Objektiva nociceptiva bedömning i ventilerade IVA patienter: en förstudie med hjälp av Pupillometri och den nociceptiva Flexion reflexen
Summary
Smärtbedömning hos sövda patienter som inte kan kommunicera med omvärlden på något sätt förblir utmanande trots utveckling av verktyg för utvärdering av innovativa objektiva smärta. I detta projekt bedöms pupilldeformitet dilatation reflexen och nociception flexion reflexen hos kritiskt sjuka, mekaniskt ventilerade vuxna patienter.
Abstract
Begreppet objektiv nociceptiva bedömning och optimal smärtlindring har fått allt större uppmärksamhet. Trots kända negativa kort – och långsiktiga konsekvenserna av olösta smärta eller överdriven analgosedation förblir adekvat nociceptiva övervakning utmanande i icke-kommunikativa, kritiskt sjuka vuxna. Intensivvårdsavdelning (IVA) utförs rutinmässig nociceptiva utvärdering av den behandlande sjuksköterskan använder beteende smärta skala (BPS) i mekaniskt ventilerade patienter. Denna bedömning är begränsad av medicinering användning (t.ex. neuromuskulärt blockerande medel) och nociceptiva utvärdering av tredje part inneboende subjektiva karaktär.
Här, vi beskriver användningen av två nociceptiva reflex test enheter som verktyg för objektiva smärta utvärdering: de pupilldeformitet dilatation reflex (PDR) och nociception flexion reflex (NFR). Dessa mätverktyg är icke-invasiv och tolererades väl, kliniker och forskare ger objektiv information om två olika nociceptiva bearbetning vägar: (1) smärta i samband med autonom reaktivitet och (2) den stigande komponent i somatosensoriska systemet. Användning av PDR och NFR mätningar är för närvarande begränsade till specialiserade smärta kliniker och forskningsinstitutioner på grund av intryck att dessa är tekniskt krävande eller tidskrävande förfaranden, eller ens på grund av bristande kunskaper angående deras existens.
Genom att fokusera på de två ovannämnda nociceptiva reflex bedömningarna, utvärderade denna studie deras genomförbarhet som en fysiologisk smärta mätmetod i daglig praxis. Bedriver ny teknik för att utvärdera analgesi nivån hos medvetslösa patienter kan ytterligare förbättra enskilda farmakologisk behandling och patientens närstående resultatåtgärder. Framtida forskning måste därför inkludera stora välplanerade kliniska prövningar i en verklig miljö.
Introduction
Många kritiskt sjuka patienter på intensivvårdsavdelningen (IVA) är benägna att uppleva smärta under daglig vård eller diagnostiska eller terapeutiska procedurer. Undermåliga nociceptiva utvärdering och åtföljande suboptimala smärtlindring kan öka stress och ångest1. Ihållande smärta minskar inte bara ökar cirkulerande katekolaminer, kompromisser vävnadsperfusion och syre leverans2 men aktiveras även katabola hypermetabolism, vilket bidrar till hyperglykemi, lipolys och muskel förlust. Alla dessa faktorer försämrar läkningsprocessen och öka risken för infektioner3,4,5,6.
Som sagt av den internationella föreningen för studier av smärta (IASP), måste kliniker använda smärtbedömning verktyg som är giltiga för alla patienter, och själv rapporterar fortfarande den gyllengula standarden för smärta utvärdering. Men det finns många situationer i vilka patienter är inte kommunicera, särskilt på grund av kritisk sjukdom eller när de är mekaniskt ventilerade (MV). Det ökade intresset ICU patientrelaterade resultatåtgärder har förstärkt behovet av strukturerad och tillförlitliga tekniker för nociceptiva bedömning när en patient inte kan rapportera smärta och obehag. Försök att bemöta detta behov har hämmats av brist på specifika, reproducerbar och genomförbart övervakningsverktyg. Under de senaste åren har avsevärda ansträngningar varit inriktad på att tillhandahålla läkare med mer objektiva nociceptiva parametrar. Men många studier utförda på IVA har fokuserat på användningen av vitala tecken som möjligt surrogat för smärtbedömning och ligger bakom inte för att använda blodtryck eller hjärtfrekvens som en viss parameter för smärta7,8.
Som rapporterats i tidigare forskning, obehandlad smärta betydligt äventyrar behandlingsresultaten och bör därför alltid bedömas oberoende av vitala tecken och bedömningar bör inte påverkas av patientens oförmåga att kommunicera7, 8,9,10,11,12. Detta tillvägagångssätt av objektiva nociceptiva bedömning har fått betydande stöd på grund av de kända negativa konsekvenserna av smärta. Särskilt i ICU patienter, fysiologiska och psykologiska effekter kan vara betydande och varaktig och kan avsevärt minska hälsorelaterad livskvalitet13,14.
