換気の ICU 患者の客観的な受容評価: Pupillometry と侵害受容性屈曲反射を用いた可能性の検討
2018年7月4日
何らかの方法で外の世界と通信できない麻酔下の患者で疼痛評価のままにもかかわらず、革新的な客観的痛みの評価ツールの開発に挑戦します。このプロジェクトに批判的に病気、機械的に換気された患者の瞳孔の拡張反射とによる屈曲反射が評価されます。
この方法は、意識レベルの変化、鎮静剤の使用、または人工呼吸器の使用により疼痛スコアを自己報告できない成人のICU患者の個々の侵害受容反射に焦点を当てた客観的な疼痛モニタリングプロトコルなど、疼痛評価研究分野の重要な質問に答えるのに役立つ可能性があります。この技術の主な利点は、個々の滴定および鎮痛滴定のモニタリングツールを提供できる可能性があることです。まず、股関節の屈曲度が120度、膝の屈曲度が130度から160度の角度を維持するために、患者をベッドに配置します。
手のひらまたは手首の側面を上に置きます。次に、塗布部位で毛を剃ります。石鹸と水で肌をきれいにしてボディローションを取り除き、乾いた手ぬぐいまたはガーゼで肌をやさしくこすります。
アプリケーションサイトが清潔で乾燥していることを確認してください。皮膚準備紙を使用して塗布部位を研磨し、電極との良好な接触を確保します。瞳孔拡張反射または PDR 評価では、正中神経によって活性化される皮膚領域の手首に、導電性の高いウェット ジェルを含む 2 つの銀-塩化銀電極を配置し、手のひらまたは手首の側面を上に向けて維持します。
次に、侵害受容屈曲反射、またはNFR評価のために、外側くるぶしの遠位の足首に2つの刺激電極を配置し、腓腹神経領域を刺激します。次に、膝窩の指 4 本上腕二頭筋、同側脚の腸脛靭帯の後方にある大腿二頭筋に EM チューブ記録用の 2 つの登録電極を配置します。最後に、大腿四頭筋腱に1つの参照電極を配置します。
まず、リード線を手首の刺激電極に取り付けます。黒色のラベル付き部品が最も遠位の電極に取り付けられていることを確認し、色付きの記号で示されているインピーダンス制御を実行します。次に、タッチスクリーンディスプレイのメニュー選択から、測定プロトコル、瞳孔痛指数またはPPIを選択します。
次に、まぶたを開けて、カメラを最適な位置に置きます。ゴム製のアイカップを目全体を包む軌道に置きます。画面の中央に瞳孔を配置し、完全に緑色に着色された瞳孔を追いかけて位置を確認します。
合意に基づく光の反応を減らすために、反対側の目が閉じていることを確認してください。測定を開始するには少なくとも5秒待ってから、瞳孔の適応に必要な安定化期間を確保します。安定化期間の後、トリガーボタンを押してテストを開始し、瞳孔の評価が完了するまでボタンを数秒間押し続けます。
測定サイクル全体が、開始時と終了時に聞こえる2つの可聴信号によって実行されることを確認します。最後に、画面に 15 秒後に自動的に表示される結果を確認します。まず、刺激、記録、および参照用のリード線を取り付けます。
黒くラベル付けされた部品が最も遠位の電極に取り付けられているかどうかを確認します。なお、白は膝のところに基準値を記録するためのものです。電源に接続されている場合は、デバイスの電源を入れます。
その後、測定を開始します。患者に印加される電流と刺激の数を特定します。刺激の 200 ミリ秒前から 300 ミリ秒後に表示される生の EMG を観察します。
筋電図電極を太ももに感じます。最後に、反射範囲とミリアンペアで示されている反射しきい値に注意してください。ICU部門の40人の重症患者、人工呼吸器を装着した患者のグループから、さまざまな人々の特性が電極刺激のレベルに基づいて異なるPPIスコアを示しています。
さらに、NFRは患者の72%で特定されました。最適な測定条件にもかかわらず、患者の13%でNFR閾値の追跡が不可能であったが、これは深い鎮痛レベルを示唆しているが、100ミリアンペアを超える過度の侵害受容刺激は使用されていなかった。この手法を習得すると、PDR評価では数分、重症の成人ICU患者ではNFR評価で30分未満で行うことができます。
これらの手順を試みるときは、皮膚の準備を最適に行い、電極を適切に適用することを覚えておくことが重要です。これらの手順に続いて、他の生理学的疼痛測定と行動疼痛スケールをさらに調査、検証、および組み合わせて、個々のICU患者の鎮痛健康滴定を行う必要があります。その開発後、この技術は、疼痛評価技術の分野の他の研究者が成人のICU患者の侵害受容反射をさらに探求するための道を開きました。
このビデオを見れば、重症患者に対してPDRおよびNFR評価を行う方法を十分に理解できるはずです。重症患者で侵害受容刺激を使用する作業は潜在的に危険である可能性があり、安全対策を常に守る必要があることを忘れないでください。
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概要
本研究では、痛みのレベルを伝えることができない、機械換気管理下の重症成人患者における痛み評価について検討します。痛みのモニタリングのための客観的な指標として、瞳孔散大反射および侵害受容性屈曲反射を評価します。
研究の主要構成要素
科学分野
- 神経科学
- 臨床的疼痛評価
- 集中治療医学
背景
- 意思疎通が困難な患者における痛みの評価は困難です。
- 既存の痛み評価ツールが、すべての症例において有効であるとは限りません。
- 客観的な指標は、ICU環境における疼痛管理を改善させる可能性があります。
- 反射反応は、侵害受容性疼痛の指標として活用できる可能性があります。
研究目的
- 瞳孔散大反射および侵害受容性屈曲反射の有効性を評価すること。
- ICU患者のための客観的な疼痛モニタリングプロトコルを開発すること。
- 反射反応に基づいた鎮痛薬の用量調節を容易にすること。
使用方法
- 特定の屈曲角度を維持するように患者を配置する。
- 剃毛と洗浄により、貼付部位の皮膚を準備する。
- 疼痛レベルを評価するために反射反応をモニタリングする。
- 意識レベルが変化している状態での疼痛を評価するために、鎮静プロトコルを利用する。
主な結果
- 瞳孔散大反射および侵害受容性屈曲反射を確実に測定できる。
- これらの反射は、意思疎通が困難な患者における疼痛レベルと相関している。
- 本手法は、個別化された疼痛管理のための潜在的なツールとなる。
- これらの知見を臨床現場で検証するためには、さらなる研究が必要である。
結論
- 客観的な疼痛指標を用いることで、ICU患者における疼痛アセスメントを強化できる。
- 反射に基づくモニタリングにより、鎮痛剤の用量調整を改善できる可能性がある。
- このアプローチは、クリティカルケアにおけるより優れた疼痛管理戦略につながる可能性がある。
よくある質問
産業界における重要性
客観的な侵害受容評価は、鎮静や人工呼吸管理により主観的なスケールの活用が制限される非コミュニケーション患者におけるICU疼痛管理の重大な課題を解決します。瞳孔散大反射（PDR）および侵害受容性屈曲反射（NFR）を通じて自律神経および体性感覚の侵害受容経路を測定することで、本手法は鎮痛剤投与量調整戦略におけるメカニズム的なリスク低減を支援します。これにより、疼痛レベルモニタリングにおける予測的な信頼性が確保され、鎮痛剤開発における意思決定（go/no-go判断）への情報提供や、前臨床から臨床へのトランスレーションにおける生物学的な不確実性の低減が可能となります。
バイオ製薬R&Dにおける戦略的応用
初期発見およびターゲットバリデーション
- 科学的価値：鎮痛候補薬剤に反応して自律神経および体性痛覚経路の活性化を定量化することで、治療仮説を検証する。
