Xét nghiệm điện thế gợi

Cách trung bình hóa tín hiệu tách các phản hồi giác quan từ hoạt động não nền

Phản hồi điện do một kích thích đơn lẻ tạo ra thường nhỏ hơn các nhịp EEG tự phát, đang diễn ra. Trên một bản ghi thô, một sóng do tiếng click tạo ra có thể hoàn toàn vô hình, bị chôn vùi dưới một biển hoạt động não không liên quan, nhiễu ảnh cơ và nhiễu bản ghi. Bước đột phá, được ghi nhận cho Dawson vào năm 1947, là việc áp dụng trung bình hóa tín hiệu để tách phản hồi khóa pha kích thích ra khỏi mọi thứ khác.

Khái niệm này bao gồm việc sử dụng một kích thích (ví dụ: mô hình bàn cờ, một tông giọng, một xung điện nhẹ) được trình bày lặp đi lặp lại, thường là nhiều trăm lần. Bởi vì phản hồi của não đối với kích thích đó xảy ra vào một thời điểm cố định sau mỗi lần trình bày, trong khi EEG nền dao động ngẫu nhiên, việc cộng tất cả các đoạn cắt khóa thời gian với kích thích sẽ củng cố phản hồi nhất quán trong khi nhiễu ngẫu nhiên dần dần tự triệt tiêu lẫn nhau.

Kết quả là một dạng sóng sạch với các đỉnh và thung lũng đặc trưng, mỗi đỉnh và thung lũng được dán nhãn bằng cực tính của nó (dương hoặc âm) và thời gian xấp xỉ tính bằng mili giây sau kích thích.

Các điện cực bề mặt được đặt tại các vị trí tiêu chuẩn hóa trên da đầu, cột sống hoặc các vị trí khác dọc theo đường dẫn truyền giác quan liên quan sẽ thu nhận những thay đổi điện áp này. Sơ đồ lắp đặt điện cực chính xác và các thông số kích thích—bao nhiêu kích thích, với tốc độ nào, với cường độ ra sao—tuân theo các quy trình thông thường, đặc thù cho từng phương thức vốn là một phần của quá trình đào tạo lâm sàng tiêu chuẩn.

Quá trình này hoàn toàn không xâm lấn. Không có kim đâm vào da, không tiêm chất cản quang và bệnh nhân thường ngồi yên lặng hoặc nằm yên. Các dạng sóng ghi lại được diễn giải bằng cách xem hệ thần kinh phản hồi nhanh như thế nào và phản hồi đó mạnh mẽ ra sao.

Tại sao xét nghiệm điện thế gợi được thực hiện?

Xét nghiệm điện thế gợi được thực hiện khi thông tin khách quan về sự dẫn truyền đường dẫn truyền giác quan có thể bổ sung cho việc đánh giá thần kinh. Nghiên cứu có thể phát hiện sự khác biệt về thời gian hoặc bất thường dạng sóng không rõ ràng từ các triệu chứng đơn thuần, nhưng nó không phải là một công cụ chẩn đoán độc lập. Giá trị của nó đến từ việc kết hợp phép đo chức năng với tiền sử, khám thần kinh, hình ảnh học, kết quả xét nghiệm và các nghiên cứu liên quan khác.

Xét nghiệm có thể được chỉ định để điều tra các triệu chứng giác quan hoặc thị giác không giải thích được, để đánh giá một rối loạn đường dẫn truyền nghi ngờ hoặc để thiết lập một mức cơ sở chức năng. Nó cũng có thể đóng góp vào việc theo dõi khi một tình trạng thần kinh đã biết đang được theo dõi theo thời gian. Ý nghĩa của một phản hồi bất thường phụ thuộc vào đường dẫn truyền cụ thể, quy trình xét nghiệm và liệu phát hiện đó có thể tái lập hay không.

