Abstrak
Perkenalan
Kejang klonik ditandai dengan gerakan berkedut pada frekuensi 0,2–5 Hz. “Kedutan” klonik dihasilkan oleh kontraksi singkat yang tersinkronisasi dari otot agonis dan antagonis, diikuti oleh periode diam yang tersinkronisasi. Dalam penelitian ini, kami bertujuan untuk membandingkan karakteristik elektromiografi permukaan (sEMG) dari kejang klonik negatif pada kulit kepala dengan kejang klonik yang tidak disertai epilepsi seperti tremor yang dapat menyerupai kejang klonik.
Metode
Kami mengidentifikasi secara retrospektif pasien yang didiagnosis dengan kejang klonik atau tremor negatif pada kulit kepala dengan EEG. Kami hanya menyertakan pasien ( n = 6) yang dipantau secara bersamaan dengan elektroda video-EEG dan sEMG. sEMG ditempatkan pada otot agonis dan antagonis pada ekstremitas yang terkena menggunakan sistem penempatan standar yang dikembangkan di institusi kami. Kami menganalisis karakteristik semburan sEMG berikut: hubungan antara otot agonis dan antagonis dan evolusi temporal durasi semburan, amplitudo semburan, dan frekuensi semburan.
Hasil
Karakteristik sEMG berikut diamati: (i) semburan sEMG dan periode hening yang sesuai bersifat sinkron antara otot agonis dan antagonis pada kejang klonik. Pada tremor, pola bergantian terlihat. (ii) Amplitudo semburan sEMG meningkat selama 10 detik pertama kejang klonik. Tidak ada perubahan signifikan pada tremor. (iii) Durasi semburan sEMG meningkat dari awal hingga akhir kejang klonik. Tidak ada perubahan signifikan pada tremor. (iv) Frekuensi semburan sEMG menurun dari awal hingga akhir kejang klonik karena peningkatan durasi semburan dan periode hening. Tidak ada perubahan konsisten pada frekuensi semburan pada tremor. (v) Durasi semburan sEMG ≥250 ms merupakan indikasi kejang klonik dengan nilai prediksi positif >90%.
Kesimpulan
Studi kami menggambarkan fitur sEMG karakteristik kejang klonik tanpa korelasi kulit kepala-EEG, yang dapat digunakan sebagai penanda biologis objektif dalam membedakannya dari gerakan nonepileptik seperti tremor.
Poin-poin penting
- Kejang klonik dicirikan oleh ledakan sEMG yang sinkron dan periode diam otot agonis dan antagonis.
- Terdapat peningkatan ledakan sEMG dan durasi periode hening selama kejang klonik, yang menyebabkan melambatnya frekuensi kedutan.
- Kejang klonik tanpa korelasi kulit kepala-EEG durasinya secara signifikan lebih pendek dibandingkan dengan kejang yang memiliki korelasi.
1. PENDAHULUAN
EEG berkelanjutan dengan pemantauan video simultan merupakan standar emas untuk diagnosis awal dan klasifikasi kejang. Sayangnya, kejang mungkin tidak memiliki korelasi kulit kepala-EEG karena berbagai alasan. Interpretasi EEG kulit kepala dapat dibatasi oleh artefak yang melimpah atau kesalahan teknis. Aktivasi setidaknya 6 cm 2 materi kortikal, dan dalam kebanyakan kasus lebih besar dari 10 cm 2 , diperlukan untuk menghasilkan korelasi pada EEG kulit kepala. 1 Penelitian telah menunjukkan bahwa hanya 58% kejang pada EEG intrakranial yang memiliki korelasi kulit kepala-EEG. Dari jumlah tersebut, hanya 10%–33% kejang fokal dengan kesadaran yang terjaga memiliki korelasi kulit kepala yang sesuai. 2 , 3 Dalam penelitian ini, kejang tanpa korelasi kulit kepala secara signifikan lebih pendek durasinya daripada yang memiliki korelasi kulit kepala, masing-masing 49 detik versus 89 detik. 2 Hal ini mencerminkan fakta bahwa kejang fokal membutuhkan waktu untuk merekrut korteks yang cukup untuk menghasilkan korelasi kulit kepala. Dalam kasus ini, dan khususnya dengan simtomatologi yang halus, dapat ada keraguan yang wajar dalam klasifikasi kejang. Hal ini menimbulkan tantangan signifikan terhadap pengobatan ketika diagnosis epilepsi masih belum pasti.
