本文介绍了一项可行性研究，旨在评估便携式振幅整合脑电图（aEEG）记录系统在疑似缺氧缺血性脑病（HIE）婴儿转运过程中的应用效果。
本文内容
摘要
摘要
有缺氧缺血性脑病（HIE）风险的新生儿需要尽早识别并启动亚低温治疗（TH）。越早开始TH治疗，预后越好。在决定是否启动TH时，常使用振幅整合脑电图（aEEG）进行评估。由于aEEG通常仅在三级医疗中心可用，若新生儿需转运至提供TH治疗的中心，则可能导致治疗延迟。本研究旨在提供一种振幅整合脑电图（aEEG）的应用方法，并评估在转运过程中获取具有临床意义信息的可行性。所有胎龄≥35周、在转诊时存在HIE风险的新生儿均符合纳入条件。在婴儿头皮上按照C3-C4和P3-P4位置放置头皮电极，并连接至aEEG放大器。该aEEG放大器进一步连接至配备脑电图软件的临床平板电脑，用于采集和分析aEEG数据。记录结果由首席主要研究者及两名独立评审员（设盲）对背景波形和干扰伪迹进行评估。数据质量的预设标准包括运动伪迹和软件提示的阻抗异常。医疗人员和家长均填写了关于设备可接受性和操作便捷性的调查问卷。
引言
出生前后脑部供氧或血流受损可导致脑损伤（缺氧缺血性脑病；HIE）。这是足月新生儿死亡和残疾的主要原因1。据报道，HIE 的全球发病率为每 1000 次分娩中发生 2 例，在中低收入国家可能更高。在西澳大利亚，每年约有 50 名新生儿被临床诊断为 HIE（2022 年活产数为 32308，发病率约为每 1000 次分娩 1.5 例2）。
缺氧缺血性脑病（HIE）的诊断依据包括出生时的情况、婴儿血液酸碱平衡的变化（来自脐带血或出生后婴儿的血液）以及神经系统状态的改变3。对于中度或重度HIE，治疗方法为全身低温治疗，体温维持在33–34 °C。治疗开始得越早，婴儿神经系统的预后可能越好3,4,5。振幅整合脑电图（aEEG）是评估和监测的重要组成部分，但在许多地区，该技术仅在三级医疗中心可用。将电极（符合EEG安全标准的DIN连接器或DIN 42802，针脚直径1.5 mm）插入头皮，以测量和记录大脑的电活动。电极随后连接至放大器，放大器再连接至临床用平板电脑，用于显示和记录脑电波活动。aEEG可提供有关脑电活动的信息，并有助于HIE的诊断6。结合神经系统检查与aEEG，可提高识别中度或重度HIE患儿的能力7,8,9。
西澳大利亚新生儿急救转运服务（NETS WA）每年为约1100名患病新生儿提供重症监护转运服务。当地医院的医护人员可通过免费电话联系NETS WA，并立即通过电话会议与新生儿专科医生和护士取得联系，以申请转运。NETS团队通过专用公路救护车或固定翼飞机前往，配备有专门设计的重症监护转运设备床。转运团队抵达转出医院后，将对婴儿进行评估，并持续或升级治疗措施。随后，团队将婴儿转运至州首府珀斯的三级新生儿重症监护病房（NICU）。由于西澳大利亚地区转出医院与集中化专科医疗服务机构之间的距离通常较远10（最远距离达1381英里），出生后可能需数小时才能实施振幅整合脑电图（aEEG）监测，从而导致治疗延误。
已为重症监护室设计了许多监测系统，但由于其体积和功耗要求，在转运环境中并不实用。病房使用的设备容易受到运动伪影的影响，可能在转运过程中记录到质量不足的数据。动态脑电图（EEG）放大器技术最初主要设计为患者在家中佩戴，可连接至装有脑电检测软件的计算机平板设备，并可在新生儿转运期间使用11。新生儿转运团队可携带该设备前往疑似缺氧缺血性脑病（HIE）患儿所在处。该软件可通过便携式互联网上行链路和基于网页的查看器实现远程查看。目前尚无关于在转运环境中使用振幅整合脑电图（aEEG）的适用性或可读性的报道。
