Điện não đồ — nguyên lý và các dạng sóng bệnh lý

Điện não đồ (electroencephalography, EEG) ghi chênh lệch điện thế giữa các điện cực. Tín hiệu da đầu chủ yếu phản ánh tổng hợp điện thế sau synap kích thích và ức chế trên dendrite của nhiều neuron tháp vỏ não nằm song song. Khi quần thể đủ lớn hoạt động đồng bộ và có định hướng phù hợp, trường điện lan qua dịch não tủy, màng não, sọ và da đầu tới điện cực [1–3].

EEG không ghi trực tiếp từng điện thế hoạt động. Hoạt động sâu, khu trú nhỏ hoặc có lưỡng cực định hướng bất lợi có thể không thấy trên da đầu. Sọ làm giảm biên độ và làm mờ định khu, nên vị trí biên độ lớn nhất trên da đầu không nhất thiết nằm ngay trên nguồn phát.

Các chỉ định thường gặp gồm:

• Hỗ trợ chẩn đoán và phân loại cơn động kinh–hội chứng động kinh.
• Phát hiện cơn không co giật hoặc trạng thái động kinh không co giật.
• Đánh giá bệnh não lan tỏa, rối loạn ý thức và dao động tri giác.
• Theo dõi đáp ứng trong trạng thái động kinh hoặc chăm sóc thần kinh tích cực.
• Hỗ trợ đánh giá rối loạn giấc ngủ khi phối hợp đa ký.
• Góp phần đánh giá chức năng não trong một số quy trình chết theo tiêu chuẩn thần kinh, theo quy định địa phương.

EEG không phải xét nghiệm xác nhận mọi cơn mất ý thức. Ngất, rối loạn vận động, cơn không động kinh chức năng, migraine và nhiều bệnh khác cần chẩn đoán lâm sàng; video-EEG chỉ hữu ích khi ghi được sự kiện điển hình với chất lượng đủ.

Hệ quốc tế 10–20 đặt điện cực theo tỷ lệ khoảng cách giữa các mốc sọ. Chữ cái chỉ vùng: Fp trán cực, F trán, C trung tâm, P đỉnh, O chẩm, T thái dương; số lẻ bên trái, số chẵn bên phải, “z” ở đường giữa. Điện cực tai hoặc mỏm chũm thường dùng làm tham chiếu nhưng không thực sự “im điện” [3,4].

Một kênh hiển thị hiệu điện thế giữa hai đầu vào. Vì mọi đạo trình là phép trừ, dạng sóng đổi khi đổi montage dù nguồn não không đổi.

Không nên chẩn đoán từ một montage duy nhất. Một bất thường thật phải được kiểm tra lại bằng nhiều montage để xác định trường điện, cực tính và ảnh hưởng tham chiếu.

Để diễn giải được, bản ghi cần phủ điện cực phù hợp, đủ chất lượng, ghi rõ trạng thái thức–ngủ, tuổi, thuốc và sự kiện lâm sàng. Một EEG quá ngắn, nhiều nhiễu hoặc không đạt trạng thái cần khảo sát có thể âm tính giả; người đọc nên nêu giới hạn thay vì xem đó là bằng chứng loại trừ động kinh [4].

Các nghiệm pháp hoạt hóa gồm mở–nhắm mắt, tăng thông khí và kích thích ánh sáng khi không chống chỉ định. Thiếu ngủ hoặc ghi khi ngủ làm tăng khả năng thấy phóng điện kẽ cơn ở một số hội chứng. Chú thích vận động, lời nói, buồn ngủ và triệu chứng giúp phân biệt hoạt động não với nhiễu.

Biên độ đo bằng microvolt và phụ thuộc montage, khoảng cách nguồn, độ đồng bộ cùng độ dày sọ. “Sóng nhọn” là hình thái theo thời gian–độ dốc, không chỉ vì hình nhìn sắc. Một phóng điện cần mô tả pha, thời lượng, trường điện, sóng chậm theo sau, ảnh hưởng lên nền và mức lặp lại.

Ở người lớn tỉnh táo, thư giãn, nhắm mắt, nhịp trội phía sau thường 8–13 Hz, đối xứng tương đối và mạnh nhất vùng chẩm. Mở mắt hoặc tập trung làm nhịp này giảm biên độ — phản ứng chặn alpha — và nền chuyển sang hoạt động nhanh biên độ thấp hơn [1–3].

