REPETITIVE NERVE STIMULATION (Electromyography & Neuromuscular Disorders, 2005) REPETITIVE NERVE STIMULATION (Electromyography & Neuromuscular Disorders, 2005) Oleh : Indah Aprilia R Pembimbing : dr. Diah Kurnia M., Sp.S.(K) Oleh : Indah Aprilia R Pembimbing : dr. Diah Kurnia M., Sp.S.(K)

Mulai dilakukan pada akhir 1800 Tes elektrodiagnosis (EDX) yg plg berguna  suspek NMJ disorders (myasthenia gravis, LEMS, botulism) Sebaiknya dilakukan pada: fatigability,proximal weakness,dysphagia,dysarthria, abnormalitas okular (scr klinis tanda & gejala sugestif NMJ disorder Efek RNS dipelajari pd CMAP  respon decrement & increment

FISIOLOGI NMJ NORMAL NMJ  link elektrik-kimia-elektrik antara saraf & otot (gb 6-1) Neurotransmitter : Acetylcholine (ACH)  vesikel di terminal presinap  quanta (1 quantum : +/ molekul ACH Terletak di 3 tempat penyimpanan (1) Primer, immediately +/ membran bisa segera dikeluarkan (2) Sekunder, +/ re suplai primer stlh bbrp dtk (3) Tertier, > jauh dari NMJ, antara axon& bdn sel

Saat potensial aksi invade & mendepolarisasi pre sinap junction  VGCC teraktivasi  calcium influx  pelepasan ACH  terikat ke ACH reseptor (ACHRs) di membran pos sinap ACH+ACHRs  membuka sodium channel  depolarisasi lokal = End Plate Potential (EPP) Ukuran EPP ~ jumlah ACH+ACHRs Normalnya, EPP harus selalu > ambang batas utk menghasilkan potensial aksi serat otot  ‘safety factor’

RNS pada orang normal - Quanta ACH berkurang progresif dari penyimpanan primer - Sedikit quanta dikeluarkan tiap stimulasi - Amplitudo EPP , tp krn ‘safety factor’  tetap > ambang utk bangkitkan potensial aksi - Stlh bbrp dtk, mobilisasi sekunder mulai gantikan quanta yang berkurang dengan me  EPP

Fisiologi Rapid RNS (10-50 Hz) 1. Mobilisasi quanta dari penyimpanan sekunder 2. Akumulasi calcium Normal : ms calcium bisa aktif memompa keluar terminal presinap - Jika RNS cukup cepat  calcium influx baru akan masuk sebelum calcium sebelumnya dikeluarkan seluruhnya  akumulasi ca  pe  pelepasan quanta  EPP > ambang  seluruh atau tdk ada muscle fiber akan dibangkitkan

Efek slow & rapid RNS sgt berbeda dlm efek molekuler, meski pada orang normal hasil akhir nya sama  konsisten membangkitkan potensial aksi Pada kondisi patologis ketika ‘safety factor’ berkurang (baseline EPP <, meski msh diatas ambang) # Slow RNS  deplesi quanta& mungkin  ambang EPP  potensial aksi (-) # Rapid RNS  me  quanta  EPP >> shg tercapai ambang  potensial aksi (+) meski sebelumnya (-)  Konsep ini dasar decrement pada slow RNS dan increment pada rapid RNS

MODEL FISIOLOGI RNS (1) m = p.n m : quanta yg dikeluarkan saat stimulasi p : kemungkinan pelepasan (~konsentrasi Ca) n :  quanta di penyimpanan (baseline=+/- 1000) (2) Mobilization store  setelah 1-2 dtk (3) +/- 100ms utk memompa calcium keluar terminal presinap jika stimulasi > quanta dilepaskan

Pd contoh, ada 1000 quanta di tempat penyimpanan segera, tiap stimulasi 20% dlepaskan Jk EPP>15 mv(batas dlm cth), potensial aksi dibangkitkan Perhatikan pengurangan normal di tempat penyimpanan segera (n), penurunan jumlah quanta (m), & penurunan EPP dari stimulasi 1 ke 4 Pd stimulasi ke2, hanya 160 quanta dlepas

