CASE STUDY NEURO REHAB N 10. HỘI CHỨNG KHÓA TRONG (LOCKED-IN SYNDROME)

CA LÂM SÀNG VÀ BÌNH LUẬN

Trường hợp

Một phụ nữ 32 tuổi xuất hiện đột ngột với cơn đau đầu dữ dội và lú lẫn, tiến triển nhanh đến suy giảm tri giác nặng. Khi đến phòng nhận bệnh cấp cứu, điểm hôn mê Glasgow của cô là 3/15; cô ấy có một tư thế mất vỏ và một giai đoạn ngưng thở. Bệnh nhân được đặt nội khí quản và thở máy nhân tạo. Chụp MRI gợi ý chẩn đoán huyết khối động mạch nền. Chẩn đoán đã được khẳng định bằng chụp động mạch MRI. Bệnh nhân được theo dõi chẩn đoán hội chứng khóa trong do vị trí giải phẫu của tổn thương. Những cố gắng giao tiếp với bệnh nhân bằng cách sử dụng các chuyển động của mắt cho đáp ứng có/không ban đầu không đáng tin cậy. Tuy nhiên, một vài tuần sau, các đáp ứng trở nên nhất quán hơn và một chương trình phục hồi chức năng đã được bắt đầu.

Bình luận

Nhiều nhóm chuyên gia đã cố gắng đề xuất các định nghĩa rõ ràng để giúp các nhà lâm sàng phân biệt một cách chắc chắn giữa hôn mê, tình trạng thực vật và hội chứng khóa trong (Andrews, 1999) (Bảng 1). Những nỗ lực như vậy là hết sức có giá trị trong bối cảnh lâm sàng vì tiên lượng và xử lý các tình trạng này khác nhau đáng kể. Sự phân biệt chính xác cũng sẽ hỗ trợ việc ra quyết định liên quan đến các vấn đề phức tạp về đạo đức và pháp lý y tế thường xuất hiện trong các trường hợp như vậy.

 Bảng 1. Sự khác nhau của các trạng thái ý thức *

Trạng thái	Các đặc điểm
Hôn mê	Một trạng thái mất ý thức trong đó bệnh nhân không phản ứng hoặc phản ứng rất ít với các kích thích, không có kiểu thức ngủ/thức và không mở mắt; các phản xạ thân não được duy trì
Tình trạng thực vật	Trạng thái ý thức thấp trong đó bệnh nhân duy trì chu kỳ ngủ/thức, có thể tự mở mắt và có thể phản ứng với đau; không có nhận thức về môi trường xung quanh và không có khả năng tương tác với với môi trường một cách có ý nghĩa nào; tình trạng thực vật kéo dài có thể được sử dụng để mô tả những bệnh nhân đã ở trong tình trạng thực vật hơn 30 ngày

Chẩn đoán những tình trạng này hiếm khi hoàn toàn chắc chắn, và hầu hết bệnh nhân sẽ cần thời gian đánh giá cẩn thận và kéo dài để làm rõ chẩn đoán.

Trong nhiều trường hợp, có thể có sự chồng chéo giữa hai tình trạng hoặc bệnh nhân sẽ dao động giữa các đặc điểm của các tình trạng khác nhau.

Hội chứng khóa trong thường được gây ra bởi một biến cố mạch máu hoặc chấn thương. Tắc động mạch nền là nguyên nhân phổ biến nhất nhưng xuất huyết cầu não cũng thường gặp. Hội chứng khóa trong do chấn thương thường liên quan đến khiếm khuyết nhận thức, điều này có thể làm phức tạp quá trình lượng giá hoặc phục hồi chức năng. Mất myelin, nhiễm trùng và khối u là những nguyên nhân hiếm gặp của hội chứng này.

Một số tác giả phân loại hội chứng khóa trong là cổ điển, không hoàn toàn hoặc hoàn toàn. 

• Trong hội chứng cổ điển, bệnh nhân bị liệt tứ chi và không nói được do rối loạn vận ngôn nặng (anarthria ), trong khi bảo tồn ý thức và chuyển động mắt thẳng đứng. 
• Trong hội chứng khoá trong không hoàn toàn, bệnh nhân sẽ có thêm một số vận động tự nguyện ngoài chuyển động của mắt, điều này có thể tạo ra sự khác biệt lớn đối với khả năng phục hồi chức năng của bệnh nhân. 
• Hội chứng khóa trong hoàn toàn là dạng nặng nề nhất vì bệnh nhân sẽ không có cách nào để giao tiếp mặc dù có ý thức bình thường.

Sự phân loại này cho thấy khó khăn trong việc thiết lập giao tiếp với một số bệnh nhân, hoặc do họ bị khiếm khuyết nhận thức hoặc do không có khả năng tạo ra chuyển động mắt tự ý. Do đó, không có gì lạ khi một số bệnh nhân được chẩn đoán là bị tình trạng thực vật trong nhiều tháng hoặc nhiều năm, và khi lượng giá thêm thì phát hiện là đã bị hội chứng khóa trong.

Một khi đã chẩn đoán là hội chứng khóa trong, nên thiết lập một hình thức giao tiếp đáng tin cậy với bệnh nhân. Câu trả lời có/không từ bệnh nhân thường được truyền đạt thông qua chuyển động của mắt. Bệnh nhân bị hội chứng khóa trong không hoàn toàn có thể sử dụng các chuyển động cơ thể khác để giao tiếp. Nhiều bệnh nhân rất khó đạt được một đáp ứng nhất quán và đáng tin cậy, đặc biệt là trong giai đoạn đầu sau khởi phát. Nhóm phục hồi không nên vì điều này mà bỏ cuộc, nên tiếp tục làm việc với bệnh nhân để cố gắng cải thiện độ tin cậy và độ chính xác của các đáp ứng trả lời. Giao tiếp với bệnh nhân sẽ đem lại một cơ hội tuyệt vời để lượng giá trạng thái tâm lý của bệnh nhân và cung cấp hỗ trợ để giúp đối phó với tình trạng khuyết tật nặng nề này (Bảng 2).

Loại trừ các bệnh lý liên quan như suy giảm nhận thức nghiêm trọng

Đảm bảo tình trạng sức khỏe ổn định bao gồm bù nước đầy đủ và dinh dưỡng

Thu hút sự tham gia của gia đình và tất cả nhân viên y tế trong quá trình lượng giá; bất kỳ dấu hiệu của hoạt động tự ý cần được ghi lại và thảo luận với những người còn lại trong nhóm; gia đình thường là những người đầu tiên nhận thấy những dấu hiệu quan trọng

Xem xét các dao động như một nguyên nhân làm thay đổi, không nhất quán của các khả năng

Xem lại tư thế để tạo thuận khả năng của người bệnh di chuyển các cơ một cách tự ý

Giảm kích thích giác quan đặc biệt khi lượng giá bệnh nhân

Xem lại các thuốc

Bảng 2. Các yêu cầu cần để lượng giá chính xác trạng thái ý thức và giao tiếp.

Cũng nên thử nghiệm nhiều phương pháp để cải thiện giao tiếp hơn nữa. Các dụng cụ hỗ trợ giao tiếp có thể được kết hợp vào trong một hệ thống kiểm soát môi trường. Tuy nhiên, trước tiên nên thử sử dụng một dụng cụ trợ giúp giao tiếp đơn giản, sau đó mới bổ sung các lệnh và điều khiển khác khi bệnh nhân trở nên thành thạo hơn trong việc sử dụng thiết bị hỗ trợ.

Các kỹ sư sinh học và các nhà lâm sàng hiện đang hợp tác phát triển một công nghệ thú vị mới có thể tạo điều kiện giao tiếp tốt hơn với bệnh nhân mắc hội chứng khóa trong. Giao diện máy tính – não đề cập đến một con đường trực tiếp giữa não người và một thiết bị bên ngoài. Các tín hiệu từ não có thể được thu nhận bằng phương pháp xâm lấn hoặc không xâm lấn. Hầu hết các nghiên cứu cho đến nay đã sử dụng các phương pháp xâm lấn; tuy nhiên, hầu hết các ứng dụng thực tế đều sử dụng phương pháp không xâm lấn chủ yếu dựa trên các tín hiệu điện não đồ. Vấn đề chính cản trở công nghệ hứa hẹn như vậy là sự phức tạp của nó và những khó khăn mà bệnh nhân gặp phải khi học cách vận hành các hệ thống như vậy. Do đó, hầu hết các nghiên cứu cho đến nay đều tập trung vào những bệnh nhân bị tổn thương tuỷ sống cao vì những bệnh nhân này dễ giao tiếp và dạy, đặc biệt là với công nghệ phức tạp như vậy.

Reference

Andrews, K. (1999). The vegetative state: clinical diagnosis. Postgrad Med J 75, 321–324.

Further reading

Smith, E., Delargy, M. (2005). Locked in syndrome BMJ 330, 406–409.

Dobkin, B. H. (2007). Brain–computer interface technology as a tool to augment plasticity and outcomes for neurological rehabilitation. J Physiol 579, 637–642.specially sedating agents.

Lời người dịch:

 Y văn Việt Nam hiện sử dụng từ “hội chứng khoá trong” cho locked in syndrome, hàm ý của tiếng Anh là như một người bị khoá ở bên trong (từ bên ngoài). 

Đây là một hội chứng hiếm gặp, thường do tổn thương ở phần trước cầu nào. Tổn thương cả bó tháp hai bên (liệt tứ chi) và bó vỏ hành hai bên (liệt mặt miệng), mất cảm giác, còn lại vận động mắt dọc, chớp mắt và bệnh nhân vẫn nghe, hiểu, và nhận thức. Chẩn đoán thường là khó do giống với hôn mê, tình trạng thực vật, hoặc câm bất động (akinetic mutism). Có thể cần đến vài tuần để chẩn đoán, và người thân ở cạnh giường thường là những người đầu tiên nhận thấy sự thay đổi chức năng vận động ở bệnh nhân.

ĐỌC THÊM VỀ TIẾN BỘ CỦA GIAO DIỆN MÁY – NÃO

Giao diện não – máy tính cho người liệt sẽ sớm được ứng dụng rộng rãi?

Ý tưởng đằng sau giao diện não – máy tính là giúp những người liệt dùng suy nghĩ để vận hành máy tính hoặc điều khiển chi giả để cầm nắm; và công nghệ này ngày càng tiến gần đến khả năng thương mại hóa.

Tháng 3/2017, James Johnson bị gãy cổ trong một vụ tai nạn giao thông và gần như bị liệt hoàn toàn từ cổ trở xuống. “Tôi hoàn toàn suy sụp, tôi đã nghĩ rằng sau tai nạn này mình sẽ chẳng còn làm được gì nữa,” Johnson nói. Cho đến khi nhóm phục hồi chức năng giới thiệu anh với các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ California (Caltech). Ở đây, Johnson tham gia một thử nghiệm lâm sàng về hệ thống giao diện não – máy tính (BCI).

Đầu tiên, anh phải trải qua phẫu thuật thần kinh để cấy ghép hai lưới điện cực vào vỏ não. Các điện cực có nhiệm vụ ghi lại hoạt động của các tế bào thần kinh trong não, sau đó các nhà nghiên cứu sẽ sử dụng các thuật toán để giải mã các hoạt động này thành suy nghĩ và ý định. Ý tưởng đằng sau công nghệ BCI là giúp những người liệt toàn thân như Johnson dùng suy nghĩ để vận hành máy tính hoặc điều khiển một chi giả để cầm nắm. Lý thuyết là vậy, nhưng cần nhiều năm và hàng trăm buổi đào tạo chuyên sâu để bệnh nhân có thể vận hành được hệ thống. Cho dù vậy, “tôi không hề do dự,” Johnson nói.

Lần đầu tiên sử dụng BCI, tháng 11/2018, Johnson đã di chuyển được con trỏ trên màn hình máy tính. Kể từ đó đến nay, anh đã học sử dụng BCI để điều khiển cánh tay robot, sử dụng phần mềm Photoshop, chơi trò chơi điện tử ‘bắn súng’ và mô phỏng lái xe.

Johnson là một trong số rất ít, khoảng 35 người, đã được cấy BCI vào não. Chỉ có khoảng một chục phòng thí nghiệm tiến hành nghiên cứu công nghệ này, nhưng con số đó đang tăng lên. Trong 5 năm qua, số kỹ năng và độ phức tạp của kỹ năng mà BCI có thể khôi phục cho người liệt đã tăng rất nhiều. Chỉ riêng trong năm ngoái đã có vài kỳ tích: một bệnh nhân dùng BCI điều khiển cánh tay robot và nhận phản hồi giác quan (cảm giác) từ cánh tay gửi về não; một bệnh nhân không nói được do đột quỵ đã nói được qua BCI và một thiết bị phát âm.

James Johnson dùng suy nghĩ để vẽ trên phần mềm Photoshop.

Cho đến nay, phần lớn các thiết bị cấy ghép do một công ty duy nhất sản xuất: Blackrock Neurotech, Mỹ. Nhưng trong những năm qua, ngày càng nhiều bên quan tâm đưa BCI vào thương mại hóa. Đáng chú ý nhất, năm 2016, doanh nhân Elon Musk ra mắt Neuralink, cũng là một hệ thống kết nối con người và máy tính. Công ty đã huy động được 363 triệu USD để phát triển sản phẩm.

BCI hiện vẫn là một công nghệ rất đắt tiền, làm riêng theo đặt hàng và chỉ thử nghiệm ở một số ít người. Để thương mại hóa, cần chuyển đổi nó thành một sản phẩm có thể sản xuất, cấy ghép và sử dụng hàng loạt. Các nhà nghiên cứu sẽ phải chứng minh rằng BCI có thể hoạt động trong môi trường thực tế và cải thiện đáng kể cuộc sống hằng ngày của người dùng – ở một mức giá hợp lý.

Khả năng vận động độc lập

Những người bị liệt không mong gì hơn được phục hồi cử động. Một giải pháp là cấy các điện cực kích thích trực tiếp các cơ ở tay chân và dùng BCI kiểm soát chúng. “Nếu có thể nắm bắt các tín hiệu tự nhiên của não liên quan đến điều khiển chuyển động của tay, về cơ bản có thể bỏ qua vai trò trung gian của tủy sốngđể vận hành các chi,” nhà khoa học thần kinh Bolu Ajiboye tại Đại học Case Western Reserve ở Cleveland, Ohio, cho biết.

Năm 2017, Ajiboye và các đồng nghiệp mô tả một bệnh nhân đã sử dụng hệ thống này để thực hiện các chuyển động phức tạp của cánh tay, bao gồm uống một tách cà phê và tự ăn; người tham gia cũng lấy lại cảm giác có cánh tay. Ajiboye đang tìm cách bổ sung thêm các tín hiệu lệnh mà hệ thống BCI có thể giải mã, chẳng hạn như tín hiệu thể hiện hành động bám. Nhóm Ajiboye cũng muốn mang lại cho người dùng BCI xúc giác, một mục tiêu nhiều phòng thí nghiệm đang theo đuổi.

Năm 2015, một nhóm nghiên cứu của nhà thần kinh học Robert Gaunt tại Đại học Pittsburgh ở Pennsylvania, báo cáo đã cấy ghép một mảng điện cực vào vùng điều khiển tay trên vùng vỏ não xử lý thông tin xúc giác của một người. Khi họ sử dụng các điện cực để kích thích tế bào thần kinh, người bệnh cảm thấy như có gì đó chạm vào họ. Sau đó, nhóm Gaunt còn tạo ra một cánh tay robot gắn cảm biến áp suất ở đầu ngón tay – các cảm biến này truyền tín hiệu về các điện cực ở vỏ não, tạo cho người bệnh một dạng xúc giác “nhân tạo”. Cảm giác này không hoàn toàn tự nhiên, vì đôi khi lại có cảm giác hơi tê tê, Gaunt giải thích. Nhưng nhìn chung phản hồi xúc giác làm cho việc sử dụng chi giả trở nên tự nhiên hơn nhiều và thời gian người bệnh dùng tay giả lấy một vật thể đã giảm một nửa, từ khoảng 20 giây xuống còn 10 giây.

Một người bị liệt điều khiển một cánh tay giả gắn cảm biến chỉ bằng sử dụng suy nghĩ.

Các nhà nghiên cứu đang tìm hiểu việc cấy nhiều mảng điện cực vào các vùng não có các vai trò khác nhau để tạo thêm những đặc điểm tinh tế và chính xác cho chuyển động. Chẳng hạn như đưa điện cực vào vỏ não sau, nơi hình thành ý định hoặc kế hoạch chuyển động, để tạo thành một kế hoạch hoàn chỉnh như “tôi sẽ uống một ly”, thay vì chỉ cầm cốc từ điểm này đến điểm khác, và vỏ não sẽ tạo ra tín hiệu vận động hướng bàn tay vào cốc rồi đưa cốc lên miệng. Kỹ thuật này trong tương lai có thể cải thiện hiệu suất BCI hơn nữa, làm quỹ đạo chuyển động trở nên ổn định, nhưng chưa có nghiên cứu nào được công bố chính thức.

Giao tiếp dựa trên suy nghĩ về việc nói

“Một trong những hậu quả tàn khốc nhất liên quan đến chấn thương não là mất khả năng giao tiếp,” Edward Chang, nhà giải phẫu thần kinh và nhà thần kinh học tại Đại học California, San Francisco, cho biết. Với các hệ thống BCI sơ khai, những người tham gia có thể di chuyển con trỏ trên màn hình máy tính bằng cách tưởng tượng bàn tay của họ đang di chuyển, và sau đó chọn chữ cái bằng cách tưởng tượng dùng bàn tay”nắm” lấy các chữ. Tốc độ kỷ lục của cách giao tiếp này, khoảng 40 ký tự mỗi phút, được thiết lập vào năm 2017 bởi một nhóm nghiên cứu tại Đại học Stanford.

Nhóm Chang muốn người dùng BCI có thể giao tiếp dựa trên suy nghĩ về việc nói – cách giao tiếp tự nhiên hơn so với viết. Giống như chữ viết được tạo thành từ các chữ cái riêng biệt, lời nói được hình thành từ các âm vị hay. Có khoảng 50 âm vị trong tiếng Anh (khoảng 38 trong tiếng Việt), và mỗi âm vị được tạo ra bởi một tổ hợp chuyển động của dây thanh quản, lưỡi và môi.

Đầu tiên họ phải nghiên cứu về đặc điểm của phần não tạo ra âm vị, và giọng nói. Sau đó, họ áp dụng những hiểu biết này này để tạo ra một hệ thống giải mã: biến suy nghĩ về việc nói của người dùng BCI thành văn bản hiển thị trên màn hình. Nhóm đã báo cáo rằng thiết bị này cho phép một người không thể nói chuyện do đột quỵ có thể giao tiếp với tốc độ 15 từ mỗi phút (tuy nhiên từ vựng sử dụng chỉ trong danh sách 50 từ cho trước). Nhưng “điều quan trọng nhất mà chúng tôi học được là công nghệ này không còn là lý thuyết nữa, thực sự có thể giải mã suy nghĩ thành các từ đầy đủ,” Chang nói.

Các nhà khoa học cho biết ngày càng có nhiều các nghiên cứu lâm sàng và những bước nhảy vọt về công nghệ BCI, và công nghệ này sẽ tiếp tục cải thiện hơn nữa khi ngày càng có nhiều sự chú ý từ khu vực công nghiệp và tư nhân.

Nhà khoa học thần kinh Edward Chang (phải) tại Đại học California giúp một người đàn ông bị liệt giao tiếp thông qua thiết bị cấy ghép não kết nối với máy tính.

Từ thí nghiệm đến thị trường

BCI vẫn còn một chặng đường dài để trở thành một công nghệ ứng dụng phổ biến cho những người mất khả năng di chuyển hoặc mất giọng nói. Hiện tại, những người tham gia thử nghiệm BCI chỉ sử dụng hệ thống trong các phiên bản ngắn gọn và chuyên sâu; toàn bộ quá trình được kết nối vật lý với một ngân hàng máy tính và được giám sát bởi một nhóm các nhà khoa học làm việc liên tục để hiệu chỉnh các bộ giải mã và phần mềm liên quan. Lý tưởng nhất, BCI phải trở thành một thiết bị có sẵn, như một dạng thuốc kê đơn dễ dàng sử dụng. Thiết bị cũng cần có độ bền để sử dụng suốt đời.

Nhiều học giả hàng đầu hiện đang hợp tác với các công ty để phát triển các thiết bị thương mại. Các thiết bị hiện có của Blackrock Neurotech đã là trụ cột của nghiên cứu BCI lâm sàng trong 18 năm qua, và họ muốn đưa một hệ thống BCI ra thị trường ngay trong một năm tới. Họ đã tiến thêm một bước vào tháng 11 năm ngoái, khi Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) đưa các sản phẩm của công ty vào quy trình xét duyệt nhanh để tạo điều kiện phát triển thương mại cho các sản phẩm y tế cần thiết.

Hệ thống BCI thương mại đầu tiên này sẽ sử dụng bốn mảng điện cực cấy ghép kết nối qua dây đến một thiết bị làm nhiệt vụ giải mã tín hiệu não. Bên cạnh đó, Blackrock Neurotech còn phát triển BCI không dây hoàn toàn. Neuralink cũng đang phát triển các hệ thống có những tính năng tương tự.

Các công ty muốn tìm cách tăng cường băng thông tín hiệu để cải thiện hiệu suất của thiết bị, cụ thể là ghi lại tín hiệu của nhiều tế bào thần kinh hơn. Hệ thống của Neuralink sử dụng các điện cực rất mỏng, linh hoạt, chỉ như sợi chỉ, được thiết kế để uốn cong theo cấu trúc não và hạn chế các phản ứng miễn dịch. Neuralink chưa xuất bản bất kỳ bài báo được bình duyệt nào, nhưng một bài blog năm 2021 cho biết hệ thống của họ có thể ghi lại hoạt động của 1.024 vị trí trên não khỉ. Cho đến nay, Neuralink mới thử nghiệm hệ thống của mình trên động vật, nhưng nếu những gì họ tuyên bố là đúng, đây có thể là nhân tố thay đổi cuộc chơi.

Chỉ có một công ty khác ngoài Blackrock Neurotech đã cấy BCI dài hạn vào người: Synchron. Bộ BCI gồm 16 điện cực của Synchron lần đầu được cấy vào người mắc bệnh xơ cứng teo cơ một bên (ALS) vào tháng 8/2019, và đã được FDA đưa vào lộ trình xét duyệt nhanh một năm sau đó. Công ty cho biết sẽ thử nghiệm ở quy mô lớn hơn để đánh giá hiệu quả cải thiện chức năng và chất lượng cuộc sống, trước khi nộp đơn xin phê duyệt từ FDA.

Tuy có nhiều hứa hẹn, BCI vẫn gây một số lo ngại, từ quyền riêng tư đến quyền tự chủ cá nhân. Các nhà đạo đức học nhấn mạnh người dùng cần được giữ toàn quyền kiểm soát đầu ra của thiết bị. Và mặc dù các công nghệ hiện tại chưa thể giải mã những suy nghĩ riêng tư của con người, nhưng các nhà phát triển thiết bị sẽ có dữ liệu về mọi giao tiếp của người dùng và sức khỏe não bộ của họ.

Nguồn:

https://www.nature.com/articles/d41586-022-01047-w

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34016775/

Theo khoa học phát triển.