Summary
Dolor en pacientes no verbales es un desafío. En este estudio combina grabación de EEG con estimulación con una sonda de punta plana para detectar actividad cerebral nocivos evocado de una manera objetiva.
Abstract
El dolor es una experiencia sensorial y emocional desagradable. En pacientes no-verbal, es muy difícil de medir dolor, incluso con herramientas de evaluación del dolor. Esas herramientas son subjetivas o determinan indicadores fisiológicos secundarios que también tienen ciertas limitaciones, particularmente cuando explorar la efectividad de la analgesia. Como procesamiento cortical es esencial para la percepción del dolor, medidas de actividad del cerebro pueden proporcionar un método útil para evaluar el dolor en neonatos. Aquí presentamos un método para evaluar nocicepción con grabaciones de actividad electrofisiológica del cerebro optimizadas para el uso en recién nacidos. Para producir estímulos nocivos altamente estandarizados y reproducibles se aplicó estimulación mecánica con una sonda de punta plana, p. ej., pinchazo, que no es ruptura de la piel y no causa problemas conductuales. El potencial evocado nocivos permite la medición objetiva de la nocicepción en pacientes no verbales. Este método puede utilizarse en recién nacidos antes de 34 semanas de edad gestacional. Por otra parte, se podría aplicar en diferentes situaciones como la medición de la eficacia de fármacos analgésicos o anestésicos.
Introduction
El dolor es una experiencia sensorial y emocional desagradable asociada a daño tisular real o potencial, o descrito en términos de tal daño1. La incapacidad para comunicarse verbalmente no niega la posibilidad de que un individuo experimenta dolor pero hace que sea muy difícil evaluar tratamiento para aliviar el dolor, por ejemplo en neonatos2. Varios indicadores fisiológicos y conductuales se utilizan para evaluar el dolor en pacientes no verbales. Diferentes escalas se han desarrollado sobre los años, la elección depende del tipo de estímulo, la edad gestacional y el entorno en el que los recién nacidos son embeded3,4,5. Estas herramientas de evaluación de dolor tampoco dependen de la interpretación del evaluador o exigen indicadores fisiológicos secundarios.
En este video, presentamos un método para evaluar nocicepción con grabaciones electrofisiológicas optimizadas para su uso en recién nacidos. Nociception se define como el proceso de los nervios de la codificación de estímulos nocivos. Así, la cuantificación nociception es un método elegante y objetivo para determinar la entrada de nervios en una persona no-verbal. Por otra parte, se detectó por electroencefalografía (EEG) de la actividad cortical se correlaciona con la intensidad de eventos nocivos5,6.
El método presentado aquí combina grabación de EEG con estímulos nocivos producidos por un estímulo mecánico con una sonda de punta plana, también llamada un pinchazo7, que no es romper la piel y no causa angustia comportamiento6. Se ha demostrado, que nociception siguientes marcan estimulación predominante es mediada por fibras de Aδ, hace no necesita una piel rompiendo lesión8 y la magnitud de la nociceptivos específicos potenciales depende de no dormir estado9. La sonda es bien aceptada también por los padres al aplicar este método en un estudio con recién nacidos. La sonda electrónica está relacionada con el sistema de grabación de EEG que permite la grabación de EEG para precisamente marcado cuando la sonda entra en contacto con la piel. Esto grandemente simplifica el proceso de fijación de tiempo y es la premisa para los posteriores análisis de EEG. Con el fin de minimizar el tiempo de preparación de la grabación de EEG infantil utilizamos un sistema de colocación de electrodo de 10/20 internacional modificado donde redujo el número de electrodos para el requisito mínimo de tres electrodos (figura 1). El electrodo de Cz de vértice central, donde la actividad nociva evocado cerebral es máxima9,10,11, se utilizó junto con una referencia y un electrodo de tierra.
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Protocol
El estudio fue aprobado por el Comité de ética competente de Suiza noroeste (2015 EKNZ-079) e informado consentimiento parental para el participante se obtuvo antes de la medición.
1. preparación
- Asegúrese de que el bebé es colocado. Debe ser tranquilo y asentado, sin aspirar a movimientos durante la grabación debido a artefactos de movimiento. El bebé puede dormir9.
- Medir la circunferencia de la cabeza del neonato con una cinta métrica para definir el tamaño de la tapa del EEG.
- Identificar la posición del electrodo activo: Cz / punto de posición del vértice marcando el punto medio entre el nasion y el inion y el punto medio entre el preaurical izquierdo y derecho con un lápiz marcador de piel. Para el posicionamiento de los electrodos ver también figura 1.
