Nghiên cứu ước lượng số lượng đơn vị vận động trên người bình thường và bệnh nhân bệnh thần kinh cơ (FULL TEXT)

Đầu thế kỷ 20, tác giả Charles Scott Sherrington là ngƣời đầu tiên đƣa ra khái niệm đơn vị vận động (motor unit – MU) và ông gọi đó là con đƣờng chung cuối cùng (final common path) [126] bởi vì đơn vị vận động chính là con đƣờng mà những hoạt động điện từ tất cả các neuron vận động phải đi qua để tạo ra vận động co cơ chủ ý [71], [72]. Từ đó, đơn vị vận động bao gồm neuron vận động, sợi trục của nó, sináp thần kinh cơ và các sợi cơ mà nó chi phối đƣợc xem là một cấu trúc giải phẫu chức năng cơ bản trong hoạt động co cơ của hệ thống thần kinh cơ. Khi bệnh thần kinh cơ xảy ra, một hay nhiều thành phần của MU sẽ bị ảnh hƣởng. Tùy theo mức độ nặng của tổn thƣơng một hay nhiều thành phần của MU mà bệnh thần kinh cơ có biểu hiện lâm sàng tƣơng ứng. Trong thực hành lâm sàng thần kinh, việc đánh giá mức độ nặng của bệnh thần kinh cơ chủ yếu vẫn là định tính, dựa vào các triệu chứng yếu cơ, triệu chứng cảm giác và các thang điểm lâm sàng. Tuy nhiên, các đánh giá này không thể đo đạc chính xác hiện tƣợng mất tế bào vận động và/hoặc mất sợi trục hay các sợi cơ. 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 đƣợc nghiên cứu để trả lời cho câu hỏi này. Các kỹ thuật đếm số lƣợng đơn vị vận động trực tiếp trên mô và các kỹ thuật đo đạc gián tiếp bằng chẩn đoán điện thƣờng qui đã đƣợc nghiên cứu và mang lại những đáp án nhất định, giúp ích cho việc xác định số lƣợng đơn vị vận động một cách tƣơng đối tại các phòng thí nghiệm [20]. Tuy nhiên, các kỹ thuật này khó thực hiện, bị ảnh hƣởng bởi hiện tƣợng tái phân bố thần kinh và không ứng dụng đƣợc trong thực hành lâm sàng. Năm 1967, McComas giới thiệu một phƣơng pháp chẩn đoán điện với tên gọi là đếm đơn vị vận động (motor unit counting). Đến năm 1971, phƣơng pháp này đƣợc ông gọi là ƣớc lƣợng số lƣợng đơn vị vận động (motor unit number estmation - MUNE) [93]. Nguyên lí của MUNE thì đơn giản, có thể thực hiện đƣợc trên máy đo điện cơ thông thƣờng, trong đó việc ƣớc lƣợng số lƣợng MU trên một cơ dựa vào việc đo điện thế hoạt động co cơ toàn phần (compound muscle action potential – CMAP) và điện thế hoạt động co cơ đơn lẻ (single motor unit potential - SMUP) rồi tính thƣơng số của hai giá trị này. Cho đến nay, đây là phƣơng pháp duy nhất cho phép ƣớc lƣợng số lƣợng đơn vị vận động kiểm soát một cơ mà không bị ảnh hƣởng bởi hiện tƣợng tái phân bố thần kinh và đặc biệt là có thể ứng dụng trong thực hành lâm sàng. Trong hơn 40 năm qua, trên thế giới, đã có nhiều công trình nghiên cứu về MUNE đƣợc tiến hành để ƣớc lƣợng số lƣợng đơn vị vận động trên ngƣời bình thƣờng và ứng dụng trong việc đánh giá, theo dõi các bệnh thần kinh cơ, trong đó, nhiều nhất là những khảo sát liên quan đến bệnh xơ cứng cột bên teo cơ. Các kỹ thuật về MUNE mới giúp ƣớc lƣợng số lƣợng đơn vị vận động tốt hơn so với kỹ thuật ban đầu cũng đƣợc giới thiệu và ứng dụng [22], [24]. Vai trò của MUNE trong việc theo dõi hiện tƣợng mất neuron và/hoặc sợi trục vận động ngày càng đƣợc khẳng định. Tuy nhiên, các báo cáo về giá trị trung bình trên ngƣời bình thƣờng và giá trị giới hạn dƣới của MUNE vẫn còn khác nhau tùy theo nhóm tác giả và cơ sở nghiên cứu. Chƣa có một giá trị giới hạn dƣới hay ngƣỡng chẩn đoán chính thức nào đƣợc đồng thuận. Tại Việt Nam, trong vài năm gần đây, MUNE đã đƣợc cập nhật trong một số sách giáo khoa và tài liệu liên quan đến chẩn đoán điện, nhƣng vẫn chỉ dừng lại về mặt lý thuyết. Vẫn chƣa có bất kỳ công trình nghiên cứu nào công bố về giá trị trung bình của MUNE trên ngƣời Việt Nam trƣởng thành khỏe mạnh và cũng chƣa có cơ sở y tế nào ứng dụng thƣờng xuyên phƣơng pháp này trong chẩn đoán và theo dõi các bệnh thần kinh cơ.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

Trang

Trang phụ bìa……… i

Lời cam đoan……… ii

Mục lục……… iii

Danh mục các chữ viết tắt……… v

Danh mục các bảng……… vii

Danh mục các hình……… ix

Danh mục các biểu đồ……… x

MỞ ĐẦU……… 1

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU……… 4

1.1 Đơn vị vận động……… 4

1.2 Các kỹ thuật khảo sát đơn vị vận động……… 10

1.3 Phương pháp ước lượng số lượng đơn vị vận động (MUNE)… 14 1.4 Nghiên cứu MUNE trên người bình thường……… 26

1.5 Nghiên cứu MUNE trên người bệnh thần kinh cơ……… 32

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 2.1 Đối tượng nghiên cứu……… 44

2.2 Phương pháp nghiên cứu……… 48

2.3 Đạo đức trong nghiên cứu……… 58

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU……… 59

3.1 MUNE trên người tình nguyện khỏe mạnh……… 59

3.2 MUNE trên người bệnh thần kinh cơ……… 85

Chương 4: BÀN LUẬN……… 95

4.1 MUNE trên người tình nguyện khỏe mạnh… 96

4.2 MUNE trên người bệnh thần kinh cơ……… 114

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……… 128

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA TÁC GIẢ…… i

Electrodiagnostic Medicine

Hội bệnh thần kinh cơ và chẩn đoán điện Mỹ

APB Abductor pollicis brevis Cơ dạng ngón cái ngắn

ALS Amyotrophic lateral sclerosis Bệnh xơ cứng cột bên teo cơ

AMPS Adated multiple point

FOG Fast oxidative glucolytic Ly giải glucoes oxi hóa nhanh

FG Fast glucolytic Ly giải glucoes nhanh

IST Incremental stimulation

technique Kỹ thuật kích thích tăng dần LMN Lower motor neuron Neuron vận động dưới

MPS Multiple points stimulation Kích thích nhiều điểm

MU Motor unit Đơn vị vận động

MUP Motor unit action potential Điện thế hoạt động đơn vị vận

động

MUNE Motor unit number estimation Ƣớc lƣợng số lƣợng đơn vị vận

động SMA Spinal muscular atrophy Bệnh teo cơ tủy sống

SO Slow oxidative Oxi hóa chậm

SOD Superoxidase Men superoxidase

SMUP Single motor unit potential Điện thế đơn vị vận động đơn

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang Bảng 1.1: Số lượng đơn vị vận động ở một số cơ thuộc chi trên…… 5 Bảng 1.2: Đặc tính của đơn vị vận đông ……… 8 Bảng 2.1: Tiêu chuẩn El Escorial……… 50 Bảng 3.1: Đặc điểm giá trị biên độ CMAP thần kinh giữa trên người

tình nguyện khoẻ mạnh……… 62 Bảng 3.2: Đặc điểm giá trị biên độ SMUP ô mô cái/ thần kinh giữa

trên người tình nguyện khoẻ mạnh……… 64 Bảng 3.3: Giá trị trung bình và giá trị giới hạn của biên độ mSMUP

