Pupil svar som vurdering af effektiv beslaglæggelse induktion af elektrochok terapi

Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Pupillary reaktioner (lys refleks) blev målt til vurdering af passende beslaglæggelse induktion af elektrochok behandling ved hjælp af en automatiseret infrarød pupillometer umiddelbart efter elektrisk stimulation. Konstriktion forholdet var beregnes og sammenlignes med beslaglæggelse kvalitet.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Shirozu, K., Murayama, K., Yamaura, K. Pupillary Response as Assessment of Effective Seizure Induction by Electroconvulsive Therapy. J. Vis. Exp. (146), e59488, doi:10.3791/59488 (2019).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Elektrochok behandling (ECT) er rapporteret at være effektiv til svær neuropsykiatriske lidelser. I ECT anvendes elektrisk stimulation til hjernen, inducerende beslaglæggelse aktivitet. Passende beslaglæggelse induktion med ECT er forbundet med beslaglæggelse varighed, symmetrisk høj amplitude bølgeformer under slow-wave aktivitet, postictal undertrykkelse og aktivering af det sympatiske nervesystem. Sympatiske nervesystem aktivering er påvirket af bedøvelsesmiddel agenter eller hjerte-kar-lægemidler under ECT. Pupillary reaktioner kan afspejle sympatisk nervøs aktivitet eller graden af hjerneskade. Pupil svar måling kan foretages i en enkel, præcis og objektiv måde ved hjælp af en automatiseret infrarød pupillometer, muliggør måling af elev diameter (mm) med to decimaler. Det hvide lys bruges til at måle lys reflekser er ikke alt for lyse, og patienter rapporterer ikke typisk ubehag. Pupil lys reflekser blev målt før anæstesi induktion og umiddelbart efter elektrisk stimulation ved hjælp af dette udstyr. Elev diameter er typisk udvidet efter hjerneskade eller sympatisk nervøse aktivering. Passende beslaglæggelse induktion ved hjælp af ECT kunne fremkalde pupil udvidelsen umiddelbart efter elektrisk stimulation. I den aktuelle metode, var konstriktion forholdet mellem elev størrelse beregnes automatisk, og sammenlignet med beslaglæggelse kvalitet. Pupil svar umiddelbart efter elektrisk stimulation kan give en nyttig vurdering af effekten af beslaglæggelse induktion med ECT.

Introduction

Elektrochok behandling (ECT) betragtes som en effektiv behandling for svær neuropsykiatriske lidelser, herunder ildfaste psykoser, bipolar lidelse og depression1. I ECT anvendes en elektrisk strøm til hjernen til at fremkalde en beslaglæggelse under generel anæstesi2. Selv om de underliggende ECT mekanismer forbliver uklart, er sin antidepressiv virkning blevet tilskrevet beslaglæggelse-inducerede ændringer i neurotransmitter niveauer, forbedret neuroplasticitet, øget funktionel forbindelse og en stigning i den plasmatic produktion af hjerne-afledte neurotrope faktor3. Det er også blevet rapporteret, at ECT letter serotonin, noradrenalin og dopamin-medieret neurotransmission4. Disse resultater tyder på, at ECT kan medføre aktivering af det sympatiske nervesystem. Tidligere studier har evalueret tilstrækkeligt beslaglæggelse induktion af ECT ved hjælp af beslaglæggelse varighed, symmetrisk beslaglæggelse amplitude, postictal undertrykkelse og aktivering af det sympatiske nervesystem4,5. Blandt disse faktorer, ikke kan øget aktivering af det sympatiske nervesystem måles ved hjælp af electroencefalografi. Påvisning af sympatiske nervesystem aktivering er afhængig af forhøjet blodtryk (BP) og puls (HR). Men disse hæmodynamiske parametre ikke altid afspejler sympatiske svar på grund af administrationen af antihypertensiv medicin til at forebygge hjerte begivenheder under ECT og bedøvende agenter, som påvirker sympatiske nerve funktion.

