Computergestützte Auswertung des glattmuskulären Elektromyogramms der Corpora cavernosa (CC-EMG) mittels Fast-Fourier-Transformation (FFT)

Zusammenfassung:

Die während der Kontraktion der glattmuskulären Zellen der Corpora cavernosa auftretende elektrische Aktivität ist meßbar, die Interpretation der analogen Daten jedoch zeitaufwendig. Unsere Studie sollte untersuchen, ob CC-EMGs von Normalpersonen vergleichbar sind und ob eine Interpretation des CC-EMGs durch Digitalisierung und Aufarbeitung mittels der FFT möglich ist. Elektromyogramme der Corpora cavernosa wurden von 37 Männern eines Normalkollektivs über einen Zeitraum von 45 Minuten sowohl analog als auch digital aufgezeichnet. Anschließend wurde mittels der FFT die Erstellung der Leistungsdichtespektren, welche die Verteilung der Leistung über die Frequenz charakterisieren, durchgeführt. Bei 31/37 Männern fand sich ein gleiches oder zumindest sehr ähnliches CC-EMG-Muster im Zeitbereich. Einstichartefakte (bei 18 Probanden untersucht) wurden bei 17/18 bis zur 20.Minute, bei 1/18 bis zur 40. Minute beobachtet. In den resultierenden Frequenzspektren tritt ein Maximum der Leistung bei einer Frequenz von 0,3 Hertz auf. Danach ist ein kontinuierliches Absinken der Leistung um ca. vier Zehnerpotenzen bis zu einer Frequenz von 5 Hertz zu beobachten. Mehr als 90% der Leistung tritt zwischen 0 und 5 Hertz auf. Oberhalb von 5 Hertz ist das Leistungsdichtespektrum im Rahmen der Rechengenauigkeit nicht mehr von Rauschen zu unterscheiden, d. h., daß hier keine nennenswerte Leistung auftritt. Unter dem Einfluß von Artefakten tritt Leistung auch oberhalb von 5 Hertz auf. Wir folgern, daß die Ableitung des CC-EMGs interindividuell reproduzierbar und eine computergestützte Auswertung mittels FFT nach Extraktion der Artefakte möglich ist. Die Interpretation der CC-EMG-Signale erscheint somit grundsätzlich computergestützt durchführbar.

Abstract

The electrical activity occurring during contraction of the smooth muscle cells of the corpora cavernosa can be recorded. However, interpretation of the analogous data is time-consuming. The aim of our study was to investigate whether the CC-EMG's of normal subjects are comparable to each other and if interpretation of the CC-EMG by digitalization and Fast-Fourier-Transformation is feasible. CC-EMG's were analogously and digitally registered from 37 normal subjects during 45 minutes. Afterwards, powerspectra were made by FFT which characterize the distribution of the power above the frequency. 31/37 men showed an identical or at least a very similar electrical activity pattern on analogous registration. Needle penetration artefacts (investigated in 18 subjects) were found in 17/18 CC-EMG's during the first 20 minutes and in 1/18 during the first 40 minutes. The resulting powerspectra showed a maximum of power at a frequency of 0.3 Hertz. After this maximum, power decreases continuously by about four ten-potencies up to a frequency of 5 Hertz. More than 90% of the power occurs between 0 and 5 Hertz. Above 5 Hertz, the powerspectrum cannot be distinguished within the scope of precision of calculation from the noise. Including artefacts to the registration, power also occurs above 5 Hertz. We conclude that the registration of CC-EMG is interindividually reproducible and a computer-assisted evaluation by FFT after extraction of artefacts is feasible. Thus, interpretation of the CC-EMG signals by a computer-aided expert system seems to be practicable.

Key words:

Electromyogram - Corpus cavernosum - CC-EMG - Fast-Fourier-Transformation