ô mô cái/thần kinh giữa……… 68 Bảng 3.4: Đặc điểm giá trị MUNE ô mô cái/ thần kinh giữa trên

người tình nguyện khoẻ mạnh……… 69 Bảng 3.5: Giá trị trung bình và giá trị giới hạn của MUNE ô mô cái/

thần kinh giữa……… 72 Bảng 3.6: Đặc điểm giá trị biên độ CMAP thần kinh mác sâu trên

người tình nguyện khoẻ mạnh……… 73 Bảng 3.7: Đặc điểm giá trị biên độ SMUP cơ duỗi các ngón chân

ngắn/thần kinh mác sâu trên người tình nguyện khoẻ mạnh 76 Bảng 3.8: Giá trị trung bình và giá trị giới hạn của biên độ mSMUP

cơ duỗi các ngón chân ngắn/ thần kinh mác sâu………… 77 Bảng 3.9: Đặc điểm giá trị MUNE cơ duỗi các ngón chân ngắn

/thần kinh mác sâu trên người tình nguyện khoẻ mạnh…… 80 Bảng 3.10: Giá trị trung bình và giá trị giới hạn của MUNE

thần kinh mác sâu……… 83 Bảng 3.11: Tổng kết giá trị trung bình và giới hạn dưới của MUNE… 84 Bảng 3.12: Đặc điểm tuổi ở nhóm người bệnh thần kinh cơ………… 87 Bảng 3.13: Giá trị MUNE trung bình ở người tình nguyện khỏe mạnh

và người bệnh thần kinh cơ……….……… 87 Bảng 3.14: So sánh giá trị trung bình MUNE giữa người bệnh

thần kinh cơ và người tình nguyện khỏe mạnh……… 90 Bảng 3.15: Điểm cắt, độ nhạy và độ đặc hiệu của MUNE ô mô cái thần

kinh giữa……… 92 Bảng 3.16: Điểm cắt, độ nhạy và độ đặc hiệu của MUNE cơ duỗi các

ngón chân ngắn/thần kinh mác sâu……… 92 Bảng 4.1: Giá trị biên độ CMAP và giới hạn dưới theo các tác giả… 99 Bảng 4.2: Giá trị MUNE bình thường của ô mô cái/thần kinh giữa

theo các tác giả……… 104 Bảng 4.3: Giá trị MUNE bình thường của cơ duỗi các ngón chân

ngắn/thần kinh mác sâu theo các tác giả.……… 109 Bảng 4.4: Giới hạn dưới của MUNE theo các tác giả……… 112 Bảng 4.5: Giá trị MUNE trung bình ở người có bệnh ALS theo các

tác giả……… 118

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1: Hai đơn vị vận động……… 4

Hình 1.2: Các loại đơn vị vận động ……… 7

Hình 1.3: Nguyên lí của MUNE……… 16

Hình 1.4: Kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần……… 19

Hình 1.5: Kỹ thuật MUNE kích thích nhiều điểm……… 22

Hình 1.6: Kỹ thuật MUNE thống kê……… 23

Hình 1.7: Kỹ thuật MUNE trung bình hóa các gai co cơ……… 25

Hình 2.1: Khảo sát vận động thần kinh giữa……… 52

Hình 2.2: Khảo sát vận động thần kinh mác sâu……… 52

Hình 2.3: Sơ đồ nghiên cứu nhóm tình nguyện khỏe mạnh ……… 56

Hình 2.4: Sơ đồ nghiên cứu nhóm người có bệnh thần kinh cơ……… 57

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Trang

Biểu đồ 1.1: Tổng kết của Lawson về giá trị MUNE 27 Biểu đồ 1.2: Thay đổi về MUNE theo thời gian trên bệnh nhân ALS 33 Biểu đồ 1.3: So sánh MUNE với các kỹ thuật khác trong theo dõi ALS 35 Biểu đồ 3.1: Phân bố giới của nhóm người tình nguyện

khỏe mạnh……… 60 Biểu đồ 3.2: Phân bố tuổi của nhóm người tình nguyện

khoẻ mạnh tham gia khảo sát ô mô cái……… 61 Biểu đồ 3.3: Phân bố giá trị biên độ CMAP thần kinh giữa……… 64 Biểu đồ 3.4: Phân bố giá trị biên độ mSMUP thần kinh giữa………… 67 Biểu đồ 3.5: Phân bố giá trị MUNE ô mô cái/thần kinh giữa………… 71 Biểu đồ 3.6: Phân bố tuổi của nhóm người tình nguyện khoẻ mạnh

tham gia khảo sát thần kinh mác sâu……… 73 Biểu đồ 3.7: Phân bố giá trị biên độ CMAP thần kinh mác sâu ……… 75 Biểu đồ 3.8: Phân bố giá trị biên độ mSMUP thần kinh mác sâu…… 78 Biểu đồ 3.9: Phân bố giá trị MUNE cơ duỗi các ngón chân ngắn/

thần kinh mác sâu……… 82 Biểu đồ 3.10: Số lượng người bệnh của nhóm bệnh thần kinh cơ……… 85 Biểu đồ 3.11: Đặc điểm giới của nhóm người bệnh thần kinh cơ… 86 Biểu đồ 3.12: Giá trị MUNE trung bình ở người tình nguyện

khỏe mạnh và người có bệnh thần kinh cơ……… 88

MỞ ĐẦU

Đầu thế kỷ 20, tác giả Charles Scott Sherrington là người đầu tiên đưa

ra khái niệm đơn vị vận động (motor unit – MU) và ông gọi đó là con đường chung cuối cùng (final common path) [126] bởi vì đơn vị vận động chính là

con đường mà những hoạt động điện từ tất cả các neuron vận động phải đi qua

để tạo ra vận động co cơ chủ ý [71], [72] Từ đó, đơn vị vận động bao gồm neuron vận động, sợi trục của nó, sináp thần kinh cơ và các sợi cơ mà nó chi phối được xem là một cấu trúc giải phẫu chức năng cơ bản trong hoạt động co

cơ của hệ thống thần kinh cơ

Khi bệnh thần kinh cơ xảy ra, một hay nhiều thành phần của MU sẽ bị

ảnh hưởng Tùy theo mức độ nặng của tổn thương một hay nhiều thành phần của MU mà bệnh thần kinh cơ có biểu hiện lâm sàng tương ứng Trong thực hành lâm sàng thần kinh, việc đánh giá mức độ nặng của bệnh thần kinh cơ chủ yếu vẫn là định tính, dựa vào các triệu chứng yếu cơ, triệu chứng cảm giác và các thang điểm lâm sàng Tuy nhiên, các đánh giá này không thể đo đạc chính xác hiện tượng mất tế bào vận động và/hoặc mất sợi trục hay các sợi cơ 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 Các kỹ thuật đếm số lượng đơn vị vận động trực tiếp trên mô và các kỹ thuật đo đạc gián tiếp bằng chẩn đoán điện thường qui đã được nghiên cứu và mang lại những đáp án nhất định, giúp ích cho việc xác định số lượng đơn vị vận động một cách tương đối tại các phòng thí nghiệm [20] Tuy nhiên, các kỹ thuật này khó thực hiện, bị ảnh hưởng bởi hiện tượng tái phân bố thần kinh và không ứng dụng được trong thực hành lâm sàng

