การตรวจคลื่นไฟฟ้าประสาทสัมผัส (SSEP)

Somatosensory Evoked Potential (SSEP) คืออะไร?

คลื่นไฟฟ้าสมองสัมพันธ์กับระบบรับความรู้สึก (somatosensory evoked potential) คือการตอบสนองทางไฟฟ้าที่สามารถวัดได้ซึ่งสร้างขึ้นโดยระบบประสาทหลังจากที่เส้นทางการรับความรู้สึกถูกกระตุ้น

ในการศึกษาทางคลินิก มักจะมีการส่งกระแสไฟฟ้าสั้นๆ ไปยังเส้นประสาทส่วนปลาย ในขณะที่อิเล็กโทรดจะบันทึกกิจกรรมที่เกิดขึ้น ณ จุดที่เลือกตามเส้นทางเดินประสาทและเหนือหนังศีรษะ ในกรณีเหล่านี้ การทดสอบสามารถช่วยตรวจดูว่ากระแสประสาทเดินทางผ่านเส้นประสาทส่วนปลาย ไขสันหลัง และเส้นทางเดินประสาทในสมองในลักษณะที่คาดหวังไว้หรือไม่

การทดสอบ Somatosensory Evoked Potential ทำงานอย่างไร?

การทดสอบ SSEP เริ่มต้นด้วยการกระตุ้นเส้นประสาทส่วนปลายที่กำหนด ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ที่แขนหรือขา อิเล็กโทรดบันทึกผลที่วางอยู่บนหนังศีรษะและบางครั้งในตำแหน่งทางกายวิภาคเพิ่มเติมจะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าเมื่อกระแสประสาทเคลื่อนที่ผ่านระบบรับความรู้สึก คอมพิวเตอร์จะจัดเรียงการทดลองหลายๆ ครั้งให้ตรงกับการกระตุ้นและหาค่าเฉลี่ย ซึ่งจะช่วยลดกิจกรรมพื้นหลังที่ไม่เกี่ยวข้องและเผยให้เห็น waveform ที่ทำซ้ำได้ จากนั้นผู้ประเมินจะพิจารณาเรื่องจังหวะเวลา ขนาด ความสามารถในการทำซ้ำ และการกระจายตัวของการตอบสนอง

คุณลักษณะสองประการที่มีประโยชน์อย่างยิ่งในการทดสอบ SSEP คือ Latency ซึ่งอธิบายช่วงเวลาระหว่างการกระตุ้นและส่วนประกอบของ waveform ในขณะที่ amplitude อธิบายถึงขนาดของส่วนประกอบนั้น

การตอบสนองที่ล่าช้า ลดลง หรือขาดหายไปอาจบ่งบอกถึงการนำไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไป แต่ก็อาจสะท้อนถึงปัจจัยทางเทคนิค อุณหภูมิร่างกาย ยา ยาสลบ หรือการเปลี่ยนแปลงของสถานะทางสรีรวิทยาได้เช่นกัน

ประเภทของการทดสอบ SSEP

โดยทั่วไปชื่อของการศึกษา SSEP จะระบุถึงเส้นประสาทที่ถูกกระตุ้นและเส้นทางเดินประสาทที่กำลังตรวจ การศึกษาแขนและมือ (upper-limb) มักใช้เส้นประสาท median หรือ ulnar ในขณะที่การศึกษาขาและเท้า (lower-limb) มักใช้เส้นประสาท posterior tibial

เส้นประสาทที่เลือกจะขึ้นอยู่กับคำถามทางคลินิกและส่วนของระบบประสาทที่อยู่ภายใต้การประเมิน การบันทึกอาจรวมถึงตำแหน่งส่วนปลาย, บริเวณคอ, ใต้คอร์เท็กซ์ และคอร์เท็กซ์ เพื่อช่วยระบุตำแหน่งของการขัดจังหวะหรือการเปลี่ยนแปลง

ห้องปฏิบัติการอาจใช้ different montages หรือแบบแผนการตั้งชื่อส่วนประกอบที่แตกต่างกัน และค่าปกติจะแตกต่างกันไปตามอายุ ส่วนสูง อุณหภูมิ อุปกรณ์ และวิธีการทางเทคนิค ดังนั้น การเปรียบเทียบการตอบสนองกับข้อมูลอ้างอิงที่เหมาะสมจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการตีความที่มีความรับผิดชอบ