- Identificar las posiciones del electrodo de tierra: frente derecha (Fp2) y el electrodo de referencia: apófisis mastoides izquierda (A1).
- Limpiar los sitios de electrodo (Cz, Fp2 y A1) con desinfectante utilizando un hisopo de algodón. En caso de mucho pelo, separar el cabello para visualizar el cuero cabelludo.
- Frote suavemente los sitios de electrodo con EEG preparando pasta, usando un hisopo de algodón, para disminuir la impedancia.
- Coloque la tapa de EEG con electrodos en la cabeza del neonato.
- Inyectar el gel conductor de EEG en los electrodos utilizando una jeringa con una aguja de plástico corto para optimizar el contacto entre los electrodos y el cuero cabelludo.
- Ajuste los electrodos hasta que la impedancia está por debajo de 50 kΩ como se describe en las recomendaciones del fabricante y en las directrices publicadas12.
- Coloque una cámara para registrar las expresiones faciales del neonato.
- Conecte la sonda de punta plana para el dispositivo de disparo de contacto, que se fija en el dispositivo de grabación de EEG. Cuando la sonda de punta plana alcanza la fuerza nominal en la piel, el aparato de disparo de contacto genera una señal de disparo. Esta señal se envía a la computadora, etiquetado el EEG con una marca de activación.
2. la medida
- Seleccione un nombre para almacenar los datos de estudio.
-
Agregar filtros de paso de banda en línea:
- Mostrar filtros:
Filtro de corte bajo: frecuencia: 1 Hz
Filtro de corte alto: frecuencia: 70 Hz
Filtro: 50 Hz
Velocidad de muestreo: 2000 Hz
- Mostrar filtros:
- Inicio el EEG y grabación de vídeo.
- Mantenga derecha del recién nacido en posición horizontal. El estímulo puede aplicarse también en un sitio diferente, por ejemplo, el pie, que resultará en más latencia que de la mano, para detalles, véase 3.7.
- Primer registro actividad de EEG de fondo. Mientras que del neonato es de mano, anotar la grabación EEG manualmente para registrar períodos donde no hay estímulos se aplican y el bebé está descansando.
- Realizar la cantidad necesaria de estímulos sonda de punta plana según el diseño del estudio a la derecha del neonato. En nuestro diseño experimental, establecer el número de estímulos sonda de punta plana en 50. Tenga cuidado de usar la sonda de punta plana perpendicular al mano del neonato para no doblar la punta y se aplica la fuerza correcta. Realizar los estímulos sonda de punta plana con un mínimo de un 2 a 3 s intervalo inter-estímulo (ISI)6 para evitar la suma.
- Detener todas las grabaciones.
- Documentar los detalles de ajuste experimental.
3. Análisis de los datos
- Filtrar los datos sin procesar del EEG sin conexión utilizando un filtro de paso alto a 1 Hz y un filtro de paso bajo de 30 Hz.
- Los datos del segmento en épocas de 1.500 ms (ms antes de 500 a 1.000 ms después del inicio del estímulo).
- Realizar una corrección de línea base para el intervalo de pre-estímulo.
- Rechazar manualmente las épocas de EEG que contienen artefactos, tales como artefactos de movimiento y ruido, después de la inspección visual. Por favor, véase también el esquema tutorial: https://sccn.ucsd.edu/wiki/Chapter_01:_Rejecting_Artifacts
- Promedio de las épocas de EEG (para la respuesta de fondo y el estímulo por separado).
- Woody filtrar los datos con una variación máxima de ± 50 ms en la ventana de tiempo 0 - 1.000 ms post inicio del estímulo. Esto permite diferencias de latencia entre los niños. Hacer esto por las respuestas de fondo y el estímulo por separado.
- Proyecto de una plantilla de actividad nociva evocado cerebro, que fue definida en un conjunto de datos independiente y se ha descrito en detalle en otra parte11 sobre los datos para determinar la magnitud de la respuesta nociva evocados dentro de cada ensayo individual. La plantilla describe una forma de onda característica de la respuesta nociva evocada y la magnitud refleja la cantidad de esta respuesta nociva-evocado en el ensayo individual.
