Ứng dụng các phương pháp ước lượng số lượng đơn vị vận đông trong bệnh thần kinh cơ

ỨNG DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ƯỚC LƯỢNG SỐ LƯỢNG ĐƠN VỊ VẬN ĐỘNG TRONG BỆNH THẦN KINH CƠ

Ths.BsNguyễn Lê Trung Hiếu

 

1. MỞ ĐẦU

Trong bệnh thần kinh ngoại biên, tế bào vận động số 2 bao gồm thân tế bào ở sừng trước tủy và sợi trục của nó là thành phần bị ảnh hưởng chính và trong hầu hết trường hợp các tế bào này bị thoái hóa mất sợi trục. Tùy theo mức độ nặng của hiện tượng mất sợi trục mà bệnh thần kinh ngoại biên có biểu hiện tương ứng. Việc đánh giá mức độ nặng của bệnh thần kinh vận động cảm giác chủ yếu vẫn là định tính, dựa vào triệu chứng lâm sàng, thang điểm lâm sàng và các khảo sát cảm giác. Sự thoái hóa mất sợi trục của tế bào vận động không thể đo đạc chính xác từ sức cơ hoặc từ khảo sát chẩn đoán điện do ảnh hưởng bù trừ của hiện tượng tái phân bố thần kinh. Câu hỏi đặt ra là có kỹ thuật nào có khả năng khảo sát gần đúng nhất số lượng đơn vị vận động hay không?

Nhiều kỹ thuật đã được nghiên cứu để trả lời cho câu hỏi này. Từ những kỹ thuật đến trực tiếp trên mô học đến các kỹ thuật liên quan đo đạc bằng điện cơ đã được tiến hành và mang lại những đáp án nhất định, giúp ích cho việc xác đinh số lượng đơn vị vận động.

Trong điện cơ đồ, kỹ thuật điện sinh lí ước lượng số lượng đơn vị vận động (motor unit number estimation – MUNE) là kỹ thuật không bị ảnh hưởng bởi hiện tượng tái phân bố thần kinh bù trừ và vì thế mà chỉ duy nhất kỹ thuật này mới có thể cho phép ước lượng số lượng đơn vị vận động kiểm soát một cơ hoặc một nhóm cơ.

Kỹ thuật ước lượng số lượng đơn vị vận động bắt đầu được chú ý bởi McComas từ 1967 với tên gọi ban đầu là đếm đơn vị vận động (motor unit counting). Về sau, tên chính thức là ước lượng số lượng đơn vị vận động (motor unit number estmation) do không thể đếm một cách chính xác. Từ báo cáo đầu tiên năm 1972 đến nay, nhiều công trình nghiên cứu về kỹ thuật này đã được tiến hành và mang lại nhiều lợi ích cho việc theo dõi một số bệnh thần kinh ngoại biên, trong đó, nhiều nhất là những khảo sát liên quan đến bệnh xơ cột bên teo cơ. Nhiều thay đổi so với kỹ thuật ban đầu cũng đã được thử nghiệm để hoàn thiện nâng cao độ nhạy và độ chuyên biệt của kỹ thuật trong chẩn đoán và theo dõi một số bệnh thần kinh cơ.

2. ĐIỆN CƠ ĐỒ THƯỜNG QUI TRONG ƯỚC LƯỢNG SỐ LƯỢNG ĐƠN VỊ VẬN ĐỘNG

Chẩn đoán điện thường qui tiếp cận các bệnh thần kinh ngoại biên thông qua việc đo lường mất sợi trục và tốc độ dẫn truyền. Điện thế hoạt động thần kinh cảm giác (sensory nerve action potential – SNAP) và phức hợp điện thế hoạt động của cơ (compound muscle action potential – CMAP) thường được sử dụng để đo lường mất sợi trục và kể cả cho việc xác định tốc độ dẫn truyền trên dây thân kinh. Tuy nhiên, người ta nhận thấy là bất thường SNAP có thể không bị phát hiện nếu như 50% sợi trục còn bảo tồn. Tương tự, biên độ CMAP phản ánh số lượng sợi cơ được phân bố và giá trị của thông số này chỉ giảm khi có sự lan rộng của hiện tượng mất phân bố thần kinh vượt quá khả năng tái phân bố thần kinh và một lượng đáng kể những sợi cơ bị mất phân bố thần kinh. Trong trường hợp những bệnh mất phân bố thần kinh tiến triển chậm, sẽ có đủ thời gian cho sự tái phân bố thần kinh đạt tối đa và biên độ CMAP có thể không giảm dưới ngưỡng thấp của giá trị bình thường cho đến khi 50 – 80% sợi trục vận động đã bị thoái hóa (McComas và cộng sự, 1971b).

Phương pháp dùng sóng F: sóng F thường xuyên thay đổi về thời gian tiềm và hình dạng, và bản chất là do một nhóm neuron phát xung đáp ứng lại kích thích ngược chiều. Nếu chỉ có 1 neuron chịu kích thích, hình ảnh sóng F sẽ là duy nhất và có thể chồng hình các sóng F trùng khít lên nhau được. Phương pháp này tương đối đơn giản nhưng mất nhiều thì giờ để thu lượm các sóng F giống hệt nhau gom vào 1 nhóm, rồi tính có bao nhiêu nhóm.