Pupillary reaktioner kan afspejler graden af hjerneskade6. Således er pupil mydriasis indiceret til svær hjerneskade6. Kunstige krampeanfald induceret af elektrisk stimulation udgør en unormal tilstand af hjerneaktivitet. Således evaluere pupil svar straks efter ECT kan være nyttige til at vurdere effekten af ECT, fordi ECT kan også påvirke pupil svar7. Måling pupillary reaktioner i travle kliniske situationer, som i den aktuelle sag, er imidlertid ofte vanskeligt. For at løse dette problem, kunne en målemetode ved hjælp af en infrarød kvantitative pupillometer bidrage til at måle pupillary reaktioner nemt, præcist, objektivt og reproducerbar. Kvantitative pupil bedømmelsesmetoder er overlegen i forhold til dem, der opnås manuelt ved sengen, selv af erfarne sygeplejersker og læger8. Den foreslåede metode til måling af pupil reaktivitet ved hjælp af en automatiseret infrarød pupillometer kunne være nyttigt til påvisning af graden af beslaglæggelse eller sympatisk nervøse aktivering. I en tidligere undersøgelse rapporterede vi, at den pupil lys refleks var relateret til effekten af beslaglæggelse af ECT9. Specifikt, fandt vi at pupil diameter ikke blev ændret efter lys stimulation, resterende udvidede når passende beslaglæggelse blev induceret. Således er formålet med den foreslåede metode til at måle lys refleks ved hjælp af en automatiseret infrarød pupillometer umiddelbart efter elektrisk stimulation. Den foreslåede metode er nem at udføre, gør det muligt for enhver kliniker, ikke kun psykiatere, at evaluere effekten af beslaglæggelse induktion ved hjælp af ECT.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Undersøgelse-protokollen blev godkendt af det institutionelle kliniske forskning etiske udvalg af Kyushu University, Fukuoka, Japan (IRB: klinisk forskning nummer #28-77). Selv om måling af pupil reaktion er en væsentlig og standard kliniske procedure under anæstesi, indhentet informeret samtykke til denne forskning. Patienter med grå stær, glaukom, Intraokulære linser eller insulinkrævende diabetes mellitus blev udelukket, fordi deres pupillary reaktioner kan være unormal.

1. forberedelse til elektrochok behandling

  1. Rengør højre og venstre pande og området bag ørerne med en vatpind, alkohol, og derefter knytte elektroencefalografi (EEG) skærme på fire symmetriske punkter.
  2. Ren bilaterale templer med normal saltvand, og derefter vedhæfte klæbende elektrisk stimulation pads (ca 4 cm x 5 cm) til de bilaterale templer at forhindre indblanding i stimulation på grund af hår. Intensiteten af stimulation ændres hver gang, ifølge tidligere graden af optages Krampetrækning.
  3. Vedhæfte elektrokardiogram (EKG) skærme på to punkter på brystet (base af hjertet og hjertets apex) og overvåge puls.
  4. Forberede en årepresse og bælte det på den venstre lår.
    Bemærk: Tourniquet er fastspændte indtil 200 mmHg efter patienten er i søvn. Krampetrækning induceret af ECT kan observeres i underbenet selv efter systemisk indgift af muskulære muskelafslappende.
  5. Knytte to electromyogram sensorer til venstre forreste tibial musklen, med en afstand på 5 cm, til at måle generaliserede anfald tid i underbenet.

2. forberedelse til anæstesi

Bemærk: Alle patienterne undergik ECT i samme rum, på samme tid af dagen.