Dalam studi ini, kami bertujuan untuk menunjukkan peran elektromiografi permukaan (sEMG) dalam diagnosis kejang klonik fokal (motor sadar fokal (klonik)) tanpa korelasi kulit kepala-EEG. Pengukuran sEMG bersifat noninvasif, mudah secara teknis, dan berkualitas tinggi. 4 Studi sEMG sebelumnya telah mengidentifikasi pola aktivitas otot spesifik yang unik untuk kejang tonik-klonik umum (GTC), yang dapat secara andal membedakannya dari kejadian nonepilepsi psikogenik dan kejang yang disebabkan oleh tindakan. 5 , 6
2 METODE
Kami melakukan analisis retrospektif antara tahun 2021 dan 2023 di pusat kami untuk menyertakan pasien berturut-turut yang didiagnosis dengan kejang klonik atau tremor negatif EEG kulit kepala. Kriteria inklusi mencakup yang berikut: (1) Pasien dengan klasifikasi kejang atau tremor berdasarkan semiologi yang direkam video oleh ahli epileptologi bersertifikat (NF) dan (2) pasien yang dipantau secara bersamaan dengan video-EEG dan sEMG. Kriteria eksklusi mencakup yang berikut: (1) sinyal atau artefak EMG latar belakang yang signifikan yang menghalangi pengukuran semburan yang tepat, (2) semiologi apa pun (seperti tonik) selain klonik atau tremor murni, dan (3) kurangnya video yang jelas selama kejadian. Aktivitas EMG dan EEG direkam menggunakan Nihon Kohden QP-112AK Ver. 10–03, penguat sistem JE-921A 10–20, dengan filter low pass diatur pada 70 Hz dan laju pengambilan sampel 200 Hz. Elektroda sEMG dipasang pada otot agonis dan antagonis pada ekstremitas yang terkena menggunakan sistem pemasangan standar yang dikembangkan di institusi kami.7 Dua elektroda dipasang pada masing-masing otot, dengan jarak 1 hingga 1,5 inci, dan dihubungkan satu sama lain.
Satu kejadian motorik khas dianalisis untuk setiap pasien. Dari semua kejadian yang terekam, kami memilih kejadian dengan kedutan klonik paling jelas pada video dan semburan EMG paling bersih untuk dianalisis. EEG kemudian diinterpretasikan secara visual untuk mengonfirmasi tidak adanya korelasi untuk kejadian motorik. Selanjutnya, saluran sEMG fleksor dan ekstensor dibandingkan secara kualitatif untuk menentukan apakah ada aktivasi otot agonis dan antagonis yang sinkron, dan apakah aktivasi otot diikuti oleh relaksasi total (disebut periode diam). Akhirnya, saluran sEMG fleksor atau ekstensor dianalisis untuk karakteristik berikut untuk setiap detik dalam waktu: durasi semburan, amplitudo semburan, dan frekuensi semburan. Kami memilih antara saluran fleksor dan ekstensor berdasarkan mana yang memiliki amplitudo tertinggi, dan dengan demikian sinyal paling kuat. Keputusan ini terutama kualitatif berdasarkan analisis visual sinyal EMG.
Kami menyertakan pengukuran untuk setiap detik dalam waktu selama durasi kejadian klinis, dimulai pada permulaan klinis dan berakhir pada offset klinis pada video. Beberapa pengukuran burst sEMG dalam setiap detik dirata-ratakan untuk menghasilkan durasi burst tunggal, amplitudo, dan pengukuran frekuensi per detik. Ada antara satu dan empat titik pengukuran yang dirata-ratakan per detik. Perhitungan dilakukan secara manual menggunakan alat kursor waktu dan voltase Nihon-Kohden, pada halaman 5 detik, dengan sensitivitas 5 μV/mm dan konstanta waktu 0,003 detik, dan dengan filter 60 Hz aktif. Durasi burst diukur dengan menempatkan kursor pengukuran pertama di awal setiap burst dan kursor pengukuran kedua di akhir setiap burst. Frekuensi burst diukur dengan menempatkan kursor pengukuran pertama di awal satu burst dan kursor pengukuran kedua di awal burst berikutnya. Amplitudo burst diukur dengan menempatkan kursor pengukuran pertama di puncak tampak tertinggi di bawah garis dasar dan kursor pengukuran kedua di puncak tampak tertinggi di atas garis dasar, dalam setiap burst (Gambar S1 ). Kami memetakan angka-angka ini terhadap waktu menggunakan diagram sebar. Dengan memilih semburan EMG yang paling bersih dan meminta analis data yang sama mengukur setiap kejadian setidaknya dua kali untuk mengurangi kesalahan manusia, kami memastikan bahwa data kami dapat direproduksi. Namun, karena penempatan kursor merupakan proses manual, mungkin ada variabilitas antar-pemeriksa, yang merupakan keterbatasan metode ini.
