Một Người Việt: Điện não đồ

13.1.Giới thiệu

Bản ghi đầu tiên về điện trường của bộ não người được tạo ra bởi bácsĩ tâm thần người Đức Hans Berger vào năm 1924 ở Jena . Ông đặt tên chobản ghi này là điện não đồ (EEG) ( Berger,1929 ) (Từ năm 1929 đến năm1938 , ông công bố 20 bài báo nghiên cứu khoa hoc về EEG dưới cùng 1tưa đề " Những thông tin về điện não đồ "1.Hoạt động tự nhiên2.Các điện thế gợi3.Các tín hiệu điện sinh học tạo ra bởi các tế bào thần kinh riêng lẻHoạt động tự nhiên được đo trên da đầu hoặc trên não và được gọi làđiện não đồ . Biên độ của điên não đồ vào khoảng 100 μV khi đo trên davà khoang 1-2 V khi đo trên bề mặt của não bộ .Các băng thông của tínhiện này từ dưới 1 Hz đến khoảng 50 Hz được thể hiện như trong hình13.1 .

Giống như ý nghĩa của cụm từ " hoạt động tự nhiên " , hoạt độngnày diễn ra liên tục trong quá trình sống.Các điện thế gợi là thành phần điện thế của EEG , phát sinh ra các phảnứng với các tác nhân kích thích ( đó có thể là điện , âm thanh , hìnhảnh ) ,những tín hiệu này thấp hơn các tín hiệu nhiễu,do đó không thểphân biệt được và bắt buộc phải sử dụng một chuỗi các tác nhân kíchthích và tín hiệu trung bình để cải thiện tỉ lệ tín hiệu - nhiễu.Hoạt động sinh lý học của tế bào thần kinh đơn lẻ có thể được xem xétthông qua việc sử dụng vi điện cực xuyên qua các tế bào cần quan tâm.Thông qua việc nghiên cứu từng tế bào đơn lẻ, hi vọng xây dựng mô hìnhmạng lưới tế bào phản ánh thực tế tính chất của mô.
13.2. Bộ não là 1 máy phát điện sinh học.

Điều kiện đầu tiênNguồn: Phân bố của các tế bào nguồn dòng có tác dụngDây dẫn :hạn chế, không đồng nhấtSố lượng dây thần kinh trong não ước lượng vào khoảng10^11 loại khác nhau. Các tế bào thần kinh vỏ não được liên kết mạnhnhất. Tại đây 1 tế bào thần kinh có thể được che phủ bởi 1000 đến100000 khớp thần kinh (Nenez, 1981).Đáp ứng điện của tế bào thần kinhtương ứng với những mô tả của các tế bào có thể bị kích thích đã nêu ởcác chương trước. Các điện áp nghỉ trong khoảng xấp xỉ -70 mV, và điệnáp đỉnh mang điện tích dương. Biên độ của các xung thần kinh vào khoảng100 mV và kéo dài 1ms.Mật độ dòng điện điện sinh học đặt vào kết hợp với hoạtđộng của tế bào thần kinh tạo ra điện trường, có thể đo được trên bềmặt của đầu hoặc trực tiếp trên các tế bào thần kinh. Điện trường đượcmô tả trên phương trình 7.0 mô hình giới hạn không đồng nhất. Mô hìnhđó được thể hiện như sau:

Trong khi hầu hết mô có khả năng kích thích thì về cơbản ,mật độ dòng đặt vào là truyền điện thế hoạt động, đối với EEG nóphát sinh quá trình truyền các kích thích hoá học tới phần sau khớpthần kinh của các tế bào thần kinh vỏ não. Quá trình này gây ra hiệntượng khử cực - điều này có nghĩa là kích thích điện thế sau khớp thầnkinh (EPSP) hay trạng thái quá phân cực - đó là sự ức chế điện thế saukhớp thần kinh (IPSP) .Kết quả của cả 2 trường hợp là sự tạo thànhkhông gian được phân bố không liên tục trong chức năng σΦ (ví dụ, σoΦo- σiΦi) ,trong đó như được nêu ra trong phương trình 8.28 , được đánhgiá như nguồn 2 lớp trong thành của tất cả các tế bào. HIện tượng nàysẽ trở về không khi tế bào trong trạng thái nghỉ ngơi , tuy nhiên khitế bào hoạt động với bất kỳ quá trình nào đã kể ở trên ( trong đó cótrường hợp Φo - Φi = VM khác nhau tại tế bào trên bề mặt), 1 mã nguồnchính khác 0 sẽ cho kết quả.Đối với các điểm ở xa, lớp kép có thể được tính theo phươngpháp vectơ và nó đem lai thông tin về vectơ lưỡng cực cho mỗi tế bàohoạt động. Mô tư nhiên được cấu tạo từ số lượng lớn các tế bào nhỏ vớimật độ dày đặc, vấn đề thảo luận trong ứng dụng phần 8.5 dẫn đến việcxác định sự phân phối nguồn i xuất hiên trong phương trình 7.6 và 7.10.Mặc dù những đánh giá về đặc tính cơ bản cua EEG có thể đượcxác định trong các đánh giá về phương trình 7.10 ,nhưng cấu trúc phứctạp của não bộ và hoạt động điện sinh học của nó vượt xa so với nhữngđánh giá về hàm nguồn . Do vậy, các nghiên cứu về EEG rất khác so vớiECG hoặc EMG ,là những lĩnh vực có thể đánh giá được hàm nguồn. Trongnhững điều kiện này. chất lượng EEG chủ yếu dựa trên thống kê điều trị,tại đó việc điệu trị liên quan đến EEG chủ yếu dựa trên số lượng lớnkinh nghiệm.

13.3.Hệ thống hướng dẫn EEG.

Theo tiêu chuẩn quốc tế 10-20 hệ thống thường được sửdụng để ghi lại tín hiệu sinh học EEG. Trong hệ thống này,21 điên cựcđược trên bề mặt của da đầu được biểu diễn trên hình 13.2A và B. Các vịtrí được xác định như sau: điêm tham chiếu liên quan đến mũi, là điểm ởhốc mũi ,ở giữa 2 mắt ; mẩu ngoài xương chẩm, phần xương lồi lên nằmtrên hộp sọ, trên đường thẳng chính giữa phía sau gáy. Từ những điểmnày, chu vi hôp sọ được xác định thông qua mặt phẳng nằm ngang và phầnnằm ở giữa. Vị trí của các điện cực được xác định bằng cách chia mặtphẳng này cho 10% hoặc 20% .Ba điện cực khác được bố trí cách đều cácđiện cực lân cận như trên hình 13.2 ( Jasper, 1958; Cooper, Osselton,and Shaw, 1969)Thêm vào với 21 điên cực của hệ thống quốc tế 10-20, trungbình 10% vị trí các điện cực được sử dụng. Vị trí và tên gọi của cácđiện cực được định chuẩn bởi tổ chức ghi điện não Hoa Kỳ (Sharbrough etal., 1991; see Figure 13.2C).Trong khuyến nghị này, 4 điên cực được đặttên khác so với hệ thống 10-20, chúng bao gồm T7, T8, P7 và P8. Nhữngđiện cực này được tô màu đen với chú thích màu trắng trong hình biểudiễn.Bên cạnh hệ thống quốc tế 10-20 , tồn tại nhiều hệ thống điệncực khác cho phép đo điện thế trên da đầu. Hệ thống Queen Square về vịtrí của các điện cực được đề xuất trong các mẫu bản ghi về các điện thếgợi trong lâm sàng (Blumhardt et al., 1977).Trong các lưỡng cực hoặc đơn cực có thể được sử dụng trongviệc đo EEG. Trong các phép đo sau, điện thế của mỗi điện cực được sosánh với điên cưc trung lập hay trung bình các điện cực (see Figure13.3)Những nguyên tắc gần đây cho việc ghi EEG được công bố trong (Gilmore ,1994).
Enlarge this image Click to see fullsize

Hình 13.2. Hệ thống quốc tế 10-20 được nhìn từ A ( bêntrái) và B ( phía trên đầu ). A= dái tai, C= trung tâm, Pg=mũi hầu, P=đỉnh, F=trán, Fp= đỉnh trán, O=chẩm.(C) Vị trí và tên gọi của 10% các điện cực trung cấp chuẩn hoá bởi tổ chức ghi điện não Hoa Kỳ ( Trích từ Sharbrough, 1991.).