Tần số nền thay đổi theo tuổi: chậm hơn ở trẻ nhỏ, đạt vùng alpha trưởng thành trong quá trình phát triển và có thể chậm nhẹ ở tuổi cao. Một nhịp phía sau dưới mong đợi chỉ có ý nghĩa khi xét tuổi, mức tỉnh, thuốc, chuyển hóa, thị lực và chất lượng ghi.

Bước 1 — Xác nhận kỹ thuật và trạng thái

• Danh tính, tuổi, chỉ định, thuốc và thời điểm cơn gần nhất.
• Montage, độ nhạy, bộ lọc, tốc độ hiển thị và điện cực lỗi.
• Người bệnh thức, buồn ngủ, ngủ, dùng an thần hay không hợp tác.
• Video và chú thích kỹ thuật viên có khớp tín hiệu không.

Bước 2 — Mô tả nền

Đọc tần số trội, biên độ, tổ chức trước–sau, đối xứng, liên tục, biến thiên và phản ứng. Ở bệnh nhân hôn mê, phản ứng với kích thích và tính liên tục thường có giá trị hơn việc chỉ gọi một dải tần.

Bước 3 — Tìm bất thường không dạng động kinh

Đánh giá chậm khu trú, chậm lan tỏa, bất đối xứng, giảm biên độ, mất tổ chức, gián đoạn, burst-suppression hoặc ức chế nền. Mô tả trước, suy luận nguyên nhân sau.

Bước 4 — Tìm phóng điện dạng động kinh và cơn

Xác định hình thái, trường điện, phân bố khu trú hay toàn thể, tần suất, hoạt hóa khi ngủ và tương quan lâm sàng. Một pattern nhịp phải được kiểm tra diễn tiến về tần số, hình thái hoặc không gian để phân biệt cơn với nhiễu hay biến thể.

Bước 5 — Kết luận trong bối cảnh

Kết luận nên trả lời chỉ định: bản ghi bình thường hay bất thường; bất thường khu trú hay lan tỏa; có phóng điện kẽ cơn hoặc cơn điện học không; mức tin cậy và hạn chế nào còn tồn tại.

Chậm khu trú liên tục hoặc tái diễn gợi rối loạn chức năng vỏ–dưới vỏ tại vùng đó. Nguyên nhân gồm tổn thương cấu trúc, thiếu máu, u, viêm, chấn thương hoặc trạng thái sau cơn. Chậm polymorphic liên tục thường gợi tổn thương cấu trúc hơn chậm nhịp đều, nhưng EEG không xác định mô bệnh học.

Chậm lan tỏa phản ánh rối loạn chức năng não toàn thể. Mức chậm thường tăng theo độ nặng bệnh não, nhưng căn nguyên có thể chuyển hóa, độc chất, nhiễm trùng, thoái hóa, sau thiếu oxy, an thần hoặc hạ thân nhiệt. Hình thái ba pha là mô tả, không đặc hiệu riêng cho bệnh não gan [2,3,5].

Phóng điện dạng động kinh kẽ cơn (interictal epileptiform discharge, IED) thường có một số đặc điểm:

• Dạng nhọn hoặc nhọn–chậm với độ dốc khác nền.
• Thời lượng điển hình của spike 20–70 ms, sharp wave 70–200 ms.
• Trường điện sinh lý hợp lý qua nhiều điện cực.
• Sóng chậm theo sau và làm gián đoạn nền.
• Phân bố, hoạt hóa và lặp lại phù hợp một hội chứng.

Không đặc điểm đơn lẻ nào tuyệt đối. IED làm tăng xác suất động kinh trong bối cảnh cơn phù hợp, nhưng có thể gặp hiếm ở người không động kinh. Ngược lại, EEG thường quy đầu tiên có thể bình thường ở người chắc chắn mắc động kinh [2,3,6].

Cơn điện học thường có khởi đầu tương đối rõ và diễn tiến về tần số, hình thái, biên độ hoặc phân bố không gian. Hoạt động có thể tăng nhanh rồi chậm dần, lan từ vùng này sang vùng khác và kết thúc kèm chậm sau cơn. Pattern không diễn tiến, cố định kéo dài cần cân nhắc hoạt động nhịp kẽ cơn, nhiễu hoặc pattern bệnh não [5].

Trong hồi sức, thuật ngữ ACNS 2021 quy định cách gọi phóng điện định kỳ, hoạt động delta nhịp và continuum kẽ cơn–cơn. Các tiêu chí tần số, thời lượng, diễn tiến, dấu “plus” và đáp ứng thuốc giúp chuẩn hóa mô tả; chúng không thay thế đánh giá lâm sàng [5].

