ここでは、低酸素性虚血性脳症 (HIE) が疑われる乳児の輸送中のポータブル振幅積分脳波 (aEEG) 記録システムを評価するための実現可能性研究を紹介します。
方法論記事
ここでは、低酸素性虚血性脳症 (HIE) が疑われる乳児の輸送中のポータブル振幅積分脳波 (aEEG) 記録システムを評価するための実現可能性研究を紹介します。
HIEのリスクがある乳児は、治療的低体温症(TH)の早期発見と開始が必要です。THによる早期治療は、より良い結果と関連しています。aEEGは、THを開始するかどうかを決定する際によく使用されます。これは三次センターに限定されることが多いため、乳児がそれを提供するセンターへの輸送を必要とする場合、THが遅れる可能性があります。私たちは、振幅積分脳波(aEEG)の適用方法を提供し、輸送中に臨床的に意味のある情報を取得する可能性を判断することを目指しました。紹介時にHIEのリスクがある生後≥35週のすべての乳児が組み入れる資格がありました。頭皮電極をC3〜C4に配置しました。乳児の頭皮上のP3-P4の位置にあり、aEEGアンプに接続されています。次に、aEEGアンプは、脳波ソフトウェアを備えた臨床用タブレットコンピュータに接続され、脳波情報を収集および分析しました。録音は、主任研究者と2人の独立した査読者(盲検化)によって、バックグラウンドトレースとアーティファクトについてレビューされました。データ品質の事前定義された基準は、移動アーチファクトとソフトウェアインピーダンス通知に設定されました。調査は、受容性と使いやすさについて、医療スタッフと保護者によって完了しました。
出生時の頃の脳への酸素供給または血流の障害は、脳損傷(低酸素性虚血性脳症;HIE)。これは、正期産児の死亡と障害の主な原因です1.HIEは、全世界で1000回の配送あたり2回の発生率であると報告されており、これは低所得国から中所得国で高くなる可能性があります。西オーストラリア州では、HIEと臨床診断された赤ちゃんが毎年約50人生まれています(2022年の出生数は32308人、発生率は1000人あたり約1.5人2)。
HIEは、出生の状況、乳児の血中酸バランスの変化(出生後の臍帯または赤ちゃんから)、および神経学的状態の変化に基づく基準で診断されます3。中等度または重度のHIEの治療は、33〜34°Cの全身低体温です。 これが早期に開始されるほど、赤ちゃんの神経学的結果に対する利益は大きくなる可能性が高い3,4,5。振幅積分脳波(aEEG)は、評価とモニタリングの重要な部分であり、多くの地域では三次センターでのみ利用可能です。電極(EEG安全DINコネクタまたは直径1.5mmのピン付きDIN 42802)を頭皮に挿入して、脳の電気的活動を測定および記録します。次に、電極はアンプに接続され、アンプは臨床用タブレットコンピュータに接続され、脳波の活動を表示および記録します。aEEGは、脳波活動に関する情報を提供し、HIE6の診断を支援するために使用できます。神経学的検査とaEEGの組み合わせは、中等度または重度のHIE7,8,9の乳児を特定する能力を高める可能性があります。
西オーストラリア州新生児緊急輸送サービス(NETS WA)は、年間約1100人の病気の赤ちゃんに集中治療を提供しています。地元の病院の医療スタッフは、無料の電話番号でNETS WAに連絡でき、すぐに新生児専門の医師や看護師との電話会議で転送をリクエストできます。NETSチームは、専用の道路救急車または専用の集中治療用輸送機器を備えた固定翼機で移動します。搬送チームが紹介病院に到着すると、赤ちゃんが評価され、治療が継続またはエスカレートされます。その後、チームは乳児を州都(パース)の三次新生児集中治療室(NICU)に移します。西オーストラリア州では、紹介病院と中央集権的な専門サービス10 (最大距離1381マイル)との間には距離が長いことが多いため、脳波図は出生後何時間も適用されず、治療が遅れることがあります。
多くの監視システムは集中治療室向けに設計されていますが、そのサイズと電力要件のため、輸送環境には実用的ではありません。病棟ベースの機器は、移動アーティファクトが発生しやすく、輸送環境で不十分な品質データを記録する可能性があります。外来用脳波増幅器技術は、主に自宅で患者が着用するために設計されたもので、脳波検出ソフトウェアを備えたコンピュータタブレットに接続し、輸送中の新生児に適用することができる11。これは、新生児輸送チームがHIEが疑われる赤ちゃんに運ぶことができます。このソフトウェアは、ポータブルインターネットアップリンクとWebベースのビューアを介してリモートで表示できます。現在、輸送環境におけるaEEGの適合性や可読性に関する報告はありません。
HIEの乳児の輸送におけるaEEGの適用とモニタリングはこれまで報告されておらず、その使用に関する既存のプロトコルはありません。輸送環境の実現可能性や有用性を裏付ける証拠はありません。新生児輸送における脳波使用のためのプロトコルを提示します。これは、出生後に輸送が必要なHIEの赤ちゃんのaEEGが実現可能であり、読み取り可能な臨床情報を提供できるかどうかを評価することを目的としています。
この研究は、Child and Adolescent Health Service(CAHS)のHuman Research Ethics Committee(HREC、承認番号RGS0000004988)によって承認され、ヘルシンキ宣言の信条を遵守しました。
1.研究に含める患者の特定
2. 保護者の同意がある場合