Điện cơ kim được cho là nhạy trong việc phát hiện hiện tượng mất phân bố thần kinh và tái phân bố thần kinh do ghi nhận được những hoạt động tự phát bất thường như sóng nhọn dương (positive waves), điện thế rung giật sợi cơ (fibrillation potentials), những thay đổi về dạng sóng (wave forms), biên độ (amplitude) và kết tập (recruitment) của những điện thế hoạt động của đơn vị vận động (motor unit action potential – MUAP). Tuy nhiên, những thay đổi này thì biểu hiện theo thang điểm (1+ đến 4 +) và chỉ mang tính định tính (Kimura, 2001). Đã có một vài nghiên cứu so sánh thang điểm trên điện cơ kim với sự đánh giá đơn vị vận động quan sát được. (Shulte-Mattler và cộng sự., 2000).

Đo lường mật độ sợi cơ trên điện cơ kim sợi đơn độc là kỹ thuật chẩn đoán điện nhạy nhất trong khảo sát mất phân bố thần kinh (Stalberg và cộng sự, 1975). Việc đo lường này dựa trên việc ghi MUAPs bằng điện cực kim sợi đơn độc chuyên biệt và giá trị thu được của nó cho phép đánh giá tốt nhất số lượng sợi cơ từ một đơn vị vận động. Tuy nhiên, giá trị mật độ sợi cơ tăng khi có tái phân bố thần kinh thêm vào và giảm khi có sự mất bù xảy ra (Stalberg và cộng sự, 1982). Do đó, sự tương quan giữa giá trị mật độ sợi trục trên điện cơ sợi đơn độc với giá trị định lượng số lượng đơn vị vận động, các thông số về biên độ CMAP và MUAP thì nghèo nàn (Bromberg và Larson, 1996).

3. NGUYÊN LÍ CỦA MUNE

MUNE là một trong những kỹ thuật chẩn đoán điện có thể ước lượng một cách tương đối số lượng đơn vị vận động phân bố cho một cơ hoặc một nhóm cơ (McComas và cộng sự., 1971a). Giá trị MUNE được tính bằng tỉ lệ giữa biên độ (hoặc diện tích vùng) tối đa của CMAP và biên độ (hoặc diện tích vùng) trung bình hóa của điện thế đơn vị vận động đơn độc (single motor unit potential – S-MUP).

Nguyên lí chung của MUNE thì đơn giản và đã có nhiều báo cáo đã được thông báo rộng khắp ứng dụng kỹ thuật này (McComas và cộng sự., 1971a; Brown và Milner-Brown, 1976; Slawnych và cộng sự. 1990; McComas, 1991; Mromberg, 2003b). Một số kỹ thuật khác nhau cũng đã được phát triển trong các báo cáo này. Nói chung, tất cả các kỹ thuật đều dựa trên việc khảo sát những điện thế đơn vị vận động đơn độc (single motor unit potentials – S-MUPs).

3.1 Các cơ được chọn khảo sát

Các cơ ngọn chi ở chi dưới thường bị ảnh hưởng trong bệnh thần kinh ngoại biên, trong đó cơ duỗi các ngón ngắn (extensor digitorum brevis (EDB) muscle) thường được chọn để khảo sát MUNE. Ngoài ra, các cơ bàn chân thuộc chi phối thần kinh chày như cơ dạng ngón cái (abductor hallucis), các cơ ô mô cái (thenar muscles) thuộc chi phối của thần kinh giữa và các cơ ô mô út thuộc chi phối của thần kinh trụ cũng đã từng được khảo sát. Các cơ gốc chi như nhóm cơ nhị đầu cánh tay (biceps-brachielis muscle group) cũng được chọn để khảo sát trong các kỹ thuật MUNE (McComas, 1991).

3.2 Phức hợp điện thế hoạt động của cơ (CMAP)

Biên độ CMAP tối đa được xác định bằng kỹ thuật khảo sát dẫn truyền thần kinh trong chẩn đoán điện thường qui. Các điện cực ghi được đặt theo cách ghi bụng gân (bell-tendon arrangement) và dây thần kinh bị kích thích trên bề mặt da cho đến khi đạt được CMAP tối đa. Các điện cực ghi bề mặt cũng được dùng để ghi S-MUPs. Vị trí của điện cực ghi hoạt động (active recording electrode) được chọn sao cho biên độ CMAP đạt lớn nhất và đây cũng là vị trí đặt cố định trong suốt quá trình khảo sát (Bromberg và Spiegelberg, 1997). Vị trí đặt này rất quan trọng nhằm đảm bảo ghi được CMAP lớn nhất và phát hiện những thay đổi của S-MUPs rõ nhất. Tuy nhiên, bất kỳ sự thay đổi nào về vị trí đặt điện cực ghi hoạt động cũng có thể ghi được CMAP và S-MUPs nên giá trị của MUNE không bị ảnh hưởng (Bromberg và Abrams, 1995).