Ứng dụng lâm sàng của xét nghiệm điện thế gợi

Giá trị lâm sàng của điện thế gợi thường dựa trên bốn khả năng chung:

1. Chứng minh dẫn truyền giác quan bất thường khi tiền sử hoặc khám thần kinh không rõ ràng

2. Tiết lộ sự ảnh hưởng dưới lâm sàng của hệ thống giác quan, bao gồm cả các tổn thương "im lặng"

3. Giúp xác định sự phân bố giải phẫu của bệnh và cung cấp Insight về sinh lý bệnh của nó

4. Theo dõi những thay đổi trong tình trạng thần kinh của bệnh nhân theo thời gian

Đầu tiên, xét nghiệm nhằm giúp chứng minh sự dẫn truyền hệ thống giác quan bất thường khi tiền sử hoặc khám thần kinh không rõ ràng. Bệnh nhân có thể báo cáo tình trạng tê bì hoặc thay đổi thị giác mơ hồ, tuy nhiên việc khám thông thường không phát hiện ra điều gì chắc chắn. Trong những tình huống như vậy, một điện thế gợi cho thấy sự chậm trễ rõ rệt trong dẫn truyền dọc theo đường dẫn truyền giác quan có thể cung cấp bằng chứng khách quan về sự rối loạn chức năng, hướng cán cân chẩn đoán về nguyên nhân thần kinh.

Thứ hai, điện thế gợi nhằm giúp chứng minh sự ảnh hưởng dưới lâm sàng của hệ thống giác quan. Đây là những gián đoạn trong đường dẫn truyền chưa tạo ra các triệu chứng đáng chú ý. Một đánh giá của Walsh và cộng sự nhấn mạnh cụ thể các trường hợp mất myelin đã được gợi ý bởi các dấu hiệu hoặc triệu chứng ở một khu vực của hệ thần kinh trung ương; xét nghiệm sau đó có thể nhằm mục đích phát hiện các tổn thương không ngờ tới trong một hệ thống giác quan khác. Khả năng phát hiện tổn thương im lặng về mặt lâm sàng này là một cơ sở lý thuyết quan trọng cho việc sử dụng xét nghiệm trong các bệnh đa ổ.

Thứ ba, xét nghiệm được cho là giúp xác định sự phân bố giải phẫu của một quá trình bệnh và đưa ra một số Insight về sinh lý bệnh của nó. Nếu một điện thế gợi thị giác bị trì hoãn nhưng phản hồi cảm giác thân thể vẫn bình thường, thì sự rối loạn chức năng có tính chọn lọc về mặt giải phẫu hướng vào các đường dẫn truyền thị giác chứ không phải là một quá trình lan tỏa. Mô hình bất thường trên nhiều hệ thống giác quan có thể giúp bác sĩ lâm sàng lập bản đồ nơi bệnh đang hoạt động và suy luận, ví dụ, liệu vấn đề chính là mất myelin, mất sợi trục hay cả hai.

Thứ tư, xét nghiệm nhằm giúp theo dõi những thay đổi trong tình trạng thần kinh của bệnh nhân theo thời gian. Bằng cách lặp lại cùng một điện thế gợi theo các khoảng thời gian, bác sĩ lâm sàng có khả năng theo dõi xem sự dẫn truyền đang trở nên tồi tệ hơn, ổn định hay cải thiện. Việc sử dụng theo chiều dọc này đặc biệt có ý nghĩa trong các bệnh có sự dao động hoặc trong việc đánh giá hiệu quả điều trị.

Diễn giải dạng sóng: Thời gian tiềm tàng và Biên độ

Khi máy tính trung bình hóa cung cấp một dạng sóng sạch, hai số đo chính sẽ hướng dẫn việc diễn giải: thời gian tiềm tàng và biên độ.

