使用与 EEG 耦合的平尖探针测量新生儿疼痛诱发的大脑活动

所有涉及人类参与者的程序均已按照机构、国家和国际人类福利指南执行，并已由当地机构审查委员会审查。

1. 准备工作

1. 确保婴儿安顿下来。它应该是安静和稳定的，在录制过程中不会因为运动伪影而产生吸吮动作。婴儿可以睡着了。
2. 用卷尺测量新生儿的头围，以确定脑电图 （EEG） 帽的大小。
3. 通过用皮肤记号笔标记 nasion 和 inion 之间的中间点以及左右耳前点之间的中间点来识别活性电极位置:Cz / 顶点位置。有关电极的定位，另请参见图 1。
4. 确定接地电极的位置:右前额 （Fp2） 和参比电极:左乳突 （A1）。
5. 使用棉签用消毒剂清洁电极部位（Cz、Fp2 和 A1）。如果头发很多，请将头发分开以观察头皮。
6. 使用棉签用 EEG 制备糊轻轻擦洗电极部位，以降低阻抗。
7. 将带有电极的脑电图帽放在新生儿的头部。
8. 使用带有短塑料针头的注射器将导电脑电图凝胶注射到电极中，以优化电极与头皮之间的接触。
9. 按照制造商的建议和发布的指南中的说明调整电极，直到阻抗低于 50 kΩ。
10. 放置摄像头以记录新生儿的面部表情。
11. 将平头探头连接到固定在脑电图记录设备上的接触式触发装置。当平头探针达到皮肤上的标称力时，接触式触发装置会产生触发信号。该信号被发送到计算机，用触发标记标记 EEG 记录。

2. 测量

1. 选择研究名称以存储数据。
2. 添加在线带通滤波器:
   1. 显示过滤器:
      低截止滤波器:频率:1 Hz
      高截止滤波器:频率:70 Hz
      陷波滤波器: 50 Hz
      采样率:2000 Hz
3. 开始脑电图和视频录制。
4. 将新生儿的右手保持在水平位置。刺激也可以应用于不同的部位，例如脚，这将导致比手的潜伏期更长，详情请见 3.7。
5. 首先，记录背景 EEG 活动。当握住新生儿的手时，手动注释 EEG 记录以记录未施加刺激且婴儿休息的时期。
6. 根据研究设计，在新生儿的右手进行所需量的平尖探针刺激。在我们的实验设计中，将平尖探针刺激的数量设置为 50。小心使用垂直于新生儿手的平头探头，这样尖端就不会弯曲，并施加正确的力。使用至少 2 到 3 秒的刺激间隔 （ISI） 执行平尖探针刺激，以避免求和。
7. 停止所有录制。
8. 记录实验设置详细信息。

3. 数据分析

1. 使用 1 Hz 的高通滤波器和 30 Hz 的低通滤波器离线过滤原始 EEG 数据。
2. 以 1,500 毫秒的纪元（刺激开始前 500 毫秒到刺激开始后 1,000 毫秒）对数据进行分割。
3. 对刺激前区间进行基线校正。
4. 目视检查后，手动拒绝包含伪影（例如运动伪影和噪声）的 EEG epoch。
5. 平均 EEG 时期（分别用于背景和刺激反应）。
6. Woody 对刺激开始后时间窗口 0 - 1,000 ms ± 50 ms 的最大抖动数据进行过滤。这允许婴儿之间的潜伏期差异。分别对背景和刺激反应执行此作。
7. 将有害诱发的大脑活动的模板投射到数据上，以确定每个单独试验中有害诱发反应的程度。该模板描述了有害诱发反应的特征波形，幅度反映了个体试验中这种有害诱发反应的数量。
   注意:投影模板的时间窗口取决于婴儿的年龄和刺激位置。如果对手部施加刺激，则感兴趣的时间窗口为刺激后 200 - 500 毫秒。如果刺激施加到脚上，那么感兴趣的时间窗口是刺激后 400 - 700 毫秒。请注意，此模板仅针对妊娠 34 至 43 周的婴儿进行了验证。
8. 检查与背景脑电图相比，使用模板计算的刺激后有害诱发大脑活动的大小是否显着更高。
9. 之后使用新生儿面部编码系统分析行为面部表情（相机与脑电图记录相关联）。

图 1: 使用改进的国际 10/20 电极放置系统的电极定位的图示表示。