Guillaume Michaud

Phonomyography and mechanomyography can be used interchangeably to measure neuromuscular block at the adductor pollicis muscle.

The standard of neuromuscular monitoring is the measurement of the force of contraction (mechanomyography, MMG). Phonomyography (PMG) consists of recording low-frequency sounds created during muscle contraction. In this study, we compared and used both methods to determine neuromuscular blockade (NMB) at the adductor pollicis muscle. In 14 patients, PMG was recorded via a small condenser microphone taped to the thenar mass, and a standard mechanomyographic device was applied to the same arm. In another group of 14 patients, only PMG was measured. After induction of anesthesia, the ulnar nerve was stimulated supramaximally using single twitch stimulation (0.1 Hz) for onset and train-of-four (TOF) stimulation every 12 s during offset of NMB produced by mivacurium 0.1 mg/kg. Onset and recovery indices measured by the 2 methods were compared using Student’s t-test (P < 0.05). Similar comparisons were made between the two PMG groups (with or without special board). Agreement between PMG and MMG was examined using a Bland-Altman test. Onset was 165 (68) s versus 172 (67) s [mean (sd)], and maximum blockade was 89 (10)% versus 90 (11)%, for PMG and MMG respectively (NS). Time to 25%, 75%, and 90% recovery was 16.5 (4.2) min, 22.1 (6.9) min, and 24.5 (8.2) min, respectively for PMG, not different from 16.7 (4) min, 22.8 (8.1) min, and 24.8 (8.8) min for MMG. Mean bias was 0% with limits of agreement of −10 and + 10% of twitch height for all signals (MMG minus PMG). Time to TOF of 0.5, 0.7, 0.8, and 0.9, was 1 min faster with PMG than with MMG, with limits of agreement of −1.5 to 3.5 min. Pharmacodynamic data derived without or with special arm fixation were not significantly different. MMG and PMG can be used interchangeably to determine NMB at the adductor pollicis muscle. PMG is easier to apply, does not need a special monitoring board and could be a reliable monitor to determine NMB in daily routine.

Comparison of phonomyography, kinemyography and mechanomyography for neuromuscular monitoring

PurposeThe gold standard of neuromuscular monitoring is mechanomyography (MMG). Phonomyography (PMG) and kinemyography (KMG) are new methods of neuromuscular monitoring. In this study, all three methods were compared to determine neuromuscular blockade at the adductor pollicis muscle.MethodsIn 14 patients, phonomyography was recorded via a microphone taped to the thenar region. A standard mechanomyographic device was applied to the same thumb, and attached to the force transducer. On the contralateral side, a NMT-Mechanosensorê probe was attached to the thumb and forefinger (KMG). After induction of general anaesthesia, the ulnar nerves were stimulated supramaximally using superficial electrodes at the wrists using train-of-four (TOF) stimulation every 12 sec. Onset and recovery indices measured by the three methods after mivacurium 0.2 mg·kg-1 iv were compared using ANOVA-multiple group comparisons. Agreement between methods was determined using Lin’s concordance correlation coefficient.ResultsOnset time and peak effect measured via MMG and PMG were similar. Recovery times from neuromuscular blockade (NMB) as measured via the three methods were not different. Agreement between PMG and MMG was excellent for onset and offset of NMB but unsatisfactory for peak effect. Agreement between MMG and KMG was satisfactory for TOF 0.25 and 0.50, and excellent for TOF 0.75 and 0.90 (onset and peak effect not determined for KMG). Agreement between PMG and KMG was satisfactory for TOF 0.25, 0.50 and 0.75, and excellent for TOF 0.90.ConclusionMechanomyography, PMG and KMG show satisfactory agreement for determination of recovery of NMB for clinical purposes.RésuméObjectifLa référence en monitorage neuromusculaire est la mécanomyographie (MMG). La phonomyographie (PMG) et la cinémyographie (CMG) sont de nouvelles méthodes. Nous comparons les trois méthodes pour qualifier le blocage neuromusculaire à ľadducteur du pouce.MéthodeLa phonomyographie a été enregistrée par un microphone fixé à la région thénar chez 14 patients. Un appareil de mécanographie standard, au même pouce, a été fixé au transducteur de force. Au côté opposé, une sonde de NMTMechanosensorê a été fixée au pouce et à ľindex (CMG). Après ľinduction de ľanesthésie, les nerfs cubitaux ont reçu une stimulation supramaximale, utilisant un train-de-quatre (TDQ) toutes les 12 sec, produite par des électrodes superficielles aux poignets. Les indices du début et de la fin du bloc, mesurés par les trois méthodes après ľadministration iv de 0,2 mg·kg-1 de mivacurium, ont été comparés par une analyse ANOVA de groupes multiples. La concordance entre les méthodes a été déterminée par le coefficient de concordance et de corrélation de Lin.RésultatsLes temps du début et de ľeffet maximal du blocage neuromusculaire (BNM) étaient similaires par MMG et PMG. Les temps de récupération du BNM ont été similaires avec les trois méthodes. La concordance entre la PMG et la MMG a été excellente pour le début et la fin du BNM, mais insatisfaisante pour ľeffet maximal. La concordance entre la MMG et la CMG a été satisfaisante pour les TDQ 0,25 et 0,50, et excellente pour les TDQ 0,75 et 0,90 (début et effet maximal non déterminés pour le CMG). La concordance entre la PMG et la CMG a été satisfaisante pour les TDQ 0,25, 0,50 et 0,75 et excellente pour le TDQ 0,90.ConclusionLa MMG, la PMG et la CMG affichent une concordance satisfaisante pour la détermination de la récupération après un BNM réalisé pour des objectifs cliniques.

