THAM KHẢO THẦN KINH HỌC

TỔNG QUAN VỀ KÍCH THÍCH TỪ TRƯỜNG XUYÊN SỌ

(Transcranial Magnetic Stimulation – TMS)

TS Nguyễn Hữu Công, Khoa Nội Thần kinh, Bệnh viện 175.

Hãy tham khảo thêm trang Web của công ty sản xuất Magstim

Lịch sử:

Michael Faraday phát minh ra điện từ trường vào năm 1831: từ trường khi biến đổi (theo thời gian hay không gian) có thể sinh ra dòng điện. D'Arsonval 1896 khi đút đầu mình vào trong một cuộn dây điện xoay chiều 110 volt và 30 ampere thấy mắt có những đốm sáng lập loè (nảy dĩm đóm mắt): kích thích trực tiếp của điện từ trường xoay chiều lên võng mạc. Brickford và Fremming 1965 kích thích dây mặt bằng từ trường. Polson 1982 kích thích từ trường dây thần kinh ngoại vi và lần đầu tiên ghi được điện thế co cơ. Barker 1985 lần đầu tiên kích thích từ trường lên vỏ não vận động của người.

Nguyên lý:

Dùng máy tạo dòng điện từ 5 000 ampere trở lên, ở dạng xung. Kèm 1 cuộn dây tạo được xung từ trường cường độ 1 Tesla trở lên. Thời khoảng của xung khoảng 1 ms. Máy phát xung điện được tích điện cho tới điện thế tối đa là 2 800 volt (2,8 kV). Khi có tín hiệu kích (trigger), nó sẽ phóng điện vào cuộn dây. Bộ phận chuyển mạch (switching device), giúp chuyển một lượng lớn dòng điện ra cuộn dây, trong vòng vài miligiây, và chỉ theo 1 chiều. Người ta tính là năng lượng khoảng 500J được chuyển qua cuộn dây, trong vòng 100 microgiây. Một phần năng lượng ấy chuyển thành năng lượng từ trường. Cường độ từ trường giảm dần theo khoảng cách, lớn nhất ở vị trí sát với bề mặt cuộn dây. Những yếu tố như độ sâu xuyên thấu, cường độ, và độ chính xác phụ thuộc vào: thời gian tăng cường độ (rise time), năng lượng từ trường tối đa (peak magnetic energy) chuyển vận qua cuộn dây, và phân bố theo không gian của trường điện từ. Rise time và peak coil energy do máy quy định, còn phân bố từ trường theo không gian thì tùy theo kiểu cuộn dây. Cuộn dây hình tròn, đường kính 90 mm là cuộn dây tiêu chuẩn, tạo hiệu quả tốt nhất cho kích thích vỏ não vận động và cho rễ thần kinh trong ống sống (xem hình minh họa). Cường độ kích thích bằng không hay gần bằng không ở trung tâm cuộn dây, và tăng lên tới tối đa ở vòng tròn dưới cuộn dây. Dòng điện sinh ra tại mô có chiều ngược với chiều của dòng điện có trong cuộn dây (xem minh họa). Với cuộn dây đường kính 90 mm, vị trí kích thích chích xác không rõ lắm, nên người ta thiết kế thêm các kiểu cuộn dây khác như: cuộn dây kép (còn gọi là kiểu con bướm, hay kiểu số 8). Khi ấy vị trí kích thích ở trung tâm, chỗ 2 cuộn dây chạm nhau.

Kích thích từ trường dễ thực hiện, kích thích được những tổ chức ở sâu, không bị trở ngại do tổ chức mỡ hay xương, và không gây khó chịu. Ứng dụng chủ yếu là gây kích thích mà không xâm lấn (non-invasive) lên con đường vận động trung ương và ngoại vi. Ngoài ra còn dùng kích thích vỏ não trán trước, vỏ não thị giác, trung tâm ngôn ngữ, tiểu não, và dây thần kinh cảm giác ngoại vi. Nó dùng trong chẩn đoán, tiên lượng, theo dõi (monitor) và điều trị.