Rata-rata balik dilakukan untuk mengidentifikasi potensi pelepasan sebelumnya pada kejang klonik negatif kulit kepala pada pasien 1. Kami menggunakan platform BacAv 8 yang tersedia secara daring untuk tujuan ini. Kami mengidentifikasi 50 semburan sEMG berturut-turut dan mengekstrak data EEG dan EMG sebagai file .txt untuk diunggah ke platform BacAV . Kami menggunakan C4-A1 sebagai saluran EEG dan saluran EMG fleksor untuk analisis.
Untuk membandingkan variabel antar kelompok, uji Mann–Whitney digunakan untuk analisis. 9 Nilai p <.05 dianggap signifikan secara statistik.
Studi ini disetujui oleh Dewan Peninjauan Institusional di Rumah Sakit Universitas Cleveland.
3 HASIL
Tiga pasien dengan kejang klonik EEG negatif dan tiga pasien dengan tremor dipelajari (Tabel 1 ).
| Sabar | Usia (tahun) | Seks | Lokasi | Peristiwa | Etiologi | Klasifikasi |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 68 | M | Ruang perawatan intensif | Tangan kiri berkedut | Hematom subdural | Kejang klonik |
| 2 | 77 | M | Lantai | Tangan kanan berkedut | Melanoma metastasis | Kejang klonik |
| 3 | 65 | F | Ruang perawatan intensif | Lengan kanan berkedut | Penyakit Meningioma | Kejang klonik |
| 4 | 69 | M | Ruang perawatan intensif | Tangan kiri berkedut | Cedera otak traumatis | Getaran (2–5 Hz) |
| 5 | 48 | M | AMU | Tangan kanan berkedut | Idiopatik | Getaran (2–3 Hz) |
| 6 | 30 | F | Ruang perawatan intensif | Tangan kanan berkedut | Perdarahan subaraknoid | Getaran (5–8 Hz) |
Singkatan: AMU, Unit Pemantauan Epilepsi Dewasa; ICU, unit perawatan intensif.
Secara klinis, semua kejadian yang dianalisis melibatkan kedutan tangan atau lengan. Kejadian yang secara klinis diklasifikasikan sebagai kejang klonik ditandai dengan “kedutan,” sedangkan tremor memiliki karakter “sinusoidal” (Video 1 dan 2 ). Ketiga tremor tersebut tidak berdiferensiasi, namun, pasien 4 dan 5 memiliki tremor frekuensi rendah, amplitudo rendah yang menyerupai tremor parkinson. Tremor pasien 6 lebih tinggi dalam frekuensi dan amplitudo.
Ledakan sEMG dan periode hening yang sesuai selalu sinkron antara agonis dan antagonis dalam kejang klonik (Gambar 1A ), berbeda dengan tremor, di mana pola bergantian terlihat (Gambar 1B ).
Pada kejang klonik, peningkatan linear dalam durasi burst terlihat, bersamaan dengan penurunan linear dalam frekuensi burst seiring waktu (Gambar 2A,B ). Tidak ada perubahan konsisten yang terlihat pada tremor (Gambar 3A,B ). Terdapat pula peningkatan konsisten dalam durasi periode hening yang terlihat pada kejang klonik, yang tidak terlihat pada tremor dan merupakan kontributor utama terhadap penurunan frekuensi burst seiring waktu (Gambar 4A–F ).
