脳波振幅統合モニター (脳機能モニター) の新生児への応用

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ここでは、新生児の脳の機能を監視するための脳波の振幅統合を適用する方法を示します。

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Bruns, N., Blumenthal, S., Meyer, I., Klose-Verschuur, S., Felderhoff-Müser, U., Müller, H. Application of an Amplitude-integrated EEG Monitor (Cerebral Function Monitor) to Neonates. J. Vis. Exp. (127), e55985, doi:10.3791/55985 (2017).

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Abstract

脳波の振幅統合 (aEEG) は、新生児集中治療室 (Nicu) で早産児と正期乳児における electrocortical の活動を監視する簡単にアクセスできる手法です。このメソッドは、未来の神経学的な結果についての情報を提供する仮死後新生児を監視に最初に使用されました。AEEG、また恩恵を受ける冷却の新生児を選択する便利です。早産児の aEEG 監視になって様々 な研究は、その予後は早期 aEEG トレースに関連して示されているようにより広範です。ここでは、我々 は監視システムと妊娠週齢および病態生理学的条件に依存する典型的なパターンを提示 aEEG のアプリケーションを示します。さらに、このメソッドが正確な固定と電極のローカリゼーションを必要と aEEG の解釈で落とし穴を述べる。さらに、生波形は、新生児発作を検出するためまたは aEEG アプリケーションの問題を識別するために使用できます。結論としては、aEEG は新生児脳機能; のベッドサイド監視安全で一般的に安定法です。長期的な結果についての情報も提供できます。

Introduction

aEEG は元々 大人の集中治療1のベッドサイド モニターとして開発されました。後半 1980 年代2,3に戻る新生児の日付での使用を詳述した最初の出版物。初期の年間での臨床使用は主に、脳発作活動の検出、抗てんかん薬治療の4の監視と誕生仮死5,6,7 後脳の結果の予測 ,8,9。バック グラウンド アクティビティと発作活動の過酷な弾圧を示さなかった人の新生児仮死児冷却8、彼らがこのトピックに関する研究はまだ進行中の1011場合より良好な結果を持っていた 12。過去 30 年間、新生児で監視脳機能ニカス13でより広くなりました。今日では、preterm の幼児人口のますます使用されているが。aEEG 監視、超早産児においても脳機能の安全な方法であると証明されている、NICU スタッフ14によって一般に広く受け入れられています。いくつかの研究は、早産児15,16,17,18,19、aEEG の初期の録音と神経発達の転帰との相関を示した 20

aEEG は時間圧縮対数スケール1の生波形の振幅を描いた、2 つまたは 4 つの頭皮電極で記録は従来の脳波に基づいています。C3、P3、C4、2 つまたは 4 つの電極からの信号が置かれ、国際 10-20 システムが 2 と 15 hz 周波数 2 Hz 未満と 15 Hz 以上の周波数を高める形バンドパス フィルターを通過の P4 の位置が減衰するため発汗、運動、筋活動、電気的干渉、可能な限り、14などの工芸品を排除します。さらに処理フィルター、整流、平滑化、半対数振幅圧縮、時間圧縮が含まれています。振幅 < リニア スケールおよび振幅で 10 μ V の表示 > 対数スケール2110 μ V。最低検出された振幅は下側の境界線として表示され、最大振幅は上部のボーダー21として表示されます。これにより、低振幅の小さな変更が表示されたまま高振幅で表示の積み過ぎは回避21 (図 1)。時間圧縮のためは、時間スケールで 5-6 cm は時間と偶数日可能な1,4,13脳活動の見直しになり、1 時間を表します。

AEEG トレースで表示される情報は、振幅の変更に制限されます。近代的なデバイスは、周波数と生の脳波曲線の形態も解釈を考慮するので生波形の表示の可能性を提供しています。これは aEEG バンド4の不審なセクションの中に工芸品や本物の発作活動を区別するのに役立ちます。AEEG デバイスによっては、発作および人工物のよりよい識別のため患者の同時ビデオを記録できます。電極のインピー ダンスは、全体の記録21中に監視されます。4 つの電極を使用する 2 ch aEEG デバイスの捜査官では 2 つの頭頂カーブまたは 1 つの transcerebral 曲線 (図 2) が切り替えることができます。メーカーによっては、ソフトウェアは発作検出、バースト率の分析、筋電図などのような追加の機能を提供しています。また、ビデオ録画、筋電図、電気、心電図などを提供していますフル チャネル脳波デバイスから、aEEG を派生することが可能です。

