Name: Las mediciones electrofisiológicas y Análisis de la nocicepción en los bebés humanos (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-12-20T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 18 s
Description: Aprende a registrar la actividad nociceptiva cerebral y medular en bebés humanos mediante técnicas de EEG y EMG. Este método electrofisiológico permite caracterizar respuestas al dolor en el sistema nervioso en desarrollo.

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Este trabajo fue financiado por el Wellcome Trust.

Antes de que los estudios pueden llevar a cabo la aprobación de los bebés y ética informado por escrito consentimiento de los padres debe ser buscada. En este estudio la aprobación ética se obtuvo de la University College Hospital Comité de Ética e informado consentimiento por escrito de los padres se obtuvo antes de cada procedimiento. Este estudio se ajustaba a las normas establecidas por la Declaración de Helsinki y las directrices de Buena Práctica Clínica. 1. La recolección de datos - Configuración <ol><li> Realizar un mínimo de 16 individuales desechables EEG Ag / AgCl taza en la cabeza del bebé después de la piel preparando de acuerdo con el sistema de electrodos 10-20 de colocación (fig. 1A). Cobertura más amplia se puede lograr usando una tapa de EEG con electrodos incorporados. El uso de una tapa de EEG hace el proceso más rápido y menos perjudicial, especialmente en lo que se preparan con electrodos inductivos gel antes de colocar la tapa en la cabeza. La aplicación de electrodos desechables EEG requieremás tiempo y habilidad, pero generalmente resulta en una mejor grabación. Considere la posibilidad de reducir el número de electrodos si el acceso a los lactantes es limitada, pero siempre se usan electrodos línea media (Cz, CPZ y FCZ). Use FCz como el electrodo de referencia para la grabación. </li><li> Utilice pasta conductora EEG para optimizar el electrodo / piel de acoplamiento eléctrico. </li><li> Colocar una red elástica sobre los electrodos para mantenerlos en su lugar. </li><li> Ate los cables-electrodos para disminuir al mínimo las interferencias eléctricas. </li><li> Coloque un electrodo de masa en el pecho o la cabeza. </li><li> Colocar los electrodos EMG en el bíceps femoral de ambas piernas después de la piel preparando (fig. 1B). </li><li> Para grabar la actividad de ECG llevar a cabo una electrodos de ECG en el cuerpo después de la piel preparando (un electrodo en el lado izquierdo del pecho, uno en la derecha y usar el electrodo de masa igual que para el EEG). </li><li> Coloque un transductor de movimiento en el abdomen para medir la respiración. </li><li> Colocar una sonda de oxímetro de pulso en el piepara medir la saturación de oxígeno y frecuencia cardiaca. Asegúrese de que la sonda se fija en su lugar y que una señal continua se registra sin interrupciones. La sonda de oxímetro tiene que ser colocado en el pie que es contralateral al pie que tiene la intención de estimular. </li><li> Establecer una cámara de vídeo montada en un trípode para enmarcar la cara del niño para que los cambios en la expresión facial se puede grabar. </li><li> Colocar un diodo emisor de luz (LED) en el marco de la cámara. El LED está relacionada con el circuito de tiempo para que parpadea cuando la estimulación se presenta para sincronizar el EEG, EMG y grabación de vídeo. </li></ol> 2. La recolección de datos - registro <ol><li> Iniciar la grabación de vídeo. </li><li> Iniciar la grabación de la oximetría de pulso. </li><li> Inicio EEG / EMG grabación. </li><li> Espere hasta que el niño está resuelto. </li><li> Mantenga el pie como si se realiza una punción del talón y marcar manualmente caso de que el EEG y EMG. Esta época va a ser utilizado para identificar una parte del fondo de control de EEGy EMG. </li><li> Aplicar la estimulación táctil con ligeros golpes en un tapón de goma que se une al brazo de un martillo contra la superficie del tendón del talón. Estimular el pie que no está conectado a la oxímetro de pulso. Cuando el bebé se estimula el EEG / EMG y grabación de video debe ser marcada por eventos con el fin de identificar el momento en la grabación cuando la estimulación se llevó a cabo. La estimulación táctil puede evento marcado por la conexión de un jefe de impedancia para el martillo del tendón que une el estimulador electrónico al equipo de grabación. La grabación de vídeo es un evento marcado por el flash LED. Toques repetidos pueden ser aplicadas y que el estímulo puede ser aplicado a diferentes regiones del cuerpo, es decir, el hombro </li><li> Aplicar un control de la estimulación no nocivos al girar la lanceta de 90 grados y ponerlo contra el pie de modo que cuando la hoja de resorte se libera, no entra en contacto con la piel. Este