Tutaj prezentujemy studium wykonalności do oceny przenośnego systemu rejestracji elektroencefalogramu zintegrowanego z amplitudą (aEEG) podczas transportu niemowląt z podejrzeniem hipoksyjnej encefalopatii niedokrwiennej (HIE).
Artykuł metodologiczny
Tutaj prezentujemy studium wykonalności do oceny przenośnego systemu rejestracji elektroencefalogramu zintegrowanego z amplitudą (aEEG) podczas transportu niemowląt z podejrzeniem hipoksyjnej encefalopatii niedokrwiennej (HIE).
Niemowlęta zagrożone HIE wymagają wczesnej identyfikacji i rozpoczęcia hipotermii terapeutycznej (TH). Wcześniejsze leczenie TH wiąże się z lepszymi wynikami. aEEG jest często stosowane przy podejmowaniu decyzji o rozpoczęciu TH. Ponieważ często jest to ograniczone do ośrodków trzeciego stopnia, TH może być opóźnione, jeśli niemowlę wymaga transportu do ośrodka, który go zapewnia. Naszym celem było opracowanie metody zastosowania elektroencefalogramu zintegrowanego z amplitudą (aEEG) oraz określenie możliwości uzyskania klinicznie istotnych informacji podczas transportu. Wszystkie niemowlęta w ≥35 tygodniu, z ryzykiem HIE w momencie skierowania, kwalifikowały się do włączenia. Elektrody do skóry głowy umieszczono w C3-C4; P3-P4 na skórze głowy niemowlęcia i podłączony do wzmacniacza aEEG. Wzmacniacz aEEG był z kolei podłączony do tabletu klinicznego z oprogramowaniem EEG w celu zbierania i analizowania informacji aEEG. Nagrania zostały sprawdzone przez głównego badacza i dwóch niezależnych recenzentów (zaślepionych) pod kątem śladu tła i artefaktu. Wstępnie zdefiniowane kryteria jakości danych zostały ustawione dla artefaktów ruchu i powiadomień o impedancji oprogramowania. Ankiety zostały wypełnione przez personel medyczny i rodziców pod kątem akceptowalności i łatwości użycia.
Upośledzone dostarczanie tlenu lub przepływ krwi do mózgu w czasie narodzin może spowodować uszkodzenie mózgu (encefalopatia niedotlenieniowo-niedokrwienna; CZEŚĆ). Jest to główna przyczyna zgonów i niepełnosprawności u noworodków urodzonych w terminie1. Według doniesień na całym świecie częstość występowania HIE wynosi 2 na 1000 porodów, przy czym prawdopodobnie będzie wyższa w krajach o niskich i średnich dochodach. W Australii Zachodniej każdego roku rodzi się około 50 dzieci, u których zdiagnozowano klinicznie HIE (32308 żywych urodzeń w 2022 r., częstość występowania około 1,5 na 10002).
HIE jest diagnozowany na podstawie kryteriów opartych na okolicznościach narodzin, zmianach w równowadze kwasowej krwi niemowlęcia (z pępowiny lub dziecka po urodzeniu) oraz zmianach w stanie neurologicznym3. Leczeniem umiarkowanego lub ciężkiego HIE jest hipotermia całego ciała w temperaturze 33-34 °C. Im wcześniej zostanie to rozpoczęte, tym prawdopodobnie większe korzyści dla wyniku neurologicznego dziecka3,4,5. EEG zintegrowane z amplitudą (aEEG) jest istotną częścią oceny i monitorowania, które w wielu regionach jest dostępne tylko w ośrodkach trzeciego stopnia. Elektrody (bezpieczne złącze DIN EEG lub DIN 42802 z bolcem o średnicy 1,5 mm) są wprowadzane do skóry głowy w celu pomiaru i rejestrowania aktywności elektrycznej mózgu. Elektrody są następnie podłączane do wzmacniacza, który z kolei jest podłączony do tabletu klinicznego w celu wyświetlania i rejestrowania aktywności fal mózgowych. aEEG może dostarczyć informacji o aktywności fal mózgowych i może być wykorzystane do pomocy w diagnozie HIE6. Połączenie badania neurologicznego i aEEG może zwiększyć zdolność identyfikacji niemowląt z umiarkowanym lub ciężkim HIE7,8,9.
The Newborn Emergency Transport Service of Western Australia (NETS WA) zapewnia intensywną opiekę medyczną dla około 1100 chorych dzieci rocznie. Personel medyczny w lokalnych szpitalach może skontaktować się z NETS WA za pośrednictwem bezpłatnego numeru telefonu i jest natychmiast łączony za pośrednictwem telekonferencji z lekarzem specjalistą neonatologiem i pielęgniarką w celu złożenia wniosku o przeniesienie. Zespół NETS podróżuje specjalistycznym karetkiem pogotowia drogowego lub stałopłatem ze specjalnie zbudowanym łóżeczkiem do transportu sprzętu do intensywnej terapii. Po przybyciu zespołu transportowego do szpitala referencyjnego, dziecko jest oceniane, a leczenie jest kontynuowane lub nasilane. Następnie zespół przenosi niemowlę na oddział intensywnej terapii noworodków trzeciego stopnia (NICU) w stolicy stanu (Perth). W Australii Zachodniej, ze względu na często duże odległości między szpitalami referencyjnymi a scentralizowanymi usługami specjalistycznymi10 (maksymalna odległość 1381 mil), aEEG może nie być stosowane przez wiele godzin po urodzeniu, co prowadzi do opóźnienia w leczeniu.
Wiele systemów monitorowania zostało zaprojektowanych dla oddziału intensywnej terapii, ale ze względu na ich rozmiar i zapotrzebowanie na moc, są one niepraktyczne dla środowiska transportowego. Sprzęt oparty na oddziałach jest podatny na artefakty ruchu, które mogą rejestrować dane o niewystarczającej jakości w środowisku transportowym. Technologia ambulatoryjnego wzmacniacza EEG, przeznaczona głównie do noszenia przez pacjentów w domu, może łączyć się z tabletem komputerowym z oprogramowaniem do wykrywania EEG i być stosowana u noworodka podczas transportu11. Może on zostać przeniesiony przez zespół transportowy noworodka do dziecka z podejrzeniem HIE. Oprogramowanie można przeglądać zdalnie za pośrednictwem przenośnego łącza internetowego i przeglądarki internetowej. Obecnie nie ma doniesień na temat przydatności lub czytelności aEEG w środowisku transportowym.
Stosowanie i monitorowanie aEEG w transporcie niemowląt z HIE nie zostało wcześniej zgłoszone i nie ma istniejących protokołów jego stosowania. Nie ma dowodów na poparcie wykonalności lub użyteczności w środowisku transportowym. Przedstawiamy protokół stosowania aEEG w transporcie noworodków. Ma on na celu ocenę, czy aEEG u dzieci z HIE, które wymagają transportu po urodzeniu, jest wykonalne i może dostarczyć czytelnych informacji klinicznych.
Badanie zostało zatwierdzone przez Komitet Etyki Badań Naukowych na Ludziach (HREC, Numer Zatwierdzenia RGS0000004988) Służby Zdrowia Dzieci i Młodzieży (CAHS) i przestrzegało założeń Deklaracji Helsińskiej.
1. Identyfikacja pacjentów do włączenia do badania
2. Uzyskanie zgody od rodziców
3. Prośba o zgodę od lekarza transportowego i pielęgniarki
4. Aplikacja aEEG
5. Konfiguracja wzmacniacza EEG i tabletu
6. monitorowanie aEEG podczas transportu.
7. Interpretacja danych
8. Analiza
Między 1Proszę podać tekst źródłowy do przetłumaczenia. wrzesień 2022 i 5th W czerwcu 2023 roku w Australii Zachodniej transportowano 25 niemowląt z podejrzeniem HIE (encefalopatii niedotlenieniowej), które kwalifikowały się do włączenia do badania. Z tej liczby uzyskano zgodę na udział w badaniu i zrekrutowano 20 niemowląt, którym podczas transportu pomyślnie zastosowano aEEG. Łącznie 5 pacjentów nie zostało zrekrutowanych, a w przypadku 3 pominięto etap uzyskania zgody. W jednym przypadku urządzenie rozpoczęło automatyczną aktualizację oprogramowania i było nieużywalne; w innym przypadku uznano, że niemowlę nie jest zagrożone HIE i nie kwalifikuje się do rekrutacji. spośród 20 niemowląt 12 (12/20; 60%) było chłopcami, a 8 (8/20; 40%) dziewczynkami. Łącznie 13 niemowląt (13/20; 35%) transportowano głównie samolotem stałopłatowym, a 7 (7/20; 65%) drogą lądową. W sumie zarejestrowano 38 godzin zapisów aEEG. Mediana wieku postnatalnego w momencie rozpoczęcia rejestracji wynosiła 5,7 h (3,9–6,5 h). W przypadku niemowląt transportowanych głównie samolotem stałopłatowym aEEG rozpoczęto w 8,9 h (6,2–10,8 h), w porównaniu do 4,2 h (3,0–5,5 h) w przypadku transportu lądowego; p = 0,0048. Mediana czasu trwania zapisu danych EEG na pacjenta wyniosła 1,9 h (1,6–3,1 h), w zakresie od 0,9 do 6,4 h. W 16 z 20 rejestracji nie wystąpiły powiadomienia o impedancji. W czterech rejestracjach średnia liczba (zakres) powiadomień o impedancji wyniosła 4 (1–6) na zapis. Mimo to wszystkie rejestracje zawierały informacje nadające się do analizy; przykłady przedstawiono w Rysunek 9Technologia ta została zaakceptowana przez rodziców i personel.

