Summary
介绍了在新生儿中获得高质量可靠的视觉唤起电位（VEP），同时最大限度地减少变异性和误导性预测风险的几个要点。
Abstract
本研究讨论了视觉事件相关电位 （VEP） 的特征，并概述了在新生儿中获得可靠测量的方法步骤。获得高质量、可靠的VEP对于早期发现高危新生儿中枢神经系统异常发育以及成功实施早期干预至关重要。建议基于先前的研究表明，当概念后年龄、多导睡眠识别睡眠阶段和发光二极管 （LED） google 作为发光源被控制时，VEP 平均值的重复不超过 4 次获得可复制记录所需的可变性降低，并可获得可靠的 VEP。通过控制这些变异性来源并使用统计分析，我们能够清晰可靠地识别活跃睡眠期间 100% 新生儿 （n = 20） 中 100% 新生儿 （niI、PII 和 NIII） 的振幅和延迟。不建议在清醒状态、安静睡眠和过渡睡眠期间记录 VEP，因为 VEP 形态可能因平均值而异，从而导致临床预后出现误导的风险。此外，在活动睡眠期间更容易获得 VEP，因为在此发育阶段可以清晰可靠地识别此状态，睡眠周期足够短，允许在合理时间内进行测量，并且该方法不需要新的 o昂贵的设备。
Introduction
及早发现高危新生儿中枢神经系统的异常发育对于成功的早期干预1、2至关重要。视觉事件相关电位 （VEP） 提供了评估视觉皮质状态的有用方法，因为它们不需要患者合作，这在生命的第一个月是不可能的，是客观的，并且对结构和功能敏感脑损伤3，4。
虽然，一些新生儿的研究表明，正常的视觉唤起反应表明大脑皮层4，5有足够的神经成熟，这经常被研究在新生儿，以评估神经发育和识别视觉通路4、5的异常发展，VEPs的临床使用受到其形态4、5、6、7中观察到的变异性的限制.因此，在新生儿中获得更好、更可靠的VEP特征非常重要。
VEP形态变异的一个原因是，早期的研究混合了早产儿和大龄婴儿（超过一个月）8，9，10。然而，最重要的来源是，在记录VEP时，对婴儿的行为状态缺乏关注;即清醒、安静（QS）、活动（AS）或过渡睡眠。QS 和 AS 要么没有分别分析5、11、12，要么研究完全依赖于行为观察，而没有使用多导成像来识别状态7，8.Tracé alternant，它由高振幅慢活动的爆发与最小振幅的突发间隔交替组成，在 QS 中存在，但在平均 VE 时未考虑。一些与新生儿的研究已经测量VEP通过记录在觉醒13，14，但在发育的这个阶段清醒期是短暂的，新生儿通常哭或移动，这使得很难获得高质量，可靠的录音。
很少有研究使用发光二极管（LED）谷歌6，9来产生VEP，虽然这种光源产生的记录比通常的闪光灯闪烁的白光11，14， 15，不太可靠。在同一新生儿中获得可复制的VEPs对于临床使用是不可或缺的，但变异性的另一个原因是VEP形态的可重复性低，可能是因为缺乏对生理状态的控制以及用于诱导VEP的刺激.鉴于这些条件，VEP形态的高变异性并不奇怪。
先前对20名健康足月新生儿进行的研究考虑了几个变异性来源：概念后年龄、多导睡眠识别状态、LED谷歌诱导VEP，以及两个VEP之间的可重复性测量平均值发现，在活动睡眠期间可以获得更清晰、更可靠的VEP形态。在此睡眠阶段，所有婴儿都生成了明显的 VEP，两个平均值之间的相关性高于 QS。此外，需要较少的 VEP 平均值才能获得可重复性16。
鉴于VEP研究在临床上有用，以便尽早评估视觉通路的完整性，本研究提出了一系列方法步骤，旨在在早产儿和年龄较大的新生儿中，在AS期间使用LED护目镜获得可靠的VEP明确定义的同时多导成像。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. 新生儿的准备
注：所遵循的程序是无害的和无痛的，因此，一旦临床稳定，就无需对全期新生儿和早产儿进行评价。
- 在开始研究之前，在超过40周的后孕年龄的新生儿中，确保两个半小时的禁食和觉醒。
- 在研究的前一天，确保用中性肥皂清洗婴儿的头部。因此，他/她的头发将是干净和干燥的。请勿使用护发素。
- 让母亲在开始研究前30分钟开始喂养新生儿。让他/她打盹，开始用床单包裹的睡眠。这将确保他/她轻松和自发地睡觉。
- 处理新生儿之前，请小心洗手。
- 使用卫生口罩。
- 在新生儿入睡前，用浸在酒精中的棉球或纱布轻轻擦拭新生儿的头皮，以清除残留的污垢和表面油脂。
- 测量鼻咽和鼻咽之间的距离，以及两个前眼坑之间的距离。根据国际10-20电极放置系统，计算10%和20%，以确保颅电极的正确放置。
