Stimulus–response curve of human motor nerves: Multicenter assessment of various indexes

SummaryThe value of various indexes to characterize the stimulus–response curve of human motor nerves was assessed in 40 healthy subjects recruited from four European centers of investigation (Créteil, Lausanne, Liège, Marseille). Stimulus–response curves were established by stimulating the right median and ulnar motor nerves at the wrist, with stimulus durations of 0.05 and 0.5 ms. The following parameters were studied: the threshold intensity of stimulation to obtain 10% (I10), 50% (I50), and 90% (I90) of the maximal compound muscle action potential, the ratios I10/I50, I90/I50, (I90 − I10)/I10, (I90 − I50)/I50, and (I50 − I10)/I10, and the slopes of the stimulus–response curves with or without normalization to I50. For each parameter, within-center variability and reproducibility (in a test–retest study) were assessed and between-center comparisons were made. For most of the parameters, the results varied significantly within and between the centers. Within the centers, only the ratios I10/I50 and I90/I50 were found constant and reproducible. Between the centers, the absolute intensity thresholds (I10, I50, I90) and the ratio I90/I50 did not show significant differences at stimulus duration of 0.5 ms, whatever the stimulated nerve. The reduced variability and good reproducibility of the ratios I10/I50 and I90/I50 open perspectives in neurophysiological practice for the use of these indexes of the stimulus–response curve, a rapid and noninvasive test.

RésuméLa valeur de différents indices caractérisant la courbe stimulus–réponse des nerfs moteurs a été étudiée dans une population de 40 sujets sains recrutés dans quatre centres européens (Créteil, Lausanne, Liège, Marseille). Les courbes stimulus–réponse des nerfs médian et cubital ont été obtenues en délivrant des stimulations au poignet droit d’une durée de 0,05 et 0,5 millisecondes. Nous avons étudié les seuils d’intensité de stimulation permettant d’obtenir 10 % (I10), 50 % (I50) et 90 % (I90) de la valeur maximale du potentiel d’action moteur global, les rapports I10/I50, I90/I50, (I90 − I10)/I10, (I90 − I50)/I50 et (I50 − I10)/I10, ainsi que les pentes des courbes stimulus–réponse avec ou sans normalisation par I50. Pour chaque paramètre, la variabilité et la reproductibilité (lors d’une étude test–retest) ont été évaluées dans les différents centres et des comparaisons ont été réalisées entre les centres. Pour la plupart des paramètres, les résultats variaient significativement aussi bien dans chaque centre qu’entre les centres. Seuls les rapports I10/I50 et I90/I50 furent trouvés constants et reproductibles dans chacun des centres. Par ailleurs, les seuils d’intensité absolus (I10, I50, I90) et le rapport I90/I50 ne montrèrent pas de différences significatives entre les centres pour une durée de stimulation de 0,5 millisecondes, quel que soit le nerf stimulé. La faible variabilité et la bonne reproductibilité des rapports I10/I50 et I90/I50 ouvrent des perspectives pour l’application en pratique neurophysiologique de ces indices qui caractérisent la courbe stimulus–réponse, un test rapide et non invasif.