13.4. Độ nhạy của sự phân bố các điện cực EEG

Rush và Driscoll (1969) đã tính toán được sự phân bốcác điện cực lưỡng cực đo trên vùng da đầu trong mô hình các hình cầuđồng tâm biểu diễn đầu. Họ công bố kết quả này dưới dạng các đường đẳngthế của trường dẫn. Hướng thể hiện mật độ dòng trường dẫn, trong trườnghợp này la hướng của độ nhạy , là 1 gradient âm của trường điên thế.Điều này không hiển thị ngay lập tức trên màn hình.Puikkonen và Malmivuo (1987) đã tính toán lại độ nhạy của sự phân bốcác điện cực EEG với cùng một mô hình như Rush và Driscoll nhưng họ đãtrình bày kết quả với đường chuyển dời của dòng trường dẫn thay vì biểudiễn đường đẳng thế của trường dẫn. Sự hiển thị này có thể được biểudiễn vì rất dễ xác định hướng độ nhạy từ các dòng chuyển dời của trườngdẫn. Mặc dù biên độ của độ nhạy có thể được xác định dựa vào mật độđường chuyển dời. Một vấn đề phụ trong quá trình biểu diễn này là dodòng trường dẫn phân bố trên mặt phẳng mô tả cũng như trong mặt phẳngthông thường trong quá trình hiển thi này,phần các đường chuyển dời cầnphải truyền đạt các thông tin nhằm mô tả một cách chính xác mật độ dòngcùng với mật độ đường chuyển dời trong không gian 3 chiều. Suihko,Malmivuo và Eskola (1993) đã tính toán chính xác hơn về các đường đẳngđô nhạy và thành phần nửa nhạy cảm đối với điện dẫn. Như đã thảo luậntrong phần 11.6.6, khi độ dẫn là đẳng hướng, do nó nằm trong mô hình môphỏng đầu nên các đường đẳng tính đôi nhạy sẽ tương đương với các đườngđẳng trường của điện trường. Nếu đường dẫn được biểu diễn có dạng đốixứng mà các bề mặt đẳng thế nằm gần nhau có thể tách ra với khoảng cáchcố định thì các đường đẳng độ nhạy thu trùng với các đường đẳng thế. Nókhông phải là trường hợp của các đường dẫn như trong hình 13.4.Hình 13.4 biểu diễn các đường chuyển dời dòng của trường dẫn, các đườngđẳng độ nhạy thu và các phần nửa độ dẫn đối với mô hình đầu người vớicác điện cực được phân bố trong các góc 180°, 120°, 60°, 40°, và 20° .Chú ý rằng trong mỗi trường hợp thì 2 điện cực được nối với nhau bởi 10đường chuyển dời của trường dẫn. Giữa chúng có 3 đường chuyển dờitruyền tới vùng trung tâm, điều đó có nghĩa rằng dòng trường dẫn cũngphân bố tương tự như trong mặt phẳng giấy thông thường. Hình vẽ chỉ ra1 cách rõ ràng ảnh hưởng mạnh mẽ của độ dẫn kém của xương đầu đối vớitrường dẫn. Mặc dù trong mô hình thuần nhất, độ nhạy cảm có thể đượctập trung cao hơn tại các điện cực nhưng trong trường hợp góc 180°,xương đầu cho phép độ nhạy cảm được phân bố một cách thuần nhât trongsuốt các vùng của vỏ não. Các điện cực càng ở gần thì các phần của độnhạy được xác định trong vỏ não càng nhỏ. Việc phân bố các điện cựcngày càng gần hơn các điện cực khác gây ra dòng trường dẫn càng ngàycàng gần vùng da đầu, làm giảm độ nhạy vùng não và tăng nhiễu.

Hình:1303 40.gif

13.5.Sự phân bố độ nhạy cảm của cácđiện cực EEG trong mô hình đầu người. Hình vẽ thể hiện đường chuyển dờidòng của trường dẫn, đường đẳng độ nhạy thu. phần nửa độ dẫn. Sự phânbố độ nhạy thu trong hướng của đường chuyển dời và biên độ của đô nhạythu có thể xác định từ mật độ của đường chuyển dời. Các cặp dẫn đượcbiểu diễn mũi tên nhỏ trên bề mặt của da đầu và được và góc 80°, 120°,60°, 40°, và 20° , thể hiện phía trên mỗi hình vẽ
13.5. Các tác động của tín hiệu EEG.

Từ tín hiêu EEG có thể phân biệt thành các sóng khác nhau alpha(α), beta (β), delta (δ), and theta (Θ) cũng như các đỉnh kết hợp vớibệnh động kinh. Một số ví dụ về các dạng sóng được biểu diễn trên hình13.5.Sóng alpha có tần số từ 8-13 Hz và có thể được đo từ vùngchẩm của người đang thức nhưng nhắm mắt. Dải tần của sóng Beta là từ13-30 Hz và có thể phát hiện ở vùng đỉnh và thùy trán. Sóng Delta códải tần từ 0.5-4 Hz và có thể được phát hiện ở trẻ em dưới 7 tuổi hoặcngười lớn đang ngủ. Sóng theta có dải tần từ4-8 Hz và có thể thu được ởtrẻ em và người lớn đang ngủ.