Nota: La ventana de tiempo en el que la plantilla del proyecto depende de la edad del bebé y la posición del estímulo. Si los estímulos se aplican a la mano y luego la ventana de tiempo de interés es 200-500 ms post estímulo11. Si los estímulos se aplican a los pies y luego la ventana de tiempo de interés es ms de 400-700 post estímulo11. Tenga en cuenta que esta plantilla sólo actualmente ha sido validada para lactantes entre gestación 34-43 semanas de. Para detallados métodos asociados con el uso de esta plantilla y una discusión de las limitaciones, consulte Hartley et al. 201711. - Compruebe que la magnitud de la actividad cerebral evocados nocivos calculado utilizando la plantilla es significativamente más alta siguiendo el estímulo, en comparación con el EEG de fondo.
- Analizar el comportamiento expresión facial luego (cámara está relacionada con el EEG grabación) usando el sistema de codificación Facial Neonatal2,13.
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Representative Results
La figura 1 es la representación esquemática de la toma de posición usando el sistema internacional modificado de colocación electrodo 10/20. La figura 2 muestra la actividad de EEG registrada poco antes y después de la aplicación de un estímulo nocivo solo con una sonda de punta plana 32 mN fuerza, estimulación ocurrieron como se describe en el protocolo a mano de derecha del neonato (figura 2A). La respuesta nociva evocado es visible en aproximadamente 300 ms post estímulo Inicio (hora 0). Figura 2B muestra la respuesta media de 50 estímulos aplicados con una fuerza de 32 mN para el mismo paciente. Tenga en cuenta que el potencial nocivo evocado es más claramente si se aplican estímulos más. Filtrado de leñosas, como se muestra en la figura 2, puede utilizarse para compensar la ligera variabilidad en la latencia de respuesta. La plantilla predefinida11, que se muestra en rojo, se proyecta sobre el EEG para calcular la magnitud de la respuesta nociva-evocado.
Figura 1: Representación esquemática de la colocación del electrodo mediante el sistema de colocación de electrodos modificados de 10/20 internacional.
Figura 2: actividad de EEG registrado en respuesta al estímulo nocivo experimental. Un estímulo de sonda de punta plana (32 mN) fue aplicado a la mano derecha de un paciente, la ventana de tiempo de interés 200-500 ms después del estímulo está sombreado. Panel A: EEG la actividad después de un solo estímulo, el pico principal a 250 ms está marcado con una flecha. Panel B: promedio después de 50 estímulos de respuesta. Panel C: Woody filtra datos con plantilla proyectada (rojo). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
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Discussion
El enfoque presentado aquí muestra cómo nocivo evocado cerebro actividad en recién nacidos puede medirse de manera objetiva mediante registro EEG y estimuladores de los sonda de punta plana para aplicar estímulos nocivos experimentales. Esta técnica puede utilizarse en varios contextos clínicos para detectar nociception, por ejemplo, en personas no verbales tales como recién nacidos. El estudio completo se puede hacer en 15 minutos, incluyendo la colocación del bebé, identificar, preparar y el montaje los electrodos y finalmente aplicar y grabar los 50 estímulos nocivos. Los estímulos no provocan la angustia de comportamiento infantil, y este enfoque proporciona un método objetivo con el cual evaluar nocicepción en recién nacidos.
En este estudio, se utilizó un estímulo de sonda de punta plana con una leve fuerza de 32 mN. Fuerzas superiores de mN 64 o 128 mN pueden aplicarse también en los recién nacidos pero pueden conducir a los artefactos de movimientos mayor debido al retiro de la extremidad. Nos dimos cuenta de que en nuestro estudio los recién nacidos una fuerza de 32 mN muy bien y no retirar sus extremidades, mientras que un estímulo con 128 mN fuerza conduce al retiro reflejo bilateral6. Se ha demostrado que el potencial evocado nocivas es mayor dependiendo de la fuerza del estímulo (32 vs 64 mN) sonda de punta plana6,14. Verriotis et al demostraron que los niños en la edad de 1 año tienen mayor amplitud en las puntuaciones de dolor potencial y mayor su vértice relacionado con eventos de recién nacidos15. Por lo tanto, se puede adaptar dependiendo de la edad de la paciente16la fuerza del estímulo sonda de punta plana.
Estudios previos registraron nociception de recién nacidos se criaron supina o propenso o incluso de lado. Para mantener la configuración experimental constante, se recomienda mantener una posición especialmente cuando se realiza un estudio con varios participantes. Se encontró que realizando la medición en una posición supina funcionó bien. Realizamos los estímulos sonda de punta plana por parte del neonato. Posicionamiento y manipulación del recién nacido pueden ser más fáciles si aplicar los estímulos a la mano en comparación con el pie. El pie de hecho se utiliza más comúnmente en estudios, sin embargo, encontramos que estimular el dorso de la mano puede ser más fácil que acceder a pie. Retiro reflejo es una medida más útil de actividad nociceptiva, que puede ser incorporada en una evaluación multidimensional del dolor en este desafiante no verbal población17.