evento puede llevar mucho tiempo encerrado con un acelerómetro conectado a la superficie superior de la tse lanza. El acelerómetro detecta la vibración que se produce cuando la hoja está en libertad. </li><li> Realizar la punción del talón clínicamente esenciales de conformidad con la práctica clínica en la unidad neonatal. Espere hasta que la actividad EEG se resuelva antes de realizar la punción del talón. El tiempo de bloqueo de la punción del talón se puede realizar en la misma forma que para el control de la estimulación. Después de la punción del talón, no apriete el pie durante al menos 30 segundos para asegurar que las respuestas se registran únicamente por la lanza. </li><li> Asegúrese de que la cantidad necesaria de sangre se recoge y se preparan las muestras para análisis clínicos. </li><li> Guardar los datos y dejar todas las grabaciones. </li><li> Registrar la información demográfica del niño y los detalles experimentales y los de entrada en una base de datos para un almacenamiento seguro y de referencia en el futuro. </li><li> Repita este procedimiento en la muestra necesaria de los niños. En este ejemplo el número de niños = 23. </li></ol> 3. Análisis de datos de EEG <ol><li> Crear épocas de EEG 1,7 segundos que corresponden a cada estimulación táctil, control y la lanza y el fondo del EEG. Las épocas deben comenzar 0,6 segundos antes de cada evento. El número de épocas que corresponden a cada modalidad debe ser el mismo. </li><li> Línea de base correcta las épocas restando la señal de línea de base media y alta filtro de paso que en el 0,1 Hz. </li><li> Considere las épocas registradas en CPZ o Cz para su posterior análisis y excluir a las épocas que fueron contaminados por artefactos de movimiento. Artefacto movimiento se define como un cambio en la amplitud mayor que 50μV en menos de 50 ms. </li><li> Alinear las huellas de corregir la latencia fluctuación entre 50 y 300 ms post estímulo y Análisis de la conducta de Componentes Principales (PCA) en este intervalo de tiempo para identificar el potencial táctil (es decir, la actividad EEG en relación con la estimulación táctil). Considere la posibilidad de las épocas que las variables y el tiempo de los puntos de las observaciones. PCA descompone las épocas de EEG en formas de onda básicas, llamadas componentes principales (PC) y representan la variación sistemática en la amplitud de la señal a través de los puntos de tiempo. </li><li> Ejecutar un análisis de varianza (ANOVA) en los pesos de cada uno de los primeros 2 PCs para determinar qué PC representa el potencial táctil. Esta será la PC cuyos pesos fueron significativamente mayores tras la estimulación táctil en comparación con el fondo del EEG. </li><li> Alinear las huellas para corregir fluctuaciones de latencia entre 300 y 700 ms post estímulo y la conducta de PCA en este intervalo de tiempo. </li><li> Ejecutar un modelo lineal de los pesos de cada uno de los primeros 2 PCs para determinar qué PC representa el potencial nociceptivo-específicas. Esta será la PC cuyos pesos fueron significativamente mayores estímulos nocivos siguientes en comparación con la estimulación táctil y el fondo del EEG. </li></ol> 4. EMG de análisis de datos <ol><li> Calcular la raíz cuadrada media (RMS) de la señal de EMG en la estimulación primer post 1000 ms para el control y estímulos lanza. </li><li> Realizar una prueba de la t delos valores RMS para determinar la nociceptivas específicas de retirada reflejo espinal. </li></ol> 5. Resultados representante <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig1.jpg"> <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig2.jpg"> . Figura 2 (A) Entre los ejemplos de las posibilidades sensoriales en Cz evocado por el tacto de 3 niños; (B) ejemplos del potencial nociceptivo-específicas en Cz evocado por la lanza nocivas en tres niños. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig3.jpg"> Figura 3. La dependencia de los pesos de PC en modalidad de estímulo en Cz (media ± SEM). El PC obtuvo entre 50 a 300 ms después del inicio del estímulo representa un potencial táctil y el PC obtiene entre 300-700 ms después del inicio del estímulo nociceptivo representa un potencial específico. El PC (líneas gruesas) se superponen en los promedios de colaobtenida a través de todos los tipos de estimulación (EEG de fondo, lanza el tacto, nocivo) después de las huellas individuales fueron alineados en el intervalo de tiempo indicado. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig4.jpg"> Figura 4. (A) Ejemplo de la actividad EMG en un niño después de (i) la punción del talón nocivas y (ii) contacto del talón. (B) La media (± SE) EMG raíz cuadrada media de la actividad EMG en los bebés después de que el talón nocivos y no nocivos estímulos táctil.

<ol><li>Fitzgerald, M., Walker, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infant+pain+management%3A+a+developmental+neurobiological+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Clin.+Pract.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Infant pain management: a developmental neurobiological approach.</a> Nat. Clin. Pract. Neurol. 5 (1), 35-35 (2009).</li>
<li>Slater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oral+sucrose+as+an+analgesic+drug+for+procedural+pain+in+newborn+infants%3A+a+randomised+controlled+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Oral sucrose as an analgesic drug for procedural pain in newborn infants: a randomised controlled trial.</a> Lancet. 376 (9748), 1225-1225 (2010).</li>
<li>Slater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evoked+potentials+generated+by+noxious+stimulation+in+the+human+infant+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Pain%22%5BJournal%5D)">Evoked potentials generated by noxious stimulation in the human infant brain.</a> Eur. J. Pain. 14 (3), 321-321 (2010).</li>
<li>Slater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Premature+infants+display+increased+noxious-evoked+neuronal+activity+in+the+brain+compared+to+healthy+age-matched+term-born+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Premature infants display increased noxious-evoked neuronal activity in the brain compared to healthy age-matched term-born infants.</a> Neuroimage. 52 (2), 583-583 (2010).</li>
</ol>

Los autores declaran que no tienen nada que revelar.

Este vídeo muestra cómo las respuestas electrofisiológicas, evocada por la estimulación táctil y nocivas, puede ser caracterizado en el bebé humano a partir de grabaciones EEG y EMG. Los estudios de este tipo ayudará a entender el desarrollo y la plasticidad de procesamiento del dolor humano, y conducir a una mejor evaluación clínica y tratamiento del dolor infantil 1, 2. El éxito de estos experimentos requiere la estrecha colaboración de un equipo multidisciplinario. Se requiere experiencia en el campo de la neonatología, neurofisiología clínica, la bioingeniería y la neurociencia del desarrollo. Es esencial que el cuidado del niño tiene prioridad mayor cuando estos experimentos se llevan a cabo. La enfermera de la investigación o el médico que realiza la punción del talón tiene la responsabilidad para el bienestar del niño y debe asegurarse de que el experimento se lleva a cabo de acuerdo con la práctica clínica. La aprobación del comité ético del hospital y ESCRITOn consentimiento parental son necesarias para llevar a cabo estos estudios. La punción del talón es un evento clínicamente necesario y no se puede repetir con el propósito del estudio. Por tanto, es esencial que la grabación se recoge de una manera fiable y robusta que no interfiera con la práctica clínica 3, 4. En particular, es crucial que el método utilizado para el tiempo de bloqueo de la estimulación es confiable y no impide la extracción de sangre clínicos. Todas las medidas del dolor infantil son necesariamente indirectas, como tal, es importante cerciorarse de que la actividad registrada es específicamente el caso evocado por nocivas y los aspectos no otras de la atención del recién nacido 2. Esto se puede lograr a través de un cuidadoso diseño técnico y post-procesamiento de los datos.

las mediciones electrofisiológicas y análisis de la nocicepción en los bebés humanos

Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants

El dolor es una experiencia sensorial y emocional desagradable. Como los bebés no verbal pueden informar de sus experiencias, los métodos actuales de evaluación del dolor se basan en las reacciones corporales fisiológicas y de comportamiento, como llorar los movimientos del cuerpo, o cambios en la expresión facial. Si bien estas medidas demuestran que los bebés una respuesta después de la estimulación nociva, que son limitados: se basan en la activación subcortical de somáticas y vías autonómicas de motor que no puede ser confiable vinculada a centrales de procesamiento sensorial en el cerebro. El conocimiento de cómo funciona el sistema nervioso central responde a los eventos nocivos podrían dar una idea de cómo la información y el dolor nociceptivo es procesada en los recién nacidos. El procedimiento de punción del talón para extraer sangre de los niños hospitalizados ofrece una oportunidad única para estudiar el dolor en la infancia. En este video se describe como la electroencefalografía (EEG) y la electromiografía (EMG) de tiempo cerrado a este procedimiento de can ser utilizados para investigar la actividad nociceptiva en el cerebro y la médula espinal. Este enfoque integrador para la medición del dolor infantil tiene el potencial de allanar el camino para una herramienta de medición eficaz y sensible clínica.

La evaluación y el tratamiento del dolor en los niños es difícil porque los niños no verbales pueden informar de sus experiencias. En este vídeo se describen los métodos cuantitativos de electrofisiología y técnicas de análisis que se pueden utilizar para medir la respuesta a eventos nocivos en el sistema nervioso infantil.

Las mediciones electrofisiológicas y Análisis de la nocicepción en los bebés humanos

El dolor es una experiencia sensorial y emocional desagradable. Debido a que los lactantes no pueden informar verbalmente sobre sus experiencias, los métodos actuales de evaluación del dolor son...

El objetivo general del siguiente experimento consiste en registrar y caracterizar la actividad cerebral y de la médula espinal específica para el nocicepción en lactantes humanos. Esto se logra mediante el uso de técnicas de EEG y EMG para medir la actividad electrofisiológica en el sistema nervioso central. Tras procedimientos nocivos clínicamente necesarios, el primer paso es asegurar que se obtengan grabaciones fisiológicas de alta calidad en los lactantes cuando experimentan estímulos táctiles, nocivos esenciales y experimentales.A continuación, deben aplicarse técnicas analíticas de postprocesamiento a los datos con el fin de caracterizar los patrones de actividad evocados. Se pueden obtener resultados que muestran que no se puede registrar actividad específica del cerebro y de la médula espinal susceptible en el cerebro del lactante humano. Este método nos ayudará a comprender cómo responde el sistema nervioso en desarrollo a la estimulación nociceptiva.Para comenzar la configuración de este experimento, primero prepare la piel del bebé y luego coloque un mínimo de 16 electrodos desechables individuales de plata y cloruro de plata para EEG sobre la cabeza. De acuerdo con el sistema modificado de colocación de electrodos internacional 10-20, utilice pasta conductora de EEG para optimizar el acoplamiento eléctrico entre el electrodo y la piel. Aquí se puede observar un esquema de la colocación de electrodos para grabaciones de EEG modificado a partir del sistema internacional 10-20 de colocación de electrodos.Utilice FCZ como electrodo de referencia para la grabación. Utilice el mismo electrodo de tierra para el ECG y el EEG. Coloque un electrodo de tierra en el pecho o en la cabeza.Luego, para preparar la grabación del ECG, prepare la piel y coloque electrodos de ECG en los lados izquierdo y derecho del tórax. Sujete los cables de los electrodos juntos para minimizar la interferencia eléctrica. A continuación, coloque un transductor de movimiento en el abdomen para medir la respiración.El siguiente paso consiste en preparar la piel y colocar electrodos de EMG en el bíceps para ambas piernas. A continuación, coloque una sonda de pulsioxímetro en el pie contralateral al pie que será estimulado y asegúrese de que la sonda esté bien sujeta. Verifique en el monitor la señal de EEG y compruebe que la saturación de oxígeno y la frecuencia cardíaca se registren sin interrupciones de la señal.Finalmente, configure una videocámara montada en un trípode para encuadrar el rostro del bebé, de modo que se puedan registrar los cambios en la expresión facial. Coloque un diodo emisor de luz (LED) dentro del encuadre de la cámara. El LED está conectado al circuito de temporización, de forma que parpadeará cuando se presente la estimulación, para sincronizar la grabación de E-E-G-E-M-G y el video.Una vez completada la configuración, comience la recopilación de datos. Inicie la grabación de video y, después de que el bebé esté tranquilo, sostenga el pie como si fuera a realizar una punción en el talón y marque el evento en las grabaciones de EEG y EMG. Esta época se utilizará para identificar una sección del control de fondo.A continuación, aplique estimulación táctil golpeando suavemente un tapón de goma contra el talón. Estimule el pie que no esté conectado al pulsioxímetro. Aquí, la estimulación táctil se marca como evento mediante un tapón de goma unido a una cabeza de impedancia en un martillo tendinoso, que está conectado electrónicamente al equipo de registro.La grabación de video está marcada por eventos mediante el destello del LED. Pueden aplicarse toques repetidos y el estímulo puede aplicarse a diferentes regiones del cuerpo. Por ejemplo, el hombro.Ahora aplique la estimulación de control girando la lanceta 90 grados y colocándola contra el pie de manera que, cuando se libere la hoja con resorte, no entre en contacto con la piel. Una vez que la actividad EEG se haya estabilizado, realice la punción clínicamente esencial en el talón de acuerdo con la práctica clínica habitual. La punción no se realizó en el lactante filmado hasta este momento; lo que se muestra aquí es una punción en el talón de un lactante diferente, sincronizada temporalmente con la punción en el talón.El pinchazo debe realizarse tal como se hizo para la estimulación de control. Tras el pinchazo en el talón, no apretar el pie durante al menos 30 segundos para asegurar que las respuestas registradas se deban únicamente al pinchazo. Después de recopilar la cantidad necesaria de sangre, preparar las muestras para el análisis clínico. Guardar los datos y detener todos los equipos de grabación.Luego retire los electrodos. Finalmente, registre la información demográfica del lactante y los detalles del experimento. Introduzca estos datos en una base de datos anonimizada para su almacenamiento seguro y futura referencia.Repita este procedimiento en la muestra requerida de lactantes en el estudio. Para comenzar el análisis de los datos de EEG, primero cree una época EG de 1.7 segundos que corresponda a cada control de toque, estimulación con lanceta y el EEG de fondo. Estas épocas deben comenzar 0.6 segundos antes de cada evento.El número de épocas correspondientes a cada modalidad debe tener la misma línea base; corrija la época restando la señal media de la línea base. Luego, aplique un filtro pasa-altos a 0,1 hercios. Considere la época registrada en CPZ o CZ para análisis posteriores y excluya las épocas contaminadas por artefactos de movimiento con un cambio en la amplitud mayor a 50 microvoltios en menos de 50 milisegundos.Repita esto para todas las grabaciones. A continuación, alinee las trazas registradas de cada bebé para corregir la variabilidad de latencia entre 50 y 30 milisegundos posteriores a la estimulación.Realice un análisis de componentes principales en este intervalo de tiempo para identificar el potencial táctil que corresponde a la actividad EEG relacionada con la estimulación táctil. Considere que el EPOCH representa las variables y los puntos temporales las observaciones.Análisis de componentes principales. Descompone las épocas de EEG en formas de onda básicas, denominadas componentes principales o PC, y representa la variación sistemática en la amplitud de la señal a través de los puntos temporales. Ahora alinee las trazas para corregir la dispersión de latencia entre 300 y 700 milisegundos posteriores a la estimulación y realice un análisis de componentes principales en este intervalo de tiempo. Para el análisis de los datos de EMG, primero calcule la raíz cuadrática media de la señal de EMG en los primeros 1000 milisegundos posteriores a la estimulación para los estímulos de control y de punzada.Luego, realice una prueba T sobre los valores de la raíz cuadrada media para determinar el reflejo espinal de retirada específico a la nocicepción. Aquí observamos el promedio general en CZ obtenido tras alinear todos los tipos de estimulación entre 50 y 300 milisegundos. Las componentes principales representadas con línea negrita representan un potencial sensorial evocado tanto por la estimulación táctil como por la nociva, ya que los pesos de esta componente son significativamente mayores tras la estimulación táctil y nociva en comparación con el EEG de fondo.En contraste, el componente principal obtenido entre 300 y 700 milisegundos después del inicio del estímulo representa un potencial específico nociceptivo. El peso de este componente es significativamente mayor tras la estimulación nociva en comparación con la estimulación táctil y el fondo. El EEG muestra aquí ejemplos del potencial sensorial en azul en Cz evocado por la estimulación táctil en tres lactantes, y aquí hay ejemplos del potencial específico nociceptivo en verde en Cz evocado por la punción nociva en tres lactantes.Finalmente, aquí observamos un ejemplo de actividad EMG en un lactante tras una punción dolorosa en el talón y una estimulación táctil no dolorosa del mismo. La actividad EMG cuadrática media es significativamente mayor tras la estimulación dolorosa en comparación con la no dolorosa. Esta técnica allanará el camino en el campo de la neurociencia para que los investigadores comprendan el desarrollo del procesamiento del dolor.

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