Comparison of phonomyography with balloon pressure mechanomyography to measure contractile force at the corrugator supercilii muscle.

PurposePhonomyography is based on the creation of low frequency sounds during muscle contraction, which can be recorded and used for neuromuscular monitoring. In this study, balloon pressure mechanomyography, a novel method to measure the force of contraction via pressure changes in an air-filled balloon, was compared with phonomyography to determine neuromuscular blockade at the corrugator supercilii muscle.MethodAfter approval of the Ethics Committee and informed consent, 15 patients were studied. A small condenser microphone was taped to the area just above the eyebrow for phonomyography; an air-filled balloon was taped to the area just above the opposite eyebrow. After induction of anesthesia using remifentanil and propofol, a laryngeal mask airway was inserted without the aid of neuromuscular blocking agents. The facial nerve was stimulated supramaximally with single-twitch stimulation (0.1 Hz) using superficial electrodes placed on both temporal areas for onset and train-of-four stimulation every 12 sec during offset of neuromuscular blockade produced by mivacurium 0.1 mg·kg−1. Onset and recovery measured by the two methods were compared using the t test and agreement between phonomyography and balloon pressure mechanomyography was examined using the Bland-Altman method.ResultsOnset, peak effect, and time to reach 25%, 75%, and 90% of control twitch response for phonomyography vs balloon pressure method were 83 ±16 sec vs 81 ±15 sec, 80 ±15% vs 82 ±17%, 7.7 ±2.3 min vs 7.5 ±2.4 min, 9.9 ±4.1 min vs 10.5 ±4 min, and 12.6 ±4.3 min vs 13.1 ±4.5 min respectively without being significantly different. Mean bias was 1% with limits of agreement of −9 and +9% of twitch height (TI).ConclusionWe applied a balloon pressure method to measure the force at the corrugator supercilii. Phonomyography at the corrugator supercilii shows good agreement with this modified version of mechanomyography.RésuméObjectifLa phonomyographie repose sur la création de sons de basse fréquence pendant la contraction musculaire, sons qui peuvent être enregistrés et utilisés pour le monitorage des muscles. Dans notre étude, la mécanomyographie avec ballonnet sous pression, une nouvelle méthode de mesure de la force de contraction au moyen des changements de pression dans un ballonnet rempli d’air, a été comparée à la phonomyographie pour déterminer le bloc neuromusculaire du muscle sourcilier.MéthodeAyant obtenu l’accord du Comité d’éthique, notre étude a été réalisée auprès de 15 patients consentants. Un petit microphone à condensateur a été fixé juste au-dessus du sourcil pour la phonomyographie; un ballonnet rempli d’air a été fixé juste au-dessus du sourcil opposé. Après l’induction de l’anesthésie avec rémifentanil et propofol, un masque laryngé a été inséré sans aide d’agents bloqueurs neuromusculaires. Le nerf facial a subi un stimulus supramaximal simple (0,1 Hz) par des électrodes superficielles placées sur les deux tempes pour la stimulation du début et en train-de-quatre toutes les 12 sec pendant la récupération du blocage neuromusculaire produit par 0,1 mg·kg−1 de mivacurium. Le délai d’installation et la récupération mesurés selon les deux méthodes ont été comparés par le test t et la concordance entre phonomyographie et mécanomyographie avec ballonnet sous pression a été examinée selon la méthode Bland-Altman.RésultatsLe délai d’installation, l’effet maximal et le temps nécessaire pour atteindre 25 %, 75 % et 90 % de la stimulation témoin avec la phonomyographie vs le ballonnet sous pression, ont été de 83 ±16 sec vs 81 ±15 sec, 80 ±15 % vs 82 ±17%, 7,7 ±2,3 min vs 7,5 ±2,4 min, 9,9 ±4,1 min vs 10,5 ±4 min et 12,6 ±4,3 min vs 13,1 ±4,5 min respectivement, sans être significativement différents. Le biais moyen a été de 1 % avec des limites de concordance de −9 et +9 % de la hauteur de la stimulation (TI). Conclusion : Nous avons appliqué une méthode avec ballonnet sous pression pour mesurer la force au muscle sourcilier. La phonomyographie du muscle sourcilier a montré une bonne concordance avec cette version modifiée de la mécanomyographie.

