AN IMPORTANT INDICATOR IN JITTER MEASUREMENT: CONSECUTIVE BLOCKS

Abstract

Neuromuscular diseases affect the transmission from nerve to muscle. If the nerve is stimulated above the threshold, action potential is produced. The transmission of action potential from nerve to muscle takes about 0.5 to 1 ms. This time varies from stimulus to stimulus. This variability is called as “Jitter”. The stimulus and response to the consecutive nerve stimuli are recorded with single fiber EMG electrode. Because of restrictions in some countries, disposable concentric needle electrode is also used for jitter measurement recently. Sometimes the response to nerve stimulus is not observed and blocks are presented in recordings. It is possible to see them in patient recordings against consecutive stimuli. In this study, 100 signals are recorded in each session from different sites of 13 participants by using concentric needle electrode and they are analyzed with the developed software. Jitter value can be calculated and number of blocks with consecutiveness of impulse blockings can be demonstrated. No blocks were observed in healthy individuals but high number of blocks and consecutive block groups were observed in myasthenia gravis patients. The increase in number of blocks and excess of consecutive block groups are foreseen as an indicator about the severity of disease.

Keywords

• Electromyography
• Jitter
• Consecutive blocks
• Biomedical signal processing

JİTTER ÖLÇÜMÜNDE ÖNEMLİ BİR GÖSTERGE: ARDIŞIK BLOKLAR

Abstract

Nöromüsküler hastalıklar sinirden kasa iletimi etkilerler. Eğer bir sinir uyartı eşik değerinden daha yüksek bir uyartı ile uyarılırsa aksiyon potansiyeli üretilir. Sinirden kasa doğru aksiyon potansiyelinin iletimi 0.5 ile 1 ms arasında bir zaman almaktadır. Bu zaman uyarıdan uyarıya değişmektedir ve bu değişintiye “Jitter” adı verilir. Ardışık sinir uyartımına karşılık üretilen yanıt uyartı ile birlikte tek lif EMG elektrodu ile kaydedilir. Bazı ülkelerdeki kısıtlamalardan dolayı tek kullanımlık konsantrik elektrot da jitter ölçümü için kullanılmaktadır. Zaman zaman kayıtlarda sinir uyartımına karşılık yanıt alınamaz ve bloklar gözlemlenir. Ardışık uyarıya karşılık hasta kayıtlarında blokları görmek mümkündür. Bu çalışmada 13 katılımcıdan konsantrik iğne elektrodu kullanarak her oturumda 100 sinyal kaydedilmiştir ve geliştirilen yazılım ile bu kayıtlar analiz edilmiştir. Bu yazılımla, jitter değeri ve blok sayısı hesaplanabilirken, ardışık bloklar da gösterilebilmektedir. Sağlıklı bireylerde hiç blok görülmemiştir fakat miyasteni gravis hastalarında yüksek miktarda blok ve ardışık blok grubu görülmüştür. Blok sayısındaki artma ve ardışık blok gruplarındaki artışın hastalığın ciddiyeti konusunda bir gösterge olacağı öngörülmüştür.

Keywords

• Elektromiyografi
• Jitter
• Ardışık bloklar
• Biyomedikal işaret işleme

References

1. Alpaydin Baslo, S., Artuğ, T., Şirin, N. G., Kocasoy Orhan, E., Baslo, M. B., 2019. Listening the Sound of Neuromuscular Junction during Voluntary Contraction. Abstracts / Clinical Neurophysiology, 130, e33.
2. Artuğ, N. T., 2015. Taramalı EMG ile Nöromüsküler Parametrelerin Belirlenmesi. Yayınlanmamış Doktora Tezi. Yıldız Teknik Üniversitesi, Türkiye.
3. Benatar, M., Hammad, M., Doss-Riney, H., 2006. Concentric-needle single-fiber electromyography for the diagnosis of myasthenia gravis. Muscle Nerve, 34, 163-168.
4. Daube, J. R., Rubin, D. I., 2009. Needle electromyography. Muscle Nerve, 39, 244-270.
5. Ekstedt, J., 1964. Human single muscle fiber action potentials. Acta Physiol Scand Suppl., 226, 1-96.
6. Ertaş, M., Baslo, M. B., Yildiz, N., Yazici, J., Oge, A. E., 2000. Concentric Needle Electrode for Neuromuscular Jitter Analysis. Muscle Nerve, 23, 715-719.
7. Jabre, J. F., Chirico-Post, J., Weiner, M., 1989. Stimulation SFEMG in Myasthenia Gravis. Muscle Nerve, 12, 38-42.
8. Kouyoumdjian, J. A., Da Silva Fanini, A. C., Stålberg, E., 2011. Concentric Needle Jitter on Stimulated Frontalis and Extensor Digitorum in 20 Myasthenia Gravis Patients. Muscle Nerve, 44, 912-918.

9. Kouyoumdjian, J. A., Stålberg, E., 2008. Concentric needle single fiber electromyography: Comparative jitter on voluntary-activated and stimulated Extensor Digitorum Communis. Clinical Neurophysiology, 119, 1614-1618.
10. Kouyoumdjian, J. A., Stålberg, E., 2023. Concentric Needle Jitter on Voluntary Activated Frontalis in 20 Healthy Subjects. Muscle Nerve, 47, 440-442.
11. Musa, A. M. M., Ahmed, A. E. M., 2020. Reference Jitter Values for Concentric Needle Electrode of Orbicularis Oculi and Frontalis Muscles Using Voluntary Activation Method in Sudanese Population. Sci Rep, 10, 1031.
12. Sanders, D. B., Arimura, K., Cui, L., Ertaş, M., Farrugia, M. E., Gilchrist, J., Kouyoumdjian, J. A., Padua, L., Pitt, M., Stålberg, E., 2019. Guidelines for single fiber EMG. Clinical Neurophysiology, 130, 1417-1439.
13. Sanders, D. B., Howard, J. F., 1986. AAEE Minimonograph #25: Single-Fiber Electromyography in Myasthenia Gravis. Muscle Nerve, 9, 809-819.
14. Sanders, D. B., Stålberg, E., 1996. AAEM Minimonograph #25: Single-Fiber Electromyography. Muscle Nerve, 19, 1069-1083.
15. Sarrigiannis, P. G., Kennett, R. P., Read, S., Farrugia, M. E., 2006. Single-Fiber EMG with a Concentric Needle Electrode: Validation in Myasthenia Gravis. Muscle Nerve, 33, 61-65.
16. Stålberg, E., Sanders, D. B., Kouyoumdjian, J. A., 2017. Pitfalls and errors in measuring jitter. Clinical Neurophysiology, 128, 2233-2241.
17. Stålberg, E., Trontelj, J. V., 1979. Single Fibre Electromyography. Old Woking, UK, Mirvalle Press.
18. Stålberg, E., Trontelj, J. V., 1994. Single fiber electromyography: Studies in healthy and diseased muscle, second ed. New York, Raven Press.
19. Valls-Canals, J., Povedano, M., Montero, J., Pradas, J., 2003. Stimulated Single-Fiber EMG of the Frontalis and Orbicularis Oculi Muscles in Ocular Myasthenia Gravis. Muscle Nerve, 28, 501-503.