3. 搬送担当医師・看護師の同意を求める場合
4. 脳波応用
5.脳波増幅器とタブレットのセットアップ
6.輸送中の脳波モニタリング。
7. データの解釈
8. 分析
2022年9 月1日から2023年6 月5日の間に、25人の赤ちゃんがHIEの可能性がある状態で西オーストラリア州に輸送され、対象となりました。合計のうち、20人の乳児が同意され、募集され、輸送中に脳波計を適用することに成功しました。合計5人の患者が募集されず、3人が同意を逃しました。あるケースでは、デバイスが自動ソフトウェア更新を開始し、使用できなくなりました。あるケースでは、赤ちゃんはHIEのリスクがなく、募集の資格がないと見なされました。20人の乳児のうち、12人(12/20人、60%)が男の子、8人(8/20人、40%)が女性だった。合計13人の乳児(13/20人、35%)が主に固定翼機で輸送され、7人(7/20人、65%)が陸路で輸送されました。合計で38時間の脳波痕が記録されました。録音が開始された出生後年齢の中央値は5.7時間(3.9-6.5時間)時間でした。主に固定翼機で輸送された乳児は、道路と比較して、脳波が8.9時間(6.2-10.8時間)対4.2時間(3.0-5.5時間)で開始されました。p = 0.0048 です。患者ごとに記録された脳波データの持続時間の中央値は1.9時間(1.6〜3.1時間)で、範囲は0.9〜6.4時間でした。16/20の録音ではインピーダンス通知はありませんでした。4つの録音では、録音ごとに平均(範囲)が4(1〜6)のインピーダンス通知がありました。それにもかかわらず、すべての録音には分析可能な情報が含まれていました。 例を図 9 に示します。この技術は、保護者やスタッフに受け入れられるものでした。

図1:メジャーを測定するためのランドマークの識別。 電極測定テープを使用して、耳珠径(A)と矢状縫合糸(B)を特定し、文字が一致するようにテープが並んでいることを確認します(図に示されているマネキンでは「C」です)。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:電極配置場所の特定。 巻尺をランドマークに適切に配置したら、マーカーペンを使用して矢印の両側に電極位置に印を付けます。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図3:電極の挿入。 電極を皮下に挿入し、尾側に配置し、steristripsのシェブロン技術でテーピングしました。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図4:aEEGアンプの対応する部位に接続された電極。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図5:脳波計のセットアップと接続性の概要。 電極は赤ちゃんと(A)アンプに接続されています。次に、アンプをaEEGソフトウェアを使用する(B)タブレットに接続します。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図6:マンセルベビーベッド この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図7:ボイジャーの簡易ベッド。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図8:ベビーベッドに固定され、輸送チームから見えるタブレット( 1)画面上に連続トレースが表示されたaEEGタブレット、(2)Trackit T4 aEEG増幅器、(3)マネキンのaEEG頭皮電極、(4)マンセルベビーベッド、(5)バイタルモニター。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図9:オンラインのStratus EEG Analysisソフトウェアから抽出された2人の患者のaEEGトレースの例。 Y軸は電気振幅(μV)、X軸は5分刻みの日付と時刻です。タイムベースはそれぞれ30 mm/sで、感度は両方のトレースで70 μV/cmでした。トレースは、「専門家」によって解釈されたC4-C4、P3-P4のモンタージュです。(A,B)患者Aは陸路で、患者Bは空路で搬送されました。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
この新しい研究では、出生直後に輸送が必要なHIEが疑われる乳児におけるaEEGの適用と早期データ取得について説明しています。新生児輸送中のaEEGアプリケーションは、これまで報告されていません。aEEGは、ブラジルの遠隔医療神経救命救急医療相談や小児ED15,16での遠隔監視など、新しい状況で使用されています。
aEEG針のアプリケーションは、「静的な」新生児集中治療17 で使用されるものと似ており、aEEGの最適な信号を達成するために頭皮に配置されます。新生児輸送環境でのこのデバイスの位置は、輸送用ベビーベッドの構成によって異なる場合があります。20例の症例では、輸送中の頭皮の針の位置に問題はありませんでした。追加の外傷や出血は認められませんでした。針がずれたことが一度指摘されましたが、これは、正常に動いている赤ちゃんの「静的な」NICU環境で見られるのと同じくらい一般的ではありません。すべての脳波記録は、臨床用タブレットに接続されたイーサネットケーブルを使用してアンプに行われました。このデバイスは、メソッドの改良の次の段階であるBluetoothワイヤレス機能を備えています。これは、航空機環境でテストする必要があります。
aEEGの主な制限は、出力の主観的および解釈的な性質であり、誤解のリスクを過小評価することはできません18。私たちの方法論では、専門家によるコンセンサスレビュー、トレース時間 > 100 μV、インピーダンスの数と大きさを組み合わせて使用しました。トレースは、「専門家」間の解釈を簡素化するために15分のセグメントに分割されました。各セクションは背景パターンについて評価され、トレース全体が評価されました。評価されなかった部分はありませんでした。ベースラインのaEEG解釈は、2/3'専門家が同意した場合、アーティファクトと見なされました。このコンセンサス アプローチは、脳波の解釈における客観的な評価の欠如と、トレースが確実に読み取れることを保証するために使用されました。aEEGスケールでの人間の脳活動の正常範囲は10〜25μVです。>100μVは、この値を超える長い部分が非生物学的活動(すなわち、外部運動)に関連している可能性が高いため、選択されました。インピーダンスは、電気信号に対する対抗を理解するための標準として測定されました。これらの測定値の組み合わせにより、aEEG トレースの全体的な概要が明らかになると考えています。
これらの方法にはいくつかの制限がありました。この研究は当初、EEG記録だけでなくビデオも含めるように設計されました。この調査の時点では、カメラ機器は利用できませんでした。輸送中のビデオ録画の機能を評価することはできませんでした。この方法をさらに洗練させるために、将来的にはベビーベッドにビデオカメラを設置し、脳波と一緒に赤ちゃんの動きを記録する予定です。これにより、輸送中の押収者の識別がサポートされる場合があります。aEEGは現在、客観的にレビューすることはできません。実現可能性を実証するために使用した代理措置は強固であると考えています。機械学習と人工知能が進歩するにつれて、より客観的な方法が利用可能になり、ソフトウェアに統合されて、将来的に決定的なスコアリングが提供される可能性があります19。
現在のタブレットにはモバイル機能がありません。西オーストラリア州新生児救急搬送サービス(NETS WA)は、ソフトウェアクラウドを介して受け入れ病院にデータを送信できる5G SIM操作デバイスにアップグレードしています。その後、専門家は、輸送の進行中に脳波トレースにアクセスして確認することができますが、飛行中はシニアレジストラのみがこれらを表示できます。
この方法は一意であり、以前には報告されていません。これは、「静的」NICUの技術と類似していますが、いくつかの重要な違いがあります。この技術は、輸送された赤ちゃんの脳機能の研究が非常に限られているため、重要な臨床および研究用途があります。周産期仮死では、早期の臨床的意思決定と予後が重要であり、高等教育機関で生まれていない赤ちゃんにもこの機会を与えるべきです。 aEEGを輸送に適用することで、HIE(早期発見と予後)、発作の提示、および距離のモニタリングを伴う赤ちゃんの研究が可能になる場合があります。輸送中に鎮静が必要な赤ちゃんの最適な神経モニタリングを促進する可能性があります。
要約すると、新生児輸送におけるaEEGは実現可能であり、臨床解釈に十分なデータを生成します。タイムクリティカルな条件(HIEなど)で早期に臨床上の決定を下す能力を持つことが重要です。今後の研究では、新しいテクノロジーがリアルタイムの心電図トレースを利用して患者の転帰をどのように改善できるかに焦点を当て、輸送中の発作のビデオモニタリングを含める必要があります。
著者には、開示すべき利益相反の例はありません。Kvikna ehf.アイスランドのレイキャビクとオーストラリアのニューサウスウェールズ州シドニーのTemple Medical and Scientificは、研究のデザイン、分析、または解釈に意見を述べていませんでしたが、出版料に資金を提供しました。
このプロジェクトで使用される脳波機器の購入に当たって寛大な支援をいただいたPerth Children's Hospital Foundationに感謝します。Gardar Thorvardsson氏(Kvikna)とIeesha Sparks氏(Temple Medical and Scientific)には、研究プロジェクトの技術的側面でのサポートに感謝します。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Stratus EEG Centrum, Acquire Pro Software for Microsoft Windows | Stratus Software Solutions LLC Kvikna Medical Lyngháls 9 110 Reykjavik Iceland | Version 4.2 | |
| Trackit T4PCU24+8 | Lifelines Neuro 7 Clarendon Court Over Wallop StockBridge Hants, UK | SN: T4-170046 Issue: 4 C169 | |
| Ultra subdermal Needle Electrode | Natus 3150 Pleasant View Road Middleton WI 53562 USA | 019-476600 | 14 mm x 0.38 mm SST Needle DIN 42802 コネクタ |