Monitoring neuromuscular blockade at the vastus medialis muscle using phonomyography.

PurposeThe vastus medialis muscle has been recently proposed as a new site for monitoring neuromuscular blockade (NMB). The purpose of this study is to compare NMB at the vastus medialis with the adductor pollicis muscle using phonomyography (PMG).MethodsFifteen patients were enrolled in the study. Anesthesia was induced with remifentanil 0.25 to 0.5 μg·kg-1·min-1, followed by propofol 2 to 2.5 mg-1·kg-1iv. Analgesia was provided by remifentanil 0.05 to 0.25 μg·kg-1·min-1iv throughout surgery. A small piezo-electric microphone was attached to the middle of the thenar mass of the right hand to record acoustic signals produced by the contraction of the adductor pollicis muscle. A second microphone was fixed to the medial part of the thigh, 10 cm over the patella, to record the response from the vastus medialis muscle. The ulnar nerve and theim branches of the femoral nerve were stimulated using train-of-four stimulation every 12 sec. Onset, maximum effect, and offset of neuromuscular block were measured after mivacurium 0.2 mg·kg-1iv and compared.ResultsAt the vastus medialis muscle, the onset of NMB was significantly shorter at 1.9 ± 0.6 min vs 2.8 ± 0.7 min, the maximum effect less pronounced at 85 ± 11% vs 96 ± 2% and recovery of NMB to 25%, 75%, 90% of twitch control height more rapid than at the adductor pollicis muscle at 17 ± 2.2 min vs 21.6 ± 4.2 min, 26.7 ± 6.5 vs 21 ± 4.1 min and 30.7 ± 6.6 vs 35.9 ± 7.1 min, respectively.ConclusionsPMG can be used to measure NMB at the vastus medialis muscle. We found a shorter onset time, less pronounced maximum effect and more rapid recovery of NMB at the vastus medialis muscle than at the adductor pollicis muscle.RésuméObjectifLe muscle vaste interne du membre inférieur a été proposé récemment comme nouveau site de monitorage du bloc neuromusculaire (BNM). Notre but est de comparer le BNM au muscle vaste interne et à ľadducteur du pouce en utilisant la phonomyographie (PMG).MéthodeQuinze patients ont été recrutés. Ľanesthésie a été induite avec 0,25 à 0,5 μg·kg-1·min-1 de rémifentanil suivi de 2 à 2,5 mg-1·kg-1 de propofol iv. Ľanalgésie a été produite avec 0,05 à 0,25 μg·kg-1·min-1 de rémifentanil iv tout au long de ľopération. Un petit microphone piézo-électrique a été attaché au milieu de ľéminence thénar de la main droite pour enregistrer les signaux acoustiques produits par la contraction de ľadducteur du pouce. Un second microphone a été fixé à la partie interne de la cuisse, 10 cm au-dessus de la rotule pour enregistrer la réponse du muscle vaste interne. Le nerf cubital et les branches im du nerf fémoral ont été stimulés en train-de-quatre à toutes les 12 s. Le délai ďinstallation, ľeffet maximal et la cessation du bloc neuromusculaire ont été mesurés et comparés après ľadministration iv de 0,2 mg·kg-1 de mivacurium.RésultatsAu muscle vaste interne, le délai ďinstallation du BNM a été significativement plus court à 1,9 ± 0,6 min vs 2,8 ± 0,7 min, ľeffet maximal moins prononcé à 85 ± 11 % vs 96 ± 2 % et la récupération du BNM, à 25 %, 75 %, 90 % ďintensité de la stimulation témoin, plus rapide qu’à ľadducteur du pouce à 17 ± 2,2 min vs 21,6 ± 4,2 min, 26,7 ± 6,5vs 21 ± 4,1 min et 30,7 ± 6,6 vs 35,9 ± 7,1 min, respectivement.ConclusionLa PMG peut être utilisée pour mesurer le BNM au muscle vaste interne du membre inférieur. Le délai ďinstallation était plus court, ľeffet maximal moins prononcé et la récupération plus rapide du BNM au muscle vaste interne du membre inférieur qu’au muscle adducteur du pouce.Objectif Le muscle vaste interne du membre inferieur a ete propose recemment comme nouveau site de monitorage du bloc neuromusculaire (BNM). Notre but est de comparer le BNM au muscle vaste interne et a ľadducteur du pouce en utilisant la phonomyographie (PMG).