การตีความผลลัพธ์ N20 Somatosensory Evoked Potential และการตีความผลลัพธ์ SSEP

N20 คือส่วนประกอบ waveform ที่มีชื่อเรียกซึ่งมักได้รับการประเมินในการศึกษา median nerve SSEP ฉลากนี้อ้างอิงถึงขั้ว (polarity) และช่วงเวลาโดยประมาณภายใต้แบบแผนการบันทึกเฉพาะ มากกว่าที่จะเป็นค่าคงที่สากลสำหรับทุกคนหรือทุกห้องปฏิบัติการ

ผู้ประเมินจะประเมินว่ามีส่วนประกอบดังกล่าวอยู่หรือไม่ สามารถทำซ้ำได้หรือไม่ มีจังหวะเวลาที่เหมาะสม และมีความสมมาตรอย่างสมเหตุสมผลหรือไม่เมื่อการเปรียบเทียบแบบข้างต่อข้างมีความหมาย waveform โดยรอบและตำแหน่งบันทึกอื่นๆ จะช่วยให้บริบทที่สำคัญ

latency ที่ยืดยาวออกไปสามารถบ่งชี้ถึงการนำไฟฟ้าที่ช้าลง ณ ที่ใดที่หนึ่งตามเส้นทางเดินประสาทที่ทดสอบ แต่ไม่ได้ระบุตำแหน่งของรอยโรคโดยอัตโนมัติ amplitude อาจได้รับอิทธิพลจากกายวิภาค การวางตำแหน่งอิเล็กโทรด สัญญาณรบกวน การหาค่าเฉลี่ย และความแรงของการตอบสนองส่วนปลาย

ในทางกลับกัน การตอบสนองที่ขาดหายไปอาจสะท้อนถึง neurological dysfunction แม้ว่าต้องพิจารณาความล้มเหลวทางเทคนิคและสภาวะทางสรีรวิทยาก่อนก็ตาม ช่วงอ้างอิงและวิธีการของห้องปฏิบัติการจึงเป็นส่วนหนึ่งของผลลัพธ์ ไม่ใช่สิ่งที่มาคิดทีหลัง

การตีความระหว่างการผ่าตัดมักเน้นย้ำถึงการเปลี่ยนแปลงจากค่าพื้นฐานเฉพาะของผู้ป่วย มากกว่าการเปรียบเทียบกับช่วงอ้างอิงของผู้ป่วยนอกในวงกว้าง การเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญอาจนำไปสู่การตรวจสอบทางเทคนิคและการประเมินตำแหน่งร่างกาย อุณหภูมิ ความดันโลหิต สภาวะของยาสลบ หรือเหตุการณ์ทางศัลยกรรม

นัยสำคัญของสัญญาณจะถูกกำหนดโดยรูปแบบ ความคงอยู่ จังหวะเวลา และสถานการณ์ทางคลินิก รายงาน SSEP ควรได้รับการอ่านควบคู่ไปกับการตรวจร่างกายและการทดสอบอื่นๆ แทนที่จะถือเป็นการคาดการณ์แบบเดี่ยวๆ

วิธีการที่ Somatosensory Evoked Potentials ติดตามการประมวลผลการสัมผัสของคอร์เท็กซ์

somatosensory evoked potential คือกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กที่กระตุ้นให้เกิด action potential เข้าสู่เส้นประสาท median, ulnar หรือ tibial ลำดับของกระแสประสาทที่เข้ามาอย่างรวดเร็วนี้จะเดินทางขึ้นไปตาม dorsal column ของไขสันหลัง ข้ามเข้าไปยังก้านสมองที่ medulla เชื่อมต่อประสาทใน thalamus และสุดท้ายส่งสัญญาณไปยัง primary somatosensory cortex ใน postcentral gyrus

จุดถ่ายทอดแต่ละจุดจะเพิ่มความล่าช้าในการประมวลผลเล็กน้อย แต่การตอบสนองของคอร์เท็กซ์ที่ได้รับการศึกษาและมีประโยชน์ทางคลินิกมากที่สุดจะมาถึงในเวลาประมาณ 20 มิลลิวินาทีหลังการกระตุ้น การเบี่ยงเบนเชิงลบนั้น หรือ N20 จะตามด้วยจุดยอดเชิงบวกที่ประมาณ 25 มิลลิวินาที หรือ P25