- 用管状弹性网覆盖新生儿的整个头部，以便正确连接脑电图 （EEG） 和 VEP 电极。保持面部完全自由，并暴露，如图1所示。
- 在网格上标记表面电极的位置。
- 使用拭子将新生儿的头发完全分离到每个电极放置部位，然后用研磨性凝胶轻轻擦拭皮肤，用于神经生理学研究。
注：如果新生儿入睡时间超过2小时，重新安排研究时间。
2. 用于脑电图和 VEP 睡眠记录的表面电极的放置
注：开始之前，使用表 1中的规格设置仪器频率滤波器的值。建议将所有电极连接到脑电图和VEP仪器，然后再将其放在新生儿上。
- 将弹性带传感器放在宝宝的胸口，记录胸腔呼吸扩张。
- 将单个表面圆盘电极（标准银氯化物或金盘电极）与导电粘贴穿过网，将其固定在国际 10-20 EEG 系统建立的颅内位置，该位置适合新生儿。
- 在引线 F3、F4、C3、C4、O1 和 O2 或至少 C3 和 C4（指链接耳垂）处找到脑电图的颅电极，以确定新生儿睡眠阶段。
- 用医用胶带将表面圆盘电极固定在皮肤上。要记录眼部运动 （EOG），将一个电极放在左眼外锥体上方 1 厘米处，并将右眼外锥体下方再放置 1 厘米，也称为链接耳垂。
- 同样，将表面电图记录 （EMG） 的电极连接到下巴两侧，相互参照。
- 使用具有以下引线的 VEP 设备的两个通道：Oz （-） vs. Fz （+）和 Oz （-） vs. A1 （+）;接地电极应放置在右侧桅杆上。
- 将 VEP 注册的分析时间设置为 600 毫秒。
注：表 1显示了用于记录睡眠 EEG 和 VEP 的筛选器设置。 - 在阻抗值低于 5 kΩ 之前，不要开始 VEP 记录。
3. 睡眠记录
注：新生儿在医院婴儿床睡觉时获得VEP;睡眠阶段由多导睡眠学17、18同时监测。
- 延长脑电图记录 60-90 分钟或直到 AS 被识别，以评估新生儿的活跃 （AS） 和安静睡眠 （QS）。
- 开始脑电图记录，同时仔细观察新生儿睡眠的特点，以确定活动睡眠阶段，在此期间将记录VEP。
- 根据表2中概述的标准确定新生儿睡眠阶段。
4. VEP 录制
注：VEP是按照既定标准19、20进行登记的。
- 当新生儿开始定义良好的活动睡眠时，允许一分钟的脑电图记录，无需视觉刺激。
- 通过手持式护目镜应用单眼光刺激，手持式护目镜手动将 LED 矩阵保持在每一新生儿眼睛正上方 2 厘米处。
- 观察婴儿在AS的VEP注册期间是否闭上了眼睛，并注意是否没有发生这种情况。
- 开始对设备中的 VEP 进行平均，呈现 20 到 40 个发光刺激，其相应的记录被平均化以获得平均曲线或引起响应。
- 观察记录平均值的可重复性。建议至少两个可重现的电位。
- 在记录期间直观地识别 VEP 的 PII 组件，因为此峰值被认为是新生儿 VEP 的典型。将 PII 分量确定为 120 到 300 ms 之间的最大正峰值，先于负波 （NII），然后是 200 到 400 ms 之间的最大负性，也称为 NIII。
- 如果新生儿过度移动、醒来或更改为另一个睡眠阶段（不同于 AS），则停止 VE 的平均。恢复 AS 阶段后续订录制。
注：这一点至关重要，因为在 QS 或过渡睡眠期间获得的 VEP 不如 AS 中可靠。 - 在达到 2 个平均值且可重现 VEP 后完成注册，或者在没有可识别 VEP 的情况下出现 6 个平均值时完成注册。在后一种情况下，将结果视为缺少可复制响应。
5. 审查和分析VEP
注：图2显示了新生儿VEP及其测量的主要组成部分。
- 通过两条平均曲线之间的相似外观和测量值，评估 VE 的可重复性。
注： 某些 VEP 记录系统提供两个平均值之间的相关度量。 - 使用设备的光标测量 NII、PII 和 NIII 波的绝对延迟。绝对延迟是从刺激开始到每个组件的最大峰值或最小峰值的 ms 所经过的时间。
- 计算 ms 中的峰值间延迟，包括绝对 PII-NII、NII-NIII 和 PII-NIII 延迟之间的差异。
- 测量 NII-PII 和 PII-NIII 分器件的峰至峰值振幅（以 μV 为单位）。
- 将获得的延迟和振幅值与健康、类似年龄新生儿群体的估计正常或预期值进行比较。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
为了检测视觉通路功能的充分成熟，必须获得VEP的PII成分，这可以在早产儿和早产儿中可见。在 AS 期间同时记录具有多导体扫描的 VEP，可以获取典型的 VEP。
