Pupilldeformitet svar som bedömning av effektiva beslag induktion av elektrokonvulsiv 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

Pupilldeformitet svaren (ljus reflex) mättes för bedömning av adekvat beslag induktion av elektrokonvulsiv terapi med en automatiserad infraröd pupillometer omedelbart efter elektrisk stimulering. Baserat på sammandragning var beräknas och jämförs med beslag 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

Elektrokonvulsiv terapi (ECT) rapporteras vara effektiv för allvarliga neuropsykiatriska störningar. I ECT appliceras elektrisk stimulering till hjärnan, förmå krampaktivitet. Lämpliga beslag induktion med ECT är associerad med beslag längd, symmetrisk hög amplitud vågformer under långsam-våg aktivitet, postictal dämpning och aktivering av det sympatiska nervsystemet. Sympatiska nervsystemet aktivering är influerad av bedövningsmedel eller kardiovaskulära läkemedel under ECT. Pupilldeformitet Svaren kan återspegla sympatiska nervsystemet aktivitet eller graden av hjärnskador. Pupilldeformitet svar mätning kan utföras i en enkel, exakt, och objektivt sätt med hjälp av en automatiserad infraröd pupillometer, möjliggör mätning av elev diameter (mm) med två decimaler. Det vita ljuset som används för att mäta ljus reflexer är inte alltför ljus, och patienter rapporterar vanligtvis inte obehag. Pupilldeformitet ljus reflexer mättes före anestesi induktion och omedelbart efter elektrisk stimulering med hjälp av denna utrustning. Elev diameter förstoras normalt efter hjärnskada eller sympatiska nervsystemet aktivering. Lämpliga beslag induktion med ECT kunde framkalla pupilldeformitet utvidgningen omedelbart efter elektrisk stimulering. I den nuvarande metoden, sammandragning förhållandet mellan pupillstorlek beräknades automatiskt och jämfört med beslag kvalitet. Pupilldeformitet svar omedelbart efter elektrisk stimulering kan ge en användbar utvärdering av effekten av beslag induktion med ECT.

Introduction

Elektrokonvulsiv terapi (ECT) anses vara en effektiv behandling för svåra neuropsykiatriska sjukdomar, bland annat eldfasta psykos och bipolär depression1. I ECT appliceras en elektrisk ström till hjärnan att framkalla ett anfall under narkos2. Även om mekanismerna bakom ECT förblir oklart, har dess antidepressiva effekter tillskrivits beslag-inducerade förändringar i signalsubstansen nivåer, förbättrad neuroplasticity, ökad funktionell konnektivitet och en ökning av de plasmatiska produktion av hjärnan som härrör neurotrofa faktor3. Det har också rapporterats att ECT underlättar serotonin, noradrenalin och dopamin-medierad neurotransmission4. Dessa fynd talar för att ECT kan orsaka aktivering av det sympatiska nervsystemet. Tidigare studier har utvärderat lämpliga beslag induktion av ECT använder beslag varaktighet, symmetrisk beslag amplitud, postictal dämpning och aktivering av det sympatiska nervsystem4,5. Bland dessa faktorer, kan inte ökad aktivering av det sympatiska nervsystemet mätas med elektroencefalografi. Påvisande av sympatiska nervsystemet aktivering är beroende av förhöjt blodtryck (BP) och puls (HR). Dock återspeglar dessa hemodynamiska parametrar inte alltid sympatiska svar på grund av administrationen av blodtryckssänkande läkemedel för att förhindra hjärthändelser under ECT och bedövningsmedel, som påverkar sympatiska nervsystemet funktion.

Pupilldeformitet Svaren kan återspegla graden av hjärnskador6. Således indikeras pupilldeformitet mydriasis för allvarlig hjärnskada6. Konstgjorda krampanfall framkallas genom elektrisk stimulering utgör ett onormalt tillstånd av hjärnaktivitet. Således, utvärdera pupilldeformitet svaret omedelbart efter ECT kan vara användbart för att bedöma effekten av ECT eftersom ECT kan också påverka pupilldeformitet Svaren7. Mäta pupilldeformitet svaren i upptagen kliniska situationer, som i det aktuella fallet är dock ofta svårt. För att lösa problemet, skulle en mätmetod som använder en infraröd kvantitativa pupillometer kunna mäta pupilldeformitet svar enkelt, korrekt, objektivt och reproducibly. Kvantitativa pupilldeformitet bedömningsmetoder är överlägsna de framställs manuellt på sängkanten, även av erfarna sjuksköterskor och läkare8. Den föreslagna metoden för att mäta pupilldeformitet reaktivitet med hjälp av en automatiserad infraröd pupillometer kan vara användbart för att upptäcka graden av beslag eller sympatiska nervsystemet aktivering. I en tidigare studie rapporterade vi att pupilldeformitet ljus reflexen var relaterad till effekten av beslag av ECT9. Specifikt, hittade vi det pupilldeformitet diametern inte har ändrats efter ljus stimulans, resterande utvidgade när lämpliga beslag förmåddes. Således är syftet med den föreslagna metoden att mäta ljus reflexen med en automatiserad infraröd pupillometer omedelbart efter elektrisk stimulering. Den föreslagna metoden är lätt att utföra, aktivera några kliniker, inte bara psykiatriker, att utvärdera effekten av beslag induktion med ECT.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Studieprotokollet godkändes av den institutionella kliniska forskningsetisk kommittén av Kyushu University, Fukuoka, Japan (IRB: klinisk forskning nummer #28-77). Även om mätningen av pupilldeformitet reaktion är en viktig och vanlig klinisk förfarande under anestesi, erhölls informerat samtycke för denna forskning. Patienter med katarakt, glaukom, intraokulära linser eller insulin - beroende diabetes mellitus uteslöts eftersom deras pupilldeformitet Svaren kan vara onormal.