Terdapat peningkatan linear dalam amplitudo burst dalam 10 detik pertama kejang, setelah titik tersebut amplifier menjadi jenuh pada pasien 1 dan 2 (Gambar 2A–C , Gambar 4A–C ). Sebaliknya, pada tremor, tidak ada perubahan konsisten dalam durasi, amplitudo, atau frekuensi burst dari waktu ke waktu (Gambar 3A–C dan 4D–F ).
Untuk pasien 1 dan 3 yang diklasifikasikan dengan kejang klonik, ada kejadian serupa lainnya yang direkam pada video-EEG dengan korelasi kulit kepala-EEG yang jelas yang mendukung diagnosis epilepsi (Gambar 5 ). Selain itu, untuk pasien 1, kami dapat mengidentifikasi potensial yang mendahului ledakan sEMG dengan melakukan rata-rata balik 50 ledakan berturut-turut. EEG menunjukkan potensial bifasik dengan positif awal di C4. Potensi ini memiliki morfologi yang sama dengan yang direkam dalam kejang dengan korelasi kulit kepala-EEG yang jelas, sehingga melokalisasi generator ke korteks peri-rolandik (Gambar S2 ). Latensi EEG-sEMG <20 ms, konsisten dengan konduksi traktus kortikospinalis untuk ekstremitas atas. Karakteristik sEMG kejang dengan dan tanpa korelasi EEG identik. Ledakan sEMG dan periode diam yang sesuai sinkron antara otot agonis dan antagonis dalam kejang dengan korelasi EEG yang jelas juga (Gambar 5B,D ). Selain itu, kami juga menganalisis evolusi temporal durasi, frekuensi, dan amplitudo semburan sEMG pada kejang dengan korelasi EEG, dan polanya mirip dengan kejang tanpa korelasi EEG (Gambar S3 ). Pasien 2 tidak mengalami kejang dengan korelasi kulit kepala-EEG yang jelas; namun, pasien ini memiliki bukti jelas adanya perlambatan fokal berkelanjutan di hemisfer kiri dan bukti adanya lesi metastasis. Selain itu, pasien merespons secara dramatis terhadap obat antikejang dan kejang berhenti dalam waktu 24 jam.
Kami menganalisis durasi 10 kejang berturut-turut dengan dan tanpa korelasi kulit kepala-EEG, masing-masing. Untuk pasien 1, durasi rata-rata kejang dengan korelasi kulit kepala-EEG adalah 95,3 ± 28,8 detik (95% CI 77,5–113,2 detik) dan untuk kejang tanpa korelasi kulit kepala-EEG adalah 63,7 ± 8,5 detik (95% CI 58,4–68,9 detik). Dengan menggunakan uji Mann–Whitney, perbedaan ini signifikan secara statistik dengan p = 0,008. Untuk pasien 3, durasi rata-rata kejang dengan korelasi kulit kepala-EEG adalah 61,5 ± 12,7 detik (95% CI 53,6–69,3 detik) dan untuk kejang tanpa korelasi kulit kepala-EEG adalah 42,5 ± 9,1 detik (95% CI 36,9–48,1 detik). Dengan menggunakan uji Mann–Whitney, perbedaan ini signifikan secara statistik dengan p = 0,002.
Bahasa Indonesia: Dengan menggunakan uji Mann–Whitney, kami menemukan perbedaan yang signifikan secara statistik dalam durasi semburan sEMG antara kejang klonik dan tremor (51,8 ms, 95% CI 51,6–52,0 ms) ( p = .0013). Durasi semburan sEMG rata-rata untuk kejang klonik adalah 200,1 ms, dan durasi semburan sEMG rata-rata untuk tremor adalah 148,3 ms. Untuk memberikan arahan yang lebih jelas untuk interpretasi, kami bertujuan untuk menetapkan kerangka waktu tertentu yang secara akurat dapat membedakan kejang klonik dari tremor. Kami secara acak mengidentifikasi 64 semburan di setiap kelompok (kejang klonik dan tremor). Kami menggunakan histogram yang tumpang tindih untuk membandingkan durasi semburan sEMG dari kejang klonik dan tremor. Durasi semburan sEMG ≥250 ms dapat secara andal membedakan antara kejang klonik dan tremor dengan nilai prediksi positif (PPV) >90% (Gambar 6 ). Karena beberapa ledakan sEMG pada kejang klonik dapat memiliki durasi ledakan kurang dari 250 ms, ledakan tersebut dapat salah diklasifikasikan sebagai kejadian tremor menggunakan batas ini, sehingga mengurangi sensitivitas. Durasi ledakan sEMG, secara terpisah, tidak boleh digunakan sebagai kriteria untuk membedakan antara kejang klonik dan tremor. Karakteristik kualitatif lain yang dijelaskan di sini, bersama dengan durasi ledakan sEMG, bersama-sama dapat membantu dokter membedakan antara gerakan-gerakan ini. Sensitivitas yang sesuai dan nilai prediktif positif untuk batas durasi ledakan sEMG ditunjukkan pada Tabel S1 .