  1. Når panden er rengøres med en vatpind, alkohol, vedhæfte et bispectral indeks (BIS) måling enhed til patientens pande. BIS bruges til at overvåge dybde af anæstesi.
  2. Non-invasivt måle blodtryk på arm hver 1 min under ECT terapi.
  3. Løbende overvåge mætning af ilt og puls sats af et klip, der er knyttet til finger.
  4. Hold en pupillometer (Se Tabel af materialer) over en af patientens øjne. Når patienten åbner deres øjne, trykke på en knap (figur 1A) på pupillometer, og målingen starter automatisk. Maksimum (indledende) hvilende pupilstørrelse (MAX) og minimum pupilstørrelse efter lys stimulation (MIN) måles automatisk, og konstriktion elev størrelse ratio (% konstriktion = [MAX-MIN] / MAX udtrykt som en procentdel) beregnes automatisk.
    Bemærk: Varigheden af lys emission er 800 ms, og de nødvendige data kan opnås inden for 1 sekund. Hvis patienten er i stand til at holde øjnene åbne, bistår undersøgeren ved at holde øjenlåget åben. Selvom narkoselæger måle typisk pupil diameter eller lys refleks af patienter inden operation i operationsstuen, er der behov for samarbejde med patienter før anæstesi induktion.

3. anæstesi

  1. Levere ilt (6 L/min) via en maske.
  2. Administrere propofol (beroligende: 3 µg/mL, target kontrolleret infusion) via intravenøs linje indtil bevidstløshed.
  3. Stramme tourniquet bælte på låret til 200 mmHg.
  4. Administrere succinylcholin (muskelafslappende middel: 1 mg/kg) via den intravenøse linje.
  5. Efter spontan vejrtrækning patienter ophører, har anesthesiologist udføre kontrolleret ventilation ved hjælp af en ansigtsmaske med 100% ilt uden intubation. Udføre ventilation fra det punkt som end-tidal CO2 er 30 mmHg indtil elektrisk stimulation10.
  6. Efter BIS værdi begynder at stige, anesthesiologist stopper ventilation og psykiatere starte proceduren ECT.

4. elektrochok behandling Procedure

  1. Gennemføre ECT via bitemporal elektrode stimulation ved hjælp af ECT instrument. Angiv den første elektriske stimulus dosis (%) på halvdelen af værdien af hver enkelt alder.
    Bemærk: Maksimale stimulus dosis er 100%. Elektrisk stimulation tid er omkring 7-8 s.
  2. Umiddelbart efter elektrisk stimulation, holde thr automatiseret infrarøde pupillometer over en af patientens øjne. På dette tidspunkt, hvis patienten lukker deres øjne, holde patientens øjenlåget åben. Tryk på knappen enhed, som i trin 2.4, og måle maksimale (indledende) hvilende pupilstørrelse (MAX) eller minimum pupilstørrelse efter stimulation (MIN).
  3. Udføre kontrolleret ventilation ved hjælp af en ansigtsmaske med 100% ilt indtil patienten begynder vejrtrækning spontant.
  4. Ved hjælp af EEG, måling af ictal regelmæssighed, beslaglæggelse tid og større postictal undertrykkelse (af psykiater [figur 2, figur 3]).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Bærbare pupillometer enheder er produceret af flere virksomheder. Disse enheder er typisk praktisk størrelse og kan betjenes med én hånd (figur 1A), aktivering af eksaminatorer til præcist afsløre pupillary reaktioner ved at trykke på en knap. Infrarødt lys bruges til at påvise den pupil kant automatisk (figur 1B), præcist repræsenterer pupil data (figur 1C). Denne anordning måler (indledende) hvilende elev maksimumstørrelse (MAX), minimum pupilstørrelse efter stimulation (MIN), konstriktion elev størrelsesforholdet (% konstriktion, [MAX-MIN] / MAX udtrykt som en procentdel), latenstid varighed (LAT, tid mellem indledningen af retinal lette stimulation og udbrud af pupil konstriktion), konstriktion hastighed (CV, grad af forsnævring/varighed af konstriktion), maksimal konstriktion hastighed (MCV), dilatation hastighed (DV, udstrækning af elev størrelse recovery/varighed af recovery). Lys refleks er erhvervet ved hjælp af en flash af synlige hvide lys af 800 ms varighed i begyndelsen af hver 3,2 s scan11. Vi rapportere forholdet mellem pupil svar og effekten af ECT ved hjælp af denne enhed blandt 13 patienter (figur 3, dette tal er blevet ændret fra Genoptrykt fra Shirozu et al.9. Som vist i figur 3A, blev pupil diameter øget efter elektrisk stimulation. Imidlertid var betydelige forskelle i konstriktion af lys refleks forårsaget umiddelbart efter elektrisk stimulation, som afspejler forskelle i beslaglæggelse effekt induceret af ECT (fig. 3B).