Điện thế gợi vận động Motor Evoked Potentials (MEPs):

MEPs có được bằng cách kích thích vỏ não, rễ tủy, và dây TK ngoại vi. Ghi đáp ứng co cơ bằng máy EMG hoặc máy ghi điện thế gợi (xem minh họa). Để đo tốc độ dẫn truyền ngoại vi (NCV) nên dùng điện cực hình số 8 để vị trí chính xác của kích thích. Có thể kích thích được sâu hơn so với cách ghi NCV thông thường.

Tính biến thiên của MEP: các đáp ứng ghi được có tính biến đổi không ổn định rất rõ, đó là hậu quả của khả năng chịu kích thích liên tục biến đổi của vỏ não. Tính biến thiên này có thể đo lường được và có ích trong chẩn đoán một số bệnh.

Thời gian dẫn truyền vận động trung ương (Central Motor Conduction Time - CMCT): có thể kích thích từ trường vào rễ thần kinh tủy sống (ỡ C7), hay dùng thời gian tiềm sóng F, để tính thời gian tiềm của dẫn truyền ngoại vi (peripheral conduction latency). Sau đó lấy thời gian tiềm từ vỏ não tới cơ, trừ đi thời gian dẫn truyền ngoại vi, ta được thời gian dẫn truyền vận động trung ương. CMCT cùng với các thông số khác là cơ sở cho chẩn đoán và đánh giá về bệnh lý. Có rất nhiều bảng chuẩn, và mỗi phòng thí nghiệm có thể tạo bảng chuẩn cho riêng mình.

Ngưỡng (threshold): ngưỡng kích thích thường biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm so với cường độ tối đa. Nó là 1 chỉ số nhậy cảmtrong một số bệnh, nhất là khi CMCT vẫn bình thường, ví dụ trong đột quỵ. Ngưỡng là cường độ (power level) mà ở đó có thể ghi được co cơ trong 50% số lần, và có thể tính cho cả cơ nghỉ ngơi lẫn cơ đang co. Tiêu chuẩn là ghi được 3 co cơ trong 6 lần kích thích.

Biên độ đáp ứng (response amplitude): cần phải ghi được biên độ đáp ứng với cường độ kích thích trên tối đa (supramaximal stimulus) ở ngoại vi. Nhưng ở trung ương thì không thể có được đáp ứng trên tối đa (supramaximal response) khi kích thích vỏ não. Ta có thể biểu thị đáp ứng trên tối đa ở vỏ bằng chính thông số của nó, hay bằng tỷ lệ so với đáp ứng trên tối đa ở ngoại. Ở người bình thường, tỷ lệ này là khoảng trên 50% với cơ tay có dùng nghiệm pháp tạo thuận lợi. Tỷ lệ này có thể chỉ bằng 5% hoặc ít hơn nữa trong một số bệnh, ví dụ đột quỵ hay xơ rải rác.

Những hạn chế: có một số hạn chế của kích thích từ trường. Cho tới nay vẫn chưa kích thích trực tiếp được tủy sống (có thể cần kiểu cuộn dây đặc biệt hơn, và cách tạo xung khác hơn). Người ta giải thích là các xương và sụn bao quanh đã cản trở dòng điện chạy từ ngoài vào trong, và khoang tủy sống không đủ lớn để tạo được dòng điện đủ mạnh. Nhưng trong đa số trường hợp có thể khắc phục được hạn chế này bằng cách kích thích vỏ, rồi kích thích rễ tủy, ví dụ trong bệnh thoái hóa cột sống cổ.

Có thể dùng cuộn dây kép 25 mm để đo MCV và SNCV, thay cho cách đo thông thường trên máy điện cơ, nó ít gây khó chịu và ít tốn thời gian hơn, lại kích thích được dây nằm ở sâu hơn. Ví dụ kích thích được các rễ dây thần kinh tủy sống như dây hoành (phrenic nerve), mà nếu kích thích bằng điện trực tiếp thì vừa rất đau, lại nhiều khi không thể làm được.

