Điện thế gợi cảm giác thân thể (SSEP)

Điện thế gợi cảm giác thân thể (SSEP) là gì?

Điện thế gợi cảm giác thân thể là một phản ứng điện có thể đo lường được do hệ thần kinh tạo ra sau khi một con đường cảm giác bị kích thích.

Trong một nghiên cứu lâm sàng, các xung điện ngắn thường được truyền đến một dây thần kinh ngoại biên, trong khi các điện cực ghi lại hoạt động phát sinh tại các điểm được chọn dọc theo con đường này và trên da đầu. Trong những trường hợp này, xét nghiệm có thể giúp kiểm tra xem các xung động có truyền qua các dây thần kinh ngoại biên, tủy sống và các con đường não theo cách dự kiến hay không.

Thử nghiệm Điện thế gợi cảm giác thân thể hoạt động như thế nào?

Thử nghiệm SSEP bắt đầu bằng việc kích thích một dây thần kinh ngoại biên được chỉ định, thường là ở cánh tay hoặc chân. Các điện cực ghi nhận được đặt trên da đầu và đôi khi tại các vị trí giải phẫu bổ sung sẽ phát hiện các thay đổi điện thế khi xung động di chuyển qua hệ thống cảm giác. Máy tính sẽ căn chỉnh nhiều thử nghiệm với kích thích và tính trung bình của chúng, giúp giảm hoạt động nền không liên quan và để lộ một dạng sóng có thể lặp lại. Sau đó, người đánh giá sẽ xem xét thời gian, kích thước, khả năng tái lập và sự phân bổ của phản ứng.

Hai tính năng đặc biệt hữu ích trong thử nghiệm SSEP. Thời gian tiềm tàng (Latency) mô tả khoảng thời gian giữa kích thích và một thành phần dạng sóng, trong khi biên độ (amplitude) mô tả kích thước của thành phần đó.

Phản ứng bị chậm, giảm hoặc mất có thể chỉ ra sự dẫn truyền bị thay đổi, nhưng nó cũng có thể phản ánh các yếu tố kỹ thuật, nhiệt độ cơ thể, thuốc, gây mê hoặc những thay đổi trong tình trạng sinh lý.

Các loại thử nghiệm SSEP

Tên của một nghiên cứu SSEP thường xác định dây thần kinh bị kích thích và con đường đang được kiểm tra. Các nghiên cứu chi trên thường sử dụng dây thần kinh giữa hoặc dây thần kinh trụ, trong khi các nghiên cứu chi dưới thường sử dụng dây thần kinh chày sau.

Dây thần kinh được chọn tùy thuộc vào câu hỏi lâm sàng và phần hệ thần kinh đang được đánh giá. Việc ghi nhận có thể bao gồm các vị trí ngoại biên, cổ, dưới vỏ và vỏ não để giúp định vị vị trí bị gián đoạn hoặc thay đổi.

Một phòng xét nghiệm có thể sử dụng các sơ đồ lắp đặt điện cực khác nhau hoặc các quy ước đặt tên thành phần khác nhau, và các giá trị bình thường thay đổi theo tuổi, chiều cao, nhiệt độ, thiết bị và phương pháp kỹ thuật. Do đó, việc so sánh phản ứng với dữ liệu tham chiếu thích hợp là điều cốt lõi để có được sự diễn giải chuẩn xác.

Diễn giải kết quả điện thế gợi cảm giác thân thể N20Diễn giải kết quả SSEP

N20 là tên một thành phần dạng sóng thường được đánh giá trong các nghiên cứu SSEP dây thần kinh giữa. Nhãn này đề cập đến cực tính và thời gian xấp xỉ của nó theo các quy ước ghi nhận cụ thể, thay vì là một giá trị cố định phổ quát cho mọi người hoặc mọi phòng xét nghiệm.

Người đánh giá sẽ xem xét liệu thành phần đó có hiện diện, có thể tái lập, có thời gian thích hợp và có đối xứng hợp lý hay không khi việc so sánh hai bên là có ý nghĩa. Dạng sóng xung quanh và các vị trí ghi nhận khác cung cấp bối cảnh quan trọng.