3.3 Điện thế đơn vị vận động đơn độc (S-MUP)

Các sóng đáp ứng S-MUP trong một cơ hoặc một nhóm cơ có thể thay đổi về hình dạng và kích thước nhưng luôn có một thành phần sóng âm đầu tiên sau đó là thành phần sóng dương. Đôi khi S-MUPs ghi được có sóng dương bắt đầu; thành phần này được xem như là sự dẫn truyền thể tích do các cơ gần kề, do đó, không được sử dụng để tính giá trị S-MUP (Bromberg, 2003a). Thời khoảng của toàn bộ sóng đáp ứng có thể rất khó xác định do không định vị rõ được vị trí bắt đầu và kết thúc sóng. Biên độ đỉnh – đỉnh (peak-to-peak amplitude), biên độ đỉnh sóng âm (negative peak amplitude) và diện tích vùng sóng âm (negative peak area) có thể được tính bằng cách kéo dài đường đẳng điện trước sóng băng qua thành phần sóng âm của toàn bộ sóng đáp ứng.

Biên độ đỉnh – đỉnh của S-MUP trên cơ bình thường dao động từ 20 – 200?V (Bromberg và Abrams, 1995). Đôi khi có những S-MUP với biên độ rất nhỏ mà biên độ đỉnh sóng âm < 10?V hoặc diện tích vùng âm < 25?Vms; những sóng này không được dùng để tính biên độ S-MUP dù đó có thể đó cũng chính là S-MUP bình thường (thường đo được ở những bệnh nhân xơ cứng cột bên teo cơ) (Bromberg và Abrams, 1995).

4. CÁC KỸ THUẬT MUNE

Một số kỹ thuật MUNE đã được phát triển nhằm tìm cách khảo sát S-MUP tối ưu. Việc chọn một kỹ thuật MUNE được gợi ý bởi một số yếu tố bao gồm dụng cụ sẳn có, kinh nghiệm lâm sàng, đối tượng nghiên cứu. So sánh trực tiếp cho thấy không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các kỹ thuật (Stein và Yang, 1990; Doherty và Brown, 1993; Lomen-Hoerth và Olney, 2000). Khi tiến hành nghiên cứu, điều quan trọng là phải xem xét và lựa chọn kỹ thuật phù hợp nhất với điều kiện hiện có.

Các kỹ thuật MUNE đã được ứng dụng gồm:

–          Kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần: (Incremental stimulation motor unit number estimation technique).

–          Kỹ thuật MUNE kích thích nhiều điểm  (Multiple point stimulation motor unit number estimation technique).

–          Kỹ thuật MUNE thống kê (Statistical motor unit number estimation technique)

–          Kỹ thuật MUNE trung bình hóa các gai co cơ  (Spike triggered averaging motor unit estimation technique)

–          Kỹ thuật tìm chỉ số của số lượng các đơn vị vận đông (Motor unit number index – MUNIX).

4.1 Kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần: (Incremental stimulation motor unit number estimation technique)

4.1.1 Nguyên lí

Đây là kỹ thuật MUNE đầu tiên và dựa trên sự tăng dần cường độ kích thích trên dây thần kinh để ghi được một chồng các lớp phức hợp đáp ứng được kích hoạt (envelope of evoked respondes) (McComas và cộng sự, 1971a). Mỗi lớp phức hợp trong cả chồng các lớp phức hợp đáp ứng này được xem là đại diện cho sự cộng dồn S-MUPs của những sợi trục vận động đơn độc được kích hoạt cùng ngưỡng kích thích.

4.1.2 Cách làm

Các điện cực bề mặt được đặt trên cơ hoặc nhóm cơ theo cách ghi bụng gân và CMAP tối đa được ghi. Điện cực kích thích đặt cố định tại một vị trí trên dây thần kinh. Độ nhạy khai thác tăng từ 100 – 200 µV/khoảng để quan sát những bước biên độ thấp trong chùm phức hợp đáp ứng. Cường độ kích thích được giữ thấp từ 3 – 10mA để kích hoạt sợi trục đầu tiên theo nguyên lí tất cả hoặc không (all-or none response). Bằng cách tăng chậm cường độ kích thích, một chồng 8 – 10 lớp phức hợp đáp ứng riêng biệt sẽ được ghi nhận trước khi chúng tạo thành lớp phức hợp đáp ứng cao nhất mà không thể phân biệt được. Số thứ tự của lớp phức hợp đáp ứng được xem là sự cộng dồn biên độ của số S-MUPs tương ứng và được dùng làm số chia để tính biên độ S-MUP trung bình của phức hợp đó (biên độ S-MUP trung bình = biên độ lớp phức hợp/số thứ tự của lớp đó). Từ đó, giá trị S-MUP trung bình hóa được tính từ giá trị S-MUPs của từng bước và được dùng để tính giá trị của MUNE.

4.1.3 Thuận lợi

–          Kỹ thuật này có thể tiến hình trên tất cả các máy EMG.

–          Điện cực kích thích đặt cố định, giống nhau cả khi ghi CMAP tối đa và S-MUP trung bình, nên ảnh hưởng của sự xóa bỏ pha sẽ đồng nhất giữa CMAP và S-MUPs.

