早産児脳波：マルチモーダル神経生理学的プロトコル

Stjerna, S., Voipio, J., Metsäranta, M., Kaila, K., Vanhatalo, S. Preterm EEG: A Multimodal Neurophysiological Protocol. J. Vis. Exp. (60), e3774, doi:10.3791/3774 (2012).

1950年代初頭の導入以来、脳波は、脳波（EEG）が広く早産と長期赤ちゃんの脳機能の評価とモニタリングのための新生児集中治療室（NICU）で使用されています。最も一般的な兆候はてんかん発作の診断は、脳の成熟度の評価、低酸素性虚血性イベントからの回復である。脳波記録法および新生児脳波信号の理解が劇的に改善されていますが、これらの進歩は、臨床的伝統を貫通するようにゆっくりとされている。このプレゼンテーションの目的は、新生児ユニットで利用可能な高度な脳波記録の理論と実践をもたらすことです。

理論的な部分では、早産児の脳はこの発達段階に特有のと同様に、適切な脳の成熟のために不可欠である、どちらも自然と誘発脳波活動を生じさせる方法を説明するアニメーションを紹介します。最近の動物の仕事は、脳の構造develoことが示されているpmentは明らかに初期の脳波活動に反映されています。この点で最も重要な構造が成長して長距離の接続と一時的な皮質構造、ガスケットです。早産児における感覚刺激は、単一試行レベルで見られているレスポンスを生成します、そして、彼らはサブプレート - 皮質の相互作用の基盤を持っています。これは容易に皮質機能を記録しているだけでなく、脳波マルチモーダル研究に新生児の脳波をもたらすが、それはまた別の感覚モダリティを経由してガスケットの機能をテストします。最後に、臨床的に適切な密な配列EEGキャップと同様に、低周波を記録することができるアンプの導入は、まだ見過ごされてきた脳活動の多くを開示している。

このビデオの実用的な部分では、我々は、マルチモーダル、密な配列脳波研究はインキュベーター内で早産児から新生児集中治療室単位で行われる方法を示しています。ビデオの赤ちゃんとインキュベーター、アプリケーションの準備を示しています脳波キャップ、感覚刺激のパフォーマンスが向上します。

1。脳波研究のために赤ちゃんとベッド/インキュベーターの準備

1. 彼らは脳波デバイスや赤ちゃんの警戒状態の両方を妨げる可能性があるとして、それはそのような採血や超音波検査などの他のNICUの手続き、との共incideないように、脳波研究のスケジュールを設定します。
2. 給餌直後に記録を開始し、赤ちゃんは脳波記録中に眠りに落ちる可能性が最も高いですので。それは脳波はその後すぐに開始できるように、前の摂食および/またはその他のケアの手順にすべての記録電極を適用することが実用的かもしれません。
3. 赤ちゃんに接続されている不要な電気機器が存在しないことを確認してください。
4. ベッドの他の線から遠く離れて、できるだけ脳波記録に関連するすべてのワイヤを配置します。可能な治療は賢明な場合には、床暖房をオフにします。
5. 電気的干渉の場合には、（時には電源から少なくとも一つを抜いて、それらをオフにすることで干渉デバイスを識別しようとするかもしれません時間）が役に立つかもしれません。
6. 赤ちゃんの頭が赤ちゃんへの外部ノイズ源からの干渉の結合を高める可能性があり湿気の多い場所、濡れた織物を、触れていないことを確認します。