電気生理学的情報と時間圧縮の削減可能になります継続的な監視とベッドサイド解釈脳波に関する特定の知識を必要とせず。長い録音時間のためも無症状発作活動検出できる、非常に長い時間の期間のための従来の脳波が日付に利用できないためにはそれ以外の場合気付か4,22に残る「ニカスさん。それは記録13で覆われた脳表面の領域が小さいため、発作のようなすべての病理学的変化がある、しかし、考慮されなければなりません。したがって、従来の脳波の代わりに、それの13を補完する aEEG を意味しません。

Electrocortical 活動 aEEG 背景パターンを反映して幼児の胎4,23,24,25によると変更します。期産児、後期早産児の背景パターンが 5 μ V4上記低振幅と主に連続。静かな眠りの中に背景パターンより不連続26になります。非常に産児における支配の背景パターンが不連続: 低振幅活動27のエピソードと交互に高活性 (すなわち、高振幅バースト) のエピソード。この生理学的なパターンは、病理学的27バースト抑制のパターンから区別する必要があります。増加する妊娠年齢、aEEG と背景パターンがより連続になるし、継続的な活動の期間増加27,28,29。開発および既存の病理学の条件は、aEEG トレースで表示することも (例えば、脳室内に出血と脳室周囲を白ことにより質を軟化、症の開発バック グラウンド アクティビティで急性障害に関連付けられて)30,31. 重症の髄膜炎は、平面状のトレースを引き起こすことができます。

AEEG の質的な解釈に一般に 3 つのカテゴリが含まれています: 発作の有無、睡眠・覚醒サイクル、背景パターンの分類。何人かの著者は分類と脳成熟16,21を示すスコアのための提案を行った>、24,25。にもかかわらず、近代的なデバイスでは、いくつかの研究グループをこのアプローチ32,33,34利用した aEEG の定量分析はより少なく共通です。AEEG トレースの定性・半定量評価する 3 つを簡単に紹介したいと思います。

Hellström-Westas:21

トレースの評価はもっぱら質的で、結果はスコアに変換されません。分類は病理学の条件の記述のためことができます。妊娠年齢の標準値は、パターンは年齢21の適切なかどうかを解釈に役立つ公開されている: (1) 背景パターン: 連続通常電圧 (生理学)、不連続な通常電圧 (生理的早産の乳幼児) バースト抑制パターン (病理学)、連続的な低電圧 (病理学)、およびフラット トレース (病的);(2) 睡眠覚醒サイクル: なし、差し迫った、成熟 (生理的/病的、幼児の年齢に応じて);(3) 発作活動: なし、発作、てんかん、てんかん重積状態のシングルします。

Burdjalov:25

この分類の方法は、トレースとスコアへの変換の定性的な評価です。スコア上昇する妊娠年齢と標準スコア値各対応する妊娠年齢が公開されているため: (1) 0 - 2 継続性、(2) 0 - 睡眠-覚醒サイクル、(3) 0 (4) 0 - 4 のポイントは、下端の振幅の 2 ポイントのための 5 ポイント ポイント 帯域幅、および (5) 0 - 総得点 13 点。

Olischar/Klebermass:16,24

パーセン タイル背景パターン (すなわち、不連続の通常電圧、不連続の低電圧、連続通常電圧) およびバースト率のパーセントの持続期間については、妊娠年齢のため開発されました。トレースは、年齢適切な背景パターン、サイクリング、睡眠・覚醒の存在と発作活動 (すなわち、けいれん発作を反復またはてんかん重積状態) の存在のために評価されます。痕跡を傾斜のスコアに、ように分類するか: (1) 通常 aEEG (通常すべてカテゴリ)、(2) 中等度異常 (1 異常として分類される 3 つのカテゴリーから)、および (3) 深刻な異常 (2 または 3 のうち 3 カテゴリ異常として分類される)。このスコアは、3 歳の修正で予後の予測値に示されています。