Ưùng dụng trong thoái hóa cột sống cổ: Kỹ thuật đơn giản, không mất quá 45 phút và gần như không đau. Dựa vào phân bố cơ của từng rễ cổ để làm. Cơ nhị đầu (biceps) do rễ C5, C6 và C7 chi phối. Cơ liên cốt I mu tay (first dorsal interosseous) do rễ C8 và D1 chi phối. Thời gian tiềm, biên độ và hình dạng sóng đều là những thông số nhậy cảm để định khu và định mức độ nặng của bệnh lý cột sống cổ. So sánh đáp ứng bên phải với bên trái giúp định hướng trội 1 bên của tổn thương. Có thể dùng phương pháp kích thích từ trường để chẩn đoán, định lượng và theo dõi tiến triển của tổn thương.

Ưùng dụng trong kích thích dây thần kinh hoành: có thể kích thích dây hoành 1 hoặc cả 2 bên. Cho bệnh nhân cúi đầu, đặt cuộn dây ở mỏm gai C6/C7, có thể chuyển lên trên hay xuống dưới (dọc đường giữa) sao cho có co cơ hoành tối đa. Điện cực ghi: bóng nhựa ghi áp lực luồn qua catheter, đo thay đổi áp lực do co thực quản và co dạy dày ở từng vị trí riêng rẽ, từ đó phân biệt ra được co dạ dày do cơ hoành.

Ưùng dụng trong Niệu khoa: đặt điện cực kim đồng tâm vào các cơ vòng (sphincter) hậu môn (anal) hoặc quanh niệu đạo (periurethral), cơ hành hang (bulbocarvernosus m.), hoặc cơ detrusor. Cũng có thể dùng cuộn hình vòng có chứa các bản điện cực bằng bạc. Kích thích ở vỏ não, rồi kích thích ở thắt lưng cùng, ta sẽ tìm được thời gian dẫn truyền trung ương và thời gian dẫn truyền rễ thần kinh tủy sống. So sánh với bảng chuẩn bình thường, từ đó phát hiện bất thường. Người ta hay dùng cuộn dây hình số 8.

Cũng có thể kích thích từ trường vào tủy lưng, và ghi được SSEPs ở vỏ não cảm giác. Phương pháp này không đau. Nếu kích thích điện thông thường ở vùng chậu, thường bệnh nhân không thể chịu được.

Ưùng dụng trong đột quỵ: Có thể dùng để tiên lượng và theo dõi diễn biến của đột quỵ. Nếu dùng ngày trong vòng 7 ngày đầu, kích thích từ trường xuyên sọ cung cấp những dữ liệu quan trọng cho tiên lượng phục hồi, nhất là về mặt vận động. Đơn giản nhất là nếu có MEPs ở bên liệt thì tiên lượng tốt, nếu không có thì tiên lượng phục hồi xấu. Chẩn đoán đột quỵ thì dựa vào lâm sàng và hình ảnh học, nhưng tiên lượng hồi phục thì lại không dựa vào đó được, mà phải nhờ MEPs. Có thể dùng nhiều kiểu cuộn dây khác nhau để kích thích vỏ não: cuộn tròn bình thường để cho co cơ ở tay và cuộn kép cho chân. Thường đặt cuộn dây trên đỉnh đầu, chính giữa, và tăng dần cường độ kích thích lên cho tới khi ghi được co cơ. Ghi ở 1-2 cơ ở tay và chân, ghi cả 2 bên. Xác định ngưỡng kích thích (threshold of stimulation) khi đặt cuộn dây trên đỉnh đầu và cơ được ghi thì thư giãn. So sánh kết quả có được giữa bên liệt với bên không liệt, hoặc với bảng giá trị bình thường. Nếu dùng cường độ khá cao mà vẫn không co cơ, thì bảo bệnh nhân co cơ lại (nghiệm pháp tăng cường - tạo thuận lợi facilitation). Nếu bệnh nhân khó hợp tác, thì dùng tay chân bên đối diện, hoặc dùng hệ cơ mặt, hoặc kích thích từ trường thành cặp (paired stimuli). Số liệu có được so sánh với bên không liệt hoặc với bảng chuẩn bình thường. Những bệnh nhân không có đáp ứng dù đã kích thích cường độ tối đa, thì tiên lượng phục hồi rất xấu. Thời gian dẫn truyền trung ương (CMCT) tính được bằng cách lấy thời gian tiềm chung trừ đi thời gian tiềm ngoại vi. Đo CMCT ngắn nhất bằng cách gây thuận lợi (facilitation). CMCT thường là bình thường trong bệnh lý này. Khoảng 5-10% số người không có đáp ứng ban đầu vẫn có thể hồi phục ở một mức độ nào đó, nhưng hồi phục hoàn toàn vẫn khó mà có được. Ngưỡng kích thích bất thường, biên độ đáp ứng thấp, hoặc CMCT dài ra, đều chứng tỏ dây thần kinh vận động có bị ảnh hưởng. Tiên lượng phụ thuộc vào số lượng các thông số bị bất thường. Nếu thực hiện kích thích từ trường sớm ngay trong vài ngày đầu của đột quỵ, kết quả của nó có thể tạo cơ sở để tiên lượng sớm về khả năng hồi phục.