องค์ประกอบ SSEP ของคอร์เท็กซ์ในระยะเริ่มต้นเหล่านี้ร่วมกันทำหน้าที่เป็น biomarkers ที่แข็งแกร่งสำหรับฟังก์ชัน thalamocortical สิ่งเหล่านี้บอกแพทย์ว่าสัญญาณรับความรู้สึกที่เพิ่มขึ้นได้เดินทางผ่านเส้นทางทั้งหมดจากส่วนปลายไปยังคอร์เท็กซ์โดยไม่มีการอุดตันครั้งใหญ่

ส่วนประกอบ N20/P25 ในระยะเริ่มต้นเหล่านี้แตกต่างจาก cognitive event‑related potentials ในระยะหลัง เช่น P300 ซึ่งอยู่นอกเหนือขอบเขตของการวิเคราะห์ SSEP N20 เกิดขึ้นจากคลื่น depolarization แรกในชั้น IV ของ somatosensory cortex และสะท้อนถึงการลงทะเบียนสิ่งเร้าแบบดิบๆ ก่อนที่จะเกิดความใส่ใจ (pre‑attentive)

จากเส้นประสาทส่วนปลายสู่ N20/P25: เส้นทางเดินประสาทขาขึ้น

หลังจากที่สิ่งเร้าทางไฟฟ้ากระตุ้นเส้นประสาทส่วนปลาย สัญญาณนำเข้า (afferent signal) จะเข้าสู่ไขสันหลังและขึ้นไปทางด้านเดียวกัน (ipsilaterally) ภายใน dorsal columns ที่ระดับของ medulla เส้นใยประสาทเหล่านี้จะเชื่อมต่อประสาทใน nucleus cuneatus (สำหรับสัญญาณนำเข้าจากแขน) หรือ nucleus gracilis (สำหรับขา) เส้นใยประสาทลำดับที่สองจะข้ามฝั่ง (decussate) และเดินทางขึ้นไปเป็น medial lemniscus ไปยัง ventroposterior lateral nucleus ของ thalamus

จากนั้นเซลล์ประสาททาลามัสจะส่งสัญญาณไปยัง primary somatosensory cortex ท่อส่งทั้งหมดนี้คือระบบ dorsal somatosensory ซึ่งเป็นเส้นทางที่จัดการกับการสัมผัสที่แยกแยะได้และการรับรู้อากัปกิริยาอย่างมีสติ (conscious proprioception) แต่ไม่มีการทับซ้อนโดยตรงกับเส้นทางเดินประสาทสั่งการขาลง (descending motor tracts) ที่วิ่งในระบบ anterolateral และ corticospinal

เนื่องจาก N20/P25 สะท้อนถึงการมาถึงของสัญญาณที่คอร์เท็กซ์หลังจากผ่านสถานีถ่ายทอดใต้คอร์เท็กซ์เหล่านี้ การไม่มี N20 จึงบ่งบอกถึงการบล็อกทางโครงสร้างหรือทางหน้าที่ ณ จุดใดจุดหนึ่งตามห่วงโซ่นั้น ในทางกลับกัน N20 ที่ยังคงอยู่แสดงว่าวงจร dorsal column–medial lemniscus–thalamocortical ยังคงปกติ อย่างน้อยก็ ณ ช่วงเวลาที่บันทึก

ความเฉพาะเจาะจงทางกายวิภาคนี้เป็นทั้งจุดแข็งและจุดอ่อน ช่วยให้การตรวจสอบ SEP สามารถมุ่งเป้าไปที่เส้นทางรับความรู้สึกที่แม่นยำเส้นทางเดียวได้ แต่ทำให้ไม่สามารถมองเห็นการบาดเจ็บที่ส่งผลกระทบต่อระบบสั่งการได้

วิธีการแยกสัญญาณ SEP ออกจากสัญญาณรบกวนพื้นหลังของ EEG

กิจกรรม EEG activity ที่เกิดขึ้นเองอย่างต่อเนื่อง, muscle artifact และสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าจากห้องผ่าตัดสามารถซ่อน evoked potential ระดับไมโครโวลต์ได้อย่างง่ายดาย เพื่อดึงสัญญาณให้ออกมาปรากฏให้เห็น ทีมงานมักจะพึ่งพาสองกลยุทธ์ ได้แก่ การกระตุ้นซ้ำๆ และการหาค่าเฉลี่ยสัญญาณ