Năm 1967, McComas giới thiệu một phương pháp chẩn đoán điện với

tên gọi là đếm đơn vị vận động (motor unit counting) Đến năm 1971, phương

pháp này được ông gọi là ước lượng số lượng đơn vị vận động (motor unit

number estmation - MUNE) [93] Nguyên lí của MUNE thì đơn giản, có thể

thực hiện được trên máy đo điện cơ thông thường, trong đó việc ước lượng số lượng MU trên một cơ dựa vào việc đo điện thế hoạt động co cơ toàn phần

(compound muscle action potential – CMAP) và điện thế hoạt động co cơ đơn

lẻ (single motor unit potential - SMUP) rồi tính thương số của hai giá trị này

Cho đến nay, đây là phương pháp duy nhất cho phép ước lượng số lượng đơn

vị vận động kiểm soát một cơ mà không bị ảnh hưởng bởi hiện tượng tái phân

bố thần kinh và đặc biệt là có thể ứng dụng trong thực hành lâm sàng

Trong hơn 40 năm qua, trên thế giới, đã có nhiều công trình nghiên cứu

về MUNE được tiến hành để ước lượng số lượng đơn vị vận động trên người bình thường và ứng dụng trong việc đánh giá, theo dõi các bệnh thần kinh cơ, trong đó, nhiều nhất là những khảo sát liên quan đến bệnh xơ cứng cột bên teo

cơ Các kỹ thuật về MUNE mới giúp ước lượng số lượng đơn vị vận động tốt hơn so với kỹ thuật ban đầu cũng được giới thiệu và ứng dụng [22], [24] Vai trò của MUNE trong việc theo dõi hiện tượng mất neuron và/hoặc sợi trục vận động ngày càng được khẳng định Tuy nhiên, các báo cáo về giá trị trung bình trên người bình thường và giá trị giới hạn dưới của MUNE vẫn còn khác nhau tùy theo nhóm tác giả và cơ sở nghiên cứu Chưa có một giá trị giới hạn dưới hay ngưỡng chẩn đoán chính thức nào được đồng thuận

Tại Việt Nam, trong vài năm gần đây, MUNE đã được cập nhật trong một số sách giáo khoa và tài liệu liên quan đến chẩn đoán điện, nhưng vẫn chỉ dừng lại về mặt lý thuyết Vẫn chưa có bất kỳ công trình nghiên cứu nào công

bố về giá trị trung bình của MUNE trên người Việt Nam trưởng thành khỏe mạnh và cũng chưa có cơ sở y tế nào ứng dụng thường xuyên phương pháp này trong chẩn đoán và theo dõi các bệnh thần kinh cơ

Chính vì thế, nghiên cứu này được tiến hành với hai mục tiêu sau:

1 Xác định giá trị trung bình và giá trị giới hạn dưới của MUNE trên ô

mô cái và cơ duỗi các ngón chân ngắn hai bên bằng hai kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần và MUNE kích thích nhiều điểm ở một nhóm người Việt Nam trưởng thành khỏe mạnh

2 Xác định giá trị trung bình MUNE trên ô mô cái và cơ duỗi các ngón chân ngắn bằng hai kỹ thuật như mục tiêu 1 ở một nhóm người có bệnh thần kinh cơ và nhận định về sự giảm MUNE trong các bệnh này

Chương 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 ĐƠN VỊ VẬN ĐỘNG

1.1.1 Khái niệm đơn vị vận động

Về cấu trúc, một đơn vị vận động (motor unit – MU) bao gồm một neuron vận động (motor neuron) ở sừng trước tủy sống, sợi trục (axon) vận

động của nó, sináp thần kinh cơ và các sợi cơ mà neuron vận động đó chi phối Tập hợp tất các sợi cơ được chi phối bởi một neuron vận động còn được

gọi là đơn vị cơ (muscle unit) [2], [4], [5], [20], [55], [72], [126] (hình 1.1)

Về chức năng, đơn vị vận động là đơn vị cơ bản trong hoạt động co cơ của cơ vân thông qua các hoạt động dẫn truyền thần kinh trên tế bào thần kinh vận động, dẫn truyền qua sináp và hoạt động tại màng cơ

Hình 1.1 Hai đơn vị vận động (màu trắng và màu xám, đan xen nhau)

“Nguồn: Bloom F.E, 2008” [20]

Mỗi neuron vận động có thể phân bố cho vài bó cơ đến hàng trăm bó

cơ, tương ứng với vài trăm đến vài nghìn sợi cơ khác nhau Cứ với mỗi một sợi cơ, thì sợi trục vận động lại tách ra một nhánh, tạo nên một sináp thần kinh

Neuron vận động

Sợi trục vận động

Các sợi cơ

- cơ Các cơ khác nhau có số lƣợng đơn vị vận động khác nhau Các cơ gốc

chi có số lƣợng đơn vị vận động nhiều hơn các cơ ngọn chi (bảng 1.1)

Bảng 1.1 Số lượng đơn vị vận động ở một số cơ thuộc chi trên

“Nguồn: Heckman C.J, Roger M.E, 2012” [72]

Tên cơ Rễ chi phối Số đơn vị vận động

Cơ duỗi ngón cái dài C8 – T1 14

Cơ giun C8 – T1 57

Cơ dạng và gấp ngón cái ngắn C8 –T1 115

Cơ dạng ngón cái dài C8 – T1 126

Cơ gian cốt 1 mu tay C8 – T1 172

Cơ duỗi cổ tay trụ C7 – T1 216

Cơ gấp cổ tay quay C7 – C8 235

Cơ duỗi chung các ngón C8 – T1 273

Cơ gấp các ngón nông C8 – T1 306

Cơ gấp cổ tay trụ C7 – T1 314

Cơ khép ngón cái C8 – T1 370

Cơ gấp các ngón sâu C8 – T1 475

Cơ duỗi cổ tay quay C5 – C7 890

Cơ nhị đầu cánh tay C5 – C7 1,051

Cơ tam đầu cánh tay C6 – T1 1,271

Có hiện tƣợng đan xen của các nhánh tận thần kinh vào các sợi cơ (hình

1.1) nhƣng một sợi cơ chỉ chịu sự chi phối thần kinh của một neuron vận động

duy nhất, không có sợi cơ nào chịu sự chi phối thần kinh của nhiều neuron vận động Đôi khi có một sợi cơ có hai synape thần kinh - cơ, nhƣng cả hai

synape này đều là của cùng một neuron vận động Điện thế hoạt động của một

tế bào thần kinh vận động tạo ra điện thế hoạt động trên tất cả các sợi cơ của đơn vị vận động, gây co tất cả các sợi cơ mà tế bào vận động đó chi phối

Có mối liên hệ rất chặt chẽ giữa các thành phần của MU với nhau và đa

số các bệnh thần kinh cơ có tổn thương ở một hay nhiều thành phần trong các

thành phần của đơn vị vận động

1.1.2 Phân loại đơn vị vận động

Giải phẫu và sinh lí của đơn vị vận động được mô tả bởi Burke, Henneman, Stein và Bertold và nhiều tác giả khác [2] Số lượng nghiên cứu tiếp cận các thành phần của đơn vị vận động trên người còn ít, có thể do bởi

sự giới hạn về kỹ thuật MU của người có đặc điểm giống MU trong các nghiên cứu trên động vật có vú Các nghiên cứu về sinh lí của MU trên động vật đã có sự đồng thuận nhất định về xếp loại MU

1.1.2.1 Đơn vị vận động lớn và nhỏ

Trong các cơ khác nhau, thậm chí trong phạm vi một cơ, các MU cũng khác nhau nhiều về hình thái cũng như đặc điểm chức năng Về hình thái học, các MU khác nhau về kích thước, liên quan đến khối lượng thân neuron vận động, độ dày của sợi trục và số sợi cơ có trong thành phần MU và thường được chia làm 3 nhóm: nhỏ, trung bình và lớn

- Đơn vị vận động nhỏ có neuron vận động tương đối nhỏ với sợi trục

mỏng và có số nhánh tận cùng ít, điều khiển một số ít sợi cơ tương ứng

MU nhỏ nhất có không quá 10 -12 sợi cơ MU nhỏ nằm trong thành phần cấu tạo của tất cả các cơ nhỏ của cơ mặt, cơ ngón tay, chân, bàn tay và một phần ở các cơ lớn của thân mình và tứ chi

- Đơn vị vận động lớn có neuron vận động lớn với sợi trục tương đối dày,

tạo ra một số lượng lớn các nhánh tận cùng ở cơ và điều khiển rất nhiều (đến vài nghìn) sợi cơ tương ứng Thân neuron vận động càng lớn thì

sợi trục càng dày và số sợi cơ mà neuron vận động có điều khiển càng nhiều MU lớn tham gia vào thành phần cấu tạo của các cơ lớn ở thân mình và tứ chi Đơn vị vận động lớn được chia là 2 loại

Mỗi cơ nhận chi phối từ các MU khác nhau Trong các cơ lớn (ví dụ cơ đùi), MU nhỏ nhất lớn hơn nhiều so với MU lớn nhất trong các cơ nhỏ (ví dụ

cơ mắt) Vì vậy, khái niệm MU nhỏ và lớn là khái niệm tương đối và chỉ được

sử dụng để so sánh kích thước của MU trong phạm vi một cơ Sự khác nhau

về hình thái của MU ở mức độ quan trọng sẽ quyết định sự khác biệt về chức năng của chúng

Neuron vận động nhỏ

(Loại I)

Neuron vận động lớn (Loại II-A)

Neuron vận động lớn (Loại II-B)

Sợi cơ chậm, không

mỏi mệt

Sợi cơ nhanh ít mỏi mệt Sợi cơ nhanh sớm mỏi

mệt

Hình 1.2 Các loại đơn vị vận động “Nguồn: Floeter M.K, 2010” [55]

1.1.2.2 Đơn vị vận động nhanh và chậm

Dựa trên tính hưng phấn của neuron vận động, MU được chia ra làm hai loại chính: MU chậm hay là loại I và MU nhanh, hay loại II, tương ứng

với hai loại neuron vận động Trong cấu tạo của MU chậm có các neuron vận động và sợi cơ thuộc nhóm chậm, còn trong cấu tạo của MU nhanh có neuron vận động và sợi cơ thuộc nhóm nhanh [4]

Dựa trên những đặc tính cơ học của đơn vị cơ kết hợp, MU được xếp

loại theo hai đặc tính cơ bản là co nhanh hay chậm (fast- or slow-twitch), và

có khả năng mệt mỏi hay chống được sự mệt mỏi (fatigable- or

fatigue-resistant) Bằng cách này, có 3 loại MU là: chậm không mỏi mệt (loại I hay slow), nhanh ít mỏi mệt (loại II-A hay FR-fast fatique resistant) và nhanh sớm

S-mỏi mệt (loại II-B hay FF-fast fatiquable) tương ứng với các đơn vị cơ oxi hóa chậm (SO), oxi hóa nhanh (FOG) và ly giải glucose nhanh (FG)

Hầu hết các cơ có cả hai đơn vị vận động nhanh và chậm nhưng số lượng từng loại rất khác nhau trên từng cá thể Cơ tứ đầu đùi có lượng đơn vị vận động nhanh và chậm ngang nhau nhưng các cơ vùng lưng có đa số là các đơn vị vận động chậm Các cơ vùng mắt lại có hầu hết là các đơn vị vận động nhanh

Bảng 1.2 Đặc tính của đơn vị vận động “Nguồn: Floeter M.K, 2010” [55]

Đặc tính S FR FF Các đặc điểm cơ học

Thời gian co cơ đơn (ms) Chậm Nhanh Nhanh Lực co đơn tối đa Nhỏ Trung bình Cao Chống lại sự mệt mỏi Rất cao Trung bình/cao Thấp

Sự chùng (Sag) Không Có Có Đặc điểm neuron vận động

Tốc độ dẫn truyền sợi trục Chậm hơn Nhanh Nhanh Đường kính, diện tích màng Nhỏ nhất Lớn Lớn nhất

Kháng trở Cao nhất Thấp Thấp hơn Rheobase (kích thích) Thấp Cao hơn Cao nhất Thời khoảng AHP Dài hơn Ngắn Ngắn Đặc tính của tiếp hợp thần kinh cơ

Tiếp hợp đơn Ia EPSPs Lớn nhất Lớn Nhỏ Tiếp hợp đôi Ia IPSPs Lớn nhất Lớn Nhỏ IPSPs lặp lại Lớn nhất Lớn Nhỏ Đặc tính MU

Kích thước neuron vận động phân

bố Nhỏ Trung bình Lớn Đường kính sợi cơ Nhỏ Trung bình Lớn Hoạt hóa myosin ATPase Thấp Cao Cao Thể tích co cơ Chậm Nhanh Nhanh Mao mạch Một số Một số Ít

Ty thể (mitochondria) Một số Một số Ít Chứa myoglobin Cao Cao Thấp

FR: Fast-twitch fatigue-resistant; FF: Fast-twitch fatigable, S: low-twitch AHP: after-hyperpolarization ; ATPase:Adenosine triphosphatase ;

EPSPs: excitatory postsynaptic potentials; IPSPs: inhibitory postsynaptic potentials

1.2 CÁC KỸ THUẬT KHẢO SÁT ĐƠN VỊ VẬN ĐỘNG

1.2.1 Các kỹ thuật đếm

1.2.1.1 Kỹ thuật cạn kiệt glycogen (glycogen-depletion)

Năm 1968, Edstrom và Kugelberg giới thiệu kỹ thuật làm cạn kiệt glycogen để khảo sát đơn vị vận động đơn độc [4] Đây là kỹ thuật được biết đến đầu tiên trong việc khảo sát MU Trong kỹ thuật này, các sợi trục vận động rễ bụng được biệt lập và chịu kích thích cho đến khi cạn kiệt nguồn dự trữ glycogen trong những sợi cơ do các MU đó chi phối Sau đó đếm số sợi cơ

bị làm cạn kiệt glycogen để biết số sợi cơ được chi phối bởi một neuron, ước lượng % số sợi cơ này so với toàn bộ cơ và tính số neuron chi phối cho cơ Ở

cơ bụng chân trong của mèo số lượng MU phân bố dao động từ 18 – 830

Các khảo sát trên động vật có vú và trên người cho thấy mỗi đơn vị vận

động đơn độc có một “lãnh thổ” (pool) để chi phối trong cơ và tại bất kỳ vị trí

nào của một cơ cũng có nhiều đơn vị vận động đan xen nhau cùng chi phối

“Lãnh thổ” của đơn vị cơ trãi rộng từ 0,5 – 5,5% trên thiết diện cắt ngang ở cơ cắn của thỏ, 12% - 26% ở cơ chày trước của chuột, 20% - 40% ở cơ cổ của chuột, 25% - 75% ở cơ bắp chân của chuột, 60% ở cơ bụng chân trong của chuột Farina và cộng sự sử dụng EMG bề mặt và điện cực trong cơ để mô tả

“lãnh thổ” của một đơn vị vận động riêng lẻ trên cơ bụng chân trong của người, tác giả ghi nhận “lãnh thổ” của một MU ≤ 2,5 cm, xấp xỉ 10% chiều dài của cơ [4]

1.2.1.2 Phương pháp đếm thông qua chất đánh dấu HRP (horseradish peroxidase):

Kỹ thuật này sử dụng chất HRP tiêm vào trong cơ đích để đếm số neuron thần kinh vận động chi phối cho cơ đó Một trong những khó khăn của phương pháp này là không thể chắc chắn HRP chỉ được tiêm vào cơ đích mà không lan sang cơ lân cận Tuy nhiên, bằng phương pháp này, Jenny và Inukai