Figure 1
Figur 1 : Automatiseret infrarød pupillometer. (A) målemetoden. (B) afsløre kanten af eleven. (C) der repræsenterer den pupil data. Billederne præsenteres med udtrykkelig tilladelse fra den kommercielle leverandør. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2 : EEG resultater under en typisk beslaglæggelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3 : Pupil svar ændret umiddelbart efter elektrisk stimulation. (A) maksimalt elev diameter. (B) pupil konstriktion ratio (lys refleks). Vi brugte to-vejs ANOVA for sammenligninger mellem tilstrækkelig og utilstrækkelig beslaglæggelse grupper på kontrol, og lige efter stimulation. Passende beslaglæggelse status blev bestemt ved hjælp af de kriterier, der er beskrevet ovenfor. Data præsenteres som gennemsnit ± standardafvigelse. Sidak's multiple-sammenligning post hoc test blev udnyttet til to-vejs variansanalyse. *p < 0,001, *p < 0,0001. Dette tal er blevet ændret fra Genoptrykt fra Shirozu et al.9 med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Automatiseret infrarød pupillometer enheder har været anvendt til at måle pupillary reaktioner i kliniske situation12. Men til vores viden, ingen tidligere undersøgelser har brugt dette udstyr til påvisning af effekten af beslaglæggelse induktion af ECT. Hvilende elev diameter størrelse varierer mellem patienter, men konstriktion ratio giver et objektivt mål. Dermed, vi valgt konstriktion forholdet ændringen, ikke den diameter størrelse ændring. Derudover kan små ændringer af pupil diameter kun måles ved hjælp af en automatiseret infrarød pupillometer.

Flere vigtige faktorer skal overvejes ved anvendelsen af denne metode. Pupillometer måling bør ikke anvendes hos patienter med oftalmologiske læsioner, fordi pupil reflekser kan være ændret sammenlignet med normale patienter. Pupillary reaktioner påvirkes af miljømæssige lys og tidspunkt på dagen, disse faktorer bør holdes ensartet på tværs af patienter. Selvom bedøvelsesmiddel agenter og psykofarmaka har også vist sig for at påvirke pupillary reaktioner,9,13 disse behandlinger ikke påvirke resultaterne i vores tidligere rapport9.

Effekten af ECT er blevet evalueret baseret på electroencefalografi og stigninger i BP eller HR. Denne metode er meget udbredt, og er blevet evalueret i mange tidligere undersøgelser. Men, et stigende antal patienter har tilpasset ECT, og satser for hjerte-kar-sygdom er stigende. Derfor er det vigtigt at forhindre unormale hypertension. Den foreslåede metode kan være særligt nyttigt for patienter, der har været administreret antihypertensiva under ECT. Pupillometry kan bruges til at måle konstriktion hastighed efter konstriktion af lys stimulation, og yderligere detaljer vedrørende forholdet mellem pupillary reaktioner og effekten af ECT bør undersøges i fremtidige undersøgelser. Disse undersøgelser kan afsløre værdifulde oplysninger om forholdet mellem effekten af ECT og pupillary reaktioner på tidspunkter end umiddelbart efter elektrisk stimulation.