A pesar de evitar cualquier molestia y movimiento artefactos siempre hay actividad neuronal espontánea. Así filtrado y promedio son importante para atenuar el ruido de fondo y visualizar los eventos relacionados con la potencial. También, la repetición de los estímulos de la sonda de punta plana, por ejemplo 50, fuertemente mejora la relación señal a ruido. Para analizar los datos, el tiempo de cierre de todas las mediciones es fundamental.
Un desafío técnico mayor en los recién nacidos poco después de nacer es la presencia de vernix caseosa, la capa de la piel de los recién nacidos, incluyendo la cabeza, que es por qué la piel necesita limpiarse cuidadosamente con una pasta extra ingeniárselas aún cuando son de electrodos activos utilizado. En nuestra opinión, electrodos activos son los más adecuados para este método de electrodos pasivos porque son menos sensibles al movimiento externo de los alambres. Además, son fáciles de utilizar ya que aceptan impedancias más altas por el preamplificador incorporado. Sin embargo, electrodos pasivos pueden utilizarse así.
Para análisis de datos, se utilizó el método descrito por Hartley et al. 6 , 11. otro método es el análisis de frecuencia de tiempo demostrado por Hu et al. 18.
Tomados en conjunto, la interpretación de los resultados, métodos técnicos y configuración requieren un equipo entrenado con preferiblemente dos personas haciendo la medición, una aplicación de los estímulos cuando el otro es el EEG. Si el recién nacido es sin resolver, el EEG se contaminada con los artefactos de movimiento y no es posible realizar las mediciones. También, debido a la validez, es obligatorio tener un cierto número de estímulos, que puede ser difícil.
Nociception madura a temprana edad y ya de gestación 34 semanas el cerebro de los neonatos puede distinguir entre tacto y nociception17. Menores de gestación 34 semanas los bebés son más propensos a generar ráfagas neuronales inespecíficos19 mientras que en los bebés prematuros tardíos a partir de las de gestación 34 semanas el método descrito aquí puede ser usado11. Este método abre la puerta para una variedad de trabajos. Por ejemplo, podría usarse para probar el impacto de la tensión relacionada con el nacimiento de nociception20 o probar el impacto específico de diferentes fármacos analgésicos en recién nacidos y lactantes6,21. Por ejemplo, el protocolo presentado aquí ha sido utilizado recientemente en un estudio que demuestra la eficacia de los anestésicos locales tópicos para reducir significativamente el potencial evocado nocivos cuando un estímulo nocivo se aplicó a un pie tratado en comparación con actividad de fondo o para el tratamiento del pie11.
En conclusión, potenciales nocivos evocados del cerebro en las grabaciones de EEG permiten investigar objetivamente medidas sustitutas de la percepción del dolor en pacientes no verbales. Este método es aplicable para uso en el ajuste clínico en las investigaciones de la investigación. Mediante el bloqueo de tiempo los estímulos sonda de punta plana para el EEG grabarlo es posible evaluar confiablemente la respuesta nociceptiva electrofisiológica.
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Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
Los autores desean reconocer Caroline Hartley y Rebeccah Slater (Departamento de Pediatría, Universidad de Oxford, Reino Unido) para la revisión crítica de nuestro papel y Walter Magerl (Departamento de Neurofisiología, centro de Biomedicina y tecnologías médicas Mannheim (CBTM), Universidad de Heidelberg, Alemania) por apoyarnos con el equipo técnico y el conocimiento.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Easycap | EASYCAP GmbH | AC-32-C | EEG caps for infants sizes 34 and 36 |
| actiCAP | Brain Products GmbH | BP-04243-SIG | active electrodes |
| ImpBox | Brain Products GmbH | impedance measurement | |
| V-Amp | Brain Products GmbH | EEG recording device | |
| Contact trigger for pinprick stimulation | MRC Systems GmbH | ||
| PinPrick stimulator set | MRC Systems GmbH | ||
| EEG prepping paste | USB Pharmacy | contains sodium chloride, pumice stone, propylene glycol | |
| SuperVisc | EASYCAP GmbH | Electrolyte-Gel for active electrodes | |
| Brain Vision Recorder | Brain Products GmbH | ||
| Brain Vision Analyzer | Brain Products GmbH | ||
| MATLAB using EEGLAB | Swartz Center for Computational Neuroscience, University of California San Diego | For EEG processing, including averaging of all EEG epochs |
References
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