Eletrofisiológica medição da atividade cerebral evocados nocivas em neonatos usando uma sonda de Flat-ponta acoplada a Eletroencefalografia
Summary
Medir a dor em pacientes não-verbal é um desafio. Neste estudo nós combinamos a gravação de EEG com estimulação usando uma sonda plana-dica para detectar atividade cerebral evocado nocivas de forma objetiva.
Abstract
A dor é uma experiência sensorial e emocional desagradável. Em pacientes não-verbal, é muito difícil medir a dor, mesmo com ferramentas de avaliação de dor. Essas ferramentas são subjetivas ou determinar indicadores fisiológicos secundários, que também têm certas limitações, particularmente quando explorar a eficácia da analgesia. Como processamento cortical é essencial para a percepção da dor, as medidas de atividade do cérebro podem fornecer uma abordagem útil para avaliar a dor em crianças. Aqui nós apresentamos um método para avaliar a nocicepção com gravações de atividade eletrofisiológica cérebro otimizadas para uso em recém-nascidos. Para produzir estímulos nocivos altamente padronizados e reprodutíveis, aplicamos a estimulação mecânica com uma sonda de ponta plana, por exemplo, picada de agulha, que não é quebra de pele e não causa desconforto comportamental. O potencial evocado nocivas permite a medição objetiva de nocicepção em pacientes não-verbal. Esse método pode ser usado em recém-nascidos logo em 34 semanas de idade gestacional. Além disso, poderia ser aplicada em diferentes situações como medir a eficácia de drogas analgésicas ou anestésicas.
Introduction
A dor é uma experiência sensorial e emocional desagradável associada com dano tecidual real ou potencial, ou descrita em termos de tais danos1. A incapacidade de comunicar verbalmente não nega a possibilidade de que um indivíduo está experimentando dor mas torna muito difícil avaliar o tratamento de alívio da dor, por exemplo, em recém-nascidos2. Vários indicadores comportamentais e fisiológicos são utilizados para avaliar a dor em pacientes não-verbal. Diferentes escalas foram desenvolvidas ao longo dos anos, a escolha depende do tipo de estímulo, idade gestacional e o ambiente em que os recém-nascidos são embeded3,4,5. Estas ferramentas de avaliação de dor também dependem de interpretação do avaliador ou eles exigem secundários indicadores fisiológicos.
Neste vídeo, apresentamos um método para avaliar a nocicepção com gravações eletrofisiológicas otimizadas para uso em recém-nascidos. Nocicepção é definida como o processo neural de codificação estímulos nocivos. Assim, dosar a nocicepção é um método elegante e objetivo para determinar a entrada neural em uma pessoa não-verbal. Além disso, a atividade cortical detectada por Eletroencefalografia (EEG) está correlacionada com a intensidade de eventos nocivos5,6.
O método apresentado aqui combina gravação de EEG com estímulos nocivos produzidos por uma estimulação mecânica com uma sonda de ponta plana, também chamada de uma picada de agulha7, que não é quebra de pele e não causa desconforto comportamental6. Tem sido demonstrado, que a nocicepção seguinte pontuam estimulação é predominantemente mediado pela Aδ-fibras, será que não é necessário uma pele quebrando lesão8 e a magnitude da nociceptiva específicas potenciais não é dependente do estado9de dormir. A sonda é bem aceito também por pais ao aplicar esse método em um ambiente de estudo com recém-nascidos. Eletronicamente, a sonda está ligada ao sistema de gravação de EEG, permitindo a gravação de EEG ser marcados precisamente quando a sonda entra em contato com a pele. Isto grandemente simplifica o processo de bloqueio de tempo e é a premissa para todas as análises subsequentes de EEG. A fim de minimizar o tempo de preparação da gravação infantil EEG, usamos um sistema de posicionamento de eletrodo de 10/20 internacional modificado onde reduzimos o número de eletrodos para o requisito mínimo de três eletrodos (Figura 1). Utilizou-se o eléctrodo Cz de vértice central, onde a atividade cerebral evocado nocivas é máxima9,10,11, juntamente com uma referência e um eléctrodo de terra.
Protocol
Representative Results
Discussion
A abordagem apresentada aqui mostra como nocivas-evocado cerebral actividade em neonatos pode ser medida de forma objectiva, usando a gravação de EEG e estimuladores de ponta plana-sonda para aplicar estímulos nocivos experimentais. Esta técnica pode ser usada em várias configurações clínicas para detectar a nocicepção, por exemplo, em pessoas não-verbais, tais como recém-nascidos. O estudo completo pode ser feito dentro de 15 minutos, incluindo a colocação do bebé, identificar, preparar e montage…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores gostaria de reconhecer Caroline Hartley e Rebeccah Slater (departamento de Pediatria, Universidade de Oxford, Reino Unido) para revisão crítica de nosso papel e Walter Magerl (departamento de neurofisiologia, centro de Biomedicina e tecnologia médica Mannheim (CBTM), Universidade de Heidelberg, Alemanha) nos apoiar com equipamento técnico e conhecimento.
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).
