对无语言能力患者进行疼痛测量具有挑战性。在本研究中，我们结合脑电图（EEG）记录与扁平探针刺激，以客观方式检测有害刺激诱发的脑部活动。
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方法文章
使用与脑电图耦合的平头探针测量新生儿伤害性刺激诱发的脑电活动
* These authors contributed equally
本文内容
摘要
摘要
疼痛是一种令人不适的感觉和情绪体验。对于无语言表达能力的患者，即使使用疼痛评估工具，测量疼痛也极为困难。这些工具往往具有主观性，或依赖于某些生理学间接指标，而这些指标在评估镇痛效果时存在特定局限性。由于大脑皮层的处理对痛觉感知至关重要，因此脑活动的测量可能为评估婴儿疼痛提供一种有效途径。本文介绍一种通过优化的新生儿脑电生理活动记录来评估伤害性感受的方法。为产生高度标准化且可重复的伤害性刺激，我们采用带有平头探针的机械刺激。 例如，针刺（PinPrick），不刺破皮肤且不会引起行为上的痛苦反应。伤害性刺激诱发电位可对无语言表达能力的患者进行伤害感受的客观测量。该方法可用于胎龄早至34周的新生儿。此外，还可应用于不同情境，如评估镇痛或麻醉药物的疗效。
引言
疼痛是一种与实际或潜在组织损伤相关，或以此类损伤来描述的不愉快的感觉和情绪体验1。个体无法用语言表达并不意味着其没有经历疼痛，但这使得对镇痛治疗效果的评估变得极具挑战性，例如在新生儿中即是如此2。目前采用多种行为和生理指标来评估无语言表达能力患者的疼痛。多年来已开发出不同的评估量表，其选择取决于刺激类型、胎龄以及新生儿所处的环境3,4,5。这些疼痛评估工具要么依赖于评估者的主观判断，要么需要依赖次要的生理指标。
在本视频中，我们介绍一种通过优化用于新生儿的电生理记录来评估伤害性感受的方法。伤害性感受定义为神经系统对有害刺激进行编码的神经过程。因此，量化伤害性感受是一种优雅且客观的方法，可用于确定无语言表达能力个体的神经传入活动。此外，通过脑电图（EEG）检测到的皮层活动与有害刺激的强度相关5,6。
本文介绍的方法结合了脑电图（EEG）记录与由平头探针产生的有害机械刺激（也称为针刺刺激7
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方案
该研究已获得瑞士西北伦理委员会（EKNZ 2015-079）的批准，并在测量前获得了参与者家长的知情书面同意。
1. 准备
- 确保婴儿处于安静状态。记录过程中应保持安静且无吸吮动作，以避免运动伪迹。婴儿可以处于睡眠状态9。
- 使用卷尺测量新生儿的头围，以确定脑电图（EEG）帽的尺寸。
- 确定有源电极位置：通过皮肤标记笔标出鼻根点与枕外隆突之间的中点，以及左右耳前点之间的中点，该交点即为Cz/头顶位置。电极定位方法参见图1。
- 确定接地电极位置：右侧前额（Fp2），以及参考电极位置：左侧乳突（A1）。
- 使用棉签蘸取消毒剂清洁电极放置部位（Cz、Fp2和A1）。若毛发较多，需分开毛发以暴露头皮。
- 使用棉签蘸取脑电图准备膏轻轻擦拭电极部位，以降低阻抗。
- 将带有电极的脑电图帽放置于新生儿头部。
- 使用带有短塑料针头的注射器向电极内注入导电脑电图凝胶，以优化电极与头皮之间的接触。
- 调整电极，直至阻抗低于50 kΩ，具体操作请参照设备制造商的建议及已发表的指南12。
- 放置摄像头以记录新生儿的面部表情。
- 将平头探针连接至固定在....
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结果
图1 是使用改良国际10/20电极放置系统进行电极定位的示意图。图2 显示了在对新生儿右手施加一次有害刺激（使用平头探针，作用力为32 mN）前后不久记录到的脑电活动，刺激操作如实验方案中所述（图2A）。伤害性刺激诱发的反应在刺激开始后约300 ms（时间0）可见。图2B 展示了对同一名患者施加50次32 mN力刺激后的平均反应。注意，当施加更多刺激时，伤害性刺激诱发的电位会更加清晰。如图2C 所示，可使用伍迪滤波（Woody filtering）来校正反应潜伏期中的轻微变异。预定义模板11（以红色显示）被投射到脑电信号上，用于计算伤害性刺激诱发反应的幅度。
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讨论
本文介绍了一种通过脑电图记录结合平头探针刺激器施加实验性有害刺激，以客观测量新生儿有害刺激诱发脑活动的方法。该技术可用于多种临床环境以检测伤害性感受， 例如 对于新生儿等非语言人群，整个研究过程可在15分钟内完成，包括放置婴儿、识别、准备和安放电极，以及最终施加并记录50次有害刺激。这些刺激不会引起婴儿的行为痛苦，该方法为评估婴儿的伤害性感受提供了一种客观的手段。
在本研究中，我们使用了施加32 mN轻度力的平头探针刺激。在新生儿中也可使用64 mN或128 mN的较大力量，但可能因肢体回缩而增加运动伪迹。我们注意到，在本研究中新生儿对32 mN的刺激耐受良好，未出现肢体回缩，而128 mN的刺激则引起双侧反射性回缩6。已有研究表明，伤害性诱发电位的幅度随平头探针刺激力量的增加而增大（32 mN与64 mN相比）6,14。Verriotis等人显示，1岁儿童的事件相关顶点电位幅度高于新生儿，并且疼痛评.......
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
作者谨此感谢 Caroline Hartley 和 Rebeccah Slater（英国牛津大学儿科系）对本文的审阅，以及 Walter Magerl（德国海德堡大学曼海姆生物医学与医学技术中心（CBTM）神经生理学系）在技术设备和专业知识方面提供的支持。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| Easycap | EASYCAP GmbH | AC-32-C | 适用于34和36号婴儿的EEG帽 |
| actiCAP | Brain Products GmbH | BP-04243-SIG | 有源电极 |
| ImpBox | Brain Products GmbH | 阻抗测量 | |
| V-Amp | Brain Products GmbH | 脑电图记录设备 | |
| 针刺刺激的接触触发装置 | MRC Systems GmbH | ||
| PinPrick 刺激器套装 | MRC Systems GmbH | ||
| 脑电图准备膏 | USB 药房 | 含有氯化钠、浮石、丙二醇 | |
| SuperVisc | EASYCAP GmbH | 用于主动电极的电解质凝胶 | |
| Brain Vision Recorder | Brain Products GmbH | ||
| Brain Vision Analyzer | Brain Products GmbH | ||
| 使用 EEGLAB 的 MATLAB | 加州大学圣地亚哥分校斯沃茨计算神经科学中心 | 用于脑电图处理，包括对所有脑电图片段进行平均 |
参考文献
- Bonica, J. J. The need of a taxonomy. Pain. 6 (3), 247-248 (1979).
- Duhn, L. J., Medves, J. M. A systematic integrative review of infant pain assessment tools. Adv Neonatal Care. 4 (3), 126-140 (2004).
- Witt, N., Coynor, S., Edwards, C., Bradshaw, H.
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