在HIE婴儿转运过程中应用和监测aEEG此前尚未见报道，且目前尚无其使用的现有方案。在转运环境中，尚无证据支持其可行性和实用性。我们提出了一项新生儿转运中使用aEEG的方案，旨在评估出生后需要转运的HIE婴儿中aEEG是否可行，并能否提供可读的临床信息。
方案
本研究经儿童与青少年健康服务部（CAHS）人类研究伦理委员会（HREC，批准编号 RGS0000004988）批准，并遵循《赫尔辛基宣言》的原则。
1. 确定纳入研究的患者
- 转诊时确定婴儿是否符合研究入组资格。任何因疑似缺氧缺血性脑病（HIE）需要转运的婴儿均有资格参与本研究。
- 使用标准化诊断标准12识别疑似HIE婴儿：
- 确认胎龄是否 >35周。
- 确认是否为出生后 <6小时。
- 检查是否存在窒息证据，定义为符合以下四项标准中的至少一项：
- 检查是否存在可能导致HIE的急性围产期事件（例如胎盘早剥、脐带脱垂、严重的胎儿心率异常）。
- 检查10分钟时Apgar评分是否 <6，或出生后10分钟是否仍需持续进行正压通气±胸外按压复苏。
- 检查出生60分钟内脐带血pH是否 <7.0，或碱剩余（BE）是否 >12 mmol/L（如可进行血气分析）。
- 若无法获取脐带血pH值，则检查出生60分钟内动脉血pH是否 <7.0，或碱剩余（BE）是否 >12 mmol/L（如可进行血气分析）。
2. 获得家长的同意
- 到达后，向家长寻求口头同意，以使用该设备，并进行关于使用该设备可接受性的调查。
- 向家长提供信息告知单，其中包含知情同意所需的全部信息。
- 确保家长理解相关信息，并有机会提出任何问题。
- 在获得口头同意后的72小时内获取书面同意。
3. 向转运医生和护士请求同意
- 向转运医生和护士征求同意，以便向他们发送关于其在转运过程中使用振幅整合脑电图（aEEG）经验的调查问卷。
4. 振幅整合脑电图（aEEG）应用
- 根据标准指南将 aEEG 电极针插入婴儿头皮13。
- 测量并定位解剖标志：矢状缝和耳屏。
- 将电极测量带（图 1）垂直贴于头部，并与面部保持平行。
- 调整定位辅助工具上的字母/符号，使两个位置的字母/符号一致（图 1）。
- 使用手术笔在测量带两侧标记电极位置（图 2）。
- 让头发自然分开，或使用无菌水和棉签棒将头发从标记位置垂直分开，再用纱布擦干。
- 使用 1% 氯己定/酒精棉片清洁皮肤，并待其自然干燥。
- 绷紧皮肤，以 30° 角插入针头，传感器导线朝上。
- 使用无菌胶带和 Chevron 法（图 3）固定皮下针电极14。
- 对其他针电极插入点重复上述步骤。
- 若头皮毛发浓密，可在针头插入部位周围使用皮肤准备棉片，并在贴胶带前确保完全干燥。
- 确保所有针头和导线朝向一致。
- 将参考电极置于胸部（前侧或后侧）、肩部背面或颈后部区域。
- 使用 C3/C4 和 P3/P4 配置将电极连接至 aEEG 放大器（见 图 4）。
5. 设置脑电图放大器和平板电脑
- 使用以太网电缆将放大器连接到平板电脑；连接概览如图5所示。
- 打开平板电脑并登录。
- 进入Acquire Pro应用程序。系统将自动应用默认的新生儿配置。
- 将阻抗的默认设置从5 KΩ更改为10 KΩ。
- 按下开始记录，系统将自动创建一个患者ID。
- 点击EEG 标签以观察实时波形。
- 将临床用平板电脑固定在婴儿床旁。使用Mansell新生儿转运床或Voyager转运培养箱转运婴儿（图6和图7）。平板电脑在婴儿床上的位置取决于所使用的转运床类型（见图8）。