Phonomyographic measurements of neuromuscular blockade are similar to mechanomyography for hand muscles

PurposePhonomyography consists of recording low frequency sounds created during muscle contraction. In this study, phonomyography of three regions of the hand was compared to mechanomyography of the adductor pollicis.MethodsIn 12 patients, phonomyography was recorded via small condenser microphones taped over the thenar mass, the hypothenar eminence, and the dorsal groove between the first and second metacarpal bones to record the acoustic signals of adductor pollicis and the hypothenar and first dorsal interosseus muscles, respectively. Mechanomyography of the adductor pollicis was recorded simultaneously using a force transducer. After induction of anesthesia, the ulnar nerve was stimulated supramaximally using train-of-four (TOF) stimulation every 12 sec. Onset, maximum effect, and offset of neuromuscular block after rocuronium 0.6 mg·kg−1 were measured using phonomyography and compared to mechanomyography using ANOVA and the Bland-Altman test.ResultsPhonomyographic measurements of onset and maximum effect of neuromuscular blockade were not significantly different from mechanomyographic measurements. Phonomyographic measurements of offset (T25%, T75 %, TOF 0.8) of neuromuscular block at the thenar muscles and first dorsal interosseus muscles were not significantly different from mechanomyographic measurements at adductor pollicis; however, T50%, T75% and T90% phonomyographic measurements at the hypothenar muscle were significantly shorter than at any other muscle site.ConclusionThere was good agreement between mechanomyographic measurements at the adductor pollicis muscle and phonomyographic measurements at the thenar and the first dorsal interosseus muscles. Phonomyography of those two muscles could be used interchangeably with mechanomyography of adductor pollicis for clinical purposes.RésuméObjectifLa phonomyographie consiste à enregistrer les sons de basse fréquence créés pendant la contraction musculaire. Dans la présente étude, la phonomyographie de trois régions de la main a été comparée à la mécanomyographie de l’adducteur du pouce.MéthodeLa phonomyographie a été enregistrée chez 12 patients avec des petits microphones à condensateurs fixés sur la paume, l’éminence hypothénar et le sillon dorsal entre le premier et le second os métacarpien pour enregistrer les signaux acoustiques de l’adducteur du pouce, du muscle hypothénar et du premier muscle dorsal interosseux, respectivement. La mécanomyographie de l’adducteur du pouce a été enregistrée simultanément avec un transducteur de force. Après l’induction de l’anesthésie, le nerf cubital a été soumis à une stimulation supramaximale utilisant un train-de-quatre (TDQ) toutes les 12 sec. Le délai d’installation du bloc, son effet maximal et son extinction après l’administration de 0,6 mg·kg− 1 de rocuronium, ont été mesurés par phonomyographie et comparés à la mécanomyographie par l’analyse de la variance et le test Bland-Altman.RésultatsLes mesures phonomyographiques du délai d’installation et de l’effet maximal n’étaient pas significativement différentes des mesures mécanomyographiques. Avec la phonomyographie, les mesures de l’extinction du bloc (T25 %, T75 %, TDQ 0,8) neuromusculaire au muscle thénar et au premier muscle interosseux dorsal n’ont pas été significativement différentes des mesures mécanomyographiques à l’adducteur du pouce; cependant, les mesures phonomyographiques des T50 %, T75 % etT90 % au muscle hypothénar ont été significativement plus courtes qu’à tout autre site musculaire.ConclusionIl y a une bonne concordance entre les mesures mécanomyographiques de l’adducteur du pouce et les mesures phonomyographiques des muscles thénar et premier interosseux dorsal. La phonomyographie de ces deux muscles peut être utilisée de façon interchangeable avec la mécanomyographie de l’adducteur du pouce en clinique.

