Name: Przedwczesne EEG: multimodalny protokół neurofizjologiczny (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-02-18T14:00:00.000+00:00
Duration: 19 min 32 s
Description: Poznaj zaawansowane techniki EEG dla noworodków w jednostce intensywnej opieki, obejmujące rejestrację pełnopasmową i testowanie sensoryczne. Ta metoda umożliwia ocenę dojrzewania mózgu u wcześniaków.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Chcielibyśmy podziękować panu Jyri Ojali za techniczną produkcję filmu, w tym za animacje, projekt graficzny oraz całą edycję techniczną. Dziękujemy również rodzicom, którzy wyrazili zgodę na wystąpienie swojego dziecka w tym filmie, a także pielęgniarzom (w szczególności panu Jarmo Mäki) za pomoc w przygotowaniu produkcji filmu. Niniejsza praca otrzymała wsparcie praktyczne i/lub finansowe z Helsinki University Hospital, Helsinki University of Applied Sciences (Metropolia), Juselius Foundation, Erkko Foundation, a także Foundation of Pediatrics (Lastentautien tutkimussäätiö) oraz z programu Seventh Framework Programme Europejskiej Wspólnoty European Community FP7-PEOPLE-2009-IOF, umowa o grant nr&deg;254235.
Producent czapek EEG z gęstą macierzą elektrod, odpowiednich do rejestracji danych u wcześniaków, to firma ANT B.V. Informacje kontaktowe można znaleźć na stronie <a href="http://www.ant-neuro.com">http://www.ant-neuro.com</a>. Należy zauważyć, że wzmacniacz EEG NicOne (CareFusion, Madison, USA) użyty w naszym filmie nie jest rzeczywistym wzmacniaczem sprzężonym galwanicznie (DC-coupled). Następujący producenci obecnie (październik 2011) oferują wzmacniacze EEG sprzężone galwanicznie i odpowiednie do zastosowań klinicznych: CareFusion (ich najnowszy wzmacniacz), ANT Neuro (<a href="http://www.ant-neuro.com">www.ant-neuro.com</a>), EGI (<a href="http://www.egi.com">www.egi.com</a>), BrainProducts (<a href="http://www.BrainProducts.com">www.BrainProducts.com</a>), Neuroscan (<a href="http://www.neuroscan.com">www.neuroscan.com</a>) oraz SACS (<a href="http://www.sacs.se">www.sacs.se</a>).