- 若使用飞机转运，请将平板电脑从婴儿床上取下并用手持握。
转运期间的振幅整合脑电图监测。
- 转运过程中，需在平板软件上记录可能引起伪影、临床状况变化或惊厥的任何活动。使用平板上的按钮标记重要事件，包括惊厥、患者护理、上下车、起飞和降落。
- 对于惊厥等持续性临床事件，应标记其持续时间；事件结束后，再次按压同一按钮以结束标记。对于非持续性事件，仅需按压一次按钮以生成时间戳。
- 抵达接收医院后，将婴儿转移至重症监护病床。断开头皮电极与研究用放大器的连接，并将其转移至新生儿重症监护室（NICU）的振幅整合脑电图（aEEG）监测仪上，按照科室规程继续记录。
注意：负责治疗的临床医生必须对aEEG波形保持盲态，不得依据aEEG波形做出急性临床决策。
7. 数据解读
- 除脑电图外，记录人口统计学和转运信息。
- 使用 Centrum 应用程序下载 aEEG 脑电图记录。
- 确保 aEEG 记录由 CPI 及两名具有 5 至 20 年新生儿 aEEG 判读经验的独立评估人员进行审阅。
- 对评估人员设盲，使其无法获知临床信息和脑电图记录。
- 将记录分割为 15 分钟的片段，并统计伪迹片段的数量。若三位“专家”中有两位一致认为某一片段存在伪迹，则该片段被判定为伪迹。运动伪迹的发生以任意设定的 100 µV 为判断阈值。
- 以 8 Hz 的采样率从 C3-C4 电极下载每条记录的原始数据。
注：阻抗（Z）是指电流流动的阻力，用于评估皮肤电极接触质量和导联运动伪迹。低且相等且稳定的阻抗可确保最佳的 aEEG 质量。软件系统会以离散通知形式记录阻抗值，当阻抗 >10 KΩ 时触发提示。每条记录的阻抗幅值和次数均被记录。 - 在转运结束后，使用电子数据采集平板应用程序完成医护人员和家长的问卷调查。
注：本研究计划招募 20 例疑似 HIE 患者并收集其数据。
8. 分析
- 使用中位数（四分位距；IQR）记录并呈现人口统计学、转运及振幅整合脑电图（aEEG）的描述性数据。
- 将伪影表示为总记录时间的百分比。运动伪影以总记录时间的平均值（标准差；SD）百分比进行描述。
- 将阻抗（Z）表示为平均数值（范围），阻抗幅度表示为中位数（IQR），单位为千欧姆（KΩ）。
- 将记录定义为在80%的时间内无总伪影和运动伪影，且无阻抗异常。
注：本方法中呈现的代表性结果以中位数和四分位距表示，中位数之间的比较采用Mann-Whitney U检验。
结果
介于1st 2022年9月和5th 2023年6月，西澳大利亚共有25名疑似患有缺氧缺血性脑病（HIE）的新生儿被转运，符合纳入标准。其中，20名婴儿获得知情同意并被纳入研究，且在转运过程中成功应用了振幅整合脑电图（aEEG）。共有5名患儿未被纳入研究，其中3例因错过知情同意时机而未能招募。1例因设备自动启动软件更新而无法使用；1例因患儿无HIE风险，被认为不符合纳入标准。在20名纳入研究的婴儿中，12名（12/20；60%）为男性，8名（8/20；40%）为女性。13名婴儿（13/20；65%）主要通过固定翼飞机转运，7名（7/20；35%）通过陆路转运。总共记录了38小时的aEEG数据。开始记录时的中位出生后年龄为5.7小时（3.9–6.5小时）。与陆路转运相比，通过固定翼飞机转运的婴儿开始aEEG记录的时间分别为8.9小时（6.2–10.8小时）与4.2小时（3.0–5.5小时）；p = 0.0048。每名患儿记录的脑电图数据中位持续时间为1.9小时（1.6–3.1小时），范围为0.9–6.4小时。在20次记录中，有16次未出现阻抗警示。其余4次记录平均每例（范围）出现4次（1–6次）阻抗警示。尽管如此，所有记录均包含可分析的信息；示例如下所示 图9该技术得到了家长和工作人员的认可。