Thời gian tiềm tàng kéo dài có thể gợi ý dẫn truyền bị chậm lại ở đâu đó dọc theo con đường được thử nghiệm, nhưng nó không tự động xác định được tổn thương. Biên độ có thể bị ảnh hưởng bởi giải phẫu, vị trí đặt điện cực, nhiễu, việc tính trung bình và cường độ phản ứng ngoại biên.

Mặt khác, việc không có phản ứng có thể phản ánh rối loạn chức năng thần kinh, mặc dù lỗi kỹ thuật và các điều kiện sinh lý phải được xem xét trước tiên. Do đó, các khoảng tham chiếu và phương pháp phòng xét nghiệm là một phần của kết quả, chứ không phải là một yếu tố phụ cân nhắc sau cùng.

Việc diễn giải trong phẫu thuật thường nhấn mạnh vào sự thay đổi so với mức cơ bản cụ thể của bệnh nhân hơn là so sánh với khoảng tham chiếu ngoại trú rộng rãi. Một sự thay đổi đáng kể có thể dẫn đến việc kiểm tra kỹ thuật và đánh giá tư thế, nhiệt độ, huyết áp, điều kiện gây mê hoặc các sự kiện phẫu thuật.

Ý nghĩa của tín hiệu được xác định bởi mô hình, tính liên tục, thời gian và hoàn cảnh lâm sàng. Các báo cáo SSEP nên được đọc cùng với kết quả khám và các xét nghiệm khác thay vì được coi là một dự đoán độc lập.

Cách điện thế gợi cảm giác thân thể theo dõi quá trình xử lý xúc giác ở vỏ não

Một điện thế gợi cảm giác thân thể là một xung điện nhỏ kích hoạt các điện thế hoạt động đi vào dây thần kinh giữa, dây thần kinh trụ hoặc dây thần kinh chày. Chuỗi xung thần kinh nhanh chóng truyền vào này đi lên cột sau của tủy sống, bắt chéo vào thân não ở hành tủy, tạo khớp thần kinh (synapse) ở đồi thị và cuối cùng chiếu đến vỏ não cảm giác thân thể sơ cấp ở hồi sau trung tâm.

Mỗi trạm chuyển tiếp thêm vào một độ trễ xử lý rất nhỏ, nhưng phản ứng vỏ não được nghiên cứu nhiều nhất và hữu ích nhất về mặt lâm sàng sẽ xuất hiện khoảng 20 mili giây sau khi kích thích. Độ lệch âm đó, N20, được theo sau bởi một đỉnh dương khoảng 25 mili giây, P25.

Cùng với nhau, các thành phần SSEP vỏ não sớm này hoạt động như các chất chỉ thị sinh học mạnh mẽ cho chức năng đồi thị - vỏ não. Chúng cho các bác sĩ lâm sàng biết rằng tín hiệu cảm giác hướng tâm đã đi qua toàn bộ con đường từ ngoại biên đến vỏ não mà không gặp phải trở ngại lớn nào.

Các thành phần N20/P25 sớm này khác biệt với các điện thế liên quan đến sự kiện nhận thức muộn hơn như P300, vốn nằm ngoài phạm vi phân tích SSEP. N20 phát sinh từ làn sóng khử cực đầu tiên ở lớp IV của vỏ não cảm giác thân thể và phản ánh một sự ghi nhận thô, chưa có sự chú ý đối với kích thích.

Từ dây thần kinh ngoại biên đến N20/P25: Con đường hướng tâm

Sau khi kích thích điện kích hoạt một dây thần kinh ngoại biên, tín hiệu hướng tâm đi vào tủy sống và đi lên cùng bên trong các cột sau. Ở cấp độ hành tủy, các sợi này tạo khớp thần kinh trong nhân thon (đối với các đầu vào chi trên) hoặc nhân chêm (đối với các chi dưới). Các sợi thứ cấp bắt chéo và đi lên như là liềm trong đến nhân bụng sau bên của đồi thị.

