Qui, presentiamo uno studio di fattibilità per valutare un sistema portatile di registrazione dell'elettroencefalogramma integrato in ampiezza (aEEG) durante il trasporto di neonati con sospetta encefalopatia ischemica ipossica (HIE).
Articolo metodologico
Qui, presentiamo uno studio di fattibilità per valutare un sistema portatile di registrazione dell'elettroencefalogramma integrato in ampiezza (aEEG) durante il trasporto di neonati con sospetta encefalopatia ischemica ipossica (HIE).
I neonati a rischio di HIE richiedono un'identificazione precoce e l'inizio dell'ipotermia terapeutica (TH). Un trattamento precoce con TH è associato a risultati migliori. L'aEEG viene spesso utilizzato quando si decide se iniziare la TH. Poiché questo è spesso limitato ai centri terziari, l'TH può essere ritardato se il neonato richiede il trasporto in un centro che lo fornisce. L'obiettivo era quello di fornire un metodo per l'applicazione dell'elettroencefalogramma integrato in ampiezza (aEEG) e di determinare la fattibilità dell'acquisizione di informazioni clinicamente significative durante il trasporto. Tutti i neonati di ≥35 settimane, a rischio di HIE al momento del rinvio, erano idonei per l'inclusione. Gli elettrodi del cuoio capelluto sono stati posizionati nel C3-C4; P3-P4 sul cuoio capelluto del neonato e collegato all'amplificatore aEEG. L'amplificatore aEEG è stato, a sua volta, collegato a un tablet clinico con software EEG per raccogliere e analizzare le informazioni aEEG. Le registrazioni sono state esaminate dal ricercatore principale e da due revisori indipendenti (in cieco) per tracce di fondo e artefatti. I criteri predefiniti per la qualità dei dati sono stati impostati su artefatti di movimento e notifiche di impedenza del software. I sondaggi sono stati completati dal personale sanitario e dai genitori per verificarne l'accettabilità e la facilità d'uso.
L'alterazione dell'apporto di ossigeno o del flusso sanguigno al cervello intorno al momento della nascita può causare lesioni cerebrali (encefalopatia ipossico-ischemica; HIE). Questa è una delle principali cause di morte e disabilità nei bambini a termine1. Si dice che l'HIE abbia un'incidenza mondiale di 2 per 1000 parti, che è probabilmente più alta nei paesi a basso e medio reddito. Nell'Australia occidentale, ogni anno nascono circa 50 bambini con diagnosi clinica di HIE (32308 nati vivi nel 2022, un'incidenza di circa 1,5 per 10002).
L'HIE viene diagnosticata con criteri basati sulle circostanze della nascita, sui cambiamenti nell'equilibrio acido-acido nel sangue del bambino (dal cordone ombelicale o dal bambino dopo la nascita) e sui cambiamenti nello stato neurologico3. Il trattamento per l'HIE moderata o grave è l'ipotermia di tutto il corpo di 33-34 °C. Prima si inizia questo, maggiore è probabilmente il beneficio per l'esito neurologico del bambino 3,4,5. L'EEG integrato in ampiezza (aEEG) è una parte essenziale della valutazione e del monitoraggio, che in molte regioni è disponibile solo nei centri terziari. Gli elettrodi (connettore DIN di sicurezza EEG o DIN 42802 con perno di 1,5 mm di diametro) vengono inseriti nel cuoio capelluto per misurare e registrare l'attività elettrica cerebrale. Gli elettrodi vengono quindi collegati a un amplificatore, che a sua volta è collegato a un tablet clinico per visualizzare e registrare l'attività delle onde cerebrali. L'aEEG può fornire informazioni sull'attività delle onde cerebrali ed essere utilizzato per aiutare con la diagnosi di HIE6. La combinazione di esame neurologico e aEEG può migliorare la capacità di identificare i neonati conHIE 7,8,9 moderata o grave.
Il Newborn Emergency Transport Service of Western Australia (NETS WA) fornisce il trasporto in terapia intensiva a circa 1100 bambini malati all'anno. Il personale sanitario degli ospedali locali può contattare NETS WA tramite un numero di telefono gratuito e viene immediatamente collegato tramite una teleconferenza con un medico specialista neonatale e un infermiere per richiedere un trasferimento. Il team NETS viaggia sia su ambulanze stradali specializzate che su velivoli ad ala fissa con una culla per il trasporto di terapie intensive appositamente costruita. All'arrivo dell'équipe di trasporto all'ospedale di riferimento, il bambino viene valutato e il trattamento viene continuato o intensificato. L'équipe trasferisce quindi il neonato in un'unità di terapia intensiva neonatale (NICU) terziaria nella capitale dello stato (Perth). Nell'Australia occidentale, a causa delle distanze spesso elevate tra gli ospedali di riferimento e i servizi specialistici centralizzati10 (una distanza massima di 1381 miglia), l'aEEG potrebbe non essere applicato fino a molte ore dopo la nascita, con conseguente ritardo nel trattamento.
Molti sistemi di monitoraggio sono stati progettati per l'unità di terapia intensiva, ma a causa delle loro dimensioni e dei requisiti di potenza, sono poco pratici per l'ambiente di trasporto. Le apparecchiature basate su reparti sono soggette ad artefatti di movimento, che possono registrare dati di qualità insufficienti nell'ambiente di trasporto. La tecnologia dell'amplificatore EEG ambulatoriale, progettata principalmente per essere indossata dai pazienti a casa, può essere collegata a un tablet con software di rilevamento EEG ed essere applicata a un neonato durante il trasporto11. Questo può essere trasportato dall'équipe di trasporto neonatale a un bambino con sospetta HIE. Il software è in grado di essere visualizzato in remoto tramite un uplink Internet portatile e un visualizzatore basato sul web. Attualmente, non esistono rapporti sull'idoneità o la leggibilità di un EEG nell'ambiente dei trasporti.
L'applicazione e il monitoraggio dell'aEEG nel trasporto di neonati con HIE non sono stati segnalati in precedenza e non esistono protocolli esistenti per il suo utilizzo. Non ci sono prove a sostegno della fattibilità o dell'utilità nell'ambiente dei trasporti. Presentiamo un protocollo per l'uso dell'aEEG nel trasporto neonatale. Ha lo scopo di valutare se l'aEEG nei bambini con HIE che richiedono il trasporto dopo la nascita è fattibile e può fornire informazioni cliniche leggibili.
Lo studio è stato approvato dal Comitato Etico per la Ricerca Umana (HREC, Approval Number RGS0000004988) del Child and Adolescent Health Service (CAHS) e ha aderito ai principi della Dichiarazione di Helsinki.
1. Identificazione dei pazienti da includere nello studio
2. Ottenere il consenso dei genitori
3. Richiesta del consenso al medico e all'infermiere del trasporto
4. Applicazione aEEG
5. Configurazione dell'amplificatore EEG e del tablet
6. Monitoraggio dell'EEG durante il trasporto.
7. Interpretazione dei dati
8. Analisi
Tra il 1° settembre 2022 eil 5 giugno 2023, 25 bambini sono stati trasportati nell'Australia occidentale con possibile HIE ed erano idonei per l'inclusione. Del totale, 20 neonati sono stati autorizzati, reclutati e sottoposti con successo all'applicazione di un EEG durante il trasporto. Un totale di 5 pazienti non sono stati reclutati e 3 sono stati persi per consenso. In un caso, il dispositivo aveva avviato un aggiornamento automatico del software ed era inutilizzabile; in un caso, il bambino non era a rischio di HIE ed è stato ritenuto non idoneo per il reclutamento. Dei 20 neonati, 12 (12/20; 60%) erano maschi e 8 (8/20; 40%) erano femmine. Un totale di 13 neonati (13/20; 35%) sono stati trasportati principalmente da aerei ad ala fissa e 7 (7/20; 65%) su strada. In totale, sono state registrate 38 ore di tracce aEEG. L'età mediana postnatale in cui è iniziata la registrazione era di 5,7 ore (3,9-6,5 ore) ore. I neonati trasportati principalmente da aeromobili ad ala fissa rispetto alla strada avevano un EEG iniziato a 8,9 ore (6,2-10,8 ore) rispetto a 4,2 ore (3,0-5,5 ore); p = 0,0048. La durata mediana dei dati EEG registrati per paziente è stata di 1,9 ore (1,6-3,1 ore), con un intervallo di 0,9-6,4 ore. Non ci sono state notifiche di impedenza nelle registrazioni 16/20. Quattro registrazioni hanno avuto una media (intervallo) di 4 (1-6) notifiche di impedenza per registrazione. Nonostante ciò, tutte le registrazioni contenevano informazioni che potevano essere analizzate; gli esempi sono illustrati nella Figura 9. La tecnologia era accettabile per i genitori e il personale.