AEEG トレースの変更が二酸化炭素の張力、臨床条件の変更アシドーシス、薬 (例えば麻薬、鎮静剤、カフェイン)、脳血流の変化など、多くの皮質要因によって引き起こされる (などhypogylcemia、敗血症、髄膜炎、動脈管開存)など21,32,35,36,37,38。AEEG バンド自体ではなく、インピー ダンスの変化に敏感ではないが、電極距離およびローカリゼーション39面で大幅な変更が観察されます。解釈の問題が生じる成果物: 振幅の絶対値変更頭皮浮腫または interelectrode 距離39,40の結果として。下枠増加40干渉心電図、高頻度振動換気、筋活動、幼児の運動、または処理によって引き起こされる可能性があります。近代的なデバイスのこの部分的に回避できます生 aEEG と脳波の同時記録、処理の前後をマークします。液体 (例えば、汗または超音波ゲル) は電極、平面状のトレース パターンを裝っている間接続に します。人工物による電気的干渉と運動成果物4145% 55% による長期的な aEEGs に録画時間の約 12% に変更されます。

Protocol

当院における臨床ルーチンの一環として行われている aEEGs。提示プロトコル機関のガイドラインに従う ' s 人間研究倫理委員会。撮影および材料の出版物に関するインフォームド コンセントは、ビデオに表示されるのすべての乳児の両親から収集されたクチします

1 です必要な消耗品を収集

  1. 接続、監視が行われると、aEEG デバイスにモジュール ボックスをプラグインの場所で電力を eEEG デバイス
  2. 4 つの電極があることを確認。2 ch aEEG とシングル チャネル aEEG の 2 つの電極。針電極、ゴールド カップ、ゲル電極のいずれかを選択します。さらに、1 つのゲル電極を参照電極として機能する準備ができてがある
    。 注: ゴールド カップが消毒し、2 年間の再利用します。針とゲルの電極は、単回使用のみ。針の電極は、妊娠 23 週で乳児の皮膚病変や感染症を引き起こすことがなく使用できます。ここでは、最良の結果は、年長の幼児と同様に針電極を使用して達成された
  3. は、次の消耗品を準備: 位置決めストリップの製造元が提供 (電極を正しく配置のため)、(例えば、ビスコース マル)、新生児での使用に適したテープ新生児での使用に適した皮膚の消毒剤 (など、アルコール ベースまたは octenidinhydrocholoride ベース)、綿棒、皮膚の消毒ジェル、ゴールド カップのゲルのモジュール ボックスと接触します
    。 注: デバイスがシャット ダウン、電源から切断されると記録を再起動する必要があります。いくつかのデバイスしかし、内部の電池があるし、または録画中に切り替える後に移動することができます

2。電極を適用

  1. 日常的ケアや分娩室の中に電極を適用最小の処理 42 43 , 44, , の校長を尊重します。ケア。機関によると (無菌ではない) 手袋、ガウン、フード、マスクを着用 ' ガイドラインと患者 ' s 感染状態
  2. は次のように参照電極のスキンを準備:
    1. 駆除皮膚。それまでの綿棒に場所肌準備ゲルはしっとり。綿棒で少し圧力を使用していくつかの穏やかなストロークを適用します。未熟な皮膚に病変を回避するために妊娠 23 と 25 週の間に非常に未熟児で非常に用心深いです
    2. 、背中や幼児の胸に参照電極を配置します
    3. 乳児に測定装置を配置 ' s 頭と乳児に同じ文字/記号を線 ' s 耳珠と矢状縫合; 2 つ矢印は電極 (C3、P3、C4、および 10-20 システムの P4 の位置) を配置する場所を示します
  3. 幼児に電極を配置 ' s ヘッド、電極の選択の型に対応する、以下の指示に従っています
  4. 針電極
    1. 測定装置によって示される領域を消毒します
    2. は少し皮膚をストレッチし、接線方向、マーキング、尾の方向を指す針の先端で皮膚のすぐ下に針を挿入します。場所で、電極を保持するテープを使用します
    3. は両方/すべての 4 つの電極に対して手順を繰り返します
      。 注: 使用針電極の皮膚の準備は必要ではありませんをこすりとして非常に未熟児で
  5. ゴールド カップ
    1. 測定装置によって示される領域を消毒します
    2. 2.2 の手順で説明するようにマークされたエリアで肌を準備します
    3. は、ジェルと各カップをご記入ください。ヘッドエンド; に向かってケーブル実行して、適切な位置にカップを配置します。所定の位置にテープします
  6. ゲル電極
    1. 測定装置によって示される領域を消毒します
    2. 2.2 の手順で説明するようにマークされたエリアで肌を準備します
    3. は、ヘッドの端に向かって実行しているケーブルの電極を配置します。彼らは場所に滞在しない場合にテープで電極を修正します