4 DISKUSI
Kejang klonik ditandai dengan gerakan kedutan berulang pada frekuensi 0,2 hingga 5 Hz. 10 Klonus fokal yang menyerupai kejang klonik fokal dapat direproduksi dengan stimulasi listrik langsung pada area motorik primer (M1) di girus presentralis. 11 , 12 Literatur yang ada tentang pola sEMG pada kejang klonik fokal relatif jarang. Satu studi menunjukkan bahwa data sEMG mentah dan olahan yang dianalisis oleh ahli epileptologi yang tidak mengetahui video-EEG secara akurat mengklasifikasikan 89% kejang tonik-klonik dan tonik, tetapi hanya 33% kejang klonik. 13 Dalam studi ini, kami mengidentifikasi temuan sEMG karakteristik pada kejang klonik fokal tanpa korelasi EEG kulit kepala, seperti yang dilaporkan oleh kelompok kami dalam publikasi sebelumnya. 7 Kami juga membandingkan temuan ini dengan tremor.
Kami mengamati kesesuaian yang tinggi di antara hasil penelusuran EMG dari tiga pasien dengan kejang klonik, meskipun terdapat variabilitas yang luas dalam demografi, tingkat keparahan, durasi kejadian, dan etiologi. Kejang klonik selalu menunjukkan evolusi temporal yang jelas pada sEMG tetapi sulit diukur secara visual di tempat tidur. Sebaliknya, tremor menunjukkan variabilitas acak tanpa perubahan yang dapat diandalkan dari waktu ke waktu.
Selama kejang klonik tanpa korelasi EEG, selalu ada ledakan sEMG yang sinkron dari otot agonis dan antagonis yang bergantian dengan periode diam yang sinkron. Hal ini konsisten dengan penelitian sebelumnya tentang kejang klonik fokal dengan korelasi EEG yang jelas, yang telah menunjukkan aktivasi dan relaksasi agonis dan antagonis yang sinkron. 7 , 8 Selain itu, kami mengonfirmasi pengamatan ini dalam penelitian ini juga untuk kejang dengan korelasi EEG yang jelas pada pasien #1 dan #3. Sebaliknya, tremor selalu memiliki pola bergantian pada pasien kami. Beberapa penelitian sebelumnya juga menunjukkan pola aktivasi agonis dan antagonis yang bergantian pada tremor parkinson, Holmes, dan fungsional. 14 – 17
Selain itu, kejang klonik menunjukkan peningkatan cepat yang konsisten dalam amplitudo dan durasi semburan sEMG dengan penurunan frekuensi semburan yang sesuai dari awal hingga akhir kejang klonik (Gambar 2A–C dan 4A–C ). Kami telah melaporkan karakteristik ini dalam penelitian kami sebelumnya tentang kejang klonik spontan dengan korelasi EEG yang jelas. 7 Kami telah mengamati karakteristik yang hampir identik dalam kedutan klonik yang disebabkan oleh stimulasi listrik korteks motorik primer. 12 Selama stimulasi frekuensi tinggi (≥20 Hz), respons klonik tipe II diperoleh (didefinisikan oleh semburan EMG lebar >50 ms). Saat rangkaian stimulasi berlanjut, ada peningkatan progresif dalam amplitudo dan durasi semburan sEMG, kemungkinan besar dihasilkan oleh penjumlahan potensial pascasinaptik rangsang yang lebih awal, karena durasinya yang lebih pendek (25–50 ms). Penurunan progresif dalam frekuensi semburan sEMG disebabkan oleh kombinasi semburan EMG yang berkepanjangan dan periode diam yang berkepanjangan, yang kemungkinan terkait dengan penjumlahan potensial pascasinaps penghambatan yang lebih lambat, karena durasinya yang lebih panjang (>100 ms), yang dimediasi oleh kolateral GABAergik traktus piramidal berulang. 12
Tremor, sebaliknya, menunjukkan variabilitas acak dari waktu ke waktu, kemungkinan karena tidak ada efek penjumlahan dari aktivitas listrik yang disinkronkan (Gambar 3A–C dan 4D–F ). Dipostulatkan bahwa tremor dihasilkan oleh kopling neuronal antara kelompok neuron yang berbeda yang dapat menghasilkan osilasi berkelanjutan. Perilaku osilasi didorong oleh fenomena rebound pasca-inhibisi. Kedua kelompok neuron diaktifkan secara bergantian dan karenanya mengaktifkan kelompok otot yang berbeda secara bergantian. 18 Aktivasi dan relaksasi otot agonis dan antagonis yang bergantian ini membuat tremor tampak seperti “sinusoidal”.