13.6. Những nguyên lý cơ bản của EEG.

Tín hiêu EEG có quan hệ gần với mức độ hoạt động có ý thức củacon người. Khi các hoạt động tăng, tín hiệu EEG dịch chuyển đến vùng cóbiên độ thấp hơn và tần số cao hơn. Khi nhắm mắt, tín hiệu alpha bắtđầu thống trị trong tín EEG. Khi con người rơi vào giấc ngủ, tấn số tínhiệu EEG giảm. Trong 1 quá trình ngủ thông thường, chuyển động của mắtchứng tỏ con người đang mơ và các hoạt đông của mắt có thể coi la thôngsố tín hiệu EEG. Trong ngủ sâu, tín hiêu EEG lớn và độ võng chậm, đượcgọi la sóng delta. Không có môt hoạt đông nào được phát hiện đối vớibệnh nhân mà não đã chết hoàn toàn. Ví dụ về dạng sóng được nêu ratrong hình 13.6.

http://bonphuong.4rumer.com/t192-topic

----

ĐIỆN NÃO ĐỒ CĂN BẢN: MỘT SỐ DẠNG SÓNG

Biên soạn: Tiến sĩ Nguyễn Hữu Công.

(Để có kiến thức sâu và toàn diện hơn, xin tham khảo sách chuyên đề của PGS Lê Quang Cường)

CHỈ ĐỊNH CỦA ĐIỆN NÃO ĐỒ

Điện não đồ (EEG) là một công cụ hỗ trợ cho lâm sàng. EEG được dùng hữu ích nhất trong những trường hợp sau đây:

Rối loạn ‎‎ý thức: trạng thái sững sờ (stuporous), bán hôn mê (semi-comatose) hay hôn mê (comatose states).
Các bệnh l‎‎ý có co giật (seizure disorders), đặc biệt là các biến thể co giật không kinh điển ở những bệnh nhân có những triệu chứng nguy cấp. Điện não đồ giúp chẩn đoán được trạng thái động kinh bị che khuất (occult status epilepticus) trên một bệnh nhân có rối loạn ‎‎ý thức. Nó giúp chẩn đoán phân biệt một căn nguyên lành tính với các căn nguyên nghiêm trọng hơn trên trẻ bị chứng co giật do sốt - infantile febrile convulsion (điện não đồ trong cơ bình thường thì là căn nguyên lành tính; ngược lại thì điện não đồ có các hoạt động điện dạng gai và sóng chậm bất thường).
Nghi ngờ có khối u nếu thấy có một ổ khu trú sóng chậm.
Trong chấn thương sọ não, khi có các sóng chậm hay tình trạng ức chế điện thế do dập não (contusion) hay do máu tụ dưới màng cứng.
Đau đầu, kiểu như các hội chứng migraine, khi đó có thể có các dạng EEG có tính gợi ‎ý.
(Cũ) Chẩn đoán phân biệt một bệnh l‎ viêm lan tỏa hay khu trú, kiểu như apxe não.
(Cũ) Đánh giá khả năng di căn não.
Bệnh não do chuyển hóa khi có các sóng chậm 3 pha đặc trưng.
Chẩn đoán phân biệt các rối loạn hành vi do thực thể hay do chức năng (tâm thần).