Các tế bào thần kinh đồi thị sau đó chiếu đến vỏ não cảm giác thân thể sơ cấp. Toàn bộ đường dẫn này là hệ thống cảm giác thân thể cột sau, một con đường xử lý xúc giác phân biệt và cảm thụ bản thể có ý thức nhưng không có sự chồng chéo trực tiếp với các dải vận động ly tâm chạy trong hệ thống trước bên và hệ vỏ tủy.

Bởi vì N20/P25 phản ánh việc tín hiệu đến vỏ não sau khi đi qua các trạm chuyển tiếp dưới vỏ này, việc mất N20 ngụ ý có một sự tắc nghẽn cấu trúc hoặc chức năng ở đâu đó dọc theo chuỗi đó. Ngược lại, N20 được bảo tồn cho thấy mạch cột sau – liềm trong – đồi thị vỏ não vẫn nguyên vẹn, ít nhất là tại thời điểm ghi nhận.

Tính đặc hiệu giải phẫu này vừa là thế mạnh vừa là điểm hạn chế. Nó cho phép theo dõi SEP nhắm vào một con đường cảm giác chính xác nhưng lại khiến nó không thể phát hiện các tổn thương ảnh hưởng đến hệ vận động.

Cách chiết xuất tín hiệu SEP từ nhiễu nền EEG

Hoạt động EEG tự phát đang diễn ra, nhiễu ảnh do cơ và nhiễu điện từ phòng mổ có thể dễ dàng che khuất một điện thế gợi có mức microvolt. Để làm rõ tín hiệu, các nhóm thường dựa vào hai chiến lược: kích thích lặp đi lặp lại và tính trung bình tín hiệu.

Các xung điện được truyền với tốc độ khoảng 2 đến 5 Hz, và các phân đoạn EEG khóa thời gian với mỗi kích thích được căn chỉnh và tính trung bình. Nhiễu nền ngẫu nhiên, không tương quan với kích thích, sẽ giảm đi theo căn bậc hai của số lần thử nghiệm, trong khi dạng sóng SSEP nhất quán sẽ trở nên rõ ràng hơn sau mỗi lần quét được thêm vào.

Các hướng dẫn thực hành được công bố bởi Hiệp hội Sinh lý học Thần kinh Phẫu thuật Quốc tế nhấn mạnh rằng việc tối ưu hóa tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) là nền tảng. Điều đó có nghĩa là chọn các đạo trình điện cực ngoại biên và vỏ não mang lại phản ứng lớn nhất và ổn định nhất, đồng thời loại bỏ các kênh SNR thấp chỉ đóng góp thêm nhiễu.

Các điện cực kiểm chứng ngoại biên được đặt trên thân dây thần kinh (ví dụ: tại điểm Erb để kích thích dây thần kinh giữa) xác nhận rằng kích thích thực sự đã truyền đến cơ thể, trong khi các kiểm chứng hệ thống vỏ não giúp tách biệt các nguyên nhân phẫu thuật và phi phẫu thuật gây giảm biên độ. Không có các kiểm chứng như vậy, sự sụt giảm SEP vỏ não có thể bị quy kết sai cho một tổn thương phẫu thuật trong khi thực tế nó xuất phát từ một trục trặc kỹ thuật, giảm nhiệt độ chi hoặc gây mê sâu hơn.

Các phương pháp thay thế cho SSEP

SSEP là một thành phần của đánh giá sinh lý thần kinh, và các xét nghiệm khác có thể trả lời các câu hỏi khác nhau. Khám thần kinh tiêu chuẩn đánh giá trực tiếp cảm giác, sức mạnh, phản xạ, sự phối hợp và các chức năng khác. Các phương pháp chẩn đoán hình ảnh có thể cho thấy những thay đổi về cấu trúc, trong khi các nghiên cứu dây thần kinh ngoại biên có thể mô tả đặc điểm dẫn truyền ở từng dây thần kinh cụ thể. Sự lựa chọn tùy thuộc vào mức độ giải phẫu nghi ngờ và câu hỏi lâm sàng.