Thời gian tiềm tàng đề cập đến thời gian từ khi kích thích đến một đỉnh cụ thể trong phản hồi. Nó thường được đo bằng mili giây. Trong giảng dạy khoa học thần kinh, thời gian tiềm tàng kéo dài được coi là biểu hiện của sự dẫn truyền thần kinh bị chậm lại, thường là do lớp vỏ myelin cách điện xung quanh các sợi trục bị tổn thương. Các sợi thần kinh khỏe mạnh, có bao myelin tốt dẫn truyền các xung động nhanh chóng. Tuy nhiên, khi myelin bị tước đi do quá trình hủy myelin, tín hiệu sẽ truyền chậm hơn và đỉnh xuất hiện muộn hơn.

Mặt khác, biên độ phản ánh cường độ của phản hồi, thường là sự khác biệt điện áp giữa một đỉnh và máng trước đó. Biên độ giảm cho thấy ít sợi thần kinh phóng điện đồng bộ hơn, hoặc các tín hiệu được đồng bộ hóa kém. Mất sợi trục, block dẫn truyền hoặc mất đồng bộ nghiêm trọng đều có thể làm giảm biên độ.

Các tình trạng thần kinh thường được đánh giá bằng điện thế gợi

Một số tình huống lâm sàng có liên quan chặt chẽ với xét nghiệm điện thế gợi trong thần kinh học hàng ngày:

1. Các bệnh hủy myelin

2. Tổn thương tủy sống

3. Theo dõi trong phẫu thuật

Các bệnh hủy myelin

Trong thực hành lâm sàng, điện thế gợi nhằm mục đích hỗ trợ chẩn đoán rối loạn hủy myelin đa ổ bằng cách chứng minh các tổn thương rải rác trong không gian, bổ sung cho các phát hiện MRI.

Tổn thương tủy sống

Đánh giá tính toàn vẹn của các con đường cảm giác sau chấn thương tủy sống là một ứng dụng được trích dẫn rộng rãi của xét nghiệm điện thế gợi. Đặc biệt, điện thế gợi cảm giác thân thể được sử dụng để đánh giá liệu các tín hiệu từ các chi có thể truyền đến não thông qua tủy sống hay không.

Theo dõi trong phẫu thuật

Các bác sĩ phẫu thuật và nhà sinh lý thần kinh thường sử dụng điện thế gợi trong phòng mổ để theo dõi chức năng đường dẫn truyền cảm giác trong các thủ thuật gây rủi ro cho tủy sống hoặc não, nhằm mục đích phát hiện sớm các dấu hiệu suy giảm trước khi xảy ra tổn thương vĩnh viễn.

Các loại xét nghiệm điện thế gợi phổ biến

Các xét nghiệm điện thế gợi được nhóm lại theo hệ thống giác quan được kích thích và ghi lại. Mỗi phương pháp tuân theo cùng một nguyên tắc rộng rãi, mang lại một đầu vào có thể lặp lại, ghi lại phản hồi điện kết quả, đồng thời phân tích thời gian và hình dạng của nó. Tuy nhiên, thiết bị và cách diễn giải khác nhau. Ba dạng lâm sàng thường được thảo luận là điện thế gợi thị giác, phản hồi gợi thính giác thân não và điện thế gợi cảm giác thân thể.

Việc lựa chọn xét nghiệm phụ thuộc vào câu hỏi thần kinh đang được đánh giá. Một nghiên cứu thị giác theo dõi các tín hiệu từ mắt hướng về phía vỏ não thị giác, một nghiên cứu thính giác theo dõi hoạt động liên quan đến âm thanh thông qua hệ thống thính giác và thân não, và một nghiên cứu cảm giác thân thể theo dõi các xung động từ một dây thần kinh ngoại biên hướng về phía tủy sống và não. Các xét nghiệm này có thể được sử dụng riêng biệt hoặc như các phần bổ sung của một đánh giá sinh lý thần kinh rộng hơn.

Điện thế gợi thị giác (VEP)

Điện thế gợi thị giác ghi lại phản hồi điện của não đối với kích thích thị giác. Bệnh nhân có thể xem một màn hình hiển thị thay đổi theo mẫu hoặc một mục tiêu thị giác tiêu chuẩn hóa khác trong khi các điện cực da đầu ghi lại phản hồi. Dạng sóng thu được phản ánh hoạt động dọc theo đường dẫn truyền thị giác từ mắt hướng về phía não, và các bác sĩ lâm sàng kiểm tra các đặc điểm như thời gian tiềm tàng và biên độ.