Figura 1: Identificazione dei punti di riferimento per il metro a nastro. Utilizzando il nastro di misurazione dell'elettrodo, identificare il trago dell'orecchio (A) e la sutura sagittale (B) e assicurarsi che il nastro sia allineato in modo che le lettere corrispondano (nel manichino mostrato in figura, è "C"). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: Identificazione dei siti per il posizionamento degli elettrodi. Una volta che il metro è posizionato in modo appropriato sui punti di riferimento, contrassegnare i siti degli elettrodi su entrambi i lati della freccia utilizzando un pennarello. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: Inserimento degli elettrodi. Gli elettrodi sono stati inseriti sottocutaneamente e posizionati caudalmente, con il nastro adesivo con la tecnica Chevron steristripa. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: Elettrodi collegati al sito corrispondente sull'amplificatore aEEG. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 5: Panoramica della configurazione e della connettività di un EEG. Gli elettrodi sono collegati al bambino e all'amplificatore (A). L'amplificatore viene quindi collegato al tablet (B), che utilizza un software EEG. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 6: Lettino Mansell. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 7: Lettino Voyager. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 8: Tablet fissato al lettino e visibile al team di trasporto. (1) tablet aEEG con traccia continua sullo schermo, (2) amplificatore aEEG Trackit T4, (3) elettrodi aEEG per il cuoio capelluto sul manichino, (4) lettino Mansell e (5) monitor dei parametri vitali. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 9: Esempi di tracce aEEG da 2 pazienti estratte dal software di analisi EEG online Stratus. L'asse Y è l'ampiezza elettrica (μV) e l'asse X è la data e l'ora con incrementi di 5 minuti. La base dei tempi era di 30 mm/s per ciascuna e la sensibilità era di 70 μV/cm per entrambe le tracce. Le tracce sono montaggi dei C4-C4, P3-P4 come interpretati dagli "esperti". (A,B) Il paziente A è stato trasportato su strada e il paziente B per via aerea. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Questo nuovo studio descrive l'applicazione e l'acquisizione precoce dei dati dell'aEEG nei neonati con sospetta HIE che richiedono il trasporto subito dopo la nascita. L'applicazione di aEEG durante il trasporto neonatale non è stata segnalata in precedenza. L'aEEG è stato utilizzato in circostanze innovative, come il monitoraggio remoto nell'ambito della consultazione di telemedicina per la neuroterapia intensiva in Brasile e il pronto soccorso pediatrico15,16.
L'applicazione dell'ago aEEG è simile a quella utilizzata nella terapia intensiva neonatale "statica"17 ed è posizionata sul cuoio capelluto per ottenere un segnale ottimale per l'aEEG. Il posizionamento di questo dispositivo nell'ambiente di trasporto neonatale può variare a seconda della configurazione del lettino da trasporto. Nei 20 casi non ci sono stati problemi con il posizionamento dell'ago nel cuoio capelluto durante il trasporto; Non sono stati notati ulteriori traumi o sanguinamenti. In un'occasione è stato notato che un ago si è spostato, ma questo non è più comune di quanto lo sarebbe in un ambiente "statico" di terapia intensiva neonatale in un bambino che si muove normalmente. Tutte le registrazioni aEEG sono state effettuate utilizzando un cavo ethernet collegato al tablet clinico all'amplificatore. Questo dispositivo è dotato di funzionalità wireless Bluetooth, la fase successiva del perfezionamento del metodo. Questo deve essere testato nell'ambiente dell'aeromobile.
Il principale limite dell'aEEG rimane la natura soggettiva e interpretativa dell'output e il rischio di interpretazioni errate non può essere sottovalutato18. Nella nostra metodologia, abbiamo utilizzato una combinazione di revisione del consenso di esperti, tempo di traccia > 100 μV e numero e grandezza dell'impedenza. Le tracce sono state separate in segmenti di 15 minuti per semplificare l'interpretazione tra "esperti". Ogni sezione è stata valutata per il modello di sfondo ed è stata valutata l'intera traccia. Nessuna parte non è stata valutata. L'interpretazione aEEG della linea di base è stata considerata come un artefatto o meno se 2/3 degli esperti erano d'accordo. Questo approccio consensuale è stato utilizzato a causa della mancanza di una valutazione obiettiva nell'interpretazione di un EEG e per garantire che le tracce fossero robustamente leggibili. L'intervallo normale di attività cerebrale umana sulla scala aEEG è 10-25 μV; È stato scelto >100 μV poiché è più probabile che porzioni prolungate al di sopra di questo valore siano correlate all'attività non biologica (cioè al movimento esterno). L'impedenza è stata misurata come standard per comprendere l'opposizione al segnale elettrico. Riteniamo che la combinazione di queste misure fornisca una panoramica olistica del tracciato aEEG.