đã thấy rằng neuron vận động phân bố có chọn lọc trên các cơ ở chi của khỉ

dao động từ 14 đến 1271

1.2.1.3 Phương pháp đếm trên giải phẫu tử thi:

Giải phẫu tử thi có thể ước lượng kích thước “lãnh thổ” của MU

(motoneuron pool) Giải phẫu tử thi cũng có thể đếm số sợi trục của các thần

kinh ngoại biên nhưng chỉ đếm được các sợi trục có đường kính lớn Cách này đòi hỏi một sự giả định về tỉ lệ của các sợi trục đường kính lớn, từ đó suy ra

số sợi trục chi phối cho cơ một cách tương đối

1.2.2 Điện cơ đồ (Electromyography – EMG)

1.2.2.1 Ước lượng MU thông qua CMAP (compund muscle action potential)

Khi kích thích một dây thần kinh vận động bằng một xung điện, dây thần kinh sẽ bị khử cực tại điểm kích thích, tạo thành một xung thần kinh di chuyển dọc theo thân dây thần kinh đến các cơ mà nó chi phối và gây co cơ Nhờ kỹ thuật khuếch đại, EMG bề mặt có thể ghi lại được điện thế hoạt động

co cơ dưới dạng các sóng co cơ Ở cường độ kích thích thấp, kích thích điện chỉ xảy ra một hoặc vài sợi trục vận động thì điện thế ghi được chính là điện thế co cơ của một hoặc vài MU còn gọi là điện thế hoạt động co cơ đơn độc

viết tắt là SMUP (single motor unit potential) Khi cường độ kích thích cao

hơn, nhiều sợi trục vận động bị kích thích hơn gây ra sự co trên nhiều sợi cơ dẫn đến biên độ điện thế cộng dồn của chúng tăng dần Khi số lượng sợi trục

bị kích thích ở mức tối đa, sẽ tạo ra sự co cơ mạnh nhất và EMG ghi được điện thế hoạt động co cơ toàn phần, viết tắt là CMAP

Biên độ CMAP phản ánh số lượng sợi cơ được phân bố, tuy nhiên, CMAP chỉ giảm khi một lượng đáng kể những sợi cơ bị mất phân bố thần kinh và hiện tượng mất phân bố thần kinh này đã vượt quá khả năng tái phân

bố thần kinh Trong trường hợp những bệnh thần kinh có 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 [25], [37], Chính vì thế, biên độ CMAP không phản ánh được đúng thực trạng về số lượng MU chi phối cho cơ tại thời điểm khảo sát

Khảo sát CMAP thường qui còn bị giới hạn trong việc ghi các SMUP

do các điện thế này nhỏ và khó khăn để xác định đó là điện thế thu được từ một hay nhiều MU

1.2.2.2 Ước lượng MU thông qua sóng F (F-wave technique)

Khảo sát sóng F là một trong những kỹ thuật của EMG thường qui Khi kích thích một dây thần kinh vận động bằng một xung điện, ngoài xung thần kinh ly tâm đi ra phía ngoại biên, tới bắp cơ do dây thần kinh đó chi phối gây một đáp ứng co cơ (CMAP) còn có xung hướng tâm, đi ngược lại, hướng về phía các rễ trước của tủy sống, gây khử cực màng của gò sợi trục, tạo nên một điện thế hoạt động lan tỏa vào thân của neuron vận động, từ đó, tạo ra một dòng điện dọc theo sợi trục lan ngược ra ngoại biên và cũng gây co cơ, chính

là sóng F [1], [2]

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 một 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 Ghi nhận các sóng F giống hệt nhau, gom vào một nhóm, rồi tính có bao nhiêu nhóm sóng F để ước lượng số lượng MU Kỹ thuật này đã được các tác giả Feasby và Brown giới thiệu năm 1974 [28], tương đối đơn giản, dễ thực hiện nhưng mất nhiều thời gian và cũng chỉ ước lượng một cách tương đối

1.2.2.3 Điện cơ kim (needle EMG)

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, điện thế rung giật sợi cơ, những thay đổi về dạng sóng, biên độ và kết tập của những điện thế hoạt động của đơn vị

vận động (motor unit action potential - MUAP) Dựa vào các thay đổi này,

người ta có thể nhận định về tình trạng mất sợi trục thần kinh vận động – một trong ba thành phần của đơn vị vận động Tuy nhiên, những thay đổi này biểu hiện theo thang điểm (1+ đến 4 +) và chỉ mang tính định tính Vì vậy, điện cơ kim gần như không ước lượng được số lượng MU

1.2.2.4 Điện cơ sợi đơn độc (single fiber EMG)

Điện cơ sợi đơn độc được nghiên cứu đầu tiên bởi tác giả người Đức là Ekstedt và Stalberg vào thập niên 1960 Đây là phương pháp ghi một cách

chọn lọc một số nhỏ các điện thế hoạt động sợi cơ viết tắt là MFAP (muscular

fiber action potetial) bằng điện cực kim sợi đơn độc chuyên biệt Mỗi MFAP

được phân bố bởi một đơn vị vận động riêng lẻ nên việc xác định các MFAP giúp ích cho việc xác định số lượng MU

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 Tuy nhiên, giá trị mật độ sợi cơ tăng khi có tái phân bố thần kinh và giảm khi có sự mất bù xảy

ra 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 kém [28] Kỹ thuật này cũng không được ứng dụng để

đo lường số lượng đơn vị vận động trên người bình thường cũng như người có bệnh thần kinh cơ

1.3 PHƯƠNG PHÁP ƯỚC LƯỢNG SỐ LƯỢNG ĐƠN VỊ VẬN ĐỘNG (MUNE)

Năm 1971, tác giả McComas là người đầu tiên mô tả phương pháp ước lượng số lượng đơn vị vận động (MUNE) dựa trên ghi điện cơ Cho tới nay, MUNE được xem là một phương pháp chẩn đoán điện có thể ước lượng một cách tốt nhất số lượng đơn vị vận động phân bố cho một cơ hoặc một nhóm

cơ Nhiều báo cáo đã trình bày về kỹ thuật khảo sát và khả năng ứng dụng của MUNE Các tác giả có nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp này phải

kể đến McComas [90], [91], [93], Brown [36], Bromberg [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35], Baumann [16], [17], Henderson [73], [74], Doherty [47], [48], [49], [50], Daube [36], [37], [38], Shefner [106], [107], [108], [109], [110], [111], Gooch [67], [68], [69]… Một số kỹ thuật khác nhau cũng đã được phát triển trong các báo cáo này [27], [29], [36]

1.3.1 Nguyên lí của MUNE

Như đã trình bày trong phần điện cơ đồ trên đây, EMG thường qui không khảo sát được các điện thế hoạt động co cơ đơn lẻ (SMUP) MUNE ra đời nhằm khắc phục giới hạn này Bằng kỹ thuật này hay kỹ thuật khác, mục tiêu chính của MUNE là khảo sát các SMUP để làm cơ sở cho việc tính MUNE 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 của SMUP [2], [25], [27], [28], [36], [39], [40], [66], [90], [91], [94], [119], [127]

1.3.1.1 Khảo sát SMUP

SMUP là điện thế sóng đáp ứng co cơ một nhóm sợi cơ thuộc một MU SMUP 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 một SMUP 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

SMUP 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 SMUP có thể tính theo cách tích biên độ đỉnh - đỉnh

(peak-to-peak amplitude), biên độ đỉnh sóng âm (negative (peak-to-peak amplitude) và diện tích

vùng sóng âm (negative peak area) 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 SMUP trên cơ bình thường dao động từ 20 – 200 µV