Các phát hiện VEP có thể hữu ích khi các triệu chứng thị giác hoặc phát hiện thăm khám đặt ra câu hỏi về chức năng của các đường dẫn truyền thị giác. Nghiên cứu này không đo thị lực theo cách tương tự như khám bằng bảng đo thị lực, cũng không thay thế cho việc đánh giá nhãn khoa hoặc thần kinh. Các quy trình xét nghiệm khác nhau và việc diễn giải có tính đến việc liệu phản hồi thu được có đáng tin cậy hay không và liệu có sự khác biệt giữa hai bên hay không.

Phản hồi gợi thính giác thân não (BAER)

Phản hồi gợi thính giác thân não, còn được gọi là phản hồi thính giác thân não trong một số bối cảnh, ghi lại hoạt động điện sau khi các âm thanh ngắn được truyền qua tai nghe. Phản hồi chứa các thành phần dạng sóng liên kết thời gian liên quan đến sự truyền truyền qua dây thần kinh thính giác và các đường dẫn truyền thân não. Bởi vì phản hồi được đo lường một cách khách quan, phương pháp này có thể hữu ích khi các phản hồi thính giác hành vi khó thu thập hoặc diễn giải.

Việc diễn giải BAER tập trung nhiều vào sự hiện diện, thời gian và mối quan hệ của các đỉnh dạng sóng. Các vấn đề về thính giác dẫn truyền, cài đặt kích thích, chất lượng ghi và các yếu tố lâm sàng khác có thể ảnh hưởng đến kết quả. Vì lý do đó, biểu đồ ghi được xem xét trong bối cảnh cụ thể thay vì được coi là một tuyên bố cô lập về thính lực hoặc sức khỏe thần kinh.

Điện thế gợi cảm giác thân thể (SSEP)

Điện thế gợi cảm giác thân thể được ghi lại sau khi một dây thần kinh cảm giác ngoại biên được kích thích, thường là ở cánh tay hoặc chân. Các điện cực có thể ghi lại hoạt động tại một số điểm dọc theo đường dẫn truyền, bao gồm dây thần kinh ngoại biên, vùng tủy sống và da đầu. Sự sắp xếp này giúp các bác sĩ lâm sàng đánh giá cách các xung động cảm giác truyền về phía não và liệu sự truyền truyền có vẻ bị chậm trễ hoặc bị gián đoạn hay không.

Các phép đo chính thường là thời gian tiềm tàng, biên độ, hình thái dạng sóng và tính nhất quán của các phản hồi qua các thử nghiệm lặp lại. Bảng so sánh sau đây tóm tắt điểm nhấn về đường dẫn truyền của các loại xét nghiệm chính mà không ngụ ý rằng bất kỳ nghiên cứu đơn lẻ nào cũng cung cấp một đánh giá thần kinh đầy đủ.

Kết quả SSEP có thể bị ảnh hưởng bởi vị trí kích thích, chức năng dây thần kinh ngoại biên, nhiệt độ cơ thể, điều kiện kỹ thuật và nhiễu điện nền. Do đó, chúng được diễn giải cùng với bối cảnh lâm sàng và các xét nghiệm khác khi thích hợp. Một mô tả tập trung về điện thế gợi cảm giác thân thể cung cấp thêm bối cảnh về kích thích dây thần kinh ngoại biên, ghi lại đường dẫn truyền và tầm quan trọng của việc diễn giải đồng thời thời gian tiềm tàng và biên độ.

