Vroegtijdige EEG: een multimodale Neurofysiologische Protocol

Summary

Deze video legt de achtergrond theorie van de neonatale EEG-activiteit en de zintuiglijke reacties, gevolgd door een live demonstratie van hun opname in de neonatale intensive care unit.

Abstract

Sinds de introductie in het begin van 1950, is elektro-encefalogram (EEG) op grote schaal gebruikt in de neonatale intensive care units (NICU) voor de beoordeling en monitoring van de hersenfunctie bij prematuren en termijn baby's. De meest voorkomende indicaties zijn de diagnose van epileptische aanvallen, de beoordeling van de hersenen volwassenheid, en herstel van hypoxische-ischemische gebeurtenissen. EEG opnametechnieken en het begrip van neonatale EEG-signalen zijn drastisch verbeterd, maar deze vooruitgang zijn langzaam door te dringen door middel van de klinische tradities. Het doel van deze presentatie is om theorie en praktijk van geavanceerde EEG-opname beschikbaar voor neonatale eenheden.

In het theoretische deel, zullen we presenteren animaties om te illustreren hoe een te vroeg geboren hersenen leidt tot spontane en opgewekte EEG-activiteiten, die beide uniek zijn voor deze ontwikkelingsfase, maar ook cruciaal voor een goede ontwikkeling van het brein. Recent dier onderzoek heeft aangetoond dat de structurele hersenen ontwikpment komt duidelijk tot uiting in het begin van EEG-activiteit. De meeste belangrijke structuren in dit verband zijn het toenemende lange afstand verbindingen en de voorbijgaande corticale structuur, aansluitplaat. Zintuiglijke prikkels in een te vroeg geboren baby zal genereren respons die wordt gezien op een enkel proces-niveau, en ze hebben onderbouwing in de aansluitplaat-cortex interactie. Dit brengt neonatale EEG gemakkelijk in een multimodale studie, wanneer EEG niet alleen het opnemen corticale functie, maar ook getest aansluitplaat functie via verschillende zintuigen. Tenslotte zijn invoering van klinisch geschikte dichte matrix EEG doppen en versterkers kunnen opnemen lage frequenties, beschreven massa hersenactiviteit die nog zijn hoofd.

In het praktische deel van deze video laten we zien hoe een multimodale, dichte reeks EEG onderzoek wordt uitgevoerd in de neonatale intensive care unit van een te vroeg geboren baby in de couveuse. De video toont de voorbereiding van de baby en incubator, de toepassing van deEEG pet, en de prestaties van de zintuiglijke prikkelingen.

Protocol

1. Voorbereiden van de baby en de wieg / incubator voor een EEG onderzoek

1. Plan de EEG-onderzoek, zodat deze niet samenvallen met de andere NICU procedures, zoals bloedafname of via echografie, omdat ze kunnen interfereren met zowel de EEG-apparaten en baby's waakzaamheid staat.
2. Start de opname direct na de voeding, zodat de baby is het meest waarschijnlijk in slaap vallen tijdens het EEG-opname. Het kan praktisch alle opname elektrodes voor voeding en / of andere zorg procedures, zodat de EEG onmiddellijk kan daarna beginnen.
3. Zorg ervoor dat er geen onnodige elektrische apparaten die op de baby.
4. Plaats alle draden met betrekking tot de EEG opname zo ver mogelijk vanaf de andere draden in het bed. Schakel bodemverwarming, indien mogelijk, de behandeling wijs.
5. In een geval van elektrische storing, kunt u proberen om de storende apparaat te identificeren door ze uit te schakelen (soms zelfs de stekker uit het stopcontact een voor eentijd kan nuttig zijn).
6. Zorg ervoor dat het hoofdje niet vochtig of nat textiel, die koppeling van interferentie van externe geluidsbronnen te verhogen om de baby aan te raken.

2. Toepassing van de dichte reeks EEG cap

1. Verwijder storende was en olie van de hoofdhuid van de baby door met het met een doek bevochtigd met verdunde alcohol of babyshampoo. Beoordeel visueel het hoofd grootte van de baby om de optimale omvang van de EEG cap te selecteren om ervoor te zorgen dat de dop stevig vast zit aan vertex, en dat de tijdelijke elektroden bevinden zich op een passend niveau boven de oorlellen (vijf verschillende maten van deze caps zijn beschikbaar om van zeer jonge premature geschikt om fullterm pasgeborenen).
2. Indien mogelijk, moeten twee personen samenwerken om de EEG-cap, een zorg voor de kap, en de ander houdt het hoofdje en mogelijke intubatie of nasale CPAP buizen te plaatsen. Als de patiënt een CPAP, verwijder deze dan voor de 10-20 seconden die het duurt om plaats tHij EEG cap. De holding banden van de nasale CPAP zijn gewikkeld over de EEG cap later.
3. (Optioneel) Als de baby heeft een iv-lijn in het hoofd, moet u deze los te koppelen, en haal hem door de uitlaat gemaakt voor het in de dop (beschikbaar in de doppen die in de onderhavige studie). Anders moet u het hoofd net en enkele plaatsing van de elektroden, die wordt gedemonstreerd op de website van de NEMO-onderzoek (zie het gebruik http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php ).
4. Houd de baby zodat zijn / haar gezicht is gericht naar u toe. Neem de dop in beide handen, en met behulp van uw vingers, druk op het midden van de dop binnen en van buiten, zodat de centrale (Cz en Pz elektroden) eerste zal de hoofdhuid aan te raken.
5. Rol voorzichtig het kapje over het hoofd, zodat de dop is bijna zittend in zijn definitieve plaats. Tot slot, symmetrisch aan te passen de dop in zowel links-rechts en de anterior-posterior richtingen. Controleer symmetrie door ervoor te zorgen that de Cz elektrode in het midden (links-rechts) op de lijn die beide oren met elkaar verbindt. Bij het trekken van de kap over het voorhoofd, is het handig om het hoofdje zijn plaats te houden door te drukken op uw duimen tegen zijn / haar voorhoofd boven de ogen.
6. Maak de kinband om een ​​beklemd gevoel dat de dop blijft goed op zijn plaats, en toch maakt ongehinderd ademen. Heb nu ook controleren of de dop grootte optimaal is. De kap in deze video ziet er weinig los. Echter, het tot ver over het voorhoofd en occipitale gebieden, en toch is het goed genoeg in contact met de hoofdhuid op centroparietal gebieden. Vijf verschillende maten van deze maxima zijn beschikbaar om van zeer jonge premature passen bij voldragen pasgeborenen, en de dop in deze video zal deze baby geschikt is voor een paar weken vanaf nu.
7. Breng de elektrode-gel door middel van de elektrode gaten met een spuit is aangesloten op een dikke stompe naald gel ("tip"). Een gebogen uiteinde kan nuttig contacten moeilijk om direct te bereiken. Vul de electrode cups, zodat er geen gel kan ontsnappen, als het kan bruggen te vormen met naburige elektroden of zelfs nat het kussen mogelijk veroorzaakt artefact. Een meer viskeuze gel formule kan praktisch zijn in dit verband, en staat zelfs voordat gelering cap plaatsing (zie ref 1).
8. Controleer de impedanties en EEG kwaliteit van het signaal, en ofwel de voorbereiding van de hoofdhuid door zachte mechanisch wrijven of met behulp van de zogenaamde SurePrep methode als nodig is ^2,3 ( http://www.helsinki.fi/science/eeg/videos/sureprep/ ) . Gelijktijdig waar de kwaliteit van huid van de impedantiewaarden door de EEG software of door te kijken naar de EEG spoor kwaliteit. Start van de referentie-en de grond, dan bereidt u een hersenhelft tegelijk te minimaliseren bewegen van de baby.
9. Start EEG opnemen als de impedantie niveau aanvaardbaar, gewoonlijk beneden 15kohms of wanneer het signaal niet schoon genoeg zien zonder filter. Merk op dat impedanties vaak Improve loop van de tijd, dus geef een paar minuten tijd voor de impedanties tot rust te komen.

3. Toepassing van de polygraphic sensoren

1. Record spierspanning (elektromyografie, EMG) door het aanbrengen van twee EMG-elektroden onder de kin. Voorzichtig Bereid de huid voor elektrode-toepassing.
2. Record hartslag door toepassing van twee ECG-elektroden op de borst of op de schouders. Schouder bevestiging is handig als er behoefte is om potentiële epileptische bewegingen van het lichaam te identificeren. Voorzichtig Bereid de huid voor elektrode-toepassing.
3. Record oogbewegingen (elektro-oculogram, EOG) hetzij met een frontale EEG-elektroden (toen nog geen extra elektroden nodig zijn), of met aparte EOG elektroden bevestigd aan de laterale hoeken van de ogen. In de jongste premies echter kan soms nodig piëzo sensoren aan oogleden (niet getoond in deze video) gebruikt, omdat de retina niet gepolariseerd voldoende detecteerbare elektrische velden veroorzaken. Bereid de skvoorzichtig voor elektrode-toepassing.
4. Monitor ademhaling bewegingen met een stretch-gevoelige transducer riem die rond de stam op buik of borst. Zorg ervoor dat de transducer is strak genoeg voor de ademhalingswegen bewegingen in de opname weer te geven, en toch los genoeg om een ​​onbeperkte ademhaling mogelijk te maken. Bij baby's met spontane ademhaling, is speciale zorg nodig is om geen ademhalingsbewegingen (zie ook beperken http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php ).
5. Indien het klinisch noodzakelijk, voeg ook een beweging-gevoelige piëzo-sensor om elk lichaamsdeel dat naar verwachting ongewone bewegingen laten zien.
6. Plaats de EEG-gesynchroniseerde video camera, zodat de hele baby goed is te zien in de foto. Tijdens de specifieke onderdelen van de EEG-onderzoek, kan men ervoor kiezen om zich te concentreren op bepaalde lichaamsdelen, zoals handen of voeten tijdens hun tactiele stimulatie.

4. Opname

1. Gedurende de gehele opname sessie, houden een oog op de kwaliteit van het signaal, en eventuele correctie van een signaal verslechtert. Volg de baby ook, en voeg aantekeningen van een gebeurtenis (bijvoorbeeld klinisch beeld, beweging, Drug Administration), die van belang kunnen zijn tijdens later offline EEG interpretatie.
2. Mocht artefacten optreden tijdens de opname, het oplossen van hen en onmiddellijk correcties op de opname. Veel artefacten kunnen permanent afbreuk doen aan de latere gebruik van EEG-signaal.
3. Pas de opnameduur individueel, zodat het EEG-onderzoek ten minste een tijdvak van alle staten waakzaamheid bestaat uit: wakker, actieve slaap en rustige slaap. In de meeste gevallen zal dit 40-90 minuten.
4. Voer zintuiglijke prikkeling (zie punt 5 hieronder), wanneer de baby goed slaapt. Het is beter om te wachten tot rustige slaap periode.
5. Aan het einde van de EEG opnamesessie, verwijder de dop en andere sensoren, en het reinigen van de overtollige gel van de hoofdhuid van de baby schoon met een natte doek. </ Li>
6. Maak de EEG cap en andere accessoires eerste machinaal, dan steriliseren ze volgens het ziekenhuis instructies.

5. Zintuiglijke prikkelingen

1. Merk op dat alle zintuiglijke reacties in de jonge preemies een lange (enkele seconden) refractaire periode hebben, en de antwoorden snel af met korte interstimulus intervallen of in de aanwezigheid van andere lopende EEG-activiteit in de sensorische cortex. Daarom leveren zintuiglijke prikkels op momenten dat de EEG is relatief stil op zijn minst enkele seconden, dat is het makkelijkst om te doen tijdens rustige slaap vertonen sporen stop te zetten activiteit ^4-6. Indien mogelijk, gebruik stimulatie apparaten die automatisch een merk (trigger) in de EEG-trace. Voer eerst de tactiele stimulaties, dan is de visuele prikkels, en ten slotte de auditieve stimuli, die wakker worden van de baby.
2. Om het visueel opgeroepen respons te bestuderen, geven enkele flitsen met een apparaat geïntegreerd om de EEG-systeem. U May tonen ook een voorbijgaande licht, zoals het verplaatsen van een fakkel balk over het gezicht. Een antwoord wordt gemakkelijk gegenereerd zelfs van afstand, zoals door de transparante wanden incubator. Let op de respons met ten minste een tweede tijd in verschillende occipitale en pariëtale elektroden.
3. Om de somatosensoren reacties te bestuderen, zachtjes tactiele prikkels naar de handpalm of zool van de baby. Het is handig om een ​​apparaat dat automatisch een merk (trigger) genereert in de EEG-spoor te gebruiken. Let op de respons in het contralaterale centro-temporale (C en T) elektroden na hand stimulatie, en in de middellijn (Cz) elektroden na voet stimulatie. Om latere analyse bij te staan, toe te voegen handmatige annotatie op EEG-opname elk moment dat u een spontane beweging van de ledematen te zien, want het produceert effecten die vergelijkbaar gestimuleerd degenen.
4. Om auditieve reacties te bestuderen, kun je bijna elk geluid gebruiken met een relatief lage intensiteit, zoals handgeklap buurt van het hoofd van de baby. Vermijd het gebruik van de traditionele hoornstimulatie, omdat de hoge geluidsintensiteit zal leiden tot zowel auditieve activering en slaap opwinding, met vaak daaruit voortvloeiende beweging artefacten.

6. Analyse

1. Start eerste analyse tijdens de EEG-opname reeds. Voeg annotaties van klinische gebeurtenissen die niet duidelijk uit de EEG-signaal (bijvoorbeeld zorg procedures, ongewone bewegingen of Drug Administration). Noteer ook van alle EEG-artefacten (bijv. zuigen, schommelen of tappen), die moeilijk om achteraf te identificeren. Tot slot voeg je inleidende overwegingen als deze zich voordoen online, omdat ze vaak kunnen inzichten die zijn later moeilijk te zien te betrekken. Zorg ervoor dat u zowel actieve als rustige slaap opgenomen, en dat het aantal en de kwaliteit van zintuiglijke prikkels zijn voldoende.
2. De daadwerkelijke, grondige herziening van neonatale EEG wordt gedaan offline in een werkstation waar EEG bevindingen kunnen worden verwerkt en in meer detail beschreven.

7. Representatieve resultaten </ P>

Figuur 1 Vergelijking van de opname met conventionele EEG (links) en een ongefilterd, Full-band EEG. (FbEEG, rechts). Let op de prominente langzame fluctuaties in de FbEEG signaal [zie ook refs 7-9], die afwezig zijn in de conventionele EEG. Voor meer informatie, zie Overleg.

Figuur 2. Vergelijking van de toename van informatie verkregen door het aantal elektroden. Een hoge dichtheid EEG (rechts) is het mogelijk te analyseren en / of, afzonderlijk corticale gebieden. Deze ruimtelijke informatie is te verwaarlozen in de conventionele 8-kanaals (midden) opname, en volledig verloren in de gemeenschappelijke ene kanaal EEG-monitoring (links).

. Figuur 3 Links: een voorbeeld getoond van een enkele studie reacties op tactiele zintuiglijke prikkelingen van de handen zoals te zien in het ruwe EEG spoor. Rechts: Vergelijking van de te vroeg geboren en fullterm somatosensorische reacties (zowel C4-Fz afleiding) toont de omvang van de te vroeg geboren corticale reacties. De te vroeg geboren respons blijkt uit een enkel proces spoor, terwijl de fullterm respons wordt gegenereerd door middeling, omdat het niet te onderscheiden op een proces niveau. In de fullterm spoor, de pijl geeft de N1 reactie die conventioneel wordt gebruikt als maat voor representatieve klinische diagnose. Voor meer informatie, zie refs 4,6,10,11.

Discussion

Opname van neonatale EEG in de manier waarop hier is veilig, en dus goed te doen vanaf een baby en in alle omstandigheden die het mogelijk maakt het hanteren in verband met de standaard zorg procedures ^1. De intensive care is een uitdagende omgeving om de gevoelige EEG-apparaten. Een sleutel tot een technisch goede kwaliteit opname is een goed gebruik van goed functionerende dichte reeks EEG cap, zoals die blijkt uit deze video. NICU omgeving is uniek in dat de proefpersonen zijn ernstig zieke, kwetsbare baby's, die veeleisende zorg en diagnostische procedures te ondergaan. Om ervoor te zorgen niet alleen de veiligheid van de patiënt, maar ook de toekomst van het EEG-onderzoek laat in de NICU, is het noodzakelijk om een ​​nauwe samenwerking met uw belangrijkste NICU contact, evenals een hoge mate van vertrouwen te hebben met alle NICU medewerkers die betrokken zijn bij de patiëntenzorg .

Recent werk in zowel de menselijke baby's ^5-7,10 en dierlijke modellen met jonge ratten ^13-15 heeft gewezen op de dominantie van infraslow frequencs in het EEG. Hoewel ze goed te zien met FbEEG techniek (zie fig. 1 en refs 8,9) worden genegeerd of vervormd op de gebruikelijke EEG (met een AC gekoppelde versterker) dat ze permanent snijdt bij de signaal verzameling omdat AC gekoppeld versterkers als highpass (low cut) filters. Een nauwkeurige opname van deze activiteiten vereist infraslow een opnamemenu DC stabiele bestaande uit een gelijkstroom gekoppelde versterker (zie Dank), Ag / AgCl elektroden chloride bevattend gel ^16, alsmede een voldoende eliminatie van epitheliale potentieel (voor bijzonderheden, zie refs 2,3,8, evenals http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php -> Het opzetten van EEG-hardware -> Skin prepping). Het is opmerkelijk in klinische context, dat de doppen gebruikt in onze presentatie zijn volledig compatibel met FbEEG opname, terwijl veel andere klinische EEG caps zijn niet geschikt vanwege hun ongepaste elektrode materials (bijv. tin) ¹⁶ en / of slechte mechanische stabiliteit door de snit en elektrodehouder ontwerp (voor details, zie ook de refs 1,8).

Adequate beoordeling of de monitoring van het begin van de premature hersenen moeten worden gebaseerd op een grondige kennis van de aard en de specifieke kenmerken van de onvolgroeide hersenen activiteit zelf (zie hierboven). Een dergelijke aanpak is grotendeels ontbreekt in de huidige klinische praktijk en literatuur. Om aan deze behoefte te voldoen, werd het protocol voor een multimodale neurofysiologische beoordeling van de premature baby's ontwikkeld in ons laboratorium. Dit document overbrugt de laatste nieuwe kennis ontwikkeling neurobiologie de desbetreffende vooruitgang neurofysiologische technieken alsmede de dringende behoefte aan nieuwe klinisch onderzoek. Ons werk hences opent het venster voor het translationele onderzoek wordt uitgevoerd in een bidirectionele manier (van bench to bedside en terug). Daarnaast is duidelijk bewijs van het protocol is gericht op een locatie te openen voor grotere scale collectie van klinisch relevante datasets, met inbegrip van studies om de ongrijpbare criteria van de normaliteit te definiëren.

Onze klinische ervaring in de Helsinki University Hospital heeft aangetoond dat i) multimodaal studies van deze aard snel zijn een integraal onderdeel geworden van de klinische routine, ii) dat zij aanzienlijk hebben de belangstelling voor neonatale EEG-onderzoek toe, en iii) dat de ontwikkelingen in de opname technieken hier hebben de prestaties van dergelijke opnames zo gemakkelijk bereikbaar als elke beperkte, conventionele EEG. Het belangrijkste is dat het begrijpen van de relatie tussen de ontwikkeling van de hersenfunctie en structuur maakt het mogelijk om ontwikkeling van het brein te beoordelen op een moment dat de baby nog niet in staat om te communiceren met de buitenwereld ^17. Betere zorg hersenen in een vroeg stadium van ontwikkeling zal waarschijnlijk leiden tot een permanente verhoging van de gezondheid en de algehele kwaliteit van leven van de premature baby.