Đôi khi có những SMUP với biên độ rất nhỏ mà biên độ đỉnh sóng âm

< 10µV hoặc diện tích vùng âm < 25µVms; những sóng này không được dùng

để tính biên độ SMUP mặc dù nó có thể cũng là SMUP bình thường

1.3.1.2 Khảo sát CMAP

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 SMUP

Vị trí của điện cực ghi hoạt động (active recording electrode) được

chọn sao cho biên độ CMAP đạt lớn nhất và phát hiện những thay đổi của SMUP rõ nhất Đây cũng là vị trí đặt cố định trong suốt quá trình khảo sát Tuy nhiên, bất kỳ sự thay đổi nào về vị trí đặt điện cực ghi hoạt động cũng có thể ghi được CMAP và SMUP nên giá trị của MUNE không bị ảnh hưởng [2], [80], [105]

Biên độ CMAP cũng có thể tính theo cách tích biên độ đỉnh - đỉnh, biên

độ đỉnh sóng âm và diện tích vùng sóng âm Giá trị của MUNE có thể được tính bằng nhiều cách đo đạc, tương ứng với các cách đo đạc CMAP và SMUP

Cần thống nhất chọn một cách đo đạc chung cho SMUP và CMAP để tính MUNE

Hình 1.3 Nguyên lí của MUNE 1.3.1.3 Các cơ được chọn khảo sát

Các cơ ngọn chi ở chi dưới thường bị ảnh hưởng trong bệnh thần kinh

ngoại biên nên thường được chọn khảo sát Ở tay, cơ ô mô cái (thenar

muscles) thuộc chi phối của thần kinh giữa được khảo sát nhiều nhất; ở chân,

cơ duỗi các ngón ngắn (extensor digitorum brevis - EDB) thuộc thần kinh mác

sâu thường được chọn để khảo sát MUNE Trong nghiên cứu này, tôi cũng chọn hai nhóm cơ này để khảo sát

Các cơ khác nhƣ cơ gian cốt một mu tay và cơ dạng ngón út ngắn thuộc chi phối thần kinh trụ, cơ nhị đầu cánh tay thuộc thần kinh cơ bì; cơ dạng ngón chân cái ở chân thuộc chi phối thần kinh chày cũng đã đƣợc chọn để khảo sát trong một số kỹ thuật MUNE [28]

1.3.2 Các kỹ thuật để tiến hành khảo sát MUNE

Kỹ thuật MUNE đƣợc giới thiệu đầu tiên là kỹ thuật kích thích tăng dần của tác giả McComas Sau đó, một số tác giả khác đã giới thiệu các kỹ thuật MUNE khác nhƣ Brown với kỹ thuật MUNE kích thích nhiều điểm, Daube với kỹ thuật MUNE thống kê, v.v… Các kỹ thuật MUNE đã đƣợc phát triển nhằm tìm cách khảo sát SMUP tối ƣu nhất Việc chọn một kỹ thuật MUNE

để nghiên cứu phụ thuộc dụng cụ sẵn có, kinh nghiệm lâm sàng, đối tƣợng nghiên cứu Một số nghiên cứu so sánh trực tiếp cho thấy không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các kỹ thuật MUNE [28] Cho đến nay, các kỹ thuật MUNE đã đƣợc giới thiệu gồm có:

Các kỹ thuật MUNE kích thích:

- Kích thích tăng dần, viết tắt là IST (Incremental stimulation motor unit

number estimation technique), giới thiệu bởi McComas, 1971

- Kỹ thuật MUNE qua sóng F, giới thiệu bởi Feasby và Brown, 1974

- Kích thích nhiều điểm, viết tắt là MPS (Multiple point stimulation

motor unit number estimation technique), giới thiệu bởi Brown, 1976

- Kích thích tăng dần ở nhiều điểm cố định, viết tắt là AMPS (Adapted

multiple point stimulation motor unit number estimation technique),

giới thiệu bởi Kadrie và cộng sự, 1976; Wang và Delwaide, 1995

- Vi kích thích trên neuron, giới thiệu bởi Arasaki và Tamaki, 1998

- MUNE thống kê (Statistical MUNE), giới thiệu bởi Daube, 1988

- Chỉ số của số lượng các đơn vị vận động (Motor unit number index –

MUNIX)

Các kỹ thuật MUNE thể tích:

- Trung bình hóa các gai co cơ, viết tắt là STA (Spike triggered averaging

motor unit estimation technique), giới thiệu bởi Nandedkar và Barkhaus

1987; Brown, 1988; Bromberg, 1993

- Rectified integrated EMG, giới thệu bởi Petajan, 2003

Trong đó, theo hội bệnh thần kinh cơ và chẩn đoán điện Hoa Kỳ - AANEM (American Association of Neuromuscular & Electrodiagnostic Medicine)

trong một khảo sát của nhóm tác giả Gooch C.L và cộng sự năm 2014 [59], các kỹ thuật MUNE được ứng dụng nhiều nhất là:

- Kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần - IST

- Kỹ thuật MUNE kích thích nhiều điểm - MPS

- Kỹ thuật MUNE thống kê - Statistical MUNE

- Kỹ thuật MUNE trung bình hóa các gai co cơ - STA

1.3.2.1 Kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần

Nguyên lí

Đây là kỹ thuật MUNE đầu tiên và cũng là kỹ thuật cơ bản nhất được

mô tả bởi tác giả McComas [93], [95] Kỹ thuật này dựa trên sự tăng dần cường độ kích thích trên dây thần kinh để ghi được một chồng các lớp sóng

đáp ứng co cơ được kích hoạt (envelope of evoked respondes) Mỗi lớp sóng

đáp ứng trong chồng các lớp sóng đáp ứng được xem là đại diện cho sự cộng dồn các SMUP của những sợi trục vận động đơn độc được kích hoạt cùng ngưỡng kích thích Từ đó, khảo sát được các SMUP, làm cơ sở cho việc tính MUNE

Cách làm

Các điện cực bề mặt được đặt trên cơ hoặc nhóm cơ theo cách ghi bụng gân chuẩn và ghi CMAP tối đa như các ghi thường qui 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 một chồng điện thế co cơ 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) và ghi

SMUP đầu tiên

Lớp sóng thấp nhất được xem là SMUP

đầu tiên Mỗi lớp sáng được xem là sự

cộng dồn của các SMUP Khảo sát 8 –

10 lớp, tính SMUP trung bình làm cơ

sở cho việc tính MUNE

“Nguồn: Major L.A, Jones K.E, 2005”

[90]

“Nguồn: McComas A.J, 1995” [93]

Hình 1.4 Kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần

Bằng cách tăng chậm cường độ kích thích, một chồng 8 - 10 lớp sóng đáp ứng riêng biệt sẽ được ghi nhận trước khi chúng tạo thành sóng đáp ứng cao nhất mà không thể phân biệt được nữa Số thứ tự của lớp sóng đáp ứng được xem là số SMUP tương ứng và được dùng làm số chia để tính biên độ SMUP trung bình của lớp sóng đó (biên độ SMUP trung bình = biên độ sóng đáp ứng/số thứ tự của lớp sóng đó) Từ đó, giá trị SMUP trung bình hóa được tính từ giá trị các SMUP của từng lớp và được dùng để tính giá trị của MUNE

Thuận lợi

- Kỹ thuật này có thể tiến hành trên tất cả các máy EMG

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

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 sóng đáp ứng sẽ không phản ánh đúng là tổng số sóng đáp ứng

từ các sợi trục tạo ra Kết quả là không chắc số thứ tự của lớp sóng đáp ứng đúng là số sợi trục bị kích hoạt Điều này dẫn đến giá trị SMUP trung bình giảm, kéo theo giá trị MUNE tăng