Kích thích từ trường tần số nhanh:

cần lưu ý là kích thích vỏ não tần số nhanh có thể gây ra những cơn co giật. Nhưng để giảm bớt nguy cơ gây co giật do kích thích từ trường lặp đi lặp lại, ta nên dùng 1 hoặc phối hợp các biện pháp sau: kích thích ở khoảng 90% hoặc thấp hơn ngưỡng vận động, kích thích ở tần số thấp nhất có thể được, kích thích xa ra khỏi khu vực của vỏ não vận động, sử dụng cuộn dây cục bộ (local coil) nhằm có dòng lan truyền rộng ít hơn, kích thích thời gian càng ngắn càng tốt, sau mỗi một chuỗi kích thích, nên để thời gian đủ phục hồi. Các nghiên cứu về kích thích từ trường lặp đi lặp lại (repetitve transcranial magnetic stimulation - rTMS) khởi đầu từ 1990. Một trong những bài báo đầu tiên đã nêu lên khả năng gây ngừng nói và đếm bị sai của kích thích với tần số nhanh. Người ta đã dùng chuỗi kích thích 25Hz kéo dài 10 giây để xác định sự phân biệt phải-trái của các trung tâm ngôn ngữ trước khi phẫu thuật. Các tài liệu hiện nay thường nói về kích thích với tần số chậm hơn nhiều. Còn kích thích tần số nhanh hiện được dùng cho nghiên cứu độ thức tỉnh (cognitive studies) và làm phương pháp điều trị trong tâm thần học, như trong trầm cảm, tâm thần phân liệt, động kinh, bệnh Parkinson, và làm giảm đau (pain relief). Máy kích thích lặp đi lặp lại còn dùng để kích thích ngoại vi nhằm chữa co cứng (spasticity) do đột quỵ hoặc xơ rải rác. Người ta còn kích thích trực tiếp vào cơ để xem sức cơ, gây ho cho người liệt tủy, và giúp duy trì hình thể cơ trong thời ký bất động. Còn dùng nghiên cứu về mệt mỏi, về rối loạn chức năng đường niệu.

Hiện nay mỗi máy kích thích từ trường xuyên sọ đều có thể điều chỉnh được 3 thông số chính là: cường độ (power level), tần số (frequency) và thời khoảng của cả chuỗi kích thích (train duration). Có thể tìm kiếm thông tin về kích thích từ trường xuyên sọ TMS và kích thích từ trường xuyên sọ lặp đi lặp lại rTMS ở: the International Society for Transcranial Stimulation (ISTS), the International Federation of Clinical Neurophysiology, the American Academy of Neurology (AAN)...

Kích thích tần số thấp:

từ 1985 người ta nghiên cứu nhiều về kích thích với tần số thấp (dưới 1Hz). Nhưng nói chung đều thấy nguy cơ gây động kinh là rất thấp. Có thể coi kích thích từ trường xuyên sọ là một phương pháp rất an toàn.

Hãy tham khảo thêm trang Web của công ty sản xuất Magstim

Trở về đầu trang