4.1.4 Khó khăn

Người ta ghi nhận là trong quá trình khảo sát điện sinh lí thần kinh mỗi sợi trục thần kinh không có một ngưỡng kích hoạt riêng biệt mà sự kích hoạt kéo theo sự thay đổi tính dễ bị kích thích của sợi trục thần kinh khiến cho nó có thể bị kích thích với cường độ thấp hơn hoặc cao hơn. Do đó, với một cường độ cố định trong ngưỡng kích hoạt, sợi trục thần kinh có thể bị kích hoạt hoặc không. Khi một số sợi trục có cùng ngưỡng kích thích đan xen, số thứ tự của lớp phức hợp đáp ứng sẽ không phản ánh đúng là sự tổng hợp các đáp ứng từ các sợi trục tạo ra. Hiện tượng này được gọi là sự xen kẽ (“alternation”) giữa những phức hợp khác nhau tổng hợp từ các sợi trục đáp ứng khác nhau. Kết quả là không chắc số thứ tự của lớp phức hợp đáp ứng đúng là số sợi trục mà có thể số sợi trục bị kích hoạt ít hơn số thứ tự của lớp đó. Điều này dẫn đến giá trị S-MUP trung bình giảm, kéo theo giá trị MUNE tăng (McComas và cộng sự., 1971a; Brown and Milner-Brown, 1976).

4.1.5 Thay đổi

Trong kỹ thuật ban đầu, các S-MUP riêng lẻ không thể tách biệt mà cộng dồn thành từng lớp phức hợp đáp ứng.

–          Thay đổi sớm nhất sử dụng các mẫu chuỗi (serial temples) để tách các S-MUPs riêng lẻ (Ballantyne và Hansen, 1974). Thay đổi này cần một phần mềm chuyên biệt. S-MUP đầu tiên được dùng như mẫu đầu tiên và cũng chính là giá trị S-MUP đầu tiên. S-MUP thứ hai được tính từ hiệu số giữa điện thế lớp phức hợp đáp ứng thứ hai và mẫu thứ nhất; hai S-MUP thứ nhất và thứ hai này được cộng lại và dùng như mẫu thứ hai để tính S-MUP thứ ba từ điện thế lớp phức hợp đáp ứng thứ ba. Lặp lại như thế cho đến khi 8 – 10 S-MUPs được tính. Sự thay đổi này chủ yếu là trên cách tính  S-MUP.

–          Một thay đổi sau đó sử dụng kỹ thuật tách mẫu tự động để xác định từng sóng riêng rẻ từ đó tính S-MUP trung bình (Galea et al., 1991). Thay đổi này đòi hỏi phần mềm chuyên biệt trên máy EMG.

4.2 Kỹ thuật MUNE kích thích nhiều điểm  (Multiple point stimulation motor unit number estimation technique)

4.2.1 Nguyên lí

Kỹ thuật này được phát triển để tránh hiện tượng xen kẽ bằng cách kích hoạt những sợi trục thần kinh riêng rẻ trong một lần khảo sát (Kadrie và cộng sự, 1976). S-MUPs đơn độc riêng biệt được tạo ra bằng cách di chuyển các điện cực kích thích tới những vị trí khác nhau dọc dây thần kinh  (Kadrie và cộng sự., 1976; Doherty và Brown, 1993).

4.2.2 Cách làm

Các điện thế bề mặt được đặt và một CMAP tối đa được ghi. Độ nhạy khai thác tăng từ 50 – 100?V/khoảng để ghi S-MUPs biên độ thấp. Cường độ kích thích thấp 3 – 10mA để kích hoạt sợi trục đầu tiên và ghi S-MUP đầu tiên. Điều này được kiểm soát bởi nguyên lí đáp ứng tất cả hoặc không để tăng hoặc giảm cường độ kích thích. Điện cực kích thích được di chuyển đến một vị trí khác dọc dây thần kinh và cũng ghi nhận một đáp ứng khác theo nguyên lí tất cả hoặc không tương tự. 10 – 15 đáp ứng (S-MUPs) được chọn và trung bình hóa rồi dùng để tính giá trị MUNE.

4.2.3 Thuận lợi

–          Tránh được hiện tượng xen kẽ.

–          Dùng được trên tất cả các máy EMG.

4.2.4 Khó khăn

–          Một chuỗi các kích thích phải được thực hiện để chắc rằng đáp ứng ghi có được là từ một sợi trục đơn độc bởi vì hai sợi trục cùng tính dễ kích thích có thể bị kích hoạt cùng lúc và tạo một phức hợp đáp ứng và muốn tách biệt hai thành phần này ra cần phải khảo sát nhiều lần bằng một chuỗi kích thích (>10 kích thích).

–          Do điện cực kích thích được di chuyển tới những vị trí khác nhau dọc dây thần kinh để tạo ra S-MUPs riêng lẻ nên nếu trung bình hóa điểm – điểm được sử dụng, ảnh hưởng của sự xóa bỏ pha sẽ là vấn đề đáng ngại trừ phi xác định được vị trí khởi phát của sóng rõ ràng.

4.2.5 Thay đổi

S-MUPs được tạo ra cùng một lúc có thể gây mất nhiều thời gian. Một thay đổi đã được phát triển là kỹ thuật kích thích nhiều điểm tương thích (adapted multiple point stimulation technique). Kỹ thuật này kết hợp cả hai kỹ thuật kích thích tăng dần và kích thích nhiều điểm (Wang và Delwaide, 1995). Tại mỗi điểm kích thích trên dây thần kinh, cường độ kích thích được tăng để tạo ra những lớp phức hợp đáp ứng với hai hoặc 3 bước. Phép trừ mẫu được áp dụng để tách S-MUPs riêng lẻ trên từng vị trí kích thích và 5 – 6 vị trí dọc dây thần kinh được chọn để kích thích; nhờ vậy mà rút ngắn được thời gian khảo sát.