Thay đổi

- Sử dụng các mẫu chuỗi (serial temples) để tách các SMUP riêng lẻ

SMUP đầu tiên được dùng như mẫu đầu tiên và cũng chính là giá trị

SMUP thứ nhất SMUP thứ hai được tính từ hiệu số giữa điện thế lớp sóng đáp ứng thứ hai và mẫu đầu tiên Cộng SMUP thứ nhất và SMUP thứ hai lại làm mẫu thứ hai để tính SMUP thứ ba từ điện thế lớp sóng đáp ứng thứ ba Lặp lại như thế cho đến khi 8 - 10 SMUP được tính

- Sử dụng kỹ thuật tách mẫu tự động để xác định từng sóng riêng lẻ bằng phần mềm chuyên dụng để tính SMUP trung bình

1.3.2.2 Kỹ thuật MUNE kích thích nhiều điểm

Nguyên lí

Nguyên lí chung của MUNE là tối ưu hóa việc khảo sát các SMUP Trong khi kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần việc khảo sát SMUP thông qua việc tăng cường độ kích thích thì kỹ thuật MUNE kích thích nhiều điểm khảo sát các SMUP bằng cách di chuyển các điện cực kích thích tới những vị trí khác nhau dọc dây thần kinh

Cách làm

Cách đặt điện cực ghi, độ nhạy khai thác tương tự kỹ thuật kích thích tăng dần và ghi CMAP tối đa Kích thích ở cường độ thấp 3 - 10mA để kích hoạt sợi trục đầu tiên và ghi SMUP đầu tiên Điện cực kích thích được di chuyển đến một vị trí khác dọc dây thần kinh và cũng ghi SMUP tương tự 10

- 15 đáp ứng (SMUP) được chọn và tính trung bình rồi tính giá trị MUNE

Từ các SMUP này, tính SMUP trung bình, làm co sở cho việc tính MUNE

Hình 1.5: Kỹ thuật MUNE kích thích nhiều điểm

“Nguồn: Poter C.L, 2009” [104]

Thay đổi

Kỹ thuật kích thích tăng dần ở nhiều điểm cố định AMPS kết hợp cả hai kỹ thuật kích thích tăng dần và kích thích nhiều điểm [121] Tại mỗi điểm kích thích trên dây thần kinh, cường độ kích thích được tăng để tạo ra những lớp sóng đáp ứng chỉ với 2 hoặc 3 bước Tính SMUP riêng lẻ trên từng vị trí kích thích và 5 - 6 vị trí kích thích được chọn Từ đó, tính SMUP trung bình

từ các SMUP riêng lẻ và MUNE

1.3.2.3 Kỹ thuật MUNE thống kê

Nguyên lí

Kỹ thuật MUNE thống kê sử dụng thuật toán thống kê Possion để xác định SMUP trung bình Kích thích nhiều lần với một cường độ hằng định để tạo ra các sóng đáp ứng và ghi nhận sự thay đổi của sóng đáp ứng này Sự thay đổi này phản ánh sự cộng thêm và sự mất đi các sợi trục và sử dụng thuật

toán thống kê để tìm ra giá trị trung bình của SMUP Giá trị SMUP được tính

từ sự khác biệt cộng thêm hay mất đi này

Cách làm

Ghi CMAP tối đa tương tự IST và MPS 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 sóng đáp ứng Trong mỗi chuỗi 30 kích thích, tính SMUP trung bình bằng thuật toán Possion Hiện nay, kỹ thuật MUNE thống kê đã được trang bị bằng phần mềm sẵn có, có thể cài đặt vào các máy EMG và ứng dụng

dễ dàng

Hình 1.6: Kỹ thuật MUNE thống kê

“Nguồn: Bromberg M.B, 2006” [28]

bình thường

Thay đổi

- Sử dụng 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

-1.3.2.4 Kỹ thuật MUNE trung bình hóa các gai co cơ

Nguyên lí

Cả ba kỹ thuật đã trình bày ở trên đều dựa trên kích thích điện lên dây thần kinh và kích hoạt SMUP Kỹ thuật MUNE trung bình hóa các gai co cơ kích hoạt các vận động đơn độc bằng cách co cơ hữu ý 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 SMUP trung bình hóa

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 và lọc gai co cơ của một đơn vị vận động Kích thích dây thần kinh để tạo ra một đáp ứng co cơ ghi từ điện cực

bề, ghi lại điện thế co co từ điện cực kim Điện cực kim được di chuyển đến vị trí khác trong cơ và SMUPs khác được ghi Khoảng 10 - 15 đáp ứng được thực hiện và tính SMUP trung bình hóa, từ đó tính MUNE

Hình 1.7: Kỹ thuật MUNE trung bình hóa các gai co cơ

- 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

Khó khăn

- Có những điện thế giả tạo trong cơ gây nhiễu

1.4 NGHIÊN CỨU MUNE TRÊN NGƯỜI BÌNH THƯỜNG

1.4.1 Giá trị trung bình MUNE

1.4.1.1 Giá trị trung bình MUNE trên ô mô cái (kích thích thần kinh giữa) Nghiên cứu của Doherty T.J, Stasshuk D.W, Brown W.F công bố 1993 [50]

- Khảo sát 20 người tình nguyện khỏe mạnh, sử dụng kỹ thuật MUNE kích thích nhiều điểm trên ô mô cái

- Giá trị trung bình SMUP theo cách tính từ đường đẳng điện đến đỉnh sóng âm là 55 ± 19µV và MUNE tương ứng là 220 ± 98

Tổng kết của Wang F.C, Delwaide P.J công bố 1995 [122]

- MUNE trên ô mô cái với các kỹ thuật IST và MPS

Tác giả Năm MUNE Kỹ thuật

 Brown 1972 253 ± 34 IST kinh điển

 Sica 1974 340 ± 87 IST kinh điển

 Stein và Yang 1990 170 ± 62 IST kinh điển

 Daube 1988 315 ± 48 MUNE thống kê

 Doherty và Brown 1993 288 ± 95 MPS

 Wang và Delwaide 1995 278 ± 113 AMPS

 Wang và Delwaide 1995 253 ± 107 MUNE sóng F

Nghiên cứu của Wang F.C, Delwaide P.J công bố 1995 [121]

- Khảo sát 59 người tình nguyện khỏe mạnh tuổi từ 19 – 87 tuổi, sử dụng

kỹ thuật AMPS trên ô mô cái

- Giá trị mSMUP là 87 ± 27,6µV.ms (tính theo diện tích vùng) và giá trị MUNE là 278 ± 113

Nghiên cứu của Felice K.J công bố 1995 [53]

- Khảo sát 16 người tình nguyện khỏe mạnh, sử dụng kỹ thuật IST khảo sát ô mô cái, kích thích thần kinh giữa Giá trị MUNE là 219,4 ± 80,8

Tổng kết của Lawson V.H công bố 2003 [83]

- MUNE ô mô cái (thần kinh giữa) theo các tác giả và các kỹ thuật khác

nhau

Tác giả IST MPS STA

 Shefner 2001 270,4 251 151

 McComas 1995 342 288 135

Biểu đồ 1.1: Tổng kết của Lawson V.H về giá trị MUNE [83]

A: IST ô mô cái, B: MPS ô mô cái

A: IST ô mô cái

B: MPS ô mô cái

Nghiên cứu của Yerdelen D, Koç F, Sarica Y công bố 2006 [128]

- Khảo sát 110 người tình nguyện khỏe mạnh, bao gồm 58 nam và 52 nữ, tuổi trung bình là 38,9 ± 6.6 tuổi (17 - 83 tuổi) Tuổi trung bình của nam là 37.7 ± 12.7 (18 - 75 tuổi), tuổi trung bình của nữ 40.4 ± 13.5 tuổi (17 - 83 tuổi) Trong đó, 36 người trong độ tuổi 17 – 30 tuổi, 44 người trong độ tuổi 31 – 45 tuổi và 30 người có độ tuổi từ 46 – 83 tuổi