1. Przygotowanie niemowlęcia oraz łóżeczka/inkubatora do badania EEG
<ol>
 <li>Zaplanuj badanie EEG tak, aby nie pokrywało się z innymi procedurami na oddziale NICU, takimi jak pobieranie krwi czy badanie USG, ponieważ mogą one zakłócać pracę urządzeń EEG oraz wpływać na stan czuwania niemowlęcia.</li>
 <li>Rozpocznij rejestrację natychmiast po karmieniu, aby zwiększyć prawdopodobieństwo zasnięcia dziecka podczas badania EEG. Praktycznym rozwiązaniem może być przymocowanie wszystkich elektrod rejestrujących przed karmieniem i/lub innymi procedurami pielęgnacyjnymi, aby badanie EEG mogło rozpocząć się niezwłocznie po ich zakończeniu.</li>
 <li>Upewnij się, że do niemowlęcia nie są podłączone żadne zbędne urządzenia elektryczne.</li>
 <li>Umieść wszystkie przewody związane z rejestracją EEG jak najdalej od innych przewodów w inkubatorze. Jeśli jest to możliwe z punktu widzenia terapii, wyłącz podgrzewanie łóżeczka.</li>
 <li>W przypadku wystąpienia zakłóceń elektrycznych można spróbować zidentyfikować urządzenie powodujące interferencje, wyłączając je (czasami pomocne może być odłączanie urządzeń od sieci zasilającej pojedynczo).</li>
 <li>Upewnij się, że głowa niemowlęcia nie styka się z wilgotnymi lub mokrymi tkaninami, co mogłoby zwiększyć sprzężenie zakłóceń z zewnętrznych źródeł szumu.</li>
</ol>
2. Założenie czepka EEG o gęstej macierzy elektrod
<ol>
 <li>Usuń zcierającą wosk i olej z czaszki niemowlęcia, przecierając ją ściereczką zwilżoną rozcieńczonym alkoholem lub szamponem dla niemowląt. Dokonaj wizualnej oceny wielkości głowy niemowlęcia, aby dobrać optymalny rozmiar czepka EEG, upewniając się, że czepek ściśle przylega do wierzchołka głowy, a elektrody skroniowe znajdują się na odpowiednim poziomie nad małżowinami usznymi (dostępnych jest pięć różnych rozmiarów tych czepków, dopasowanych do niemowląt od skrajnie przedwczesnych po urodzone w terminie).</li>
 <li>Jeśli to możliwe, dwie osoby powinny współpracować przy zakładaniu czepka EEG: jedna zajmuje się czepkiem, a druga podtrzymuje głowę niemowlęcia oraz ewentualne rurki intubacyjne lub rurki CPAP do nosa. Jeśli pacjent ma założony CPAP, zdejmij go na 10-20 sekund potrzebnych na założenie czepka EEG. Paski mocujące nosowy CPAP zostaną owinięte wokół czepka EEG w późniejszym etapie.</li>
 <li>(opcjonalnie) Jeśli niemowlę ma linię dożylną w obrębie głowy, należy ją odłączyć i przeprowadzić przez specjalny otwór w czepku (dostępny w czepkach stosowanych w niniejszym badaniu). W przeciwnym razie konieczne będzie użycie siatki na głowę i pojedyncze rozmieszczenie elektrod, co zostało zademonstrowane na stronie badania NEMO (patrz <a href="http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php">http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php</a>).</li>
 <li>Przytrzymaj niemowlę tak, aby jego twarz była skierowana w Twoją stronę. Chwyć czepek obiema rękami i za pomocą palców wypchnij środek czepka na zewnątrz, tak aby elektrody centralne (Cz i Pz) jako pierwsze dotknęły skóry głowy.</li>
 <li>Ostrożnie nasuń czepek na głowę, tak aby znalazł się on prawie w docelowej pozycji. Na koniec wyreguluj czepek symetrycznie zarówno w kierunku lewo-prawo, jak i przód-tył. Sprawdź symetrię, upewniając się, że elektroda Cz znajduje się pośrodku (lewo-prawo) na linii łączącej oba uszy. Podczas naciągania czepka na czoło praktyczne jest przytrzymanie głowy niemowlęcia poprzez dociskanie kciuków do czoła powyżej oczu.</li>
 <li>Zaciśnij pasek podbródkowy tak, aby czepek był stabilnie zamocowany, ale jednocześnie nie ograniczał oddychania. Sprawdź teraz również, czy rozmiar czepka jest optymalny. Czepek pokazany w tym filmie może wydawać się nieco luźny. Jednak dobrze zakrywa on obszary czołowe i potyliczne, a jednocześnie zachowuje wystarczający kontakt ze skórą w obszarach centrumparietalnych. Dostępnych jest pięć różnych rozmiarów tych czepków, dopasowanych do niemowląt od skrajnie przedwczesnych po urodzone w terminie; czepek pokazany w tym filmie będzie pasował do tego niemowlęcia przez kilka najbliższych tygodni.</li>
 <li>Aplikuj żel elektrodowy przez otwory elektrod za pomocą strzykawki z grubą, tępą igłą do żelu („końcówką”). Zgięta końcówka może być przydatna do dotarcia do kontaktów, do których trudno dotrzeć bezpośrednio. Wypełnij filiżanki elektrod tak, aby żel nie wyciekał, ponieważ mógłby on tworzyć mostki z sąsiednimi elektrodami lub nawet zamoczyć poduszkę, co może spowodować artefakty. W tym celu praktyczne może być zastosowanie żelu o większej lepkości, co pozwala na równomierne żelowanie przed założeniem czepka (patrz odnośnik 1).</li>
 <li>Sprawdź impedancje i jakość sygnału EEG, a następnie przygotuj skórę głowy poprzez delikatne pocieranie mechaniczne lub stosując tzw. metodę SurePrep, jeśli jest to konieczne2,3 (<a href="http://www.helsinki.fi/science/eeg/videos/sureprep/">http://www.helsinki.fi/science/eeg/videos/sureprep/</a>). Obserwuj jakość kontaktu ze skórą równocześnie na podstawie wartości impedancji podawanych przez oprogramowanie EEG lub analizując jakość zapisu EEG. Zacznij od elektrody referencyjnej i uziomienia, a następnie przygotuj każdą półkulę po kolei, aby zminimalizować ruchy niemowlęcia.</li>
 <li>Rozpocznij rejestrację EEG, gdy poziomy impedancji będą akceptowalne, zazwyczaj poniżej 15kohms, lub gdy sygnał będzie wyglądał na wystarczająco czysty bez filtrowania. Należy pamiętać, że impedancje często poprawiają się z czasem, dlatego odczekaj kilka minut, aż impedancje się ustabilizują.</li>
</ol>
3. Zastosowanie czujników poligraficznych
<ol>
 <li>Zarejestruj napięcie mięśniowe (elektromiografia; EMG), mocując dwie elektrody EMG pod bródką. Przed aplikacją elektrod należy delikatnie przygotować skórę.</li>
 <li>Zarejestruj rytm serca, aplikując dwie elektrody EKG na klatce piersiowej lub na barkach. Mocowanie na barkach jest przydatne w przypadku konieczności zidentyfikowania potencjalnych ruchów ciała charakterystycznych dla epilepsji. Przed aplikacją elektrod należy delikatnie przygotować skórę.</li>
 <li>Zarejestruj ruchy gałek ocznych (elektrookulogram, EOG), korzystając z przedczołowych elektrod EEG (wówczas nie są potrzebne dodatkowe elektrody) lub z oddzielnych elektrod EOG przymocowanych w pobliżu zewnętrznych kącików oczu. U najmłodszych wcześniaków może być jednak czasami konieczne zastosowanie czujników piezoelektrycznych przymocowanych do powiek (niewidocznych na tym filmie), ponieważ ich siatkówka może nie być wystarczająco spolaryzowana, aby generować wykrywalne pola elektryczne. Przed aplikacją elektrod należy delikatnie przygotować skórę.</li>
 <li>Monitoruj ruchy oddechowe za pomocą pasa z przetwornikiem wrażliwym na rozciąganie, owiniętego wokół tułowia na wysokości brzucha lub klatki piersiowej. Upewnij się, że przetwornik jest wystarczająco ciasny, aby ruchy oddechowe były widoczne w zapisie, a jednocześnie na tyle luźny, by nie ograniczać oddychania. W przypadku niemowląt z oddechem spontanicznym należy zachować szczególną ostrożność, aby nie krępować ruchów oddechowych (patrz również <a href="http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php">http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php</a>).</li>
 <li>W razie potrzeby klinicznej dodaj również czujnik piezoelektryczny wrażliwy na ruch do dowolnej części ciała, w której spodziewane są nietypowe ruchy.</li>
 <li>Ustaw zsynchronizowaną z EEG kamerę wideo tak, aby całe dziecko było dobrze widoczne w kadrze. Podczas wybranych etapów badania EEG można zdecydować o skupieniu uwagi na konkretnych częściach ciała, np. dłoniach lub stopach podczas ich stymulacji dotykowej.</li>
</ol>
4. Rejestracja
<ol>
 <li>Przez cały czas trwania sesji nagraniowej monitoruj jakość sygnału i wprowadzaj korekty w przypadku pogorszenia się któregoś z sygnałów. Obserwuj również niemowlę i dodawaj adnotacje dotyczące każdego zdarzenia (np. objawu klinicznego, ruchu, podania leku), które może być istotne podczas późniejszej analizy EEG w trybie offline.</li>
 <li>W przypadku wystąpienia artefaktów podczas nagrywania, zidentyfikuj ich przyczynę i niezwłocznie wprowadź korekty w nagraniu. Wiele artefaktów może trwale uniemożliwić późniejsze wykorzystanie sygnału EEG.</li>
 <li>Dostosuj czas trwania nagrania indywidualnie tak, aby badanie EEG obejmowało co najmniej jedną epokę wszystkich stanów czuwania: czuwania, snu aktywnego i snu spokojnego. W większości przypadków zajmie to od 40 do 90 minut.</li>
 <li>Wykonaj stymulacje sensoryczne (patrz sekcja 5 poniżej), gdy niemowlę będzie głęboko spać. Zaleca się poczekać do okresu snu spokojnego.</li>
 <li>Po zakończeniu sesji nagrywania EEG zdejmij czepek i pozostałe sensory, a następnie usuń nadmiar żelu z głowy niemowlęcia, przecierając skórę wilgotną ściereczką.</li>
 <li>Oczyść czepek EEG oraz pozostałe akcesoria najpierw mechanicznie, a następnie wysterylizuj je zgodnie z instrukcjami szpitalnymi.</li>
</ol>
5. Stymulacje sensoryczne
<ol>
 <li>Należy zwrócić uwagę, że wszystkie odpowiedzi sensoryczne u młodych wcześniaków charakteryzują się długim (kilku sekundowym) okresem refrakcji, a amplituda odpowiedzi szybko spada przy krótkich odstępach między bodźcami lub w obecności innej trwającej aktywności EEG w korze sensorycznej. Dlatego bodźce sensoryczne należy podawać w momentach, gdy EEG było stosunkowo ciche przez co najmniej kilka sekund, co jest najłatwiejsze do osiągnięcia podczas spokojnego snu z obecnością trace discontinue activity4-6. Jeśli to możliwe, należy używać urządzeń stymulacyjnych, które automatycznie generują znacznik (wyzwalacz) w zapisie EEG. W pierwszej kolejności wykonuje się stymulację dotykową, następnie bodźce wzrokowe, a na końcu bodźce słuchowe, które mogą wybudzić niemowlę.</li>
 <li>W celu badania wzrokowych potencjałów wywołanych należy podawać pojedyncze błyski za pomocą urządzenia zintegrowanego z systemem EEG. Można również zastosować dowolne przejściowe światło, np. przesuwając wiązkę latarki nad twarzą. Odpowiedź jest łatwo generowana nawet z odległości, np. przez przezroczyste ścianki inkubatora. Należy obserwować odpowiedź o czasie trwania co najmniej jednej sekundy w kilku elektrodach potylicznych i ciemieniowych.</li>
 <li>W celu badania somatosensorycznych potencjałów wywołanych należy zastosować delikatne bodźce dotykowe na dłoni lub stopie niemowlęcia. Pomocne jest użycie urządzenia, które automatycznie generuje znacznik (wyzwalacz) w zapisie EEG. Odpowiedź należy obserwować w przeciwstronnych elektrodach centrum-temporalnych (C i T) po stymulacji dłoni oraz w elektrodach linii środkowej (Cz) po stymulacji stopy. Aby ułatwić późniejszą analizę, należy dodawać ręczne adnotacje do zapisu EEG za każdym razem, gdy zaobserwowany zostanie spontaniczny ruch kończyn, ponieważ generuje on odpowiedzi podobne do tych wywołanych stymulacją.</li>
 <li>Do badania odpowiedzi słuchowych można wykorzystać niemal każdy dźwięk o stosunkowo niskim natężeniu, np. klaskanie w dłonie w pobliżu głowy niemowlęcia. Należy unikać tradycyjnej stymulacji sygnałem dźwiękowym (trąbką), ponieważ wysokie natężenie dźwięku doprowadzi zarówno do aktywacji słuchowej, jak i wybudzenia ze snu, co często skutkuje pojawieniem się artefaktów ruchowych.</li>
</ol>
6. Analiza
<ol>
 <li>Rozpocznij wstępną analizę już w trakcie rejestracji EEG. Dodaj adnotacje dotyczące zdarzeń klinicznych, które nie są oczywiste na podstawie sygnału EEG (np. procedury pielęgnacyjne, nietypowe ruchy lub podawanie leków). Odnotuj również wszystkie artefakty EEG (np. ssanie, kołysanie lub stukanie), które są trudne do zidentyfikowania w późniejszym czasie. Na koniec wpisuj wstępne spostrzeżenia na bieżąco, ponieważ często mogą one zawierać wnioski, które trudno dostrzec później. Upewnij się, że zarejestrowano zarówno sen aktywny, jak i cichy oraz że liczba i jakość bodźców sensorycznych są wystarczające.</li>
 <li>Właściwa, szczegółowa analiza EEG noworodka jest przeprowadzana w trybie offline na stacji roboczej, gdzie wyniki EEG mogą zostać przetworzone i opisane bardziej szczegółowo.</li>
</ol>
7. Reprezentatywne wyniki
<img src="/files/ftp_upload/3774/3774fig1.jpg" alt="Wykres porównawczy konwencjonalnego EEG i EEG pełnopasmowego, przedstawiający dane fal mózgowych, Fp1-Cz, T3-Cz, O1-Cz." data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1. Porównanie zapisu konwencjonalnego EEG (po lewej) oraz niefiltrowanego, pełnopasmowego EEG (FbEEG; po prawej). Zwróć uwagę na wyraźne wolne fluktuacje w sygnale FbEEG [patrz również odniesienia 7-9], które nie występują w konwencjonalnym EEG. Szczegóły znajdują się w sekcji Dyskusja. 
<img src="/files/ftp_upload/3774/3774fig2.jpg" alt="Analiza EEG; dane o falach mózgowych; wykres; aktywność neuronalna; eksperyment; interpretacja danych; badanie epilepsji." data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2. Porównanie przyrostu uzyskanych informacji w zależności od liczby dodanych elektrod. EEG o wysokiej gęstości (po prawej) umożliwia oddzielną analizę i/lub śledzenie obszarów korowych. Ta informacja przestrzenna jest pomijalna w konwencjonalnym zapisie 8-kanałowym (środek) i całkowicie utracona w powszechnym monitorowaniu EEG jednokanałowym (po lewej). Proszę <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/3774/3774fig2_lg.jpg">kliknąć tutaj</a>, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.
<img src="/files/ftp_upload/3774/3774fig3.jpg" alt="Porównanie fal EEG noworodka; przedwczesny vs donoszony; wykres analizy danych elektrofizjologicznych." data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 3. Lewo: Przedstawiono przykład odpowiedzi z pojedynczego próbkowania na bodźce czuciowe rąk, widoczny w surowym zapisie EEG. Prawo: Porównanie somatosensorycznych odpowiedzi noworodków przedwczesnych i donoszonych (oba odprowadzenia C4-Fz) pokazuje skalę korowych reakcji u noworodków przedwczesnych. Odpowiedź noworodka przedwczesnego przedstawiono na zapisie z pojedynczego próbkowania, natomiast odpowiedź noworodka donoszonego uzyskano poprzez uśrednianie, ponieważ nie byłaby ona rozróżnialna na poziomie pojedynczego próbkowania. W zapisie noworodka donoszonego strzałka wskazuje odpowiedź N1, która jest konwencjonalnie stosowana jako reprezentatywny miernik w diagnostyce klinicznej. Więcej szczegółów znajduje się w ref. 4,6,10,11. Prosimy <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/3774/3774fig3_lg.jpg">kliknąć tutaj</a>, aby zobaczyć powiększoną wersję tej ryciny.