图1：测量软尺时解剖标志点的定位。 使用电极测量软尺，确定耳屏（A）和矢状缝（B），并确保软尺对齐，使字母标记对应一致（如图中模型所示，此处为“C”）。 请点击此处查看该图的放大版本。
图 2：确定电极放置位置。 将测量软尺准确对准解剖标志点后，使用记号笔在箭头两侧标记电极位置。请点击此处查看该图的放大版本。
图3：电极插入。 将电极皮下插入并置于尾侧，使用SteriStrips人字形技术进行固定。请点击此处查看该图的放大版本。
图 4：电极连接至 aEEG 放大器上的相应位置。请点击此处查看此图的放大版本。
图 5：振幅整合脑电图（aEEG）装置设置与连接示意图。 电极连接至婴儿和（A）放大器。放大器随后连接至（B）移动设备，该设备运行aEEG分析软件。请点击此处查看该图的放大版本。
图6：曼塞尔婴儿床。 请点击此处查看此图的放大版本。
图7：Voyager转运床。请点击此处查看此图的放大版本。
图8：平板固定于转运暖床且便于转运团队查看。 (1) 显示连续脑电波形的振幅整合脑电图（aEEG）平板，(2) Trackit T4 aEEG 放大器，(3) 模拟人头部的 aEEG 头皮电极，(4) Mansell 转运暖床，以及 (5) 生命体征监护仪。 请点击此处查看该图的高清版本。
图9：来自在线Stratus EEG分析软件的两名患者的aEEG轨迹示例。 Y轴为电振幅（µV），X轴为日期和时间，以5分钟为间隔。两条轨迹的时间基准均为30 mm/s，灵敏度均为70 µV/cm。轨迹由“专家”解读的C4-C4、P3-P4导联组合而成。（A，B）患者A通过陆路转运，患者B通过航空转运。请点击此处查看该图的放大版本。
讨论
这项创新性研究描述了在出生后不久需要转运的疑似缺氧缺血性脑病（HIE）婴儿中应用振幅整合脑电图（aEEG）并进行早期数据采集的过程。此前尚未见有关在新生儿转运过程中应用aEEG的报道。aEEG已在一些新颖的情境下得到应用，例如在巴西通过远程医疗神经重症监护会诊进行远程监测，以及在儿科急诊科15,16。
aEEG 针状电极的应用方法与“静态”新生儿重症监护中所使用的方法类似17，将其放置于头皮上以获得最佳的 aEEG 信号。在新生儿转运环境中，该设备的放置位置可能因转运暖床的配置不同而有所差异。在20例病例的转运过程中，未出现头皮上电极针放置相关的问题，也未观察到额外的创伤或出血。曾有一次记录到电极针发生移位，但其发生频率并不高于在“静态”NICU环境中正常活动的婴儿中所见。所有 aEEG 记录均通过以太网电缆将临床平板电脑连接至放大器完成。该设备具备蓝牙无线功能，这是下一步方法优化的方向，但需在飞机环境中进行测试。
aEEG 的主要局限性在于其输出结果具有主观性和解释性，误判的风险不容低估18。在本研究方法中，我们结合了专家共识评审、轨迹时间 > 100 µV 以及阻抗的数量和幅度进行判断。为简化“专家”之间的判读，轨迹被划分为 15 分钟的片段。每个片段均评估其背景模式，并对整段轨迹进行整体评估，无任何部分被遗漏。若三分之二的“专家”认为 aEEG 基线解释属于伪迹，则该判断即被采纳。由于 aEEG 解读缺乏客观评估标准，采用此种共识方法可确保轨迹具有充分的可读性。人类脑活动在 aEEG 标度上的正常范围为 10–25 µV；选择 >100 µV 作为阈值，是因为持续高于此值的信号更可能与非生物性活动相关（例如外部运动）。阻抗作为衡量电信号阻力的标准指标被纳入评估。我们认为，这些指标的结合可提供对 aEEG 轨迹的全面评估。
