Mesures électrophysiologiques de l’activité cérébrale évoquée par nocives chez les nouveau-nés en utilisant une sonde à embout plat couplé à l’électroencéphalographie
29 novembre 2017
Mesurer la douleur chez les patients non verbale est un défi. Dans cette étude, nous combinons enregistrement EEG avec stimulation utilisant une sonde à embout plat pour détecter les activités nocives évoquée par le cerveau d’une manière objective.
L’objectif global de cette mesure électrophysiologique est d’évaluer objectivement la nociception chez les nouveau-nés. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine néonatal, telles que la façon dont les patients non verbaux perçoivent la douleur et comment elle diffère en réponse à différentes conditions. Le principal avantage de cette technique est qu’elle peut être utilisée chez les nouveau-nés nés à terme ou tard avant terme à partir de 34 semaines d’âge gestationnel.
Les implications de cette technique s’étendent à l’investigation de la douleur car il s’agit de la première mesure objective de la nociception chez les patients non verbaux. En général, les personnes qui ne connaissent pas cette méthode auront du mal car une expérience de l’EEG est requise. Nous avons d’abord eu l’idée de cette méthode lorsque nous avons observé après l’accouchement des réponses à la douleur différentes chez les nouveau-nés nés spontanément par rapport à ceux nés par césarienne élective.
Mais aussi à l’unité de soins intensifs néonatals, les bébés sont exposés à de nombreuses procédures potentiellement douloureuses. Vous ne savez pas combien ils perçoivent même lorsqu’ils sont sous analgésiques. Maintenant, nous pouvons mesurer objectivement leur réponse nocive.
Avant de commencer, assurez-vous que le bébé est calme et installé. Le bébé peut être endormi, mais le mouvement de succion doit être absent pendant l’enregistrement en raison d’artefacts de mouvement. Mesurez le tour de tête du nouveau-né à l’aide d’un ruban à mesurer pour définir la taille du capuchon EEG.
Identifiez ensuite la position de l’électrode active en marquant le point médian entre la nasion et l’inion et le point médian entre le point pré-auriculaire gauche et droit avec un crayon marqueur cutané. Un schéma des positions des électrodes est présenté ici. Identifiez les positions de l’électrode de masse sur le front droit et de l’électrode de référence sur la mastoïde gauche.
Nettoyez les trois sites d’électrodes à l’aide d’un coton-tige imbibé de désinfectant pour la peau. Ensuite, frottez doucement les sites d’électrodes avec de la pâte de préparation EEG pour abaisser l’impédance et placez le capuchon EEG avec les électrodes fixées sur la tête du nouveau-né. Ensuite, utilisez une seringue avec une courte aiguille en plastique pour injecter du gel EEG conducteur dans les électrodes afin d’optimiser le contact entre les électrodes et le cuir chevelu.
Ensuite, pour vous assurer que l’impédance est inférieure à 50 kilo ohms, connectez un impédancemètre aux électrodes et réglez-la en dessous de 50 kilo ohms. Le voyant deviendra vert si l’impédance est inférieure à 50 kilo ohms. Après cela, connectez les électrodes à l’amplificateur.
Positionnez une caméra pour enregistrer les expressions faciales du nouveau-né. Connectez ensuite la sonde à pointe plate au dispositif de déclenchement par contact qui est fixé à l’appareil d’enregistrement EEG. Commencez par choisir un nouveau fichier de travail.
Réglez la fréquence d’échantillonnage sur 2 000 Hertz. Réglez le filtre de coupure basse sur une fréquence d’un Hertz. Réglez le filtre de coupure haute sur 70 Hertz et le filtre coupe-bande sur 50 Hertz.
Sélectionnez un nom d’étude pour stocker les données. Démarrez l’EEG et l’enregistrement vidéo. Pendant que la main droite du nouveau-né est tenue en position horizontale, enregistrez l’activité EEG de fond.
Annotez manuellement l’enregistrement EEG pour enregistrer les périodes où aucun stimulus n’est appliqué et où le nourrisson se repose. Une fois que l’EEG de fond est stable, administrez la quantité requise de stimuli de sonde à pointe plate à la main droite du nouveau-né. Veillez à utiliser la sonde à pointe plate perpendiculairement à la main du nouveau-né afin que la pointe ne se plie pas et que la force correcte soit appliquée.
Lorsque la sonde à pointe plate atteint la force nominale sur la peau, un signal de déclenchement est généré par le dispositif de déclenchement par contact. Ce signal est envoyé à l’ordinateur qui marque l’enregistrement EEG avec la marque de déclenchement. Une fois les stimuli administrés, arrêtez tous les enregistrements et documentez les détails du cadre expérimental.
