מדידות אלקטרופיזיולוגיות של פעילות המוח יתמודד עורר Neonates באמצעות בדיקה שטוח-טיפ מצמידים אלקטרואנצפלוגרם
Summary
מדידת כאב בחולי-מילולית היא אתגר. במחקר זה אנו משלבים EEG הקלטה עם גירוי באמצעות בדיקה שטוח-טיפ כדי לזהות פעילות מוחית יתמודד עורר בצורה אובייקטיבית.
Abstract
הכאב הוא חוויה חושית ורגשית לא נעימה. בחולים-מילולית, קשה מאוד למדוד כאב, אפילו עם כלי הערכה כאב. הכלים האלה הם סובייקטיביים או לקבוע מדדים פיזיולוגיים משנית אשר יש גם מגבלות מסוימות, במיוחד כאשר בוחנים את האפקטיביות של שיכוך כאבים. כמו עיבוד בקליפת המוח הוא חיוני עבור כאב תפיסה, אמצעים פעילות המוח עשויה לספק גישה שימושית כדי להעריך את כאב אצל תינוקות. כאן אנו מציגים שיטה להערכת nociception עם הקלטות של פעילות המוח אלקטרופיזיולוגיות ממוטב לשימוש אצל תינוקות רכים. כדי לייצר גירויים רעילים מאוד סטנדרטית ו לשחזור והגשנו בקשה גירוי מכני שטוח-טיפ גשש, למשלPinPrick, אשר לא העור-פריצה, אינה גורמת מצוקה התנהגותית. הפוטנציאל יתמודד עורר מאפשר המדד האובייקטיבי של nociception בחולים-מילולית. בשיטה זו ניתן להשתמש אצל תינוקות יילוד מוקדם ככל גיל הריון 34 שבועות. יתר על כן, זה יכול להיות מיושם במצבים שונים כגון מדידת היעילות של תרופות להרגעה או הרדמה.
Introduction
הכאב הוא חוויה לא נעימה חושית ורגשית המשויך נזק ממשי או פוטנציאלי לרקמות, או תיאר מבחינת כזה נזק1. חוסר היכולת לתקשר באופן מילולי אינה פוסלת את האפשרות כי אדם חווה כאב אבל עושה את זה מאתגר מאוד להעריך טיפול להקלת כאבים, לדוגמה ב יילוד תינוקות2. כמה אינדיקטורים התנהגותיים, פיזיולוגיים משמשים להערכת כאב בחולי-מילולית. סולמות שונים פותחו במהלך השנים, הבחירה תלויה בסוג של הגירוי, גיל ההיריון, הסביבה שבה הם neonates embeded3,4,5. כלי הערכה אלה כאב גם להסתמך על הפרשנות של מדרג או הם דורשים משני מדדים פיזיולוגיים.
בסרטון וידאו זה, אנו מציגים שיטה להערכת nociception עם הקלטות אלקטרופיזיולוגיות ממוטב לשימוש אצל תינוקות רכים. Nociception מוגדרת כתהליך עצבית של קידוד גירויים יתמודד. לפיכך, quantitating nociception היא שיטה אובייקטיבית אלגנטית כדי לקבוע את הקלט עצביות בבן אדם-מילולית. יתר על כן, פעילות קורטיקלית זוהה על ידי אלקטרואנצפלוגרם (EEG) הוא מתואם עם עוצמת האירועים יתמודד5,6.
השיטה המוצגת כאן משלב EEG הקלטה עם גירויים יתמודד המיוצר על ידי גירוי מכני גשש שטוח-עצה, הנקרא גם pinprick7, אשר אינה שבירת העור והיא אינה גורמת מצוקה התנהגותית6. הוכח, nociception הבאים תנקד את גירוי בעיקר מתווך על ידי Aδ-סיבים, האם לא צריך עור של שבירת הנגע8 ועוצמת nociceptive הספציפיים הפוטנציאלי אינו תלוי לישון המדינה9. החללית מקובל גם גם על ידי ההורים בעת החלת בשיטה זו באווירה מחקר עם neonates. החללית מקושר אלקטרונית מערכת הקלטה EEG הפעלת ההקלטה EEG להיות מתויג בדיוק כאשר המכשיר קשר העור. זו מאוד מפשט את התהליך של נעילת הזמן והיא ההנחה עבור כל ניתוח EEG עוקבות. כדי לצמצם את זמן ההכנה של ההקלטה EEG לתינוק השתמשנו מערכת השמה 10/20 אלקטרודה ששונה בינלאומי שבו אנחנו הופחת מספר אלקטרודות הדרישה המינימלית של שלוש אלקטרודות (איור 1). האלקטרודה Cz קודקוד המרכזי, שם הפעילות המוחית יתמודד עורר הוא מקסימלי9,10,11, היה בשימוש יחד עם הפניה אחת אחת אלקטרודה הקרקע.
Protocol
Representative Results
Discussion
הגישה המוצגת כאן מראה כיצד יתמודד-עורר המוח פעילות neonates ניתן למדוד בצורה אובייקטיבית באמצעות EEG הקלטה של תכשירים שטוח-טיפ בדיקה כדי להחיל גירויים יתמודד ניסיוני. טכניקה זו יכול לשמש במסגרות קליניות שונות כדי לזהות nociception, למשל אנשים מילוליים כגון neonates. המחקר המלא יכול להיעשות בתוך 15 ד…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים רוצה להכיר קרוליין הארטלי והילד Rebeccah סלייטר (המחלקה של מחלקת הילדים, אוניברסיטת אוקספורד, בריטניה) כדי לבצע סקירה ביקורתית שלנו נייר, וולטר Magerl (המחלקה של נוירופיזיולוגיה, מרכז של וההתערבות, טכנולוגיה רפואית מנהיים (CBTM), אוניברסיטת היידלברג, גרמניה) לתמיכה אותנו עם ציוד טכני וידע.
Materials
| 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).