C'erano alcune limitazioni di questi metodi. Questo studio è stato inizialmente progettato per includere un video e una registrazione EEG. Al momento di questo studio, l'attrezzatura fotografica non era disponibile. Non siamo stati in grado di valutare la funzionalità delle registrazioni video nei trasporti. Per perfezionare ulteriormente il metodo, in futuro verrà posizionata una videocamera sul lettino per registrare il movimento del bambino insieme all'EEG. Ciò può facilitare l'identificazione delle crisi durante il trasporto. L'EEG non può attualmente essere esaminato obiettivamente. Riteniamo che le misure proxy che abbiamo utilizzato per dimostrare la fattibilità siano solide. Con il progredire dell'apprendimento automatico e dell'intelligenza artificiale, potrebbero essere disponibili metodi più oggettivi e integrati nel software per fornire un punteggio definitivo in futuro19.
Il tablet attuale non dispone di funzionalità mobili. Il Newborn Emergency Transport Service of Western Australia (NETS WA) sta passando a un dispositivo 5G gestito da sim, in grado di trasmettere dati tramite il cloud software all'ospedale ricevente. Gli specialisti possono quindi accedere e rivedere le tracce EEG mentre il trasporto è in corso, tranne durante i voli, dove solo il registrar senior può visualizzarle.
Il metodo è unico e non è stato segnalato in precedenza; presenta somiglianze con la tecnica nelle UTIN "statiche" con alcune importanti differenze. La tecnica ha importanti applicazioni cliniche e di ricerca in quanto lo studio della funzione cerebrale nei bambini trasportati è molto limitato. Il processo decisionale clinico precoce e la prognosi sono importanti nell'asfissia perinatale e anche i bambini che non sono nati in istituti terziari dovrebbero avere questa opportunità. L'applicazione di un EEG nel trasporto può consentire lo studio di bambini con HIE (in identificazione precoce e prognosi), la presentazione delle crisi e il monitoraggio a distanza. Può favorire il neuromonitoraggio ottimale dei bambini che necessitano di sedazione durante il trasporto.
In sintesi, l'aEEG nel trasporto neonatale è fattibile e produce dati sufficienti per l'interpretazione clinica. Avere la capacità di prendere decisioni cliniche precoci in condizioni critiche in termini di tempo (come l'HIE) è importante. Gli studi futuri dovrebbero concentrarsi su come la nuova tecnologia possa migliorare gli esiti dei pazienti utilizzando tracce aEEG in tempo reale e includere il monitoraggio video delle convulsioni durante il trasporto.
Gli autori non hanno esempi di conflitti di interesse da divulgare. Kvikna ehf. Reykjavik, Islanda e Temple Medical and Scientific, Sydney, Nuovo Galles del Sud, Australia non hanno contribuito alla progettazione, all'analisi o all'interpretazione dello studio, ma hanno finanziato le spese di pubblicazione.
Ringraziamo la Perth Children's Hospital Foundation per il suo generoso sostegno nell'acquisto delle apparecchiature EEG utilizzate in questo progetto. Ringraziamo Gardar Thorvardsson (Kvikna) e Ieesha Sparks (Temple Medical and Scientific) per il loro supporto negli aspetti tecnici del progetto di studio.
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Stratus EEG Centrum, acquisizione di software Pro per Microsoft Windows | Stratus Software Solutions LLC Kvikna Medical Lynghá ls 9 110 Reykjavik Islanda | Versione 4.2 | |
| Trackit T4PCU24+8 | Lifelines Neuro 7 Clarendon Court Over Wallop StockBridge Hants, Regno Unito | SN: T4-170046 Numero: 4 C169 | |
| Elettrodo ad ago ultra sottodermico | Natus 3150 Pleasant View Road Middleton WI 53562 USA | 019-476600 | 14 mm x 0,38 mm Ago SST Connettore DIN 42802 |