För närvarande inga objektiva smärta övervakning protokoll finns som lätt kan appliceras på en stor grupp av kritiskt sjuka patienter. Genomförandet av objektiv bedömningsverktyg i ICU patienter kunde optimera smärtlindring och därmed förhindra utvecklingen av central sensibilisering syndrom. Dessutom Opioidframkallad hyperalgesi (Lissabon), chronification av smärta och långvarig smärta i samband med sjuklighet kan minska. Slutligen, tillämpningen av nociceptiva reflex utvärderingsinstrument kan tillhandahålla en unik translationell plattform som nya farmakologisk smärtstillande föreningar kan testas.
Syftet med den föreslagna metoden är att ge en översikt över de tekniska kraven och ge en exakt beskrivning av de protokoll som används för att bedöma nociceptiva reflexer i icke-kommunikativa ICU patienter. Sammantaget vill vi ge en heltäckande guide för användning av objektiva smärta mätverktyg på IVA och i andra fall där sederad eller medvetslösa patienter måste bedömas.
Kritiskt sjuka medvetslös vuxna upptagna till IVA screenades för studien inkludering från oktober 2016 till December 2017. Alla var mekaniskt ventilerade och fick ett strikt analgosedation protokoll som innehåller propofol/remifentanil eller propofol/sufentanil, som är två vanligaste används system på våra sjukhus. En historia av oftalmologiska kirurgi, känd elev reflex störningar, Horner eller Ebba Gröns syndrom, tidigare ögat trauma, kranial nerv lesioner eller akut intrakraniell hypertension orsakad av traumatisk hjärnskada, tumör komprimering eller blödning, fulminant stroke, känd (poly) neuropati relaterade till diabetes eller andra neurologiska tillstånd som kända för att påverka reflex aktivitet, intra- eller extrakorporeal behandling (pacemaker, intra aortic balloon pump, extrakorporeal livsuppehållande), kronisk användning av opioider (> 3 månader), ålder < 18 år, och användning av topikala störande ögondroppar (atropin, fenylefrin), α2 adrenerga agonister15, användning av andra analgosedation protokoll än beskrivs av inklusionskriterier eller neuromuskulärt blockerande medel definierades som uteslutningskriterier.
Demografiska variabler och medicinska uppgifter den registrerade ämnen, inklusive den förenklad akut fysiologi Poäng II (SAPS II),16 utvanns från digital patientdata-system (t.ex., Metavision).
Smärtbedömning
ICU patienter som screenades för studien integration, som krävs en medicinsk historia och antagning diagnos att bedöma uteslutnings- och urvalskriterier som nämns ovan. Fysiologiska reflexer bedömdes i ICU miljö under verkliga förhållanden: inga specifika ändringar har gjorts beträffande temperatur eller buller kontroll. Reflex bedömning avrättades under dagtid arbetstid på den enskilda patienterna rum på cirka 20 ° C. Alla genererade data (reflex egenskaper) kan lagras av var och en av de två enheterna när denna funktion är aktiverad på pekskärmen.
Mätning av den elev dilatation reflexen
En Pupillometri enhet användes för elev dilatation reflex (PDR) bedömning använder infraröd videoinspelning för kvantitativa elev storlek utvärdering. För tillämpningen av standardiserade nociceptiva stimuleringen placerades två lågohmig Ag-Granulatfyllda elektroder på huden området innerveras av Nervus medianus på vänster arm efter huden förberedelse (figur 1). Nuvarande fastställdes till 60 milliampères (mA) med en maximal acceptabel motstånd för 5 kohm, definiera en spänning begränsning av 300 Volt (V).
PDR bedömning utfördes med hjälp av en inbyggd pupilldeformitet smärta index (PPI) mätprotokoll som genererar en automatisk elektrisk stimulering mönster för dynamisk elev reflex utvärdering. Standardiserade skadliga stimulering tillämpades med ökande intensitet (från 10 mA till 60 mA med enskilda steg 10 mA, en varaktighet på 1 s, och en pulsbredd på 200 µs) tills pupilldeformitet dilatation större än 13% ([maximal diameter – minimal diameter] / maximal diameter * 100) eller maximal stimulering vid 60 mA uppnåddes. När de definierade kriterierna uppnåddes, stimulering avbröts automatiskt och en PPI Poäng visades (tabell 1). Baslinjen pupillstorlek (före standardiserade skadliga stimulering), elev reflex amplitud (PRA), stimulering intensitet och PPI Poäng registrerades. Varaktigheten av PDR mätning var mellan 2 och 16 sekunder beroende på antalet nödvändiga stimuli.
Flera studier har föreslagit användning av Pupillometri i icke-kommunikativa ICU vuxna. Paulus et al. visade att PDR utvärdering kan förutsäga analgesi krav under endotrakeal aspiration17. Dessutom denna metod kanske kunna avslöja olika nivåer av analgesi och kunde ha diskriminerande egenskaper avseende olika typer av skadliga förfaranden18,19. Nyligen har vetenskapligt intresse riktats mot användningen av särskilda protokoll för PDR bedömning på grund av deras låga stimulering strömmar. PPI protokollet föreslås i vår strategi har tidigare undersökts hos sövda vuxna, avslöjar en signifikant korrelation mellan PDR och opioidadministreringen20. Dessutom Sabourdin o.a. 21 visade att PDR kan användas för att vägleda enskilda intraoperativ remifentanil administration och därför minskar postoperativ rescue analgesi kraven och intraoperativ opioid konsumtion.
Mätning av den nociceptiva Flexion reflexen
För att bedöma rollen av primära afferenta fibrer i överföringen av nociceptiva signaler från perifera nociceptorer till sympatiska kedjan, utvärderades den nociceptiva flexion reflexen (NFR). Reflex elicitering medieras efter A-delta fibrer aktiveras genom ett komplext samspel mellan nervceller som ligger i den dorsala hornen av ryggmärgen22. Rhudy och kollegor beskrivs RIII reflexen, ett sent svar av NFR med hög tröskel nociceptiva egenskaper mäts electromyographically (EMG) över biceps femoris muskeln efter nociceptor aktivering. 23
Ökande elektriska stimuli utförs via kutan Ag-Granulatfyllda elektroder på den laterala fotknölen, utlöser den enbart sensorisk sural nerven. Den reflex Svaren utvärderas i tid och amplitud genom EMG inspelning (figur 2. Omtryckt med tillåtelse av PH Dr med. Jan Baars, verkställande direktör, Dolosys GmbH.).
Efter Willer et al., med beskrivs reflex registrering setup, kan krävs stimulering intensiteten att framkalla NFR (tröskelvärde för spårning) användas som en objektiv nociceptiva bedömning korrelera med subjektiv smärta noter24 , 25 , 26 , 27 , 28. därefter ett flertal studier har genomförts för att identifiera reflex egenskaper (främst reflex tröskel och amplitud) och deras korrelation med intensitet smärtupplevelse hos medvetna vuxna. Dessa studier visade att reflex tröskel och svar amplituden är närbesläktade med smärta intensitet27,29,30. Standardiserade NFR poängkriterier, såsom reflex peak och den genomsnittliga reflex EMG aktiviteten, kan dessutom användas som tillförlitliga kriterier för att definiera detta NFR23,31,32. Enligt senaste forskning, de definierade reflex egenskaper som bidrar till NFR, trots empiriskt härledda ursprung, visade bra test-retest avelsvärdena33,34. Varaktigheten av NFR inspelning, med hänsyn till intervallet (variabel) steg storlek (0,5 mA – 2 mA), interstimulus intervall 8 sekunder med ett intervall randomisering av 20% för att undvika möjliga tillvänjning och reflex räckvidd mellan 90-180 ms efter stimulering35 , var mellan 5 och 15 minuter beroende på den nödvändiga stimulansen intensitet att framkalla NFR och därför antalet krävs stimuli (max 100 mA).
Protocol
Representative Results
Discussion
Detta dokument beskriver tillämpningen av två nociceptiva reflex enheter för objektiva (patient-oberoende) smärtbedömning hos vuxna ICU. Dessutom beskrivs utvärderingen av PDR och NFR egenskaper.
Smärta och delirium är vanliga hos inlagda patienter, ofta i kombination, och kan inverka negativt på resultatet parametrar. På IVA administreras opioider ofta, ibland i kombination med andra lugnande medel, att skydda patienter mot stressande stimuli såsom omvårdnad vård eller olika diag…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöds av avdelnings bidrag från tvärvetenskapliga smärta Center (PCT), Anestesiologi och kritiska hand medicin avdelningar av Antwerpens universitet sjukhus (UZA), Belgien. Dessutom mottogs ett pedagogiskt stipendium (Dehousse mandaat) från universitetet i Antwerpen (UA). Författarna vill tacka Dr Tom Schepens för hans experthjälp under översyn av denna artikel.