Hæmodynamik er væsentligt ændret umiddelbart efter elektrisk stimulation. Derefter, måling skal udføres umiddelbart efter elektrisk stimulation, fordi pupillary reaktioner inddrive hurtigt. Således pupillary reaktioner måling skal være udført af en anden person end den ansvarlige anæstesilæge, og metoden kræver samarbejde med en psykiater eller sygeplejerske.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgments

ingen

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Npi-100/automated infrared pupillometer  NeurOptics
Thymatron IV system Somatics Inc.
Thymapads™ Somatics Inc. EPAD-C
BIS Quatro sensor medtronic
Non invasive blood pressure cuff Nihon Koden YP-713T
VBM tourniquet9000 Medizintechnik GmbH
EEG Somatics Inc. ECEF-4
ECG Somatics Inc. ELDSC-9
EMG monitoring lead Somatics Inc. ELDS-BR
Finger probe Nihon Koden TL-201T
Npi-200/automated infrared pupillometer  NeurOptics

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Saito, S. Anesthesia management for electroconvulsive therapy: hemodynamic and respiratory management. Journal of Anesthesia. 19, (2), 142-149 (2005).
  2. Ward, H. B., Szabo, S. T., Rakesh, G. Maintenance ECT in schizophrenia: A systematic review. Psychiatry Research. 264, 131-142 (2018).
  3. Milev, R. V., et al. Canadian Network for Mood and Anxiety Treatments (CANMAT) 2016 Clinical Guidelines for the Management of Adults with Major Depressive Disorder: Section 4. Neurostimulation Treatments. Canadian Journal of Psychiatry. 61, (9), 561-575 (2016).
  4. Vutskits, L. General Anesthetics to Treat Major Depressive Disorder: Clinical Relevance and Underlying Mechanisms. Anesthesia & Analgesia. 126, (1), 208-216 (2018).
  5. Nishikawa, K., Yamakage, M. Effects of the concurrent use of a reduced dose of propofol with divided supplemental remifentanil and moderate hyperventilation on duration and morphology of electroconvulsive therapy-induced electroencephalographic seizure activity: A randomized controlled trial. Journal of Clinical Anesthesia. 37, 63-68 (2017).
  6. Ritter, A. M., et al. Brain stem blood flow, pupillary response, and outcome in patients with severe head injuries. Neurosurgery. 44, (5), 941-948 (1999).
  7. Kobayashi, K., et al. Rapid and lasting enhancement of dopaminergic modulation at the hippocampal mossy fiber synapse by electroconvulsive treatment. Journal of Neurophysiology. 117, (1), 284-289 (2017).
  8. Meeker, M., et al. Pupil examination: validity and clinical utility of an automated pupillometer. Journal of Neuroscience Nursing. 37, (1), 34-40 (2005).
  9. Shirozu, K., et al. The relationship between seizure in electroconvulsive therapy and pupillary response using an automated pupilometer. Journal of Anesthesia. (2018).
  10. Sawayama, E., et al. Moderate hyperventilation prolongs electroencephalogram seizure duration of the first electroconvulsive therapy. JOURNAL OF ECT. 24, (3), 195-198 (2008).
  11. Rollins, M. D., Feiner, J. R., Lee, J. M., Shah, S., Larson, M. Pupillary effects of high-dose opioid quantified with infrared pupillometry. Anesthesiology. 121, (5), 1037-1044 (2014).
  12. McNett, M., Moran, C., Janki, C., Gianakis, A. Correlations Between Hourly Pupillometer Readings and Intracranial Pressure Values. Journal of Neuroscience Nursing. 49, (4), 229-234 (2017).
  13. Shirozu, K., et al. The effects of anesthetic agents on pupillary function during general anesthesia using the automated infrared quantitative pupillometer. Journal of Clinical Monitoring and Computing. 31, (2), 291-296 (2017).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics