Przedwczesne EEG: multimodalny protokół neurofizjologiczny

Elektroencefalografia lub EEG to technika mierząca aktywność elektryczną w mózgu. EEG noworodków jest zawsze mierzone nieinwazyjnie za pomocą pojedynczych elektrod przymocowanych do skóry głowy lub za pomocą czepka EEG. EEG jest obecnie szeroko stosowane na oddziałach neonatologicznych do oceny i monitorowania funkcji mózgu u wcześniaków i dzieci urodzonych o czasie.

Najczęściej stosuje się go w diagnostyce napadów padaczkowych oraz w ocenie dojrzałości mózgu i powrotu do zdrowia po niedotlenieniu niedokrwiennym. W ciągu ostatnich kilku lat praktyki rejestracji EEG i zrozumienia sygnałów EEG wcześniaków znacznie się poprawiły. Celem prezentacji jest zapoznanie się z teorią i praktyką zaawansowanych technik zapisu EEG, które są dostępne dla oddziałów neonatologicznych.

Doświadczenia z oddziałami neonatologicznymi na całym świecie wykazały, że stosowanie EEG może znacznie poprawić opiekę neurologiczną nad chorymi, wcześniakami i dziećmi urodzonymi o czasie. Pod koniec lat dziewięćdziesiątych sieć badawcza z siedzibą w Helsinkach rozpoczęła pełną rewizję koncepcji i praktyki EEG u noworodków. W wyniku tych prac wprowadzono kilka nowych pomysłów na połączenie wszystkich trzech dziedzin EEG. Razem.

Dają one technikę EEG, która jest w stanie dokładnie ocenić funkcjonowanie mózgu. Dziedzina częstotliwości została rozszerzona do pełnego pasma, EEG, a domena przestrzenna została zwiększona wraz z wprowadzeniem wielokanałowych czapek EEG dla noworodków. Ponadto dodano nową domenę systemową poprzez wprowadzenie przedwczesnych testów sensorycznych podczas rejestracji EEG.

To ustawienie zapisu jest zgodne z nowatorską ramą analizy, która łączy aktywność EEG wcześniaków z rozwojem połączeń mózgowych. EEG rejestruje aktywność elektryczną mózgu za pomocą elektrod przymocowanych do skóry głowy. Sygnał EEG jest generowany głównie przez aktywność w korowych neuronach parametalowych.

Reagują na przychodzące sygnały nerwowe i generują fluktuacje pola elektrycznego, które można zobaczyć w EEG po wzmocnieniu. Liczba i lokalizacja elektrod może wahać się od kilku do ponad stu w zależności od potrzeb. Badania kliniczne noworodków są historycznie wykonywane przy użyciu od czterech do 10 elektrod.

Lokalizacje są zawsze definiowane zgodnie z międzynarodową nomenklaturą, która określa obszary skóry głowy na podstawie kombinacji liter i cyfr. U noworodków kanały wariografu są zwykle dodawane w celu rejestrowania oddechu, ruchów gałek ocznych, napięcia mięśni podbródka, a także aktywności serca. Sygnał EEG jest tradycyjnie silnie filtrowany, aby wykluczyć najwolniejsze i najszybsze czynności.

Chociaż jest to skuteczne w wykluczaniu wielu artefaktów technicznych i dodatkowych sygnałów biologicznych w mózgu, może również skutkować poważnym zniekształceniem sygnałów mózgowych. Porównanie tych samych sygnałów EEG wcześniaków z filtrowaniem i bez niego pokazuje, że filtry mogą poważnie zniekształcać wygląd EEG wcześniaka. Termin pełne pasmo, EEG lub F-B-E-E-G odnosi się do techniki, która jest w stanie rejestrować wszystkie częstotliwości bez zniekształceń.

Jest to ważne dla wykrywania najwolniejszych zdarzeń, takich jak tzw. aktywność spontaniczna, przemijająca lub SAT w przedwczesnym EEG. Multimodalne badanie EEG obejmuje równoczesne badanie układu sensorycznego. Może to być bardzo przydatne w ocenie klinicznej, ponieważ uszkodzenia mózgu wcześniaków są często ograniczone do struktur podkorowych, a zatem mogą wpływać tylko na ścieżki czuciowe.

EEG z gęstą matrycą to system zapisu, w którym liczba elektrod jest znacznie wyższa niż w konwencjonalnym kanale od dwóch do 10 kanałów. Ustawienie od 20 do 60 elektrod jest możliwe nawet na oddziale intensywnej terapii. Dzięki zastosowaniu czepek EEG przeznaczonych dla noworodków, każda z ponad stu elektrod dostarczy istotnych nowych informacji z mózgu noworodka.

Reakcje korowe na bodźce czuciowe w mózgu wcześniaka bardzo różnią się od tych obserwowanych w późniejszym wieku. Na przykład u wcześniaków amplituda somy do reakcji sensorycznej na bodziec dotykowy może być setki razy większa, a czas trwania wielokrotnie dłuższy niż reakcja obserwowana u starszych dzieci. Przedwczesne reakcje sensoryczne są zatem widoczne na poziomie pojedynczej odpowiedzi, dzięki czemu można je łatwo zmierzyć podczas zapisu EEG.

Ponieważ kora wcześniaka łatwo się regeneruje, może potrzebować kilku sekund, aby zregenerować się między reakcjami, podczas gdy mózg starszych dzieci może reagować więcej niż 10 razy na sekundę. Wszystkie te różnice wynikają z zasadniczo unikalnych mechanizmów sieci neuronowych, które leżą u podstaw ciągłej aktywności i reakcji sensorycznych w mózgu wcześniaka, zrozumienie reakcji wcześniaków sprawia, że testy sensoryczne są klinicznie przydatne Podczas zapisu przedwczesnego EEG, SOMA do czuciowej odpowiedzi wywołanej lub ramienia SE może zostać uruchomione przez zastosowanie bodźca sensorycznego do praktycznie każdej części ciała. Bodziec może być dotykowy, elektryczny, a nawet proprioceptywny, na przykład wywołany zgięciem nadgarstka lub kostki.

Wygodnym sposobem dostarczania bodźca SER podczas zapisu EEG jest dotknięcie dłoni lub stopy, więc bodziec dotykowy lub proprioceptywny generuje sygnał, który przemieszcza się wzdłuż nerwu obwodowego do rdzenia kręgowego, przeskakuje na drugi nerw wznoszący się do wzgórza po przeciwnej stronie ciała. Wreszcie sygnał przemieszcza się wzdłuż nerwu wzgórzowo-korowego do kory mózgowej, gdzie wywołuje pole elektryczne, które jest rejestrowane przez EEG nad centralnymi obszarami ciemieniowymi. Wizualna reakcja wywołuje reakcję lub ramię VE można łatwo uruchomić za pomocą światła, które stymuluje siatkówkę, sygnały z siatkówki będą przemieszczać się wzdłuż nerwów wzrokowych do wzgórza po obu stronach.

Sygnał następnie przeskakuje dalej do nerwów korowych i zostanie przekazany do kory wzrokowej. Powstałe w ten sposób pola elektryczne są rejestrowane przez elektrody TAL EEG w okresie od wczesnego wcześniaka do wieku donoszonego. Zachodzą poważne zmiany strukturalne, które znajdują odzwierciedlenie w pojawianiu się sygnałów EEG.

Powierzchnia kory mózgowej bardzo małego wcześniaka jest prawie płaska i ma grubą warstwę podpłytkową pod spodem. Pierwsze połączenia wzgórzowo-korowe i korowo-korowe rozrastają się w podpłytkę i zaczynają atakować płytkę korową. W ciągu kolejnych tygodni kora przybierze bardziej wymiarową powierzchnię, a płytka podrzędna stanie się cieńsza.

Połączenia lamo, korowe i korowo-korowe zbliżają się teraz do swoich celów korowych. W wieku okołoporodowym kora mózgowa dziecka jest mocno zawirowana, a strefa podpłytkowa praktycznie zniknęła. Połączenia lamo, korowe i korowo-korowe osiągnęły swoje końcowe warstwy docelowe i są gotowe do rozpoczęcia przetwarzania danych sensorycznych zarówno ze świata zewnętrznego, jak i z wnętrza ciała.

Etap rozwoju: W korze mózgowo-wzgórzowej połączenia określają, w jaki sposób kora wcześniaka i podpłytka będą reagować na bodźce czuciowe. Ta animacja pokazuje porównanie zarejestrowanej reakcji skóry głowy i odpowiadającego jej profilu głębokości w korze mózgowej. U najmłodszych wcześniaków impuls wzgórzowy powoduje głównie powolną i dużą odpowiedź w warstwie podpłytkowej, która jest postrzegana jako powolna reakcja o dużej amplitudzie w elektrodach powierzchniowych, kilka tygodni później ten sam sygnał wzgórzowy wywołałby nieco mniejszą odpowiedź podpłytkową.

Ponadto w głębokich warstwach kory mózgowej pojawia się coraz wyraźniejszy szybki składowy, który jest również widoczny w elektrodach skóry głowy w wieku przedterminowym. Reakcje podpłytkowe nie są już widoczne. Główna reakcja czuciowa pochodzi z końcowego miejsca docelowego korowo-wzgórzowego.

Warstwa czterech neuronów powodująca reakcję, która jest już zbliżona do tego, co jest widoczne w korze dorosłego. Rejestracja przedwczesnego EEG jest wyzwaniem zarówno praktycznym, jak i technicznym. Zapisy EEG muszą być zgodne z różnymi procedurami pielęgniarskimi.

W związku z tym zapis EEG może być konieczny do przerwania lub zatrzymania w dowolnym momencie. Ponadto oddział intensywnej terapii stanowi wyzwanie dla wrażliwych urządzeń EEG. Niemowlęta są zawsze fizycznie podłączone do urządzeń, przewodów i linii, które mogą powodować znaczne zakłócenia elektryczne w zapisach EEG.

Pierwszą rzeczą, którą należy zrobić przy łóżku pacjenta, jest zminimalizowanie potencjalnych źródeł artefaktów technicznych. Należy odsunąć luźne przewody monitora i kroplówki od główki dziecka, przewodów EEG i wzmacniacza. Upewnij się również, że główka dziecka nie dotyka żadnych mokrych tekstyliów, które mogą łatwo przenosić zakłócenia elektryczne z łóżeczka na dziecko.

Przed założeniem czepka EEG zaleca się usunięcie przeszkadzającego wosku i oleju ze skóry głowy dziecka, przesuwając go szmatką zwilżoną rozcieńczonym alkoholem lub szamponem dla dzieci. Zakładanie czepka EEG jest łatwiejsze przy dwóch osobach, z których jedna zajmuje się czepkiem, a druga trzyma głowę i ewentualną intubację lub rurki CPAP do nosa. Jeśli pacjent ma A-C-P-A-P, należy go usunąć na 10 do 20 sekund potrzebnych do założenia czepka EEG.

Paski CPAP można w razie potrzeby owinąć na czepku EEG. Przed zapięciem paska podbródkowego. Upewnij się, że nasadka została umieszczona symetrycznie nad głową.

Żel elektrodowy jest nakładany przez otwory elektrod w celu nawiązania kontaktów elektrycznych ze skórą głowy. Końcówka gięta może być przydatna do żelowania styków, do których trudno jest uzyskać bezpośredni dostęp. Ważne jest, aby mieć wystarczającą ilość żelu, aby wypełnić cały kubek żelowy, jeśli wstrzyknięta zostanie zbyt duża ilość żelu.

Jednak wycieknie i może tworzyć mostki z sąsiednimi elektrodami, a nawet zmoczyć poduszkę, powodując artefakty. Bardziej stała formuła żelu może być praktyczna. W związku z tym powierzchnia skóry może często wymagać dodatkowego przygotowania mechanicznego po nałożeniu żelu, ten etap usuwa zewnętrzne warstwy nabłonka, aby zmniejszyć ilość artefaktów elektrycznych i ruchowych.

Można to zrobić poprzez delikatne pocieranie mechaniczne lub stosując tzw. metodę Sure prep. Jakość kontaktu ze skórą można ocenić w czasie rzeczywistym na podstawie wartości impedancji podawanych przez oprogramowanie EEG. Ze względów praktycznych często najłatwiej jest zakończyć aplikację żelu i przygotowanie skóry na całej półkuli w czasie, gdy poziomy impedancji są akceptowalne.

Jak pokazują zielone kropki w tym oprogramowaniu EEG, nadszedł czas, aby przełączyć się na zapis EEG i obserwować jakość sygnału EEG. Ostatnim krokiem jest zastosowanie kanałów wariografu. Napięcie mięśniowe jest zwykle mierzone za pomocą dwóch elektrod EMG przymocowanych pod brodą.

Serce jest rejestrowane za pomocą elektrod EKG przymocowanych na klatce piersiowej lub na ramionach. Ruchy gałek ocznych mogą być rejestrowane za pomocą czołowego EEG lub oddzielnych elektrod ocznych lub EOG przymocowanych w pobliżu bocznych kącików oczu. Oddychanie można monitorować za pomocą wrażliwego na rozciąganie paska owiniętego wokół tułowia.

Musi być wystarczająco ciasny, aby podążać za ruchami oddechowymi, a jednocześnie wystarczająco luźny, aby umożliwić nieograniczone oddychanie u niemowląt ze spontanicznym oddychaniem. Należy zachować szczególną ostrożność, aby nie krępować ruchów oddechowych. Możliwe jest również dodanie wrażliwego na ruch czujnika piazzo do dowolnej części ciała, która może wykazywać podejrzane ruchy.

Ostatnim krokiem jest ustawienie zsynchronizowanej kamery wideo EEG, aby dobrze widzieć całe dziecko na ekranie. Gdy dziecko jest już w pełni skonfigurowane, zapis EEG może rozpocząć się podczas rejestracji. Ważne jest, aby zwracać uwagę na jakość sygnału EEG i dokonywać korekt, jeśli któraś z elektrod daje słabe sygnały.

Adnotacja powinna być napisana do pliku o wszelkich zdarzeniach, które mogą być uznane za klinicznie ważne. Długość nagrania jest dostosowywana indywidualnie tak, aby EEG obejmowało wszystkie stany czuwania, snu aktywnego i snu spokojnego. Oznacza to zazwyczaj czas nagrywania od 40 do 90 minut.

Wspólne dla wszystkich badań reaktywności sensorycznej wcześniaków jest to, że reakcja czuciowa w korze wcześniaka gwałtownie spada, jeśli jest powtarzana zbyt często. Podobnie, trwająca aktywność EEG w pobliżu kory czuciowej może również blokować lub tłumić reakcje sensoryczne. Stąd bodźce sensoryczne pokazane na tym filmie powinny być podawane w momentach, gdy EEG było w miarę ciche przez co najmniej kilka sekund.

Dlatego spokojny sen jest idealnym okresem do testowania reakcji wzrokowych. Wizualne reakcje wywołane można badać, dając pojedyncze błyski. Ponieważ oczy są bardzo wrażliwe, lampa błyskowa może być emitowana nawet z dużej odległości przez przezroczystą ścianę inkubatora, a nawet przy zamkniętych oczach.

Somato, sensoryczne reakcje wywołane mogą być badane poprzez podawanie bodźca dotykowego do dłoni lub podeszwy dziecka. Alternatywnie można po prostu zgiąć nadgarstek lub kostkę, aby wywołać bodziec proprioceptywny. Pomocne jest użycie urządzenia, które generuje znacznik blokady bodźca lub wyzwalacz w śladzie EEG.

W przeciwnym razie konieczne jest dodanie ręcznych adnotacji obrazujących czas pojawiania się bodźców. Reaktywność słuchowa jest łatwa do przetestowania w przypadku prawie każdego dźwięku. Ładną reakcję korową można wygenerować, na przykład poprzez klaskanie w dłonie.

Tradycyjna tuba może być również przydatna, ale dźwięk jest często tak głośny, że może zarówno aktywować układ słuchowy, jak i prowadzić do reakcji pobudzenia. Pod koniec sesji rejestracji EEG zdejmuje się czepek i inne czujniki, a skóra głowy dziecka jest oczyszczana. Czepek EEG i wszystkie inne czujniki są mechanicznie czyszczone i sterylizowane zgodnie z instrukcjami szpitala.

Dokładny przegląd EEG odbywa się w trybie offline na stacji roboczej, na której wyniki EEG mogą być przetwarzane i opisywane bardziej szczegółowo. Dobre zrozumienie zależności między rozwijającą się funkcją a budową mózgu sprawia, że badanie EEG wcześniaków jest wyjątkowym doświadczeniem, dającym możliwość oceny dojrzewania mózgu w czasie, gdy dziecko nie może jeszcze komunikować się ze światem zewnętrznym. W związku z tym lepsza pielęgnacja mózgu może być korzystna dla wcześniaka przez całe jego życie.