Nghiên cứu tín hiệu điện não

- Nguyễn Thị Thu Hà NGUYỄN THỊ THU HÀ NGHIÊN CỨU TÍN HIỆU ĐIỆN NÃO KỸ THUẬT Y SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Y SINH KHOÁ 2009 Hà Nội – 3/2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI.
- Nguyễn Thị Thu Hà NGHIÊN CỨU TÍN HIỆU ĐIỆN NÃO Chuyên ngành : Kỹ thuật y sinh LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ( Kỹ thuật y sinh) NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.
- Nguyễn Đức Thuận Hà Nội – Năm 2012 2 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ khoa học “NGHIÊN CỨU TÍN HIỆU ĐIỆN NÃO” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi.
- 8 CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐIỆN NÃO.
- Cơ sở sinh lý thần kinh của điện não.
- Hoạt hóa các sóng điện não.
- Kĩ thuật ghi điện não.
- Máy ghi điện não.
- Điện cực.
- Vị trí các điện cực ở ngoài da đầu.
- Quy trình ghi điện não thường quy.
- Đánh giá bản ghi điện não.
- Các dạng sóng điện não.
- Khác biệt theo vùng trên bản ghi điện não.
- Lợi ích của điện não đồ.
- Chỉ định của điện não đồ.
- 36 CHƯƠNG 2: ĐIỆN NÃO ĐỒ VÀ ĐỘNG KINH.
- Giá trị thực tế của điện não đồ trong lĩnh vực động kinh.
- Điện não đồ ở bệnh nhân động kinh.
- Điện não đồ trong cơn động kinh.
- Điện não đồ ngoài cơn động kinh.
- Điện não đồ và trạng thái động kinh.
- 51 4 CHƯƠNG 3 : SÓNG ĐIỆN NÃO VÀ GÂY MÊ.
- Tín hiệu điện não trong gây mê và hồi sức tích cực.
- Sóng điện não trong gây mê.
- Propofol và tín hiệu điện não.
- Mối quan hệ giữa liều lượng propofol và tín hiệu điện não thu được.
- Entropy phổ tín hiệu.
- 81 5 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Các chữ viết tắt BS Thành phần kịch phát - ức chế BSR Tỉ lệ kịch phát - ức chế ECG Điện tâm đồ EEG Điện não đồ EMG Điện cơ đồ Nleo Bộ phát năng lượng không tuyến tính NLEO Bộ phát năng lượng không tuyến tính tổng OAAS Thang điểm đánh giá độ sâu an thần RE Entropy đáp ứng SE Entropy trạng thái Các ký hiệu α Thành phần Sóng alpha trong tín hiệu điện não β Thành phần Sóng beta trong tín hiệu điện não θ Thành phần Sóng delta trong tín hiệu điện não γ Thành phần Sóng gamma trong tín hiệu điện não Xác suất của hai điểm gần hơn khoảng cách r trong không gian pham chiều C(r) Hàm tương quan f Tần số fhigh Tần số cao nhất của phổ flow Tần số thấp nhất của phổ h Chức năng đo P Phổ công suất S Entropy phổ SE Entropy trạng thái RE Entropy đáp ứng 6 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1.
- Bảng 3.2 - Ảnh hưởng của gây mê bằng sevoflurane (qua cách hít vào) và propofol (tiêm tĩnh mạch) tới đặc tính sóng điện não.
- Cơ sở hình thành điện thế màng tế bào Hình 1.
- Hệ thống đặt điện cực ghi Hình 1.
- Cách đặt điện cực theo kiểu 21 kênh Hình 1.
- 5 Cách đặt điện cực theo kiểu 36 kênh Hình 1.6.
- Cách đặt điện cực theo kiểu 74 kênh Hình 1.
- Dạng PLEDS Hình 1.16.
- Sơ đồ minh họa các hoạt động ghi được ở ngoài tế bào, trong tế bào và điện thế khu vực của một lát cắt hồi hải mã người bị động kinh Hình 2.1.
- Điện não ngoài cơn Hình 2.4.
- Điện não ngoài cơn Hình 2.5.
- Nhọn sóng 2 -2,5 Hz khi kích thích ánh sáng ngắt quãng Hình 3.1 – Ví dụ về thành phần kịch phát - ức chế Hình 3.2 Tín hiệu EEG minh họa cho tác dụng chống co giật của propofol..57 Hình 3.3 Minh họa mối quan hệ liều lượng propofol và điện não đồ Hình 3.4.
- Vị trí đặt điện cực đo entropy Hình 3.6.
- Các cửa sổ thời gian Hình 3.10.
- Phổ công suất điển hình của một tín hiệu sinh thế Hình 3.11.
- Thông số RE và SE hiển thị trên màn hình theo dõi Hình 3.12.
- Tín hiệu EEG chứa các thành phần kịch phát - ức chế Hình 3.13.
