Summary
Sözel olmayan hastalarda ağrı ölçme bir mücadeledir. Bu çalışmada zararlı uyarılmış beyin aktivitesi objektif bir şekilde algılamak için bir düz uçlu sonda kullanarak stimülasyon ile EEG kaydı birleştirir.
Abstract
Hoş olmayan bir duyu ve duygusal deneyim acıdır. Sözel olmayan hastalarda, ağrı, ağrı değerlendirme araçları ile bile ölçmek çok zordur. Bu araçları belirli sınırlamalar zaman özellikle analjezi etkinliği keşfetmek de ikincil fizyolojik göstergeleri belirlemek veya sübjektiftir. Kortikal işlem ağrı algı için gerekli olduğundan, beyin aktivitesi ölçümleri ağrı bebeklerde değerlendirmek için yararlı bir yaklaşım sağlayabilir. Burada yeni doğan bebeklerde kullanım için en iyileştirilmiş Elektrofizyolojik beyin etkinliği kayıtları ile duyusuna değerlendirmek için bir yöntem mevcut. Yüksek standart ve tekrarlanabilir zararlı uyaranlara üretmek için biz bir düz uçlu sonda ile örneğin, iğne, Cilt sonu olmayan ve davranışsal sıkıntı yaratmaz mekanik stimülasyon uygulanır. Zararlı uyarılmış potansiyel duyusuna objektif ölçülmesi sözel olmayan hastalarda sağlar. Bu yöntem-ebilmek var olmak kullanılmış yeni doğan bebeklerde gebelik yaşı 34 hafta gibi erken. Ayrıca, analjezik veya anestezik ilaçların etkinliğini ölçme gibi farklı durumlarda uygulanabilir.
Introduction
Gerçek ya da potansiyel doku hasarı ile ilişkili veya açısından bu tür hasar1açıklanan hoş olmayan bir duyu ve duygusal deneyim acıdır. Sözlü iletişim yetersizlik olasılığını bireyin acı deneyim ama ağrı giderici tedavisinde, örneğin yenidoğan bebeklerde2değerlendirmek için çok zorlu yapar inkâr etmez. Bazı davranış ve fizyolojik göstergeler sözel olmayan hastalarda ağrı değerlendirmek için kullanılır. Yıllar içinde farklı ölçekler geliştirilmiştir, seçim uyarıcı, gebelik yaşı ve ventilasyon embeded3,4,5olan ortam türüne bağlıdır. Bu ağrı değerlendirme araçları da Oylayıcısı'nın yorumu üzerinde itimat veya ikincil fizyolojik göstergeleri istiyorlar.
Bu videoda, biz ile Elektrofizyolojik kayıtlar yeni doğan bebeklerde için en iyileştirilmiş duyusuna değerlendirmek için bir yöntem mevcut. Duyusuna zararlı uyaranlara kodlama sinirsel işlemi tanımlanır. Böylece, duyusuna quantitating sinirsel giriş bir sözel olmayan kişi belirlemek için zarif ve objektif bir yöntem olmasıdır. Ayrıca, kortikal faaliyet elektroansefalografi (EEG) tarafından algılanan zararlı etkinlikleri5,6yoğunluğu ile ilişkilidir.
Burada sunulan yöntem zararlı uyaranlara tarafından mekanik bir stimülasyon cilt sonu olmayan ve davranışsal sıkıntı6neden olmaz bir iğne7, olarak da bilinir bir düz uçlu sonda ile üretilen EEG kaydı birleştirir. Bu gösterilmiştir, duyusuna aşağıda stimülasyon noktalamak ağırlıklı olarak Aδ-lifleri, yok bir cilt lezyonu8 ve nosiseptif özgü büyüklüğü potansiyel kırılma bağımlı değildir biz yok tarafından aracılık ettiği devlet9uyku. Sonda iyi de veliler tarafından bu yöntem ventilasyon ile bir çalışma ortamında uygularken kabul edilir. Sonda sonda cilt kurduğunda tam olarak etiketlenmesi için EEG kaydı etkinleştirme EEG kayıt sistemi elektronik olarak bağlanır. Bu büyük ölçüde zaman kilitleme işlemini basitleştirir ve tüm sonraki EEG analizleri için öncül. Bebek EEG kayıt hazırlık süresini en aza indirmek için biz nereye biz üç elektrotlar (şekil 1) minimum gereksinimi elektrotlar sayısını azalttı değiştirilmiş bir uluslararası 10/20 elektrot yerleştirme sistemi kullanılır. Zararlı uyarılmış beyin aktivitesi maksimal9,10,11nerede, merkez tepe Cz elektrot bir başvuru ve bir yere elektrot ile birlikte kullanılmıştır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Çalışma yetkili Etik Komitesi kuzeybatı İsviçre tarafından (EKNZ 2015-079) kabul edildi ve katılımcı için bilinçli yazılı ebeveyn izni önce ölçüm elde edildi.
1. hazırlık
- Bebek yerleşmiş emin olun. Bu sessiz ve kapatılan, hareketleri kayıt sırasında hareket eserler nedeniyle emme olmadan olmalıdır. Bebek uykuya9olabilir.
- Kardiyolojik'ın baş çevresi EEG kap boyutunu tanımlamak için bir ölçüm bandı ile ölçmek.
- Aktif elektrot konumu tanımlamak: Cz / nasion ve Trinitron ve sol ve sağ preaurical arasındaki orta nokta arasındaki orta noktasına işaretleyerek köşe konumu noktası bir cilt marker kalemle. Elektrotlar konumlandırma için Ayrıca bkz. şekil 1.
- Zemin elektrot konumlarını tanımlamak: doğru alın (Fp2) ve referans elektrot: sol mastoid (A1).
- Elektrot siteleri (Fp2 ve A1 Cz) bir pamuklu çubukla kullanarak dezenfektan ile temizleyin. Çok saç durumunda kafa derisi görselleştirmek için saç ayırın.
- Yavaşça elektrot siteleri Yapıştır prepping, empedans düşürmek için bir pamuklu çubukla kullanarak EEG ile fırçalayın.
- Kardiyolojik'ın kafasına takılı elektrotları EEG kap yerleştirin.
- İletken EEG jel elektrotlar ve kafa derisi arasında temas optimize etmek için kısa bir plastik iğneyle kullanarak elektrotlar içine enjekte.
- Empedans üreticinin önerilerini ve yayımlanan yönergeleri12anlatılan 50 kΩ olana elektrotlar ayarlayın.
- Kardiyolojik'ın yüz ifadeleri kaydetmek için bir fotoğraf makinesi getirin.
- Düz uçlu sonda EEG kayıt cihazı için sabit iletişim tetikleyici aygıta bağlanmanıza. Düz uçlu sonda ciltte nominal güç ulaştığında, bir tetikleyici sinyal iletişim tetikleyici aygıt tarafından oluşturulur. Bu sinyal bir tetikleyici işareti ile kayıt EEG etiketleme bilgisayara gönderilir.
2. ölçüm
- Verileri depolamak için bir çalışma adı seçin.
-
Online grup geçiş filtreleri ekleyin:
- Filtreleri görüntüle:
Düşük kesme filtresi: frekans: 1 Hz
Yüksek kesme filtresi: frekans: 70 Hz
Çentik filtresi: 50 Hz
Örnekleme hızı: 2000 Hz
- Filtreleri görüntüle:
- EEG ve video kaydı başlatın.
- Kardiyolojik'ın sağ kolu yatay konumda tutun. Uyarıcı da farklı bir sitede uygulanabilir, örneğin elinden daha uzun gecikme neden olur, ayak, lütfen görmek için 3.7.
- İlk arka plan EEG etkinlik yazmak. Iken kardiyolojik'ın elini tuttum, nerede yok uyaranlara uygulanır ve bebek dinlenme dönemleri el ile kaydetmek için EEG kaydı açıklama ekleyin.
- Düz uçlu sonda uyaranlara çalışma tasarımına göre gerekli miktarda kardiyolojik'ın sağ taraftan kuralları. Bizim deneysel tasarım, ayarla düz uçlu sonda uyaranlara 50 sayısı. İpucu değil eğmek ve doğru kuvvet uygulanır düz uçlu sonda dik kardiyolojik'ın el için kullanmak için dikkatli olun. Toplam önlemek için en az 2-3 s arası uyarıcı aralığı (ısı)6 kullanarak düz uçlu sonda uyaranlara gerçekleştirin.
- Tüm kayıtları durdurmak.
- Belge deneysel ayarı ayrıntılarını.
3. veri analizi
- Çevrimdışı 1 Hz ve 30 Hz değerinde bir alçak geçiren Filtre, yüksek geçiren Filtre kullanarak ham EEG verilere filtre uygulayın.
- Dönemini 1.500 MS (500 ms önce 1000 ms uyarıcı başlangıçlı sonra) verilerini segment.
- Bir temel düzeltme öncesi uyarıcı aralığı için gerçekleştirin.