Rycina 1: Identyfikacja punktów orientacyjnych dla miary krawieckiej. Używając miary krawieckiej, zidentyfikuj tragus ucha (A) oraz szew strzałkowy (B) i upewnij się, że miara jest ustawiona tak, aby litery się pokrywały (na manekinie przedstawionym na rycini jest to litera „C”). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rysunek 2: Wyznaczanie miejsc rozmieszczenia elektrod. Po odpowiednim ustawieniu taśmy mierniczej względem punktów orientacyjnych, należy zaznaczyć miejsca rozmieszczenia elektrod po obu stronach strzałki za pomocą pisaka. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rysunek 3: Wprowadzenie elektrod. Elektrody wprowadzono podskórnie i umieszczono w pozycjistale, mocując je za pomocą techniki Chevron z użyciem pasków Steri-Strip. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rysunek 4: Elektrody podłączone do odpowiadającego miejsca w wzmacniaczu aEEG.Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.

Rysunek 5: Przegląd konfiguracji i łączności aEEG. Elektrody są podłączone do niemowlęcia oraz do wzmacniacza (A). Wzmacniacz jest następnie połączony z tabletem (B), w którym zainstalowano oprogramowanie aEEG. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rysunek 6: Łóżeczko Mansella. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rysunek 7: Łóżeczko Voyager.Aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku, kliknij tutaj.

Rycina 8: Tablet przymocowany do łóżeczka, widoczny dla zespołu transportowego. (1) tablet aEEG z ciągłym zapisem na ekranie, (2) wzmacniacz aEEG Trackit T4, (3) elektrody skórzne aEEG na manekinie, (4) łóżeczko Mansell oraz (5) monitor funkcji życiowych. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 9: Przykłady zapisów aEEG od 2 pacjentów wygenerowane przez oprogramowanie online Stratus EEG Analysis. Oś Y przedstawia amplitudę elektryczną (µV), a oś X datę i godzinę w odstępach 5 min. Baza czasowa dla każdego zapisu wynosiła 30 mm/s, a czułość dla obu zapisów wynosiła 70 µV/cm. Zapisy stanowią montaż z odprowadzeń C4-C4, P3-P4 w interpretacji „ekspertów”. (A,B) Pacjent A był transportowany drogą lądową, a pacjent B drogą powietrzną. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
To nowatorskie badanie opisuje zastosowanie i wczesne pozyskiwanie danych aEEG u niemowląt z podejrzeniem HIE, które wymagają transportu wkrótce po urodzeniu. Stosowanie aEEG podczas transportu noworodków nie było wcześniej zgłaszane. aEEG zastosowano w nowych okolicznościach, takich jak zdalne monitorowanie w ramach telekonsultacji w zakresie opieki neurokrytycznej w Brazylii i pediatryczny oddział ratunkowy15,16.
Aplikacja igły aEEG jest podobna do tej stosowanej w "statycznej" intensywnej terapii noworodków17 i jest umieszczana na skórze głowy, aby uzyskać optymalny sygnał dla aEEG. Umiejscowienie tego urządzenia w środowisku transportu noworodków może się różnić w zależności od konfiguracji łóżeczka transportowego. W 20 przypadkach nie stwierdzono problemów z ułożeniem igły w skórze głowy podczas transportu; Nie stwierdzono żadnych dodatkowych urazów ani krwawień. Pewnego razu zauważono, że igła uległa przemieszczeniu, ale nie jest to częstsze niż w "statycznym" środowisku OIOM-u u normalnie poruszającego się dziecka. Wszystkie zapisy aEEG zostały wykonane za pomocą kabla Ethernet podłączonego do tabletu klinicznego do wzmacniacza. To urządzenie ma funkcję bezprzewodową Bluetooth, co jest kolejną fazą udoskonalania metody. Musi to zostać przetestowane w środowisku samolotu.
Głównym ograniczeniem aEEG pozostaje subiektywny i interpretacyjny charakter wyniku, a ryzyko błędnej interpretacji jest nie do przecenienia18. W naszej metodologii zastosowaliśmy kombinację eksperckiego przeglądu konsensusu, czasu śledzenia > 100 μV oraz liczby i wielkości impedancji. Ślady zostały podzielone na 15-minutowe segmenty, aby uprościć interpretację między "ekspertami". Każdy odcinek został oceniony pod kątem wzoru tła, a cały ślad został oceniony. Żadna porcja nie została oceniona. Interpretacja aEEG linii bazowej została uznana za artefakt lub nie, jeśli 2/3 "eksperci się z tym zgodzili. To podejście oparte na konsensusie zostało zastosowane ze względu na brak obiektywnej oceny interpretacji aEEG oraz w celu zapewnienia solidnego odczytu śladów. Normalny zakres aktywności ludzkiego mózgu w skali aEEG wynosi 10-25 μV; Wybrano >100 μV, ponieważ dłuższe porcje powyżej tej wartości są bardziej związane z aktywnością niebiologiczną (tj. ruchem zewnętrznym). Impedancja została zmierzona jako standard, aby zrozumieć opór sygnału elektrycznego. Uważamy, że połączenie tych środków zapewnia całościowy przegląd śladu aEEG.
Metody te miały pewne ograniczenia. Badanie to zostało początkowo zaprojektowane tak, aby obejmowało zarówno wideo, jak i zapis EEG. W czasie tego badania sprzęt fotograficzny nie był dostępny. Nie byliśmy w stanie ocenić funkcjonalności nagrań wideo w transporcie. Aby jeszcze bardziej udoskonalić tę metodę, w przyszłości na łóżeczku zostanie umieszczona kamera wideo, która będzie rejestrować ruchy dziecka wraz z EEG. Może to pomóc w identyfikacji napadu podczas transportu. aEEG nie może być obecnie obiektywnie oceniane. Uważamy, że środki zastępcze, które zastosowaliśmy w celu wykazania wykonalności, są solidne. Wraz z postępem uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji mogą być dostępne bardziej obiektywne metody i zintegrowane z oprogramowaniem, aby zapewnić ostateczną ocenę w przyszłości19 .
Obecny tablet nie ma możliwości mobilnych. Służba Transportu Awaryjnego Noworodków w Australii Zachodniej (NETS WA) przechodzi na urządzenie obsługiwane przez kartę SIM 5G, które może przesyłać dane za pośrednictwem chmury oprogramowania do szpitala przyjmującego. Specjaliści mogą następnie uzyskać dostęp do śladów aEEG i przeglądać je podczas transportu, z wyjątkiem lotów, gdzie tylko starszy rejestrator może je przeglądać.
Metoda jest unikalna i nie została wcześniej opisana; Ma podobieństwa do techniki stosowanej na "statycznych" OIOM-ach dla noworodków, z pewnymi istotnymi różnicami. Technika ta ma ważne zastosowania kliniczne i badawcze, ponieważ badania nad funkcjonowaniem mózgu u transportowanych dzieci są bardzo ograniczone. Wczesne podejmowanie decyzji klinicznych i rokowanie są ważne w przypadku zamartwicy okołoporodowej, a dzieci, które nie rodzą się w instytucjach szkolnictwa wyższego, również powinny mieć taką możliwość. Zastosowanie aEEG w transporcie może pozwolić na badanie dzieci z HIE (we wczesnej identyfikacji i rokowaniu), prezentację napadów i monitorowanie na odległość. Może sprzyjać optymalnemu neuromonitorowaniu niemowląt, które wymagają sedacji podczas transportu.
Podsumowując, aEEG w transporcie noworodkowym jest zarówno wykonalne, jak i dostarcza wystarczających danych do interpretacji klinicznej. Ważna jest możliwość podejmowania wczesnych decyzji klinicznych w stanach krytycznych czasowo (takich jak HIE). Przyszłe badania powinny koncentrować się na tym, w jaki sposób nowa technologia może poprawić wyniki leczenia pacjentów przy użyciu śladów aEEG w czasie rzeczywistym i obejmować monitorowanie wideo napadów podczas transportu.
Autorzy nie mają do ujawnienia żadnego przykładowego konfliktu interesów. Reykjavik (Islandia) i Temple Medical and Scientific (Sydney) w Nowej Południowej Walii (Australia) nie miały żadnego wkładu w projekt, analizę ani interpretację badania, ale finansowały opłaty za publikację.
Dziękujemy Fundacji Szpitala Dziecięcego w Perth za hojne wsparcie w zakupie sprzętu EEG użytego w tym projekcie. Dziękujemy Gardarowi Thorvardssonowi (Kvikna) i Ieeshy Sparks (Temple Medical and Scientific) za ich wsparcie w technicznych aspektach projektu badawczego.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Stratus EEG Centrum, nabycie profesjonalnego oprogramowania dla Microsoft Windows | Stratus Software Solutions LLC Kvikna Medical Lynghá ls 9 110 Reykjavik Islandia | Wersja 4.2 | |
| Trackit T4PCU24+8 | Lifelines Neuro 7 Clarendon Court Over Wallop StockBridge Hants, Wielka Brytania | SN: T4-170046 Wydanie: 4 C169 | |
| Ultra podskórna elektroda igłowa | Natus 3150 Pleasant View Road Middleton WI 53562 USA | 019-476600 | 14 mm x 0,38 mm SST Złącze igłowe DIN 42802 |