Điện thế kích thích vận động (mEP)

Điện thế kích thích vận động (motoric evoked potential = mEP)

1. Đại cương

1.1. Kích thích

– Trước kỷ nguyên của hình ảnh chức năng thần kinh, những kiến thức cơ bận về chức năng vỏ não đêu có được thông qua thực nghiệm trên động vật, kích thích trực tiếp trên não trong khi mổ hoặc thông qua nghiên cứu tổn thương.
– Từ giữa những năm 80 của thế kỷ XX, khả năng kích thích vỏ não vận động xuyên qua hộp sọ và kích thích rễ trước tủy sống xuỵên qua cột sống bằng nam châm đã mở ra một kỷ nguyên mới, kỷ nguyên nghiên cứu các cấu trúc vỏ não mà không phải can thiệp ngoại khoa như trước kia. Thành tựu này đã tạo điều kiện cho việc nghiên cứu chức năng của não bộ cũng như các đường liên hệ vỏ – tuỷ một cách dễ dàng, thuận tiện hơn. Trước đó việc kích thích bằng điện làm cho bệnh nhân đau đớn nện kỹ thuật không được ứng dụng rộng rãi, mà chỉ được sử dụng trong các labo đặc biệt, vì nếu kích thích tủy sống bằng điện thì sẽ thu được kết quả rất tốt.
– Kích thích nam châm ứng dụng nguyên lý sinh điện từ (electromagnetic induction): trong một cuộn dây đồng phẳng, sau khi tụ điện phóng điện sẽ có một dòng điện ngắn có cường độ tăng rất nhanh và đạt cực đại khoảng 5000 ampe, dòng điện sẽ sinh ra một xung từ trường vuông góc với mặt phẳng cuộn dây, xung từ trường này sẽ dễ dàng xuyên qua hộp sọ mà không hề bị suy giảm, từ các vòng dây giữa của cuộn dây một xung kích thích điện ngắn được sinh ra và tác động lên tổ chức não.

1.2. Cơ chế xuất hiện của MEP

– Có thể kích thích điện đã tác động trực tiếp lên gò sợi trục của tế bào tháp hoặc tác động lên nút Ranvier đầu tiên, có nghĩa là tác động lên sau si – náp (postsynaptic), trong khi xung kích thích được tạo ra do nam châm không xuyên được sâu vào vỏ não như vậy mà chỉ kích thích lên các tế bào bề mặt, các tế bào nằm trước tế bào tháp; như vậy, kích thích nam châm tác động lên đoạn tiền si – náp (presynaptic). Chính vì lẽ đó mà thời gian tiềm của MEP được kích thích bằng nam châm sẽ dài hơn thời gian tiềm của MEP được kích thích bằng điện khoảng 1 – 2ms.
– Diện vận động bàn tay của vùng vỏ não vận động sẽ được kích thích mạnh nhất khi trung tâm cuộn dây được đặt sau đỉnh đầu (vertex) 2cm và lệch về bên đối diện 2cm. Điểm kích thích thích hợp nhất cho diện vận động cẳng chân, các cơ bàn chân nằm trước đỉnh 2cm và hơi lệch về bên đối diện. Hiệu ứng kích thích sẽ được gia tăng khi:
+ Kích thích bán cầu trái (ghi MEP các chi bên phải) thì cho dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ (từ trên đỉnh đầu nhìn xuống).
+ Khi kích thích bán cầu phải (ghi MEP các chi bên trái) thì cho dòng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ.
– Cách mắc điện cực như trong đo dẫn truyền vận động. Điện cực ghi phải đặt sao cho MEP nằm trên đường đẳng điện và đồ thị MEP có hình ảnh xuất phát thật rõ rệt.

1.3. Hiệu ứng hiện rõ

– Cần hiểu rằng MEP không phải là ghi điện vận động kéo dài tiếp lên vỏ não. Ở đây không phải là dây thần kinh ngoại vi được kích thích mà là các tế bào tháp được kích thích thông quạ dẫn truyền si – náp, sau đó xung thần kinh còn phải vượt qua một si – náp thần kinh nữa tại tế bào sừng trước tủy sống. Vì vậy nên biên độ và thời gian tiềm tàng của MEP phụ thuộc rát nhiều vào các (hiệu ứng hiện rõ) (facility effects) cụ thể như sau:
+ Co cơ đích sẽ làm cho đáp ứng vận động của các cơ này hiển thị rõ hơn (biên độ đáp ứng lớn hơn, thời gian tiềm tàng dài hơn), hình 8.173A và B là ví dụ điện thế của cơ dạng ngón út bàn tay.