กระแสไฟฟ้าจะถูกส่งในอัตราประมาณ 2 ถึง 5 Hz และกลุ่ม EEG segments ที่ถูกกำหนดเวลาให้ตรงกับการกระตุ้นแต่ละครั้งจะถูกจัดเรียงและหาค่าเฉลี่ย สัญญาณรบกวนพื้นหลังแบบสุ่มซึ่งไม่สัมพันธ์กับสิ่งเร้าจะลดลงเป็นรากที่สองของจำนวนการทดลอง ในขณะที่ waveform ของ SSEP ที่สอดคล้องกันจะชัดเจนยิ่งขึ้นในแต่ละรอบที่เพิ่มเข้ามา

แนวทางปฏิบัติที่เผยแพร่โดย International Society of Intraoperative Neurophysiology เน้นย้ำว่าการปรับอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (SNR) ให้เหมาะสมนั้นเป็นพื้นฐาน นั่นหมายถึงการเลือกช่องทางขั้วไฟฟ้าส่วนปลายและคอร์เท็กซ์ที่ให้การตอบสนองที่ใหญ่ที่สุดและเสถียรที่สุด ในขณะที่ละทิ้งช่องทาง SNR ต่ำที่มีแต่สัญญาณรบกวน

อิเล็กโทรดควบคุมส่วนปลายที่วางอยู่เหนือเส้นประสาทหลัก (เช่น ที่จุด Erb สำหรับการกระตุ้นเส้นประสาท median) จะยืนยันว่าสิ่งเร้าเข้าสู่ร่างกายจริง ในขณะที่การควบคุมระบบคอร์เท็กซ์จะช่วยแยกแยะสาเหตุทางศัลยกรรมออกจากสาเหตุที่ไม่ใช่ทางศัลยกรรมของการลดลงของ amplitude หากไม่มีการควบคุมดังกล่าว การลดลงของ cortical SEP อาจถูกระบุอย่างผิดพลาดว่าเป็นเพราะการบาดเจ็บจากการผ่าตัด ทั้งที่จริงแล้วมันเกิดจากปัญหาทางเทคนิค อุณหภูมิของระยางค์ลดลง หรือการดมยาสลบที่ลึกขึ้น

ทางเลือกอื่นนอกเหนือจาก SSEP

SSEP เป็นส่วนประกอบหนึ่งของการประเมินทาง neurophysiological และการทดสอบอื่นๆ อาจตอบคำถามที่แตกต่างกันได้ การตรวจระบบประสาทมาตรฐานจะประเมินความรู้สึก ความแข็งแรง การตอบสนอง (reflexes) การประสานงาน และฟังก์ชันอื่นๆ โดยตรง วิธีการสร้างภาพสามารถแสดงการเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้าง ในขณะที่การศึกษาเส้นประสาทส่วนปลายสามารถจำแนกการนำไฟฟ้าในเส้นประสาทแต่ละเส้นได้ ทางเลือกขึ้นอยู่กับระดับทางกายวิภาคที่สงสัยและคำถามทางคลินิก

evoked potentials อื่นๆ จะตรวจดูระบบรับความรู้สึกที่แตกต่างกัน Visual evoked potentials จะประเมินการตอบสนองต่อการกระตุ้นทางสายตา และ brainstem auditory evoked potentials จะตรวจดูแง่มุมต่างๆ ของเส้นทางการได้ยิน วิธีการเหล่านี้เป็นทางเลือกในบางสถานการณ์ แต่ไม่สามารถใช้แทน SSEP ได้

อาจเลือกใช้รูปแบบอื่นๆ เพิ่มเติมระหว่างการผ่าตัดเมื่อการผ่าตัดคุกคามเส้นทางเดินประสาทสั่งการ เส้นประสาทสมอง หรือกิจกรรมของคอร์เท็กซ์ Electromyography, motor evoked potentials, EEG และการประเมินทางคลินิกโดยตรง ต่างก็ให้ข้อมูลที่แตกต่างกันและมีข้อจำกัดในการตีความของตนเอง ไม่มีรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งที่สามารถครอบคลุมทุกแง่มุมของฟังก์ชันระบบประสาทได้