Một cơn lâm sàng không có tương quan EEG da đầu vẫn có thể xuất phát từ nguồn sâu hoặc diện vỏ nhỏ. Ngược lại, cơn điện học có thể không có biểu hiện vận động, đặc biệt ở bệnh nhân hôn mê.

Nhiễu không luôn phải xóa: chuyển động mắt, EMG và ECG giúp nhận diện trạng thái hoặc sự kiện. Bộ lọc quá mạnh có thể làm mất spike, biến dạng pha hoặc biến nhiễu thành hình giống phóng điện; luôn đọc với cài đặt chuẩn trước khi thay bộ lọc.

Các biến thể gồm wicket rhythm, small sharp spikes, rhythmic mid-temporal theta of drowsiness, SREDA, 6-Hz spike–wave “phantom”, 14- và 6-Hz positive bursts, mu rhythm, lambda waves và POSTS. Chúng thường có hình thái ổn định, không làm gián đoạn nền, liên quan trạng thái cụ thể và thiếu trường điện điển hình của IED [6–8].

Wicket là một trong các mẫu bị gọi nhầm gai thái dương thường gặp. Small sharp spikes xuất hiện trong buồn ngủ/ngủ nhẹ, biên độ thấp, thời gian rất ngắn và không có sóng chậm gây rối loạn nền. Nếu còn nghi ngờ, ghi ngủ hoặc theo dõi dài giúp đánh giá tính lặp lại và tương quan lâm sàng.

Mở–nhắm mắt kiểm tra nhịp trội phía sau và phản ứng. Tăng thông khí có thể làm chậm lan tỏa sinh lý ở trẻ và hoạt hóa gai–sóng toàn thể, đặc biệt cơn vắng ý thức; chống chỉ định tương đối hoặc tuyệt đối tùy bệnh tim–phổi, mạch não và tình trạng người bệnh. Kích thích ánh sáng ngắt quãng đánh giá đáp ứng driving chẩm và đáp ứng quang kịch phát [3,4].

Ngủ và thiếu ngủ tăng khả năng thấy IED ở một số động kinh khu trú và toàn thể. Tuy nhiên, thiếu ngủ không chỉ “kích hoạt gai” mà còn thay đổi nền và tăng buồn ngủ, nên phải phân biệt các transient sinh lý của ngủ.

Một EEG thường quy chỉ lấy mẫu một khoảng ngắn. Không thấy IED làm giảm nhưng không loại bỏ xác suất động kinh. Độ nhạy tăng khi:

• Lặp EEG ở thời điểm khác.
• Thu được N2/N3.
• Ghi sau thiếu ngủ có kiểm soát.
• Dùng điện cực bổ sung phù hợp vùng nghi ngờ.
• Theo dõi EEG kéo dài, ambulatory hoặc video-EEG nội trú.

Quyết định bước tiếp theo phụ thuộc tần suất sự kiện, nguy cơ, câu hỏi chẩn đoán và khả năng ghi được cơn điển hình.

1. Kỹ thuật: số điện cực, hệ 10–20/10–10, thời lượng, trạng thái, nghiệm pháp.
2. Nền thức: nhịp trội phía sau, tổ chức, đối xứng, phản ứng, beta.
3. Buồn ngủ/ngủ: các giai đoạn đạt được và cấu trúc ngủ.
4. Bất thường: chậm, bất đối xứng, IED, cơn, pattern nhịp/định kỳ.
5. Sự kiện: biểu hiện video và tương quan EEG.
6. Kết luận: bình thường/bất thường; khu trú/toàn thể; ý nghĩa và giới hạn.

• EEG da đầu chủ yếu ghi tổng điện thế sau synap của neuron tháp vỏ đồng bộ.
• Montage là phép trừ; luôn kiểm tra bất thường trong nhiều montage.
• Đọc nền và trạng thái trước khi tìm gai.
• Chậm khu trú định vị rối loạn chức năng; chậm lan tỏa định mức bệnh não hơn là định nguyên nhân.
• IED hỗ trợ chẩn đoán nhưng không tự xác lập động kinh.
• Cơn điện học cần diễn tiến hoặc tiêu chí chuẩn hóa, không chỉ “nhịp nhanh”.
• Biến thể và nhiễu là nguyên nhân thường gặp của đọc EEG quá mức.