Las mediciones electrofisiológicas y Análisis de la nocicepción en los bebés humanos

Summary

La evaluación y el tratamiento del dolor en los niños es difícil porque los niños no verbales pueden informar de sus experiencias. En este vídeo se describen los métodos cuantitativos de electrofisiología y técnicas de análisis que se pueden utilizar para medir la respuesta a eventos nocivos en el sistema nervioso infantil.

Abstract

El dolor es una experiencia sensorial y emocional desagradable. Como los bebés no verbal pueden informar de sus experiencias, los métodos actuales de evaluación del dolor se basan en las reacciones corporales fisiológicas y de comportamiento, como llorar los movimientos del cuerpo, o cambios en la expresión facial. Si bien estas medidas demuestran que los bebés una respuesta después de la estimulación nociva, que son limitados: se basan en la activación subcortical de somáticas y vías autonómicas de motor que no puede ser confiable vinculada a centrales de procesamiento sensorial en el cerebro. El conocimiento de cómo funciona el sistema nervioso central responde a los eventos nocivos podrían dar una idea de cómo la información y el dolor nociceptivo es procesada en los recién nacidos.

El procedimiento de punción del talón para extraer sangre de los niños hospitalizados ofrece una oportunidad única para estudiar el dolor en la infancia. En este video se describe como la electroencefalografía (EEG) y la electromiografía (EMG) de tiempo cerrado a este procedimiento de can ser utilizados para investigar la actividad nociceptiva en el cerebro y la médula espinal.

Este enfoque integrador para la medición del dolor infantil tiene el potencial de allanar el camino para una herramienta de medición eficaz y sensible clínica.

Protocol

Antes de que los estudios pueden llevar a cabo la aprobación de los bebés y ética informado por escrito consentimiento de los padres debe ser buscada.

En este estudio la aprobación ética se obtuvo de la University College Hospital Comité de Ética e informado consentimiento por escrito de los padres se obtuvo antes de cada procedimiento. Este estudio se ajustaba a las normas establecidas por la Declaración de Helsinki y las directrices de Buena Práctica Clínica.

1. La recolección de datos - Configuración

1. Realizar un mínimo de 16 individuales desechables EEG Ag / AgCl taza en la cabeza del bebé después de la piel preparando de acuerdo con el sistema de electrodos 10-20 de colocación (fig. 1A). Cobertura más amplia se puede lograr usando una tapa de EEG con electrodos incorporados. El uso de una tapa de EEG hace el proceso más rápido y menos perjudicial, especialmente en lo que se preparan con electrodos inductivos gel antes de colocar la tapa en la cabeza. La aplicación de electrodos desechables EEG requieremás tiempo y habilidad, pero generalmente resulta en una mejor grabación. Considere la posibilidad de reducir el número de electrodos si el acceso a los lactantes es limitada, pero siempre se usan electrodos línea media (Cz, CPZ y FCZ). Use FCz como el electrodo de referencia para la grabación.
2. Utilice pasta conductora EEG para optimizar el electrodo / piel de acoplamiento eléctrico.
3. Colocar una red elástica sobre los electrodos para mantenerlos en su lugar.
4. Ate los cables-electrodos para disminuir al mínimo las interferencias eléctricas.
5. Coloque un electrodo de masa en el pecho o la cabeza.
6. Colocar los electrodos EMG en el bíceps femoral de ambas piernas después de la piel preparando (fig. 1B).
7. Para grabar la actividad de ECG llevar a cabo una electrodos de ECG en el cuerpo después de la piel preparando (un electrodo en el lado izquierdo del pecho, uno en la derecha y usar el electrodo de masa igual que para el EEG).
8. Coloque un transductor de movimiento en el abdomen para medir la respiración.
9. Colocar una sonda de oxímetro de pulso en el piepara medir la saturación de oxígeno y frecuencia cardiaca. Asegúrese de que la sonda se fija en su lugar y que una señal continua se registra sin interrupciones. La sonda de oxímetro tiene que ser colocado en el pie que es contralateral al pie que tiene la intención de estimular.
10. Establecer una cámara de vídeo montada en un trípode para enmarcar la cara del niño para que los cambios en la expresión facial se puede grabar.
11. Colocar un diodo emisor de luz (LED) en el marco de la cámara. El LED está relacionada con el circuito de tiempo para que parpadea cuando la estimulación se presenta para sincronizar el EEG, EMG y grabación de vídeo.

2. La recolección de datos - registro

1. Iniciar la grabación de vídeo.
2. Iniciar la grabación de la oximetría de pulso.
3. Inicio EEG / EMG grabación.
4. Espere hasta que el niño está resuelto.
5. Mantenga el pie como si se realiza una punción del talón y marcar manualmente caso de que el EEG y EMG. Esta época va a ser utilizado para identificar una parte del fondo de control de EEGy EMG.
6. Aplicar la estimulación táctil con ligeros golpes en un tapón de goma que se une al brazo de un martillo contra la superficie del tendón del talón. Estimular el pie que no está conectado a la oxímetro de pulso. Cuando el bebé se estimula el EEG / EMG y grabación de video debe ser marcada por eventos con el fin de identificar el momento en la grabación cuando la estimulación se llevó a cabo. La estimulación táctil puede evento marcado por la conexión de un jefe de impedancia para el martillo del tendón que une el estimulador electrónico al equipo de grabación. La grabación de vídeo es un evento marcado por el flash LED. Toques repetidos pueden ser aplicadas y que el estímulo puede ser aplicado a diferentes regiones del cuerpo, es decir, el hombro
7. Aplicar un control de la estimulación no nocivos al girar la lanceta de 90 grados y ponerlo contra el pie de modo que cuando la hoja de resorte se libera, no entra en contacto con la piel. Este evento puede llevar mucho tiempo encerrado con un acelerómetro conectado a la superficie superior de la tse lanza. El acelerómetro detecta la vibración que se produce cuando la hoja está en libertad.
8. Realizar la punción del talón clínicamente esenciales de conformidad con la práctica clínica en la unidad neonatal. Espere hasta que la actividad EEG se resuelva antes de realizar la punción del talón. El tiempo de bloqueo de la punción del talón se puede realizar en la misma forma que para el control de la estimulación. Después de la punción del talón, no apriete el pie durante al menos 30 segundos para asegurar que las respuestas se registran únicamente por la lanza.
9. Asegúrese de que la cantidad necesaria de sangre se recoge y se preparan las muestras para análisis clínicos.
10. Guardar los datos y dejar todas las grabaciones.
11. Registrar la información demográfica del niño y los detalles experimentales y los de entrada en una base de datos para un almacenamiento seguro y de referencia en el futuro.
12. Repita este procedimiento en la muestra necesaria de los niños. En este ejemplo el número de niños = 23.

3. Análisis de datos de EEG

1. Crear épocas de EEG 1,7 segundos que corresponden a cada estimulación táctil, control y la lanza y el fondo del EEG. Las épocas deben comenzar 0,6 segundos antes de cada evento. El número de épocas que corresponden a cada modalidad debe ser el mismo.
2. Línea de base correcta las épocas restando la señal de línea de base media y alta filtro de paso que en el 0,1 Hz.
3. Considere las épocas registradas en CPZ o Cz para su posterior análisis y excluir a las épocas que fueron contaminados por artefactos de movimiento. Artefacto movimiento se define como un cambio en la amplitud mayor que 50μV en menos de 50 ms.
4. Alinear las huellas de corregir la latencia fluctuación entre 50 y 300 ms post estímulo y Análisis de la conducta de Componentes Principales (PCA) en este intervalo de tiempo para identificar el potencial táctil (es decir, la actividad EEG en relación con la estimulación táctil). Considere la posibilidad de las épocas que las variables y el tiempo de los puntos de las observaciones. PCA descompone las épocas de EEG en formas de onda básicas, llamadas componentes principales (PC) y representan la variación sistemática en la amplitud de la señal a través de los puntos de tiempo.
5. Ejecutar un análisis de varianza (ANOVA) en los pesos de cada uno de los primeros 2 PCs para determinar qué PC representa el potencial táctil. Esta será la PC cuyos pesos fueron significativamente mayores tras la estimulación táctil en comparación con el fondo del EEG.
6. Alinear las huellas para corregir fluctuaciones de latencia entre 300 y 700 ms post estímulo y la conducta de PCA en este intervalo de tiempo.
7. Ejecutar un modelo lineal de los pesos de cada uno de los primeros 2 PCs para determinar qué PC representa el potencial nociceptivo-específicas. Esta será la PC cuyos pesos fueron significativamente mayores estímulos nocivos siguientes en comparación con la estimulación táctil y el fondo del EEG.

4. EMG de análisis de datos

1. Calcular la raíz cuadrada media (RMS) de la señal de EMG en la estimulación primer post 1000 ms para el control y estímulos lanza.
2. Realizar una prueba de la t delos valores RMS para determinar la nociceptivas específicas de retirada reflejo espinal.

5. Resultados representante

. Figura 2 (A) Entre los ejemplos de las posibilidades sensoriales en Cz evocado por el tacto de 3 niños; (B) ejemplos del potencial nociceptivo-específicas en Cz evocado por la lanza nocivas en tres niños.

Figura 3. La dependencia de los pesos de PC en modalidad de estímulo en Cz (media ± SEM). El PC obtuvo entre 50 a 300 ms después del inicio del estímulo representa un potencial táctil y el PC obtiene entre 300-700 ms después del inicio del estímulo nociceptivo representa un potencial específico. El PC (líneas gruesas) se superponen en los promedios de colaobtenida a través de todos los tipos de estimulación (EEG de fondo, lanza el tacto, nocivo) después de las huellas individuales fueron alineados en el intervalo de tiempo indicado.

Figura 4. (A) Ejemplo de la actividad EMG en un niño después de (i) la punción del talón nocivas y (ii) contacto del talón. (B) La media (± SE) EMG raíz cuadrada media de la actividad EMG en los bebés después de que el talón nocivos y no nocivos estímulos táctil.

Discussion

Este vídeo muestra cómo las respuestas electrofisiológicas, evocada por la estimulación táctil y nocivas, puede ser caracterizado en el bebé humano a partir de grabaciones EEG y EMG. Los estudios de este tipo ayudará a entender el desarrollo y la plasticidad de procesamiento del dolor humano, y conducir a una mejor evaluación clínica y tratamiento del dolor infantil ^{1, 2.}

El éxito de estos experimentos requiere la estrecha colaboración de un equipo multidisciplinario. Se requiere experiencia en el campo de la neonatología, neurofisiología clínica, la bioingeniería y la neurociencia del desarrollo.

Es esencial que el cuidado del niño tiene prioridad mayor cuando estos experimentos se llevan a cabo. La enfermera de la investigación o el médico que realiza la punción del talón tiene la responsabilidad para el bienestar del niño y debe asegurarse de que el experimento se lleva a cabo de acuerdo con la práctica clínica. La aprobación del comité ético del hospital y ESCRITOn consentimiento parental son necesarias para llevar a cabo estos estudios.

La punción del talón es un evento clínicamente necesario y no se puede repetir con el propósito del estudio. Por tanto, es esencial que la grabación se recoge de una manera fiable y robusta que no interfiera con la práctica clínica ^{3, 4.} En particular, es crucial que el método utilizado para el tiempo de bloqueo de la estimulación es confiable y no impide la extracción de sangre clínicos.

Todas las medidas del dolor infantil son necesariamente indirectas, como tal, es importante cerciorarse de que la actividad registrada es específicamente el caso evocado por nocivas y los aspectos no otras de la atención del recién nacido ^2. Esto se puede lograr a través de un cuidadoso diseño técnico y post-procesamiento de los datos.