4.3 Kỹ thuật MUNE thống kê (Statistical motor unit number estimation technique)

4.3.1 Nguyên lí

Kỹ thuật MUNE thống kê sử dụng thuật toán thống kê Possion để xác định đáp ứng trung bình (Daube, 1995). Sự kích thích nhiều lần được thực hiện với một cường độ hằng định để tạo ra những đáp ứng và những đáp ứng này thay đổi trên từng thử nghiệm (trial-to-trial). Người ta thừa nhận là sự thay đổi của đáp ứng có được này phản ánh sự cộng thêm và sự mất đi các sợi trục, do đó, nó đại diện cho hiện tượng xen kẽ. Thuật toán Possion thừa nhận sự thay đổi đại diện từng bước khảo sát và sự khác biệt về biên độ đáp ứng được thống kê qua nhiều thử nghiệm thì bằng giá trị thay đổi trung bình của đáp ứng, đó cũng là giá trị trung bình của S-MUP.

4.3.2 Cách làm

Các điện thế bề mặt được đặt và một CMAP tối đa được ghi. Người được khảo sát cần được thư giản hoàn toàn để tránh những vận động ngẫu nhiên (Daube, 2003). Điện cực kích thích được cố định và dây thần kinh được kích thích liên lục (“scanned”) bằng một chuỗi 30 kích thích với cường độ tăng dần từ dưới ngưỡng đến mức tối ta để tạo ra một chồng các lớp phức hợp đáp ứng. Dựa và đáp ứng này người thực hiện sẽ xác định những vùng cần lấy để làm mẫu cho bước khảo sát kế tiếp. Thông thường, 3 – 4 vùng được chọn làm mẫu cho việc xác định sự khác biệt và giá trị biên độ S-MUP trung bình trong từng vùng. Sự khác biệt của đáp ứng trong mỗi vùng được xác định bởi những chuỗi 30 kích thích. Trong mỗi chuỗi 30 kích thích sự khác biệt được tính và vùng S-MUP trung bình được xác định. Nhiều chuỗi 30 kích thích được thực hiện cho đến khi độ lệch chuẩn của kết quả < 10%.

S-MUP trung bình được xác định trong một vùng sau đó được dùng để tính giá trị MUNE trong vùng. Những vùng khác cũng được khảo sát tương tự. Dựa vào đường cong có được từ chuỗi kích thích ban đầu, những vùng được chọn cho việc khảo sát bao gồm những vùng phản ảnh các đơn vị vận động biên độ lớn, một vùng “trung bình” hóa (“average” region) được xem như vùng không làm mẫu. Từ đó, một giá trị MUNE được tính cho vùng không lấy mẫu dựa vào giá trị S-MUP trung bình hóa nhỏ nhất. Cuối cùng, giá trị của tất cả các vùng có và không có làm mẫu được cộng dồn để cho ra giá trị MUNE toàn bộ.

4.3 3 Thuận lợi

–          Hiện tượng xen kẽ là trở ngại chính trong kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần đã trở nên tối thiểu trong kỹ thuật MUNE thống kê.

–          Kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần và kích thích nhiều điểm dựa vào sự kích hoạt sợi trục trên những sợi trục có ngưỡng kích hoạt thấp và điều này, như đã phân tích, chỉ kích hoạt những sợi trục có đường kính lớn và S-MUPs biên độ lớn, dẫn đến sự lệch mẫu. Trong kỹ thuật MUNE thống kê, nhiều sợi trục với các ngưỡng kích thích khác nhau được khảo sát và S-MUPs của chúng được ghi. Tuy nhiên, các nghiên cứu so sánh các kỹ thuật MUNE đã không cho thấy sự khác biệt về đường kính sợi trục dẫn dến sự khác biệt về kết quả có ý nghĩa vì ngưỡng kích thích của sợi trục phụ thuộc nhiều vào kháng trở mô đối với dòng điện kích quanh dây thần kinh hơn là ngưỡng dễ bị kích thích trên sợi trục của dây thần kinh đó (McComas, 1991).

–          Độ mạnh của thống kê bao gồm việc xác định S-MUP trung bình hóa trong từng vùng bằng chuỗi 30 kích thích được lặp lại nhiều lần cho đến khi độ lệch chuẩn của đáp ứng < 10% đáp ứng trung bình.

–          Điện cực kích thích được cố định cho CMAP và tất cả các thử nghiệm sau đó nên ảnh hưởng của sự xóa bỏ pha do sự khác biệt về khoảng cách dẫn truyền được xác nhập trong các sóng. 

–          Diện tích vùng đỉnh âm được đo đạc trong tất cả các phép tính.

4.3.4 Khó khăn

–          Kỹ thuật này đòi hỏi một phần mềm chuyên dụng trên một dòng máy EMG riêng biệt.

–          Thống kê Possion chấp nhận rằng phân bố của các biên độ đáp ứng lệch trái nhưng điều này không phải luôn luôn xảy ra trong chuỗi 30 kích thích. Một số cách đã được sử dụng để đặt lại cường độ kích thích nhằm áp đặt một phân bố lệch khác (Lomen-Hoerth và Oley, 2001; Daube, 2003).

