Điện não đồ

Điện não đồ (Electroencephalogram – EEG) là kĩ thuật sử dụng các điện cực nhằm đo lường hoạt động điện sinh học của não. EEG là phương pháp xét nghiệm chẩn đoán hình ảnh nhằm phát hiện tín hiệu sóng điện não bất thường trong một số bệnh lí thần kinh, qua đó bác sĩ có thể chẩn đoán bệnh và điều trị kịp thời.

Nguyên lí hoạt động

Tế bào thần kinh (neuron) là cấu trúc truyền tín hiệu từ não bộ đi khắp cơ thể. Phần lớn các neuron có cấu tạo ba phần gồm thân tế bào, sợi trục và sợi nhánh. Khi tế bào thần kinh nhận kích thích, điện thế trên màng tế bào hay còn gọi là điện thế hoạt động thay đổi. Tín hiệu điện này lan truyền dọc theo thân tế bào thần kinh, sợi trục và đi đến sợi nhánh của những neuron khác thông qua synapse hoặc đến các cơ quan nhờ vào khớp nối thần kinh–cơ quan đáp ứng.

Điện não đồ ghi nhận các tín hiệu điện sinh ra từ hoạt động của tế bào thần kinh trong não. Phần lớn tín hiệu này bắt nguồn từ các tế bào thần kinh hình chóp tại vỏ đại não và truyền theo phương vuông góc đến bề mặt não. Tuy nhiên, hoạt động điện của một tế bào thần kinh rất yếu nên rất khó nhận biết. Vì vậy, người ta cần tổng hợp tín hiệu phát ra từ một nhóm tế bào thần kinh trên ít nhất 10 cm² vỏ não và khuếch đại chúng thành dạng đồ thị sóng não. Trong đó, điện thế âm là sóng hướng lên và điện thế dương là sóng hướng xuống.

Mỗi loại sóng liên quan đến các trạng thái hoạt động khác nhau của não. Điện não đồ của một bệnh nhân tại thời điểm cụ thể thường có một dạng sóng chiếm ưu thế. Đặc điểm này phụ thuộc vào độ tuổi và trạng thái của người thực hiện xét nghiệm. Đối với người đang nghỉ ngơi hoặc thư giãn, EEG bao gồm các sóng hướng lên và xuống liên tục, xen kẽ, có tính chất lặp lại theo chu kỳ. Khi não bộ đang hoạt động, tín hiệu điện tại vỏ não mất tính đồng bộ, do đó các dao động sóng theo chu kỳ được thay thế bằng những sóng có có tần suất cao hơn và biên độ thấp hơn. Trong trường hợp bệnh nhân động kinh, hoạt động điện não bất thường dẫn đến sóng tăng nhanh trên điện não đồ. Mặt khác, tổn thương não do khối u hoặc đột quỵ có thể khiến sóng não xuất hiện rất chậm, tuỳ thuộc vào kích thước và vị trí tổn thương.

Sóng não được phân loại dựa trên tần số, mỗi dạng sóng tương ứng với các trạng thái cơ thể như sau:

Dạng sóng não	Tần số	Hoạt động não
Gamma (γ)	>35 Hz	Tập trung
Beta (β)	12–35 Hz	Lo âu, đang hoạt động, chú ý ngoại cảnh, thư giãn
Alpha (α)	8–12 Hz	Thư giãn sâu, chú ý vô thức
Theta (θ)	4–8 Hz	Thư giãn rất sâu, tập trung vào bên trong cơ thể
Delta (δ)	0.5–4 Hz	Ngủ

Qui trình thực hiện

Các bước chính trong quá trình hoạt động của EEG bao gồm:

Ghi nhận tín hiệu điện

Bác sĩ gắn 16–25 điện cực lên da đầu người bệnh bằng một loại keo dán đặc biệt hoặc sử dụng mũ có gắn điện cực nhằm phát hiện các tín hiệu điện từ não. Các điện cực này thường được bố trí dựa trên cấu trúc não nhằm đảm bảo ghi nhận dữ liệu từ các vùng não khác nhau.

Bệnh nhân cần thư giãn và giữ nguyên tư thế trong suốt quá trình đo điện não. Sau khi thiết bị ghi nhận tín hiệu tương ứng với trạng thái nghỉ ngơi, bác sĩ có thể yêu cầu bệnh nhân hít thở sâu hoặc nhìn vào ánh sáng nhấp nháy nhằm kích hoạt sóng não.

Khuếch đại và chuyển đổi tín hiệu

Hoạt động của các tế bào thần kinh xuất hiện dưới dạng tín hiệu điện với cường độ thấp. Tín hiệu này sau đó được khuếch đại và chuyển đổi thành đồ thị sóng.