Materials
| Neurolight Algiscan | ID Med, Marseille, France | Pupillometre 13235 | Infra red camera for pupil dilation reflex measurement |
| Paintracker | Dolosys GmbH, Belin, Germany | Paintracker V1 2497 | Nociception flexion reflex assessment tool |
| Red DotTrace Prep | 3M, Ontario, Canada | CV-0001-7353-0 | Skin surface preparation tape |
| Electrodes – BlueSensor N | Ambu, Ballerup, Denmark | BlueSensor N N-00-S/25 | Low-impedance Ag-AgCl skin electrodes |
References
- Chamorro, C., Romera, M. A. [Pain and fear in the ICU]. Medicina Intensiva. 39 (7), 442-444 (2015).
- Lusk, B., Lash, A. A. The stress response, psychoneuroimmunology, and stress among ICU patients. Dimensions of Critical Care Nursing. 24 (1), 25-31 (2005).
- Bernardini, R., et al. Plasma beta-endorphin levels and natural-killer cells in two cases of congenital indifference to pain. Child’s Nervous System. 8 (2), 83-85 (1992).
- Greisen, J., et al. Acute pain induces an instant increase in natural killer cell cytotoxicity in humans and this response is abolished by local anaesthesia. British Journal of Anaesthesia. 83 (2), 235-240 (1999).
- Koga, C., et al. Anxiety and pain suppress the natural killer cell activity in oral surgery outpatients. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, and Endodontology. 91 (6), 654-658 (2001).
- Yokoyama, M., et al. The effects of epidural block on the distribution of lymphocyte subsets and natural-killer cell activity in patients with and without pain. Anesthesia & Analgesia. 92 (2), 463-469 (2001).
- Arbour, C., Gelinas, C. Are vital signs valid indicators for the assessment of pain in postoperative cardiac surgery ICU adults?. Intensive and Critical Care Nursing. 26 (2), 83-90 (2010).
- Rose, L., et al. Critical care nurses’ pain assessment and management practices: a survey in Canada. American Journal of Critical Care. 21 (4), 251-259 (2012).
- Arroyo-Novoa, C. M., et al. Pain related to tracheal suctioning in awake acutely and critically ill adults: a descriptive study. Intensive and Critical Care Nursing. 24 (1), 20-27 (2008).
- Stotts, N. A., et al. Wound care pain in hospitalized adult patients. Heart & Lung. 33 (5), 321-332 (2004).
- Puntillo, K. A., et al. Challenge of assessing symptoms in seriously ill intensive care unit patients: can proxy reporters help?. Critical Care Medicine. 40 (10), 2760-2767 (2012).
- Reardon, D. P., Anger, K. E., Szumita, P. M. Pathophysiology, assessment, and management of pain in critically ill adults. American Journal of Health-System Pharmacy. 72 (18), 1531-1543 (2015).
- Granja, C., Amaro, A., Dias, C., Costa-Pereira, A. Outcome of ICU survivors: a comprehensive review. The role of patient-reported outcome studies. Acta Anaesthesiologica Scandinavica. 56 (9), 1092-1103 (2012).
- Schelling, G., Kapfhammer, H. P. Surviving the ICU does not mean that the war is over. Chest. 144 (1), 1-3 (2013).
- Larson, M. D. Effect of dexmedetomidine, an a2-adrenoceptor agonist, on human pupillary reflexes during general anaesthesia. British Journal of Clinical Pharmacology. 51, 27-33 (2001).
- Le Gall, J. R., Lemeshow, S., Saulnier, F. A new Simplified Acute Physiology Score (SAPS II) based on a European/North American multicenter study. The Journal of the American Medical Association. 270 (24), 2957-2963 (1993).
- Paulus, J., et al. Pupillary reflex measurement predicts insufficient analgesia before endotracheal suctioning in critically ill patients. Critical Care. 17 (4), R161 (2013).
- Constant, I., et al. Reflex pupillary dilatation in response to skin incision and alfentanil in children anaesthetized with sevoflurane: a more sensitive measure of noxious stimulation than the commonly used variables. British Journal of Anaesthesia. 96 (5), 614-619 (2006).
- Li, D., Miaskowski, C., Burkhardt, D., Puntillo, K. Evaluations of physiologic reactivity and reflexive behaviors during noxious procedures in sedated critically ill patients. Journal of Critical Care. 24 (3), e479-e413 (2009).
