Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Электрофизиологические измерения активности вредных вызывали мозга новорожденных с помощью плоским кончик зонда в сочетании с электроэнцефалография

6.6K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/56531

⸱

29 ноября 2017 г.

 ,  ,  ,  , 
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

В этой статье

Краткое содержание

Измерение боли в невербальных больных является проблемой. В этом исследовании мы сочетаем запись ЭЭГ с стимуляции с помощью зонда с плоским подсказка для обнаружения вредных вызывали мозговой активности объективным образом.

Аннотация

Боль это неприятное сенсорное и эмоциональное переживание. В невербальных пациентов это очень трудно измерить боль, даже с инструментами оценки боли. Эти инструменты являются субъективными или определить вторичные физиологические показатели, которые также имеют определенные ограничения, особенно при изучении эффективности обезболивания. Как корковых обработка необходима для восприятия боли, меры активности мозга может предоставить полезный подход для оценки боли в грудных детей. Здесь мы представляем метода для оценки Ноцицепция с записями активность электрофизиологических мозга, оптимизированы для использования у новорожденных. Производить высоко стандартизированных и воспроизводимые вредных раздражителей мы применили механической стимуляции с плоским наконечник зонда, например, шпильку, который не разорвать кожу и не вызывает поведенческих бедствия. Вредных вызывали потенциал позволяет объективное измерение Ноцицепция в невербальных пациентов. Этот метод может использоваться как 34 недель гестационного возраста у новорожденных. Кроме того она может применяться в различных ситуациях, например измерения эффективности обезболивающее или цистит препаратами.

Введение

Боль это неприятное сенсорное и эмоциональное переживание связанные с фактическим или потенциальным ткани ущерб, или описана в терминах такого повреждения1. Неспособность общаться словесно, не отрицает возможность что человек испытывает боль, но делает его очень сложно оценить обезболивающее лечение, например в новорожденных2. Несколько поведенческие и физиологические показатели используются для оценки боли в невербальных пациентов. С годами были разработаны различные весы, выбор зависит от типа раздражитель, гестационного возраста и окружающей среды, в которой новорожденных embeded3,4,5. Эти инструменты оценки боли либо полагаться на вещь интерпретации или они требуют вторичного физиологических показателей.

В этом видео мы представляем метода для оценки Ноцицепция электрофизиологических звукозаписью, оптимизированы для использования у новорожденных. Ноцицепция определяется как нервный процесс кодирования вредных раздражителей. Таким образом quantitating Ноцицепция является элегантный и объективный метод, чтобы определить нейронных ввода в невербальных человек. Кроме того корковой активности, выявляемые электроэнцефалографии (ЭЭГ) коррелирует с интенсивностью вредных события5,6.

Представленные здесь метод сочетает в себе запись ЭЭГ с вредных раздражителей, производства механической стимуляции с плоским наконечник зонда, также называется уколоться7, который не разорвать кожу и не вызывает поведенческих дистресс6. Было доказано, что следующее Ноцицепция перемежать стимуляции преимущественно опосредовано Aδ-волокон, это не нужно, кожи, нарушение поражения8 и масштабы ноцицептивных конкретных потенциальных зависит не спать государство9. Зонд также хорошо принята в родителей, при применении этого метода в обстановке исследование с новорожденных. Зонд электронно связаны к системе записи ЭЭГ, позволяя запись ЭЭГ точно быть помечены когда зонд контакты кожи. Это значительно упрощает процесс блокировки время и помещения для всех последующих анализов ЭЭГ. Для того, чтобы свести к минимуму время приготовления младенческой записи ЭЭГ мы использовали изменение международной системы размещения электрод 10/20, где мы сократили количество электродов к минимальным требованиям трех электродов (рис. 1). Центральная вершина Cz электрода, где активность вредных вызывали мозга является максимальная9,10,11, был использован вместе с одной ссылки и один электрод земли.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Исследование было утверждено компетентным этики Комитета северо-западной Швейцарии (EKNZ 2015-079) и обоснованное письменное согласие родителей для участника была получена до измерения.