Après avoir retiré les électrodes sur la tête du nourrisson, nettoyez le cuir chevelu avec une serviette humide pour éliminer tous les résidus. Un stimulus de sonde à pointe plate de 32 millinewtons a été appliqué à la main droite d’un patient. La région ombrée montre la fenêtre temporelle d’intérêt qui se produit 200 à 500 millisecondes après le stimulus.
Après un seul stimulus, la réponse évoquée par le nocif est visible environ 300 millisecondes après le début du stimulus. Le pic de principe à 250 millisecondes est indiqué par une flèche. Cette trace démontre la réponse moyenne de 50 stimuli appliqués avec une force de 32 millinewtons au même patient.
Notez que le potentiel nocif-évoqué est plus clair si plus de stimuli sont appliqués. Le filtrage Woody peut être utilisé pour ajuster la légère variabilité de la latence de réponse. Le modèle prédéfini affiché en rouge est projeté sur l’EEG pour calculer l’ampleur de la réponse nocive-évoquée.
Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en 15 minutes si elle est bien exécutée. Lors de la tentative de cette procédure, il est important de se rappeler d’attendre que le nourrisson soit calme pour appliquer les stimuli. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de mesurer objectivement la nociception au chevet du patient.
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Aperçu
Cette étude vise à évaluer objectivement la nociception chez des patients non verbaux, en particulier chez les nouveau-nés, à l'aide d'enregistrements EEG combinés à une stimulation douloureuse. Cette méthode permet de mieux comprendre la manière dont ces patients perçoivent la douleur dans différentes conditions.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Perception de la douleur
- Électrophysiologie
Contexte
- La mesure de la douleur chez les patients non verbaux est difficile.
- Comprendre les réponses à la douleur chez les nouveau-nés est essentiel pour les soins néonatals.
- La technique peut être appliquée aux nouveau-nés nés à terme ou à la fin de la période prématurée.
- Des observations antérieures ont indiqué des réponses à la douleur différentes selon les méthodes d'accouchement.
Objectif de l'étude
- Développer une mesure objective de la nociception chez les patients non verbaux.
- Étudier comment la perception de la douleur diffère dans diverses conditions.
- Approfondir la compréhension des réponses à la douleur chez les nouveau-nés.
Méthodes utilisées
- Enregistrement d'EEG pour mesurer l'activité cérébrale.
- Stimulation à l'aide d'une sonde à extrémité plate pour provoquer des réponses nociceptives.
- Application de la méthode à partir de 34 semaines d'âge gestationnel.
- Comparaison des réponses à la douleur dans différents scénarios d'accouchement néonatal.
Résultats principaux
- La méthode fournit la première mesure objective de la nociception chez les patients non verbaux.
- Des réponses à la douleur différentes ont été observées chez les nouveau-nés selon le mode d'accouchement.
- La technique s'applique à un large éventail de patients néonatals.
- Une expérience avec l'EEG est nécessaire pour une mise en œuvre efficace.
Conclusions
- Cette technique représente un progrès important dans l'évaluation de la douleur chez les patients non verbaux.
- Elle ouvre des perspectives pour des recherches supplémentaires sur la perception de la douleur chez les nouveau-nés.
- Comprendre la nociception peut améliorer les pratiques de soins néonatals.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle pour les cadres
La mesure objective de la nociception chez les nouveau-nés non verbaux comble une lacune critique dans le développement préclinique d'analgésiques, permettant une évaluation directe du traitement central de la douleur sans dépendre de substituts comportementaux. Cette approche électrophysiologique permet une détection mécanistique des risques liés aux candidats analgésiques en fournissant des biomarqueurs quantifiables et reproductibles d'activité cérébrale induite par des stimuli nocifs. Applicable à partir de 34 semaines d'âge gestationnel, la méthode facilite une continuité translationnelle précoce dans la validation des modèles de douleur néonatale et le criblage de l'efficacité analgésique.
Applications stratégiques en R-D biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Permet l'interrogation d'hypothèses thérapeutiques en mesurant les réponses corticales à une nociception comme indicateur direct de l'activation des voies centrales de la douleur.
- Valeur opérationnelle : Fournit des potentiels évoqués douloureux standardisés et reproductibles grâce à une stimulation par sonde à extrémité plate, réduisant ainsi la variabilité dans les tests de validation ciblée.
- Valeur prédictive : Facilite l'identification de composés candidats en permettant une comparaison objective de l'efficacité analgésique entre différents composés, au moyen de métriques de nociception basées sur l'EEG cohérentes.