- Sử dụng kỹ thuật IST, kích thích thần kinh giữa và ghi trên ô mô cái

- Giá trị trung bình MUNE ở nam là 163 ± 53.3 và nữ là 158 ± 47.8 Không có sự khác biệt về MUNE giữa các nhóm tuổi ở nam (p = 0,38) hay nữ (p= 0,57)

- Không có sự khác biệt giữa nam và nữ

Nghiên cứu của Poter C.L, Alvarez A, Jones K.E, Major L.A, Chan K.M công

bố năm 2009 [104]

- Khảo sát 10 người tình nguyện khỏe mạnh, sử dụng kỹ thuật MPS trên

ô mô cái thuộc thần kinh giữa Giá trị MUNE là 357 ± 134

Nghiên cứu của Fu Y, Fan D.S, Xu Y.S, Sun Q.L, Zheng J.Y, Han H.B công bố năm 2012 [56]

- Sử dụng kỹ thuật MPS, khảo sát 35 người bình thường (14 – 33 tuổi, trung bình 20,9 ± 4,0 tuổi, 33 nam và 2 nữ)

- Kết quả MUNE trên cơ dạng ngón cái ngắn (thần kinh giữa) ở tay bên trái là 226,97 ± 30,59; tay bên phải là 228,31 ± 25,35

- Kết quả MUNE trên cơ dạng ngón út (thần kinh trụ) ở tay bên trái là 237,43 ± 30,78; tay bên phải là 240,20 ± 37,73

- Khác biệt 2 bên không có ý nghĩa thống kê ở cả hai dây thần kinh

Nghiên cứu của Gawel M, Kostera-Pruszczyk A công bố 2014 [60]

- Sử dụng kỹ thuật MPS khảo sát 60 người khỏe mạnh có tuổi trung bình

là 47 ± 17.7 tuổi, chia thành các nhóm 18 -30, 31- 45, 46 - 60, > 60 tuổi MUNE trên cơ dạng ngón cái ngắn và cơ dạng ngón út

- MUNE trung bình của cơ dạng ngón cái ngắn là 133,2 ± 43 và cơ dạng ngón út là 157,1 ± 39.4 Khác biệt có ý nghĩa được ghi nhận khi so sánh nhóm giữa các nhóm tuổi 18 – 30 với > 60 tuổi và nhóm 31 – 45 với

nhóm > 60 tuổi

- Không có sự liên quan MUNE theo tuổi trên cả hai cơ này

1.4.1.2 Giá trị trung bình MUNE trên cơ duỗi các ngón chân ngắn, kích thích thần kinh mác sâu

Công bố của Shefner J.M, Gooch C.L công bố 2003 [109]

- Trong bài viết của mình, hai tác giả này có ghi “Mc Comas (1971) đã ứng dụng kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần, khảo sát trên cơ duỗi các ngón ngắn thuộc thần kinh mác sâu trên 41 người có độ tuổi từ 4 –

58 tuổi, nhóm tác giả ghi nhận MUNE = 199 ± 60”

Một số công bố khác về giá trị trung bình của MUNE được trình bày tiếp

trong phần trình bày chung với các dây thần kinh khác, ngay sau đây

1.4.1.3 Giá trị trung bình MUNE các cơ khác nhau

Tổng kết của McComas A.J (1995)[93]

Tác giả Cơ mô cái EDB

- Ballantyne và Hansen 197 ± 49 (39) IST

- Mc Comas 342 ± 89 (106) 210 ± 65 (151) IST

- Doherty và Brown 288 ± 95 (17) MPS

- Stein va Yang 135 ± 27 (10) STA

Tổng kết của Sica R, McComas A công bố năm 2003 [112]

- Cơ duỗi các ngón chân ngắn 143 ± 73 (n=86)

Tổng kết của Doherty T.J, Stashuk D.W, Brown W.F công bố năm 2003 [48],

Giá trị trung bình của MUNE kỹ thuật kích thích tăng dần theo tuổi

Tác giả Nhóm cơ/thần kinh ≤ 60 tuổi > 60 tuổi

- Brown (1972) Mô cái/TK giữa 253 ± 34 < 120

- Sica (1974) Mô cái/TK giữa 340 ± 87 83 ± 46

- Doherty và Brown

(1993) Mô cái/TK giữa 288 ± 95 139 ± 88

- Campbell (1973) Duỗi các ngón ngắn/

TK mác sâu 198 ± 58 < 120

Tổng kết của Nguyễn Hữu Công công bố 2013 [2]

Tác giả Cơ Kỹ thuật Trung bình

- Stashuk và cộng sự Ô mô cái MPS 219 ± 77

- McComas và cộng sự Ô mô cái IST 342 ± 89

- Stein và cộng sự Ô mô cái STA 135 ± 27

- Daube Ô mô cái Thống kê 185 (NI>85)

- Brown và cộng sự Nhị đầu STA 911 ± 254 (tuổi<60)

479 ± 220 (tuổi>60)

- Nandedkar và Barkhaus EDB STA 84

- McComas và cộng sự EDB IST 210 ± 65

Tổng kết của Gooch C.L, Doherty T.M, Chan K.M, Bromberg M.B, Lewis R.A, Stashuk D.W, Berger M.J, Andary M.T, Daube J.R công bố năm 2014 [67]

Nhóm cơ IST MPS

- Mô cái bàn tay 187 ± 58 276 ± 35

- Mô út bàn tay 245 ± 81 285 ± 42

- Duỗi các ngón chân ngắn 206 ± 61 290 ± 171

1.4.2 Giới hạn dưới của MUNE

Tổng kết của McComas A.J, Victoria Galea, Hubert de Bruin năm 1993 [95],

Kỹ thuật MUNE kích thích tăng dần

Cơ n Trung bình SD Ngưỡng dưới

Công bố của Adrian R.M, McComas A.J (2003) [10], giới hạn dưới của

MUNE kỹ thuật kích thích tăng dần, trên các nhóm cơ như sau:

- Cơ ô mô cái (thần kinh giữa): 220

- Cơ ô mô út (thần kinh trụ): 250

- Cơ nhị đầu cánh tay (thần kinh cơ bì): 55

- Cơ duỗi các ngón chân ngắn (thần kinh mác sâu): 120

- Cơ bàn chân (thần kinh chày sau): 250

- Cơ thẳng đùi (thần kinh đùi): 80

1.4.3 Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam

Nghiên cứu của Vũ Anh Nhị công bố năm 1997 [9]

- Khảo sát EMG thường qui trên 32 người tình nguyện khỏe mạnh tuổi từ

20 – 65 tuổi, ghi nhận biên độ CMAP của thần kinh giữa là 4,7 ± 1,4mV; ngưỡng bất thường là 6,18mV

Nghiên cứu của Lý Thị Kim Lài, Phạm Nguyễn Bảo Quốc, Lê Minh công bố năm 2011 [6]

- Khảo sát 100 người tình nguyện khỏe mạnh, tuổi từ 18 – 54 tuổi, 53%

Cho đến nay, chưa có báo cáo nào về MUNE tại Việt Nam

1.5 NGHIÊN CỨU MUNE TRÊN NGƯỜI BỆNH THẦN KINH CƠ 1.5.1 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

1.5.1.1 Bệnh xơ cứng cột bên teo cơ (ALS)

MUNE được khảo sát nhiều nhất là trong bệnh ALS [11], [23], [53], [56], [109], [110], [122], [123] Bằng các kỹ thuật MUNE khác nhau, có nhiều công trình nghiên cứu của các tác giả trên thế giới về MUNE và ALS Các tác giả đã tiến hành khảo sát vai trò của MUNE trong các giai đoạn khác nhau từ