Một vài thuật ngữ

	Biên độ (amplitude) là khoảng cách theo chiều thẳng đứng giữa 2 đỉnh đối chiếu nhau qua đường đẳng điện, được tính bằng microvolts - mV (bằng 1 phần triệu của volt).
	Thoáng qua (transient) là bất kỳ một sóng đơn độc (gai - spike, sóng nhọn – sharp, v.v.) nào hoặc một phức bộ ngắn nào khác biệt nổi bật lên trên nền hoạt động điện cơ sở.
	Mất cân đối, mất đối xứng (asymmetry) là khác biệt tới mức 50% hay hơn nữa về biên độ và/hoặc về tần số của một vùng não so với vùng não tương tự ở bán cầu bên đối diện.
	Bột phát (cơn kịch phát – burst) là một chuỗi gồm từ 2 chu kỳ hoàn chỉnh (complete cycles) trở lên, có biên độ và/hoặc tần số khác biệt so với hoạt động điện cơ sở.
	Tần số (frequency) là số lượng các sóng lặp đi lặp lại hoàn chỉnh trong một đơn vị thời gian, tính bằng Hertz (Hz) tức là số chu kỳ trong 1 giây.
	Thời khoảng (duration) là chiều dài của 1 định dạng điện não, đo bằng giây hay mili giây (milliseconds).
	Chuẩn độ là một nghiệm pháp dùng để thẩm tra lại đáp ứng qua từng bộ khuyếch đại đối với một điện thế đã biết trước.
	Chuẩn độ sinh học (Bio-Cal) là một nghiệm pháp trong đó cùng 1 cặp điện cực được nối vào tất cả các kênh của EEG.

Các dạng sóng thường gặp


CHUẨN ĐỘ (CALIBRATION)	Hình: CHUẨN ĐỘ BẰNG SINH HỌC (BIO-CAL)

Alpha là nhịp cơ sở của não người lớn. Là dạng sóng (nhịp) dễ nhận biết nhất, đi thành chuỗi sóng 8-13 Hz với biên độ 30-50 mV, thấy có trong trạng thái thức tỉnh và nhắm mắt. Sóng alpha định khu ở các vùng phía sau của đầu.	Beta là sóng 4-35 Hz, thường có điện thế thấp (5-30 mV), sóng beta có biên độ cao nhất là ở phần phía trước của não. Dạng sóng này thường chiếm dưới 20% của toàn bộ bản ghi, nếu nó chiếm số lượng nhiều hơn thì đó làn bản điện não đồ bất thường hoặc là phản ánh tác dụng của thuốc.

Delta là một sóng chậm dưới 4 Hz và có biên độ thay đổi. Nó có thể là toàn thể hóa hoặc khu trú. Sóng này là bình thường ở trạng thái ngủ say, nhưng là bất thường nếu ở trạng thái thức tỉnh.Theta bao gồm các sóng 4-8 Hz, thường có biên độ lớn hơn 20 mV. Dạng sóng này thường ghi được ở các vùng trán – thái dương, và nổi trội hơn khi đối tượng ở trạng thái buồn ngủ (ngủ lơ mơ – drowsiness).	Bột phát và kìm nén (bùng phát và ức chế: burst-suppression) là dạng bất thường, đặc trưng bởi các bột phát sóng chậm và sóng nhọn có điện thế cao, nổi bật lên trên một nền hoạt động điện có điện thế tương đối bị ức chế.

Hoạt động điện delta nhịp nhàng cách quãng ở vùng trán (Frontal intermittent rhythmic delta activity - FIRDA) là một dạng sóng bất thường, gồm những hoạt động điện sóng chậm, nhịp nhàng, cách quãng, xuất hiện một cách đồng bộ (đồng thì - synchronously) ở các khu vực của trán.	Các phóng điện dạng động kinh lệch một bên theo chu kỳ (Periodic lateralized epileptiform discharges - PLEDS) là một dạng sóng bất thường, hoặc có hình dạng của các sóng nhọn hoặc gai, xuất hiện lặp đi lặp lại theo những khoảng thời gian đều đặn, ở một bán cầu một bên, hay khu trú một ổ.

Các gai (spikes) là những biến đổi điện thế thoáng qua, nhanh, có biên độ thực sự cao hơn hoạt động điện cơ sở.	Kết hợp Gai và sóng (Spike and Wave combination) là một chuỗi những gai và những sóng có tần số khác nhau. Dạng sóng này thường có biên độ rất cao và là một dạng bất thường.

Sóng nhọn là một sóng đơn độc, có thời khoảng lớn hơn 80 nhưng nhỏ hơn 200 mili giây	Trong khi ngủ, EEG thay đổi hình dạng tùy theo giai đoạn của giấc ngủ. Khi ngủ gà (buồn ngủ - drowsiness), nhịp Alpha sẽ giảm điện thế và giảm tính đều đặn. Các sóng trở nên nhỏ hơn và kém đều đặn hơn, thường là bị ngắt quãng trong 1-5 giây. Khi ngủ nông (light sleep) thì nhịp Alpha biến mất, xuất hiện các đợt bột phát (bursts) các chuỗi của các thoi (spindles) 14-15 Hz và một sóng nhọn cao (phức bộ K, K-complex) ở các vùng trung tâm của đầu.