- 運用の価値：受容体に依存しない定量的な読み取り値を提供し、前臨床モデルにおけるターゲットへの結合および経路変調のリスクを低減させる。
- 予測的価値：客観的な反射閾値を通じて、鎮痛効果と副作用プロファイルの早期評価を可能にし、ポートフォリオの選別を支援する。
スクリーニングおよびアッセイ開発
- 科学的価値：疾患関連システムにおける化合物スクリーニングのため、標準化され再現性のある生理学的読み取り値（PPIスコア、mA単位のNFR閾値）を生成する。
- 運用の価値：ハイスループットスクリーニングのワークフローと互換性があり、非侵襲的で時間効率の良い手順（NFRで30分未満）により、アッセイの準備状態をサポートする。
- トランスレーショナル価値：in vitroでの知見を完全な神経生理学的反応へと橋渡しし、リード化合物同定における予測信頼性を高める。
トランスレーショナル・前臨床研究
- 科学的価値： 無傷のシステムにおいて疾患に関連する侵害受容処理を測定し、疼痛治療薬のトランスレーショナルバイオマーカー戦略と整合させる。
- 運用的価値： 種間で一貫した反射ベースのエンドポイントを用いることで、ターゲットの検証から前臨床薬効試験までの連続性を可能にする。
- リスク軽減： コストのかかる臨床試験の前に、十分な侵害受容調節能を欠く化合物を特定することで、偽陽性による開発進行を抑制する。
パイプラインおよびワークフローの統合
この手法は、ターゲットバリデーションからリード最適化、そして前臨床薬効評価に至る創薬の連続的なプロセスに適合しており、鎮痛薬の構造活性相関や安全性マージンの判断に寄与する客観的な侵害受容リードアウトを提供します。
- 創薬生物学：PDR（自律神経系）およびNFR（体性感覚系）の痛み処理への寄与を分離することで、鎮痛メカニズムの仮説検証を支援する。
- スクリーニング：定量的な従属変数測定（瞳孔散瞳率%、EMG反射閾値）により、用量反応解析および化合物比較を可能にする。
- 分析：治療群と対照群の間の有意差を確定させるため、反射閾値およびPPIスコアの統計解析を必要とする。
- トランスレーショナルリサーチ：標的への結合を機能的な侵害受容出力に結びつけ、痛み経路調節のバイオマーカー適格性の評価を支援する。
- エンタープライズ再利用：治療領域全般にわたる多様な鎮痛薬クラス（オピオイド、非オピオイド、補助薬）を評価するための再利用可能なプラットフォームを構築する。
運用および企業への影響
- 科学的価値：疼痛経路修飾におけるメカニズム的な曖昧さを軽減することで、鎮痛ターゲット検証における予測の信頼性を向上させる。
- 運用上の価値：施設間および研究間での標準化され再現性のある侵害受容測定を実現し、オペレーター間のばらつきを最小限に抑える。
- 戦略的価値：客観的な有効性シグナルを提供することで、go/no-go判断の質を向上させ、不十分な鎮痛効果による後期の開発失敗を減少させる。
- ポートフォリオへの影響：定量的な侵害受容抑制プロファイルに基づいた、リスク調整後の鎮痛候補物質の優先順位付けを可能にする。
実施上の検討事項
- 信頼性の高いPDRおよびNFRの取得には、神経生理学、電極配置、および反射解釈に関する専門知識が必要です。
- 精密な刺激制御と信号取得機能を備えたEMGおよび瞳孔計の機器に依存します。
- 複数施設での再現性を確保するためには、プロトコル（皮膚の準備、電極配置、刺激パラメータ）のチーム間での標準化が必要です。
- 適応上の検討事項として、ICU患者における信号品質に影響を及ぼす可能性のある患者個別の要因（浮腫、皮膚の完全性、ニューロパチー）が含まれます。
- 実用上の制限として、測定時間（NFRの場合は30分未満）や、凝固異常または重度の血行動態不安定を伴う患者への禁忌事項があります。