可靠的 VEP 研究需要获得可重复的平均波形，这些波形对于临床使用是必不可少的。图2显示了，在健康的足月新生儿中，一个明显的正率约为200 ms，这与PII组件兼容。NII 对应于前面的负小电位，在大约 130 ms 时明显。 NIII 组分遵循 PII 作为约 300 ms 的负性。
图 3A显示了睡眠 EEG 的三个纪元，其中具有 AS、QS 和 trac_ 交替的典型方面。图3B显示了以下内容：一个典型的VEP波形，在全月新生儿中具有清晰的PII;在早产儿中观察到的不成熟反应，在这个年龄是正常的;和不可复制的波形，波不能完全再现前一个平均值的形状，因此无法可靠地测量分量的真实延迟或振幅。这些VEPs是在36周的早产儿中获得的，患有腹膜内膜内膜内膜癌。
应用这些程序允许获得可重复的VEPs，但波形可能因新生儿的年龄和风险因素的存在而异。例如，在早产儿中，VEP的形式可以显示一个不成熟的外观，具有反极性和最大负振幅，但随着婴儿接近足龄，这些外观会发生变化。识别这些正常差异及其与新生儿年龄的关系非常重要，因为异常的真实状况是由缺乏可重复反应或单目获得的潜力的半球不对称造成的。刺激。
图1：表面电极的最终放置，用于在新生儿中执行EEG和VEP记录。观察弹性网下方的颅电极的位置，以及新生儿在毯子中包裹的固定情况。请点击此处查看此图的较大版本。
图2：新生儿VEP的NII、PII和NIII成分。观察 NII、PII 和 NIII（实心箭头）的绝对延迟的测量值;NII-PII、PII-NIII和NII-NIII（虚箭头）的峰值间间隔;以及不同分量的振幅（箭头）。请点击此处查看此图的较大版本。
图3：睡眠阶段EEG跟踪和获得的VEP的插图。A） 三个30年代的新生儿脑电图，主要特征为AS、QS和tracé变位。（B） 新生儿的VEPs波形形态学有三个例子，第一个为40周后体龄，第二例为35周，均为健康的新生儿。请注意，在第二个示例中，极性反转。第三个是不可重复反应的例子，在36周新生儿中获得，患有腹膜叶膜癌。请点击此处查看此图的较大版本。
| 脑电图通道 | 灵敏度 | 低频滤波器 | 高频滤波器 | 显示时间 | 凹槽滤波器（60 赫兹） | 采样率 |
| 剥头皮引线（根据国际 10-20 系统） | 0.5 赫兹 | 30 赫兹 | 30 s | 关于 | 200 赫兹 | |
| 电图（EOG） | 0.5 赫兹 | 30 赫兹 | 30 s | 关于 | 200 赫兹 | |
| 表面电图 （EMG） | 1 赫兹 | 100 赫兹 | 30 s | 关于 | 200 赫兹 | |
| 胸壁呼吸 （THR） | 0.5 赫兹 | 30 赫兹 | 1 分钟 | 关于 | 200 赫兹 | |
| 心电图 | 0.5 赫兹 | 30 赫兹 | 30 s | 关于 | 200 赫兹 | |
| VEP 通道 | ||||||
| Cz-Oz | 12 Μ/div | 1 赫兹 | 100 赫兹 | 600 毫秒 | 关于 | |
| A1-Oz | 12 Μ/div | 1 赫兹 | 100 赫兹 | 600 毫秒 | 关于 | |
| 最大平均 | 100 | |||||
| 刺激 | 单眼，一只眼睛第一，然后另一只眼睛 | |||||
| 光 | 红 | |||||
| 强度 | 标准闪光灯 3 cdμs/m2 | |||||
| 刺激器类型 | 手持式 LED 谷歌 | |||||
| 频率 | 1 赫兹 | |||||
| 时间 | 10 毫秒 | |||||
表1：用于记录新生儿脑电图和VEP的仪器设置。
| 睡眠-觉醒周期的阶段 | EEG 中的主要模式 | 眼部运动 | 表面下巴电图 | 呼吸 |
| 清醒 | 频繁的工件通过运动。不规则低振幅 EEG_C23 | 哭泣时眼睛睁开、闪烁、瞬息万变 | 存在较大的振幅 | 规则 |
| 活动睡眠 （AS） | 不规则的低振幅 EEG | 眼睛闭合与共和快速的眼睛运动 | 在整个录制过程中不存在或处于最低水平 | 规则 |
| 安静睡眠 （QS） | 大振幅和气管变速的慢波 | 闭上眼睛;无眼运动 | 肌肉色调低于觉醒期间 | 定期 |
| 过渡睡眠 | 同一 30 秒段中存在 QS 和 AS 的 2 个特征，反之亦然 | 定期或不规则 | ||
表2：新生儿睡眠阶段脑电图检测应用标准。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
视觉唤起反应的三个组成部分（NII、PII 和 NIII）在使用 LED Google 进行刺激时的健康、足月新生儿中具有特征，并在多身份识别睡眠状态期间进行记录。观测到的VEP形态学与先前报告为较少新生儿11、15的结果一致。VEP反应的表征是通过记录20个健康，全月新生儿在类似的后概念年龄16。这种方法使研究人员能够减少以前报告过的VEP反应的可变性，因为当时没有实行年龄控制，因此研究组将早产儿、新生儿和几个月大的婴儿混合在一起，没有注意睡眠状态和睡眠状态。白光频闪被用来引起VEPs7，10，11，15。在QS和AS中获得的VEP在振幅和延迟方面没有显著差异，但建议在后一个睡眠阶段记录的VEP，因为它们可以在100%的新生儿中获得，而需要获得的平均重复次数更少。重复。相反，在QS期间录制的VEP不能在所有新生儿中获得，并且需要更多的重复16。
AS 期间的 VEP 形态更可靠，因为这些 VEP 特性的可重复性要高得多，如两个 VEP 平均值之间的相关性所示。然而，在QS期间，形态学可能因平均值而异，因为经常看到非典型形态学，并且获得较低的相关性。因此，得出误导性预测的风险较高，即6，13。
由于这些原因，应避免在过渡阶段和 QS 阶段录制 VEP。虽然在21岁的成年人中，学习觉醒的视觉功能是最佳的，但在新生儿的脑膜运动中，为了避免发光刺激，眨眼和肌电图伪影都会影响VEP记录。QS期间引入的变异性可能是由于气管变，直到17、18岁受孕后43-44周为止。相反，AS 期间的 VEP 记录更容易，因为在此睡眠阶段 EEG 活动的绝对功率较低，而肌肉肌无力导致的最大松弛有助于避免运动引起的技术伪影。最后，使用手持式 LED google 可将眼部运动和环境光带来的可变性降至最低。要按年龄向手持式LED查询VEP的正常结果，见泰勒等人、苏奈西和卡萨耶9，22。
本文描述的方法有几个优点。首先，不需要新的或精密的设备，只需与发光刺激同步的测谎仪，或在VEP记录期间同时记录多声体。其次，与静默睡眠或清醒状态相比，可靠识别活动睡眠更容易;AS是很容易获得，因为它发生在自发的新生儿睡眠的开始，并占50%的时间睡觉在这个年龄17，18。第三，这种方法并不费时，因为在这个发育阶段的睡眠周期很短，只持续40分钟左右。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
作者没有什么可透露的。
Acknowledgments
工程师赫克托·贝尔蒙特、莫尼卡·卡利尔博士、尤里亚·克鲁兹博士和玛丽亚·埃琳娜·华雷斯博士合作收集数据。作者感谢保罗·克西修改英语语言。该项目部分资金来自PAPIIT2009/7年赠款和2009/7年国家科学技术委员会（墨西哥国家科学技术委员会）赠款4971。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Digital Electroencephalograph | Neuronic Mexicana, SA | Medicid 3E | Sleep electroencephalogram record |
| Evoked Potentials equipment | Neuronic Mexicana, SA | Neuronic PE (N_N-SW-2.0) | Visual evoked potentials record |
| Nuprep Gel | WEAVER and Company | Skin preparing abrasive gel (114 g) | |
| Ten20 Conductive Paste | WEAVER and Company | Neurodiagnostic electrode paste (228 g) | |
| Tubular elastic mesh bandage | Le Roy | Fixation of cranial surface electrodes, Size 4 or Small |
References
- Harmony, T., et al. Longitudinal study of children with perinatal brain damage in whom early neurohabilitation was applied: Preliminary report. Neuroscience Letter. 12 (611), 59-67 (2016).