Perbedaan utama antara kejang klonik dan tremor dirangkum dalam Tabel 2 .
| Karakteristik | Kejang klonik | Getaran |
|---|---|---|
| Klinis | Penampakan ‘kedutan’ disebabkan oleh kedutan cepat dari otot agonis dan antagonis, diikuti oleh relaksasi yang lambat | Penampakan ‘sinusoidal’ karena kontraksi dan relaksasi otot agonis dan antagonis secara bergantian |
| Bahasa Indonesia: seMG | Ledakan sinkron dan periode hening dari otot agonis dan antagonis | Semburan dan periode hening bergantian dari otot agonis dan antagonis |
| Peningkatan linier dalam durasi periode ledakan dan hening dari awal hingga akhir kejang | Tidak ada perubahan yang konsisten dalam durasi periode burst dan silent | |
| Penurunan linier dalam frekuensi ledakan dari awal hingga akhir kejang | Tidak ada perubahan konsisten dalam frekuensi burst | |
| Peningkatan linier dalam amplitudo ledakan | Tidak ada perubahan yang konsisten dalam amplitudo burst | |
| Durasi burst rata-rata 200,1 ms | Durasi burst rata-rata 148,3 ms |
Singkatan: sEMG, elektromiografi permukaan.
Studi kami memiliki beberapa keterbatasan, termasuk ukuran sampel yang kecil, yaitu enam pasien. Hal ini disebabkan oleh kesulitan logistik dalam menemukan pasien dengan kejang dan tremor EEG-negatif yang dipantau secara bersamaan dengan sEMG. Karakteristik kedua kelompok berbeda, dengan pasien yang lebih muda dalam subkelompok tremor. Namun, kami berpendapat bahwa karakteristik ledakan kejang klonik EMG tidak akan berubah secara signifikan seiring bertambahnya usia. Akan tetapi, studi yang lebih besar diperlukan untuk memverifikasi hal ini. Dengan mengikutsertakan pasien dalam unit perawatan intensif, beberapa tremor atau kejang mungkin dipengaruhi oleh gangguan metabolisme atau efek obat penenang. Laju pengambilan sampel kami untuk sEMG adalah 200 Hz, yang lebih rendah dari standar 1000 Hz, yang kemungkinan menghasilkan sinyal berkualitas lebih rendah. Sementara tremor yang disertakan dalam studi kami tidak terdiferensiasi, dua dari tiga tremor tampak paling mirip dengan tremor parkinson. Ada kemungkinan bahwa etiologi dasar tremor yang berbeda dapat menghasilkan karakteristik EMG yang berbeda. Oleh karena itu, hasil kami tidak dapat diekstrapolasikan ke jenis tremor dan gerakan nonepilepsi lainnya. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk membandingkan karakteristik sEMG dari kejang klonik dan gerakan nonepilepsi lainnya.
5 KESIMPULAN
Elektromiografi permukaan dapat memberikan informasi yang objektif dan dapat diandalkan untuk membantu membedakan kejang klonik tanpa korelasi EEG kulit kepala dari tremor.
