방법 논문

Electroencephalography 결합 플랫 팁 프로브를 사용 하 여 신생아에 갖는 유해 두뇌 활동의 electrophysiological 측정

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DOI:

10.3791/56531

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2017년 11월 29일

 ,  ,  ,  , 
1Division of Neonatology, University of Basel Children's Hospital, 2Divison of Neuropediatrics and Developmental Medicine, University of Basel Children's Hospital

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

비 언어적 환자의 통증을 측정 하는 것은 도전입니다. 이 연구에서 우리는 플랫 팁 프로브를 사용 하 여 객관적인 방식으로 갖는 유해 두뇌 활동을 감지 하는 자극 뇌 파 기록을 결합 한다.

초록

통증은 불쾌 한 감각과 감정적 경험. 비 언어적 환자에서 통증, 통증 평가 도구와도 측정 하가 매우 어렵습니다. 이러한 도구는 주관적 또는 보조 생리 적 지표는 또한 특정 제한이 진통의 효과 탐험 하는 경우에 특히 결정. 대뇌 피 질의 처리 통증 인식에 대 한 근본적으로, 두뇌 활동 측정 유아에 통증을 평가 하기 위해 유용한 접근을 제공할 수 있습니다. 여기 우리 nociception electrophysiological 두뇌 활동 녹음 신생아 유아에 사용 하기 위해 최적화 된 평가 하는 방법을 제시. 매우 표준화 되 고 재현 가능한 유해 자극을 생산 우리 적용 기계적 자극은 평면 팁 프로브, 예를 들어, PinPrick는 피부 분리 이며 행동 조 난 발생 하지 않습니다. 유해 갖는 잠재력 비 언어적 환자에서 nociception의 객관적인 측정을 허용 한다. 이 메서드는 신생아 유아에서 빠르면 임신 성 연령 34 주 사용할 수 있습니다. 또한, 그것은 진통제 나 마 취 약의 효능을 측정 하는 등 서로 다른 상황에 적용할 수 있습니다.

서론

통증은 불쾌 한 감각과 감정적 경험 관련 된 실제 또는 잠재적인 조직 손상, 또는 같은 손상1의 관점에서 설명. 구두로 의사 소통을 못하는 개인 통증 발생 하지만 매우 어려운 신생아 유아2에서 예를 들면 통증 완화 치료를 평가 하 게 가능성을 부정할 하지 않습니다. 여러 행동 및 생리 적 지표는 비 언어적 환자의 통증을 평가 하는 데 사용 됩니다. 다른 비늘 수 년에 걸쳐 개발 되었습니다, 그리고 선택 자극, 임신 나이 및 환경에는 신생아는 임베디드3,,45종류에 따라 다릅니다. 이러한 통증 평가 도구 중 둥 급의 해석에 의존 하거나 그들은 보조 생리 적 지표를 요구 합니다.

이 비디오에서 우리는 신생아 유아에 사용 하기 위해 최적화 된 electrophysiological 녹음 nociception를 평가 하는 방법을 제시. Nociception 인코딩 유해 자극의 신경 과정으로 정의 됩니다. 따라서, quantitating nociception 비 언어적 사람에서 신경 입력을 결정 하는 우아하고 객관적인 방법 이다. 또한, electroencephalography (뇌 파)에 의해 감지 하는 대뇌 피 질의 활동 유해 이벤트5,6의 강도와 상관 된다.

여기에 제시 된 방법 pinprick7, 피부-깨는 아니다 고 행동 조 난6을 발생 하지 않습니다 라고도 플랫 팁 프로브 기계적 자극에 의해 생성 하는 유해 자극 뇌 파 기록을 결합 한다. 그것은, Aδ-섬유, 피부 병 변8 및 nociceptive 특정의 진도 잠재적인 침입에 의존 하지 않습니다 필요 하지 않습니다에 의해 주로 중재는 nociception 다음 자극 중단 상태9자. 프로브 부모에 의해 잘 신생아와 연구 환경에서이 방법을 적용 하는 때 또한 허용 됩니다. 프로브 전자 프로브는 피부 접촉 때 정확 하 게 태그를 뇌 파 기록 사용 뇌 파 기록 시스템에 연결 됩니다. 이 크게 시간 잠금 프로세스를 단순화 하 고 모든 후속 뇌 파 분석을 위한 전제 이다. 유아 뇌 파 기록의 준비 시간을 최소화 하기 위해 우리는 어디에 우리가 3 개의 전극 (그림 1)의 최소 요구 사항에 전극의 수를 감소 수정된 국제 10/20 전극 배치 시스템 사용. 어디 갖는 유해 두뇌 활동은 최대한9,,1011, 중앙 꼭지점 Cz 전극 참조와 하나의 접지 전극 사용 되었다.

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프로토콜

연구는 유능한 윤리 위원회의 북서부 스위스 (EKNZ 2015-079)에 의해 승인 되었다 하 고 참가자에 대 한 정보 서 면된 부모의 동의 측정 하기 전에 얻은.