- Wildemeersch, D., Baeten, M., Peeters, N., Saldien, V., Vercauteren, M., Hans, G. Pupillary dilation reflex and pupillary pain index evaluation during general anaesthesia: a pilot study. RJACC. , (2018).
- Sabourdin, N., et al. Pupillometry-guided Intraoperative Remifentanil Administration versus Standard Practice Influences Opioid Use: A Randomized Study. Anesthesiology. 127 (2), 284-292 (2017).
- Skljarevski, V., Ramadan, N. M. The nociceptive flexion reflex in humans — review article. Pain. 96 (1-2), 3-8 (2002).
- Rhudy, J. L., France, C. R. Defining the nociceptive flexion reflex (NFR) threshold in human participants: a comparison of different scoring criteria. Pain. 128 (3), 244-253 (2007).
- Willer, J. C., Bathien, N. Pharmacological modulations on the nociceptive flexion reflex in. Pain. 3 (2), 111-119 (1977).
- Willer, J. C. Comparative study of perceived pain and nociceptive flexion reflex in man. Pain. 3 (1), 69-80 (1977).
- Willer, J. C., Boureau, F., Berny, J. Nociceptive flexion reflexes elicited by noxious laser radiant heat in man. Pain. 7 (1), 15-20 (1979).
- Chan, C. W., Dallaire, M. Subjective pain sensation is linearly correlated with the flexion reflex in man. Brain Research. 479 (1), 145-150 (1989).
- Guieu, R., Blin, O., Pouget, J., Serratrice, G. Analgesic effect of indomethacin shown using the nociceptive flexion reflex in humans. Annals of the Rheumatic Diseases. 51 (3), 391-393 (1992).
- Rhudy, J. L., Williams, A. E., McCabe, K. M., Nguyen, M. A., Rambo, P. Affective modulation of nociception at spinal and supraspinal levels. Psychophysiology. 42 (5), 579-587 (2005).
- Willer, J. C., Boureau, F., Albe-Fessard, D. Supraspinal influences on nociceptive flexion reflex and pain sensation in man. Brain Research. 179 (1), 61-68 (1979).
- Rhudy, J. L., France, C. R. Reliability and validity of a brief method to assess nociceptive flexion reflex (NFR) threshold. Journal of Pain. 12 (7), 782-791 (2011).
- France, C. R., Rhudy, J. L., McGlone, S. Using normalized EMG to define the nociceptive flexion reflex (NFR) threshold: further evaluation of standardized NFR scoring criteria. Pain. 145 (1-2), 211-218 (2009).
- Jurth, C., Rehberg, B., von Dincklage, F. Reliability of subjective pain ratings and nociceptive flexion reflex responses as measures of conditioned pain modulation. Pain Research and Management. 19 (2), 93-96 (2014).
- Lewis, G. N., Rice, D. A., Jourdain, K., McNair, P. J. Influence of stimulation location and posture on the reliability and comfort of the nociceptive flexion reflex. Pain Research and Management. 17 (2), 110-114 (2012).
- Sandrini, G., et al. The lower limb flexion reflex in humans. Neurobiology. 77, 353-395 (2005).
- Chanques, G., et al. Impact of systematic evaluation of pain and agitation in an intensive care unit. Critical Care Medicine. 34 (6), 1691-1699 (2006).
- Robinson, B. R., et al. An analgesia-delirium-sedation protocol for critically ill trauma patients reduces ventilator days and hospital length of stay. Journal of Trauma. 65 (3), 517-526 (2008).
- Payen, J. F., et al. Assessing pain in critically ill sedated patients by using a behavioral pain scale. Critical Care Medicine. 29 (12), 2258-2263 (2001).
- Sabourdin, N., et al. Pupillometry-guided Intraoperative Remifentanil Administration versus Standard Practice Influences Opioid Use: A Randomized Study. Anesthesiology. 127 (2), 284-292 (2017).
- Lukaszewicz, A. C., et al. The relevance of pupillometry for evaluation of analgesia before noxious procedures in the intensive care unit. Anesthesia & Analgesia. 120 (6), 1297-1300 (2015).
- Wildemeersch, D., et al. Pain assessment by pupil dilation reflex in response to noxious stimulation in anaesthetized adults. Acta Anaesthesiologica Scandinavica. , (2018).
- Larson, M. D., et al. Portable infrared pupillometry in critical care. Critical Care. 20 (1), 161 (2016).
- Von Dincklage, F., et al. Monitoring of the responsiveness to noxious stimuli during anaesthesia with propofol and remifentanil by using RIII reflex threshold and bispectral index. British Journal of Anaesthesia. 104 (2), 201-208 (2010).