2。密な配列脳波キャップのアプリケーション

1. 希釈アルコールまたはベビーシャンプーで濡らした布でスワイプして、赤ちゃんの頭皮からの干渉ワックスとオイルを削除します。キャップが頂点にしっかりと座っていることを確認するために脳波キャップの最適なサイズを選択することが視覚的に赤ちゃんの頭の大きさを評価し、一時的な電極は耳たぶ（これらの5つの異なるサイズが上記の適切なレベルに配置されていることキャップは）非常に若い早産からfullterm新生児に合わせて用意されています。
2. 可能であれば、二人は、脳波キャップ、キャップの世話をして一つであり、もう一方の保持赤ちゃんの頭と可能な挿管または鼻CPAP管を配置するために協力すべきである。患者がCPAPを持っている場合、それはtを配置するのにかかる10〜20秒のためにそれを削除する彼EEGキャップ。鼻CPAPの保持ストラップは、後に脳波キャップの上にラップされています。
3. 赤ちゃんが頭の中に静脈ラインを持っている場合（オプション）は、それを切断する必要があり、キャップ（本研究で使用されているキャップで利用可能）でそれのために作らコンセントを介して渡します。そうでなければ、（参照NEMO研究のウェブサイトに示されているヘッドネット、単一の電極配置、使用する必要がありますhttp://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.phpを ）。
4. 彼/彼女の顔をあなたに向けられているように、赤ん坊を保持します。中央（CzおよびPz電極）が最初に頭皮に触れるように、両方の手にキャップを取り、あなたの指を使用して、内部のキャップの真ん中を押し出す。
5. キャップは、ほぼ最終的な位置に座っているように頭の上に静かにキャップをロールバックします。最後に、両方の左右と前後方向に対称的にキャップを調整します。を確認しTHAを行うことによって対称性を確認してくださいtはCZの電極は両耳を結ぶラインで（左から右）の中間にあります。額の上にキャップを引っ張ったときに、それは目の上の彼/彼女の額に対して親指を押すことによって、代わりに赤ちゃんの頭を維持するために実用的です。
6. 場所にもキャップを保持し、まだ無制限の呼吸を可能にする気密にあごのストラップを固定します。今もキャップのサイズが最適であることを確認してください。このビデオに示すように、キャップが少し緩んで見えるかもしれません。しかし、額と後頭部をはるかに越えて延びており、まだそれはcentroparietalエリアで頭皮に接触して十分です。これらのキャップの5つの異なるサイズが非常に若い早産から満期新生児に合わせて利用可能であり、このビデオに示すように、キャップは今から数週間のこの赤ちゃんに適合します。
7. 厚い鈍ゲルの針（ "チップ"）に接続されたシリンジを用いて電極の穴を介して電極ゲルを適用します。曲がった先端が直接アクセスすることは困難です連絡先を達するために役に立つかもしれません。 ELEを埋めるそれはおそらくアーティファクトを引き起こす隣接する電極とブリッジ、あるいは濡れた枕を形成することができるようにはゲルが、漏れるんようctrodeカップ。より粘性ゲル式は、（REF 1を参照）、この点で実用的である、キャップの配置前であってもゲル化することができます可能性があります。
8. インピーダンスとEEG信号品質をチェックして、穏やかな機械的な摩擦によって、または^{2,3 - （}必要に応じて、いわゆるSurePrep方法のいずれかを使用して頭皮を準備http://www.helsinki.fi/science/eeg/videos/sureprep/を ） 。脳波ソフトウェアによって与えられたインピーダンス値から、または脳波のトレース品質を見て、同時に皮膚への接触の品質を守ってください。リファレンスとグラウンドからスタートし、赤ちゃんの移動最小限に抑えるために一度に半球を準備します。
9. インピーダンス·レベルは通常15kohmsの下に、許容される場合や、信号がフィルタリングせずにきれいに十分に見ていない場合にEEG記録を開始します。多くの場合、表示回数、そのインピーダンスに注意してください。時間をかけてオベので、いくつかの分インピーダンスが落ち着くまでの時間を与える。

3。ポリグラフのセンサーへの応用

1. あごの下に2つのEMG電極を付加することによって、レコードの筋緊張（EMG筋電図）。電極のアプリケーションの前に穏やかに肌を準備します。
2. 胸の上や肩の2つのECG電極を適用することにより、レコードのハートビート。潜在的なてんかん身体の動きを識別する必要がある場合は、肩の添付ファイルは便利です。電極のアプリケーションの前に穏やかに肌を準備します。
3. 前頭葉脳波電極（その後、追加の電極が必要とされていない）を持つか、目の外側の角の近くに接続された独立したEOG電極のどちらかのレコード眼球運動（眼電図、EOG）。最年少premiesでは、しかし、それは時々彼らの網膜が検出可能な電界を引き起こすのに十分な偏光ではないかもしれないので、瞼（このビデオには示されていない）に取り付けられたピエゾセンサーを使用するために必要になることがあります。 SKを準備します。電極のアプリケーションの前にそっとインチ
4. 腹部や胸部の上のトランクの周りにラップされている伸縮性に敏感な振動ベルトで呼吸の動きを監視します。トランスデューサは、録音中の呼吸運動を表示するタイトな十分な、まだ無制限の呼吸を可能にするのに十分緩んでいることを確認してください。自発呼吸のある児では、特別な注意が（も参照して呼吸運動を抑制しないように必要とされるhttp://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php ）。
5. 臨床的に必要に応じて、異常な動きを示すことが期待されている任意の体の一部にも動きに敏感なピエゾセンサーを追加します。
6. 全体赤ん坊がよく絵に見られるように脳波同期ビデオカメラを置きます。脳波研究の特定の部分の間に、人はそのような彼らの触覚刺激の間に手や足など、選択した体の部分に焦点を当てることを選択できます。