บทสรุป

somatosensory evoked potential ยังคงเป็นสัญญาณ EEG ที่มีความเป็นมาตรฐานสูงและมีประโยชน์ทางคลินิก ส่วนประกอบ N20 และ P25 ของมันให้การอ่านค่าความสมบูรณ์ของเส้นทางรับความรู้สึก dorsal แบบเรียลไทม์ ซึ่งไม่มีอะไรเทียบได้ในเรื่องของความเร็วและความเฉพาะเจาะจง

อย่างไรก็ตาม ความไวสูงต่อสัญญาณรับความรู้สึกนี้เน้นย้ำถึงจุดบอดทางกายวิภาคที่สำคัญ: เนื่องจากเส้นทางรับความรู้สึกและเส้นทางสั่งการมีความแตกต่างกันทางโครงสร้าง SEP ที่ปกติจึงไม่สามารถรับประกันฟังก์ชันการสั่งการที่สมบูรณ์ได้ การพึ่งพาเฉพาะ SEP ในระหว่างขั้นตอนที่มีความเสี่ยงสูงจะทำให้ไม่สามารถตรวจพบการบาดเจ็บของเส้นทางเดินประสาทสั่งการที่กำลังเกิดขึ้นถึงสามในสี่ส่วน

เพื่อเอาชนะข้อจำกัดนี้ การปฏิบัติทางคลินิกต้องจัดลำดับความสำคัญของการตรวจสอบแบบหลายรูปแบบ (multi-modal) โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเสริม SEP ด้วย transcranial electric motor evoked potentials (tceMEPs) ด้วยการตีความ SEP ภายในขีดจำกัดทางกายวิภาคและควบคู่ไปกับรูปแบบการวินิจฉัยอื่นๆ ทีมแพทย์สามารถเปลี่ยนเครื่องมือตรวจสอบที่ไม่สมบูรณ์แบบให้กลายเป็นระบบป้องกันที่ทรงพลังและมีระเบียบวินัยสูงเพื่อผลลัพธ์ที่ดีของผู้ป่วย

เอกสารอ้างอิง

1. MacDonald, D. B., Dong, C., Quatrale, R., Sala, F., Skinner, S., Soto, F., & Szelényi, A. (2019). Recommendations of the International Society of Intraoperative Neurophysiology for intraoperative somatosensory evoked potentials. Clinical neurophysiology, 130(1), 161-179. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2018.10.008

คำถามที่พบบ่อย

somatosensory evoked potential (SEP) คืออะไร?

SEP คือการตอบสนองทางไฟฟ้าที่สัมพันธ์กับเวลาซึ่งบันทึกจากหนังศีรษะหลังจากกระตุ้นเส้นประสาทส่วนปลาย เช่น เส้นประสาท median หรือ tibial สะท้อนถึงความสมบูรณ์ของเส้นทางการรับความรู้สึก dorsal จากส่วนปลายผ่านไขสันหลังและทาลามัสไปยัง primary somatosensory cortex

วัดค่า SEP ระหว่างการผ่าตัดหรือในแผนกผู้ป่วยโคม่าอย่างไร?

กระแสไฟฟ้าสั้นๆ จะถูกส่งไปยังเส้นประสาทส่วนปลายในขณะที่อิเล็กโทรด EEG บันทึกการตอบสนองของคอร์เท็กซ์ โดยทั่วไปจะเป็นจุดยอด N20 และ P25 เพื่อปรับปรุงสัญญาณให้ดีขึ้น จะมีการนำสิ่งเร้าที่ทำซ้ำจำนวนมากมาหาค่าเฉลี่ยเพื่อให้สัญญาณรบกวนพื้นหลังแบบสุ่มหักล้างกันไป และการตอบสนองที่สอดคล้องกันจะชัดเจนยิ่งขึ้น

ส่วนประกอบ N20/P25 บอกอะไรแก่แพทย์โดยเฉพาะเจาะจง?

การมีอยู่และ amplitude ของส่วนประกอบคอร์เท็กซ์ในระยะเริ่มต้นเหล่านี้บ่งชี้ว่าสัญญาณรับความรู้สึกได้เดินทางโดยไม่บุบสลายจากเส้นประสาทส่วนปลายผ่าน dorsal columns, ก้านสมอง และทาลามัสไปยังคอร์เท็กซ์ การขาดหายไปหรือการลดลงอย่างเห็นได้ชัดบ่งบอกถึงการขาดสะบั้นอย่างรุนแรงในเส้นทางการรับความรู้สึกเฉพาะนั้น