- El ile hareket eserler ve gürültü, gibi eserler sonra görsel denetim içeren EEG dönemini reddetmek. Lütfen öğretici anahat bakın: https://sccn.ucsd.edu/wiki/Chapter_01:_Rejecting_Artifacts
- EEG dönemini ortalama (arka plan ve uyarıcı cevap için ayrı ayrı).
- Odunsu filtre veri ± 50 ms zaman penceresinde 0 - 1000 ms maksimum bir değişimi ile uyarıcı başlangıçlı sonrası. Bu bebeklerin arasındaki gecikme süresi farklılıkları sağlar. Arka plan ve uyarıcı yanıt için ayrı ayrı bunu.
- Project bağımsız bir dataset içinde tanımlanmış olan ve içinde açıklanan zararlı uyarılmış beyin aktivitesinin bir şablonu başka bir yerde11 üstünde-e doğru bireysel her deneme içinde zararlı uyarılmış yanıt büyüklüğü tespit etmek için veri detay. Şablon zararlı uyarılmış yanıtının karakteristik bir dalga biçimi açıklar ve büyüklüğü bireysel deneme içinde bu zararlı uyarılmış yanıt miktarını yansıtır.
Not: Project şablonu istediğiniz zaman penceresi Yaş Bebek ve uyarıcı konumuna bağlıdır. O zaman zaman penceresi faiz uyaranlara için el uygulandıysa 200-500 ms uyarıcı11sonrası. O zaman zaman penceresi faiz uyaranlara için ayak uygulandıysa 400-700 ms uyarıcı11sonrası. Not Bu şablonu yalnızca şu anda 34-43 hafta gebelik arasında bebekler için doğrulandı. Bu şablonu ve bir tartışma sınırlamaları kullanımıyla ilişkili detaylı yöntemleri için harita ve ark. 201711bakınız. - Zararlı uyarılmış beyin aktivitesi büyüklüğü şablon kullanılarak önemli ölçüde daha yüksek arka planda EEG ile karşılaştırıldığında uyarıcı takip ediyor hesaplanan kontrol edin.
- Davranışsal yüz ifadesi daha sonra analiz (kamera için EEG bağlantılı kayıt) yenidoğan yüz kodlama sistemi2,13kullanarak.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Şekil 1 modifiye uluslararası 10/20 elektrot yerleştirme sistemi kullanarak konumlandırma elektrot grafiksel gösterimidir. Şekil 2 kısa bir süre önce ve sonra bir tek zararlı uyaran bir düz uçlu sonda 32 mN güçle stimülasyon oluştu kardiyolojik'ın sağ kolu (şekil 2A) protokole açıklandığı gibi kullanarak uygulama kaydedilen EEG faaliyet göstermektedir. Zararlı uyarılmış yanıt yaklaşık 300 ms yazı uyarıcı başlangıçlı (süresi 0) görünür. Şekil 2B 50 uyaranların 32 mN bir güçle aynı hastaya uygulanan ortalama yanıt gösterir. Daha fazla bir çekim gücü uygulanır eğer zararlı uyarılmış potansiyel daha net olduğunu unutmayın. Odunsu filtreleme, şekil 2Ciçinde gösterildiği gibi hafif değişkenliği için yanıt gecikme süresi ayarlamak için kullanılabilir. Kırmızı ile gösterilen önceden tanımlanmış şablon11, zararlı uyarılmış yanıt büyüklüğünü hesaplamak için EEG öngörülmektedir.
Resim 1: elektrot değiştirilmiş uluslararası 10/20 elektrot yerleştirme sistemi kullanarak konumlandırma grafiksel gösterimi.
Şekil 2: EEG etkinlik kaydedilen yanıt olarak deneysel zararlı stimülasyon. Sonra uyarıcı gölgeli bir düz uçlu sonda uyarıcı (32 mN) 200-500 ms bir hasta, faiz saat penceresinin sağ için uygulandı. Paneli A: EEG aktivite sonrası bir tek uyarıcı, 250 ms asıl zirveyi bir okla işaretli. Paneli B: takip 50 uyaranlara yanıt ortalama. Paneli C: Woody ile öngörülen kalıp (kırmızı) verilere filtre. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Burada sunulan yaklaşım gösterir nasıl zararlı uyarılmış beyin aktivitesi ventilasyon deneysel zararlı uyaranlara uygulamak için EEG kaydı ve düz uçlu sonda uyarıcılar kullanarak objektif bir şekilde ölçülebilir. Bu teknik çeşitli klinik ayarlarında duyusuna, örneğin sözel olmayan kişi ventilasyon gibi algılamak için kullanılabilir. Tam çalışma belirlenmesi, hazırlama ve elektrotlar, montaj ve son olarak uygulamak ve 50 zararlı uyaranlara kayıt bebek yerleştirerek de dahil olmak üzere 15 dk içinde yapılabilir. Uyaranlara bebek davranış sıkıntı neden olmaz ve bu yaklaşım duyusuna bebeklerde değerlendirmek objektif bir yöntemini sağlar.