1. förberedelse för elektrokonvulsiv terapi

  1. Rengöra höger och vänster pannan och området bakom öronen med en alkoholtork för bomull, och sedan bifoga elektroencefalogram (EEG) bildskärmar på fyra symmetriska punkter.
  2. Rengöra bilaterala tempel med fysiologisk koksaltlösning, och sedan bifoga självhäftande elektrisk stimulering pads (ca 4 x 5 cm) till bilaterala templen att förebygga störningar i stimulering på grund av hår. Intensiteten av stimulering ändras varje gång, enligt tidigare graden av invald kramper.
  3. Fästa på två punkter på bröstet (bas av hjärta och hjärt apexen) och övervaka hjärtfrekvens bildskärmar på elektrokardiogram (EKG).
  4. Förbereda ett tryckförband och bälte det på vänster lår.
    Obs: Tourniquet är bältade tills 200 mmHg när patienten är i viloläge. Krampanfall som inducerats av ECT kan observeras i underbenet även efter systemisk administrering av Muscle relaxant.
  5. Bifoga två Elektromyogram sensorer till vänster främre tibial muskeln, ett avstånd av 5 cm, att mäta generaliserade krampanfall tid i underbenet.

2. förberedelser inför narkos

Obs: Alla patienter genomgick ECT i samma rum, vid samma tid på dagen.

  1. När pannan rengörs med en spritsudd för bomull, bifoga en bispectral index (BIS) enhet till patientens panna. BIS är används för att övervaka djup anestesi.
  2. Icke-invasivt mäta blodtryck i armen varje 1 min under ECT behandling.
  3. Kontinuerligt övervaka mättnad av syre och puls hastighet genom ett klipp som bifogas finger.
  4. Håll en pupillometer (se Tabell för material) över en av patientens ögon. När patienten öppnar deras ögon, tryck på en knapp (figur 1A) på pupillometer och mätningen startar automatiskt. Maximum (initial) vilar pupillstorlek (MAX) och minsta pupillstorlek efter ljus stimulering (MIN) mäts automatiskt och den sammandragning elev utskriftsstorlek (% sammandragning = [MAX – MIN] / MAX uttryckt i procent) beräknas automatiskt.
    Obs: Ljusöppningen är 800 ms, och data som krävs kan erhållas inom 1 sekund. Om patienten är oförmögen att hålla ögonen öppna, bistår examinator genom att hålla ögonlocket öppet. Även om anesthetists mäta vanligtvis pupilldeformitet diameter eller ljus reflex av patienterna före operation i operationssalen, behövs samarbete med patienter före anestesi induktion.

3. anestesi

  1. Leverera syre (6 L/min) via en mask.
  2. Administrera propofol (lugnande: 3 µg/mL, målet kontrollerade infusionen) via intravenös infart till medvetslöshet.
  3. Dra åt den tourniquet bältade på låret till 200 mmHg.
  4. Administrera succinylkolin (muskelavslappnande: 1 mg/kg) via intravenösa.
  5. Efter spontan andning av patienterna upphör, har anestesiologist utföra kontrollerad ventilation med ansiktsmask med 100% syrgas utan intubation. Utföra ventilation från den punkt där end-tidal koldioxid 30 mmHg tills elektrisk stimulering10.
  6. Efter BIS värde börjar öka, anestesiologist slutar ventilation och psykiatriker starta förfarandet ECT.

