ศักย์บันดล

ศักย์บันดล (อังกฤษ: evoked potential (EP) หรือ evoked response) เป็นศักย์ไฟฟ้าในรูปแบบโดยเฉพาะ ๆ ที่บันทึกได้จากระบบประสาทส่วนต่าง ๆ โดยเฉพาะสมองของมนุษย์หรือของสัตว์อื่น ๆ หลังจากให้ตัวกระตุ้นเช่นแสงวาบหรือเสียงทุ้มแหลม ตัวกระตุ้นต่าง ๆ ทั้งโดยแบบและประเภทจะก่อศักย์แบบต่าง ๆ^[1] นี่ต่างกับศักย์ไฟฟ้าแบบเกิดเอง (spontaneous) ซึ่งตรวจด้วยการบันทึกคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG), การบันทึกคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG) หรือการบันทึกค่าทางสรีรวิทยาไฟฟ้าแบบอื่น ๆ ค่าเช่นนี้มีประโยชน์ในการวินิจฉัยโรคและการเฝ้าสังเกตคนไข้รวมทั้งการตรวจจับปัญหาการรับรู้ความรู้สึกเนื่องกับโรคหรือยา/สารเสพติด และการเฝ้าตรวจบูรณภาพของวิถีประสาทเมื่อกำลังผ่าตัด^[2]

ข้อมูลเพิ่มเติม: Event-related potential

Evoked potential
การแทรกแซง
MeSH	D005071

แอมพลิจูดของ EP มักจะต่ำ มีพิสัยตั้งแต่น้อยกว่า 1 ไมโครโวลต์จนถึงหลายไมโครโวลต์ เทียบกับเป็นสิบ ๆ ไมโครโวลต์สำหรับ EEG, หลายมิลลิโวลต์สำหรับ EMG และบ่อยครั้งเกือบถึง 20 มิลลิโวลต์สำหรับการบันทึกคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG) เพื่อแยกแยะค่าต่ำเช่นนี้ไม่ให้ปนกับสัญญาณไฟฟ้าทางชีวภาพรวมทั้ง EEG, ECG และ EMG หรือกับสัญญาณรบกวนอื่น ๆ การสร้างค่าเฉลี่ยของสัญญาณปกติเป็นเรื่องจำเป็น สัญญาณที่ตรวจจะล็อกเวลา (time-locked) กับตัวกระตุ้น และเพราะสัญญาณรบกวนโดยมากจะเกิดโดยสุ่ม ค่าเฉลี่ยที่ได้จากการวัดซ้ำ ๆ จึงสามารถเฉลี่ยเอาสัญญาณรบกวนออกได้^[3]

สัญญาณอาจบันทึกจากเปลือกสมอง ก้านสมอง ไขสันหลัง และเส้นประสาทนอกส่วนกลาง ปกติแล้วคำว่า evoked potential จะจำกัดใช้กับการตอบสนองที่มาจาก หรือจากการกระตุ้นโครงสร้างในระบบประสาทกลาง ดังนั้น evoked compound motor action potentials (CMAP) หรือ sensory nerve action potentials (SNAP) ที่ใช้ศึกษาการนำกระแสประสาท (nerve conduction study, NCS) ทั่วไปจะไม่จัดว่าเป็น evoked potential แม้จะเข้ากับนิยามที่กล่าวก่อนหน้านี้

EP ต่างกับ event-related potential (ERP) แม้บางครั้งคำอาจจะใช้ทดแทนกันและกัน เพราะ ERP เกิดช้ากว่าและมีเหตุจากกระบวนการทางประชานในระดับสมอง/การแปลผลที่สูงกว่า^[1][4]

Sensory evoked potentials (SEP)

สัญญาณ sensory evoked potentials (SEP) บันทึกได้จากระบบประสาทกลางหลังจากกระตุ้นอวัยวะรับความรู้สึก (sense organ) เช่น visual evoked potentials (VEP) ที่ได้จากการแสดงแสงกะพริบ หรือรูปแบบแสงที่เปลี่ยนไปเรื่อย ๆ บนจอภาพ^[5], auditory evoked potentials (AEP) ที่ได้เมื่อส่งเสียงกริ๊กหรือเสียงทุ้มแหลมไปที่หูฟัง หรือ somatosensory evoked potential (SSEP) ที่ได้ด้วยตัวกระตุ้นแบบสัมผัสหรือไฟฟ้าที่เส้นประสาทผสมนอกระบบประสาทกลาง SEP ใช้กันอย่างกว้างขวางเพื่อวินิจฉัยโรคทางการแพทย์ตั้งแต่คริสต์ทศวรรษ 1970 และเพื่อการเฝ้าตรวจประสาทในช่วงผ่าตัด (intraoperative neurophysiology monitoring, IONM) มี EP 3 อย่างที่ใช้ตรวจรักษาอย่างกว้างขวาง คือ AEP ซึ่งปกติบันทึกจากหนังศีรษะแต่มาจากก้านสมอง, VEP และ SSEP ซึ่งได้ด้วยการกระตุ้นเส้นประสาทนอกส่วนกลางด้วยไฟฟ้า

ตัวอย่างการใช้ SEP รวมทั้ง^[4]

• SSEP สามารถใช้หาตำแหน่งรอยโรค เช่น ที่ประสาทนอกส่วนกลางหรือที่ไขสันหลัง
• VEP และ BAEP สามารถใช้เสริมการสร้างภาพทางประสาทเพื่อตรวจวินิจฉัยโรคต่าง ๆ เช่น โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง
• EP ที่ตอบสนองอย่างเร็ว เช่น SSEP, VEP และ BAEP สามารถใช้เป็นตัวบ่งพยากรณ์โรคสำหรับการบาดเจ็บหรือการขาดออกซิเจนที่สมอง คือถ้าไม่มีการตอบสนองในระยะต้น ๆ หลังการขาดออกซิเจน นี่เป็นพยากรณ์ความตายที่แม่นยำ ส่วนการตอบสนองที่ผิดปกติเมื่อสมองบาดเจ็บเป็นตัวพยากรณ์ที่แม่นว่าจะไม่ฟื้นจากโคม่า การตอบสนองปกติอาจแสดงว่าจะมีผลดีไม่ว่าจะเป็นเพราะสมองบาดเจ็บหรือขาดออกซิเจน อนึ่ง การตอบสนองมักจะฟื้นสภาพก่อนการฟื้นสภาพของคนไข้

สำหรับคนไข้โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง การตรวจวินิจฉัยโรคอาจรวมการหารรอยโรคหลายรอยในวิถีประสาทรับความรู้สึกต่าง ๆ ซึ่ง EP สามารถใช้เป็นส่วนช่วย และแม้หาได้เช่นนี้ ก็ไม่อาจฟันธงได้อย่างชัดเจนเพราะมีอีกหลายโรคที่มีอาการเป็นความผิดปกติของ EP ที่วิถีประสาทหลายทาง (multimodality EP abnormalities) รวมทั้งเอดส์, โรคไลม์, ลูปัส อีริทีมาโตซัส ทั่วร่าง, ซิฟิลิสระบบประสาท (neurosyphilis), ลำเส้นใยประสาทไขสันหลัง-สมองน้อยเสื่อม (spinocerebellar degenerations), อัมพาตครึ่งล่างเหตุกล้ามเนื้อหดเกร็งทางพันธุกรรม (hereditary spastic paraplegia) และการขาดวิตามินอีหรือบี₁₂เป็นต้น ดังนั้น ประโยชน์ของ EP ในการช่วยวินิจฉัยโรคจึงขึ้นกับปัจจัยต่าง ๆ ที่พบในกรณีคนไข้ ความผิดปกติของ EP อาจช่วยระบุตำแหน่งกว้าง ๆ ของรอยโรคในระบบประสาทกลาง แต่การระบุตำแหน่งให้แน่ชัดด้วยวิธีนี้อาจผิดพลาดได้ง่ายเพราะยังมีองค์ประกอบของ EP หลายที่ยังไม่เข้าใจดี^[6]

Steady-state evoked potential

Visual evoked potential (VEP)

visual evoked potential (VEP) ที่ปกติ

visual evoked potential (VEP) เป็น EP ที่ได้จากการให้ตัวกระตุ้นเป็นแสงวาบหรือเป็นลายต่าง ๆ ซึ่งอาจใช้ยืนยันความเสียหายต่อวิถีประสาทตา (visual pathway)^[7] รวมทั้งจอตา, ประสาทตา (optic nerve), ส่วนไขว้ประสาทตา (optic chiasm), ส่วนแผ่ประสาทตา (optic radiations) และเปลือกสมองส่วนท้ายทอย (occipital ocrtex)^[8] การประยุกต์ใช้อย่างหนึ่งก็คือการวัดความคมชัดของสายตาทารก (ที่วัดสายตาแบบปกติไม่ได้) โดยติดอิเล็กโทรดที่หนังศีรษะทารกเหนือคอร์เทกซ์สายตา แล้วแสดงลานสีเทาสลับกับลานตารางหมากรุกหรือลานริ้วเหมือนลูกกรง ถ้าช่องหมากรุกหรือริ้วใหญ่พอที่ทารกจะเห็นได้ ก็จะวัด VEP ได้ แต่ถ้าเล็กเกินก็จะไม่เกิด VEP เป็นวิธีการแบบปรวิสัยเพื่อวัดสมรรถภาพการเห็นรูปละเอียดของสายตา^[9]

VEP เป็นวิธีการตรวจหาความผิดปกติที่ไว ซึ่งอาจไม่พบถ้าแค่ตรวจตาหรือทำภาพ MRI แม้อาจไม่ระบุสมุฏฐานของโรคได้^[8] VEP อาจผิดปกติในโรคประสาทตาอักเสบ (optic neuritis), โรคเส้นประสาทตา (optic neuropathy), โรคทำลายปลอกไมอีลิน (demyelinating disease), โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง (ช่วง acute และ chronic), Friedreich’s ataxia, การขาดวิตามินบี₁₂, ซิฟิลิสระบบประสาท (neurosyphilis), โรคไมเกรน, โรคขาดเลือด (ischemic disease), ภาวะเนื้องอกทับประสาทตา, ความดันลูกตาสูง (ocular hypertension), ต้อหิน, โรคเบาหวาน, ตามัวเหตุพิษ (toxic amblyopia), ประสาทเป็นพิษเหตุอะลูมิเนียม (aluminum neurotoxicity), แมงกานีสเป็นพิษ (maganese poisoning), ประสาทอักเสบหลังลูกตา (retrobulbar neuritis) และการบาดเจ็บที่ศีรษะ^[10] VEP สามารถใช้ตรวจความบกพร่องทางตาของทารก เพื่อตรวจความผิดปกติของวิถีประสาทตา ซึ่งอาจเกิดจากระบบประสาทตาพัฒนาช้า^[8]

องค์ประกอบของคลื่น VEP ที่เรียกว่า P100 ซึ่งเป็นยอดคลื่นทางบวกและเกิดที่ 100 มิลลิวินาที สามารถประยุกต์ใช้ทางคลินิกอย่างสำคัญ โดยปัญหาต่อวิถีประสาทการเห็นก่อนหน้าส่วนไขว้ประสาทตา (optic chiasm) อาจเป็นจุดที่ได้ประโยชน์มากที่สุด ยกตัวอย่างเช่น คนไข้ประสาทตาอักเสบ (optic neuritis) อย่างรุนแรงอาจไม่มี P100 หรือมีแต่ลดลงอย่างมาก อาการและการเห็นที่ดีขึ้นอาจมากับการคืนสภาพของ P100 แต่ก็จะช้าลงอย่างผิดปกติซึ่งเป็นอย่างไม่หาย และดังนั้น นี่จึงอาจเป็นตัวบ่งโรคประสาทตาอักเสบที่เคยเป็นหรือที่เคยเป็นแต่ไม่รู้^[6]

ในปี 1934 นักวิชาการคู่หนึ่งสังเกตเห็นว่า ความเปลี่ยนแปลงของคลื่นไฟฟ้าสมองกลีบท้ายทอย (occipital EEG) สามารถเห็นได้เมื่อกระตุ้นด้วยแสง ต่อมาปี 1961 จึงได้ตั้งชื่อองค์ประกอบต่าง ๆ ของ occipital EEG ในปีเดียวกัน นักวิจัยกลุ่มหนึ่งได้บันทึก visual evoked potential (VEP) ของสมองกลีบท้ายทอยทั้งภายในและภายนอกกะโหลก แล้วพบว่าแอมพลิจูดที่บันทึกตามเขต calcarine fissure^{[upper-alpha 1]} มีค่าสูงสุด ในปี 1965 นักวิจัยได้ใช้ตัวกระตุ้นแบบกระดานหมากรุกเพื่อแสดง VEP ในมนุษย์ แล้วจึงติดตามสัญญาณ VEP เพื่อระบุตำแหน่งโครงสร้างต่าง ๆ ในวิถีประสาทการเห็นปฐมภูมิ นักวิชาการได้ใช้ VEP เพื่อตรวจรักษาเป็นครั้งแรกเมื่อบันทึก VEP ที่ตอบสนองช้าลงในคนไข้ประสาทอักเสบหลังลูกตา (retrobulbar neuritis) ในปี 1972 มีงานวิจัยมากมายตั้งแต่คริสต์ทศวรรษ 1970 จนถึงทุกวันนี้เพื่อปรับปรุงวิธีการและทฤษฎี ซึ่งได้นำไปใช้กับสัตว์ด้วย^[11]

ตัวกระตุ้น VEP

การใช้ตัวกระตุ้นเป็นแสงวาบกระจายไม่ค่อยใช้แล้วทุกวันนี้เพราะก่อการตอบสนองที่ต่าง ๆ กันมากทั้งในบุคคลเดียวกันและต่าง ๆ กัน แต่ก็ยังมีประโยชน์เมื่อใช้ตรวจทารก สัตว์ หรือบุคคลที่มองเห็นไม่ชัด ตัวกระตุ้นแบบกระดานหมากรุกใช้สี่เหลี่ยมจตุรัสที่สว่างสลับกับมืด และตัวกระตุ้นแบบลูกกรงใช้ริ้วแนวตั้งสว่างสลับกับมืด โดยจะแสดงภาพทีละภาพ แต่ละภาพมีสี่หลี่ยมจตุรัสหรือริ้วขนาดเท่ากัน

การติดอิเล็กโทรดสำหรับ VEP

การติดอิเล็กโทรดเป็นเรื่องสำคัญมากเพื่อให้ได้สัญญาณ VEP โดยไม่ปรากฏสัญญาณที่ไม่มีจริง (artifact) สำหรับการทดสอบโดยใช้ช่องเดียว จะติดอิเล็กโทรดหนึ่งที่ 2.5 ซม. เหนือตำแหน่ง inion (ตาม 10-20 system) และอิเล็กโทรดอ้างอิงที่ตำแหน่ง Fz แต่ก็สามารถติดอิเล็กโทรดอีกสองอันที่ 2.5 ซม. ทางด้านขวาและซ้ายของตำแหน่ง Oz เพื่อให้ได้สัญญาณที่ละเอียดขึ้น

คลื่น VEP

ยอดคลื่น VEP จะตั้งชื่อโดยเขียนอักษรตัวใหญ่ว่าเป็นยอดบวก (P) หรือลบ (N) ตามด้วยตัวเลขที่บ่งค่าเฉลี่ยของเวลาการตอบสนอง (latency) สำหรับยอดคลื่นนั้น ๆ ยกตัวอย่างเช่น P100 หมายถึงยอดคลื่นในทางบวกที่เกิด 100 มิลลิวินาทีหลังเริ่มตัวกระตุ้น แอมพลิจูดเฉลี่ยของคลื่น VEP ปกติจะอยู่ระหว่าง 5-20 ไมโครโวลต์ ค่าปกติจะขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่ใช้กระตุ้น (แฟลช หรือ หลอดรังสีแคโทด หรือ ไดโอดเปล่งแสง, ขนาดตารางหมากรุก เป็นต้น)

ประเภทของ VEP

VEP ที่วัดโดยเฉพาะ ๆ รวมทั้ง

• Monocular pattern reversal (ใช้มากที่สุด)
• Sweep visual evoked potential
• Binocular visual evoked potential
• Chromatic visual evoked potential
• Hemi-field visual evoked potential
• Flash visual evoked potential
• LED Goggle visual evoked potential
• Motion visual evoked potential
• Multifocal visual evoked potential
• Multi-channel visual evoked potential
• Multi-frequency visual evoked potential
• Stereo-elicited visual evoked potential
• Steady state visually evoked potential

Auditory evoked potential (AEP)

Auditory evoked potential (AEP) สามารถใช้ตามสัญญาณที่สร้างเหตุเสียงขึ้นไปตามวิถีประสาทการได้ยิน คือ คอเคลียเป็นตัวสร้าง EP ซึ่งดำเนินผ่านประสาทคอเคลีย, ผ่าน cochlear nucleus, superior olivary complex, lateral lemniscus, ไปยัง inferior colliculus ในสมองส่วนกลาง, ไปยัง medial geniculate body และไปสุดที่เปลือกสมองส่วนการได้ยิน (auditory cortex)^[12]

AEP เป็นกลุ่มย่อยของ event-related potentials (ERP) ERP เป็นการตอบสนองของสมองที่ล็อกเวลากับเหตุการณ์บางอย่าง เช่น ตัวกระตุ้นความรู้สึก หรือเหตุการณ์ทางจิตใจ (เช่น การรู้จำตัวกระตุ้นที่เป็นเป้าหมายได้) หรือการเว้นตัวกระตุ้น สำหรับ AEP "เหตุการณ์" ก็คือเสียง AEP (และ ERP) เป็นศักย์ไฟฟ้าขนาดเล็กที่เกิดในสมองโดยบันทึกจากหนังศีรษะ เป็นการตอบสนองต่อตัวกระตุ้นคือเสียง เช่น เสียงทุ้มแหลมต่าง ๆ เสียงพูด เป็นต้น

AEP สามารถใช้ประเมินการทำงานของระบบการได้ยิน (โดยเฉพาะในบุคคลที่ตรวจการได้ยินตามธรรมดาไม่ได้) และสภาพพลาสติกของประสาท^[13] สามารถใช้วินิจฉัยความพิการทางการเรียนในเด็ก ช่วยสร้างโปรแกรมการศึกษาที่ทำเฉพาะบุคคลสำหรับผู้มีปัญหาการได้ยินหรือปัญหาทางประชาน^[14]

Brainstem auditory evoked potential

brainstem auditory evoked potentials (BAEPs) หรือ brainstem auditory evoked responses (BAERs) เป็น auditory evoked potential ขนาดเล็กมากที่ตอบสนองต่อตัวกระตุ้นทางหู ซึ่งบันทึกด้วยอิเล็กโทรดที่ติดหนังศีรษะ ซึ่งสะท้อนให้เห็นการทำงานของเซลล์ประสาทในโสตประสาท (auditory nerve), cochlear nucleus, superior olive และ inferior colliculus ทั้งหมดในก้านสมอง รูปแบบคลื่นที่ช้าลงแสดงการทำงานผิดปกติของวิถีประสาทการได้ยิน (auditory pathway) ถ้าช้าลงข้างเดียว (unilateral) อาจมีรอยโรคตามเส้นประสาทสมองที่ 8 หรือในก้านสมอง ฺBAEP อาจผิดปกติในโรคเนื้องอกประสาทหู (acoustic neuroma), โรคทำลายปลอกไมอีลิน, โรคไมเกรน, โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง, เนื้องอกในก้านสมอง, โรคหลอดเลือดในก้านสมอง (brainstem stroke) และศีรษะบาดเจ็บเพราะเหตุต่าง ๆ^[15]

BAEP ใช้อย่างสามัญที่สุดในการตรวจเนื้องอกประสาทหู, โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง และการเฝ้าตรวจคนไข้ช่วงผ่าตัดเนื้องอกประสาทหูแบบ cerebellopontine angle tumor resection^{[upper-alpha 2]} แม้ภาพ MRI อาจทำให้เห็นรอยโรคได้ชัดกว่า แต่ BAEP ก็มีประโยชน์สำหรับคนไข้ที่ทำ MRI ไม่ได้^[15]

BAEP ยังสามารถใช้ประเมินสภาพโคม่า ยืนยันวินิจฉัยโรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง และตรวจจับเนื้องอกในโพรงกะโหลกศีรษะส่วน posterior cranial fossa^{[upper-alpha 3]} ในระยะต้น ๆ^[16] ในคนไข้โคม่า BAEP จะปกติถ้าอาการโคม่ามีเหตุจากความผิดปกติของเมทาบอลิซึมหรือการเกิดพิษ หรือจากโรคที่เป็นในสมองทั้งสองข้าง แต่จะผิดปกติเมื่อมีพยาธิสภาพในก้านสมอง^[6]

ทั่วไปมันจะตอบสนองต่อตัวกระตุ้นไม่ล่าช้าเกิน 6 มิลลิวินาทีและมีแอมพลิจูดประมาณ 1 ไมโครโวลต์ เพราะมีขนาดเล็กเช่นนี้ จึงต้องบันทึกการตอบสนองต่อตัวกระตุ้นเดียวกันไม่ต่ำกว่า 500 ครั้ง เพื่อใช้ค่าเฉลี่ยกำจัดสัญญาณรบกวนซึ่งเกิดโดยสุ่ม แม้จะสามารถได้ BAEP จากการตอบสนองต่อตัวกระตุ้นเป็นเสียงทุ้มแหลมที่อยู่ในพิสัยการได้ยิน ตัวกระตุ้นที่มีประสิทธิผลดีกว่าจะมีความถี่ต่าง ๆ ในรูปแบบเสียงกริ๊กสั้น ๆ

ในปี 1984^[17] แพทย์คู่หนึ่งได้รายงานเป็นครั้งแรกถึง BAEP ที่ผิดปกติในหญิงติดเหล้าผู้พึ่งฟื้นตัวจากโรค acquired central hypoventilation syndrome ซึ่งทำให้หยุดหายใจเมื่อหลับ โดยตั้งสมมติฐานว่าก้านสมองของคนไข้เป็นพิษเนื่องจากการติดเหล้าอย่างเรื้อรัง แต่ไม่ได้ถูกทำลาย

Somatosensory evoked potential

somatosensory evoked potential ที่ปกติโดยกระตุ้นประสาทแข้ง (tibial nerve)

Somatosensory Evoked Potentials (SSEPs) เป็น EP ที่บันทึกสัญญาณจากสมองหรือไขสันหลังโดยกระตุ้นประสาทนอกส่วนกลางอย่างซ้ำ ๆ^[18] ใช้เฝ้าตรวจประสาทเพื่อประเมินการทำงานของไขสันหลังคนไข้เมื่อกำลังผ่าตัด ซึ่งบันทึกโดยกระตุ้นประสาทนอกส่วนกลาง สามัญที่สุดคือประสาทแข้ง (tibial nerve), median nerve (ที่แขน) หรือ ulnar nerve (ที่แขน) ปกติใช้ตัวกระตุ้นไฟฟ้า แล้วบันทึกการตอบสนองที่หนังศีรษะคนไข้

เพราะมีแอมพลิจูดต่ำเมื่อไปถึงหนังศีรษะและมีสัญญาณไฟฟ้ารบกวนที่มาจาก EEG พื้นหลัง, จาก EMG ของกล้ามเนื้อหนังศีรษะ หรือจากอุปกรณ์ไฟฟ้าในห้อง จึงต้องบันทึกสัญญาณหลายครั้งเพื่อสร้างค่าเฉลี่ย ซึ่งก็จะปรับปรุงอัตราสัญญาณต่อเสียงรบกวน (signal-to-noise ratio) ปกติในห้องผ่าตัด ต้องบันทึกสัญญาณ 100-1,000 ครั้งเพื่อเฉลี่ยให้ได้สัญญาณที่ใช้ได้

ลักษณะสองอย่างของ SSEP ที่ตรวจดูมากที่สุดก็คือแอมพลิจูดและเวลาการตอบสนอง (latency) ของยอดคลื่น ยอดที่เด่นสุดได้ศึกษาและตั้งชื่อในห้องทดลอง แต่ละชื่อจะมีตัวอักษรและตัวเลข เช่น N20 หมายถึงยอดในทางลบ (N) ซึ่งเกิดหลังเริ่มตัวกระตุ้น 20 มิลลิวินาที ซึ่งบันทึกจากเปลือกสมองเมื่อกระตุ้น median nerve โดยน่าจะเป็นกระแสประสาทที่ดำเนินไปถึง somatosensory cortex เมื่อใช้ในระหว่างผ่าตัด เวลาการตอบสนอง (latency) และแอมพลิจูดของยอดเทียบกับค่าพื้นฐานหลังจากใส่หลอด (post-intubation) เป็นข้อมูลที่สำคัญ เพราะเวลาตอบสนองที่เพิ่มขึ้นและแอมพลิจูดที่ลดลงเป็นตัวบ่งถึงการทำงานผิดปกติทางประสาท

ในช่วงผ่าตัด การใช้แก๊สระงับความรู้สึกปริมาณมากสามารถมีผลต่อแอมพลิจูดและเวลาการตอบสนองของ SSEP สารประกอบแฮโลเจนหรือไนตรัสออกไซด์อาจเพิ่มเวลาและแอมพลิจูดของการตอบสนอง จนกระทั่งว่าไม่สามารถตรวจได้ เพราะเหตุนี้ ปกติจึงใช้ยาระงับความรู้สึกที่มีแฮโลเจนน้อยลง และการใช้ยานอนหลับ (hypnotic) และยาทำให้ง่วงซึม (narcotic) ที่ให้ทางเส้นเลือดก็มากขึ้น

อนึ่ง แม้ตัวกระตุ้นหลายอย่างรวมทั้งสัมผัส แรงสั่น และตัวทำให้เจ็บอาจใช้เพื่อให้เกิด SSEP แต่การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าก็ใช้มากที่สุดเพราะง่ายและเชื่อถือได้^[18] SSEP ยังใช้เพื่อพยากรณ์ผลของคนไข้ที่บาดเจ็บที่ศีรษะอย่างหนัก^[19] เพราะ SSEP ที่ตอบสนองเร็วกว่า 50 มิลลิวินาทีค่อนข้างจะเป็นอิสระต่อความมีสติ ถ้าตรวจคนไข้โคม่าตั้งแต่ต้น ๆ นี่สามารถพยากรณ์ผลอย่างเชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพ^[20] ยกตัวอย่างเช่น คนไข้โคม่าที่สมองทั้งสองข้างไม่ตอบสนองด้วย SSEP มีโอกาส 95% ไม่ฟื้นจากโคม่า^[21] แต่ต้องระมัดระวังในการวิเคราะห์ผลที่ได้ ดังเช่นยาระงับประสาทและความบาดเจ็บต่อระบบประสาทอื่น ๆ เช่นที่ไขสันหลังก็อาจมีผลต่อ SEP^[18]

SSEP ยังใช้ประเมินคนไข้ที่ไขสันหลังบาดเจ็บว่ารอยโรคเป็นแค่ไหน เพราะถ้าได้ SSEP จากการกระตุ้นประสาทในระดับต่ำกว่ารอยโรคที่ไขสันหลัง ไม่ว่าจะได้โดยทันทีหรือฟื้นกลับมาทีหลังไม่นาน ก็เป็นตัวบ่งว่าไม่ได้เกิดรอยโรคทั้งหมดและคนไข้จะฟื้นกลับมาใช้ชีวิตได้ดีกว่า^[6]

Laser evoked potential

SSEP ปกติจะใช้เฝ้าตรวจการทำงานของระบบรับรู้ความรู้สึกทางกายด้วยตัวกระตุ้นเช่นสัมผัสและแรงสั่น แต่ส่วนที่รับรู้ความเจ็บปวดและอุณหภูมิจะเฝ้าตรวจด้วย laser evoked potentials (LEP) โดยยิงแสงเลเซอร์ซึ่งเพิ่มความร้อนอย่างรวดเร็วที่ผิวหนัง ในระบบประสาทกลาง นี่ช่วยตรวจความเสียหายต่อลำเส้นใยประสาทไขสันหลัง-ทาลามัส (spinothalamic tract), ก้านสมองส่วนข้าง (lateral) และเส้นใยประสาทที่ส่งข้อมูลความเจ็บปวดและอุณหภูมิจากทาลามัสไปยังเปลือกสมอง ในระบบประสาทนอกส่วนกลาง ข้อมูลความเจ็บปวดและความร้อนจะส่งไปตามใยประสาทแบบซีและแบบเอเดลตา (ซึ่งมีขนาดบาง) ไปยังไขสันหลัง และ LEP สามารถใช้ระบุว่ามี โรคเส้นประสาทอยู่ที่เส้นใยประสาทเล็ก ๆ เหล่านี้ ไม่ใช่ที่ใยประสาทซึ่งใหญ่กว่าซึ่งส่งข้อมูลทางสัมผัสและแรงสั่น^[22]

การเฝ้าตรวจเมื่อผ่าตัด

SSEP ช่วยให้สามารถเฝ้าตรวจ dorsal column ของไขสันหลังได้ SSEP ยังอาจทำในช่วงผ่าตัดซึ่งเสี่ยงต่อโครงสร้างต่าง ๆ ในสมอง สามารถใช้ระบุเปลือกสมองขาดเลือด (cortical ischemia) ในการผ่าตัดขยายหลอดเลือดแดงแครอทิด (carotid endarterectomy) และเพื่อตรวจบริเวณรับความรู้สึกในสมองในช่วงผ่าตัดสมอง การกระตุ้นหนังศีรษะด้วยไฟฟ้าสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าภายในสมองที่ทำให้วิถีประสาทสั่งการของ pyramidal tract^{[upper-alpha 4]} ทำงาน เทคนิกนี้เรียกว่าการเฝ้าตรวจด้วย transcranial electrical motor potential (TcMEP) เป็นการเฝ้าตรวจวิถีประสาทสั่งการ (motor pathway) ในระบบประสาทกลางเมื่อกำลังผ่าตัดที่อาจเสี่ยงต่อโครงสร้างเหล่านี้ วิถีประสาทสั่งการรวมทั้ง lateral corticospinal tract ซึ่งอยู่ที่ lateral funiculi และ ventral funiculi ของไขสันหลัง เพราะไขสันหลังส่วนหน้า (ventral) และส่วนหลัง (dorsal) มีการเดินโลหิตที่ต่างกันโดยส่งเลือดสำรองน้อยมาก ถ้าการผ่าตัดอาจสร้างปัญหาต่อไขสันหล้งส่วนหน้า (เช่น anterior cord syndrome เป็นความอัมพาตหรืออัมพฤกษ์แต่การรับรู้ความรู้สึกไม่มีปัญหา) การเฝ้าตรวจ motor tract (ไขสันหลังส่วนหน้า) โดยเฉพาะ ๆ และ dorsal column (ไขสันหลังส่วนหลัง) ก็จะจำเป็น

ส่วนการกระตุ้นสมองด้วยแม่เหล็กผ่านกะโหลก (transcranial magnetic stimulation, ตัวย่อ TMS) เมื่อเทียบกับการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าแล้ว จัดว่าไม่เหมาะสำหรับการเฝ้าตรวจในช่วงผ่าตัดเพราะอ่อนไหวต่อความชา/ความไม่รู้สึกตัวมากกว่า แต่การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าก็เจ็บเกินสำหรับคนไข้ที่ตื่น ดังนั้นวิธีสองอย่างนี้จึงถือว่าบูรณาการกับกันและกัน คือ ให้ใช้ไฟฟ้ากระตุ้นเพื่อเฝ้าตรวจเมื่อผ่าตัด และใช้แม่เหล็กกระตุ้นเมื่อตรวจวินิจฉัยและรักษา

Motor evoked potentials

motor evoked potential (MEP) บันทึกสัญญาณจากกล้ามเนื้อหลังจากกระตุ้นเปลือกสมองสั่งการที่เปิดโดยตรง หรือกระตุ้นผ่านกะโหลกศีรษะไม่ว่าจะด้วยแม่เหล็กหรือไฟฟ้า Transcranial magnetic MEP (TCmMEP) คือการกระตุ้นด้วยสนามแม่เหล็กผ่านกะโหลกศีรษะเพื่อวัด MEP อาจสามารถใช้ตรวจวินิจฉัยโรค ส่วน Transcranial electrical MEP (TCeMEP) คือการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าผ่านกะโหลกศีรษะเพื่อวัด MEP ได้มีใช้อย่างกว้างขวางเป็นเวลาหลายปีเพื่อการเฝ้าตรวจการทำงานของ pyramidal tract^{[upper-alpha 4]} ในระหว่างผ่าตัด

ในระหว่างคริสต์ทศวรรษ 1990 มีความพยายามหลายครั้งเพื่อตรวจดู motor evoked potentials รวมทั้ง neurogenic motor evoked potentials ที่บันทึกในประสาทนอกส่วนกลาง โดยกระตุ้นไขสันหลังโดยตรงด้วยไฟฟ้า จนกระทั่งชัดเจนว่า สัญญาณที่บันทึกได้เหล่านี้ มาจากการกระตุ้นลำเส้นใยประสาทรับความรู้สึกที่กระแสประสาทวิ่งสวนทาง แม้เมื่อบันทึกสัญญาณที่กล้ามเนื้อ ดังนั้น TcMEP ไม่ว่าจะกระตุ้นด้วยไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก เป็นวิธีการดีที่สุดเพื่อเพื่อให้ระบบสั่งการตอบสนอง เพราะการกระตุ้นถูกเปลือกสมองส่วนรับรู้ความรู้สึกไม่สามารถส่งกระแสประสาทไปเกินไซแนปส์แรกที่อยู่ในระหว่าง (เพราะไซแนปส์ไม่สามารถส่งกระแสประสาทย้อนทาง)

MEP ที่ก่อด้วย TMS (TMS-induced MEP) ได้ใช้ในการทดลองทางประสาทวิทยาศาสตร์ปริชาน (cognitive neuroscience) เพราะแอมพลิจูดของ MEP มีสหสัมพันธ์กับสภาพพร้อมทำงานของระบบสั่งการ (motor excitability) นี่จึงเป็นวิธีเชิงปริมาณเพื่อตรวจผลการรักษาระบบสั่งการด้วยวิธีต่าง ๆ ไม่ว่าจะโดยใช้ยา เปลี่ยนพฤติกรรม การผ่าตัดเป็นต้น MEP ที่ก่อด้วย TMS อาจใช้เป็นค่าดัชนีของการเตรียมตัวสั่งการ/เคลื่อนไหว (motor preparation/facilitation) เช่นที่เกิดจากระบบ mirror neuron เมื่อเห็นการกระทำของผู้อื่น^[23] อนึ่ง MEP ยังใช้เป็นค่าอ้างอิงเพื่อปรับระดับการกระตุ้นด้วย TMS เมื่อเป้าหมายเป็นบริเวณเปลือกสมองที่การตอบสนองอาจวัดไม่ได้ง่าย เช่น ที่ทำเมื่อรักษาด้วย TMS

อนึ่ง ในการตรวจรักษา ค่านี้มักตรวจเป็น compound muscle action potentials ที่เกิดจากการกระตุ้นเปลือกสมองสั่งการผ่านกะโหลกศีรษะด้วยสนามแม่เหล็กซึ่งก่อกระแสไฟฟ้าในเนื้อเยื่อประสาทที่ติดกัน เป็นวิธีที่ปลอดภัยและไม่เจ็บ มีโรคทางประสาทหลายอย่างที่พบว่ามีปัญหาในวิถีประสาทสั่งการส่วนกลางไม่ว่าจะปรากฏอาการหรือไม่ รวมทั้งโรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง และโรคเซลล์ประสาทสั่งการ นอกจากใช้วินิจฉัยโรคหรือดูว่าวิถีประสาทมีบทบาทในโรคขนาดไหน วิธีนี้ยังใช้แสดงพยากรณ์โรค (เช่น มีโอกาสไหมที่วิถีประสาทสั่งส่วนกลางจะฟื้นสภาพหลังเกิดโรคหลอดเลือดสมอง) และใช้เฝ้าตรวจบูรณภาพของวิถีประสาทสั่งการส่วนกลางเมื่อกำลังผ่าตัด^[6]

ดูเพิ่ม

• Event-related potential
• การบันทึกคลื่นไฟฟ้าสมอง
• การบันทึกคลื่นไฟฟ้าจอตา

เชิงอรรถ

1. calcarine sulcus หรือ calcarine fissure (ร่องแคลคารีน) เป็นจุดสังเกตทางกายวิภาคซึ่งอยู่ที่ทางด้านหลัง (caudal) ของผิวในของสมอง (medial surface of the brain คือที่ผิวหน้าตัดส่วนในเมื่อผ่าแบ่งสมองกลางศีรษะ) มันมาจากคำละตินว่า "calcar" ซึ่งเปลว่า เดือย เป็นร่อง (sulcus) สมบูรณ์แบบในสมอง
2. cerebellopontine angle เป็นช่องระหว่างสมองน้อยกับพอนส์ที่มีน้ำสมองร่วมไขสันหลัง (cerebrospinal fluid) เต็ม เป็นจุดการเกิดเนื้องอกประสาทหูที่สามัญ
3. posterior cranial fossa เป็นส่วนของโพรงกะโหลกศีรษะซึ่งอยู่ระหว่างฟอราเมน แมกนัม กับ tentorium cerebelli และบรรจุก้านสมองและสมองน้อย
4. pyramidal tract รวมทั้ง corticospinal tract และ corticobulbar tract เป็นการรวมใยประสาทนำออก (efferent nerve fiber) จากเซลล์ประสาทสั่งการบน (UMN) ที่ส่งไปจากเปลือกสมองไปยุติไม่ที่ก้านสมอง (คือ corticobulbar tract) ก็ที่ไขสันหลัง (คือ corticospinal tract) ซึ่งมีบทบาทในกิจสั่งการ (motor functions) ของร่างกาย

อ้างอิง

1. VandenBos, Gary R, บ.ก. (2015). evoked potential (EP). APA dictionary of psychology (2nd ed.). Washington, DC: American Psychological Association. p. 390. doi:10.1037/14646-000. ISBN 978-1-4338-1944-5. evoked potential (EP) a specific pattern of electrical activity produced in a particular part of the nervous system, especially the brain, in response to external stimulation, such as a flash of light or a brief tone. Different modalities and types of stimuli produce different types of sensory potentials, and these are labeled according to their electrical polarity (positive- or negative-going) and timing (by serial order or in milliseconds). Although the terms are sometimes used synonymously, EPs are distinct from event-related potentials , which are associated with higher level cognitive processes. Also called evoked response (ER).
2. Sugerman, Richard A (2014). "CHAPTER 15 - Structure and Function of the Neurologic System". ใน McCance, Kathryn L; Huether, Sue E; Brashers, Valentina L; Rote, Neal S (บ.ก.). Evoked Potentials. Pathophysiology: the biologic basis for disease in adults and children (7th ed.). Mosby. ISBN 978-0-323-08854-1.
3. Misulis, Karl E; Fakhoury, Toufic (2001). Spehlmann's Evoked Potential Primer. Butterworth-heinemann. ISBN 978-0-7506-7333-4.{{cite book}}: CS1 maint: uses authors parameter (ลิงก์)
4. Kwasnica, Christina (2011). Kreutzer, Jeffrey S; DeLuca, John; Caplan, Bruce (บ.ก.). Evoked Potentials. Encyclopedia of Clinical Neuropsychology. Springer. p. 986. doi:10.1007/978-0-387-79948-3. ISBN 978-0-387-79947-6.
5. O'Shea, RP; Roeber, U; Bach, M (2010). Goldstein, EB (บ.ก.). Evoked potentials: Vision. Encyclopedia of Perception. Vol. 1. Los Angeles: Sage. pp. 399–400, xli.{{cite book}}: CS1 maint: uses authors parameter (ลิงก์)
6. Aminoff, Michael J (2001). "357. ELECTROPHYSIOLOGIC STUDIES OF THE CENTRAL AND PERIPHERAL NERVOUS SYSTEMS". ใน Braunwald, Eugene; Fauci, Anthony S; Kasper, Dennis L; Hauser, Stephen L; Longo, Dan L; Jameson, J Larry (บ.ก.). Harrison's Principles of Internal Medicine (15th ed.). McGraw-Hill. EVOKED POTENTIALS. ISBN 0-07-007272-8.
7. O’Toole, Marie T, บ.ก. (2013). visual-evoked potential (VEP). Mosby's Medical Dictionary (9th ed.). Elsevier Mosby. p. 1880. ISBN 978-0-323-08541-0.
8. Hammond, Flora; Grafton, Lori (2011). Kreutzer, Jeffrey S; DeLuca, John; Caplan, Bruce (บ.ก.). Visual Evoked Potentials. Encyclopedia of Clinical Neuropsychology. Springer. p. 2628. doi:10.1007/978-0-387-79948-3. ISBN 978-0-387-79947-6.
9. Goldstein, E Bruce (2013). Sensation and Perception (9th ed.). WADSWORTH: CENGAGE Learning. Chapter 2: The Beginning of Perceptions, Method: Peferential looking, p. 46. ISBN 978-1-133-95849-9.
10. Hammond & Grafton (2011) อ้างอิง Huszar, L (2006). "Clinical utility of evoked potentials". eMedicine. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-01-17. สืบค้นเมื่อ 2007-07-09.
11. Strain, George M.; Jackson, Rose M.; Tedford, Bruce L. (1990-07-01). "Visual Evoked Potentials in the Clinically Normal Dog". Journal of Veterinary Internal Medicine (ภาษาอังกฤษ). 4 (4): 222–225. doi:10.1111/j.1939-1676.1990.tb00901.x. ISSN 1939-1676.
12. Musiek, FE & Baran, JA (2007). The Auditory system. Boston, MA: Pearson Education, Inc.
13. Sanju, Himanshu Kumar; Kumar, Prawin (2016). "Enhanced auditory evoked potentials in musicians: A review of recent findings". Journal of Otology. 11 (2): 63–72. doi:10.1016/j.joto.2016.04.002. ISSN 1672-2930. PMC 6002589. PMID 29937812.
14. Frizzo, Ana C. F. (2015-06-10). "Auditory evoked potential: a proposal for further evaluation in children with learning disabilities". Frontiers in Psychology. 6: 788. doi:10.3389/fpsyg.2015.00788. PMID 26113833.
15. Hammond, Flora; Grafton, Lori (2011a). Kreutzer, Jeffrey S; DeLuca, John; Caplan, Bruce (บ.ก.). Brainstem Auditory Evoked Responses. Encyclopedia of Clinical Neuropsychology. Springer. pp. 444–445. doi:10.1007/978-0-387-79948-3. ISBN 978-0-387-79947-6.
16. brainstem auditory evoked p. (BAEP). Dorland's Illustrated Medical Dictionary (32nd ed.). USA: Elsevier Saunders. 2012. p. 1504. ISBN 978-1-4160-6257-8. brainstem auditory evoked p. (BAEP) that portion of the auditory evoked potential which comes from the brainstem; abnormalities can be analyzed to evaluate comas, to support diagnosis of multiple sclerosis, and to detect early posterior fossa tumors.
17. Long, KJ; Allen, N (1984). "Abnormal Brainstem Auditory Evoked Potentials Following Ondine's Curse". Arch. Neurol. 41 (10): 1109–1110. doi:10.1001/archneur.1984.04050210111028. PMID 6477223.{{cite journal}}: CS1 maint: uses authors parameter (ลิงก์)
18. McElligott, Jacinta (2011). Kreutzer, Jeffrey S; DeLuca, John; Caplan, Bruce (บ.ก.). Somatosensory Evoked Potentials. Encyclopedia of Clinical Neuropsychology. Springer. pp. 2319–2320. doi:10.1007/978-0-387-79948-3. ISBN 978-0-387-79947-6.
19. McElligott (2011) อ้างอิง Lew, HL; Lee, EH; Pan, SS L; Chiang, JYP (2007). Zasler, ND; Katz, DL; Zafonte, RD (บ.ก.). Electrophysiological assessment techniques: Evoked potentials and electroencephalography. Brain Injury Medicine. Principles and Practice.
20. McElligott (2011) อ้างอิง Lew, HL; Dikman, S; Slimp, J; Temkin, N; Lee, EH; Newell, D และคณะ (2003). "Use of somatosensory evoked potentials and cognitive event related potentials in predicting outcome in patients with severe traumatic brain injury". American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation. 82: 53–61.{{cite journal}}: CS1 maint: uses authors parameter (ลิงก์)
21. McElligott (2011) อ้างอิง Robinson, L. R. (2004). Kraft, GL; Lew, HL (บ.ก.). Somatosensory evoked potentials in coma prognosis. PM&R clinics of North America. Philadelphia: WB Saunders.
22. Treede, RD; Lorenz, J; Baumgärtner, U (December 2003). "Clinical usefulness of laser-evoked potentials". Neurophysiol Clin. 33 (6): 303–14. doi:10.1016/j.neucli.2003.10.009. PMID 14678844.{{cite journal}}: CS1 maint: uses authors parameter (ลิงก์)
23. Catmur C.; Walsh V.; Heyes C. (2007). "Sensorimotor learning configures the human mirror system". Curr. Biol. 17 (17): 1527–1531. doi:10.1016/j.cub.2007.08.006. PMID 17716898.

แหล่งข้อมูลอื่น

• Evoked Potentials ในหอสมุดแพทยศาสตร์แห่งชาติอเมริกัน สำหรับหัวข้อเนื้อหาทางการแพทย์ (MeSH)