Kết luận

Giá trị sâu sắc nhất của xét nghiệm điện thế gợi nằm ở khả năng biến rối loạn chức năng thần kinh vô hình thành bằng chứng có thể đo lường được. Bằng cách trình bày lặp đi lặp lại một kích thích có kiểm soát và trung bình hóa các phản hồi khóa thời gian, các bác sĩ lâm sàng có thể thấy liệu các tín hiệu giác quan có truyền đi với tốc độ và cường độ phù hợp dọc theo đường dẫn truyền của chúng hay không. Khả năng phát hiện các tổn thương im lặng và sự chậm trễ dẫn truyền tinh vi đó mang lại cho xét nghiệm một vị trí độc nhất trong thần kinh học bằng cách nhằm mục đích phát hiện các vấn đề trước khi chúng nổi lên thành các triệu chứng.

Bốn khả năng lâm sàng được mô tả—hiển thị dẫn truyền bất thường, tiết lộ tổn thương dưới lâm sàng, lập bản đồ phân bố bệnh và theo dõi sự thay đổi theo thời gian—tất cả đều dựa trên cùng một nền tảng khái niệm. Tuy nhiên, cơ sở bằng chứng còn khiêm tốn.

Ý nghĩa thực tế là xét nghiệm hoạt động tốt nhất như một sự bổ sung cho tiền sử và thăm khám cẩn thận, chứ không phải là một câu trả lời độc lập. Sức mạnh thực sự của nó là cung cấp cho các bác sĩ lâm sàng một kết quả đọc bổ sung, không xâm lấn về cách hệ thần kinh đang dẫn truyền các tín hiệu của nó ngày hôm nay.

Tài liệu tham khảo

1. Walsh, P., Kane, N., & Butler, S. (2005). Vai trò lâm sàng của điện thế gợi. Journal of neurology, neurosurgery & psychiatry, 76(suppl 2), ii16-ii22. https://doi.org/10.1136/jnnp.2005.068130

Câu hỏi thường gặp

Xét nghiệm điện thế gợi là gì?

Xét nghiệm điện thế gợi ghi lại các tín hiệu điện nhỏ mà hệ thần kinh tạo ra để phản hồi lại các kích thích có kiểm soát như ánh sáng nhấp nháy, tiếng click hoặc các xung điện nhẹ. Nó không xâm lấn và sử dụng trung bình hóa tín hiệu để kéo các phản hồi nhỏ này ra khỏi hoạt động nền liên tục của não.

Trung bình hóa tín hiệu hoạt động như thế nào?

Một kích thích được trình bày nhiều lần, và phản hồi của não xảy ra vào một thời điểm cố định sau mỗi lần trình bày trong khi EEG nền dao động ngẫu nhiên. Việc cộng các đoạn cắt khóa thời gian với kích thích sẽ củng cố phản hồi nhất quán và triệt tiêu nhiễu ngẫu nhiên, tạo ra một dạng sóng sạch.

Xét nghiệm có thể cung cấp loại thông tin nào?

Xét nghiệm theo dấu hành trình của một tín hiệu giác quan từ ngoại biên vào hệ thần kinh trung ương. Nó có thể phát hiện các chậm trễ dẫn truyền tinh vi và các tổn thương im lặng mà một cuộc khám thần kinh tiêu chuẩn có thể bỏ sót.

Các công dụng lâm sàng chính của xét nghiệm điện thế gợi là gì?

Chứng minh dẫn truyền bất thường khi tiền sử hoặc khám không rõ ràng, tiết lộ các tổn thương im lặng dưới lâm sàng, giúp xác định sự phân bố giải phẫu và sinh lý bệnh, và theo dõi tình trạng thần kinh theo thời gian.

Thời gian tiềm tàng và biên độ có ý nghĩa gì?

Thời gian tiềm tàng là thời gian từ khi kích thích đến một đỉnh cụ thể; thời gian tiềm tàng kéo dài cho thấy sự dẫn truyền thần kinh bị chậm lại, thường là do tổn thương myelin. Biên độ phản ánh cường độ của phản hồi, với biên độ giảm gợi ý ít sợi phát xung hơn hoặc tín hiệu đồng bộ kém.