在人类婴儿的伤害性电生理测量和分析

Summary

婴幼儿疼痛评估和治疗是困难的，因为婴儿不能口头报告他们的经验。在这个视频中，我们描述了定量的电生理方法和分析技术，可用于测量从婴儿神经系统的有毒事件的反应。

Abstract

疼痛是一种不愉快的感觉和情绪​​体验。由于婴儿不能口头报告他们的经验，目前疼痛评估方法是基于行为和生理的身体反应，如哭闹，身体动作或面部表情的变化，。虽然这些措施表明，婴儿装入一个伤害性刺激后的反应，他们是有限的：他们是基于激活皮层躯体和植物神经电机的途径，可能无法可靠地连接到中央在大脑的感官加工。中枢神经系统如何响应有毒事件的知识，可以提供一个伤害性信息和疼痛是如何处理新生儿的洞察力。

足跟采血程序，用于提取住院婴儿的血液，提供了一个独特的机会来研究在婴儿期的痛苦。在这个视频中，我们描述了脑电图（EEG）和肌电图（EMG）的时间锁定此过程CAn是用​​于研究大脑和脊髓伤害性活动。

这种综合的方法来测量婴儿疼痛，有潜力，一个有效的和敏感的临床测量工具铺平方式。

Protocol

任何研究之前，可进行婴儿“的伦理审批和知情的书面需要寻求家长的同意。

获得大学医院伦理委员会在这项研究中的伦理批准，并告知父母的书面同意之前，每个过程中获得。这项研究符合赫尔辛基宣言所定的标准和良好的临床实践指南。

1。数据收集 - 设置

1. 至少16个人可支配的脑电图Ag / AgCl电极杯电极放在婴儿的头部皮肤后预备10-20电极放置系统（图1A）。可以实现更全面的覆盖，使用与嵌入电极的脑电图第。使用脑电图帽的过程更快，破坏性较小，尤其是作为电极与感性凝胶放置在头上的帽前的准备。一次性脑电图电极的应用要求更多的时间和技能，但一般在一个更好的录音结果。考虑减少电极的数量是有限的，如果访问的婴儿，但总是用中线电极（CZ，CPZ和FCZ）。 FCZ使用录音作为参考电极。
2. 使用脑电图导电膏优化电极/皮肤电耦合。
3. 放置在电极的弹性网举行的地方。
4. 铁电极的信息一起，以尽量减少电气干扰。
5. 到胸部或头部放置一个接地电极。
6. 广场上的两条腿的股二头肌肌电电极后皮肤预备（ 图1B） 。
7. 要记录到人体的心电活动场所导致1心电电极后皮肤预备（胸部左侧的一个电极，一个正确的，并使用相同的接地电极脑电图）。
8. 放置在腹部来衡量呼吸的运动传感器。
9. 脉搏血氧饱和度探头放置在脚下测量血氧饱和度和心率。确保探头是否到位和连续信号记录无辍学担保。血氧饱和度探头必须是对侧脚，你打算以刺激的脚放在。
10. 三脚架安装摄像机设置帧的婴儿的脸，使面部表情的变化可以记录。
11. 放置在相机内的发光二极管（LED）。 LED是联系在一起的时序电路，所以它会闪光刺激时同步脑电图，肌电图和录像。

2。数据收集 - 记录

1. 开始录像。
2. 开始录制脉搏血氧饱和度。
3. 开始脑电/肌电图记录。
4. 等待，直到婴儿落户。
5. 按住脚，如果执行脚跟枪和手动事件标记的EEG和EMG录音。这个时代将被用来确定一个控件的背景部分脑电图肌电图。
6. 应用对表面脚跟肌腱锤臂是连接到一个橡胶塞轻轻拍打触摸刺激。刺激，不重视脚的脉搏血氧饱和度。当婴儿刺激的脑电/肌电图和录像，必须事件标记，以确定在录音时，当刺激发生。触摸刺激可事件标记附加阻抗头肌腱锤电子链接的刺激的录音设备。视频录制事件标志着LED闪光灯。反复接触，可应用于可以应用到身体的不同地区和刺激，即肩
7. 应用旋转90度的柳叶刀，并把对脚，所以弹簧加载刀片被释放时，它不接触皮肤有害的非控制刺激。此事件可使用附加顶面的T加速度时间锁定他枪。加速度计检测刀片被释放时发生振动。
8. 按照在新生儿病房的临床实践中执行临床必需的鞋跟枪。等待，直到脑电活动是做脚跟枪之前解决。脚跟枪的时间锁定可以以同样的方式进行控制的刺激。脚跟枪之后，不挤至少30秒的脚，以确保记录的反应完全是由于兰斯。
9. 确保所需的血液量是收集和准备的临床分析样本。
10. 保存数据，并停止所有的录音。
11. 记录婴儿的人口统计资料和实验的细节，并输入到数据库安全储存和日后参考。
12. 重复此过程中的婴儿所需的样本。在这个例子中的婴儿数= 23。