Développement de criblage et de tests
- Prêt de l'essai : Génère des mesures quantitatives de variables dépendantes (par exemple, l'amplitude du pic à 300 ms après la stimulation), permettant la caractérisation dose-réponse de candidats analgésiques.
- Reproductibilité : Nécessite une impédance inférieure à 50 kΩ et des paramètres de stimulation fixes (force de 32 mN, application perpendiculaire) afin d'assurer une acquisition cohérente du signal entre les essais.
- Extensibilité : La réalisation du protocole en environ 15 minutes par session permet une préparation à l'analyse à haut débit lorsqu'il est intégré à des systèmes automatisés de délivrance de stimuli et d'acquisition d'EEG.
Recherche translationnelle et préclinique
- Système pertinent pour la maladie : Modélise la nociception néonatale humaine chez les nourrissons âgés d'au moins 34 semaines d'âge gestationnel, offrant une fidélité translationnelle pour le développement d'analgésiques périnataux.
- Continuité préclinique : Permet une évaluation longitudinale de la trajectoire nociceptive, de la découverte à la validation préclinique, en suivant la maturation des potentiels évoqués.
- Progression ajustée au risque : Des métriques objectives de la nociception éclairent les décisions d'aller ou de ne pas aller plus loin, en réduisant la dépendance à l'égard d'indicateurs indirects de la douleur, physiologiques ou comportementaux, dont les limites sont connues dans les modèles non verbaux.
Intégration du pipeline et du flux de travail
La méthode s'inscrit dans le continuum allant de la découverte précoce à la préclinique, servant d'outil de biologie de la découverte pour confirmer l'engagement de la cible et de pont translationnel pour évaluer l'efficacité analgésique dans des systèmes pertinents pour les nouveau-nés.
- Biologie de la découverte : Soutient la vérification d'hypothèses sur des cibles analgésiques en mesurant les réponses corticales induites par un stimulus nociceptif, utilisées comme biomarqueur fonctionnel de la modulation des voies neuronales.
- Tri : Fournit des sorties quantitatives normalisées d'électroencéphalographie (par exemple, l'amplitude du potentiel évoqué par projection de modèle), permettant la comparaison de composés et la progression du « hit » au « lead ».
- Analyse : Nécessite des fenêtres d'analyse prédéfinies synchronisées dans le temps (200–500 ms après le stimulus) et un filtrage de type Woody pour ajuster la latence, afin de garantir des lectures quantitatives cohérentes.
- Recherche translationnelle : Assure une continuité préclinique grâce à une applicabilité alignée sur l'âge gestationnel, permettant d'extrapoler les effets analgésiques observés dans les modèles néonatals à l'évaluation clinique de la douleur.
- Réutilisation institutionnelle : Met en place une plateforme électrophysiologique réutilisable pour l'évaluation de la nociception dans différentes classes d'analgésiques, réduisant ainsi le développement redondant de tests dans les programmes de douleur néonatale.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Permet une dé-risquisation mécanistique en isolant le traitement central de la nociception des variables périphériques ou comportementales perturbatrices dans l'évaluation de la douleur.
- Valeur opérationnelle : Garantit la reproductibilité grâce à une administration standardisée du stimulus (sonde à extrémité plate, déclenchement au contact) et à un prétraitement standardisé des enregistrements EEG (impédance <50 kΩ, injection de gel, préparation des sites).
- Valeur stratégique : Améliore l'efficacité du capital en permettant des décisions objectives précoces d'aller ou de ne pas aller concernant les candidats analgésiques, sur la base de l'engagement du système nerveux central.
- Impact sur le portefeuille : Favorise une priorisation ajustée au risque en quantifiant l'efficacité de la modulation de la cible dans un système de nociception néonatale pertinent pour la maladie.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en placement des électrodes EEG, surveillance de l'impédance et atténuation des artefacts de signal néonatal (par exemple, exclusion des mouvements de succion).
- Dépend d'un amplificateur EEG capable d'un échantillonnage à 2000 Hz, d'un filtre passe-bande de 1–70 Hz et d'un filtre réjecteur de fréquence à 50 Hz, comme spécifié dans le protocole.
- Exige une standardisation inter-équipes de l'application du stimulus (sonde à bout plat perpendiculaire à 32 mN) et de la synchronisation du déclenchement avec l'acquisition EEG.
- Les considérations d'adaptation incluent l'ajustement de l'intensité du stimulus en fonction de l'épaisseur de la peau dépendante de l'âge, tout en maintenant la détection des potentiels évoqués nociceptifs.
- Limite pratique : les artefacts de mouvement dus aux mouvements du nourrisson nécessitent un état calme ou endormi pendant l'enregistrement, ce qui limite le débit chez les nouveau-nés agités.