–          Khi có hiện tượng mất phân bố thần kinh ắt sẽ dẫn đến tái phân bố thần kinh, điều này làm cho đường cong có được từ chuỗi kích thích ban đầu xuất hiện những bước nhảy với khác biệt lớn về biên độ; chúng đại diện cho những đơn vị vận động lớn và nhỏ khác nhau. Điều này ảnh hưởng đến cách chọn vùng và kết quả MUNE sau cùng (Lomen-Hoerth và Oley, 2001; Daube, 2003).

–          Giá trị của S-MUP được tính từ sự khác biệt của các đáp ứng là kết quả giả định và không phải là S-MUP sinh lí.

–          Có nhiều khác biệt trong việc tạo ra dữ liệu từ kỹ thuật thống bao gồm sự áp đặt dữ liệu và phân phối Possion, điều chỉnh khoảng chênh lớn, sử dụng các cửa sổ thống kê khác nhau và các phương pháp tính MUNE sau cùng. Điều này có thể tạo sự khác biệt về giá trị của MUNE mà có thể lên đến > 30% trên người bình thường (Shefner và cộng sự., 1999; Lomen-Hoerth và Oley, 2001; Daube, 2003).

4.3.5 Thay đổi

–          Nhiều thay đổi đã được thông báo để xác định những vùng đặc biệt trên đường cong ban đầu nhằm xác định kích cỡ vùng khảo sát và không khảo sát. (Oley và cộng sự, 2000; Lomen-Hoerth và Oley, 2001). Phần mềm chuyên dụng tự động hóa việc chọn vùng để khảo sát và mỗi vùng khoảng 6% biên độ CMAP. Phần mềm cũng cho phép điều chỉnh kích cỡ những vùng này. Một trong những phần mềm thông dụng có chế độ cài đặt 4 vùng 15 -25%, 25 – 35%, 35 – 45% và 45- 55% biên độ CMAP tối đa (Bromberg, 2003a).

–          Nhiều cách khác nhau để tính giá trị S-MUP trung bình hóa. Một trong những yếu tố dẫn đến sự khác biệt về giá trị của MUNE là độ chính xác của giá trị S-MUP nhỏ nhất được dùng để tính MUNE vùng không khảo sát. Đã có nhiều thay đổi để việc khảo sát thông số này chuẩn xác hơn. Dù còn một số hạn chế, kỹ thuật MUNE thống kê đã nhận được sự đồng thuận bởi các nhà điện sinh lí thần kinh (Bromberg, 2003a).

4.4 Kỹ thuật MUNE trung bình hóa các gai co cơ  (Spike triggered averaging motor unit estimation technique)

4.4 1 Nguyên lí

Cả ba kỹ thuật đã trình bày ở trên đều dựa trên kích thích điện lên dây thần kinh và kích hoạt S-MUPs. Kỹ thuật MUNE trung bình hóa các gai co cơ kích hoạt các vận động đơn độc bằng cách co cơ hữu ý (Brown và cộng sự., 1988). Những đơn vị vận động riêng lẻ được xác định từ bên trong cơ và ghi nhận đáp ứng tương ứng bằng điện cực bề mặt, từ đó xác định S-MUP trung bình hóa.

4.4.2 Cách làm

Hai kênh ghi được sử dụng, một cho điện cực ghi bề mặt và một cho điện cực ghi trong cơ. Điện cực ghi bề mặt được đặt và ghi CMAP tối đa. Điện cực kim được đặt trong cơ để ghi là lọc gai co cơ của một đơn vị vận động. Một mức độ điện thế được đặt để phát hiện gia co cơ của đơn vị vận động và những đáp ứng được tạo ra từ đơn vị vận động này được dùng để trung bình hóa đáp ứng ghi từ điện cực bề mặt. Điện cực kim được di chuyển đến vị trí khác trong cơ và  S-MUPs khác được ghi. Khoảng 10 – 15 đáp ứng được thực hiện và tính S-MUP trung bình hóa, từ đó tính MUNE.

4.4.3 Thuận lợi

–          Điện cực trong cơ có thể được dùng để khảo sát các số liệu về MUAP  như biên độ, thời khoảng, số lượng pha và gai.

–          Kỹ thuật này có thể thực hiện trên các cơ gốc chi, nơi mà các kỹ thuật khác khó tiếp cận vì bị giới hạn trong việc đặt điện cực kích thích để tạo CMAP tối đa.

4.4.4 Khó khăn

–          Có những điện thế giả tạo trong cơ gây nhiễu (Bromberg và Abrams, 1995).

–          Mẫu lệch khi các đơn vị vận động kết tập sớm. Tuy nhiên, các nghiên cứu so sánh giữa các kỹ thuật khác nhau cho thấy không có độ lệch đáng kể (Stein và Yang, 1990; Doherty và Brown, 1993).

4.4.5 Thay đổi

Trong kỹ thuật này, điện thế trong cơ đơn độc được tạo ra. Thuật toán phân tích đã được phát triển để tạo ra 1 – 8 điện thế trong cơ và mỗi điện thế đơn vị vận động có thể được dùng cho việc trung bình S-MUPs (Stashuk, 1999; Doherty và Stashuk, 2003). Kỹ thuật này làm giảm thời gian và tăng số lượng S-MUPs được khảo sát.