3。脑电数据分析

1. 创建1.7秒对应于每个接触，控制和长矛刺激和背景脑电图脑电图时代。时代应该开始每个事件前0.6秒。每个模式对应的时代，应该是相同的。
2. 基线正确减去平均基线信号和高通滤波器在0.1赫兹的时代。
3. 考虑CPZ或Cz的记录的时代，作进一步的分析和排除这是由运动的人为污染的时代。运动的人为被定义为一个小于50ms的变化幅度超过50μV的。
4. 对齐的痕迹纠正延迟50至300毫秒后的刺激，并进行主成分分析（PCA）在此时间间隔抖动识别触觉的潜力（即脑电活动有关的触觉刺激）。考虑的时代，是变量和时间点的意见。 PCA分解成基本波形脑电图的时代，称为主成分（PC）和代表在跨越时间点的信号的振幅系统的变化。
5. 运行分析单向方差（ANOVA）的第2个，每年的重量，以确定哪台PC触觉潜力。这将是个人电脑，其重量均显著较大以下触觉刺激的背景脑电图相比。
6. 调整的痕迹，以正确的延迟抖动之间的300和700毫秒后的刺激，并进行在此时间间隔的PCA。
7. 运行单向方差分析的第2个，每年的重量，以确定哪台PC伤害性的具体潜力。这将是个人电脑，其重量均显著较大的下列有害刺激，触觉刺激和背景脑电图相比。

4。肌电图的数据分析

1. 计算根均方根（RMS）在1000毫秒后刺激的控制和长矛刺激的肌电信号。
2. 执行T -测试RMS值，以确定具体的伤害性脊髓反射撤出。

5。代表性的成果

。图2（a）在Cz感官潜力的例子诱发接触3名婴儿;（二）由3名婴儿的有害枪伤害性的具体潜力的例子，在Cz诱发。

图3。刺激方式在Cz PC重量（平均± SEM）的依赖。 50-300毫秒之间获得刺激后发病的PC代表了触觉的潜力和300-700毫秒之间获得刺激后发病的PC代表一个特定的伤害性的潜力。覆盖在盛大的平均电脑（粗线）在所有的刺激类型（背景脑电图，触摸，有毒枪）获得个人的痕迹后在规定的时间间隔保持一致。

图4：（一）后肌电活动中的一个婴儿的范例（一）有毒脚跟枪及（ii）触摸脚跟。 （二）平均（± SE）肌电图根均方根肌电图后鞋跟有毒，有害的非触摸刺激婴儿的活动。

Discussion

该视频演示如何通过触觉和伤害性刺激诱发，电生理反应，可以使用EEG和EMG记录在人类婴儿的特点。这种类型的研究，将有助于了解人类的疼痛处理的发展和可塑性，并导致改善临床评估和治疗婴^{幼儿疼痛1，} 2。

这些实验的成功，需要一个多学科小组的密切合作。需要在新生儿科，临床神经生理学，生物工程和发育神经科学领域的专业知识。

重要的是，婴儿的护理最高优先级，当这些实验进行。研究护士或医生执行脚跟枪婴儿的福祉的责任和需要，以确保实验是根据临床实践。从医院伦理委员会和写法的批准ñ父母同意有必要进行这些研究。

脚跟枪是临床需要，并不能反复研究的目的。因此，必须是在一个安全可靠，功能强大的方式，不干预与临床^实践3，4的收集，录音。特别是，它是至关重要的，时间锁用于刺激的方法是可靠的，并不妨碍临床采血。

所有的婴儿疼痛的措施必然是间接的，因此它是重要的，以确定记录的活动是专门的有毒事件，并没有其他方面的^照顾婴儿的2诱发。通过仔细的技术设计和数据处理后，要做到这一点。