Các điện thế gợi khác kiểm tra các hệ thống cảm giác khác nhau. Điện thế gợi thị giác đánh giá các phản ứng đối với kích thích thị giác, và điện thế gợi thính giác thân não kiểm tra các khía cạnh của con đường thính giác. Các phương pháp này là những lựa chọn thay thế trong một số trường hợp nhưng không thể thay thế cho SSEP.

Các phương thức trong phẫu thuật bổ sung có thể được lựa chọn khi ca phẫu thuật đe dọa các con đường vận động, dây thần kinh sọ hoặc hoạt động vỏ não. Điện cơ đồ, điện thế gợi vận động, EEG và đánh giá lâm sàng trực tiếp, mỗi phương pháp cung cấp thông tin khác nhau và mang những hạn chế diễn giải riêng. Không có phương thức đơn lẻ nào nắm bắt được mọi khía cạnh của chức năng hệ thần kinh.

Kết luận

Điện thế gợi cảm giác thân thể vẫn là một tín hiệu EEG chuẩn hóa cao, hữu ích về mặt lâm sàng. Các thành phần N20 và P25 của nó mang lại kết quả đọc theo thời gian thực về tính toàn vẹn của con đường cảm giác thân thể cột sau vốn vô song về tốc độ và tính đặc hiệu.

Tuy nhiên, độ nhạy cao này đối với các tín hiệu cảm giác lại làm nổi bật điểm mù giải phẫu lớn của nó: vì các con đường cảm giác và vận động có cấu trúc khác biệt, một SEP bình thường không thể đảm bảo chức năng vận động vẫn nguyên vẹn. Chỉ dựa vào SEP trong các thủ thuật có nguy cơ cao sẽ khiến ba phần tư các tổn thương dải vận động đang tiến triển không được phát hiện.

Để khắc phục hạn chế này, thực hành lâm sàng phải ưu tiên theo dõi đa phương thức, cụ thể là bổ sung SEP bằng điện thế gợi vận động kích thích điện xuyên sọ (tceMEP). Bằng cách diễn giải SEP trong giới hạn giải phẫu của chúng và cùng với các phương thức chẩn đoán khác, các nhóm y tế có thể chuyển đổi một công cụ theo dõi không hoàn hảo thành một biện pháp bảo vệ mạnh mẽ, có kỷ luật cao cho kết quả của bệnh nhân.

Tài liệu tham khảo

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

Các câu hỏi thường gặp

Điện thế gợi cảm giác thân thể (SEP) là gì?

SEP là một phản ứng điện khóa thời gian được ghi nhận từ da đầu sau khi kích thích một dây thần kinh ngoại biên, chẳng hạn như dây thần kinh giữa hoặc dây thần kinh chày. Nó phản ánh tính toàn vẹn của con đường cảm giác cột sau từ ngoại biên qua tủy sống và đồi thị đến vỏ não cảm giác thân thể sơ cấp.

SEP được đo như thế nào trong khi phẫu thuật hoặc trong đơn vị chăm sóc bệnh nhân hôn mê?

Các xung điện nhỏ được truyền đến dây thần kinh ngoại biên trong khi các điện cực EEG ghi lại các phản ứng vỏ não, thường là các đỉnh N20 và P25. Để cải thiện tín hiệu, nhiều kích thích lặp đi lặp lại được tính trung bình để nhiễu nền ngẫu nhiên triệt tiêu lẫn nhau và phản ứng gợi nhất quán trở nên rõ ràng hơn.

Thành phần N20/P25 cụ thể cho các bác sĩ lâm sàng biết điều gì?

Sự hiện diện và biên độ của các thành phần vỏ não sớm này cho thấy liệu các tín hiệu cảm giác đã truyền nguyên vẹn từ dây thần kinh ngoại biên qua các cột sau, thân não và đồi thị đến vỏ não hay chưa. Sự vắng mặt hoặc giảm rõ rệt của chúng gợi ý một sự đứt gãy sâu sắc trong con đường cảm giác cụ thể đó.