4。記録

1. 全体の録音セッション中に、信号品質に目を離さない、任意の信号が悪化した場合修正を行います。同様に赤ちゃんをフォローし、後でオフラインで脳波の解釈中に興味があるかもしれない任意のイベント（例えば、臨床症状、運動、薬物投与）の注釈を追加します。
2. 工芸品は、録音中に発生した場合、それらのトラブルシューティングを行うとすぐに記録の訂正を行います。多くの工芸品は、永久にEEG信号の後の使用を危険にさらす可能性があります。
3. 目を覚まし、アクティブな睡眠と静かな睡眠：脳波の研究では、すべての警戒状態の少なくとも一つのエポックを含むように個別に録音の長さを調整します。ほとんどの場合、これは40から90分かかります。
4. 赤ちゃんが眠ってもである場合（下のセクション5を参照）感覚刺激を実行します。静かな睡眠時間まで待機することが好ましい。
5. 脳波レコーディング·セッションの最後に、キャップやその他のセンサーを削除し、濡れた布で拭いて、赤ちゃんの頭皮からの過剰なゲルをきれいにします。</ LI>
6. 第一機械的に脳波キャップや他のアクセサリーをきれいにし、病院の指示に従って、それらを滅菌する。

5。感覚刺激

1. 若い未熟児のすべての感覚応答が長い（数秒）不応期を持っており、応答は短い刺激間間隔で、感覚皮質の他の進行中の脳波活動の存在下で急速に減少することに注意してください。したがって、 トレースを中止し活動 ^4-6を発揮する静かな睡眠中に行うことが最も簡単ですEEGは少なくとも数秒間は比較的静かでした瞬間に感覚刺激を提供します。可能であれば、自動的に脳波のトレースにマーク（トリガー）を生成する刺激装置を使用しています。まず触覚刺激、視覚刺激を行い、最後に赤ちゃんを覚ますことが聴覚刺激、。
2. 視覚誘発反応を調べるために、脳波のシステムに統合された装置を持つ単一の点滅を提供します。あなたは、Mまた、顔の上にトーチビームを移動させるように、任意の一時的な光を示すAYがつき。応答が容易に透明なインキュベーターの壁を介してのように、遠くからでも生成されます。いくつかの後頭部と頭頂部の電極の少なくとも1つの秒間の応答を観察します。
3. 体性感覚誘発反応を調べるために、赤ちゃんの手のひらや足裏に優しい触覚刺激を適用します。それは自動的に脳波トレースにマーク（トリガ）を生成するデバイスを使用すると便利です。手の刺激後の対（CとT）セントロ時空電極の応答を観察し、正中線（CZ）電極の足刺激後。それが刺激されたものと同様の応答を生成するため、後の分析を支援するために、脳波には自発的な四肢の動きを参照してくださいいつでも手動でアノテーションを追加します。
4. 聴覚応答を調べるために、このような赤ちゃんの頭の近くにパルマのような比較的低強度、とほぼすべての音を使用することができます。伝統的なホーンを使用することは避けてください刺激は、その高い音の強さは、多くの場合、運動アーチファクトをその後で、聴覚の活性化と睡眠覚醒の両方につながる。

6。分析

1. すでに脳波記録中に予備的な分析を開始します。 EEG信号（例えば、医療手順、異常な動きや、薬物投与）から明らかではありません臨床イベントの注釈を追加します。その後の識別が困難であるすべての脳波アーティファクト（例えば、指しゃぶり、ロッキングまたはタップ）で構成にも注意してください。彼らはオンラインで発生したとして、最後に、彼らはしばしば後に知覚することは困難です洞察を含むことができるように、予備的な考慮事項を追加します。あなたがアクティブで、静かな睡眠の両方を記録していることを確認し、感覚刺激の数と質が十分であること。
2. 新生児脳波の実際の、徹底した見直しが脳波所見が処理され、詳細に記述することができるワークステーションにオフラインで行われます。

7。代表的な結果</ P>

図1従来の脳波（左）とフィルタ処理されていない、フルバンド脳波の記録との比較。（FbEEG、右）。 FbEEG信号の著名な低速の変動に注意して、従来の脳波には存在しない[また、文献7-9を参照]。詳細については、説明を参照してください。

図2電極の数を加えることによって得られる情報の増加の比較。高密度（右）脳波は、それが可能な分析および/または別々に皮質領域を追跡することができます。この空間情報は、従来の8チャンネル（中央）記録で無視できる、と完全に共通の一つのチャンネル脳波モニタリング（左）で失われた。

ここに示されている方法で、新生児の脳波の記録は安全で、任意の赤ちゃんから、したがってなんとかで、日常のケアの手順¹に関連付けられて取り扱いを可能にする任意の条件でテストします。集中治療部は、機密脳波デバイスへの挑戦的な環境です。技術的に優れた品質の録音への鍵は、このビデオで示されているものとしてよく機能して密な配列脳波キャップの適切な使用である。 NICUの環境では、被験者のケアおよび診断手順を要求して受ける危篤状態、脆弱な赤ちゃんであるという点でユニークです。だけでなく、患者の安全性だけでなく、あなたのNICUにおける脳波研究の将来を確保するために、それはあなたの主要なNICUの連絡先との緊密な連携だけでなく、患者のケアに関わるすべてのNICUのスタッフとの信頼の高​​いレベルを持っている必要があります。