Pd stimulasi ke-5 tjd kekurangan waktu utk penyimpanan sekunder atau mobilisasi utk mulai re- suplai penyimpanan primer Jml quanta di penyimpanan segera   ACH quanta >>  EPP  Seluruh waktu EPP > ambang(15mv)  potensial aksi konsisten dbangkitan (gb6-2A)  Normal baseline CMAPs

n,m dan penurunan quanta dgn slow RNS semua normal, tp respon thd quanta(EPP) yg abnormal Pd subyek normal, pelepasan 200 quanta membangkitkan EPP 40 mv, sdg d kasus ini hanya 20 mv  safety factor menurun

Pd MG ini tjd krn sedikitnya ACHRs  ikatan ACH  Berkurangnya safety factor sbg akibat pengurangan quanta normal  penurunan EPP dbwh ambang  tdk bs membangkitkan potensial aksi(gb 6-2B) Tjd penurunan MFAPs, decrement area & amplitudo CMAP

Decrement  sdkt EPPs yg mencapai ambang & sdkt MFAPs yg berkontribusi thd CMAP Stlh stimulus ke 5/6  penyimpanan sekunder memobilisasi  kehilangan MFAPs tdk berlangsung lama Hasilny adl stabilitas atau kdg perbaikan decrement CMAP  “U shaped”

n dan EPP normal. Yg abnormal adalah m Pd LEMS, konsentrasi calcium di terminal presinap << akibat serangan antibodi di VGCC  p turun dramatis ~ penurunan jml quanta yg dilepaskan EPP dbawah ambang  potensial aksi tdk pernah terjadi (gb 6-2C)

Amplitudo baseline CMAP rendah Dgn slow RNS tjd decrement CMAP jg, hanya pd ggn post sinap tjd perbaikan stl stimulus ke 5/6 Pd ggn presinap baseline EPP rendah tapi msh diatas ambang  safety factor  awalnya potensial aksi dibangkitkan tp kmd gagal akibat EPP trn di bwh ambang dg slow RNS

MODEL STIMULASI RAPID RNS Efek rapid RNS didapat dari 3 asumsi dasar Rapid RNS, pengurangan quanta dibarengi dgn: 1. peningkatan mobilisasi quanta dari penyimpanan sekunder ke penyimpanan primer 2. akumulasi calcium di presinap  peningkatan quanta yg dilepaskan & EPP

Pada NMJ dis. EPP jg naik, tetapi msh diatas ambang  potensial aksi msh trjadi Jika EPP turun dgn slow RNS, EPP akan membaik dgn rapid RNS Jika EPP dibawah ambang, dgn rapid RNS bisa meningkatkan EPP di atas ambang Berbeda pd Presinap NMJ dis. dimana EPP abnormal, dibwh ambang  rapid RNS me  EPP  potensial aksi (+) yg sebelumnya (-) (gb 6-2D)

EXERCISE TESTING Dgn kontraksi otot volunter maximal  motor unit mengeluarkan frek. Max Hz = rapid RNS  pe  EPP Pd orang normal  membangkitkan potensial aksi Pd post synap NMJ dis  membangkitkan potensial aksi Pd presynap NMJ dis  membangkitkan potensial aksi yang sebelumnya (-)

Efek rapid RNS atau exercise volunter tjd scr singkat 10 dtk  post exercise (post tetanic) facilitation

Fenomena post exercise (or post tetanic) exhaustion krg dmengerti dgn baik Segera stlh prolonged exercise atau rapid RNS ( 1 mnt), EPPs  tp kmd turun dbawah dasar stlh bbrp mnt Pd org normal, EPP tdk pernah turun dbawah dasar Pd pasien kelainan NMJ, slow RNS 2-4 mnt stlh prolonge exercise  EPP smkn  tdk mncapai ambang  potensial aksi (-)

RNS di laboratorium EMG Selama RNS, semua pengukuran berdasar CMAP Pd org normal, EPP dipengaruhi slow & rapid RNS Tidak mempengaruhi area & amplitudo CMAPs Pd NMJ dis. Normal safety factor   dgn slow RNS  quanta & amplitudo EPP  Jk EPP  dbwh ambang  potensial aksi (-) & angka potensial aksi individual muscle fiber   dasar respon decremen CMAP (gb 6-3A)