3。モニターにケーブルを接続

  1. ボックスの伝説によって示されるように、モジュール ボックスにケーブルを挿入します
  2. 既定開始画面にはすべての電極のインピー ダンスの監視が含まれています
  3. すべての電極が配置されていると、電極間の機械的接触がないことを確認します。1 つ以上の電極のインピー ダンスを満足できない場合対応する電極を削除し綿棒で 1 つまたは 2 つのストロークを実行はより多くの圧力を適用されません
  4. 。 すべてが設定されている場合、
  5. が録画を開始します
    。 注: 義務記録パラメーターは、raw の脳波とインピー ダンス。デバイスと臨床徴候によると追加オプションがバースト抑圧比、シャープの一時的な強度とスペクトル エッジ周波数。生波形、脳波の振幅に統合された曲線、インピー ダンスなどレビューの標準パラメーター。デバイスによっては、スペクトル エッジ周波数、または下のプレゼンテーション、意味、および上部のボーダーの異なった形態のようなより多くの機能を表示する機会があります。追加機能は、発作の検出とバースト レート分析します

4。省略可能: 配置 CPAP 帽子

  1. 必要な場合配置 aEEG 電極上に cpap と帽子や頭バンド

5。 の録音の間に心に留めておくべき側面

インピー ダンスと品質の録音を取得するために電極の転位のための
  1. を定期的にチェックします。また、病変や感染症を避けるために皮膚の炎症のため幼児をチェックします
  2. マーク イベント (例えば 処理、カンガルーケア (肌の皮膚ケア)、徐脈、挿管、鎮静剤またはオピオイドの投与と無呼吸) 脳性の画面で指定されたボタンを使用しての成果物の識別を容易にする関数を監視します。録音を再開するケア カンガルーの中に場所に aEEG 電極を残してその後
  3. 残す aEEG 電極挿管または録音を再開する他の侵襲的な測定のための場所の後で。ケーブルが幼児インキュベーター内を移動するのに十分な長さでない場合モジュール ボックスからそれらを外し、手順後再接続します

6。AEEG トレースおよび格納のレビュー

  1. モニターに記録の終わりにトレースを確認または外部ストレージ デバイスに転送します

Representative Results

図 2は、aEEG モニターの典型的なビューを示しています。連続と不連続の通常電圧パターンが考えられる生理学的背景パターン用語と早産児のそれぞれ (図 3および図 4)。バースト抑制パターンと連続の低電圧パターン平面状のトレースは、病理学的背景パターン (図 5, , 図 6図 7) です。

発作期産児で両方上下の国境 (図 8) の急激な増加と、特徴的な形状があります。早産児、しかし、発作不連続パターンで偽装することができます、生波形 (図 9) を表示することによってのみ検出可能性があります。

液体架橋可能性があります明白な平面状のトレース (図 10)。通常、これは 2 ch aEEG (頭頂曲線) で発生します。クロス脳 aEEG は生理的、頭頂のカーブが平面状のトレースを示しています、液体用電極を調べる必要があります。電気的な干渉、動き、および処理は、明らかな発作にも明白な重積につながることができます。この問題が発生する場合、インピー ダンスと参照電極をチェックする必要があります、生波形がする必要があります (図 11) を表示します。下限と上限の両方の国境の高度のためのもう一つの理由は、参照電極の変位です。