1입니다. 준비

  1. 아기는 해결 되었는지 확인 합니다. 그것은 운동 인공 물 때문에 녹음 하는 동안 움직임을 빠는 없이 조용 하 고, 정착 해야 합니다. 아기가 자 고9될 수 있습니다.
  2. 뇌 파 캡의 크기를 정의 하는 측정 테이프와 신생아의 머리 둘레를 측정 합니다.
  3. 활성 전극 위치 식별: Cz / 교정 및 inion 및 왼쪽 및 오른쪽 preaurical 사이 중간 지점 사이의 중간 지점을 표시 하 여 정점 위치 피부 마커 연필. 위치는 전극 참조 그림 1.
  4. 접지 전극의 위치를 식별: 오른쪽이 마 (Fp2)와 참조 전극: 왼쪽된 mastoid (A1).
  5. 면봉을 사용 하 여 살 균 제 (Cz, f p 2와 a 1) 전극 사이트를 청소. 머리의 많은 경우 두 피를 시각화 하기 위해 머리를 구분 합니다.
  6. 붙여넣기를 준비 하 고, 낮은 임피던스를 면봉을 사용 하 여 뇌 파와 전극 사이트를 부드럽게 문질러.
  7. 신생아의 머리에 부착 된 전극과 뇌 파 모자를 놓습니다.
  8. 접촉 전극과 두 피를 최적화 하기 위해 짧은 플라스틱 바늘 주사기를 사용 하 여 전극에 전도성 뇌 파 젤을 삽입할.
  9. 임피던스는 50 k ω 아래 설명 처럼 제조업체의 권장 사항에 게시 지침12에서 때까지 전극을 조정 합니다.
  10. 신생아의 얼굴 표정 기록 하는 카메라를 배치 합니다.
  11. 뇌 파 기록 장치에 고정 연락처 트리거 장치에 플랫 팁 프로브를 연결 합니다. 플랫 팁 프로브 도달할 때 피부에 명목상 힘, 트리거 신호는 연락처 트리거 장치에 의해 생성 됩니다. 이 신호는 트리거 마크와 녹음 하는 뇌 파를 태그 컴퓨터에 전송 됩니다.

2입니다. 측정

  1. 데이터를 저장 하는 연구 이름을 선택 합니다.
  2. 온라인 밴드 패스 필터 추가:
    1. 필터 표시:
      낮은 컷오프 필터: 주파수: 1 Hz
      높은 차단 필터: 주파수: 70hz
      노치 필터: 50 Hz
      샘플링 속도: 2000 Hz
  3. 뇌 파와 비디오 녹화를 시작 합니다.
  4. 수평 위치에 신생아의 오른손을 잡으십시오. 자극은 또한 다른 사이트에 적용할 수 있는, 예를 들어 손에서 보다 더 긴 대기 시간 귀 착될 것 이다, 발 참조 하시기 바랍니다 자세한 내용은 3.7.
  5. 먼저 배경 뇌 파 활동을 기록 합니다. 신생아의 핸드 개최 하는 동안 주석을 수동으로 자극이 없는 적용 되 고 유아는 휴식 기간을 기록 하는 데 뇌 파 기록.
  6. 신생아의 오른손에는 연구 설계에 따라 플랫 팁 프로브 자극의 필요한 금액을 수행 합니다. 우리의 실험 설계에서 설정 된 50에서 플랫 팁 프로브 자극의 수. 그래서 팁을 구부리지 않습니다 올바른 힘이 적용 신생아의 손 수직으로 평면 팁 프로브를 사용 하 여 주의 해야 합니다. 플랫 팁 프로브 자극을 변론을 피하기 위해 최소 2 ~ 3 s 간 자극 간격 (ISI)6 을 사용 하 여 수행 합니다.
  7. 모든 녹음을 중지 합니다.
  8. 실험 설정 세부 사항을 문서화 합니다.

3. 데이터 분석

  1. 30 Hz에서 낮은 패스 필터 1 Hz에서이 패스 필터를 사용 하 여 오프 라인으로 원시 뇌 파 데이터를 필터링 합니다.
  2. 1500 ms (500 ms 전에 자극 개시 후 1000 ms)의 신 기원에 있는 데이터를 세그먼트.
  3. 사전 자극 간격을 기본 보정을 수행 합니다.
  4. 수동으로 검사 후 운동 공예품 등 소음, 유물을 포함 하는 뇌 파 신기 거부 합니다. 또한 자습서 개요를 참조 하십시오: https://sccn.ucsd.edu/wiki/Chapter_01:_Rejecting_Artifacts
  5. 평균 뇌 파 신 기원 (배경 및 자극 응답에 대 한 별도).
  6. 우 디 필터 ± 시간 창 0-1000 ms에서에서 50 ms의 최대 지터를 사용 하 여 데이터 게시 자극 발병. 대기 시간 차이 유아에 대 한 수 있습니다. 이렇게 배경 및 자극 응답에 대 한 개별적.
  7. 프로젝트 템플릿을 갖는 유해 두뇌 활동, 독립 데이터 집합에 정의 되어 있는 그리고에 설명 하 고 각 개별 재판 내에서 갖는 유해 반응의 크기를 확인 하려면 데이터에11 다른 세부. 서식 파일 갖는 유해 반응의 특성 파형을 설명 하 고 크기 개별 재판에서이 갖는 유해 반응의 반영.
    참고: 서식 파일 프로젝트를 시간 창 자극 위치와 유아의 나이에 따라 달라 집니다. 자극의 시간대는 손에 적용 되 면 200-500 ms 자극11게시. 자극의 시간대는 다음 발에 적용 되는 경우 400-700 ms 자극11게시. 참고가이 템플릿이 34-43 주 ' 임신 사이 유아에 대 한 검증만 현재 있다. 이 서식 파일을 사용 하 여 제한에 대 한 논의와 관련 된 자세한 방법, Hartley 외. 201711를 참조 하십시오.
  8. 갖는 유해 두뇌 활동의 크기는 서식 파일을 사용 하 여 자극, 배경 뇌 파에에서 비해 상당히 높은 다음 계산을 확인 합니다.
  9. 행동 표정 나중 분석 (뇌 파에 카메라 연결 녹음) 신생아 얼굴 코딩 시스템2,13를 사용 하 여.

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결과

그림 1 수정 된 국제 10/20 전극 배치 시스템을 사용 하 여 위치 하는 전극의 도식 표현입니다. 그림 2 응용 프로그램 사용 하 여 플랫 팁 프로브 32 미네소타 힘으로 자극 발생 (그림 2A) 신생아의 오른손을 프로토콜에 설명 된 대로 하나의 단일 유해 자극의 직전에 기록 EEG 활동을 보여준다. 유해 갖는 응답 약 300 ms 게시물 자극 발병 (0 시간)에 표시 됩니다. 그림 2B 50 자극 32만의 힘으로 같은 환자에 게 적용의 평균 응답을 보여 줍니다. 유의 하십시오 유해 갖는 잠재력은 더 명확 하 게 더 많은 자극 적용 됩니다. 우 디 필터링, 응답 대기 시간에 약간의 변화에 대 한 조정 그림 2C

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토론

여기에 제시 된 방법을 보여줍니다 얼마나 유해 갖는 뇌 활동 신생아에서 적용 실험 유해 자극 뇌 파 기록 및 평면 팁 프로브 자극 제를 사용 하 여 객관적인 방법으로 측정 될 수 있다. 이 기술은 nociception, 예를 들면 신생아 등 비 언어적 명에 검색을 다양 한 임상 설정에서 사용할 수 있습니다. 전체 연구는 아기, 식별, 준비 및 전극, 장착 및 마지막으로 적용 하 고 기록 50 유해 자극 배치를 포함 하 여 15 분 이내 할 수 있습니다. 자극 유아 행동 고민 하지 않게 그리고이 이렇게 nociception 유아에서 평가 하는 객관적인 방법을 제공 한다.

이 연구에서 우리 32만의 가벼운 힘으로 평면 팁 프로브 자극을 사용. 미네소타 64 또는 128 미네소타의 더 높은 힘 또한 신생아에서 적용 될 수 있습니다 하지만 증가 움직임 인공 사지 철수 때문에 발생할 수 있습니다. 우리의 연구에서 신생아 32 mN의 힘을 잘 허용 그리고 그들의 사지를 철회...

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

저자 중요 한 검토 우리의 종이 월터 Magerl (신경 생리학의 부, 센터의 의학 및 의료 기술에 대 한 캐롤라인 Hartley와 Rebeccah 슬 레이 터 (소아과 부, 옥스포드 대학, 영국)을 인정 하 고 싶습니다. 만 하 임 (CBTM), 하이델베르크의 대학, 독일) 우리 기술 장비 및 기술 지원.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
EasycapEASYCAP GmbHAC-32-C 34및 36세 유아용 EEG 캡
actiCAPBrain Products GmbHBP-04243-SIG활성 전극
ImpBoxBrain Products GmbH임피던스 측정
V-AmpBrain Products GmbHEEG 기록 장치
핀단자 자극을 위한 접촉 트리거MRC Systems GmbH
PinPrick 자극기 세트MRC Systems GmbH
EEG 준비 페이스트USB 약국염화나트륨, 경석, 프로필렌 글리콜이 포함되어
SuperViscEASYCAP GmbH활성 전극용 전해질-겔
Brain Vision Recorder BrainProducts GmbH
Brain Vision Analyzer
EEGLAB

Swartz Center for Computational Neuroscience, University of California San Diego모든 EEG 에포크의 평균화를 포함한 EEG 처리

세 에는 있습니다

참고문헌

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