Электрофизиологические измерения активности вредных вызывали мозга новорожденных с помощью плоским кончик зонда в сочетании с электроэнцефалография
29 ноября 2017 г.
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.
Общей целью этого электрофизиологического измерения является объективная оценка ноцицепции у новорожденных. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в неонатальной области, такие как то, как невербальные пациенты воспринимают боль и как она отличается в ответ на различные состояния. Основное преимущество этой методики заключается в том, что она может быть использована у новорожденных, рожденных в срок или на поздних сроках, начиная с 34 недели гестационного возраста.
Применение этого метода распространяется и на исследование боли, поскольку это первое объективное измерение ноцицепции у невербальных пациентов. Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, испытывают трудности, потому что требуется опыт работы с ЭЭГ. Впервые идея этого метода возникла у нас, когда мы наблюдали после родов различные болевые реакции у новорожденных, рожденных спонтанно, по сравнению с новорожденными, рожденными путем планового кесарева сечения.
Но и в отделении интенсивной терапии новорожденных младенцы подвергаются множеству потенциально болезненных процедур. Вы не знаете, сколько они воспринимают, даже когда находятся под обезболивающими препаратами. Теперь мы можем объективно измерить их вредную реакцию.
Прежде чем начать, убедитесь, что ребенок спокоен и спокоен. Ребенок может спать, но сосательные движения должны отсутствовать во время записи из-за артефактов движения. Измерьте окружность головы новорожденного с помощью измерительной ленты, чтобы определить размер шапочки для ЭЭГ.
Затем определите положение активного электрода, отметив карандашом-маркером среднюю точку между национом и инионом и среднюю точку между левой и правой предушной точкой. Здесь показана схема расположения электродов. Определите положения заземляющего электрода на правом лбу и электрода сравнения над левым сосцевидным отростком.
Очистите три места электродов ватным тампоном, смоченным в дезинфицирующем средстве для кожи. Затем аккуратно протрите места электродов пастой для подготовки к ЭЭГ, чтобы снизить импеданс, и поместите колпачок ЭЭГ с прикрепленными электродами на голову новорожденного. Затем с помощью шприца с короткой пластиковой иглой введите проводящий гель ЭЭГ в электроды, чтобы оптимизировать контакт между электродами и кожей головы.
Затем, чтобы убедиться, что импеданс ниже 50 килоом, подключите импедансметр к электродам и установите его ниже 50 килоом. Индикатор загорится зеленым, если импеданс ниже 50 килоОм. После этого подключите электроды к усилителю.
Расположите камеру так, чтобы записать мимику новорожденного. Затем подсоедините зонд с плоским наконечником к контактному триггерному устройству, которое закреплено на записывающем устройстве ЭЭГ. Начните с выбора нового рабочего файла.
Установите частоту дискретизации на 2 000 Гц. Установите фильтр низкого среза на частоту в один герц. Установите фильтр высокой отсечки на 70 Гц, а режекторный фильтр на 50 Гц.
Выберите название исследования для хранения данных. Запустите ЭЭГ и запись видео. Пока правая рука новорожденного находится в горизонтальном положении, запишите фоновую активность ЭЭГ.
Аннотируйте запись ЭЭГ вручную, чтобы записать периоды, когда стимулы не прикладываются и ребенок отдыхает. Как только фоновая ЭЭГ стабилизируется, введите необходимое количество стимулов с плоским наконечником зонда в правую руку новорожденного. Будьте осторожны, используйте зонд с плоским наконечником перпендикулярно руке новорожденного, чтобы кончик не согнулся и к нему было приложено правильное усилие.
Когда зонд с плоским наконечником достигает номинальной силы на коже, контактное пусковое устройство генерирует триггерный сигнал. Этот сигнал посылается на компьютер, помечая запись ЭЭГ меткой триггера. После того, как стимулы будут введены, остановите все записи и задокументируйте детали экспериментальной установки.
После снятия электродов на голове младенца очистите кожу головы влажным полотенцем, чтобы удалить остатки. К правой руке одного пациента был применен зонд с плоским наконечником в 32 миллиньютона. Затененная область показывает интересующее нас временное окно, которое происходит через 200-500 миллисекунд после стимула.
После однократного раздражителя вызванная вредом реакция становится заметной примерно через 300 миллисекунд после появления стимула. Основной пик в 250 миллисекунд обозначается стрелкой. Эта трассировка демонстрирует среднюю реакцию 50 стимулов, приложенных с силой 32 миллиньютона к одному и тому же пациенту.
Обратите внимание, что вредно-вызванный потенциал становится более ясным, если применяется больше стимулов. Древесная фильтрация может быть использована для корректировки небольшой изменчивости задержки отклика. Предопределенный шаблон, показанный красным цветом, проецируется на ЭЭГ для расчета величины вызванной вредом реакции.
После освоения этой техники ее можно сделать за 15 минут, если она выполнена правильно. Пытаясь выполнить эту процедуру, важно помнить о том, что нужно подождать с применением стимулов, пока младенец не успокоится. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как объективно измерить ноцицепцию у постели больного.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
Данное исследование направлено на объективную оценку ноцицепции у пациентов, не способных к вербальному общению, в частности у новорожденных, с использованием записей ЭЭГ в сочетании с воздействием ноцицептивных стимулов. Этот метод позволяет понять, как данные пациенты воспринимают боль при различных условиях.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Восприятие боли
- Электрофизиология
Теоретические основы
- Оценка боли у пациентов, которые не могут выразить ее вербально, представляет собой сложную задачу.
- Понимание болевых реакций у новорожденных имеет решающее значение для оказания неонаталогической помощи.
- Данный метод может быть применен к новорожденным, родившимся в срок или на поздних сроках недоношенности.
- Предыдущие наблюдения указывали на различия в болевых реакциях в зависимости от метода родоразрешения.
Цель исследования
- Разработать объективный метод измерения ноцицепции у пациентов, не способных к вербальному общению.
- Изучить различия в восприятии боли при различных состояниях.
- Углубить понимание болевых реакций у новорожденных.
Используемые методы
- Регистрация ЭЭГ для измерения активности мозга.
- Стимуляция с использованием зонда с плоским наконечником для вызова ноцицептивных реакций.
- Применение метода, начиная с 34-й недели гестационного возраста.
- Сравнение болевых реакций при различных сценариях родоразрешения у новорожденных.
Основные результаты
- Данный метод обеспечивает первую объективную оценку ноцицепции у пациентов, не способных к вербальному общению.
- У новорожденных наблюдались различные болевые реакции в зависимости от способа родоразрешения.
- Данная методика применима к широкому кругу пациентов новорожденных.
- Для эффективного внедрения метода необходим опыт работы с ЭЭГ.
Выводы
- Данный метод представляет собой значительный прогресс в оценке боли у пациентов, которые не могут выразить свои ощущения вербально.
- Он открывает возможности для дальнейших исследований восприятия боли у новорожденных.
- Понимание механизмов ноцицепции может улучшить практику ухода за новорожденными.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Объективное измерение ноцицепции у невербальных пациентов в неонатальном периоде устраняет критический пробел в доклинической разработке анальгетиков, позволяя напрямую оценивать центральную обработку боли без опоры на поведенческие прокси-показатели. Данный электрофизиологический подход способствует механическому снижению рисков при разработке кандидатов в анальгетики, предоставляя количественные и воспроизводимые биомаркеры мозговой активности, вызванной вредоносными стимулами. Метод, применимый начиная с 34-й недели гестационного возраста, облегчает раннюю трансляционную преемственность при валидации моделей неонатальной боли и скрининге эффективности анальгетиков.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет проверять терапевтические гипотезы путем измерения корковых ноцицептивных ответов, которые служат прямым показателем задействования центральных путей передачи боли.
- Практическая ценность: обеспечивает получение стандартизированных, воспроизводимых вызванных ноцицептивных потенциалов посредством стимуляции зондом с плоским наконечником, что снижает вариабельность в анализах по валидации мишеней.
- Прогностическая ценность: способствует идентификации перспективных соединений-лидеров, позволяя объективно сравнивать анальгетическую эффективность различных соединений с помощью согласованных показателей ноцицепции на основе ЭЭГ.
Скрининг и разработка анализа
- Готовность анализа: Позволяет получать количественные измерения зависимой переменной (например, амплитуду пика через 300 ms после стимула), что обеспечивает возможность характеристики зависимости «доза-ответ» для кандидатов в аналигетики.
- Воспроизводимость: Требуется импеданс ниже 50 kΩ и фиксированные параметры стимула (сила 32 mN, перпендикулярное приложение) для обеспечения стабильного сбора сигналов в разных сериях экспериментов.
- Масштабируемость: Завершение протокола примерно за 15 минут за сеанс обеспечивает готовность к высокопроизводительному скринингу при интеграции с автоматизированными системами подачи стимулов и регистрации ЭЭГ.
Трансляционные и доклинические исследования
- Система, соответствующая заболеванию: моделирует ноцицепцию новорожденных людей при гестационном возрасте ≥34 недель, обеспечивая трансляционную достоверность для разработки перинатальных анальгетиков.
- Доклиническая непрерывность: позволяет проводить лонгитюдную оценку траектории ноцицепции от этапа открытия до доклинической валидации путем отслеживания созревания вызванных потенциалов.
- Продвижение с учетом рисков: объективные показатели ноцицепции обосновывают решения о продолжении или прекращении разработки (go/no-go), снижая зависимость от косвенных физиологических или поведенческих индикаторов боли, имеющих известные ограничения в невербальных моделях.
Интеграция конвейера и рабочих процессов
Данный метод вписывается в континуум от ранних этапов поиска до доклинических исследований, служа инструментом биологического поиска для подтверждения взаимодействия с мишенью и трансляционным связующим звеном для оценки эффективности анальгетиков в системах, релевантных для новорожденных.
- Поисковая биология: обеспечивает проверку гипотез об анальгетических мишенях путем измерения вызванных вредоносным стимулом корковых ответов в качестве функционального биомаркера модуляции проводящих путей.
- Скрининг: предоставляет стандартизированные количественные данные ЭЭГ (например, амплитуду вызванного потенциала с помощью проекции шаблона), что позволяет сравнивать соединения и осуществлять переход от поиска хитов к оптимизации соединений-лидеров.
- Аналитика: требует предварительно определенных временных окон анализа, привязанных к стимулу (200–500 ms после стимуляции), и применения фильтрации по методу Вуди для корректировки латентности с целью обеспечения согласованности количественных показателей.
- Трансляционные исследования: обеспечивает преемственность с доклиническим этапом благодаря применимости с учетом гестационного возраста, что позволяет экстраполировать анальгетические эффекты из неонатальных моделей на клиническую оценку боли.
- Корпоративное повторное использование: создает универсальную электрофизиологическую платформу для оценки ноцицепции для различных классов анальгетиков, сокращая необходимость повторной разработки методов анализа в программах по изучению боли у новорожденных.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: Обеспечивает снижение механистических рисков путем изолирования центральной ноцицептивной обработки от смешивающих периферических или поведенческих переменных при оценке боли.
- Операционная ценность: Гарантирует воспроизводимость за счет стандартизированной подачи стимула (зонд с плоским наконечником, контактный триггер) и предварительной обработки ЭЭГ (импеданс <50 kΩ, введение геля, подготовка мест установки электродов).
- Стратегическая ценность: Повышает эффективность использования капитала, позволяя на ранних этапах принимать объективные решения о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) кандидатов в анальгетики на основе их воздействия на центральную нервную систему.
- Влияние на портфель: Поддерживает приоритизацию с учетом рисков путем количественной оценки эффективности модуляции мишени в релевантной для заболевания системе неонатальной ноцицепции.
Особенности реализации
- Требуются навыки размещения электродов ЭЭГ, мониторинга импеданса и подавления артефактов сигналов у новорожденных (например, исключение движений при сосании).
- Требуется ЭЭГ-усилитель с возможностью дискретизации 2000 Hz, полосовым фильтром 1–70 Hz и режекторным фильтром 50 Hz, как указано в протоколе.
- Необходима стандартизация подачи стимула между членами команды (перпендикулярный зонд с плоским наконечником при 32 mN) и синхронизация триггера с регистрацией ЭЭГ.
- При адаптации следует учитывать корректировку интенсивности стимула в зависимости от толщины кожи в соответствии с возрастом при сохранении возможности обнаружения вызванных ноцицептивных потенциалов.
- Практическое ограничение: артефакты движения младенца требуют состояния покоя или сна во время записи, что ограничивает пропускную способность при работе с возбужденными новорожденными.