Figure 1
図 1。形成、aEEG のトレースします。
生波形 (上側の曲線) からの信号は処理され、振幅に統合された脳波帯域 (より低いカーブ)。低振幅下縁を形成するのに対し、高振幅は上部のボーダーを形作る。振幅の高さの強い変化は広い aEEG バンドにつながる、aEEG バンドは狭い振幅の高さに少し変化がある場合。Y 軸のスケールは 10 μ V まで線形および対数上 10 μ V.この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 2
図 2。AEEG モニターの一般的な表示。
モニターの上半分生脳波曲線が表示されます (表示されているセクションの等しい 10 秒)。左のディスプレイ下半分 (表示されるセクション等しい約 3 h) をトレース片側 aEEG を示しています。右側のディスプレイに対応するクロス脳トレースが表示されます。カーソルは、生波形から振幅統合トレースのセクションを示します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 3
図 3。連続通常電圧パターン。
睡眠・覚醒の連続したバック グラウンド パターン サイクリング。X 軸に等しい時間 (1 平方メートル = 10 分)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 4
図 4。不連続の通常電圧パターン。
身近な不連続の背景パターン睡眠-覚醒サイクルします。X 軸に等しい時間 (1 平方メートル = 10 分)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 5
図 5。抑制パターンをバーストします。
バースト抑制パターン、継続的に低低振幅と変化なし。X 軸に等しい時間 (1 平方メートル = 10 分)。
ブルンス、デン ersten 4 の N. Amplituden シュタインバイス脳波備極度 unreifen Frühgeborenen から Lebenswochen。http://www.diss.fu-berlin.de/diss/receive/FUDISS_thesis_000000036576 (2012 年)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 6
図 6。平面状のトレース。
重症髄膜脳炎児言葉の両側に平面状のトレース。X 軸に等しい時間 (1 平方メートル = 10 分)。
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Figure 7
図 7。連続低電圧パターン。
睡眠なしの連続の低電圧パターン サイクリング。X 軸に等しい時間 (1 平方メートル = 10 分)。
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Figure 8
図 8。発作期産児で。
AEEG で発作の典型的な描写: 上部と下部の余白の突然の上昇が減らされた活動の短い期間続きます。約 3.5 h のけいれん発作を反復します。X 軸に等しい時間 (1 平方メートル = 10 分)。
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r.within ページ =「1」>Figure 9
図 9。早産児の発作。
生波形なし両半球における hypersynchronous 活動検出されないままになります。X 軸に等しい時間 (1 平方メートル = 10 分)。
ブルンス、デン ersten 4 の N. Amplituden シュタインバイス脳波備極度 unreifen Frühgeborenen から Lebenswochen。http://www.diss.fu-berlin.de/diss/receive/FUDISS_thesis_000000036576 (2012 年)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 10
図 10。明白な平面状のトレース。
片側の痕跡で病理学的平面状のトレース パターンは脳神経障害のない幼児であります。クロス脳のトレースは、継続的な活動の短いセクションを持つ生理学的不連続背景パターンを示しています。この場合、平面状のトレースは、電極 (特にゲル電極) 間の液体架橋による成果物です。X 軸に等しい時間 (1 平方メートル = 10 分)。
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Figure 11
図 11。見掛け上の発作。
この画像は、時間の長い期間にわたって高周波活性を示します。生脳波曲線を見ることがなく、てんかん重積状態が示されます。このアーティファクトは、筋活動によって引き起こされます。X 軸に等しい時間 (1 平方メートル = 10 分)。
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Discussion

脳機能モニターは、Nicu13振幅統合時の脳波を記録するために使用簡単にアクセス可能で、ますます一般的なデバイスです。日常のケア、aEEG のアプリケーションが 3-5 分かかります。

