında her motor ünitenin innerve ettiği kas lifi sayısı 2-4 iken, gastrocnemius kasında 2000 kadardır. Aynı kas ya da kas grubunu innerve eden motor ünitelerin de boyutları farklıdır. Kas glikojen çalışmaları ve kas gücü kayıtlarıyla aynı kası innerve eden motor üniteler arasında da 10 hatta 100 katına varan farklılıklar olduğu saptanmıştır 2. Miadında doğan infantların motor ünite sayıları erişkinlerle aynı düzeydedir. Bu da 2

normal bir yenidoğanda kas innervasyonun tamamlanmış olduğunu gösterir. Motor ünite sayısı 55-60 yaşına kadar oldukça iyi şekilde korunmasına karşın bu yaşlardan sonra azalmaya başlar ve 70 yaştan sonra azalma hızlanır. Normal bireylerde 70-80 yaşlar arasında her yıl motor ünitelerin %3'ünün kaybedildiği saptanmıştır 3,4. Bir kasta motor ünite sayısı standart olarak belirlenemediğinden fizyolojik motor ünite sayımı güçtür. Aslında en iyi tahminler histopatolojik ve anatomik tespitle yapılandır. Bu tür iki çalışmada fetal ve yenidoğan dokusunda motor ünite sayımı denenmiştir 5. Her iki çalışmada da bireylerin kasları ve bunları innerve eden sinirleri disseke edilip sayılmıştır. Motor sinirdeki geniş myelinize aksonlar sayılarak bu liflerin yarısı tahmini motor ünite sayısı olarak kabul edilmiştir. Bu oran, arka kökün seksiyonu sonrası periferik duysal aksonların dejenere olduğu hayvan deneylerine dayanmaktadır. Bu çalışmalar, bir motor ünitedeki kas lifi sayısını belirlemek için de yararlı olmuştur. Her iki çalışmanın sonuçları benzer olsa da, değerlerdeki farklılık, kası innerve eden motor ünite sayısının doğru ve standart ölçümünü belirlemede yetersizdir. Yine de bu çalışmalar, MUNE için geliştirilen fizyolojik metodlar için temel oluşturmaktadır. Bir standardın olmaması nedeniyle, farklı metodlarla elde edilen değerlerin direkt karşılaştırılması, MUNE metodlarının doğruluğunun değerlendirilmesinde de önemli olmaktadır 6. 2.1. Tarihçe Motor ünite sayma düşüncesi ilk kez Mc Comas tarafından 1967 yılında gündeme getirilmiştir. Colin Brown, ulnar sinirin motor ve duysal uyarılma eşiğini incelerken, tek bir motor ünitenin elde edilebildiğini gözleyerek, total motor lif sayısının tesbit edilebileceği ya da daha doğru bir tanımla tahmin edilebileceğini düşünmüştür. Maksimal M yanıtının amplitüdünün tek bir ünitenin amplitüdüne bölünmesiyle total lif sayısının yaklaşık olarak söylenebileceğini ortaya koymuştur. Elde ettiği rakam peroneal sinir için birkaç yüz dolayındadır 7. Yanıtların değişkenliğini gözleyen Fawcett incremental olarak uyarım şiddetinin artırılmasıyla ortalama bir değerin tesbit edilmesinin daha doğru olabileceğini düşünmüştür 7. Campbell 3 yaşlanmaının patofizyolojisini incelerken motor ünite sayısı tahminin motor nöron disfonksiyonunu gösterebileceğini ileri sürdü. Yaşlılarda motor 3

ünit sayısının azalmış olduğunu tesbit ederek bu çalışmalara klinik uygulamada yer vermiştir. Newcastle çalışma grubu motor ünite sayısı tahmini (MUNE) metodolojisini kurduktan ve farklı yaş gruplarındaki sağlıklı bireylerde sonuçları elde ettikten sonra, ekstensor digitorum brevis (EDB) nin eşik stimülasyonu ile ilk motor ünite sayısı ölçümlerini yapmışlardır (McComas, Fawcett, Campbell ve Sica, 1971a, ve Sica ve McComas, 1971a) 8. Bill Brown, 1970 de bu konuda çalışmalar yaparak MUNE ile ilgili daha güvenilir en az 4 farklı yöntem geliştirdi. Mayo kliniğinde çalışan Jasper Daube, bu konuda kendi versiyonunu göstermek yanında, uluslar arası EMG ci kimliğine uygun olarak bu alanda bir düzen ve güvenirlilik sağlamıştır. MUNE,1970 lerde McMaster EMG laboratuvarlarında hemen hergün birçok hastada kullanılıyordu ancak stimulus yoğunluğunu kontrol etme ve yeni yanıtları izleme şeklinde subjektif konuları bertaraf etme amaçlı otomatik bir sistem kurulması amaçlandı. Bu probleme yönelik ilk girişim Gordon Jasechko tarafından yapıldı ve bu konuyu 1987 de Canadian Medikal Biyoloji Mühendislik Konferansında (Jasechko ve de Bruin, 1987) 9 sundu. Bu konuda daha net çalışmalarsa Richard Cavasin tarafından yapıldı. Programın son versiyonunda alternasyonu düzeltmek ve motor ünite potansiyel örneklerinin yeterliliğini değerlendirmek için farklı algoritmler çalışıldı. McMaster otomatik sistemi ile ilgili ilk sonuçlar 1991 de yayınlandı (Galea ve ark, 1991) 10. MUNE, sonunda EMG havuzunda uygun yerini almıştır. Avantajı ve dezavantajı olan birçok metod kullanılmaktadır. Daha anlamlı gelişmeler dezavantajları ortadan kaldırarak, kullanımı kolaylaştıracak ve bu gelişmeler de daha iyi software programları ile zaman içerisinde olacaktır. 2.2. MUNE'nin Temel Prensipleri MUNE akson sayısını gerçeğine en yakın şekilde kantitatif olarak belirlemek için geliştirilmiş bir yöntemdir. Hayvanlarda elektrofizyolojik ve anatomik yöntemlerle yapılan çalışmalarda saptanan rakamlar uyumludur 11,12. Tüm MUNE yöntemlerinin temeli bir kası ya da kas grubunu innerve eden o kaslara ait bütün motor üniteleri temsil edebilecek sayıda motor ünitenin özelliklerinin elektrofizyolojik yöntemlerle değerlendirilmesi ve bu kaslar için gerçeğine yakın bir toplam motor ünite sayısı 4

belirlenmesi esasına dayanır. Bileşik kas aksiyon potansiyeli (BKAP) periferik sinir uyarımına o sinirden innerve olan bir kas ya da kas grubunun verdiği elektriksel yanıttır. Maksimal BKAP ise o kası innerve eden işlevsel tüm motor ünitelerin uyartılmasıyla ortaya çıkan elektriksel yanıttır. BKAP amplitüdü kabaca uyarıma yanıt veren kas lifi sayısını yansıtır. BKAP aktive olan kastaki kas lifi sayısı ve büyüklüğü ile doğrudan ilişkili olduğu halde kastaki motor ünite sayısıyla ancak dolaylı olarak ilişkilidir 13. Motor innervasyonun yarısından fazlasını yitirmiş bir kasta bir motor ünite, kollateral filizlenme yoluyla innerve ettiği kas lifi sayısını (dolayısıyla innervasyon alanını) artırarak normal amplitüd ve alan değerlerine ulaşabilir. Ancak motor ünite kaybı %50-80'i aştığında artık normal alan ve amplitüd değerleri elde edilemez. Eğer bir kası innerve eden tüm motor ünitelerin boyutu aynı olsaydı, maksimal BKAP (mbkap) tek bir motor ünite alanına (veya amplitüdüne) bölünerek kesin motor ünite sayısını bulmak mümkün olurdu. Motor ünite boyutları aynı olmadığından ve tüm motor üniteleri ayrıştırmak mümkün olamayacağından ortalama bir motor ünite boyutuna gereksinim vardır. MUNE için gerekli iki parametre ilgili kasın tüm motor ünitelerini yansıtan maksimal BKAP alanı (mbkapa) ve belli sayıda motor ünitenin özelliklerini yansıtan ortalama motor ünite potansiyeli alanıdır (omua) 14. 'Motor Ünite Sayısı Tahmini' tüm yöntemler için aşağıdaki gibi formüle edilebilir: MUNE = mbkapa / omua. Belirtilen nedenlerle tüm kası iyi bir güven aralığı ile temsil edebilecek sayıda motor ünitenin ortalama alanının saptanması ve her kas için çalışma yapılan laboratuvarın normal değerlerinin oluşturulması gerekir. 2.2.1. MUNE Yöntemleri MUNE'yi tıpkı iğne EMG sinde olduğu gibi motor ve duysal iletileri çalıştıktan sonra yapmak daha doğrudur. Bu güne kadar bildirilen en az 10 farklı MUNE yöntemi ve her yöntemin bazı avantaj ve dezavantajları vardır. Hem insanlar hem de hayvanlarda farklı yöntemlerle aynı kaslardan elde edilen normal MUNE değerleri büyük ölçüde uyumlu bulunmuştur. Şimdiye kadar tanımlanan en az 10 farklı MUNE yöntemleri arasında en çok kullanılanlarından kısaca söz edilecektir: 5

İki çok farklı MUNE metodu geliştirilmiştir: biri iğne elektromyografisini (EMG), diğeri motor sinir stimülasyonu ile yüzeyel kayıtlamayı kullanır 1. 2.2.1.1. Standart Elekromyografi İle Motor Ünit Sayısı Tahmini Standart diagnostik klinik EMG ile her zaman, bir kastaki motor ünite sayısı subjektif olarak tahmin edilebilir 15. Elektromyograficiler, bir kastaki motor ünite sayısını değerlendirmek için volanter aktive EMG kayıtları ile recruitment analizlerini veya interferans pattern analizlerini kullanmaktadırlar. Yüzeyel veye intramusküler elektrodlarla yapılan EMG kaydında güçlü volanter kontraksiyonlar sırasında aktive motor ünitelerdeki kas liflerinin aktiviteleri bir interferans patterni meydana getirmek için toplanır. Aktive motor ünite sayısı ne kadar fazla olursa EMG patterninin yoğunluğu da o kadar fazla olur. Artan efor ile ortaya çıkan artmış yoğunluk, aktive motor ünite sayısında ve her bir motor ünitenin ateşleme oranındaki artışa bağlıdır. Motor ünite sayısını belirlemek için, sayıya ateşleme oranının eklenmesi, yoğunluk ölçümlerinin güvenirliğini anlamlı olarak azaltır. Buna rağmen, subjektif veya otomatik metodlarla yapılan farklı yoğunluk ölçümleri, motor ünite kaybı hakkında yorum yapmada kullanılmaktadır. Kayıp, ortadan şiddetliye kadar ise bu metodlar motor ünitelerdeki bir kaybı açıkça belirleyebilir, örneğin azalmış interferans patterni veya tek bir motor ünite ateşleme patterninde olduğu gibi 16. EMG yoğunluk ölçümleri, maksimal kası sırasında hastanın eforuna güvenmek sorunu yani hastanın kooperasyon sorunu ile de ilişkilidir. Koopere olmayan hasta eforu, aktive motor ünite sayısını kolaylıkla değiştirebilir. 2.2.1.1.1. İnterferans Patterni İnterferans pattern analizi için tanımlanan metodlar kabaca ikiye ayrılır. Daha yaygın olanı, EMG örneğindeki turn sayısını (birim zamanda potansiyel geri dönüşleri) ve spike ların amplitüdünü ölçer. Diğer metod EMG örneğindeki frekans komponentlerini analiz eder. Her ikisi de yoğunluğu ve indirekt olarak motor ünitelerin sayısını ölçer 17,18. Hiç biri klinik kullanım için güvenilir değildir. Hastalık durumlarında motor ünite potansiyellerindeki değişiklikler her iki metodun da güvenirliğini azaltır. Örneğin bazı hastalık proseslerinde her ünite tarafından ateşlenen potansiyel multipl fazlı olarak daha kompleks hale gelir. Bu ek fazlar, hem yüksek 6

frekans komponentlerine hem de turn sayılarına katılır ancak motor ünite sayılarında hiçbir değişikliği yansıtmaz. Bu özellikler nedeniyle interferans patttern analizleri MUNE için tatmin edici değildir. Ancak yine de deneyimli bir EMG çalışanı interferans patterninin yoğunluğuna bakarak motor ünit sayısını sayısal olmaktan çok kalitatif olarak değerlendirebilir ve azalmış ya da normal olarak kabaca yorumlayabilir 1. 2.2.1.1.2. Recruitment Analizleri Bir kasta motor ünite sayısını değerlendirmek için klinik elektromyograficiler tarafından kullanılan ikinci metod recruitment analizidir. Recruitment, volanter kontraksiyon eforu arttıkça ek motor ünitelerin ateşlenmesinin başlamasını ifade eder. Beyinsapı ve spinal kordun ön boynuzundaki motor nöronların aktivasyonu, lokal refleks yolaklarından ve inici direkt ve indirekt motor yolaklardan motor nöronlara gelen inputlara dayanır. Farklı motor ünitelerin ateşlenmesi, bu motor yolakların motor nöronlarla olan bağlantıları ve aktivasyonu için gerekli kendi eşikleri ile belirlenir. Motor nöronların bu anatomik ve fizyolojik özellikleri volanter eforda, farklı özellikte aktivasyon yanıtına neden olur. Volanter aktivite sırasında düşük eşikli motor nöronlar 5-7 Hz de ateşlenmeye başlar ve artan eforla birlikte ateşlenme frekanslarını artırırlar. Efor arttıkça ek motor üniteler aktive olur ve eforda daha fazla artışla beraber ateşlenme frekansları da artar. Aktivasyon sırasındaki motor ünitelerin recruitment ı aktive motor ünitelerin sayısı ile ateşlenme oranları arasındaki sabit ilişkidir. Recruitment analizlerinde herhangi bir efor ile aktive olan motor ünite potansiyellerinin sayısı her motor ünitenin ateşlenme oranı ile karşılaştırılır. Bu oran, kastaki motor ünite sayısının indirekt ölçümünü sağlar 1, 19. Motor ünite sayısı hakkındaki klinik EMG karşılaştırmaları, bir tek ünitenin ateşlenme oranının motor ünitelerin toplam sayısı ile karşılaştırılması temeline dayanır. Bir veya iki üniteyi izole halde elde etmek için hastanın kontrolü yani kooperasyonu oldukça güç olduğundan, ateşlenme oranını belirleme, standard EMG ile yapılabilecek zor bir işlemdir. Mümkünse, başlangıçta aktive olan motor ünitenin ateşlenme oranı, ikinci ünite ateşlenmeye başladığı anda ölçülmelidir. Birçok kasta bu durum 6-8 Hz de meydana gelir. Bir kastaki motor ünite sayısı azalırsa, ilki daha yüksek ateşlenme oranına ulaşana kadar, ikinci motor ünite ateşlenmeye başlamaz. Ender olarak, ilk ünite normalden daha yüksek oranda ateşlenmeye başlayabilir (10 Hz den daha fazla). Birçok 7

normal kasta, ateşlenen iki motor ünite potasiyeli olacaktır, bir tanesi 10 Hz de ateşleniyorsa, 3 ü 15 Hz de ve 4 ü 20 Hz de ateşlenebilir. Ateşlenen ünite sayısının ateşlenme oranına oranı, motor ünite sayısının kabaca ölçümünü verir. Oran 5 den büyük ise, motor ünite sayısında bir miktar azalma vardır. Azalmış recruitment ı belirlemede bu semikantatif metod, hasta eforuna bağlı olmadığından, interferans pattern analizine göre daha doğru ve tekrarlanabilir şekilde motor ünite sayısı tahminini sağlar. Ancak bu yöntem de oldukça güçtür 1. Recruitment analizi mantıki olarak tekrarlanabilir ve klinik olarak güvenilir olsa da uygulayan teknisyene bağlı olup genellikle subjektif bir değerlendirmedir. Bir kasın farklı alanlarındaki recruitment farklılıkları ve farklı kaslarda daha da büyük farklılıklar olabileceği dikkate alınmalıdır. Recruitment patternini tesbit etmek için otomatik metodlar geliştirilmiştir. Bu çalışmalarda kastaki her bir motor ünite potansiyeli izole edilmiştir. İnterpotansiyel intervali (ateşlenme frekansının tersi) normal bireylerde ve ALS li hastalarda belirlenmiştir. Biseps kasında normal başlangıç frekansı 6-8 Hz, ikinci motor ünitenin recruitment frekansı 7-12 Hz arasında bulunmuştur. ALS li hastalarda başlangıç frekansı 8-20 Hz, recruitment frekansı 12-50 Hz dir. Dorfman, Howard ve McGill ve Guiheneuc tarafından geliştirilen bu teknikler kullanılarak ve dekompozisyon EMG si ile bu tip hesaplamalar yapılarak otomasyon sağlanmaktadır. Bu uygun kantitatif ölçümler çok zaman alıcı ve komplekstir, bu yüzden klinikte kullanılmamaktadır. Daha ileri çalışmalar ve teknik gelişmeler ile recruitment analizi bir kasta daha doğru motor ünite sayısı tahmini sağlayabilir 20,21. İğne EMG si ile yapılan bu MUNE metodları standard diagnostik EMG de yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüzeyel kayıt teknikleri ile birleştirilmiş olan iğne EMG sindeki gelişmeler ile daha doğru MUNE değerleri elde edilmeye başlanmıştır 22. 2.2.1.2. Standard sinir iletim çalışmaları Motor sinir iletim çalışmaları, nöromusküler hastalıklarda elektrofizyolojik analizin önemli bir kısmını oluşturur. BKAP amplitüdleri, bir kas grubundaki kas liflerinin sayısı ve büyüklüğü ile direkt olarak, motor ünitelerin sayısı ile indirekt olarak ilişkilidir. Hastalık nörojenik ve akut ise BKAP amplitüdü motor ünite sayısının kabaca tahminidir. MUNE değeri iki faktör ile kısıtlanmaktadır. Bunlardan birincisi, 8

myopatilerde kas lifi dokusundaki azalma ile birlikte olan amplitüd azalması, ikincisi ise aksonlarda meydana gelen destrüksiyona bağlı kas lifi aktivasyonunun sağlam aksonlardan kollateral filizlenmeler alarak reinnervasyonla kısmen veya tamamen kompanse edilebilmesidir. BKAP amplitüdüne dayalı MUNE, amplitüdün normal değer aralığının geniş olması nedeniyle çok güvenilir değildir. Örneğin, motor aksonların yarısının kesildiği akut travmatik olaylarda bile ulnar/hipotenar BKAP amplitüdü 12 den 6 ya düşmesine rağmen halen normal sınırlarda kabul edilebilir. İlk amplitüd değerinin bilinmediği klinik durumlarda, BKAP motor ünite sayısı için sadece kabaca bir rehberdir. Bu nedenle, BKAP amplitüdü güvenilir MUNE elde etmek için kullanılamaz 1. 2.2.2. Kantitatif MUNE İçin Temel Hipotezler Tanımlanan subjektif metodların doğruluğunu ve güvenirliliğini göstermek için kantitatif MUNE metodları geliştirilmiştir. Kantitatif MUNE, iğne EMG ve motor sinir stimülasyonu metodları ile elde edilebilir. İğne EMG ve motor sinir stimülasyonunun MUNE ye yaklaşımları göz önüne alınarak motor ünite potansiyellerinin elektriksel özellikleriyle ilgili bazı temel hipotezlere dayanarak 4 kantitatif MUNE metodu geliştirilmiştir. Bunlardan 3 ü sinir stimülasyonu ve BKAP kaydını kullanırken, biri iğne EMG si kullanım yöntemine dayanır. Yeni geliştirilmiş teknikler, intramusküler iğne EMG kayıtlamasına veya BKAP nin yüzeyel kayıtlamasına dayanır. Her iki teknik de, kantitatif MUNE nin avantaj ve dezavantajlarının iyice anlaşılması için gereken birçok temel hipotezi içerir. Her metod, hem tek motor ünite tarafından üretilen potansiyellerin ortalama büyüklüklerini (tek motor ünite potansiyelleri [SMUPs]) hem de bir motor sinirin supramaksimal stimülasyonu ile elde edilen BKAP nin büyüklüğünü ölçer. MUNE supramaksimal BKAP nin SMUP un büyüklüğüne bölünmesi ile bulunur. Teknikler, SMUP ortalama büyüklüğünün nasıl bulunduğuna göre değişir. Bunlar Stein ve Yang tarafından gözden geçirilmiştir 23. MUNE yi klinik olarak uygulayabilmek için supramaksimal BKAP ve ortalama SMUP ölçümleriyle ilgili temel hipotezleri bilmek gerekmektedir. Birçok teknik konu, her MUNE metodunun yanlış yorumlanmasına neden olabilir. Bunlardan aşağıda bahsedilmiştir. 9

Herhangi bir periferik motor sinirin supramaksimal stimülasyonu, stimülasyon noktasının distalinde o sinir tarafından innerve edilen tüm kasları aktive eder. Bu nedenle, BKAP ölçümleri birçok kas aktivitesinin summasyonudur. Örneğin, median/tenar BKAP, opponens pollisis, abduktor pollisis brevis, fleksör pollisis brevis, daha az oranda lumbrikal kas aktivitelerinin summasyonudur. Ulnar/hipotenar BKAP, elin diğer tüm intrinsik kaslarının summasyonudur. Bu yüzden MUNE, daha doğru olarak tek bir kastaki değil de gruplar halindeki kaslardaki motor ünite sayısı tahminidir. Ayrıca, tüm motor aksonların supramaksimal stimülasyonla aktive edildiği inancı genelde doğru olsa da yüksek eşikli aksonların olduğu hastalıklarda (ciddi demyelinizasyon ve rejenere aksonlar varlığında olduğu gibi) böyle olmayabilir. Bu gibi durumlarda supramaksimal BKAP i ve MUNE yi elde etmek güç olabilir. Ortalama SMUP ölçüm metodları farklı olsa da, bunların ortak noktaları vardır. Her bir motor ünite potansiyelinin büyüklüğünü belirlemede en kritik konu kastaki tüm SMUP populasyonunu örneklemenin uygunluğudur. Ciddi nörojenik hastalığı olanlarda her motor üniteyi ayırt etmek ve 10 kadar motor üniteyi güvenilir ve yeniden üretilebilir şekilde direkt saymak mümkündür. On motor üniteden daha fazlasının güvenilir bir şekilde ölçümünü sağlayacak bir metod yoktur ve bu nedenle doğru bir sayım yapılıp yapılmadığı kesin değildir. Bu tip olgularda tüm motor ünite populasyonundan bir alt grup seçip, onların büyüklüğünü ölçmek ve o alt grup için ortalama bir büyüklük hesaplamak gereklidir. Tüm motor üniteler benzer büyüklüktelerse, SMUP ortalama büyüklüğü elde etmek için motor ünite alt grubu örneklemek uygun bir yaklaşımdır. SMUP büyüklüklerinde daha fazla farklılıklar varsa, doğru büyüklüğü tahmin etmek daha az güvenilir hale gelir. SMUP büyüklüklerinde farklılıklar ciddi kronik nörojenik hastalıklarda meydana gelir. Nörojenik prosesteki ciddiyet ve SMUP büyüklüklerindeki farklılıklar arttıkça, seçim eğrisinde potansiyel hatanın azalması nedeniyle bu potansiyelleri seçmek de kolaylaşır. 2.2.2.1. Kantitatif MUNE Metodları Kantitatif MUNE değerlerinin elde etmek için yüzeyel ve iğne kaydı kullanılarak yapılan birçok metod tanımlanmıştır. 10

2.2.2.1.1. Hep veya Hiç İnkremental Ölçüm (All-or-None Incremental Measurement) McComas 24 tarafından tanıtılan hep veya hiç inkremental ölçüm, kantitatif MUNE olarak kullanılan ilk metoddur. Metod basittir ve MUNE elde etmede en kolay, en direkt ve güvenilir yoldur. İyi bilinen hep veya hiç özellikteki, elektriksel stimülasyon ile periferik motor akson aktivasyonuna dayalıdır. İnkremental metodda, stimulus akımı progresif olarak her motor ünitenin izole stimülasyonuna izin verecek şekilde kurulmuş küçük adımlarda ince bir şekilde kontrol edilir. Örneğin, eğer kas sadece iki motor ünite içeriyorsa, BKAP sadece bu iki potansiyelin SMUP ini içerir. Yavaş, gittikçe artırılan akımla inkremental uygulamada her iki motor ünite aksonlarının eşiklerinin altında hiçbir yanıt alınmayacaktır. Aksonlardan birinin eşiğine ulaşıldığında, akson tamamiyle aktive olur ve BKAP aniden yanıtsızlıktan SMUP yanıtına dönüşür. Bu SMUP toplam alanın %50 sidir. İkinci aksonunun eşiğine ulaşıldığında bu akson da ateşlenir ve supramaksimal BKAP elde edilir. Stimulus akımını bu eşikler dolayında aşağı ve yukarı oynatmakla sırasıyla iki adımın aktivasyonu oluşur, ilk önce tek motor ünite potansiyeli, daha sonra BKAP. Kasta üç motor ünite varsa üç adım ve benzer şekilde daha fazla sayıda motor ünite kayıtlanacaktır. Bu teknikte, SMUP in büyüklüğü, stimulus akımının kontrolü ve motor ünite sayısında progresif artış yanısıra BKAP deki inkremental değişikliğe bağlı olarak tahmin edilir. Ölçülebilen toplam BKAP farklı basamakları fazlalaştıkça, inkremental ölçümle MUNE daha güvenilir hale gelir. Stimülasyon, selektif olarak daha büyük veya daha küçük motor üniteleri aktive ederse, SMUP lerde belirlenecek ortalama büyüklüğü seçmeyle ilgili bir ön yargı olabilir. Bu çalışmalarda değişkenliğin olması ölçümde başka bir hata nedenidir. Değişkenlik, en iyi (yaklaşık aynı eşiği olan) büyüklükleri hafifçe değişen, üç motor ünite potansiyelini içeren bir kas örneği ile gösterilebilir. Bu durumda 7 farklı büyüklükte basamak olabilir. Her aksonun eşiğindeki küçük farklılıklar nedeniyle, bir denemede ilk olarak aktive olan bir akson sonraki denemelerde 2. veye 3. olarak aktive edilebilir. Bu nedenle farklı büyüklükte üç motor ünite varlığında (A, B ve C) elde edilen potansiyel büyüklükleri değişik kombinasyonlarda (tek A, tek B, tek C, A ve C, B ve C, A ve B, A, B ve C) oluşturulabilir. Bu yüzden 3 tek motor ünite potansiyeli 3-7 basamakta kayıtlanabilir. 11

Şekil 1: F dalga kaydı sırasında motor ünite ateşlenmesinde alternasyon 25. Bu hataları en aza indirmek için birçok modifikasyon geliştirilmiştir. Bunlar; 1. Muhtemel ölçüm değişkenliklerini azaltmak için farklı tek motor ünite potansiyel modellerinin otomatik bilgisayarlı ölçümü 26 2. Sadece SMUP lerini izole etmek için sinir boyunca farklı noktalardan (multipoint stimülasyon) stimülasyon 27 3. Farklı büyüklük ve şekilde kayıt elektrodlarının kullanımı 4. Stimulus büyüklüğünü otomatik metodla artırmak 10,14 5. Son plak alanında tek sinir terminallerinin mikrostimülasyonudur. McComas 24 inkremental BKAP tekniği ile tek motor ünite potansiyelinin büyüklüğü (alan veya amplitüd) için elde edilen ortalama değer neyse onu kullanır ve elde edilen değeri BKAP nin supramaksimal büyüklüğü ile karşılaştırır. Birçok yazar tarafından yapılmış normal değer belirleme çalışmalarında median/tenar kas için ortalama MUNE değerinin (alt sınır 100), yaklaşık 300 olduğu gösterilmiştir. Diğer iyi çalışılmış kas olan peroneal/edb de ise bu değerin (alt sınır 50) ortalama 200 motor ünite olduğu hesaplanmıştır. Ciddi myopatilerde ve yeni gelişmekte olan motor ünite potansiyelleri varlığında motor ünit potansiyelleri daha küçük olduğunda inkremental teknik güvenilir olmaz. Basamakların kaydedilememesi MUNE nin hesaplanamamasına neden olur. İnkremental BKAP metodu direkt olarak yeterlidir ve her elektromyografici tarafından öğrenilmelidir. Motor ünite kaybı olan, ancak kalan aksonları selektif olarak uyarılabilen ve stimulus kontrolü ile inkremental basamaklarla kaydedilebilen hastalara uygulanabilir. 12

Şekil 2: İnkremental Metod 28. 2.2.2.1.2. Çoklu Nokta Stimülasyon Metodu (MPS) İlk kez 1970 de Brown tarafından Alternation (değişkenlik) ın neden olduğu güçlükleri yenmek için geliştirilmiştir 29. Birçok farklı özellikleri vardır, oldukça güvenilir ve yeniden yapılabilirliği olan MUNE metodu olup tek motor ünite aksiyon potansiyellerini değerlendirmenin yeni ve önemli bir yoludur. Standard BKAP kayıtlaması sonrası, sinir çok düşük yoğunlukta birçok farklı noktadan stimüle edilir ve gerçek, tek S-MUAP dalga formları olan bir seri küçük hepveya-hiç kayıtları üretilir (belli bir lokalizasyonda artan stimulus yoğunluğu ile büyüyen dalga formu inkrementleri yerine). 10-20 tek S-MUAP dalga formlarının MUNE nin elde edilebileceği temsili bir potansiyel için ortalaması (amplitüd veya alan kullanılarak) alınır. Tam bir inceleme, çok düşük düzeyde stimulus (200-400) gerektirir ve software yardımı ile yapıldığında 15-20 dk sürer. MPS metodu ile MUNE, normal bireylerde ve nöromusküler hastalığı olanlarda birçok çalışmanın konusu olmuştur. Tekrarlanabilirliği ilk kez Doherty ve Brown tarafından farklı yaşlardaki 23 normal bireyde test edilmiş ve seri MUNE ler arasında 13

korelasyonun yüksek olduğunu bulmuştur (lineer regresyonla karşılaştırılan seri çalışmalarının sonuçları, correlation coefficient (r)= 0.88). Örneklenmiş S-MUAP populasyonunda ortalama S-MUAP ini bulmak için bilgisayarlı datapoint-by-datapoint ortalama metodu kullanılmış (daha önceki MUNE tekniklerinde kullanılan S-MUAP parametrelerinin aritmetik ortalaması yerine) ve MPS MUNE nin doğruluğu daha iyi gösterilmiştir 27. Bu modifikasyon, veri toplamayla ilgili birçok farklı değişikliklerle tekniğin hızını ve etkinliğini artırmıştır. Bu yöntemin tekrarlanabilirliği Felice tarafından da 16 normal kontrolde test edilerek onaylanmıştır 30. Aynı kişi tarafından aynı birey üzerinde aynı gün veya farklı günlerde elektrod yeri değiştirilerek iki deneme yapılmış ve test-retest MUNE değerleri yine yüksek oranda uyumlu bulunmuştur (normal kontroller için r= 0.85, ortalama S-MUAP alan değerleri r= 0.86 ve BKAP alanı r= 0.93). Tek motor ünite dalga formu çalışmaları daha da geliştikçe yeni araştırma alanları ortaya çıkmıştır. Doherty ve Brown 31 tarafından aynı S-MUAP i aylarca izlenmiş, Gooch 32 tarafından başka bir kontrol grubunda S-MUAP repetetif sinir stimülasyonu ve izleme (tracking) teknikleri birleştirilmiştir. Daha sonra S-MUAP izleme yöntemi modifiye edilerek Gooch ve Harati 33 tarafından ALS hastalarında çalışılmıştır. Bu çalışmaları takiben, Chan, Stashuk ve Brown, 2 yıl süresince 2 ALS hastasında az sayıda tek motor ünitelerin motor fonksiyon parametreleri ve iletim hızları gibi özelliklerini kullanarak S-MUAP izlemeyi ALS de daha da geliştirmişlerdir 34. S- MUAP dalga formu verilerinin biriktirilmesi ve diğer S-MUAP çalışmaları ile integrasyonu, MPS metodunun avantajıdır ve son çalışmalar, MPS MUNE ve S-MUAP izleme metodunun birleştirilmesinin tek başına MPS MUNE den daha fazla zaman alıcı olmadığını göstermiştir 35. Bu birleşmiş metod, geniş bir ALS grubunda yapılan klinik bir çalışmada kullanılmıştır 36,37. 2.2.2.1.3. Tepe Tetiklemeli Averajlama (Spike-Triggered Averaging) Tepe tetiklemeli averajlama, iki kanallı EMG cihazında iğne EMG ile volanter aktivite sırasında SMUP leri izole edebilmeye dayanır. Bu metodda intramusküler motor ünite potansiyelleri, tek lif EMG, bipolar konsantrik, standart konsantrik, incetelli (fine-wire) elektrodlar dahil herhangi bir elektrod ile ölçülür. Bu kayıtlama metodlarından her birinde her motor ünite, genellikle pik amplitüdlere dayalı 14

potansiyeller seçen, amplitüd trigerleyen pencere ile birinci kanalda izole edilir. Metodun doğruluğu, SMUP büyüklüğünü ölçecek kadar yeterli süre içerisinde hasta ve elektromyograficinin her ikisinin de her motor ünite potansiyelini aktive etme, ayırt etme ve trigerleme becerisine dayanır 1. Tepe-tetiklemeli averajlama metodlarında, SMUP büyüklüğü, ilk kanalda iğnekayıtlı motor ünite potansiyeli tarafından trigerlenerek ikinci kanalda ölçülür (Şekil 3). Yüzeyel elektrodla ikinci kanalda averajlanan aktivite SMUP büyüklüğünü verir. Teknik, tepe-tetiklemeli averajı yüzeyel kayıtlanabilen en az 10, tercihen 20 SMUP nin izolasyonunu gerektirir. Yüzeyel kayıtlı potansiyellerin amplitüd veya alanı da kastaki SMUP lerin ortalama büyüklüklerini hesaplamak için kullanılır. Aynı yüzeyel kayıtlama elektrodları, kasta motor sinir stimülasyonuyla uyarılan supramaksimal BKAP ini kayıtlamak için de kullanılır. MUNE de supramaksimal BKAP büyüklüğünü (alan veya ampitüd) ortalama SMUP büyüklüğüne bölerek belirlenir. Bu tekniğin bazı yanılgıları olabilir. Birincisi, bu metod, tüm motor ünite potansiyellerinin yüzeyden kaydedilebileceğini farzeder. Brown, Strong ve Snow 4 tarafından yapılan çalışmalar yüzeyel kaslar için bunun doğru olduğuna işaret etmektedir. İkincisi, volanter aktivitenin, motor ünite büyüklüğü fark aralığını iyileştirdiğini farzeder. Muhtemelen bu böyle değildir ve daha büyük motor üniteler standard volanter kontraksiyonla aktive olmaz. Bütün bunlara rağmen, bu metod ile elde edilen değerler, hayvan çalışmalarına dayalı olanlar ve diğer kayıtlama metodlarıyla elde edilenlere benzerdir. De Koning ve ark 38, BKAP kayıtlamak için makro-emg iğneleri kullanarak daha iyi sonuçlar elde etmek için tekniği modifiye etmişlerdir. Makroiğnenin, motor üniteler, özellikle kasın derininde olanlar, için daha iyi değerler sağladığı düşünülür. Milner-Brown ve Brown 39, iğne elekrodla kayıtlanan motor üniteleri aktive etmek için son plak alanında sinir terminallerinin mikrostimülasyonu tekniğini kullanmıştır. Bu, volanter aktiviteyle oluşan motor ünite büyüklüğü seçimindeki ön yargıyı azaltır. Bu metodların her biri benzer MUNE verir. Tepe-tetiklemeli averajlama metodları iki kayıt kanalı gerektirdiğinden: motor ünit potansiyeli trigerleme kanalı ve SMUP averajlama kanalı, genellikle daha zaman alıcı ve uygulaması daha komplekstir. 15

Şekil 3: Tepe tetiklemeli averajlama metodu. Her track (izleme) iğne ile kayıtlanan trigerlenmiş motor ünite potansiyelini ve averajlanan yüzeyel birleşik kas aksiyon potansiyelini gösteriyor 4. 2.2.2.1.4. F-Dalga Ölçümleri F dalgaları, tek motor ünite potansiyelinin büyüklüğünü belirlemede bir metod olarak öne sürülmüştür. Bir periferik sinirde tüm motor aksonların supramaksimal aktivasyonu bazı ön boynuz hücrelerinin antidromik aktivasyonuyla ilişkilidir. Antidromik olarak aktive olan ön boynuz hücrelerinin küçük bir kısmı küçük geç potansiyeller, F dalgaları, meydana getirir. Tekrarlanan supramaksimal stimulus farklı ön boynuz hücrelerini aktive eder ve farklı F dalgaları üretir. Farklı büyüklükte F dalga kaydı, SMUP ortalama büyüklüğünü tahmin etmede kullanılabilir. MUNE yi elde etmek için, bu ortalama büyüklük de supramaksimal BKAP ne bölünebilir. Brown ve ark, yukarıda inkremental metodu için bahsedilen değişkenliğin ve tek motor ünite yerine bir çoğunun ortak aktivasyonun, bu metodun eksiklikleri oduğunu göstermiştir. Bu her iki eksiklik de SMUP ortalama büyüklüğünün yüksek, MUNE nin düşük 16

hesaplanmasına neden olur 40. Brow un çalışmasından 39, Şekil 1, farklı büyüklükteki üç motor ünite potansiyelinin 7 farklı potansiyel halinde nasıl summasyona uğrayabileceğini göstermektedir. Submaksimal stimülasyon ve model seçimi ile bu eksikliklerin otomatik düzeltilmesi, metodu klinikte yararlı hale getirebilir 41. 2.2.2.1.5. İstatistiksel Ölçümler SMUP büyüklüğünü tahmin etmede bir diğer metod, direkt olarak motor sinir stimülasyonunu kullanır, bu metod hep-veya-hiç inkremental metoduna benzer olsa da kavramsal olarak farklıdır. İstatistiksel metodda, tek tek motor ünite potansiyelleri ayrıştırılmaz 42. En az 30 kez verilen sabit şiddetteki submaksimal uyaranla kayıtlanan tüm potansiyeller Poisson analizi ile bilgisayar ortamında değerlendirilir. Metod, basamak fonksiyonlarının farklı birçok ölçümü ve basamaklarda Poisson dağılımı varken her basamak büyüklüğü arasındaki bilinen ilişkiye dayalıdır. Poisson istatistiği, myastenia graviste (MG) olduğu gibi her kuantum ayırt edilemeyecek kadar küçük olduğunda, nöromusküler kavşakta sinir terminalinden salınan kuantum sayısını hesaplamada kullanılır. İstatistiksel metod sadece BKAP deki değişkenlikle ilgilendiğinden ve her komponentin ayırt edilmesi gerekmediğinden normal kaslarda ve myopatilerde olduğu gibi SMUP büyüklüklerinin izole edilemeyecek kadar küçük olduğu durumlarda kullanılabilir. Bu metod, SMUP inin izole edilemediği kazanç gerektiren yüksek amplitüdlü BKAP durumunda da kullanılabilir. Saf Poisson istatistiklerinde, bir seri ölçümlerin büyüklükleri tek bir komponentin büyüklüğünün çarpımlarıdır. SMUP büyüklüğünü ölçen diğer metodlarla birlikte istatistiksel metod, her motor ünitenin benzer büyüklükte olduğunu ve her aktive edildiğinde aynı büyüklükte olduklarını kabul eder. Farklı büyüklükte SMUP ile sonuçlanan nöromusküler iletimde defektler bu ölçümde yanlışlıklara neden olur. Birçok sayıda komponent summasyona uğrayan potansiyelleri meydana getirir ve dağılım tipik olarak Poisson dan normal dağılıma dönüşür. Bu da MUNE de %10 kadar hataya neden olur. Yöntemi ortaya koyan Daube bu %10 luk hata payının olabileceğini belirtmiştir 43. İstatistiksel metodda kayıt elektrodları, standart sinir iletim çalışmalarında olduğu gibi stimüle eden elektrodun uygun sinir üzerinde bir yere sıkıca yerleştirilmesi ile uygulanır. Otuz veya daha fazla submaksimal stimulus verilir. Her aksonun eşiğinde 17

olağan değişkenlik, intermittan ateşlenmelerine ve BKAP büyüklüğünde hep-veya-hiç değişkenliğine neden olur. Aktive olan ünitelerde değişkenlikle alternasyonun meydana gelmesi istatistiksel metodun doğruluğunu azaltmaz. Metod, istatistiksel bir ölçüm olduğu için her seferinde bir miktar farklı sonuç elde edilir. Bu nedenle, en doğru ölçümü elde etmek için bir çok kez denemeye gerek vardır. Üç yüzden fazla stimulus denemesi ile yapılan deneysel test göstermiştir ki standart deviasyon %10 un altına inene kadar 30 luk gruplar halinde tekrarlanan ölçümler daha fazla stimulus ile elde edilen sayıya yakın değerler sağlamaktadır. İstatistiksel metodla stimulus, eşikten maksimale artırılırak elde edilen BKAP şekli grafiklenir. Bu metodun normal bireylerde, ve ALS hastalarında ve diğer alt motor nöron disfonksiyonu ile ilişkili hastalıklarda güvenilir olduğu gösterilmiştir 44. 2.2.3. MUNE nin Avantaj ve Dezavantajları MUNE'nin zorluklarından biri yüzeyel kayıtlamalarda daha derindeki kas liflerini içeren motor ünitenin alanının bilgisayar ortamına olduğundan daha küçük yansıması ve ortalamanın olduğundan daha yüksek çıkmasına yol açabilmesidir. Bir başka güçlük 'Alternation' (değişkenlik) olarak bilinen aynı eşik değere sahip bazı motor ünitelerin değişik kombinasyonlarla aktive olarak MUNE'nin güvenilirliğini olduğundan fazla saptanması şeklinde azaltmasıdır. Örneğin aynı eşik değere sahip A ve B motor ünitelerinin uyarımıyla üç farklı potansiyel görülebilir (Sadece A, sadece B ve A+B). Burada sorun A + B'nin de bir motor üniteyi temsil etmediği halde temsil ettiğinin varsayılmasıdır ve örneklem içine alınmasıdır. Eğer aynı eşik değere sahip 3 farklı motor ünite varsa çeşitli kombinasyonlarla 7 ayrı potansiyel izlenebilir 8,13. Diğer güçlükler normal bireyler arasında aynı kasta önemli farklılıklar bulunabilmesi ve yüksek uyarı eşiği olan motor ünitelerin bulunması durumunda maksimal uyarıyla tüm fonksiyonel motor ünitelerin aktive edilememesidir. Örneğin ciddi demiyelinizasyonremiyelinizasyon ve/veya aksonal dejenerasyon-rejenerasyon sürecinden geçmiş motor ünitelerin uyarı eşiği belirgin biçimde yükselebilir. 18

2.2.3.1. MPS nin Avantajları 23 1. Ortalama S-MUAP büyüklüğü, S-MUAP büyüklüğünün istatistiksel tahminine ya da değişkenliği (alternation) düzeltmek için yapılan algoritmalardan elde edilen hesaba değil, doğru tek MU tarafından meydana getirilen yüzeyel potansiyellere dayanır. 2. Alternation (değişkenlik) yoktur. 3. Motor eşiğe yakın stimuluslar iyi tolere edilir. 4. Operatör, farklı frekanslarda stimulusa yanıt olarak S-MUAP büyüklüğünde azalmalar veya repetetif ateşlenme gibi motor aksonun (veya MU) diğer patolojik özelliklerini tespit edebilir 45 2.2.3.2. MPS nin Dezavantajları 1. Tam otomatik bir teknik değildir. Operatör tek motor aksonları stimüle edebilmeli ve alternation örneklerini tanıyıp rejekt edebilmelidir. 2. Teknik, en az 10 farklı S-MUAP elde etmek için en az 50-100 mm motor sinir gerektirir. 2.2.3.3. F Yanıtı Metodu Avantajları 23 1. Hesaplar elle yürütülmez. 2. F yanıtı, kesin ve relatif latanslar ve tek motor aksonların iletim hızlarının dağılımı hakkında değerli bilgiler sağlar. 3. Alternation yoktur. 4. Relatif olarak düşük yoğunluklu stimuluslar iyi tolere edilir. 2.2.3.4. F Yanıtı Metodu Dezavantajları 23 1. ALS ve bazen GBS nin düzelme evreleri gibi durumlarda F yanıtları sağlıklı bireylerle karşılaştırıldığında daha büyük (>%50) olabilir. Bu da iki veya daha fazla S-MUAP kombinasyonlarının tek MUAP olarak görülme olasılığının anlamlı oranda artabileceğini göstermektedir. 2. Hesap için operatöün software nin olması gerekir. Böyle bir software her yerde yok (Advantage Medical, London, Ontario, Canada). 3. Teknik distal ekstremitelere proksimal ekremitelere göre daha uygulanabilirdir. 19

2.2.3.5. Tepe Tetiklemeli Averajlamanın Avantajları 46 1. Alternation yoktur. 2. Metod potansiyel olarak yüzeyel ve iğne elektrod ölçümlerini sağlar (konsantrik, monopolar veya makro ile kayıtlanan MUAP leri, MU ateşlenme patternleri, lif yoğunluğu, jitter, blok ve nöromusküler iletimdeki reinnervasyon ve instabiliteyle ilişkili MU deki diğer patofizyolojik fenomenler). 3. Teknik, incremental stimülasyon veya MPS için çok kolay ulaşılır olmayan motor sinir kaslarına veya direkt M yanıtından F yanıtı izolasyonu için motor sinirlerin çok kısa olduğu durumlarda uygulanabilir. Örneğin, infraspinatus, vastus medialis ve anterolateral tibial kompartman kasları gibi. 2.2.3.6. Tepe Tetiklemeli Averajlamanın Dezavantajları 1. Ateşlenen tek MU in tepelerini elde etmek için bir pencere diskriminatörü kullanan teknik, MPS ile karşılaştırıldığında gerekli S-MUAP örneği sağlamada daha uzun süre gerektiren ve zahmetli bir yöntemdir. 2. İğne elektrodu kaydı zorlukları vardır. 3. Sabit bir kontraksiyonu sürdürmek için hastanın kooperasyonunu gerektirir. 4. Birçok vakada S-MUAP nin belirgin bir başlangıç ve zeminini belirleme güçlükleri nedeniyle S-MUAP negatif pik alanlarının doğru ölçümleri sıklıkla daha zordur. Sonuç olarak bu kriterlerle, MPS ve istatistiksel MUNE, en iyi tekrarlanabilirlik, uygulama kolaylığı, hasta rahatlığı ve hızı açısından klinik deneylerde kullanım için en avantajlı tekniktir 28,47. Bunlardan MPS metodu, birçok merkezde aynı software ve aynı veri toplama metodu kullanıldığından en standart olanıdır. İstatiksel metod (yarı otomatik ve yaygın olarak kullanılan geleneksel EMG cihazında yapılabilen) henüz tam olarak standart değildir, özel bir cihaz (Nicolet Viking) 48 gereklidir ve farklı araştırmacılar, ALS ve diğer nörolojik hastalıklardaki artmış büyük motor ünite sayısını saptamak ve rutin hasta kullanımına geçmesi için birçok düzenlemeler yapma çabasındadır 49. Hesaplama hataları birçok faktöre dayanmaktadır. Bunlar populasyonun büyüklüğü, örnek büyüklüğü ve amplitüd dağılımının tipidir. Bekleneceği gibi örnek 20