Pd presinap NMJ dis. EPPs dibawah ambang dasar  dpt difasilitasi dgn rapid RNS Jika sub threshold tdk bs mencapai ambang atas, potensial aksi akan dibangkitkan dimana sblmnya tdk ada & angka potensial aksi individual muscle fiber  (gb 6-4)  Dasar increment CMAP

EXERCISE TESTING DI LABORATORIUM EMG Exercise testing berperan penting Exercise volunter max singkat lbh baik drpd rapid RNS pd pasien yg kooperatif Jika ragu, coba lakukan percobaan ; Kontraksi max APB 10 dtk, sebaliknya lakukan stimulasi supramaximal n.medianus 10 dtk  perbedaannya tdk nyata

Efek postexercise facilitation & exhaustion dpt dilihat di CMAP pasien NMJ dis. (gb 6-3) Stlh 10 dtk kontraksi maksimal  mobilisasi quanta  & akumulasi calcium  pelepasan quanta >> & EPP 

Post exercise facilitation pd 2 kondisi: (1) presinap dis. << pelepasan quanta & EPP dbawah baseline, exercise singkat  EPP   bangkitkan potensial aksi yg sblmnya (-)  Increment (2) exercise singkat dpt perbaiki EPP yg menurun akibat slow RNS  decrement (gb 6-3A&B)

Post exercise exhaustion ; Exercise 1 menit kmd lakukan slow RNS segera setelahnya dan 1,2,3 & 4 mnt kemudian Pd NMJ dis. decrement lbh nampak 2 sampai 4 mnt stlh prolonged exercise (gb 6-3C-E)  10 dtk kontraksi max dpt memperbaiki decrement ke posisi normal (gb 6-3F)

Pd org normal exercise singkat dpt akibatkan pseudofacilitation oleh pe  amplitudo CMAP, tp pe  durasi CMAP & perubahan area CMAP (gb 6-5) Secara umum, increment amplitudo CMAP pseudofacilitation tdk sampai 40%

Faktor-Faktor Tehnik pada RNS Perhatian mendalam faktor2 tehnik penting saat melakukan RNS dan tes exercise I. Immobilisasi : Posisi elektrode Jika posisi elektrode berubah  konfigurasi CMAP bisa berubah, perlu imobilisasi elektroda (gb 6-6) II. Stimulasi harus supramaximal Stimulasi submaximal  artefak decrement & increment (gb 6-7) III. Temperatur Decrement dpt berkurang jk anggota badan dingin (gb 6-8) Usahakan suhu 33 C pada sisi perekaman IV. ACH inhibitor tidak diberikan sebelumnya, lbh krg 3-4 jam

V. seleksi Saraf - RNS bisa dilakukan pada semua saraf - Pd post synap NMJ dis. Abnormalitas lebih tampak pada saraf proksimal (gb 6-9) - Stimulasi proksimal jauh lbh sulit, sebaiknya di n. spinal accessory dan trapezius atas (gb 6-10) - N. facialis dpt digunakan utk periksa RNS, meski ada 2 masalah : 1. CMAP baseline rendah 2. Otot tdk bisa di imobilisasi

VI. Frekuensi stimulasi - optimal 2-3 Hz utk slow RNS Hz utk rapid RNS (pd kondisi tertentu) VII. Jumlah Stimulasi getaran utk slow RNS - stimulus 5 sampai 10 dtk pada rapid RNS  wktu yg dibutuhkan utk melihat max increment VIII. Kalkulasi Increment & Decrement

Dgn 3-Hz RNS, CMAP terendah biasanya di 3&4 Stimulasi ke 5&6 membaik krn mulai resuplai Abnormal jika decrement >10% Dgn rapid RNS, tertinggi setelah 5-10 dtk dibandingkan baseline CMAP Increment 40% pada pseudofacilitation Increment >100% pada pre synap NMJ dis.

EKSKLUSI Respon decrement tjd predominan pada kelainan primer NMJ Bisa terdapat pada kelainan lain, t.u severe denervating dis. ( mis. Motorneuron disease), myopathy (myotonic& metabolic myopathy) Pada kondisi prominen denervasi dan reinervasi, NMJ baru terbentuk  reinervasi, immatur & tdk stabil  respon decrement pada RNS RNS tdk boleh berdiri sendiri, perlu riwayat klinis & pmx neurologi, NCS rutin & needle EMG

TERIMA KASIH