<ol><li>Vanhatalo, S., Metsäranta, M., Andersson, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+fidelity+recording+of+brain+activity+in+the+extremely+preterm+babies%3A+feasibility+study+in+the+incubator%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Neurophys%22%5BJournal%5D)">High fidelity recording of brain activity in the extremely preterm babies: feasibility study in the incubator.</a> Clin. Neurophys. 119, 439-445 (2008).</li>
<li>Stjerna, S., Alatalo, P., Mäki, J., Vanhatalo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+an+easy%2C+standardized%2C+and+clinically+practical+method+%28SurePrep%29+for+the+preparation+of+electrode-skin+contact+in+EEG+recordings%5BTitle%5D)+AND+%22Physiological+Measures%22%5BJournal%5D)">Evaluation of an easy, standardized, and clinically practical method (SurePrep) for the preparation of electrode-skin contact in EEG recordings.</a> Physiological Measures. 31, 889-901 (2010).</li>
<li>Julkunen, P., Pääkkönen, A., Hukkanen, T., Könönen, M., Tiihonen, P., Vanhatalo, S., Karhu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+reduction+of+stimulus+artefact+in+TMS-EEG+by+epithelial+short+circuiting+by+mini-punctures+Clin%5BTitle%5D)+AND+%22Neurophys%22%5BJournal%5D)">Efficient reduction of stimulus artefact in TMS-EEG by epithelial short circuiting by mini-punctures Clin.</a> Neurophys. 119, 475-481 (2008).</li>
<li>Hrbek, A., Karlberg, P., Olsson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+visual+and+somatosensory+evoked+responses+in+pre-term+newborn+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalogr.+Clin.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Development of visual and somatosensory evoked responses in pre-term newborn infants.</a> Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 34, 225-232 (1973).</li>
<li>Milh, M., Kaminska, A., Huon, C., Lapillonne, A., Ben-Ari, Y., Khazipov, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+cortical+oscillations+and+early+motor+activity+in+premature+human+neonate%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb+Cortex%22%5BJournal%5D)">Rapid cortical oscillations and early motor activity in premature human neonate.</a> Cereb Cortex. 17, 1582-1594 (2007).</li>
<li>Vanhatalo, S., Jousmäki, V., Andersson, S., Metsäranta, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+easy+and+practical+method+for+routine%2C+bedside+testing+of+somatosensory+systems+in+extremely+low+birth+weight+infants+%28ELBW%29%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatric+Research%22%5BJournal%5D)">An easy and practical method for routine, bedside testing of somatosensory systems in extremely low birth weight infants (ELBW).</a> Pediatric Research. 66, 710-713 (2009).</li>
<li>Vanhatalo, S., Palva, M., Andersson, S., Rivera, C., Voipio, J., Kaila, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Slow+endogenous+activity+transients+and+developmental+expression+of+K-Clcotransporter+2+in+the+immature+human+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Slow endogenous activity transients and developmental expression of K-Clcotransporter 2 in the immature human cortex.</a> Eur. J. Neurosci. 22, 2799-2804 Forthcoming.</li>
<li>Vanhatalo, S., Voipio, J., Kaila, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Full-Band+EEG+%28FbEEG%29%3A+an+emerging+standard+in+electroencephalography%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Neurophys%22%5BJournal%5D)">Full-Band EEG (FbEEG): an emerging standard in electroencephalography.</a> Clin. Neurophys. 116, 1-8 (2005).</li>
<li>Vanhatalo, S., Voipio, J., Kaila, K. Chapter 38. Infraslow EEG activity. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aVanhatalo%2C+S+%22Niedermeyer%27s+Electroencephalography%3A+Basic+principles%2C+clinical+applications+and+related+fields%22">Niedermeyer's Electroencephalography: Basic principles, clinical applications and related fields</a>. Lopes da Silva, F. , 5th edition, Williams & Wilkins. Baltimore-Munich. (2011).</li>
<li>Vanhatalo, S., Kaila, K. Chapter 15. Spontaneous and evoked activity in the early human brain. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aVanhatalo%2C+S+%22The+Newborn+Brain%3A+Neuroscience+%26+Clinical+Applications%22">The Newborn Brain: Neuroscience & Clinical Applications</a>. Lagercrantz, H., Hanson, M. A., Ment, L. R., Peebles, D. M. 11, 2nd edition, University Press. Cambridge. 229-243 (2009).</li>
<li>Vanhatalo, S., Lauronen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neonatal+SEP%3A+back+to+bedside+with+basic+science%5BTitle%5D)+AND+%22Seminars+in+Fetal+and+Neonatal+Medicine%22%5BJournal%5D)">Neonatal SEP: back to bedside with basic science.</a> Seminars in Fetal and Neonatal Medicine. 11, 464-470 (2006).</li>
<li>Vanhatalo, S., Kaila, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ontogenesis+of+EEG+activity%3A+from+phenomenology+to+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22Seminars+in+Fetal+and+Neonatal+Medicine%22%5BJournal%5D)">Ontogenesis of EEG activity: from phenomenology to physiology.</a> Seminars in Fetal and Neonatal Medicine. 11, 471-478 (2006).</li>
<li>Colonnese, M. T., Kaminska, A., Minlebaev, M., Milh, M., Bloem, B., Lescure, S., Moriette, G., Chiron, C., Ben-Ari, Y., Khazipov, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+conserved+switch+in+sensory+processing+prepares+developing+neocortex+for+vision%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">A conserved switch in sensory processing prepares developing neocortex for vision.</a> Neuron. 67, 480-498 (2010).</li>
<li>Khazipov, R., Luhmann, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+patterns+of+electrical+activity+in+the+developing+cerebral+cortex+of+humans+and+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Early patterns of electrical activity in the developing cerebral cortex of humans and rodents.</a> Trends Neurosci. 29, 414-418 (2006).</li>
<li>Seelke, A. M., Blumberg, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+appearance+and+disappearance+of+cortical+events+and+oscillations+in+infant+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Developmental appearance and disappearance of cortical events and oscillations in infant rats.</a> Brain Res. 1324, 34-42 (2010).</li>
<li>Tallgren, P., Vanhatalo, S., Kaila, K., Voipio, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+commercially+available+electrodes+and+gels+for+recording+of+slow+EEG+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Neurophys%22%5BJournal%5D)">Evaluation of commercially available electrodes and gels for recording of slow EEG potentials.</a> Clin. Neurophys. 116, 799-806 (2005).</li>
<li>White, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+newborn+intensive+care+unit+environment+of+care%3A+How+we+got+here%2C+where+we%27re+headed%2C+and+why%5BTitle%5D)+AND+%22Seminars+in+Fetal+and+Neonatal%22%5BJournal%5D)">The newborn intensive care unit environment of care: How we got here, where we're headed, and why.</a> Seminars in Fetal and Neonatal. 35, 2-7 (2011).</li>
</ol>

Nie zadeklarowano żadnych konfliktów interesów.

Rejestracja EEG noworodków w sposób tutaj przedstawiony jest bezpieczna, a zatem możliwa do przeprowadzenia u każdego dziecka i w każdych warunkach pozwalających na manipulacje związane z rutynowymi procedurami pielęgnacyjnymi1. Oddział intensywnej terapii stanowi wymagające środowisko dla czułych urządzeń EEG. Kluczem do uzyskania wysokiej jakości technicznej zapisu jest właściwe zastosowanie sprawnie działającej czepki EEG o gęstym układzie elektrod, takiej jak ta pokazana w tym filmie. Środowisko OITN jest wyjątkowe, ponieważ badanymi osobami są krytycznie chore, podatne na urazy niemowlęta, które przechodzą wymagające procedury terapeutyczne i diagnostyczne. Aby zapewnić nie tylko bezpieczeństwo pacjenta, ale także przyszłość badań EEG na Państwa OITN, niezbędna jest ścisła współpraca z głównym kontaktem na oddziale oraz wysoki poziom zaufania w relacjach ze wszystkim personelem OITN zaangażowanym w opiekę nad pacjentem.
Niedawne prace prowadzone zarówno u niemowląt5-7,10, jak i na modelach zwierzęcych z wykorzystaniem szczurząt13-15 podkreśliły dominację częstotliwości infraslow w EEG. Chociaż są one łatwo widoczne przy zastosowaniu techniki FbEEG (patrz ryc. 1 i ref. 8,9), są one pomijane lub zniekształcane w konwencjonalnym EEG (z zastosowaniem wzmacniacza sprzężonego AC), który trwale odcina je w momencie zbierania sygnału, ponieważ wzmacniacze sprzężone AC działają jako filtry górnoprzepustowe (wycinające niskie częstotliwości). Wierne rejestrowanie tych aktywności infraslow wymaga stabilnych ustawień rejestracji DC, składających się ze wzmacniacza sprzężonego DC (patrz Podziękowania), elektrod Ag/AgCl, żelu zawierającego chlorki16 oraz odpowiedniej eliminacji potencjału nabłonkowego (szczegóły znajdują się w ref. 2,3,8, a także pod adresem <a href="http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php">http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php</a> -&gt; Setting up EEG hardware -&gt; Skin prepping). W kontekście klinicznym warto zaznaczyć, że czepki wykorzystane w naszej prezentacji są w pełni zgodne z rejestracją FbEEG, podczas gdy wiele innych klinicznych czepków EEG jest nieodpowiednich ze względu na niewłaściwe materiały elektrod (np. cyna)16 i/lub słabą stabilność mechaniczną wynikającą z konstrukcji wycięcia i uchwytu elektrody (szczegóły patrz również ref. 1,8).
Właściwa ocena lub monitorowanie wczesnego mózgu wcześniaka musi opierać się na gruntownym zrozumieniu natury i specyficznych cech samej aktywności niedojrzałego mózgu (patrz wyżej). Takie podejście jest w znacznym stopniu pomijane w obecnej praktyce klinicznej i literaturze. Aby zaspokoić tę potrzebę, w naszym laboratorium opracowano protokół wielomodalnej oceny neurofizjologicznej niemowląt urodzonych przed terminem. Niniejsza praca łączy najnowszą wiedzę z zakresu neurobiologii rozwoju, istotne postępy w technikach neurofizjologicznych oraz pilną potrzebę prowadzenia nowych badań klinicznych. Nasza praca otwiera tym samym drogę do prowadzenia badań translacyjnych w sposób dwukierunkowy (od badań podstawowych do praktyki klinicznej i odwrotnie). Ponadto, przejrzysta prezentacja protokołu ma na celu stworzenie możliwości gromadzenia na większą skalę klinicznie istotnych zbiorów danych, w tym badań mających na celu zdefiniowanie nieuchwytnych kryteriów normy.
Nasze doświadczenie kliniczne w Szpitalu Uniwersyteckim w Helsinkach wykazało, że i) tego rodzaju badania multimodalne szybko stały się integralną częścią rutyny klinicznej, ii) znacznie zwiększyły zainteresowanie badaniami EEG noworodków oraz iii) zaprezentowany tutaj rozwój technik rejestracji sprawił, że wykonanie takich pomiarów stało się tak samo przystępne, jak w przypadku ograniczonego, konwencjonalnego EEG. Co najważniejsze, zrozumienie zależności między rozwijającą się funkcją a strukturą mózgu pozwala na ocenę dojrzewania mózgu w czasie, gdy niemowlę nie jest jeszcze w stanie komunikować się ze światem zewnętrznym 17. Lepsza opieka neurologiczna na wczesnym etapie rozwoju prawdopodobnie doprowadzi do trwałej poprawy stanu zdrowia i ogólnej jakości życia wcześniaka.