An external monitoring site at the neck cannot be used to measure neuromuscular blockade of the larynx

Using phonomyography, a new monitoring technique of neuromuscular blockade (NMB), we compared NMB after mivacurium 0.1 mg/kg at the lateral cricoarytenoid muscle (LCA) with a possible external monitoring site of the larynx. In 12 patients, data were obtained at both sites using phonomyography. Anesthesia was induced with remifentanil 0.25–0.5 &mgr;g · kg−1 · min−1 followed by propofol 2–3 mg/kg. A small piezo-electric microphone was positioned beside the vocal cords into the muscular process at the base of the arytenoid cartilage to record acoustic signals from the contraction of the LCA. A second microphone was positioned at an external site, lateral to the trachea, just below the thyroid notch. The recurrent laryngeal nerve was stimulated supramaximally using train-of-four (TOF) stimulation every 12 s. Onset, maximum effect, and offset of NMB were measured and compared. Peak effect, time to reach (T) 25%, 75%, and 90% of control twitch response, and TOF recovery to TOF ratios 0.5–0.8 were significantly longer at the external site. The onset time was not significantly different between the two sites. We used phonomyography with a microphone placed at the neck to evaluate the possibility to externally monitor NMB at the larynx. When compared with LCA, we found a more pronounced peak effect and longer offset of NMB. The acoustic signals recorded at this external site are unlikely to stem from laryngeal muscle contraction but are rather a result of contraction of the strap muscles of the neck.

Le monitorage du bloc neuromusculaire du muscle vaste interne du membre inférieur avec phonomyographie