Hình 8.173. Hiệu ứng hiện rõ, tăng biên độ (A), tăng thời gian tiềm (B)

+ Những nghiên cứu định lượng (đáp ứng của cơ nhị đầu cánh tay) cho thấy biên độ MEP tăng dần liên tục trong giai đoạn phân bố thần kinh trước tháp (có thê tới 60% phân bô thần kinh cực đại), sự phân bố thần kinh mạnh như vậy sẽ làm đường đăng điện không rõ nét (bất ổn đường đẳng điện) và việc xác định hình dáng MEP sẽ gặp khó khăn. Từ thực tê đó mậ khi co cơ đích để gây hiệu ứng hiện rõ chỉ co tới 10% sức cơ cực đại mà thôi, như vậy phân bô thần kinh trước tháp sẽ không làm thay đổi đường đẳng điện và đủ để xác định thời gian tiêm tối thiểu của MEP.
+ Một điều quan trọng nữa là co các cơ tương ứng ở bên đối diện, thậm chí chỉ cần có ý tưởng co cơ của chi giả cũng có thể tạo được hiệu ứng dễ nhận và có được thời gian tiềm toi thiểu rồi, trong khi biên độ điện thế không lớn bằng điện thế đạt được khi co cơ đích.

2. Quy trình kỹ thuật

– Cách mắc điện cực như trong đo dẫn truyền vận động, có thể ghi MEP đồng thời của nhiều cơ cùng bên (cơ nhị đầu cánh tay và cơ dạng ngón tay út) để rút ngăn thời gian khám xét.
– Đầu tiên ghi ở tư thế cơ nghỉ ngơi hoàn toàn, sau đó ghi trong tình trạng cơ co nhẹ (co nhẹ cánh tay và dạng nhẹ ngón út).
– Cường độ của xung từ (nam châm) được điều chỉnh tăng liên tục đến khi biên độ điện thế không tăng thêm, thời gian tiềm không ngắn hơn nữa và tính đồng dạng của các MEP biểu hiện rõ rệt.
– Thời gian tiềm tối thiểu và biên độ tối đa của 4 MEP được xử lý.
– Trong thực tế, biên độ của các MEP không bao giờ lớn được bằng điện thế vận động của cơ khi kích thích dây thần kinh ngoại vi tương ứng bằng dòng điện trên cực đại.
– ở người khỏe mạnh, biên độ MEP vỏ não ghi tại các chi trên (ô mô út) lớn bằng 25 – 50% biên độ điện thế vận động (MAP), còn ở chi dưới (cơ chày trước) bằng 25% và các cơ bàn chân bằng 12% biên độ MAP của chính các cơ đó.
– Cũng như các kỹ thuật chẩn đoán điện khác, thời gian tiềm tàng là đại lượng ít biến động hơn là biên độ điện thế, cụ thể MEP cơ nhị đầu cánh tay thường xuất hiện sau 12ms, cơ dạng ngón út sau 20ms, cơ chày trước sau 30ms, cơ dạng ngón cái bàn chân 40ms (các giá trị cụ thể xem các bảng dưới đây).
– Thời gian tiềm tàng của MEP là thời gian dẫn truyền chung từ vỏ não tới cơ, một phần đáng kể của thời gian này là thời gian dẫn truyền ngoại vi (từ tế bào sừng trước tủy sống/rê trước tủy sống) tới cơ. Vì trong thực tế, mục đích ghi MEP là để nhận xét thời gian dẫn truyền vận động trung ương (Central motor conductịon time = CMCT), vì vậy, người ta lấy thời gian dân truyền toàn bộ trừ đi thời gian dân truyền vận động ngoại vi (peripher motor conduction time = PMCT). Để có được thời gian dẫn truyền vận động ngoại vi người ta tiến hành bằng 2 cách:
+ Thứ nhất: thông qua kích thích từ trường tủy sống. Ngày nay người ta biết chắc chắn rằng thông qua kích thích từ trường không phải te bao sừng trươc tủy song hoặc rễ trước vận động tủy sống được kích thích mà là đoạn rễ thần kinh nằm trong lỗ liên đốt sống được kích thích. Ngày nay với một máy kích thích từ trường 2,5 tesla việc kích thích tủy sống không phải là vấn đề khó khăn nữa. Điện thế thu được khi kích thích tại đây có biên độ lớn hơn điện thế kích thích tại vỏ não. Cách tính thời gian dẫn truyền vận động ngoại vi này có ưu thế hơn so với cách tính bằng kỹ thuật ghi sóng F.
Kích thích bằng cuộn dây lớn (ví dụ của Novametrix) sẽ có hiệu ứng tốt nhất nếu như các vòng ở giữa cuộn dây được đặt vuông góc với rễ cần thăm khám (rễ C7, C8 và rễ L5, S1).