eeg wcześniaków: multimodalny protokół neurofizjologiczny

Preterm EEG: A Multimodal Neurophysiological Protocol

Od czasu wprowadzenia wczesnych lat 50. XX wieku, elektroencefalografia (EEG) jest szeroko stosowana w neonatalgicznych oddziałach intensywnej terapii (NICU) do oceny i monitorowania funkcji mózgu u noworodków przedwcześnie i w terminie urodzonych. Najczęstszymi wskazaniami są diagnostyka napadów padaczkowych, ocena dojrzałości mózgu oraz monitorowanie powrotu do zdrowia po zdarzeniach niedotleniająco-ischemicznych. Techniki rejestracji EEG oraz zrozumienie sygnałów EEG noworodków uległy znacznej poprawie, jednak postępy te powoli przenikały do tradycji klinicznych. Celem niniejszej prezentacji jest przybliżenie teorii i praktyki zaawansowanej rejestracji EEG dostępnej dla oddziałów neonatologicznych.
W części teoretycznej zaprezentujemy animacje ilustrujące, w jaki sposób mózg przedwczesnego noworodka generuje spontaniczną i wywołaną aktywność EEG, z których obie są charakterystyczne dla tej fazy rozwojowej oraz kluczowe dla prawidłowego dojrzewania mózgu. Niedawne badania na zwierzętach wykazały, że strukturalny rozwój mózgu wyraźnie odzwierciedla się w wczesnej aktywności EEG. Najważniejszymi strukturami w tym względzie są rozrastające się połączenia dalekosiężne oraz przejściowa struktura korowa – subplaka (warstwa podpłytkowa). Bodźce sensoryczne u przedwczesnego niemowlęcia wywołają odpowiedzi widoczne na poziomie pojedynczych prób, których podstawą jest oddziaływanie między subplaką a korą. Pozwala to na łatwe włączenie neonatalnego EEG do badań multimodalnych, w których EEG nie tylko rejestruje funkcje korowe, ale także testuje funkcje subplaki za pomocą różnych modalności sensorycznych. Wreszcie, wprowadzenie klinicznie odpowiednich czapek EEG z gęstym układem elektrod, a także wzmacniaczy zdolnych do rejestracji niskich częstotliwości, ujawniło szereg aktywności mózgowych, które do tej pory były pomijane.
W części praktycznej tego filmu pokazujemy, jak przeprowadza się badanie EEG z wykorzystaniem wielomodalnej, gęstej macierzy elektrod u wcześniaka w inkubatorze na oddziale intensywnej terapii noworodków. Film demonstruje przygotowanie dziecka i inkubatora, założenie czepka EEG oraz wykonanie stymulacji sensorycznych.

Niniejszy film wyjaśnia podstawy teoretyczne aktywności EEG u noworodków oraz odpowiedzi sensorycznych, a następnie prezentuje demonstrację ich rejestracji na oddziale intensywnej terapii noworodka.

EEG wcześniaków: multimodalny protokół neurofizjologiczny

Od czasu wprowadzenia na początku lat 50. XX wieku, elektroencefalografia (EEG) jest powszechnie stosowana w oddziałach intensywnej terapii noworodków (OITN) do oceny i ...