- Spittle, A., Orton, J., Anderson, P. J., Boyd, R., Doyle, L. W. Early developmental intervention programs provided post hospital discharge to prevent motor and cognitive impairment in preterm infants. Cochrane Database System Review. 24 (11), CD005495 (2015).
- Huang, X., et al. Volume Changes and Correlation with Visual Evoked Potential in Patients with Optic Neuritis: A Voxel-Based Morphometry Study. Medical Science Monitor. 22, 1115-1123 (2016).
- McGlone, L., et al. Neonatal Visual Evoked Potentials in Infants Born to Mothers Prescribed Methadone. Pediatrics. 131 (3), 857-863 (2013).
- Cruz, S., Crego, A., Ribeiro, E., Goncalves, O., Sampaio, A. A VEP study in sleeping and awake one-month-old infants and its relation with social behavior. International Journal of Developmental Neuroscience. 41, 37-43 (2015).
- Kato, T., Watanabe, K. Visual evoked potential in the newborn: Does it have predictive value? Seminars in Fetal & Neonatal Medicine. 11, 459-463 (2006).
- Shepherd, A., Saunders, K., McCulloch, D. Effect of sleep state on the flash visual evoked potential. A case study. Documenta Ophthalmologica. 98, 247-256 (2000).
- Mercuri, E., Siebenthal, K., Tutuncuoglu, S., Guzzetta, E., Casaer, P. The Effect of Behavioural States on Visual Evoked Responses in Preterm and Full-Term. Neuropediatrics. 26, 211-213 (1995).
- Taylor, M. J., Menzies, R., MacMillan, L. J., Whyte, H. E. VEPs in normal full-term and premature neonates: longitudinal versus cross-sectional data. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 68, 20-27 (1987).
- Hrbek, A., Karlberg, P., Olsson, T. Development of visual and somatosensory evoked responses in pre-term newborn infants. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 34, 225-232 (1973).
- Benavente, I., Tamargo, P., Tajada, N., Yuste, V., Oliva, M. J. Flash visually evoked potentials in the newborn and their maturation during the first six months of life. Documenta Ophthalmologica. 110, 255-263 (2005).
- Tsuneishi, S., Casaer, P., Fock, J. M., Hirano, S. Establishment of normal values for flash visual evoked potentials (VEPs) in preterm infants: a longitudinal study with special reference to two components of the N1 wave. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 96, 291-299 (1995).
- Roy, M. S., Gosselin, J., Hanna, N., Orquin, J., Chemtob, S. Influence of the state of alertness on the pattern visual evoked potentials (PVEP) in very young infant. Brain & Development. 26, 197-202 (2004).
- Kraemer, M., Abrahamsson, M., Sjostrom, A. The neonatal development of the light flash visual evoked potential. Documenta Ophthalmologica. 99, 21-39 (1999).
- Apkarian, P., Mirmiran, M., Tijssen, R. Effects of Behavioral State on Visual Processing in Neonates. Neuropediatrics. 22, 85-91 (1991).
- Cubero-Rego, L., Corsi-Cabrera, M., Ricardo-Garcell, J., Cruz-Martínez, R., Harmony, T. Visual evoked potentials are similar in polysomnographically defined quiet and active sleep in healthy newborns. International Journal of Developmental Neuroscience. 68, 26-34 (2018).
- Niedermeyer, E., Lopes da Silva, F. H. Normal EEG and Sleep: Preterm and Term Neonates. Niedermeyer's Electroencephalography: Basic Principles, Clinical Applications, and Related. , Wilkins. Lippincott Williams. 154-163 (2011).
- Grigg-Damberger, M. The Visual Scoring of Sleep in Infants 0 to 2 Months of Age. Journal of Clinical Sleep Medicine. 12 (3), 429-445 (2016).
- Niedermeyer, E., Lopes da Silva, F. H. Evoked Potentials in Children and Infants. In Niedermeyer's Electroencephalography: Basic Principles, Clinical Applications, and Related Fields. , Wilkins. Lippincott Williams. 1057-1082 (2011).
- Odom, J. V., et al. ISCEV standard for clinical visual evoked potentials: 2016 update. Documenta Ophthalmologica. 133 (1), 1-11 (2016).
- Pojda-Wilczek, D., Maruszczyk, W., Sirek, S. Flash visual evoked potentials (FVEP) in various stimulation conditions. Documenta Ophthalmologica. 138, 35-42 (2019).
- Tsuneishi, S., Casaer, P. Stepwise decrease in VEP latencies and the process of myelination in the human visual pathway. Brain & Development. 19, 547-551 (1997).