这些方法存在一些局限性。本研究最初设计时计划同时包含视频和脑电图（EEG）记录。但在本研究进行期间，摄像设备不可用，因此我们无法评估在转运过程中视频记录的功能性。为了进一步优化该方法，未来将在婴儿床旁安装摄像机，以同步记录婴儿的活动和脑电图，这可能有助于在转运过程中识别癫痫发作。目前，振幅整合脑电图（aEEG）尚无法进行客观回顾。我们认为，本研究中用于证明可行性的替代性评估指标是可靠的。随着机器学习与人工智能的发展，未来可能有更客观的方法被开发并整合到软件中，以实现明确的评分19。
当前的平板设备不具备移动功能。西澳大利亚新生儿急救转运服务（NETS WA）正在升级为支持5G SIM卡的设备，可通过软件云将数据传输至接收医院。在转运过程中，专家可随时访问并查看振幅整合脑电图（aEEG）波形，但在飞行期间除外，此时仅高级住院医师可查看这些信息。
该方法具有独特性，此前尚未见报道；其与“静态”NICU中的技术存在一些相似之处，但也有重要区别。由于对转运过程中婴儿脑功能的研究极为有限，该技术在临床和科研方面均具有重要意义。在围产期窒息的诊疗中，早期临床决策和预后评估至关重要，那些未在三级医疗机构出生的婴儿也应获得同等机会。在转运过程中应用振幅整合脑电图（aEEG），可实现对缺氧缺血性脑病（HIE）婴儿的早期识别与预后评估、惊厥发作表现以及远距离监测的研究。该技术还有助于优化需要在转运期间接受镇静治疗婴儿的神经功能监测。
总之，在新生儿转运过程中使用振幅整合脑电图（aEEG）是可行的，并且能够提供足够的数据用于临床判读。在时间紧迫的临床状况（如缺氧缺血性脑病HIE）下，能够尽早做出临床决策至关重要。未来的研究应关注如何利用实时aEEG波形并结合转运过程中的视频监测来检测惊厥，从而通过新技术改善患者预后。
披露
作者们没有需要披露的利益冲突示例。 Kvikna ehf. 冰岛雷克雅未克和 Temple 医疗与科学公司，澳大利亚新南威尔士州悉尼，未参与本研究的设计、分析或结果解读，但资助了出版费用。
致谢
我们感谢珀斯儿童医院基金会为本项目购买脑电图设备提供的慷慨支持。 我们感谢Gardar Thorvardsson（Kvikna）和Ieesha Sparks（Temple Medical and Scientific）在本研究项目技术方面提供的支持。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| Stratus EEG Centrum，适用于 Microsoft Windows 的 Acquire Pro 软件 | Stratus Software Solutions LLC Kvikna Medical Lyngháls 9 110 Reykjavik 冰岛 | 版本 4.2 | |
| Trackit T4PCU24+8 | Lifelines Neuro 7 Clarendon Court Over Wallop StockBridge Hants，英国 | 序列号：T4-170046 编号：4 C169 | |
| 超细皮下针电极 | Natus 3150 Pleasant View Road Middleton WI 53562 美国 | 019-476600 | 14 mm x 0.38 mm SST 针式电极 DIN 42802 连接器 |
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