Elektroencefalografia, czyli EEG, to technika służąca do pomiaru aktywności elektrycznej mózgu. EEG noworodków jest zawsze wykonywane nieinwazyjnie, z wykorzystaniem pojedynczych elektrod przyczepionych do skóry głowy lub za pomocą czepka EEG. Obecnie EEG jest szeroko stosowane na oddziałach neonatologicznych do oceny i monitorowania funkcji mózgu u niemowląt przedwcześnie i w terminie urodzonych.Najczęściej stosuje się tę metodę w diagnostyce napadów padaczkowych oraz w ocenie dojrzałości mózgu i powrotu do sprawności po niedotleniająco-ischemicznych zdarzeniach. W ciągu ostatnich kilku lat praktyki rejestracji EEG oraz zrozumienie sygnałów EEG u wcześniaków uległy znaczącej poprawie. Celem niniejszej prezentacji jest przedstawienie teorii i praktyki zaawansowanych technik rejestracji EEG dostępnych na oddziałach neonatologicznych.Doświadczenia kliniczne na oddziałach neonatologicznych na całym świecie wykazały, że zastosowanie EEG może znacząco poprawić opiekę neurologiczną nad chorymi noworodkami, zarówno wcześniakami, jak i dziećmi urodzonymi w terminie. Pod koniec lat 90. sieć badawcza z siedzibą w Helsinkach rozpoczęła pełną rewizję koncepcji i praktyki EEG w neonatologii. W wyniku tych prac wprowadzono kilka nowych pomysłów, aby połączyć wszystkie trzy domeny EEG.Przedstawiono technikę EEG umożliwiającą dokładną ocenę funkcjonowania mózgu. Zakres częstotliwości rozszerzono do pełnego pasma EEG, a zakres przestrzenny zwiększono poprzez wprowadzenie wielokanałowych czapek EEG dla noworodków. Dodatkowo wprowadzono nową domenę systemową, polegającą na przeprowadzaniu testów sensorycznych u wcześniaków podczas rejestracji EEG.Ta konfiguracja rejestracji jest kompatybilna z nowatorską ramą analityczną, która łączy aktywność EEG u wcześniaków z rozwojem połączeń mózgowych. EEG rejestruje aktywność elektryczną mózgu za pomocą elektrod przyczepionych do skóry głowy. Sygnał EEG jest generowany głównie przez aktywność neuronów w obszarze ciemieniowym kory.Reagują one na przychodzące sygnały nerwowe i generują fluktuacje pól elektrycznych, które po wzmocnieniu są widoczne w EEG. Liczba i rozmieszczenie elektrod może być różna, od kilku do ponad stu, w zależności od potrzeb. Kliniczne badania noworodków historycznie wykonywano przy użyciu od czterech do 10 elektrod.Lokalizacje są zawsze definiowane zgodnie z międzynarodową nomenklaturą, która określa obszary skóry głowy w oparciu o kombinację liter i cyfr. U noworodków zazwyczaj dodaje się kanały poligraficzne do rejestracji oddechu, ruchów gałek ocznych, napięcia mięśni żuchwy oraz aktywności serca. Sygnał EEG jest konwencjonalnie silnie filtrowany, aby wyeliminować najwolniejsze i najszybsze aktywności.Choć metoda ta pozwala skutecznie wyeliminować wiele artefaktów technicznych i pozamózgowych sygnałów biologicznych, może ona również prowadzić do poważnych zniekształceń sygnałów mózgowych. Porównanie tych samych sygnałów EEG wcześniaków z filtrowaniem i bez niego pokazuje, że filtry mogą znacząco zniekształcić wygląd EEG wcześniaka. Termin pełnopasmowe EEG lub F-B-E-E-G odnosi się do techniki umożliwiającej rejestrację wszystkich częstotliwości bez zniekształceń.Jest to istotne dla wykrywania najwolniejszych zdarzeń, takich jak tzw. aktywność spontaniczna, przejściowa lub SAT w EEG wcześniaków. Multimodalne badanie EEG obejmuje jednoczesne testowanie układu sensorycznego. Może to być bardzo przydatne w ocenie klinicznej, ponieważ zmiany mózgowe u wcześniaków często ograniczają się do struktur podkorowych i w związku z tym mogą wpływać jedynie na szlaki sensoryczne.EEG o gęstym rozmieszczeniu elektrod to system rejestracyjny, w którym liczba elektrod jest znacznie większa niż w konwencjonalnych systemach dwu- lub dziesiokanałowych. Zastosowanie od 20 do 60 elektrod jest możliwe nawet na oddziale intensywnej terapii. Dzięki zastosowaniu czepek EEG zaprojektowanych dla noworodków, każda z ponad stu elektrod dostarczy istotnych, nowych informacji o mózgu noworodka.Reakcje korowe na bodźce sensoryczne w mózgu wcześniaka znacznie różnią się od tych obserwowanych w późniejszym wieku. Na przykład u wcześniaków amplituda somatosensorycznej odpowiedzi na bodziec dotykowy może być setki razy większa, a czas jej trwania wielokrotnie dłuższy niż w przypadku odpowiedzi obserwowanej u starszych dzieci. Odpowiedzi sensoryczne wcześniaków są zatem widoczne na poziomie pojedynczej odpowiedzi, co sprawia, że są one łatwo mierzalne podczas zapisu EEG.Ponieważ kora mózgu wcześniaka szybko ulega zmęczeniu, może ona potrzebować kilku sekund na regenerację pomiędzy odpowiedziami, podczas gdy mózg starszych dzieci może odpowiadać częściej niż 10 razy na sekundę. Wszystkie te różnice wynikają z fundamentalnie unikalnych mechanizmów sieci neuronowych, które leżą u podstaw trwającej aktywności i odpowiedzi sensorycznych w mózgu wcześniaka; zrozumienie tych odpowiedzi sprawia, że testy sensoryczne są klinicznie użyteczne. Podczas zapisu EEG wcześniaka, odpowiedź wywołaną sensorycznie lub SE arm może zostać wywołana poprzez zastosowanie bodźca sensorycznego praktycznie w dowolnej części ciała. Bodziec może być dotykowy, elektryczny, a nawet proprioceptywny, taki jak wywołany zgięciem nadgarstka lub kostki.Wygodnym sposobem dostarczania bodźca SER podczas zapisu EEG jest dotknięcie dłoni lub stopy; bodziec dotykowy lub proprioceptywny generuje sygnał, który przemieszcza się wzdłuż nerwu obwodowego do rdzenia kręgowego, a następnie przechodzi na drugi nerw wznoszący się do wzgórz po przeciwnej, kontralateralnej stronie ciała. Ostatecznie sygnał biegnie wzdłuż nerwu wzgórzowo-korowego do kory mózgowej, gdzie wywołuje pole elektryczne rejestrowane przez EEG w obszarach centralno-ciemieniowych. Odpowiedź wywołaną bodźcem wzrokowym lub tzw. ramieniem VE można łatwo wywołać za pomocą migającego światła stymulującego siatkówkę; sygnały z siatkówki przemieszczają się wzdłuż nerwów wzrokowych do wzgórz po obu stronach.Sygnał przeskakuje następnie do nerwów korowych i zostaje przekazany do kory wzrokowej. Powstające pola elektryczne są rejestrowane przez elektrody EEG TAL w okresie od wczesnego przedwczesnego do pełnego terminu ciąży. Następuje wówczas kluczowy rozwój strukturalny, który odzwierciedla się w charakterystyce sygnałów EEG.Powierzchnia kory niezwykle małego wcześniaka jest niemal płaska i posiada grubą, leżącą pod nią warstwę podpłyty. Pierwsze połączenia wzgórzowo-korowe i korowo-korowe wrastają do podpłyty i zaczynają naciekać na płytę korową. W kolejnych tygodniach kora przybierze bardziej pofałdowaną powierzchnię, a podpłyta stanie się cieńsza.Połączenia lamo, korowe i kortyko-kortykalne zbliżają się obecnie do swoich celów w korze mózgowej. W wieku okołoporodowym kora dziecka jest silnie zwinięta, a strefa podpłytowa praktycznie zanikła. Połączenia lamo, korowe i kortyko-kortykalne dotarły do swoich docelowych warstw i są gotowe do przetwarzania danych sensorycznych pochodzących zarówno ze świata zewnętrznego, jak i z wnętrza organizmu.Etap rozwoju połączeń korowo-wzgórkowych definiuje, w jaki sposób kora i warstwa podpłytowa (subplate) u wcześniaków będą reagować na bodźce sensoryczne. Ta animacja przedstawia porównanie odpowiedzi zarejestrowanej na skórze głowy oraz odpowiadającego jej profilu głębokości w obrębie kory. U najmłodszych wcześniaków impuls wzgórkowy wywołuje