Điều cần lưu ý là trong kỹ thuật này là người ta không lấy thời gian tiềm ngắn nhất như trong kích thích vỏ não mà lấy thời gian dẫn truyền dài nhất để tính thời gian dẫn truyền vận động trung ương sau đó. Với các máy kích thích hiện đại hiện nay người ta cho rằng, ngay với cường độ kích thích thấp các sợi thần kinh lớn, dẫn truyền nhanh cũng đã được kích thích, trong trường hợp này có nghĩa là thời gian tiềm tương đối dài và người ta cũng cho rằng hình như kích thích đã tác động lên vùng gần tủỵ sống. Khi cường độ kích thích tăng lên thì thời gian tiềm ngắn lại, có thể do các sợi thần kinh nằm xa hơn ở ngoại vi đã bị kích thích.
+ Thứ hai: tính thời gian dẫn truyền vận động ngoại vi thông qua kỹ thuật ghi sóng F: như trong hình 8.159, tổng thời gian tiềm sóng F với thời gian tiềm ngoại vi (M – latency) chính bằng 2 lần thời gian dẫn truyền từ tế bào sừng trước tủy sống tới cơ. Một số tác giả còn trừ đi 1ms nữa vì coi đây là thời gian cần thiết để sinh ra điện thế đáp ứng của tế bào sừng trước tủy sống. Như vậy, theo phương pháp này thì thời gian dẫn truyền vận động ngoại vi được tính bằng công thức:
PMCV =1/2 (thời gian tiềm sóng F + thời gian tiềm điện thế M – 1ms)
Thời gian dẫn truyền vận động ngoại vi tính theo phương pháp này sẽ dài hơn cách tính bằng kích thích tủy sống 2ms và thời gian dẫn truyền vận động trung ương tính được sẽ ngắn hơn 2ms.
+ Ngày nay người ta thường xuyên sử dụng cách tính thời gian dẫn truyền vận động ngoại vi bằng kích thích tủy sống ví nỏ nhanh và thuận lợi hơn.

3. Các giá trị bình thường của MEP

– Thời gian dẫn truỵền vận động trung ương và ngoại vi được tính bằng kỹ thuật sóng F (F) hoặc kích thích tủy sống bằng nam châm (ktTN).
Bảng 10 là thời gian tiềm tối thiểu của MEP: tính bằng mili giây, sau khi kích thích vỏ não vận động, tính theo độ dài của tay (đo đoạn giữa điểm kích thích ở cổ tay và gai sau đôt C7), cơ nhị đầu cánh tay và ô mô út. Giới hạn trên của giá trị = X + 2,5SD như sau:
Bảng 8.13. Thời gian tiềm tàng tối thiểu cùa MEP

Bảng 8.14. Thời gian dẫn truyền vận động ngoại vi tối thiểu: tính bằng mili giây, sau kích thích ở C7, tính theo chiều dài của cánh tay (được đo giữa điểm kích thích ở cổ tay và mỏm gai C7), cơ ô mô út. Giới hạn trên của giá trị = X + 2,5SD như sau:

Thời gian dẫn truyền vận động trung ương (CMVT): tính bằng mili giây, ở cơ ô mô út, khi kích thích nam châm ở vỏ não và ở C7. Thời gian dẫn truyền vận động trung ượng tính theo kỹ thuật ghi sóng F sẽ ngắn hơn giá trị này 1ms. Không có sự phụ thuộc vào chiều dài của cánh tay. Giá trị giới hạn trên = X + 2,5SD là 12m.
Bảng 8.15. Thời gian tiềm tối thiểu của MEP: tính bằng mili giây sau kích thích vỏ não vận động, tính theo chiều cao cơ thể, cơ chày trước và cơ dạng ngón chân cái.
Giá trị giới hạn trên = X + 2,5SD như sau:

Bảng 8.16. Thời gian dẫn truyền vận động ngoại vi tối đa: tính bằng mili giây, sau kích thích tại C1, tính theo chiều cao cơ thể, cơ dạng ngón cái. Giá trị giới hạn trên = X + 2,5SD như sau:

Thời gian dẫn truyền vận động trung ương: tính bằng mili giây, cơ dạng ngón chân cái, kích thích nam châm tại vỏ não và mỏm gai C1. Nếu tính theo phương pháp sóng F thì sẽ ngắn hơn giá trị tương ứng trong bảng khoảng 2,5ms. Sự phụ thuộc vào chiều cao cơ thể có nhưng không đáng kể. Giới hạn giá trị trên = X + 2,5SD (bảng 8.17).
Bảng 8.17. Thời gian dẫn truyền vận động trung ương

4. Các chỉ định ứng dụng

– về nguyên tắc, MEP có thể ghi cho tất cả các cơ trong cơ thể. Tuy nhiên trong thực tế thường quy lam sàng chỉ ghi MEP một số cơ cụ thể bằng kích thích nam châm vỏ nao và tủy sống, ở chi trên thường ghi tại các cơ: ô mô cái, ô mô út và có thể ghi cả cơ nhị đầu cánh tay; ờ chi dưới: cơ chày trước và các cơ gan bàn chân (thường là cơ dạng ngón cái), các cơ bám da mặt, cơ nhai cơ cắn.
– Nhìn chung, không giống như đo dẫn truyền thần kinh hoặc ghi điện thế kích thích cảm giác thân thể hoặc điện thế kích thích giác quan, người ta không thể căn cứ vào biểu hiện tăng thời gian tiềm mà có thể đánh giá được dẫn truyền trong đường tháp.
+ Trong xơ cột bên teo cơ: trên cơ sở thoái hóa sợi trục trong hệ vận động mà bên cạnh giảm biên độ MEP còn thấy thời gian dẫn truyền trung ương kéo dài.
Một điều rõ ràng là chỉ có một phần ít ỏi của các sợi hệ tháp có tốc độ dẫn truyền nhanh (60 – 70m/s), đa phần là các sợi dẫn truyền chậm. Như vậy, chỉ cần mất chức năng các sợi dẫn truyền nhanh đã có thể thấy thời gian tiềm của MEP kéo dài. Một điều cần lưu ý nữa là, một tế bào sừng trước tủy sống sẽ chỉ phóng điện khi nó được kích hoạt đồng thời bởi nhiều các sợi bó tháp, như vậy nếu như không có xung vận động trung ương truyền xuống cũng sẽ dẫn tới điện thế chậm xuất hiện.
+ Trong xơ não tủy rải rác: đây là mặt bệnh rất hay được chỉ định ghi MEP, kết quả bệnh lý biểu hiện: kéo dài thời gian dẫn truyền trung ương, giảm biên độ thậm chí mất hoàn toàn sóng MEP.
+ Các chỉ định khác: thất điều di truyền (heredoataxia), bệnh lý tủy cổ (cervical myelopathy), bệnh thần kinh ngoại vi cảm giác vận đọng di truyền có kèm theo tốn thương tháp (hereditär sensory motor neuropathy) hoặc liệt cứng tủy sống (spastic spinal paralysis).
– Cần lưu ý rằng: trong các bệnh vận động ngoại tháp, MEP hầu như không có thay đổi. Đặc điểm này có thể được ứng dụng để phân biệt các rối loạn tháp và ngoại tháp còn chưa rõ trên lâm sàng.