- Hàm spine Hình 3.14.
- Tương quan Entropy với Ce Hình 3.15.
- Tương quan Entropy với OAA/S MỞ ĐẦU Cho đến nay, điện não đồ vẫn luôn giữ một vị trí không thể thiếu trong thực hành thần kinh để có thể tham gia vào chẩn đoán, tiên lượng, điều trị những bệnh nhân bị tổn thương hoặc có nghi ngờ tổn thương não bộ.
- Nên phép đo tín hiệu điện não là một phép đo cơ bản và quan trọng của sự sống trong lĩnh vực y học.
- Điều đó được thể hiện trong hai ứng dụng cơ bản được quan tâm hiện nay đó là tín hiệu điện não trong chẩn đoán bệnh động kinh và trong đánh giá trạng thái hoạt động của não bộ khi gây mê.
- Nội dung luận văn thực hiện gồm 3 chương: Chương 1: Cơ sở lý thuyết về điện não Chương 2: Điện não đồ và động kinh Chương 3: Sóng điện não và gây mê Luận văn được thực hiện nhằm mục đích cung cấp một số những hiểu biết cơ bản về điện não đồ ứng dụng trong lâm sàng thần kinh và tính đều đặn/phức tạp của tín hiệu điện não trong các trường hợp bệnh động kinh.
- 9 CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐIỆN NÃO 1.1.
- Từ đầu thế kỷ 18, nhiều tác giả nghiên cứu thực nghiệm ở châu Âu đã ghi được hoạt động điện não của động vật.
- Sau đó, Hans Berger ghi điện não người thành công vào ngày 6-7-1924 ở bán cầu trái của bệnh nhân nam 17 tuổi bằng điện cực trực tiếp qua lỗ khoan sọ.
- Từ 1924-1938 với 14 công trình có giá trị của H.Berger được công bố bao gồm điện não đồ sinh lý và bệnh lý ở người.
- Điện não đồ mở ra kỷ nguyên mới trong nghiên cứu lâm sàng , ở các nước Đức , Nga, Mỹ và Pháp.
- Máy điện não EEG lần đầu tiên được giới thiệu với thế giới bởi Hans Berger vào năm 1929.
- Ông đề xuất quan điểm rằng các dòng điện não thay đổi dựa trên các trạng thái hoạt động của não như ngủ, hôn mê, và động kinh.
- Gibbs ( 1933) đề xuất điện não đồ lâm sàng là một ngành riêng, liên quan chặt chẽ với lâm sàng, mở đầu bằng những nghiên cứu bệnh nhân động kinh năm 1934 ở Mỹ.
- Cùng với sự phát triển về kĩ thuật hiện đại, kĩ thuật ghi điện não luôn được cải tiến , từ máy có 4 đường ghi tăng lên đường ghi với các chương trình khác nhau.
- đến ghi vi tính, video hoặc ghi điện não có vi tính và camera, dữ liệu được lưu trữ trong máy tính.
- Ở Việt Nam, điện não đã được ứng dụng trong lâm sàng ở các trung tâm y tế, ở các bệnh viện, viện của tỉnh thành trong cả nước, góp phần quan trọng cho chẩn đoán và theo dõi điều trị bệnh nhân.
- Dù là loại tế bào não khác nhau về hình dạng, kích thước.
- Có thể nói một cách đại cương là mỗi tế bào thần kinh gồm có hai cực.
- Cấu tạo của một nơron thần kinh Những nghiên cứu gần đây đã chứng minh đầy đủ tính chất bán thấm chọn lọc của màng tế bào hình sao đã có tác dụng duy trì, điều chỉnh thế cân bằng của các ion ở trong và ngoài màng tế bào.
- Cơ sở hình thành điện thế màng tế bào - Ở trong tế bào chủ yếu là K.
- Ở ngoài màng tế bào chủ yếu là Na+ (150mEq ) và Cl- (125mEq).
- Điện thế màng tế bào lúc nghỉ ngơi bên ngoài dương so với bên trong khoảng +70mV gọi là trạng thái “cực hóa”.
- Na+ từ ngoài vào trong tế bào gây hiện tượng “khử cực”.
- Hiện tượng khử cực này từ đó lan tỏa khắp màng tế bào và dẫn truyền xung điện qua sợi trục đến các tế bào kế cận.
- Nếu điện thế yếu thì hiện tượng lan tỏa ở màng tế bào hoặc qua sợi trục ngừng và tế bào lại trở về trạng thái cực hóa.
- Cấu tạo của hệ thần kinh trung ương gồm 2 thành phần cơ bản: các nơron và các tế bào thần kinh đệm + Cấu tạo của một nơron bao gồm một thân tế bào, một sợi trục và nhiều đuôi gai.