głównie powolną i rozległą odpowiedź w warstwie podpłytowej, co objawia się jako powolna odpowiedź o wysokiej amplitudzie w elektrodach powierzchniowych; kilka tygodni później ten sam sygnał wzgórkowy wywołałby już nieco mniejszą odpowiedź w warstwie podpłytowej.Dodatkowo, pojawia się coraz wyraźniejsza szybka składowa z głębokich warstw kory, która jest również widoczna w elektrodach skalpowych w wieku bliskim terminowi. Odpowiedzi z subplate nie są już widoczne. Główna reakcja sensoryczna pochodzi z końcowego miejsca docelowego w układzie wzgórzowo-korowym.Warstwa czterech neuronów, której wynikiem jest odpowiedź zbliżona do tej obserwowanej w korze mózgowej dorosłych. Rejestracja EEG u wcześniaków jest wyzwaniem zarówno praktycznym, jak i technicznym. Rejestracje EEG muszą być zgodne z różnymi procedurami pielęgnacyjnymi.W związku z tym rejestrację EEG może być konieczne przerwać lub wstrzymać w dowolnym momencie. Ponadto oddział intensywnej terapii stanowi wymagające środowisko dla czułych urządzeń EEG. Niemowlęta są stale podłączone fizycznie do urządzeń, przewodów i linii, które mogą powodować znaczne zakłócenia elektryczne w zapisach EEG.Pierwszym krokiem przy łóżku pacjenta jest zminimalizowanie potencjalnych źródeł artefaktów technicznych. Należy odsunąć luźne przewody monitora parametrów życiowych i linie kroplówek od głowy niemowlęcia, przewodów EEG oraz wzmacniacza. Należy również upewnić się, że głowa niemowlęcia nie styka się z żadnymi mokrymi tkaninami, które mogą łatwo przenosić zakłócenia elektryczne z łóżeczka na dziecko.Przed nałożeniem czepek EEG zaleca się usunięcie z owłosienia dziecka substancji utrudniających kontakt, takich jak wosk czy olej, poprzez przetarcie skóry ściereczką zwilżoną rozcieńczonym alkoholem lub szamponem dla niemowląt. Nałożenie czepek EEG jest łatwiejsze przy udziale dwóch osób – jednej zajmującej się czepkiem oraz drugiej przytrzymującej głowę oraz ewentualne rurki intubacyjne lub rurki do CPAP nosowego. Jeśli pacjent korzysta z CPAP, należy go odłączyć na 10–20 sekund, czyli na czas niezbędny do założenia czepek EEG.Pasy CPAP można w razie potrzeby owinąć wokół czepka EEG. Przed zapięciem pasa podbródkowego należy upewnić się, że czepek został rozmieszczony symetrycznie na głowie.Żel elektrodowy nanosi się przez otwory elektrod, aby ustanowić kontakt elektryczny ze skórą głowy. Do nakładania żelu w trudno dostępnych miejscach może być pomocna końcówka zgięta. Ważne jest, aby zastosować odpowiednią ilość żelu, by wypełnić cały uchwyt na żel w przypadku wstrzyknięcia zbyt dużej ilości.Jednakże żel może wyciekać i tworzyć mostki z sąsiednimi elektrodami lub nawet zamoczyć podkładkę, powodując artefakty. Bardziej praktyczna może okazać się formuła żelu o większej gęstości. W związku z tym powierzchnia skóry często może wymagać dodatkowego przygotowania mechanicznego po aplikacji żelu; krok ten usuwa zewnętrzne warstwy nabłonka w celu zmniejszenia ilości artefaktów elektrycznych i ruchowych.Można to przeprowadzić poprzez delikatne pocieranie mechaniczne lub stosując tzw. metodę Sure prep. Jakość kontaktu ze skórą można oceniać w czasie rzeczywistym na podstawie wartości impedancji podawanych przez oprogramowanie EEG. Ze względów praktycznych często najłatwiej jest zakończyć aplikację żelu i przygotowanie skóry dla całej półkuli w momencie, gdy poziomy impedancji są akceptowalne.Jak wskazują zielone kropki w tym oprogramowaniu EEG, nadeszła pora na przejście do rejestracji EEG i obserwację jakości sygnału EEG. Ostatnim krokiem jest zastosowanie kanałów poligraficznych. Napięcie mięśniowe jest zazwyczaj mierzone za pomocą dwóch elektrod EMG przymocowanych pod brodą.Praca serca jest rejestrowana za pomocą elektrod EKG przymocowanych do klatki piersiowej lub ramion. Ruchy gałek ocznych mogą być rejestrowane za pomocą frontalnego EEG lub oddzielnych elektrod do oczu bądź EOG przymocowanych w pobliżu bocznych kącików oczu. Oddychanie może być monitorowane za pomocą pasa z czujnikiem rozciągania owiniętego wokół tułowia.Pas musi być wystarczająco ciasny, aby podążać za ruchami oddechowymi, a jednocześnie na tyle luźny, by nie ograniczać swobodnego oddychania u niemowląt z oddechem spontanicznym. Należy zachować szczególną ostrożność, aby nie krępować ruchów oddechowych. Można również przymocować czujnik piezoelektryczny wrażliwy na ruch do dowolnej części ciała, która może wykazywać podejrzane ruchy.Ostatnim krokiem jest ustawienie kamery wideo zsynchronizowanej z EEG, aby cały niemowlę był dobrze widoczny na ekranie. Po pełnym przygotowaniu niemowlęcia można rozpocząć rejestrację EEG. Ważne jest monitorowanie jakości sygnału EEG i wprowadzanie korekt, jeśli którakolwiek z elektrod przekazuje słaby sygnał.Wszelkie zdarzenia, które mogą zostać uznane za istotne klinicznie, powinny zostać zapisane w pliku adnotacji. Długość rejestracji jest dostosowywana indywidualnie tak, aby EEG obejmowało wszystkie stany czuwania: budzenie, sen aktywny oraz sen spokojny. Zazwyczaj oznacza to czas rejestracji od 40 do 90 minut.W przypadku wszystkich badań reaktywności sensorycznej u wcześniaków powszechnym zjawiskiem jest szybki spadek odpowiedzi sensorycznej w korze mózgowej, jeżeli bodźce są powtarzane zbyt często. Podobnie, trwająca aktywność EEG w pobliżu kory sensorycznej może blokować lub tłumić odpowiedzi sensoryczne. W związku z tym bodźce sensoryczne prezentowane w tym filmie powinny być podawane w momentach, gdy zapis EEG pozostawał relatywnie cichy przez co najmniej kilka sekund.Z tego względu głęboki sen jest idealnym okresem do badania reakcji wzrokowych. Odpowiedzi wzrokowe wywołane bodźcem można badać poprzez podawanie pojedynczych błysków. Ponieważ oczy są bardzo wrażliwe, błysk może być podany nawet z odległości przez przezroczystą ściankę inkubatora, a nawet przy zamkniętych powiekach.Somatosensoryczne potencjały wywołane można badać, podając bodziec dotykowy na dłoń lub podeszwę stopy niemowlęcia. Alternatywnie można po prostu zgiąć nadgarstek lub kostkę, aby wywołać bodziec proprioceptywny. Pomocne jest zastosowanie urządzenia, które generuje znacznik synchronizacji bodźca lub wyzwalacz w zapisie EEG.W przeciwnym razie konieczne jest dodanie ręcznych adnotacji obrazujących czas podania bodźców. Reaktywność słuchową można łatwo sprawdzić za pomocą niemal każdego dźwięku. Dobrą reakcję korową można wywołać na przykład poprzez klaskanie.Tradycyjny klakson może być również przydatny, jednak dźwięk ten jest często na tyle głośny, że może zarówno aktywować system słuchowy, jak i wywołać reakcję pobudzenia. Po zakończeniu sesji zapisu EEG zdejmuje się czepek oraz pozostałe czujniki, a następnie oczyszcza skórę głowy niemowlęcia. Czepek EEG oraz wszystkie pozostałe czujniki są czyszczone mechanicznie i sterylizowane zgodnie z instrukcjami szpitalnymi.Dokładna analiza EEG jest przeprowadzana w trybie offline na stacji roboczej, gdzie wyniki EEG mogą zostać przetworzone i opisane bardziej szczegółowo. Dobre zrozumienie zależności między rozwijającą się funkcją a strukturą mózgu sprawia, że badanie EEG u wcześniaków jest wyjątkowym doświadczeniem, dającym możliwość oceny dojrzewania mózgu w czasie, gdy niemowlę nie może jeszcze komunikować się ze światem zewnętrznym. W konsekwencji lepsza opieka neurologiczna może przynieść korzyści wcześniakowi przez całe jego życie.

preterm-eeg-a-multimodal-neurophysiological-protocol

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Przedwczesne EEG: Multimodalny protokół neurofizjologiczny

Opracowanie skutecznego systemu interfejsu mózg-maszyna-(BMI) do przywracania i rehabilitacji dwunożnej lokomocji wymaga dokładnego dekodowania intencji użytkownika.  W tym miejscu przedstawiamy nowatorski protokół eksperymentalny i technikę zbierania danych do jednoczesnego nieinwazyjnego nabywania aktywności neuronalnej, aktywności mięśni i kinematyki całego ciała podczas różnych zadań i warunków lokomocyjnych.

Jednoczesna elektroencefalografia skóry głowy (EEG), elektromiografia (EMG) i segmentalny zapis inercyjny całego ciała do multimodalnego dekodowania neuronalnego

Elektroencefalografia o wysokiej gęstości (dEEG) jest coraz częściej stosowana do badania rozwoju i plastyczności mózgu we wczesnych latach życia. W tym artykule przedstawiamy zastosowanie zaawansowanych technik analizy, które opierają się na tradycyjnym zapisie EEG, aby zrozumieć dynamikę oscylacyjną szybkiego przetwarzania słuchowego w mózgu niemowlęcia.

Przetwarzanie słuchowe u niemowląt i oscylacje mózgu związane ze zdarzeniami

Ten protokół prezentuje nowatorską metodologię neuronalnego dekodowania intencji swobodnie zachowujących się niemowląt podczas nieskryptowanej interakcji społecznej z aktorem. Aktywność neuronalna jest uzyskiwana za pomocą nieinwazyjnej elektroencefalografii aktywnej skóry głowy o dużej gęstości (EEG). Dane kinematyczne są zbierane za pomocą inercyjnych jednostek pomiarowych i uzupełniane zsynchronizowanym zapisem wideo.

Nowatorskie eksperymentalne i analityczne podejście do multimodalnego neuronalnego dekodowania intencji podczas interakcji społecznych u swobodnie zachowujących się ludzkich niemowląt

Rezonans magnetyczny funkcjonalnej łączności w stanie spoczynku zidentyfikował nieprawidłowości u pacjentów z szerokim zakresem zaburzeń neuropsychiatrycznych, w tym padaczką spowodowaną wadami rozwojowymi kory mózgowej. Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna w połączeniu z EEG może wykazać, że pacjenci z padaczką mają nadpobudliwość kory mózgowej w regionach o nieprawidłowej łączności.

Multimodalna metoda obrazowania i stymulacji oceny pobudliwości mózgu związanej z łącznością u pacjentów z padaczką

Tutaj pokazujemy, jak zastosować elektroencefalografię zintegrowaną z amplitudą do monitorowania funkcji mózgu u noworodków.

Zastosowanie zintegrowanego amplitudy monitora EEG (Cerebral Function Monitor) u noworodków

Tutaj prezentujemy protokół do rejestrowania sygnałów biologicznych mózgu i serca u myszy za pomocą jednoczesnego wideo, elektroencefalografii (EEG) i elektrokardiografii (EKG). Opisano również metody analizy wynikowych zapisów EEG-EKG pod kątem napadów, mocy spektralnej EEG, funkcji serca i zmienności rytmu serca.

Jednoczesne monitorowanie wideo-EEG-EKG w celu identyfikacji dysfunkcji neurosercowej w mysich modelach padaczki

Przedstawiony tutaj protokół dostarcza informacji na temat jednoczesnej elektroencefalografii (EEG) i oceny behawioralnej w czasie rzeczywistym. Omówiliśmy wszystkie kroki związane z tym protokołem jako atrakcyjnym rozwiązaniem dla badaczy z wielu dziedzin neuronauki, szczególnie w obszarach uczenia się i pamięci.

Jednoczesne monitorowanie bezprzewodowego testu elektrofizjologii i pamięci behawioralnej jako narzędzia do badania neurogenezy hipokampa

Ten artykuł przedstawia prosty protokół pozyskiwania dobrej jakości danych elektroencefalograficznych (EEG) podczas jednoczesnego obrazowania EEG i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego za pomocą łatwo dostępnych produktów medycznych.

Niezawodna akwizycja danych elektroencefalograficznych podczas jednoczesnej elektroencefalografii i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego

Tutaj prezentujemy studium wykonalności do oceny przenośnego systemu rejestracji elektroencefalogramu zintegrowanego z amplitudą (aEEG) podczas transportu niemowląt z podejrzeniem hipoksyjnej encefalopatii niedokrwiennej (HIE).

EEG zintegrowane z amplitudą u niemowląt zagrożonych encefalopatią niedotlenieniowo-niedokrwienną: studium wykonalności w transporcie drogowym i lotniczym w Australii Zachodniej

Nowatorski protokół spersonalizowanej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej w połączeniu z mapowaniem sieci korowych za pomocą elektroencefalografii (TMS–EEG), oparty na wielu modalnościach obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI).

Neuroobrazowanie TMS-EEG do mapowania sieci korowej w czasie rzeczywistym

Ten protokół pokazuje, jak symulacje neuronalne oparte na fizyce mogą być wykorzystywane do interpretacji biomarkerów elektro fizjologicznych neuroterapeutyków i ujawniania ich wpływu na obwody neuronalne, zapewniając uzasadnione mechanistycznie podejście do rozwoju neuroterapeutyki.

Protokół do ujawnienia neuronalnych mechanizmów działania neuroterapeutycznego na elektroencefalografii z wykorzystaniem ludzkiego neurosolvera kory nowej mózgu

Wprowadzenie

W ostatnich latach neuroterapia stała się coraz bardziej popularna jako metoda leczenia różnych zaburzeń psychicznych i neurologicznych. Jednak mechanizmy działania neuroterapii na poziomie neuronalnym pozostają częściowo niejasne. Elektroencefalografia (EEG) jest jednym z najczęściej stosowanych narządów diagnostycznych w neuroterapii, ponieważ umożliwia rejestrację aktywności elektrycznej mózgu w czasie rzeczywistym. W tym artykule przedstawiamy protokół do badania neuronalnych mechanizmów działania neuroterapii na EEG za pomocą ludzkiego neurosolvera kory nowej mózgu.

Materiał i metody

1. Przygotowanie danych

Aby rozpocząć, zebrane zostaną dane EEG od pacjentów, którzy przechodzą neuroterapię. Dane te będą przetwarzane w celu usunięcia artefaktów i zakłóceń, a następnie zostaną przefiltrowane w celu uzyskania odpowiednich zakresów częstotliwości.

2. Modelowanie matematyczne

Następnie, wykorzystując ludzki neurosolver kory nowej mózgu, dane EEG zostaną przekształcone w model matematyczny opisujący aktywność neuronalną w korze nowej mózgu. Neurosolver kory nowej mózgu jest zaawansowanym narzędziem komputerowym, które pozwala na symulację działania neuronów i sieci neuronowych w korze mózgu.

3. Analiza wrażliwości

Po utworzeniu modelu matematycznego, przeprowadzona zostanie analiza wrażliwości w celu zidentyfikowania kluczowych parametrów i zmiennych, które mają wpływ na działanie neuroterapii. Analiza ta pomoże zrozumieć, jak neuroterapia modyfikuje aktywność neuronalną w korze mózgu i jak te zmiany wpływają na działanie terapeutyczne.

4. Weryfikacja modelu

Na koniec, model matematyczny zostanie zweryfikowany poprzez porównanie jego prognoz z rzeczywistymi danymi EEG pacjentów, którzy przeszli neuroterapię. Ta weryfikacja pomoże określić dokładność i przydatność modelu w przewidywaniu działania neuroterapii.

Wyniki

Protokół ten pozwoli na lepsze zrozumienie mechanizmów działania neuroterapii na poziomie neuronalnym. Dzięki zastosowaniu ludzkiego neurosolvera kory nowej mózgu, będziemy w stanie zidentyfikować kluczowe elementy aktywności neuronalnej, które są modyfikowane przez neuroterapię i które mają bezpośredni wpływ na efekty terapeutyczne.

Podsumowanie

Przedstawiony protokół do badania neuronalnych mechanizmów działania neuroterapii na EEG z wykorzystaniem ludzkiego neurosolvera kory nowej mózgu zapewnia nowatorskie podejście do zrozumienia i ulepszania neuroterapii. Dzięki temu protokołowi będziemy w stanie lepiej zrozumieć, jak neuroterapia działa na poziomie neuronalnym i jak te informacje mogą być wykorzystane do ulepszania metod leczenia różnych zaburzeń psychicznych i neurologicznych.

Poznaj zaawansowane techniki EEG dla noworodków w jednostce intensywnej opieki, obejmujące rejestrację pełnopasmową i testowanie sensoryczne. Ta metoda umożliwia ocenę dojrzewania mózgu u wcześniaków.

EEG wcześniaków: multimodalny protokół neurofizjologiczny

Przeglądaj więcej filmów