PurposeThe vastus medialis muscle has been recently proposed as a new site for monitoring neuromuscular blockade (NMB). The purpose of this study is to compare NMB at the vastus medialis with the adductor pollicis muscle using phonomyography (PMG).MethodsFifteen patients were enrolled in the study. Anesthesia was induced with remifentanil 0.25 to 0.5 μg·kg-1·min-1, followed by propofol 2 to 2.5 mg-1·kg-1iv. Analgesia was provided by remifentanil 0.05 to 0.25 μg·kg-1·min-1iv throughout surgery. A small piezo-electric microphone was attached to the middle of the thenar mass of the right hand to record acoustic signals produced by the contraction of the adductor pollicis muscle. A second microphone was fixed to the medial part of the thigh, 10 cm over the patella, to record the response from the vastus medialis muscle. The ulnar nerve and theim branches of the femoral nerve were stimulated using train-of-four stimulation every 12 sec. Onset, maximum effect, and offset of neuromuscular block were measured after mivacurium 0.2 mg·kg-1iv and compared.ResultsAt the vastus medialis muscle, the onset of NMB was significantly shorter at 1.9 ± 0.6 min vs 2.8 ± 0.7 min, the maximum effect less pronounced at 85 ± 11% vs 96 ± 2% and recovery of NMB to 25%, 75%, 90% of twitch control height more rapid than at the adductor pollicis muscle at 17 ± 2.2 min vs 21.6 ± 4.2 min, 26.7 ± 6.5 vs 21 ± 4.1 min and 30.7 ± 6.6 vs 35.9 ± 7.1 min, respectively.ConclusionsPMG can be used to measure NMB at the vastus medialis muscle. We found a shorter onset time, less pronounced maximum effect and more rapid recovery of NMB at the vastus medialis muscle than at the adductor pollicis muscle.RésuméObjectifLe muscle vaste interne du membre inférieur a été proposé récemment comme nouveau site de monitorage du bloc neuromusculaire (BNM). Notre but est de comparer le BNM au muscle vaste interne et à ľadducteur du pouce en utilisant la phonomyographie (PMG).MéthodeQuinze patients ont été recrutés. Ľanesthésie a été induite avec 0,25 à 0,5 μg·kg-1·min-1 de rémifentanil suivi de 2 à 2,5 mg-1·kg-1 de propofol iv. Ľanalgésie a été produite avec 0,05 à 0,25 μg·kg-1·min-1 de rémifentanil iv tout au long de ľopération. Un petit microphone piézo-électrique a été attaché au milieu de ľéminence thénar de la main droite pour enregistrer les signaux acoustiques produits par la contraction de ľadducteur du pouce. Un second microphone a été fixé à la partie interne de la cuisse, 10 cm au-dessus de la rotule pour enregistrer la réponse du muscle vaste interne. Le nerf cubital et les branches im du nerf fémoral ont été stimulés en train-de-quatre à toutes les 12 s. Le délai ďinstallation, ľeffet maximal et la cessation du bloc neuromusculaire ont été mesurés et comparés après ľadministration iv de 0,2 mg·kg-1 de mivacurium.RésultatsAu muscle vaste interne, le délai ďinstallation du BNM a été significativement plus court à 1,9 ± 0,6 min vs 2,8 ± 0,7 min, ľeffet maximal moins prononcé à 85 ± 11 % vs 96 ± 2 % et la récupération du BNM, à 25 %, 75 %, 90 % ďintensité de la stimulation témoin, plus rapide qu’à ľadducteur du pouce à 17 ± 2,2 min vs 21,6 ± 4,2 min, 26,7 ± 6,5vs 21 ± 4,1 min et 30,7 ± 6,6 vs 35,9 ± 7,1 min, respectivement.ConclusionLa PMG peut être utilisée pour mesurer le BNM au muscle vaste interne du membre inférieur. Le délai ďinstallation était plus court, ľeffet maximal moins prononcé et la récupération plus rapide du BNM au muscle vaste interne du membre inférieur qu’au muscle adducteur du pouce.Objectif Le muscle vaste interne du membre inferieur a ete propose recemment comme nouveau site de monitorage du bloc neuromusculaire (BNM). Notre but est de comparer le BNM au muscle vaste interne et a ľadducteur du pouce en utilisant la phonomyographie (PMG).

Dominance of the hand does not change the phonomyographic measurement of neuromuscular block at the adductor pollicis muscle

Phonomyography (PMG) is a novel method to determine neuromuscular blockade (NMB) with high sensitivity and applicability at all muscles. The adductor pollicis muscle has long been used in research and clinical practice as reference for neuromuscular monitoring. The goal of our study was to compare PMG signals (train-of-four [TOF] ratios and T1/T0 values) from both hands of the same patient to investigate the influence of hand dominance on neuromuscular monitoring. In 14 patients, PMG was recorded via small piezoelectric microphones taped over the thenar mass of both hands. After induction of anesthesia, both ulnar nerves were stimulated supramaximally using TOF stimulation every 12 s. Mivacurium 0.2 mg/kg was administered within 5 s. Onset, maximum effect, and offset of NMB were compared between both adductor pollicis muscles. Twelve patients were right-handed and two patients were left-handed. No statistical difference was found between the signals from the dominant or nondominant hand. Correlation was very good (r = 0.95). Agreement was excellent with a bias of −0.57% and limits of agreement of −17.9% to 16.7% (dominant – nondominant hand). This study shows minimal bias, good correlation and no statistical difference when NMB is monitored at both the dominant and nondominant adductor pollicis muscles. Both hands could be used interchangeably to assess NMB at the adductor pollicis muscle.