Electroencephalography 결합 플랫 팁 프로브를 사용 하 여 신생아에 갖는 유해 두뇌 활동의 electrophysiological 측정
2017년 11월 29일
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.
이 전기생리학적 측정의 전반적인 목표는 신생아의 통각을 객관적으로 평가하는 것입니다. 이 방법은 비언어적 환자가 통증을 어떻게 인식하는지, 다양한 상태에 대한 반응에서 어떻게 다른지와 같은 신생아 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 가장 큰 장점은 재태 연령 34주부터 만삭 또는 늦은 조산으로 태어난 신생아에게 사용할 수 있다는 것입니다.
이 기술의 의미는 비언어적 환자의 통각(유해성)에 대한 최초의 객관적인 측정이기 때문에 통증 조사로 확장됩니다. 일반적으로 이 방법을 처음 접하는 개인은 EEG에 대한 경험이 필요하기 때문에 어려움을 겪을 것입니다. 이 방법에 대한 아이디어는 자연적으로 태어난 신생아와 선택적 제왕절개로 태어난 신생아에서 분만 후 다른 통증 반응을 관찰했을 때 처음 떠올
랐습니다.그러나 신생아 집중 치료실에서도 아기들은 고통스러울 수 있는 많은 시술에 노출되어 있습니다. 진통제를 복용하고 있을 때에도 그들이 얼마나 인지하는지 알 수 없습니다. 이제 우리는 그들의 유해한 반응을 객관적으로 측정할 수 있습니다.
시작하기 전에 아기가 조용하고 안정되어 있는지 확인하십시오. 아기는 잠을 잘 수 있지만 움직임 아티팩트 때문에 녹음하는 동안 빠는 동작이 없어야 합니다. EEG 캡의 크기를 정의하기 위해 측정 테이프로 신생아의 머리 둘레를 측정합니다.
그런 다음 스킨 마커 연필로 나시온과 이니온 사이의 중간 지점과 왼쪽과 오른쪽 귀 전 지점 사이의 중간 지점을 표시하여 활성 전극 위치를 식별합니다. 전극 위치의 개략도가 여기에 표시됩니다. 오른쪽 이마에 있는 접지 전극과 왼쪽 유양돌기 위에 있는 기준 전극의 위치를 식별합니다.
피부 소독제를 적신 면봉을 사용하여 세 개의 전극 부위를 청소합니다. 그런 다음 EEG 준비 페이스트로 전극 부위를 부드럽게 문질러 임피던스를 낮추고 전극이 신생아의 머리에 부착된 EEG 캡을 놓습니다. 다음으로, 짧은 플라스틱 바늘이 달린 주사기를 사용하여 전도성 EEG 젤을 전극에 주입하여 전극과 두피 사이의 접촉을 최적화합니다.
그런 다음 임피던스가 50킬로옴 미만인지 확인하려면 임피던스 미터를 전극에 연결하고 50킬로옴 미만으로 설정하십시오. 임피던스가 50킬로옴 미만이면 표시등이 녹색으로 바뀝니다. 그런 다음 전극을 증폭기에 연결하십시오.
신생아의 얼굴 표정을 기록할 카메라를 배치합니다. 그런 다음 플랫 팁 프로브를 EEG 기록 장치에 고정된 접촉 트리거 장치에 연결합니다. 새 작업 파일을 선택하여 시작합니다.
샘플링 속도를 2, 000Hz로 설정합니다. 낮은 차단 필터를 1Hz의 주파수로 설정합니다. 높은 차단 필터를 70Hz로 설정하고 노치 필터를 50Hz로 설정합니다.
데이터를 저장할 스터디 이름을 선택합니다. EEG와 비디오 녹화를 시작합니다. 신생아의 오른손을 수평 위치로 잡고 배경 EEG 활동을 기록합니다.
EEG 기록에 수동으로 주석을 달아 자극이 가해지지 않고 유아가 쉬고 있는 기간을 기록합니다. 배경 EEG가 안정되면 신생아의 오른손에 필요한 양의 플랫 팁 프로브 자극을 투여합니다. 팁이 편평한 프로브를 신생아의 손에 수직으로 사용하여 팁이 구부러지지 않고 올바른 힘이 가해지도록 주의하십시오.
플랫 팁 프로브가 피부에 가해지는 공칭 힘에 도달하면 접촉 트리거 장치에 의해 트리거 신호가 생성됩니다. 이 신호는 방아쇠 표시가 있는 EEG 기록에 태그를 지정하여 컴퓨터로 전송됩니다. 자극이 투여된 후 모든 기록을 중지하고 실험 설정 세부 정보를 문서화합니다.
아기의 머리에 있는 전극을 제거한 후 젖은 수건으로 두피를 닦아 잔여물을 제거합니다. 32밀리뉴턴의 플랫 팁 프로브 자극을 한 환자의 오른손에 적용했습니다. 음영 처리된 영역은 자극 후 200-500밀리초 후에 발생하는 관심 시간 창을 보여줍니다.
단일 자극 후, 유독성 유발 반응은 자극 시작 후 약 300밀리초에서 볼 수 있습니다. 250밀리초의 기본 피크는 화살표로 표시됩니다. 이 추적은 동일한 환자에게 32밀리뉴턴의 힘으로 가해진 50개의 자극의 평균 반응을 보여줍니다.
유독 유발 잠재력은 더 많은 자극이 가해지면 더 명확해집니다. 우디 필터링을 사용하여 응답 대기 시간의 약간의 변동성을 조정할 수 있습니다. 빨간색으로 표시된 사전 정의된 템플릿은 유독성 유발 반응의 크기를 계산하기 위해 EEG에 투영됩니다.
이 기술을 마스터하면 제대로 수행하면 15분 안에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안, 아기가 진정될 때까지 자극을 가할 때까지 기다려야 한다는 것을 기억하는 것이 중요하다. 이 비디오를 시청한 후에는 침대 옆에서 통각을 객관적으로 측정하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
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개요
본 연구는 유해 자극과 결합된 EEG 기록을 이용하여 비언어적 환자, 특히 신생아의 통각 수용을 객관적으로 평가하는 것을 목표로 합니다. 이 방법은 이러한 환자들이 서로 다른 조건에서 통증을 어떻게 인지하는지에 대한 통찰을 제공합니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 신경과학
- 통증 인지
- 전기생리학
배경
- 언어 소통이 불가능한 환자의 통증을 측정하는 것은 매우 어렵습니다.
- 신생아의 통증 반응을 이해하는 것은 신생아 간호에 있어 매우 중요합니다.
- 이 기술은 만삭 또는 후기 미숙아로 태어난 신생아에게 적용할 수 있습니다.
- 이전의 관찰 결과에 따르면 분만 방법에 따라 통증 반응이 다르게 나타났습니다.
연구 목적
- 비언어적 환자의 통각 수용에 대한 객관적인 측정 방법을 개발하기 위함입니다.
- 다양한 조건에서 통증 인지가 어떻게 다른지 조사하기 위함입니다.
- 신생아의 통증 반응에 대한 이해를 높이기 위함입니다.
사용된 방법
- 뇌 활동 측정을 위한 EEG 기록.
- 유해 반응을 유도하기 위한 평평한 팁 프로브를 이용한 자극.
- 임신 34주부터 시작하는 방법 적용.
- 다양한 신생아 분만 시나리오에서의 통증 반응 비교.
주요 결과
- 이 방법은 비언어적 환자에게서 통각 수용의 첫 번째 객관적 측정을 제공합니다.
- 분만 방법에 따라 신생아에게서 서로 다른 통증 반응이 관찰되었습니다.
- 이 기술은 광범위한 신생아 환자들에게 적용 가능합니다.
- 효과적인 구현을 위해서는 EEG에 대한 경험이 필요합니다.
결론
- 이 기술은 비언어적 환자의 통증 평가에 있어 중요한 진전을 나타냅니다.
- 이는 신생아의 통증 지각에 대한 추가 연구의 길을 열어줍니다.
- 통각 수용에 대한 이해는 신생아 케어 관행을 개선할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
산업 관련 핵심 요약
언어적 소통이 불가능한 신생아 환자의 통각 수용을 객관적으로 측정하는 것은 전임상 진통제 개발의 결정적인 공백을 메워, 행동 대리 지표에 의존하지 않고 중추성 통증 처리를 직접적으로 평가할 수 있게 합니다. 이러한 전기생리학적 접근 방식은 유해 자극으로 유발된 뇌 활동에 대해 정량화 가능하고 재현 가능한 바이오마커를 제공함으로써, 진통제 후보 물질의 기전적 리스크를 완화하는 데 기여합니다. 임신 34주부터 적용 가능한 이 방법은 신생아 통증 모델 검증 및 진통제 효능 스크리닝에서 조기 중개 연구의 연속성을 촉진합니다.
바이오 제약 R&D의 전략적 응용
초기 발견 및 표적 검증
- 과학적 가치: 중추성 통증 경로 활성화를 직접적으로 나타내는 피질 유해수용성 반응을 측정함으로써 치료 가설의 검증을 가능하게 합니다.
- 운용적 가치: 평평한 팁(flat-tip) 프로브 자극을 통해 표준화되고 재현 가능한 유해 자극 유발 전위를 제공하여, 표적 검증 분석의 변동성을 줄여줍니다.
- 예측적 가치: 일관된 EEG 기반 유해수용성 지표를 통해 화합물 간의 진통 효능을 객관적으로 비교함으로써 리드 물질 발굴을 지원합니다.
스크리닝 및 분석법 개발
- 분석 준비도: 정량적 종속 변수 측정값(예: 자극 후 300 ms에서의 피크 진폭)을 생성하여 진통제 후보 물질의 용량-반응 특성 분석을 가능하게 합니다.
- 재현성: 회차 간 일관된 신호 획득을 보장하기 위해 50 kΩ 미만의 임피던스와 고정된 자극 파라미터(32 mN 힘, 수직 적용)가 필요합니다.
- 확장성: 세션당 약 15분 이내에 프로토콜이 완료되어, 자동화된 자극 전달 및 EEG 획득 시스템과 통합 시 고속 스크리닝 준비가 가능합니다.
중개 및 전임상 연구
- 질환 관련 시스템: 임신 주수 34주 이상의 영아에서 인간 신생아의 통각 수용을 모델링하여, 주산기 진통제 개발을 위한 중개적 충실도를 제공합니다.
- 전임상 연속성: 유발 전위의 성숙도를 추적함으로써, 약물 발견부터 전임상 검증 단계까지 통각 수용 궤적에 대한 종단적 평가를 가능하게 합니다.
- 리스크 조정 기반의 진전: 비언어적 모델에서 한계가 있는 것으로 알려진 간접적인 생리학적 또는 행동적 통증 지표에 대한 의존도를 낮추고, 객관적인 통각 수용 지표를 통해 go/no-go 결정의 근거를 제공합니다.
파이프라인 및 워크플로 통합
본 방법은 초기 발견 단계에서 전임상 단계로 이어지는 연속체에 부합하며, 타겟 결합 확인을 위한 발견 생물학 도구이자 신생아 관련 시스템에서 진통 효능 평가를 위한 중개 연구의 가교 역할을 합니다.
- 발견 생물학: 통증 유발 피질 반응을 경로 조절의 기능적 바이오마커로 측정함으로써 진통제 표적의 가설 검증을 지원합니다.
- 스크리닝: 화합물 비교 및 hit-to-lead 진행이 가능하도록 분석 표준화된 정량적 EEG 출력(예: 템플릿 투영을 통한 유발 전위 크기)을 제공합니다.
- 분석: 일관된 정량적 판독값을 보장하기 위해 사전 정의된 시간 잠금 분석 창(자극 후 200–500 ms)과 지연 시간 조정을 위한 Woody 필터링이 필요합니다.
- 중개 연구: 재태 연령과 일치하는 적용 가능성을 통해 전임상 연속성을 연결함으로써 신생아 모델의 진통 효과를 임상 통증 평가로 외삽할 수 있게 합니다.
- 기업적 재사용: 다양한 진통제 계열에 걸쳐 통각 수용성 평가를 위한 재사용 가능한 전기생리학적 플랫폼을 구축하여 신생아 통증 프로그램 내의 중복된 분석 개발을 줄입니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: 통증 평가 시 말초 또는 행동 변수의 혼란 요인으로부터 중추성 통각 처리 과정을 분리함으로써 기전적 위험 요소를 제거합니다.
- 운영적 가치: 표준화된 자극 전달(평평한 팁의 프로브, 접촉 트리거) 및 EEG 전처리(임피던스 <50 kΩ, 젤 주입, 측정 부위 준비)를 통해 재현성을 보장합니다.
- 전략적 가치: 중추신경계 관여도를 바탕으로 진통제 후보 물질에 대한 조기 객관적 go/no-go 결정을 가능하게 하여 자본 효율성을 향상시킵니다.
- 포트폴리오 영향: 질환 관련 신생아 통각 시스템에서 표적 조절 효능을 정량화함으로써 위험 조정 우선순위 설정을 지원합니다.
실행 시 고려 사항
- EEG 전극 배치, 임피던스 모니터링 및 신생아 신호 아티팩트(예: 빨기 동작 제외) 완화에 대한 전문 지식이 필요합니다.
- 프로토콜에 명시된 2000 Hz 샘플링, 1–70 Hz 밴드패스 및 50 Hz 노치 필터링이 가능한 EEG 증폭기에 의존합니다.
- 자극 적용(32 mN의 수직 평면 팁 프로브 사용) 및 EEG 획득과의 트리거 동기화에 대한 팀 간 표준화가 필요합니다.
- 적응 고려 사항으로는 유해 자극 유발 전위의 검출 가능성을 유지하면서 연령별 피부 두께에 따라 자극 강도를 조정하는 것이 포함됩니다.
- 실질적 제한 사항: 영아의 움직임으로 인한 움직임 아티팩트 때문에 기록 중에는 조용한 상태 또는 수면 상태가 필요하며, 이는 보채는 신생아의 경우 처리량을 제한합니다.