5.  MUNE TRONG BỆNH THẦN KINH CƠ

MUNE từng được dùng để đánh giá mức độ mất sợi trục và sự sự trải rộng của hiện tượng tái phân bố thần kinh trong một số bệnh thần kinh ngoại biên.

Bảng 4.1 MUNE theo các kỹ thuật khác nhau:

(theo Nandedkar và CS, 2002)
5.1   Bệnh neuron vận động:

Bệnh học của ALS và các bệnh neuron vận động khác là mất tế bào vận động của con đường vỏ gai, thoái hóa tế bào ở sừng trước tủy sống và các nhân vận động thân não. Chính vì vậy, MUNE được ứng dụng khảo sát chủ yếu là cho nhóm bệnh này.

MUNE được khảo sát nhiều nhất là trong bệnh ALS. Người ta nhận thấy rằng MUNE ở những bệnh nhân ALS giảm theo diễn tiến bệnh và bất thường trên MUNE có trước bất thường CMAP trên khảo sát dẫn truyền thường qui.

Sự thay đổi MUNE ở bệnh nhân ALS được chứng minh là có liên quan tiến triển của bệnh. MUNE cũng được khảo sát như một thông số tiên lượng mức độ nặng của bệnh. Ngoài ra, MUNE cũng được khảo sát trong các thử nghiệm điều trị ALS như Rilozole.

5.2 Bệnh thần kinh ngoại biên

5.2.1 Bệnh thần kinh do đái tháo đường

Các nghiên cứu sử dụng kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần cho thấy mất sợi trục nhiều trên điện cơ đồ nhiều hơn biểu hiện lâm sàng. Ở những bệnh nhân đái tháo đường không triệu chứng hoặc dấu hiệu của bệnh nhần kinh ngoại biên, giá trị của MUNE giảm xấp xỉ 50% trên cơ EDB và cơ ngón mô cái so với nhóm chứng (Brown và Feasby, 1974). Với những bệnh nhân có triệu chứng cảm giác, mức giảm còn trầm trọng hơn và một số bệnh nhân chỉ còn 1 – 2 đơn vị vận động trên cơ EDB. Mất sợi trục thì nhiều hơn mức tiên đoán từ sinh thiết thần kinh hoặc cơ, hoặc từ điện cơ kim thường qui và sự hủy myelin thì ít quan trọng.

5.2.2 Bệnh thần kinh do urê huyết.

Các nghiên cứu sử dụng kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần trên những bệnh nhân cần lọc thận nhân tạo cho thấy rằng 2/3 có giá trị MUNE trên cơ EDB trong giới hạn bình thường (Hansen và Ballantyne, 1978). Những bệnh nhân với giá trị MUNE giảm, giá trị biên độ và diện tích vùng S-MUP tăng, điều này gợi ý cơ chế bệnh học là mất sợi trục hơn là hủy myelin và chậm dẫn truyền. Khả năng tái phân bố thần kinh trong bệnh thần kinh do urê huyết thì ít hơn trong bệnh thần kinh do đái tháo đường.

5.2.3 Bệnh thần kinh do rượu

Bằng kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần, người ta nhận thấy những người nghiện rượu không triệu chứng thần kinh có MUNE trên cơ EDB tương đương nhón chứng, nhưng những người có triệu chứng thì giá trị MUNE giảm. (Ballatyne và cộng sự 1980).

5.2.4 Bệnh thần kinh di truyền Charcot Marie Tooth

Kỹ thuật MUNE trung bình hóa các gai co cơ từng được sử dụng để đánh giá và so sánh mức độ mất đơn vị vận động trên những bênh nhân CMT1A và CMT2 (Lawson và cộng sự., 2003; Lewis và cộng sự., 2003). Các giá trị MUNE trên cơ ô mô cái thì thấp ở cả hai thể CMT có yếu cơ, điều này gợi ý mất sợi trục là bệnh học cuối cùng của tất cả các thể CMT. Giá trị MUNE cũng thấp trên cơ gốc chi, trội với CMT2 hơn CMT1A, gợi ý một tiến trình lâu dài của CMT2.

5.2.5 MUNE và Guillain – Barré

Kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần được sử dụng để tách biệt những ảnh hưởng bệnh học của hủy myelin từ mất sợi trục (Martinez-Figueroa và cộng sự., 1977). Giá trị MUNE thấp và biên độ S-MUP lớn thường kết hợp với tình trạng nặng trên lâm sàng.

5.2.6 Bệnh thần kinh vận động mất sợi trục cấp

Bệnh thần kinh mất sợi trục cấp là một thể của hội chứng Guilliain – Barré với tiên lượng hồi phục tốt mặc dù có mất sợi trục (McKhann và cộng sự., 1993). Kỹ thuật MUNE thống kê được dùng để khảo sát những yếu tố tiên lượng hồi phục (Kuwabara và cộng sự., 2001). Những thay đổi trên điện sinh lí sớm nhất (ở tháng thứ 2) là tăng biên độ CMAP và S-MUP và giá trị MUNE chỉ bắt đầu tăng sau tháng thứ 3.

5.2.7 Bệnh thần kinh do nằm hồi sức

Kỹ thuật MUNE thống kê cùng những kỹ thuật khác đã được thực hiện để phân biệt giữa yếu do bệnh cơ hay bệnh thần kinh (Trojaborg và cộng sự., 2001). Giá trị MUNE bình thường được ghi nhận trên những bệnh nhân có CMAP giảm đáng kể (Rich et al., 1997), những thay đổi trên điện cơ kim và những dấu hiệu trên sinh thiết cơ giúp xác định bệnh cơ.