1. Подготовка

  1. Убедитесь, что ребенок будет урегулирован. Это должно быть тихо и оседлых, без сосание движений во время записи из-за движения артефактов. Ребенок может быть спит9.
  2. Измерьте окружность головы новорожденного с измерительной ленты для определения размера крышки ЭЭГ.
  3. Определить положение активного электрода: Cz / позицию вершины, пометив средней точки между Насьон и ИНИОН и средней точки между левым и правым preaurical точки с кожи маркера карандашом. Для позиционирования электроды также смотрите Рисунок 1.
  4. Определение позиции земли электрода: правый лоб (Fp2) и электрод сравнения: левый сосцевидного (А1).
  5. Очистите электрод сайтов (Cz, Fp2 и А1) с дезинфицирующим средством, с помощью ватного тампона. В случае много волос Разделите волосы визуализировать волосистой части головы.
  6. Аккуратно скраб сайты электрод с ЭЭГ prepping пасты, используя ватный тампон, чтобы снизить сопротивление.
  7. Место Шэу с электродами крепится на головы новорожденного.
  8. Придать проводящего геля ЭЭГ электродов, с помощью шприца с иглой короткий пластиковые для оптимизации контакта между электродами и кожей головы.
  9. Отрегулируйте электроды, до тех пор, пока сопротивление меньше 50 kΩ, как описано в рекомендации изготовителя и в опубликованных руководящих принципов12.
  10. Расположите камеру для записи откры́тый артериа́льный мимики.
  11. Подключите с плоским наконечник зонда к устройству контакт триггера, который крепится к устройству записи ЭЭГ. Когда квартира кончик зонда достигает номинальную силу на коже, запускающий сигнал генерируется устройство контактной триггера. Этот сигнал отправляется на компьютер, пометки ЭЭГ, записи с отметкой триггера.

2. измерение

  1. Выберите имя исследования для хранения данных.
  2. Добавьте онлайн полоса отрезающие фильтры:
    1. Отображение фильтров:
      Низкий фильтр отсечки: частота: 1 Гц
      Высокий фильтр отсечки: частота: 70 Гц
      Узкополосный режекторный фильтр: 50 Гц
      Частота дискретизации: 2000 Гц
  3. Запустите ЭЭГ и записи видео.
  4. Откры́тый артериа́льный правой рукой удерживайте в горизонтальном положении. Стимулы могут также применяться на другом сайте, например стопы, который приведет к больше задержка, чем от рук, Смотрите подробности 3.7.
  5. Первая запись фоновые ЭЭГ активности. Хотя новорожденный ручные, аннотируйте ЭЭГ запись вручную, чтобы записать периоды, где нет стимулы применяются и ребенок отдыхает.
  6. Провести необходимое количество раздражителей плоским кончик зонда согласно дизайн исследования на новорожденного в правой руке. В нашем экспериментальный дизайн, установите количество раздражителей плоским кончик зонда на 50. Будьте осторожны, чтобы использовать квартиру наконечник зонда перпендикулярно к откры́тый артериа́льный руку так, что кончик не гнутся и правильный сила применяется. Выполните плоским кончик зонда раздражители, используя минимум 2-3 s интервал между стимулом (МСИ)6 избежать суммирования.
  7. Остановите все записи.
  8. Документ детали экспериментальной установки.