- Độ tập trung của các ion K+ tại khoảng gian bào trong quá trình khử cực nơron tăng lên sẽ tạo ra một điện thế hoạt động của màng tế bào thần kinh đệm nằm xung quanh nơron này.
- Điện thế hoạt động được tạo ra ở tế bào thần kinh đệm có vai trò làm lan toả các điện thế hoạt động của nơron ra một vùng nhất định , người ta gọi đây là điện thế khu vực.
- Màng đuôi gai hay ở thân tế bào thứ hai là màng sau khớp ( postsynapse).
- Việc xuất hiện một nhóm những xung đồng bộ trong hệ thống các sợi hướng tâm dẫn đến hoạt hoá các cấu trúc ở mặt ngoài của vỏ não và tạo nên các sóng điện não có biên độ cao, rất dễ phân biệt giữa sóng này với sóng kia.
- Khi tần số của các dao động hướng tâm nhanh, đồng bộ và kéo dài thì các điện thế khu vực ghi được bằng bút ghi điện não thông thường sẽ biểu hiện bằng những sóng biên độ và tần số cao.
- Pha : khi một dòng điện đi vào có nhiều điện tử sẽ tạo ra một sóng hướng lên phía trên gọi là pha âm ngược lại tại đầu của khuếch đại có ít điện tử, bút ghi sẽ vẽ một sóng hướng xuống phía dưới gọi là pha dương Biên độ và tần số cũng như thời khoảng của các dao động điện thế khu vực dưới dạng sóng điện não thường khác nhau và phụ thuộc vào các lớp tế bào mà người ta thăm dò.
- Kĩ thuật ghi điện não .
- Ghi điện não đồ là phương pháp ghi hoạt động điện học của não bằng các điện cực đặt ở bề mặt của da đầu một cách chuẩn mực .Các điện cực này được nối với 13 nhau theo từng chuyển đạo đơn giản hoặc phức tạp.
- Sau đây là các nguyên tắc cơ bản của ghi điện não : 1.3.1.
- Máy ghi điện não Các máy ghi điện não được sản xuất dựa trên nguyên tắc phối hợp của nhiều chuyển đạo.
- Hiện nay các máy ghi điện não số hoá dần dần thay thế hệ thống ghi trên giấy.
- Điện cực Có nhiều loại điện cực được sản xuất để thích nghi với từng yêu cầu cụ thể.
- Để ghi điện não đồ trong 1 thời gian ngắn, người ta thiết kế các điện cực bằng bạc gắn trong một khung chất dẻo.
- Một đầu của điện cực được tẩm nước muối sinh lý (điện cực của Gray – Walter).
- Các điện cực này được cố định trên da đầu bằng một mũ lưới bằng các sợi cao su.
- Để ghi điện não đồ trong một thời gian dài và để ghi được trực tiếp các cơn động kinh, các điện cực thường được sản xuất dưới dạng những cúc nhỏ bằng bạc có thể dán trực tiếp lên da đầu nhờ hồ dẫn điện.
- Gần đây , một hệ thống điện cực mới ra đời , đó là các điện cực được gắn kết và nối với nhau dưới dạng chiếc mũ chụp rất thuận tiện, có thể giúp ghi ở trẻ nhỏ và những bệnh nhân giãy giụa 1.3.3.
- Đó là hệ thống gồm các điện cực được đặt theo một tỉ lệ nhất định trên toàn bộ vùng da đầu.
- Bằng phương pháp này người ta có thể xác định được nhiều nhóm chuyển đạo khác nhau : đỉnh đầu ,thái dương, chẩm… Ở người lớn, điện não đồ tiêu chuẩn cho phép ghi được đồng thời 16 chuyển đạo.
- Các điện cực cần đặt thật đối xứng, giống hệt nhau ở 2 bên.
- Đầu bệnh nhân phải sạch và tại tất cả các vị trí sẽ đặt điện cực phải bôi chất dẫn điện ( hồ dẫn điện, nước muối sinh lý) để làm giảm tối da điện trở da đầu ( theo quy định chuẩn là < 5k.
- Sau đây là trình tự các bước xác định vị trí đặt điện cực.
- Hệ thống đặt điện cực ghi 10-20 Hệ thống đặt điện cực ghi 10-20 quốc tế (international 10-20 system) để ghi điện não.
- Khi nghiên cứu giấc ngủ, có thể người ta không dùng hết các vị trí ghi này, và chỉ đặt điện cực ở một số vị trí: trên hình vẽ là những chỗ có vòng tròn đen.
- 15 Thông thường chúng ta sẽ dùng một bộ 21 điện cực gắn trên da đầu theo hệ thống đặt điện cực 10-20 của quốc tế (the 10-20 International System).
- Vậy ta có 1 mạng ghi điện não đồ.
- Về phương diện điện học, người ta coi tai và gốc mũi là 0, là điện cực trung hòa.
- Như vậy kiểu kết nối 1 điện cực trên mạng ghi

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt