Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

ماجنيتونسيفالوجرافي المتزامن والمخ يوفر أداة مفيدة للبحث عن آليات مشتركة ومتميزة الحجم الكلي للتخفيضات في الوعي المستحث بالمسكنات المختلفة. وتوضح هذه الورقة الأساليب التجريبية الأساسية لتسجيل هذه البيانات من البشر صحية أثناء التخدير N-Methyl-D-Aspartate-(NMDA)-receptor-antagonist-based خلال استنشاق أكسيد النيتروز وزينون.

Abstract

ويقدم التخدير يمكن القول أن واحدة من الطرق المنهجية فقط لدراسة يرتبط العصبية من الوعي/اللاوعي العالمي. ولكن حتى الآن معظم نيورويماجينج أو التحقيقات العصبية في البشر قد اقتصرت على دراسة المسكنات γ-Amino-Butyric-Acid-(GABA)-receptor-agonist-based، بينما آثار فصامي N-Methyl-D-Aspartate-(NMDA)- على أساس خصم مستقبلات المسكنات الكيتامين، زينون (Xe) وأكسيد النيتروز (ن2س) غير معروفة إلى حد كبير. وتصف هذه الورقة الأساليب الأساسية لتسجيل ماجنيتونسيفالوجرافي (MEG) والمخ (EEG) من الذكور الأصحاء متزامنة أثناء استنشاق غاز مخدر وكلاء N2س و Xe. الجمع بين البيانات MEG و EEG يمكن تقييم نشاط الدماغ الكهرومغناطيسية أثناء التخدير في ارتفاع القرار المكانية، الزمانية، ومعتدلة. هنا يمكننا وصف بروتوكول مفصل، المكرر عبر جلسات عمل تسجيل متعددة، تشمل توظيف هذا الموضوع، وإعداد معدات التخدير في غرفة الماسح الضوئي ميج وجمع البيانات وتحليل البيانات الأساسية. في هذا البروتوكول كل مشارك يتعرضون لمستويات متباينة من Xe ون2س في تصميم تدابير متكررة أكثر من الصليب. بعد الأساس ذات الصلة ويتعرض المشاركون تسجيلات المجوعات زيادة مستوحاة تركيزات Xe ون2س من 8، 16، 24 ونسبة 42 في المائة، و 16 و 32 و 47% على التوالي، خلال التي تعقب مستوى الاستجابة مع السمع المهمة (زاكوم) من الأداء المستمر. وترد نتائج لعدد من التسجيلات لتسليط الضوء على خصائص استشعار مستوى البيانات الخام والطبوغرافيا الطيفية، والتقليل من حركات الرأس وآثار تعتمد المستوى القاطع على الردود مقولة السمعية. هذا النموذج يصف نهج عام لتسجيل الإشارات الكهرومغنطيسية المرتبطة بعمل أنواع مختلفة من المسكنات الغازية، التي يمكن تكييفها مع سهولة ليتم استخدامها مع وكلاء مخدر متقلبة والحقن الوريدي. ومن المتوقع أن الأسلوب المذكورة يمكن أن تسهم في فهم آليات الحجم الكلي للتخدير عن طريق تمكين ملحقات المنهجية التي تنطوي على تصوير الفضاء المصدر وتحليل شبكة وظيفية.

Introduction

وهناك توافق جيد بين أدلة العصبية ما قبل السريرية والسريرية تشير إلى أن ظاهرة الوعي البشري يتوقف على سلامة الدوائر العصبية صريحة. ملاحظة أن هذه الدوائر تتأثر بشكل منهجي والنسب في اللاوعي قد أثبت الحاجة إلى تقنيات نيورويماجينج استخدامها أثناء التخدير وتمكين 'التنقل' البحث عن يرتبط العصبية من الوعي. مع الاستثناء المحتمل للنوم، التخدير ويمثل الطريقة الوحيدة التي يمكن للمرء، بطريقة الخاضعة للرقابة، وعكسها واستنساخه والتشويش، وهكذا تشريح، والآليات التي تخدم دون وعيه، لا سيما على صعيد العيانية ديناميات المخ العالمية. سريرياً، يمكن تعريفها بأنها حالة من التنويم المغناطيسي/فقدان الوعي، والجمود، والتسكين التخدير العام ولا تزال واحدة من الأكثر وفرة من التدخلات الطبية المستخدمة والأكثر أماناً. وعلى الرغم من وضوح وكفاءة في النتيجة النهائية، لا يزال هناك كبيرة من عدم اليقين فيما يتعلق بآليات عمل لأنواع مختلفة من العوامل التي تؤدي إلى فقدان الوعي المستحث مخدر1.

المسكنات يمكن تقسيمها إلى عوامل الوريدي لا سيما بروبوفول والباربيتورات، أو وكلاء متقلبة/الغازية مثل سيفوفلوراني، إيسوفلوراني، زينون (Xe) وأكسيد النيتروز (ن2س). وقد علم الصيدلة التخدير راسخة مع أهداف الخلوية متعددة محددة على أنها مرتبطة بعمل مخدر. درس معظم وكلاء لقانون التاريخ أساسا عن طريق أجونيسم نشاط مستقبلات وساطة γ-Amino-Butyric-Acid-(GABA). وفي المقابل، الكيتامين وكلاء فصامي، يعتقد Xe ون2س بذل آثارها بشكل أساسي استهداف N-Methyl-D-Aspartate-(NMDA) جلوتاماتيرجيك مستقبلات2،3. أهداف صيدلانية هامة أخرى تشمل قنوات البوتاسيوم، مستقبلات أستيل مستقبلات الغلوتامات بقايا، امبا وكينيت، بيد أن مدى مساهمتها في عمل مخدر لا يزال بعيد المنال (للاطلاع انظر استعراض شامل 4).

مدى التغير في إليه العمل والآثار الفسيولوجية والعصبية الملاحظة لأنواع مختلفة من وكلاء، يجعل من الصعب استخلاص استنتاجات عامة بشأن تأثيرها على معالجة واعية. فقدان الوعي (خط التماس) الناجم عن عوامل جابايرجيك عادة ما تتسم بتغيير عالمي في نشاط الدماغ. وهذا واضح في ظهور دلتا عالية السعة، والتردد المنخفض (δ، 0.5-4 هرتز) الأمواج والحد من الترددات العالية، النشاط غاما (γ، 35-45 هرتز) في للالكهربائي (EEG)، مماثلة لموجة بطيئة النوم5،6 ، وكذلك التخفيضات على نطاق واسع في الدم الدماغي تدفق والجلوكوز الأيض5،6،،من78،9،10،11،12 . بوفيروكس وآخرون. 13 إضافة إلى هذه الملاحظات التي تدل على تحقيق انخفاض كبير في استراحة اتصال الدولة الوظيفية تحت التخدير بروبوفول باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (الرنين المغناطيسي الوظيفي). وفي المقابل، تعطي المسكنات فصامي أقل واضحة الشخصية تأثيرات على نشاط الدماغ. وفي بعض الحالات، أنها ترتبط مع الزيادات في الدم الدماغي تدفق والجلوكوز الأيض14،15،16،17،،من1819، 20،21 بينما الدراسات التي ريكس والزملاء22 ولايتيو والزملاء23،24 تبحث في آثار Xe قدمت أدلة على حد سواء زاد والدماغ النشاط. يتبين من مخالفات مماثلة في آثار على التخطيط الدماغي إشارات25،26،،من2728. جونسون وآخرون. 29 أظهرت زيادة في إجمالي طاقة دلتا نطاقات التردد المنخفض وثيتا، وكذلك كما هو الحال في غاما الفرقة التردد العالي في كثافة عالية دراسة التخطيط الدماغي للتخدير Xe حين أبديت ملاحظات معارضة لن2س في الدلتا، ثيتا و تردد ألفا العصابات30،31 Xe في ترددات أعلى32. يمكن ملاحظة هذه التقلبات في آثار Xe على نشاط فروة الرأس الكهربائية في ألفا ونطاقات التردد بيتا أيضا مع كل يزيد33 والتخفيضات34 يتم الإبلاغ عنها.

وعلى الرغم من التناقضات المذكورة أعلاه، يبدأ الصورة لتصبح أكثر اتساقا عبر وكلاء عند محاولة واحدة للنظر في التعديلات في الربط الوظيفي بين مناطق الدماغ. بيد أن هذه التدابير كانت معظمها يقتصر على الطرائق التي بالضرورة تقديم تنازلات فيما يتعلق بالقرار المكاني أو الزماني. بينما الدراسات التي تستخدم في التخطيط الدماغي تكشف واضحة، وإلى حد ما يتسق، التغيرات في هيكل طوبولوجي الشبكات الفنية أثناء التخدير/التخدير مع بروبوفول35وسيفوفلوراني36 و2س ن37، على ما يبدو بيانات التخطيط الدماغي مستوى استشعار متباعدة على نطاق واسع على عدم كفاية القرار المكانية مجد تحديد وترسيم القمم الشبكات الفنية المقابلة. على العكس من ذلك، نجد دراسات استخدام القرار المكانية متفوقة الرنين المغناطيسي الوظيفي والتصوير المقطعي بالبوزيترون (PET)، التعديلات طوبولوجي مماثلة في الاتصال الفنية على نطاق واسع لأن التخطيط الدماغي13،38،39 ،40،41، ومع ذلك تمتلك الأزمنة غير كافية لتوصيف المرحلة-السعة اقتران في الفرقة (8-13 هرتز) التخطيط الدماغي ألفا وغيرها من الظواهر الديناميكية التي أخذت في الظهور كتوقيعات هامة من عمل مخدر12،42. وعلاوة على ذلك، لا تقيم هذه التدابير مباشرة النشاط العصبي الكهرومغناطيسي43.

ولذلك، من أجل مجد النهوض بفهم العمليات العيانية المرتبطة بعمل المسكنات، القيود المفروضة على التحقيقات التي سبق ذكرها تحتاج إلى معالجتها؛ تقتصر تغطية وكلاء مخدر والقرار الزمانية غير كافية من القياسات غير الغازية. وعلى هذا الأساس، مخطط الكتاب طريقة إلى أحدث السجلات في وقت واحد (MEG) ونشاط التخطيط الدماغي في المتطوعين صحية التي تم تطويرها لإدارة وكلاء مخدر فصامي الغازية، Xe و N2o.

ويستخدم في ميج كما هو أسلوب العصبية غير الغازية فقط خلاف EEG يحتوي على دقة الزمانية في النطاق ميلي ثانية. وقد EEG مشكلة الخلط بين المجالات الكهربائية بالجمجمة، الذي يعمل كعامل تصفية تمرير المنخفضة في النشاط الذي تم إنشاؤه كورتيكالي، بينما ميج حساس أقل بكثير لهذه المسألة ومسألة حجم التوصيل44. ويمكن القول بأن لديه ميج أعلى المكانية والمصدر دقة الترجمة من 45،EEG46. لا يسمح EEG تسجيل حقيقية خالية من مرجع37،47، لكن ميج. أيضا عادة تسجيل نظم ميج نشاط القشرية في كثير تردد طائفة أوسع من التخطيط الدماغي، بما في ذلك أشعة غاما عالية48(عادة 70-90 هرتز)، التي اقترحت أن تشارك في آثار منوم مخدر عوامل بما في ذلك Xe29 و N 2 O28. ويقدم ميج نشاط العصبية التي تكمل التي تنقلها التخطيط الدماغي، كنشاط التخطيط الدماغي تتصل بالتيارات الكهربائية خارج الخلية بينما ميج يعكس أساسا المجالات المغناطيسية التي تولدها التيارات داخل الخلايا46، 49-وعلاوة على ذلك، ميج حساس بشكل خاص للنشاط الكهربية عرضية للقشرة، بينما التخطيط الدماغي معظمها سجلات نشاط خارج الخلية شعاعي ل قشرة49. وهكذا الجمع بين البيانات MEG و EEG بمزايا فائقة المضافة50.

تم اختيار وكلاء فصامي الغازية Xe ون2س لمبدأ الأسباب التالية: فهي الرائحة (Xe) أو أساسا الرائحة (ن2س) ومما يمكن أن تستخدم بسهولة حضور شروط التحكم عندما يعملون في التركيزات السريرية الفرعية. وباﻹضافة إلى ذلك، فأيضا مناسبة للإدارة عن بعد والرصد في بيئة مختبر بسبب تأثيرات اكتئاب القلب والجهاز التنفسي ضعيفة على61. زينون وإلى أقل حد ن2س، تحتفظ بحد أدنى منخفض نسبيا-السنخية-تركيز-(MAC)-يقظة في تصبح فيها 50% مرضى لا تستجيب لأحد أوامر لفظية مع القيم من 32.6 6.1% ±51 و 63.3 +-7.1%52 على التوالي. ورغم Xe ون2س كلا يجري الخصوم مستقبلات NMDA، أنها تعدل التخطيط الدماغي بشكل مختلف--يظهر Xe يتصرفوا أكثر عامل جابايرجيك نموذجي عند مراقبة استخدام الفهرس بيسبيكترال33،53،54 (واحد من عدة النهج المستخدمة لرصد عمق التخدير اليكترونسيفالوجرافيكالي). وفي المقابل، ينتج ن2س تأثير اليكترونسيفالوجرافيك الظاهر أقل بكثير حيث أنها سيئة، إذا على الإطلاق، مراقبة استخدام الفهرس بيسبيكترال26. ل Xe مختلف خصائص اليكترونسيفالوجرافيك المبلغ عنها إلى وكلاء فصامي الأخرى، ولكنها تمتلك خصائص مشابهة لوكلاء جابايرجيك درس أكثر شيوعاً، دراستها الكهربية لديه القدرة على الكشف عن أهمية ميزات تتصل يرتبط العصبية من وعيه والتغييرات الوظيفية شبكة المقابلة. من المحتمل أن تكشف أكثر عن شبكات الدماغ التي تعزز الوعي العادي وتغيير، نظراً للدور الحاسم الذي يتوسط مستقبلات NMDA النشاط يلعب في التعلم والذاكرة ودورها المتورطين في مجموعة من العوامل التي تعمل على مستقبلات NMDA الاضطرابات النفسية التي تشمل الفصام والاكتئاب80.

وتركز هذه الورقة أساسا على جمع البيانات صعبة ومعقدة الإجراء المرتبطة بتسليم وكلاء مخدر الغازية في بيئة غير المستشفى أثناء تسجيل في نفس الوقت MEG و EEG. ويرد تحليل البيانات الأساسية على مستوى أجهزة الاستشعار وترد بيانات المثال توضح أنه يمكن الحصول على تسجيلات عالية الدقة مع الحد الأدنى من حركة الرأس. لا وصف العديد من الأساليب المحتملة لمصدر اللاحقة التصوير و/أو الفنية اتصال التحليل التي سوف تتم عادة باستخدام هذا النوع من البيانات، هذه الأساليب ويرد كذلك في الأدب وإظهار خيارات مختلفة تحليل،من5556.

Protocol

الدراسة بعنوان "آثار استنشاق Xe ون2س في نشاط المخ تسجيلها باستخدام التخطيط الدماغي وميج" تمت الموافقة (موافقة عدد: 260/12) بمستشفى الفريد ولجنة الأخلاقيات في "جامعة سوينبرن للتكنولوجيا" وأوفت بالمتطلبات الوطنية بيان بشأن قواعد السلوك الأخلاقية في البحوث البشرية (2007).

1-عدد المشتركين اختيار ومتطلبات مرحلة ما قبل الدراسة

  1. إجراء مقابلة لتحديد صحية، والحق وسلم، والكبار من الذكور تتراوح أعمارهم ما بين 20 و 40 سنة.
    1. تأكيد حالة صحة عامة جيدة عن طريق الحصول على منسب كتلة الجسم من المشارك وعدم وجود موانع للتصوير بالرنين المغناطيسي أو ميج (مثل الهيئات الأجنبية معدني مزروع)، فضلا عن جمع تاريخ طبي مفصل بما في ذلك أي العمليات الجراحية السابقة، الأهم من أي ردود فعل سلبية للتخدير العام الذي سيؤدي إلى استبعاد من الدراسة.
    2. على وجه التحديد استبعاد أي الأخيرة في تناول الدواء الموصوف العقلية أو غيرها، فضلا عن ضمان عدم وجود أي استخدام المخدرات الترفيهية وعدم وجود أي اضطراب عصبي، والصرع، وأمراض القلب، توقف التنفس أثناء النوم، الحركة المرض و الخوف من الأماكن المغلقة. كما سيكون من المهم في وقت لاحق للحصول على ختم جيدة مع قناع وجه مخدر استبعاد المشاركين الذين لديهم اللحى الكبيرة، ما لم تكن على استعداد للحلاقة.
      ملاحظة: استبعاد الإناث بسبب آثار موثقة من النقيضين57 و/أو سن الحيض إشارة ميج/EEG يستريح، فضلا عن الميل المتزايد إلى الغثيان والقيء58.
  2. اتبع الإجراء التخدير العام البقاء اليوم كما عينت في أستراليا ونيوزيلندا كلية من التخدير (أنزكا) المبادئ التوجيهية (الوثيقة PS15).
    1. وتمشيا مع هذه المبادئ التوجيهية، طرح المواضيع بسرعة لمدة 6 ساعات على الأقل وتستهلك لا سوائل لمدة ساعتين على الأقل قبل البدء التجربة. تأكيد الالتزام بوجود طبيب التخدير الاتصال المشارك في اليوم قبل الاختبار وتحيط المكان.
    2. بعد الانتهاء من هذه التجربة، وقد مواضيع الخضوع للوظائف القياسية التخدير الرعاية الرصد بتوجيههم إلى لا تعمل أي الآلات الثقيلة أو اتخاذ قرارات هامة خلال 24 ساعة التجربة (بسبب احتمال انخفاض مستوى المتبقية ضعف الإدراك من Xe ون2س).

2-المرافق والمعدات

ملاحظة: المرافق وفقا لمتطلبات أنزكا لإيصال التخدير خارج مجموعة تشغيل جراحية عادية (http://www.anzca.edu.au/resources/professional-documents. PS55 الوثيقة). على وجه التحديد، يفي الغرفة الأنظمة الهندسية للإدارة الطبية الغاز والسلامة الكهربائية.

  1. تشغيل التجربة في مختبر التصوير المخ سوينبرن متقدمة تكنولوجيا للمركز، هي الغرفة ميج الذي يحتوي على غرفة محمية مغناطيسيا (MSR) الذي يضم الماسح الضوئي ميج. غرفة محمية يجلس على أرضية عائمة المعزولة من الحركات البيئية مثل مرور القطارات.
  2. تسليم غازات التخدير باستخدام جهاز تخدير، يقع خارج قسم MSR، القادرة على إيصالها ورصد زينون الغازية. هذا الجهاز التخدير صمم خصيصا لإدارة حلقة مغلقة انخفاض تدفق الغاز Xe وقياس تركيزات Xe نهاية-المد والجزر باستخدام كاثاروميتري (الموصلية الحرارية؛ دقة ± 1%)، بالإضافة إلى توفير معيار العناية بالمريض الرصد. ويشمل ذلك نهاية المد س2, CO2, ن2س القياس (عند الاقتضاء)، نبض oximetry، 3-يؤدي تخطيط القلب، وقياس ضغط الدم غير الغازية (نيبب) وفقا للمبدأ التوجيهي ANZCA الوثيقة PS18. قياس نهاية المد تركيزات2س ن باستخدام الأشعة تحت الحمراء الطيفي نفذت في آلة التخدير.
    1. أنابيب الغازات للمشاركين استخدام الموسعة مم 22 التنفس خراطيم المياه التي تمر عبر قنوات MSR.
  3. توفير معيار العناية بالمريض الرصد وفقا للمبدأ التوجيهي ANZCA الوثيقة PS18. ويشمل ذلك نهاية المد س2, CO2, ن2س القياس (عند الاقتضاء)، نبض oximetry، 3-يؤدي تخطيط القلب، وقياس ضغط الدم غير الغازية (نيبب).
    1. مراقب ضغط الدم وفقا للمبدأ التوجيهي ANZCA الوثيقة PS18 باستخدام جهاز ضغط الدم غير الغازية الموجودة خارج قسم MSR ومتصلة بواسطة أنبوب طويل تضخم إلى الرباط وضعها في القسم العلوي من الذراع.
    2. خلال التجربة، تسجيل وتوثيق الفسيولوجية كل المعلمات عند فواصل زمنية 1 دقيقة بالإضافة إلى التسجيل الآلي لجميع المعلمات كل 30 ثانية.
  4. تأكد من أن الغازات يتم إيصاله إلى المشاركين استخدام الموسعة مم 22 التنفس خراطيم المياه التي تمر عبر قنوات MSR. نظام شفط يقع خارج قسم MSR وأنبوب طويل تسليم، متصلاً يانكوير عصا الشفط يتم تمريرها من خلال قناة لتوضع قريبة من المراقب المريض والسريرية على حد سواء.
    1. وبالإضافة إلى ذلك، ضمان تقيئ أحواض تقع قريبة من داخل قسم MSR لتمكين تلك المواقع السريعة المراقب عند حدوث تقيئ. المراقبة السريرية داخل قسم MSR ستحتاج إلى التيقظ لأي عرقلة مجرى الهواء، والاستجابة في البداية مع الذقن ورفع أو الفك فحوى والوقف الفوري للبروتوكول إذا كان يتم signaled تقيئ الوشيكة قبل البلع المفرط أو التهوع أو مجرى الهواء لم يتم حل عرقلة الحياة الذقن أو الفك فحوى.
  5. سجل EEG باستخدام ميج متوافق مع 64-قناة Ag/AgCl قطب كاب يعلق على بطارية مدعوم من مكبر للصوت داخل قسم MSR. يتم توصيل مكبر للصوت عبر كابل الألياف الضوئية ومحول وسائط مناسبة لجهاز كمبيوتر محمول تشغيل برمجيات اقتناء متوافقة.
  6. نشاط الحقل المغناطيسي الدماغ السجل (MEG) بمعدل أخذ عينات من 1000 هرتز باستخدام نظام ميج التي لديها تغطية كامل الدماغ وكذلك تعريف الصفائف من أجهزة الاستشعار التي يمكن أن تتضمن أجهزة قياس المغنطيسية ومقاييس المحوري/مستو؛ هذه الدراسة استخدام نظام يتألف من 102 أجهزة قياس المغنطيسية ومقاييس مستو 204. لتجنب تعقيدات لا صلة مباشرة بالبروتوكول أو تكوين النظام ميج، يقال المثال البيانات من أجهزة قياس المغنطيسية وحدها، على الرغم من أن يتم الحصول على بيانات أجهزة قياس المغنطيسية وجراديوميتير كجزء من البروتوكول.
  7. ضع رئيس المسار بشكل مستمر باستخدام 5 موضع رأس المؤشر (HPI) لفائف. رقمنة موقع لفائف الرأس واقطاب EEG وعلامات الاعتماد (ناسيون ونقاط اليسار واليمين برياوريكولار) قبل ميج المسح الضوئي باستخدام المناسبة إعداد نسخ رقمية من المعدات.
    1. نظراً لأن الهدف الحصول على نتائج في الفضاء المصدر، قم بتعطيل أي نظام التدريع النشطة الداخلية يستخدمها النظام ميج لإلغاء الضوضاء ثلاثي الأبعاد، بغية جعل خط أنابيب معالجة مرنة فيما يتعلق باستخدام الفضاء إشارة طرق فصل (نظام الضمان الاجتماعي) التي تستخدم عادة.
    2. استخدام ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي للحصول على المقابلة T1 المرجحة الهيكلية الأشعة على المخ لتسجيل المشارك لاحقاً مع تسجيلات م/EEG.

3-دراسة تصميم والبروتوكول

ملاحظة: يتم اتباع بروتوكول تجريبي كروس ذات اتجاهين. إجراء دورتين اختبار منفصلة لكل موضوع فصل بمدة أقصاها أربعة أسابيع بين اختبار الدورات. ذراع واحدة من الدراسة تتألف من الإدارة Xe، بينما تعطي ن2س في الذراع الثانية. المشاركون الأعمى لنوع الغاز الذي تتم إدارته مع الموظفين الطبيين والباحثين ليس بسبب الاختلافات الطفيفة في الإجراءات التي تتبع لإدارتها.

  1. بعد الحصول على الموافقة المستنيرة، تأكيد أهلية المشاركين مع مقابلة مستفيضة تاريخ طبي وقياسات علامة على الحيوية التي تشمل ضغط الدم، ومعدل ضربات القلب، والجسم درجة الحرارة وذروة تدفق الزفير. بعد تأكيد أهلية المشاركين، هذا الموضوع يخضع لمقياس مختصر في ميج ضمان أن لا توجد أي مصادر غير متوقعة من الضوضاء.
  2. وضع سقف التخطيط الدماغي في الرأس في هذا الموضوع وجل جميع الأقطاب الكهربائية. إرفاق لفائف HPI 5 على الغطاء باستمرار تسجيل موضع الرأس في ميغ.
    1. رقمنة القنوات EEG، HPI لفائف مواقف ونقاط إضافية في الآنف في هذا الموضوع وتخزين جميع المواقع باستخدام حزمة البرامج المصاحبة ميج.
    2. نقل الموضوع إلى قسم MSR، الاتصال cap قطب أقطاب مكبر للصوت وجل إعادة التخطيط الدماغي إذا لزم الأمر لضمان على ممانعات الاتصال الكهربائية أدناه 5 kΩ.
  3. بالإضافة إلى ميج والتخطيط الدماغي، تسجيلات ثلاثة قناة بيو القطبين إضافية.
    1. لأن الإدارة عامل مخدر يرتبط بالتغيرات في العضلات، سجل electromyogram (EMG) باستخدام زوج من أقطاب Ag/AgCl استخدام واحد وضع سوبمينتالي لتسجيل نشاط العضلات (البطن الأمامي) ميلوهيويد وديجاستريك.
    2. تسجيل الكهربائية-أوكولوجرام (EOG) عن طريق ربط زوج من أقطاب أعلاه واحدة من العيون، وقرب الجبين، وقرب كانتوس الجانبية المقابلة وإجراء التسجيلات الثلاثة-يؤدي رسم القلب (ECG) باستخدام الأقطاب الكهربائية على كل الرسغ وكوع الأرضي (انظر الشكل 1).
  4. أطلب من المشاركين أن تبقى العيون مغلقة خلال جميع مراحل التسجيل للتجربة.
  5. أداء الإدارة السريرية لهذا الموضوع مع طبيب تخدير وممرضة تخدير أو المراقب السريرية الأخرى تدريب مناسب. لقد الممرضة/المراقب الجلوس مع هذا الموضوع في قسم MSR كي ترصد باستمرار حالة المشارك (وبخاصة الختم قناع الوجه ومجرى الهواء في هذا الموضوع) وطبيب التخدير، الموجود في غرفة التحكم لإدارة توصيل الغاز والإلكترونية الرصد.
  6. جمع البيانات في فريق من ثلاثة: عضو واحد للرصد والتحكم في الحصول ميج إشارة، آخر للرصد والتحكم في الحصول على التخطيط الدماغي وآخر بدء وإيقاف المهمة الأداء المستمر سمعي محوسب بينما رصد الردود المواضيع، تنسيق كافة توقيت التجريبية وتسجيل ضغط الدم دقيقة، وتركيزات غازات نهاية المد ومعدل تدفق الغاز كما هو منصوص عليه بطبيب التخدير.
  7. رصد مستمر بصريا المشارك في الأبحاث العلمية البحرية عبر كاميرا مناسبة، الذي يسجل أيضا جميع مراحل التجربة للتقييم اللاحق والاستعراض.
  8. سلوكيا قياس مستوى الاستجابة في جميع أنحاء التجربة باستخدام مهمة أداء مستمر سمعية (زاكوم) الجارية. استخدام سماعات متوافقة ميج لتسليم لهجة سمعي كلتا الأذنين تردد كيلوهرتز أما 1 أو 3 من السعة ستيريو ثابتة (حوالي 76 ديسيبل)، مع فاصل بين حافز بين 2 إلى 4 ثوان مستمدة من توزيع موحد.
    1. أطلب من المشاركين للرد، في أسرع وقت ممكن باستخدام مربعي زر منفصل عقد في كل ناحية. استخدام اليسار وتتوافق مع الأزرار الصحيحة في كل مربع إلى منخفض أو نغمة ذات تردد عال، على التوالي، ومربعات الزر اليمين واليسار، على التوالي، للمشارك للإشارة إلى عدم وجود أو وجود الغثيان.
  9. رصد الاستجابة في جميع أنحاء هذه التجربة عن كثب. أن الكمون وقت رد الفعل والدقة (النسبة المئوية من النغمات مصنفة بشكل صحيح) الردود تلقائياً وتسجل كذلك المعروضة على جهاز عرض خارج قسم MSR للباحثين للحصول على وقت الحقيقي إشارة المشاركين سلوكية الدولة.
    1. بعد الزر الأيمن متسلسلة متعددة مربع الردود (التي تشير إلى الغثيان)، تنبيه المراقب في قسم MSR وطبيب التخدير القائمة بالإدارة أن الغاز الإدارة قد تحتاج إلى إنهاء فجأة لتجنب تقيئ.
  10. سجل عيون مغلقة يستريح EEG وميج لمدة 5 دقائق تليها تسجيل EEG/ميج أساس مغلقة العينين 5 دقيقة مع موضوع تنفيذ المهمة زاكوم.
  11. إزالة الموضوع من قسم MSR وتسمح بقياس 20 قنية الحقن الوريدي لتوضع في الحفرة المرفقية اليسرى قبل التخدير. ويتبع الإدارة قيء المضادة، التي تحدث ببطء على مدى فترة من 1-2 دقيقة، تتألف من 4 ملغ الديكساميتازون و 4 ملغ ondansetron59، لمنع أي تقيئ الناجم عن استنشاق غاز مخدر، الذي كثيرا ما يلاحظ مع ن2س في وتستخدم تركيزات أعلى60.
  12. إرفاق قناع الوجه والتنفس الدائرة لهذا الموضوع باستخدام تسخير ضغط (CPAP) الخطوط الجوية إيجابية مستمرة معدلة توقف التنفس في أثناء النوم، وتقييم لموضوع الراحة، وعدم وجود أي تسرب في 5 سم ح2س الضغط الإيجابي.
  13. عودة هذا الموضوع إلى قسم MSR البقاء في مقاعدهم في ميج لما تبقى من هذه الدراسة.
  14. اتخاذ عدد من الخطوات الوقائية لضمان حركة الموضوع محدودة خلال التسجيلات MEG و EEG المتزامنة، منذ حركة الرأس والجسم يمكن أن يسبب القطع الأثرية الكبيرة في تسجيلات الكهرومغناطيسي، ومن المتوقع أن يحدث خلال الإدارة وكلاء مخدر فصامي بسبب ميلها معروفة للحث على الانفعالات الحركية.
    1. ضع غطاء مبنية خصيصا من كثافة منخفضة الرغوة الملون على رأسه الذي يؤمن وضع الرأس داخل الخوذة ديوار ميج بغض النظر عن حجم الرأس وشكل.
    2. علاوة على ذلك، استخدام تسخير قماش ملفوفة حول الفخذين وعضلات الوي والمضمون بالجزء الخلفي الرئاسة ميغ إلى أدنى حد من أي تراجع/التراخي الذي يحدث في الموضع العمودي للمشترك (انظر الشكل 1).
    3. أثناء التسجيل، تعقب موضع الرأس بشكل مستمر باستخدام لفائف HPI، لعرض دون اتصال بعد انتهاء التجربة (انظر قسم تحليل البيانات للحصول على مزيد من التفاصيل).
  15. حالما يتم وضع المشارك بشكل أمن، إدارة الهم س2 100% ومواصلة هذا العمل لمدة تصل إلى 30 دقيقة حتى يتم تركيز2 س نهاية المد > 90% مما يشير إلى فعالية دي-نيتروجيناتيد، عملية ضرورية لضمان الحصول على قياسات دقيقة لتركيزات غاز مخدر نهاية-المد والجزر.
    1. خلال آخر 5 الدقائق من دينيتروجينيشن، القيام عيون نهائي بعد 5 دقائق مغلقة يستريح EEG/ميج زاكوم تسجيل للتأكد من احتمال أن يكون أي آثار قيء المضادة الإدارة ودينيتروجينيشن على نشاط الدماغ يمكن بعد ذلك تكون مصممة والخاضعة لسيطرة من أجل.
    2. قارن هذا التسجيل الأساس الثالث لخطوط الأساس السابق (بقية عيون مغلقة دون العيون المضاد للقيء والمهمة مغلقة دون قيء المضادة) لتحديد الآثار التي أنتيميتيك وزاكوم على عفوية أو يستريح م في التخطيط الدماغي. خطوط الأساس يشار إلى خطوط الأساس 1 و 2 و 3 في المخطوطة لبقية عيون مغلقة دون قيء المضادة، عيون المهمة مغلقة دون العيون المضاد للقيء والمهمة مغلقة مع قيء المضادة، على التوالي.

figure-protocol-12308
الشكل 1 : الصور مما يدل على EEG، EOG، وفريق الإدارة البيئية، وتخطيط القلب الكهربائي تخطيط ومجمل إعداد داخل قسم MSR. (أ) يظهر كاب متوافق مع 64-قناة ميج المستخدمة لتسجيل EEG، EOG يتم تسجيلها باستخدام قطبين سيظهر وضع أعلى وأسفل العين اليسرى، فريق الإدارة البيئية يتم تسجيلها باستخدام قطبين وضع أسفل الفك وتخطيط القلب يتم تسجيلها باستخدام قطبين على المعصم. (ب) يظهر غطاء رغوة مصنوعة خصيصا وتسخير استخدامها لتقليل حركة هذا الموضوع أثناء التسجيل. (ج) يوضح التكوين النهائية المطلوبة لإدارة مخدر الذي يتضمن وضع الرأس داخل ميج وإرفاق قناع غاز مناسب ضيق. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

4-الغاز إدارة البروتوكول

ملاحظة: بروتوكول إدارة الغاز يختلف قليلاً تبعاً للذراع للدراسة.

  1. إدارة Xe أربعة المجوعات زيادة مستويات ون2س في ثلاثة المجوعات زيادة المستويات. مستويات الغاز الثلاثة الأولى لكل غاز تتوافق مع مستويات equi-ماك-مستيقظا من 0.25 (مستوى 1)، 0.5 (المستوى 2) والأوقات 0.75 (المستوى 3) تركيز مستيقظا ماك. تركيزات هذه 8%، 16%، 24% و 16%، 32%، 47% تركيزات Xe/س2 و O/O2, N2على التوالي.
    ملاحظة: مستوىال 4 ل Xe يناظر 1.3 مرة تركيز مستيقظا ماك.
  2. اختيار مستوى غازال 4 Xe مثل أن 95% مشاركين من المتوقع أن يفقد وعيه في هذا المستوى (جميع المواضيع التي درست حتى الآن قد حققت خسارة كاملة للاستجابة أثناء المهمة زاكوم). بسبب الميل موثقة توثيقاً جيدا من ن2س للحث على الغثيان والقيء بتركيزات عالية، ولا تشمل مستوى ن س2بتركيز كاف للحث على فقدان الوعي في 95 في المائة مشاركين (~ 75 ٪). ويلخص الشكل 2 الغاز إدارة التشكيلات الجانبية.
  3. اتبع نفس الإجراء التجريبي لجميع equi-ماك Xe ن2س المستويات واستثناء 42% Xe/س2، مما يتطلب وضع منهجية مختلفة قليلاً (انظر 4.4. أدناه).
    1. في بداية كل مستوى، إبلاغ هذا الموضوع وممرضة تخدير/السريري المراقب أن تبدأ إدارة الغاز وبدء تسجيل EEG وميج، إشارة إلى طبيب التخدير القائمة بالإدارة أن تبدأ إدارة الغاز وبدء المهمة زاكوم. الغاز في المياه والصرف الصحي ثم يحدث لمدة 10 دقائق أن يتم التوصل إلى تركيز الغاز نهاية المد المستهدف في نهاية هذه الفترة والاحتفاظ لمدة 5 دقائق (المرحلة الحالة المستقرة المفترضة).
    2. في نهاية هذه الفترة في حالة مستقرة بعد 5 دقائق، أداء الغسيل السحب مع إدارة 100% O2 على مدى فترة 10 دقائق خلالها تركيز الغاز نهاية المد بإرجاع 0.
    3. كرر هذا الإجراء لمستوى الغاز الخطوة القادمة.
      ملاحظة: فقدان القدرة على الاستجابة (لور) ل Xe يتوقع أن يتحقق في 95 في المائة مشاركين في تركيز من 42% Xe/س261. إدارة هذا المستوى يحدث أما بالنسبة للمستويات الدنيا حتى المراقب ممرض مخدر/السريرية وفقدان زر الردود تشير إلى لور.
  4. حالما يتحقق لور، الحفاظ على مستوى الغاز Xe لمدة 10 دقائق أو حتى طبيب التخدير أو الممرضة مخدر/السريري المراقب النظر فيه غير آمنة الاستمرار بعد يأخذ الذي يغسل السحب مع 100% O2 يضع. تشمل الحالات التي طبيب التخدير قد ترى أن من غير آمنة لمواصلة الملحة المتكررة في مربع الزر الأيمن يشير إلى الغثيان، وضجيج glottal، علامات تقيئ مثل اللعاب المفرط أو ردود فعل البلع والطين تحفيزه.
    ملاحظة: هذا أعلى مستوى، توخي الحذر الكبير وحددت عتبة منخفضة سريرية لوقف إدارة الغاز Xe. الخبرة أصحاب تشير إلى أن هذا المستوى يمكن أن تقترن بانخفاض في البلع، تراكم اللعاب وظهور سلوك يشبه التهوع، أنه إذا سمح الاستمرار في أيار/مايو سجالا قلس في القناع. وبطبيعة الحال، يمكن أن تشمل عواقب هذا تطلع تهدد الحياة. من الممكن أيضا أن أقل كثافة ردودا قد تحدث في المستويات الأدنى من الغاز وهكذا تمارس درجة عالية من اليقظة خلال إدارة جميع مستويات الغاز تدريجيا. وبالإضافة إلى هذه القضايا المحتملة في مجرى الهواء، أن تدرك إمكانات غشى مبهمي، لا سيما في المشاركين الذكور الأصغر سنا. سنهم والقيود المؤقتة السوائل والمواد الغذائية من جميع عوامل الخطر62.

figure-protocol-16319
الشكل 2 : ملخص إدارة الغاز ملامح Xe و N 2سين الجدول الزمني والغاز تركيزات أثناء الدورة التدريبية لإدارة المخدرات ن2س (أعلى) و Xe (أسفل). الأرقام أعلاه كل الفترة الزمنية تشير إلى الوقت بالدقائق منذ بدء توصيل الغاز الأولى. يتم التوصل إلى كل مستوى من تركيز الغاز الذروة اكويليبراتيد من خلال 10 دقائق اكويليبراتينج الفترة، متبوعاً بحالة مستقرة بعد 5 دقائق خلالها الحفاظ على تركيز الغاز ذروة اكويليبراتيد، ومن ثم تبييض 10 دقائق. الذروة اكويليبراتيد الغاز زيادة تركيزات تسلسلياً بمرور الوقت. لاحظ أنه لا يتم عرض الجدول الزمني للتحضير لهذه التجربة، فضلا عن فترة ما بعد إدارة الغاز. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