このプロトコルの中で重要なステップは、頭に電極の適切な配置とモジュール ボックスの対応するプラグにケーブルの接続です。電極の配置は前に徹底的な皮膚消毒と参照電極の特に準備する必要があります。私たちの経験では最高品質の録音を実現し、幼児の背中に参照電極を配置する場合。トラブルシューティングについては、高インピー ダンスの場合転位の電極をチェック必要があります。電極の転位は明らかにされて、皮膚の消毒の繰り返しが失敗すると、電極が交換する必要があります。上部の境界線のオフセット、場合参照電極を最適化する必要があります。高周波と生脳波と脳波の振幅統合の両方の高振幅は、筋活動または干渉 (例えば、高頻度振動換気) によるものです。トレースのこの部分は、解釈のため使用できません。知的健康な乳児に平面状のトレースがある場合は、クロス脳のトレースは表示する必要があります。これが通常の場合、2 つの電極間に架橋汗や超音波ゲル状の液体が原因である可能性が。永続化の問題がある場合は、製造業者は、ソリューションを決定するのに役立ちますし、根本的な原因を確認する NICU にもなるコンタクトパーソンをあります。私たちの経験では針電極、非常に未熟児における電極の推奨されるタイプです。徹底した消毒と参照電極の皮膚をやさしく準備後は、見られなかった多数の感染症、重篤な皮膚病変、または出血イベントのこの手法の大規模な使用の初め以来当センターで (2008 年年間 60-80 極低出生体重児、乳児 1 1 5 録音の平均)。2014 年以降だけを使いました針電極すべての新生児のように我々 はこのタイプの電極を使用して最良の結果を達成するため。

AEEG の変更は通常は実行されません、しかし、(国際 10-20 システム) から必要なトレースを取得するために頭に電極を配置する可能性があります。場合によっては、電極位置がする必要があります (例えば、真空抽出や頭血腫後皮膚裂傷のため)45を調整。振幅による分類、電極距離振幅39,45の減少の結果の減少として標準的な電極の距離を維持するために重要です。極端な頭のサイズ、このような非常に未熟児 (すなわち23-24 週妊娠) や用語児水頭症による頭囲の拡張、解釈のため電極の距離の重要性としなければなりません。心。伝統的な aEEG のもう一つの変更は、継続的に監視対象限定チャンネル脳波18,46,47です。従来の脳波曲線のような脳機能モニターから派生した生の脳波曲線を評価できます。当院でこの方法を使用して、私たちの小児神経科医との緊密な連携で、新生児 neuropediatric 患者に関する特殊な問題に答える。

AEEG の主な制限は、脳の表面の小さな領域のみがトレースによって覆われている事実です。したがって、脳表面のさまざまな分野における electrocortical 活性の変化は、見過ごされている13を残ることがあります。時間圧縮のための脳活動の短期的な変化は生脳波曲線を使用せず検出が困難です。生脳波曲線のそれ以上の解釈は従来の脳波について知識を必要または正則や小児神経科医と連携します。最後に、なことを言い忘れたが、トレースを解釈するときに考慮に入れる必要があります aEEG バンドの変化を引き起こすいくつかの外的・内的要因があります。

それにもかかわらず、aEEG は新生児における継続的な脳の機能を監視するための可能性を提供しています。それは簡単にアクセスできるとの解釈が困難ではないです。従来の脳波よりも少ない情報を含まれている、それはこの手法を置き換えることはできません。むしろ、それは脳診断、脳波、超音波、核磁気共鳴などの既存の手段を補完します。期産児に出生時仮死と、aEEG が冷却の8からお越しの児を識別するためのツールとして確立された後、結果の予測のためのよい証拠があります。早産児もある良い証拠が、長期早い aEEG 録音15,16,17,18,19 によって神経学的予後を予測できます。、20。ただし、まで、この知識がされない幼児のこの人口の臨床的意思決定の結果。将来、脳機能モニタリング「ニカスさん同様に二次センターと小児集中治療室の標準的なツールをになる可能性が高いです。

Disclosures

著者が明らかに何もありません。

Acknowledgments

私たち看護師のサポート、ビデオの作りへの貢献に感謝いたします。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
disposable subdermal needle electrodes Technomed TE/S43-438
Genuine Grass Gold Disk Electrodes Natus FE5GH-03
neonatal hydrogel sensors Natus CZA00037
positioning strips Natus OBM00047
skin markers Natus CZN00011
Nu Prep skin prepping gel Weaver and Company 10-30
contact gel Ten 20 Weaver and Company 10-20-4T
skin disinfectant
tape
cotton swab
Braintrend® aEEG Monitor aEEG Monitor

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References

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