4. elektrokonvulsiv terapi förfarande

  1. Genomföra ECT via bitemporal elektrod stimulering med ett instrument som ECT. Ange inledande elektrisk stimulans dosen (%) på hälften av värdet av varje persons ålder.
    Obs: Maximal stimulans dos är 100%. Den elektrisk stimulering är cirka 7-8 s.
  2. Omedelbart efter elektrisk stimulering, hålla thr automatiserad infraröd pupillometer över en av patientens ögon. Vid denna tid, om patienten sluter sina ögon, hålla patientens ögonlock öppna. Tryck på knappen enhet, som i steg 2,4, och mäta maximal (inledande) vilande pupillstorlek (MAX) eller minsta pupillstorlek efter stimulering (MIN).
  3. Utföra kontrollerad ventilation med ansiktsmask med 100% syrgas tills patienten börjar andas spontant.
  4. Användning av EEG, mäta ictal regelbundenhet, beslag tid och större postictal dämpning (av psykiatern [figur 2, figur 3]).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Bärbar pupillometer enheter produceras av flera företag. Dessa enheter är vanligtvis bekvämt storlek och kan manövreras med en hand (figur 1A), aktivera examinatorer att korrekt upptäcka pupilldeformitet Svaren genom att trycka på en knapp. Infrarött ljus används för att upptäcka den pupilldeformitet edge automatiskt (figur 1B), korrekt representerar pupilldeformitet data (figur 1C). Enheten mäter maximal (inledande) vilande pupillstorlek (MAX), minsta pupillstorlek efter stimulering (MIN), sammandragning elev storleksförhållande (% sammandragning, [MAX-MIN] / MAX uttryckt i procent), latens varaktighet (LAT, tid mellan inledandet av retinal ljus stimulering och uppkomsten av pupilldeformitet sammandragning), sammandragning velocity (CV, omfattningen av sammandragning/varaktighet av sammandragning), maximal sammandragning velocity (MCV), dilatation velocity (DV, omfattningen av elev storlek återhämtning/varaktighet av återhämtning). Ljus-reflex förvärvas med hjälp av en blixt av synligt vitt ljus med 800 ms varaktighet i början av varje 3,2 s scan11. Vi rapportera förhållandet mellan pupilldeformitet respons och effekten av ECT använder denna enhet bland 13 patienter (figur 3, denna siffra har ändrats från omtryckt från Shirozu et al.9. Som visas i figur 3A, ökade pupilldeformitet diameter efter elektrisk stimulering. Signifikanta skillnader i sammandragning av ljus reflexen orsakades dock omedelbart efter elektrisk stimulering, återspeglar skillnader i beslag effekt induceras av ECT (figur 3B).

Figure 1
Figur 1 : Automatisk infraröd pupillometer. (A) mätmetoden. (B) upptäcka kanten av eleven. (C) som representerar pupilldeformitet data. Bilderna presenteras med uttryckligt tillstånd från kommersiell leverantör. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2 : EEG resultat under en typisk beslag. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3 : Pupilldeformitet svar ändras omedelbart efter elektrisk stimulering. (A) maximalt elev diameter. (B) pupilldeformitet sammandragning förhållandet (ljus reflex). Vi använde tvåvägs ANOVA för jämförelser mellan tillräcklig och otillräckliga beslag grupper på kontroll, och strax efter stimulering. Lämpliga beslag status fastställdes med hjälp av de kriterier som beskrivs ovan. Data presenteras som medelvärde ± standardavvikelse. Sidaks multipel-jämförelse post hoc-test utnyttjades för tvåvägs variansanalys. *p < 0,001, *p < 0,0001. Denna siffra har ändrats från omtryckt från Shirozu et al.9 med behörighet. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Automatisk IR pupillometer enheter har använts för att mäta pupillförändring reaktioner i kliniska situationen12. Men till vår kunskap, har inga tidigare studier använt denna utrustning för att påvisa effekten av beslag induktion av ECT. Vila elev diameter storlek skiljer mellan patienter, men baserat på förträngningar ger ett objektivt mått. Således valt vi sammandragning baserat på förändringen, inte diameter storlek ändringen. Små förändringar av pupilldeformitet diameter kan dessutom bara mätas med hjälp av en automatiserad infraröd pupillometer.

Flera viktiga faktorer övervägas vid tillämpningen av denna metod. Pupillometer mätning bör inte användas hos patienter med oftalmologiska skador eftersom pupilldeformitet reflexer kan ändras jämfört med normala patienter. Pupillförändring reaktioner påverkas av miljön ljus och tid på dagen, dessa faktorer bör hållas enhetliga över patienter. Även om bedövningsmedel och psykiatriska droger har också visat sig påverka pupilldeformitet reaktion,9,13 gjorde dessa behandlingar inte påverka resultatet i våra tidigare rapport9.

Effekten av ECT har utvärderats utifrån elektroencefalografi och ökningar av BP eller HR. Denna metod används flitigt och har utvärderats i många tidigare studier. Dock ett ökande antal patienter har anpassat sig till ECT, och andelen hjärt-kärlsjukdom ökar. Det är därför viktigt att förhindra onormal hypertoni. Den föreslagna metoden kan vara särskilt användbar för patienter som har varit administrerade Antihypertensiva läkemedel under ECT. Pupillometri kan användas för att mäta sammandragning hastighet efter sammandragning av ljus stimulering, och ytterligare information om förhållandet mellan pupillförändring reaktioner och effekten av ECT bör undersökas i framtida studier. Dessa studier kan avslöja värdefull information om förhållandet mellan effekten av ECT och pupillförändring reaktioner vid tidpunkter annat än omedelbart efter elektrisk stimulering.

Hemodynamiken väsentligen ändras omedelbart efter elektrisk stimulering. Mätningen bör då utföras omedelbart efter elektrisk stimulering eftersom pupillförändring reaktioner återhämta sig snabbt. Således, pupilldeformitet reaktion mätning bör utföras av en annan person än det ansvarig anestesiologist och metoden kräver samarbete med en psykiater eller sjuksköterska.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har något att avslöja.

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