Bu çalışmada, 32 mN hafif bir güçle düz uçlu sonda uyarıcı kullandık. 64 mN veya 128 mN daha yüksek güçleri de Yenidoğan Bebeklerin içinde uygulanabilir ama bacak çekilmesi nedeniyle artan hareketleri eserler yol açabilir. Bir uyarıcı 128 mN kuvvet ile ikili refleks çekilme6için yol açar, ancak bizim çalışmada Yenidoğan Bebeklerin 32 mN kuvvet çok iyi kabul ve onların bacaklarda çekilme değil fark ettim. Bu zararlı uyarılmış potansiyel düz uçlu sonda uyarıcı (32 64 mN vs)6,14gücüne bağlı olarak büyük olduğu gösterilmiştir. Verriotis ve ark. 1 yıl yaşta çocukların yenidoğan bebeklerde15' ten daha yüksek genlik vertex olay-ilişkili potansiyel ve daha yüksek ağrı puanları içinde olduğunu gösterdi. Bu nedenle, düz uçlu sonda uyarıcı kuvvet hasta16yaş bağlı olarak adapte edilebilir.
Önceki çalışmalarda duyusuna Yenidoğan Bebeklerin sırtüstü ya da eğilimli ya da onların yanında bile baktı üzerinden kaydedildi. Deneysel ayarları sabit tutmak için bir konum özellikle bazı katılımcılar ile bir çalışma yaparken tutmanız önerilir. Ölçüm sırtüstü pozisyonda performans iyi çalıştı bulundu. Düz uçlu sonda uyaranlara kardiyolojik'ın el üzerinde gerçekleştirilen. Konumlandırma ve kardiyolojik taşıma için ayak karşılaştırıldığında el uyaranlara uygulamak daha kolay olabilir. Ayak aslında daha yaygın olarak çalışmalarda kullanılan, ancak, el geri uyarıcı ayak erişmek daha kolay olabilir bulundu. Refleks para çekme ek yararlı bir acı bu zorlu sözel olmayan nüfus17içinde çok boyutlu bir değerlendirme içine dahil nosiseptif etkinlik ölçüsüdür.
Herhangi bir rahatsızlık ve hareket eserler kaçınarak rağmen ortada her zaman kendiliğinden nöronal aktivite. Filtreleme ve ortalama önemli arka plan gürültüsünü azaltmak ve olay görselleştirmek için potansiyeli ile ilgili. Ayrıca, düz uçlu sonda uyaranlara, örneğin 50 tekrarı güçlü sinyal-gürültü oranı artırır. Verileri çözümlemek için zaman kilitleme tüm ölçümlerin çok önemlidir.
Bir daha da teknik meydan okuma kısa bir süre sonra doğum vernix caseosa olduğunu başından dahil olmak üzere yeni doğan bebeklerde deri kaplama varlığı neden olsa bile active elektrotlar ile ekstra prepping bir hamur dikkatle temizlenmelidir derileri ihtiyacı ventilasyon kullanılan. Dış hareket teller üzerinde daha az duyarlı oldukları için bize göre aktif elektrot daha için bu yöntemi pasif elektrotlar uygundur. Ayrıca, onlar kullanma ondan beri onlar dahili öncesi amplifikatör nedeniyle daha yüksek impedances kabul kolaydır. Ancak, pasif elektrotlar de kullanılabilir.
Veri analizi için harita ve ark. tarafından açıklanan yöntemi kullandık 6 , 11. başka bir yöntemdir: Hu vd tarafından gösterdi zaman-frekans analizi 18.
Birlikte ele alındığında, teknik yöntemleri, kurulum ve sonuçların yorumlanması tercihen iki kişi ölçümü, bir diğer EEG denetlendiği sırada uyaranlara uygulama yaparken eğitimli bir ekip gerektirir. Kardiyolojik huzursuz ise, EEG hareketi eserler ile kontamine ve ölçümleri gerçekleştirmek mümkün değildir. Ayrıca, geçerlilik nedeniyle zor olabilir uyaranlara belirli sayıda olması zorunludur.
Erken yaşamda duyusuna olgunlaşır ve 34 haftalık gebelik gibi erken Yenidoğan Bebeklerin beyin dokunma ve duyusuna17arasında ayırt edebilirsiniz. 34 haftalık gebelik yaşının altında 34 hafta gebelik de başlayarak geç preterm bebeklerde burada açıklanan yöntemi kullanılan11olabilir, ancak nonspesifik nöronal patlamaları19 oluşturmak bebeklerin daha yüksektir. Bu yöntem araştırma soruşturma çeşitli için kapıyı açar. Örneğin, doğum ile ilgili stres duyusuna20 üzerinde etkisini test etmek veya ventilasyon ve bebeklerde6,21' çeşitli analjezik ilaçlar belirli etkisini test etmek için kullanılabilir. Örneğin, burada sunulan Protokolü son zamanlarda zararlı bir uyarıcı bir tedavi ayak göre için uygulandığında azaltılmasında önemli ölçüde zararlı uyarılmış potansiyel topikal yerel anestezi etkinliğini gösteren bir çalışmada kullanılmıştır etkinliği arka plan veya tedavi edilmemiş için11ayak.
Sonuç olarak, beyin zararlı uyarılmış potansiyeller EEG kayıtları objektif vekil önlemler sözel olmayan hastalarda ağrı algı araştırmak olanak sağlar. Bu yöntem araştırma araştırmalarda klinik ortamda kullanmak için geçerlidir. Zaman-EEG düz uçlu sonda uyaranlara kilitleyerek bu kaydı Elektrofizyolojik nosiseptif yanıt güvenilir bir şekilde değerlendirmek mümkündür.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar ifşa gerek yok.
Acknowledgments
Yazarlar Caroline Hartley ve Rebeccah Slater (Pediatri bölümü, University of Oxford, İngiltere) kritik bizim kağıt ve Walter Magerl (nörofizyoloji bölümü, Merkezi Biyomedikal ve tıbbi teknoloji gözden geçirmek için kabul etmek istiyorum Mannheim (CBTM), University of Heidelberg, Almanya) bize teknik donanım ve bilgi birikimi ile destek için.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Easycap | EASYCAP GmbH | AC-32-C | EEG caps for infants sizes 34 and 36 |
| actiCAP | Brain Products GmbH | BP-04243-SIG | active electrodes |
| ImpBox | Brain Products GmbH | impedance measurement | |
| V-Amp | Brain Products GmbH | EEG recording device | |
| Contact trigger for pinprick stimulation | MRC Systems GmbH | ||
| PinPrick stimulator set | MRC Systems GmbH | ||
| EEG prepping paste | USB Pharmacy | contains sodium chloride, pumice stone, propylene glycol | |
| SuperVisc | EASYCAP GmbH | Electrolyte-Gel for active electrodes | |
| Brain Vision Recorder | Brain Products GmbH | ||
| Brain Vision Analyzer | Brain Products GmbH | ||
| MATLAB using EEGLAB | Swartz Center for Computational Neuroscience, University of California San Diego | For EEG processing, including averaging of all EEG epochs |
References
- Bonica, J. J. The need of a taxonomy. Pain. 6 (3), 247-248 (1979).
- Duhn, L. J., Medves, J. M. A systematic integrative review of infant pain assessment tools. Adv Neonatal Care. 4 (3), 126-140 (2004).
- 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).
- Hummel, P., van Dijk, M. Pain assessment: current status and challenges. Semin Fetal Neonatal Med. 11 (4), 237-245 (2006).
- 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).
- Hartley, C., et al. The relationship between nociceptive brain activity, spinal reflex withdrawal and behaviour in newborn infants. Sci Rep. , 31 (2015).
- 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).
- 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).
- Slater, R., et al. Evoked potentials generated by noxious stimulation in the human infant brain. Eur J Pain. 14 (3), 321-326 (2010).
- 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).
- Hartley, C., et al. Nociceptive brain activity as a measure of analgesic efficacy in infants. Sci Transl Med. 9 (388), (2017).
- Keil, A., et al. Committee report: publication guidelines and recommendations for studies using electroencephalography and magnetoencephalography. Psychophysiology. 51 (1), 1-21 (2014).
- 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).
- 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).
- Verriotis, M., et al. Cortical activity evoked by inoculation needle prick in infants up to one-year old. Pain. 156 (2), 222-230 (2015).
- 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).
- Moultrie, F., Slater, R., Hartley, C. Improving the treatment of infant pain. Curr Opin Support Palliat Care. 11 (2), 112-117 (2017).
- 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).
- 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).
- Evers, K. S., Wellmann, S. Arginine Vasopressin and Copeptin in Perinatology. Front Pediatr. 4 (75), (2016).
- 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).