Phân tích kết quả

Bác sĩ phân tích đồ thị sóng não nhằm phát hiện các bất thường hoặc xác định trạng thái hoạt động của não.

Phân loại

Một số phương pháp điện não đồ thường được ứng dụng trong lâm sàng bao gồm:

Điện não đồ thường qui

Đây là dạng điện não đồ phổ biến nhất, kéo dài khoảng 30 phút. Trong quá trình đo điện não, kĩ thuật viên có thể yêu cầu người bệnh nhìn vào bóng đèn nhấp nháy hoặc thở nhanh.

Điện não đồ kéo dài

Xét nghiệm này thường diễn ra trong 1–2 giờ nhưng cũng có thể kéo dài vài ngày nếu bác sĩ cần thêm thông tin về sóng não của bệnh nhân. Bác sĩ có thể yêu cầu ghi hình bệnh nhân nhằm đối chiếu các triệu chứng với hoạt động não bất thường.

Điện não đồ lưu động

Người bệnh mang một thiết bị di động nhỏ kết nối với các điện cực trên da đầu trong 1–3 ngày. Thiết bị có thể ghi lại hoạt động điện não trong khi người bệnh sinh hoạt như ngày thường, kể cả trong giấc ngủ.

Điện não đồ video

Phương pháp này kết hợp ghi hình bệnh nhân và thu nhận dữ liệu sóng não. Bác sĩ có thể đồng thời quan sát triệu chứng lâm sàng và hoạt động điện não, nhờ đó tăng cơ hội phát hiện các bất thường.

Điện não đồ giấc ngủ

Thiết bị đo sóng não suốt nhiều giờ khi người bệnh đang ngủ. Điện não đồ giấc ngủ có thể cung cấp nhiều thông tin hơn điện não đồ thông thường. Bác sĩ thường sử dụng phương pháp này nhằm đánh giá các triệu chứng rối loạn giấc ngủ.

Điện não đồ vỏ não

Các bác sĩ khoa ngoại thần kinh thực hiện phẫu thuật đặt điện cực vào trong não hoặc trên bề mặt vỏ não của người bệnh. Phương pháp này thường được chỉ định cho bệnh nhân động kinh nhằm phát hiện chính xác vị trí xuất hiện hoạt động bất thường.

Tác dụng phụ

Điện não đồ hiếm khi gây ra tác dụng phụ. Một số người bệnh có thể cảm thấy chóng mặt khi hít thở sâu trong lúc kiểm tra. Trong trường hợp bệnh nhân có triệu chứng động kinh, hoạt động thở gấp hoặc tiếp xúc với tín hiệu kích thích nhẹ có thể kích hoạt cơn động kinh. Ngoài ra, các điện cực cũng gây ra cảm giác khó chịu trên da đầu bệnh nhân.

Ứng dụng

Điện não đồ là công cụ quan trọng trong nghiên cứu và chẩn đoán các bệnh lí thần kinh. Phương pháp này hỗ trợ chẩn đoán động kinh và các rối loạn liên quan đến giấc ngủ như hội chứng ngừng thở khi ngủ, ngủ rũ, mộng du, nói mơ, nghiến răng. Ngoài ra, bác sĩ cũng sử dụng điện não đồ nhằm xác định bệnh viêm não và nguyên nhân gây sa sút trí tuệ trong bệnh Alzheimer hay Creutzfeld-Jacob. Đối với một số bệnh lý như u não hay tai biến mạch máu não, điện não đồ tuy không hiệu quả bằng các phương pháp chẩn đoán hình ảnh khác nhưng vẫn cung cấp nhiều thông tin cần thiết. Ngoài ra, điện não đồ cũng được sử dụng trong trường hợp bệnh nhân hôn mê do tổn thương não hay chết não. Phương pháp này cũng rất hữu ích trong các nghiên cứu liên quan đến những thay đổi về tinh thần, ý thức hoặc hành vi giống động kinh.

Lời kết

Điện não đồ đo hoạt động điện sinh học của não thông qua các điện cực gắn trên da đầu. Nhờ khả năng ghi lại và phân tích sóng não, điện não đồ giữ vai trò quan trọng trong chẩn đoán một số bệnh lý thần kinh. Phần lớn các phương pháp đo điện não đồ không xâm lấn và ít gây tác dụng phụ, do đó có thể được ứng dụng rộng rãi trong chẩn đoán và điều trị bệnh. Ngoài lĩnh vực y tế, phương pháp này còn được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu thần kinh học và hành vi con người.