在人类婴儿的伤害性电生理测量和分析

Fabrizi, L., Worley, A., Patten, D., Holdridge, S., Cornelissen, L., Meek, J., et al. Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants. J. Vis. Exp. (58), e3118, doi:10.3791/3118 (2011).

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。

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。

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。

作者宣称，他们什么都没有透露。

这项工作是由威康信托基金资助。

1. Fitzgerald, M. & Walker, S.M. Infant pain management: a developmental neurobiological approach. Nat. Clin. Pract. Neurol. 5 (1), 35 (2009).
2. Slater, R., et al. Oral sucrose as an analgesic drug for procedural pain in newborn infants: a randomised controlled trial. Lancet. 376 (9748), 1225 (2010)
3. Slater, R., et al. Evoked potentials generated by noxious stimulation in the human infant brain. Eur. J. Pain. 14 (3), 321 (2010).
4. Slater, R., et al. Premature infants display increased noxious-evoked neuronal activity in the brain compared to healthy age-matched term-born infants. Neuroimage. 52 (2), 583 (2010).

0 Comments

You must be signed in to post a comment. Please sign in or create an account.