仔ラット^13から15と人間の赤ちゃん^5-7,10および動物モデルの両方で、最近の仕事はinfraslow周波数の優位性を強調している脳波のIES。彼らは容易にFbEEG技術（図1およびREF 8,9を参照）で見られているが、それらは永久にAC結合されているため、信号のコレクションの時にそれらをカットしている（AC結合アンプを使用して）従来の脳波では無視されたり歪んでいるアンプはハイパス（ローカット）フィルタとして動作します。これらのinfraslow活動の忠実な記録は、DC結合アンプで構成され、DC安定した記録の設定（謝辞を参照）、銀/塩化銀電極、塩化物含有ゲル¹⁶と同様に、上皮電位の適切な除去をします（詳細については、参照が必要です文献2,3,8と同様に、 http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php - >脳波ハードウェアの設定- >スキン準備中）。それは多くの他の臨床脳波キャップがあるため、その不適切な電極マットの不適切なている間私たちのプレゼンテーションで使用されるキャップは、レコーディングをFbEEGに完全に準拠していること、臨床状況で注目すべきです。erials（例えばスズ^）16および/ ​​またはカットと電極ホルダー設計（詳細については、文献で ​​も1,8を参照）に起因する貧困層の機械的安定性。

早期の早産児の脳の適切な評価やモニタリングは、自然と未熟な脳の活動自体の固有の特性を十分に理解し（上記参照）に基づいている必要があります。このようなアプローチは、主に現在の臨床実践や文学に欠けている。このニーズを満たすために、早産児のマルチモーダル神経生理学的評価のためのプロトコルは、我々の研究室で開発されました。本論文では一緒に発生神経生物学の最新知識を、神経生理学的手法で関連の進歩と同様に、小説臨床研究のための差し迫った必要性を橋渡しします。我々の仕事のhencesは（ベンチからベッドサイドと背面に）双方向の方法で実行されるトランスレーショナル研究のためのウィンドウを開きます。さらに、プロトコルの明確なデモでは、大規模なSCの会場を開くことを目指して正常のとらえどころのない基準を定義するための試験を含む臨床的に関連するデータセットのエールコレクション。

ヘルシンキ大学病院で臨床経験は、この種のi）のマルチモーダルの研究は急速に、II臨床ルーチンの不可欠な一部となっていることが示されている）彼らは大幅に新生児脳波の研究で関心を高め、及びiii）記録の進展ことしていることここに示されている技術は、任意の限られた、従来の脳波など容易に達成できるような録音のパフォーマンスを行った。最も重要なのは、脳の機能と構造を開発する間の関係を理解することが可能赤ちゃんはまだ外の世界¹⁷と通信することはできません時に脳の成熟を ​​評価することができます。開発の初期段階でより良い脳の治療は、健康と早産の赤ちゃんの生活の全体的な品質の永久的な増加につながる可能性があります。

利害の衝突が宣言されません。

我々は、そのアニメーション、グラフィックデザインだけでなく、すべての技術的な編集など映画の技術的な生産のために氏ジュリOjalaに感謝したいと思います。我々はまた、映画制作の準備の助けを彼らの赤ん坊がこのビデオで主演れるようにするには許可を与えた親だけでなく、看護師（特に氏Jarmoマキ）に感謝したいと思います。この作品は、ヘルシンキ大学病院、応用科学のヘルシンキ大学（Metropolia）、Juselius財団、Erkko財団だけでなく、小児科の財団（Lastentautientutkimussäätiö）から欧州共同体の第7次フレームワーク計画、欧州から実用的な、および/または財政支援を受けていますコミュニティFP7-PEOPLE-2009-IOF、グラント合意N°254235。

早産児を記録するのに適した高密度アレイ脳波キャップのメーカーは、連絡先の詳細についてはANT BVは、をご覧ください。 http://www.ant-neuroを。com。特に、我々のビデオで使用されているNicOne EEGアンプ（CareFusion、マディソン、アメリカ合衆国）本物のDC結合アンプではありません。 CareFusion（彼らの最新のアンプ）、ANTの神経（以下のメーカーは、DC結合され、臨床的に適切な脳波増幅器を提供（10月、2011）、現在実行www.ant-neuro.com ）EGI（ www.egi.com ）、BrainProducts（ wwwを。BrainProducts.com ）、Neuroscan（ www.neuroscan.com ）と同様に、SACS（ www.sacs.se ）。

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