3. анализ данных

  1. Фильтр необработанных данных ЭЭГ, автономный режим с помощью фильтра высоких частот на 1 Гц и фильтр низких частот на 30 Гц.
  2. Сегмент данных в эпохах 1500 мс (500 мс до 1000 мс после начала стимул).
  3. Коррекции базовой линии для интервала предварительное стимулом.
  4. Вручную отвергают ЭЭГ эпох, содержащие артефакты, такие как движение предметов и шума, после визуального осмотра. Смотрите также наброски Учебник: https://sccn.ucsd.edu/wiki/Chapter_01:_Rejecting_Artifacts
  5. Средняя ЭЭГ эпох (для фона и стимул ответ отдельно).
  6. Вуди фильтр данных с максимальной колебание ± 50 мс в окне времени 0 - 1000 мс пост начало стимул. Это позволяет для задержки различия между младенцев. Сделайте это для фона и стимул ответы отдельно.
  7. Проект шаблона вредных вызывали мозговой активности, которая была определена в независимых наборов данных и был описан в других подробно11 на данных для выяснения масштабов вредных вызвал ответ в течение каждого индивидуального испытания. Шаблон описывает характерный сигнал вредных вызвал ответ и величина отражает количество вредных вызывали ответ в рамках индивидуального судебного разбирательства.
    Примечание: Окно времени, на котором проект шаблона зависит от возраста ребенка и стимул позиции. Если стимулы применяются к руке, то окно времени интерес 200-500 мс после стимул11. Если стимулы применяются к подножию, то окно времени интерес 400-700 МС после стимул11. Обратите внимание, что этот шаблон в настоящее время только были проверены для младенцев между 34-43 недель гестации. Для детальной методы, связанные с использованием этого шаблона и обсуждение ограничений пожалуйста, смотрите Хартли et al. 201711.
  8. Проверьте, что масштабы вредных вызывали мозговой активности вычисляемые с использованием шаблона значительно выше следит стимул, по сравнению с фоновой ЭЭГ.
  9. Анализ поведенческих выражение лица впоследствии (камеры связан с ЭЭГ запись) с использованием неонатальной лицевой системы кодирования2,13.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Рисунок 1 это схематическое представление электрода, позиционирование с помощью модифицированных международной системы размещения электрод 10/20. Рисунок 2 показывает ЭЭГ активности, записанная незадолго до и после применения одного единого вредных стимул с помощью плоским кончик зонда с 32 mN силой, стимуляции произошло как описано в протоколе к новорожденному в правой руке (рисунок 2A). Вредных выз...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Представленный здесь подход показывает как вредных вызывали мозга активности у новорожденных может быть измерена в объективный способ, с помощью записи ЭЭГ и плоским кончик зонда стимуляторы для применения экспериментальных вредных раздражителей. Эта техника может использоваться в различных клинических параметров для выявления Ноцицепция, например в невербальных лиц таких новорожденных. Полное исследование может быть сделано в течение 15 мин, включая размещение ребенка, выявления, подготовки и крепления электрод...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы не имеют ничего сообщать.

Благодарности

Авторы хотели бы признать Caroline Хартли и Rebeccah Слейтер (Кафедра педиатрии, Оксфордский университет, Великобритания) для критического обзора нашей бумаги и Вальтер Magerl (Отдел нейрофизиологии, центр биомедицины и медицинской технологии Мангейм (CBTM), Гейдельбергский университет, Германия) для поддержки нас с техническим оборудованием и знаниями.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
EasycapEASYCAP GmbHAC-32-CЭЭГ шапочки для младенцев размеры 34 и 36
actiCAPBrain Products GmbHBP-04243-SIGактивные электроды
ImpBoxBrain Products GmbHизмерение импеданса
V-ampBrain Products GmbHЗаписывающее устройство ЭЭГ Контактный
триггер для стимуляции булавочным уколомMRC Systems GmbH
Набор стимуляторов PinPrickMRC Systems GmbH
Паста для подготовки к ЭЭГUSB Pharmacyсодержит хлорид натрия, пемзу, пропиленгликоль
SuperViscEASYCAP GmbHЭлектролит-гель для активных электродов
Brain Vision RecorderBrain Products GmbH
Brain Vision AnalyzerBrain Products GmbH
MATLAB с использованием EEGLAB

Swartz Center for Computational Neuroscience, University of California San DiegoДля обработки ЭЭГ, включая усреднение всех эпох ЭЭГ

Ссылки

  1. Bonica, J. J. The need of a taxonomy. Pain. 6 (3), 247-248 (1979).
  2. Duhn, L. J., Medves, J. M. A systematic integrative review of infant pain assessment tools. Adv Neonatal Care. 4 (3), 126-140 (2004).
  3. Witt, N., Coynor, S., Edwards, C., Bradshaw, H. A Guide to Pain Assessment and Management in the Neonate. Curr Emerg Hosp Med Rep. 4, 1-10 (2016).
  4. Hummel, P., van Dijk, M. Pain assessment: current status and challenges. Semin Fetal Neonatal Med. 11 (4), 237-245 (2006).
  5. Slater, R., Fitzgerald, M., Meek, J. Can cortical responses following noxious stimulation inform us about pain processing in neonates? Semin Perinatol. 31 (5), 298-302 (2007).
  6. Hartley, C., et al. The relationship between nociceptive brain activity, spinal reflex withdrawal and behaviour in newborn infants. Sci Rep. , 31(2015).
  7. Iannetti, G. D., Baumgärtner, U., Tracey, I., Treede, R. D., Magerl, W. Pinprick-evoked brain potentials: a novel tool to assess central sensitization of nociceptive pathways in humans. J Neurophysiol. 110 (5), 1107-1116 (2013).
  8. Ziegler, E. A., Magerl, W., Meyer, R. A., Treede, R. D. Secondary hyperalgesia to punctate mechanical stimuli. Central sensitization to A-fibre nociceptor input. Brain. 122 (Pt 12), 2245-2257 (1999).
  9. Slater, R., et al. Evoked potentials generated by noxious stimulation in the human infant brain. Eur J Pain. 14 (3), 321-326 (2010).
  10. Fabrizi, L., et al. A shift in sensory processing that enables the developing human brain to discriminate touch from pain. Curr Biol. 21 (18), 1552-1558 (2011).
  11. Hartley, C., et al. Nociceptive brain activity as a measure of analgesic efficacy in infants. Sci Transl Med. 9 (388), (2017).
  12. Keil, A., et al. Committee report: publication guidelines and recommendations for studies using electroencephalography and magnetoencephalography. Psychophysiology. 51 (1), 1-21 (2014).
  13. Grunau, R. V., Johnston, C. C., Craig, K. D. Neonatal facial and cry responses to invasive and non-invasive procedures. Pain. 42 (3), 295-305 (1990).
  14. van den Broeke, E. N., et al. Characterizing pinprick-evoked brain potentials before and after experimentally induced secondary hyperalgesia. J Neurophysiol. 114 (5), 2672-2681 (2015).
  15. Verriotis, M., et al. Cortical activity evoked by inoculation needle prick in infants up to one-year old. Pain. 156 (2), 222-230 (2015).
  16. Rolke, R., et al. Quantitative sensory testing in the German Research Network on Neuropathic Pain (DFNS): standardized protocol and reference values. Pain. 123 (3), 231-243 (2006).
  17. Moultrie, F., Slater, R., Hartley, C. Improving the treatment of infant pain. Curr Opin Support Palliat Care. 11 (2), 112-117 (2017).
  18. Hu, L., Zhang, Z. G., Mouraux, A., Iannetti, G. D. Multiple linear regression to estimate time-frequency electrophysiological responses in single trials. Neuroimage. 111, 442-453 (2015).
  19. Hartley, C., et al. Changing Balance of Spinal Cord Excitability and Nociceptive Brain Activity in Early Human Development. Curr Biol. 26 (15), 1998-2002 (1998).
  20. Evers, K. S., Wellmann, S. Arginine Vasopressin and Copeptin in Perinatology. Front Pediatr. 4 (75), (2016).
  21. Slater, R., et al. Oral sucrose as an analgesic drug for procedural pain in newborn infants: a randomised controlled trial. Lancet. 376 (9748), 1225-1232 (2010).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Электрофизиологические измерения активности вредных вызывали мозга новорожденных с помощью плоским кончик зонда в сочетании с электроэнцефалография
Свяжитесь с нами
Рекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.