5.2.8 Bệnh thần kinh giữa tại cổ tay

Bằng kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần, giá trị có thể thấp đến mức chỉ có 3 -5 đơn vị vận động khi có teo và yếu cơ (Brown, 1973). Sự hiện diện của điện thế rung giật sợi cơ không tiên đoán được độ nạng của bệnh. Sử dụng kỹ thuật MUNE thống kê khi khảo sát những người có triệu chứng nhẹ, không có dấu hiệu mất sợi trục được tìm thấy (Cuturic và Palliyath, 2000).

5.2.9 Bệnh thần kinh trụ tại khuỷu

Kỹ thuật MUNE thống kê được dùng để làm tăng độ nhạy của chẩn đoán (Jillapalli và cộng sự., 2003). Các giá trị MUNE không giảm khi được định lượng gần về phía khuỷu nhưng giá trị S-MUP trung bình được xác định từ phần gốc thì giảm đáng kể hơn phần ngọn chi. Sự giảm biên độ CMAP qua khuỷu kết hợp với biên độ S-MUP thấp dẫn đến thay đổi MUNE không đáng kể qua khuỷu. Có lẽ chỉ một số lượng nhỏ sợi thần kinh đường kính lớn bị ảnh hưởng trong bệnh thần kinh khu trú do chèn ép. Chậm dẫn truyền trên những sợi này dẫn đến thất bại trong chẩn đoán dựa trên biên độ CMAP qua vị trí tổn thương. Tuy nhiên, chậm dẫn truyền của các sợi này cũng có thể kéo theo mẫu của S-MUPs nhỏ hơn, dẫn đến thay đổi giá trị MUNE không đáng kể.

6. KẾT LUẬN

MUNE là một phương pháp điện sinh lí duy nhất cho phép ước lượng số lượng đơn vị vận động chi phối một cơ hoặc một nhóm cơ bởi vì nó không chịu ảnh hưởng của hiện tượng tái phân bố thần kinh. Những khảo sát điện cơ thường qui chỉ cho phép định tính sự mất sợi trục. MUNE phù hợp nhất trong việc đánh giá một cách ước lượng sự mất sợi trục vận động trong những bệnh thần kinh tiến triển chậm, nhất là những bệnh thần kinh ngoại biên mà có đủ thời gian cho sự tái phân bố thần kinh hoàn toàn khiến cho việc đánh giá trên lâm sàng và điện cơ thường qua trở nên khó khăn. Trong những tình huống này, MUNE đã mô tả sự thoái hóa sội trục nhiều hơn mong đợi. Có nhiều kỹ thuật MUNE được áp dụng để khảo sát bệnh thần kinh ngoại biên, trong đó một số không cần kỹ thuật đặc biệt.

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Blok J.H, Visser G.H, Graaf S, Zwarts M.J, Stegeman D.F (2005), Statistical motor unit number estimation assuming a binomial distribution, Muscle & Nerve, John Wiley & Sons, 31, p182 – 191.
2. Boe S.G, Stashuk D.W, Doherty T.J (2004), Motor unit number estimates by decomposition-enhanced spike-triggerd averaging: control data, test-retest reliability, and contractile level effects, Muscle & Nerve, John Wiley & Sons, 29, p693 – 699.
3. Boe S.G, Stashuk D.W, Doherty T.J (2007), Motor unit number estimates and quantitative motor unit analysis in healthy subjects and patient with amyotropic lateral sclerosis, Muscle & Nerve, John Wiley & Sons, 36, p66 – 70.
4. Bromberg M.B (2006), Motor unit number estimation in peripheral neuropathies, In: Kimura J, Preriperal Nerve Diseases Handbook of Clinical Neurophysiologic, Elsevier, 7, p281 – 294.
5. Daube J.R (2006), Motor unit number estimates – From A to Z, Journal of the Neurological Sciences, Elsevier, 242, p23 – 35.
6. Gooch C.L, Shefner J.M (2004), MUNE, ALS and other motor neuron disorders, Informa Healthcare, 5 (1), p104 – 107.
7. Lewis R.A, Li J, Fuerst D.R, Shy M.E, Krajewski K (2003), Motor unit number estimate of distal and proximal muscle in Charcot-Marie-Tooth disease, Muscle & Nerve, John Wiley & Sons, 28, p161 – 167.
8. Lomen-Hoerth C, Slawnych M.P (2003), Statistical motor unit number estimation: from theory to practice, Muscle & Nerve, John Wiley & Sons, 28, p263 – 272.
9. Nguyễn Hữu Công (2013), Chẩn đoán điện và bệnh lí thần kinh – cơ, NXB Đại học quốc gia Tp.HCM, tr.95-98.
10. Shefner J.M, Gooch C.L (2003), Motor unit number estimation, Physical Medicine and Rehabiliation Clinics of North America, 14, p243 – 260.
11. Sherfner J.M, Cudkowicz M.E, Zhang H (2004), The use of statistical MUNE in a multicenter clinical trial, Muscle & Nerve, John Wiley & Sons, 30, p463 – 469.