5-الهيكلية المسح الضوئي

  1. قبل التصوير بالرنين المغناطيسي، وضع كبسولات فيتامين (ه) على رأس المشاركين لاستخدامها كعلامات لتسليط الضوء على نقاط الاعتماد الرقمية لذروة الآنف ونقاط اليسار واليمين برياوريكولار. وهذا ما يضمن تسجيل المشارك أفضل ميج/EEG أجهزة الاستشعار والتصوير بالرنين المغناطيسي مسح الدماغ عند محاولة تتصل ميج/EEG مصدر تصوير للتشريح القائم على التصوير بالرنين المغناطيسي.
  2. الحصول على فحص التصوير بالرنين المغناطيسي T1 المرجحة هيكلية واحد، أما بعد الانتهاء من ذراع للدراسة إذا كان المشترك هو شعور جيد، وإلا نطلب منهم العودة في يوم منفصل لمسح الدماغ الهيكلية.

6-عدد المشتركين متابعة

ملاحظة: هذا الموضوع حر في أن يغادر عندما يقترن بصديق أو قريب.

  1. عند التفريغ، أطلب من المشاركين لإكمال نسخة مقتطعة من الدول غيرت 5-الأبعاد من "وعيه مقياس تصنيف" (د 5-ASC)؛ استبيان يستهدف الوصول إلى الفروق الفردية عن طريق مقارنة الوضع العادي وتغيير الوعي عن طريق مقياس التماثلية بصرية،من6364.
  2. وباﻹضافة إلى ذلك، طلب تقديم سرد قصير من تجربتهم الشاملة خلال التجربة، فضلا عن تفاصيل محددة حول مستوى الآثار النوعية التابعة.
  3. أن هاتين الوثيقتين أكمل وإرساله إلى الباحثين 24 ساعة بعد كل جلسة تسجيل.

7-بيانات التحليل

ملاحظة: هذا المقطع يصف تحليل البيانات الأساسية على مستوى أجهزة الاستشعار ميج/EEG تغطي الخطوات المتبعة في إيجاد أمثلة لمعالجة ميج/EEG البيانات والطوبوغرافيا الطيفية، حركات الرأس، التهديف التجاوب والردود مقولة السمعية. يتم التركيز في هذه المقالة في الرسم توضيحي الأمثلة النموذجية حتى يفهم القارئ الميزات الهامة للبيانات المسجلة. يتم إجراء أي تحليلات إحصائية داخل فرادى أو جروبويسي كما هو المبدأ والهدف من هذا القسم تحليل التفاصيل الهامة قبل تجهيز الخطوات التي تشهد على جودة وسلامة البيانات التي تم جمعها. لا يوجد تفاصيل للتحليلات العديدة التي يمكن أن يقوم على هذه البيانات55،56 حيث أنها تقع خارج نطاق وصفاً للأسلوب.

  1. إكمال تحليل البيانات دون اتصال على كمبيوتر سطح مكتب باستخدام برمجيات تحليل البيانات المناسبة واستخدام مجموعة الأدوات ذات الصلة لمعالجة البيانات التخطيط الدماغي وميج. في خط الأنابيب صاحبي، استخدام الإصدار 20160801 من مربع الأدوات Fieldtrip65 .
  2. حساب حركة الرأس أثناء ميج كل تسجيل بأول الحصول على مناصب رئيس المستمر كتسلسل من الكواتيرنيون تنسق من خلال تحليل الإشارات لفائف HPI 5 حفظها كجزء من كل من يعتمد المستوى وخط التسجيلات ميج. تحويل المواقف الرأس من الكواتيرنيون في الإحداثيات الديكارتية.
  3. تجميع 6 وتسجيلات 7 ن2س و Xe دراسة الأسلحة (خطوط 1 و 2 و 3، الغاز المستويات 1 إلى 3 أو 1 إلى 4 على التوالي). وقت التحول EEG الخام بالنسبة للبيانات ميج لتزامن هذين النوعين إشارة استناداً إلى قناة مشتركة لمشغل. ينشأ هذا الشكل من المزامنة من اختيار نظام تسجيل EEG.
    ملاحظة: العديد من نظم ميج يتضمن بنيت في نظام التخطيط الدماغي الذي يقدم تزامن مستوى إلكترونية دقيقة جداً MEG و EEG، ولكن غالباً ما يكون تكميم DAC منخفضة الدقة من 16 بت. ولهذا السبب، الاستفادة من نظام التخطيط الدماغي خارجي (انظر 2.3) ذات 24-بت أعلى التخطيط الدماغي السعة القرار لتمكين تسامح أعلى للقطب إزاحة إمكانات وقياس معلومات تردد منخفض واستجابة تردد شقة عبر جميع القنوات.
  4. لجميع التسجيلات التي تنطوي على توصيل الغاز وأداء زاكوم، إعادة تحديد الساعة الصفر للبدء في إنجاز المهمة/غاز زاكوم.
  5. بصريا تفقد البيانات الخام ميج واستبعاد أي قنوات سيئة من مزيد من التحليل. وبعد ذلك، تصفية البيانات باستخدام خوارزمية الزماني الفضاء إشارة فصل76 نفذت في برامج ميج-النظام. يمنع مصادر التداخل المغناطيسي خارج صفيف الاستشعار الخوارزمية والنتائج وبالتالي في الحد من القطع الأثرية حركة الجسم الخارجي أو جامدة. استيراد مجموعة بيانات الإخراج إلى برامج تحليل البيانات ليتم استخدامها مع أجهزة قياس المغنطيسية (102 القنوات) المحدد لمزيد من المعالجة.
  6. الفرقة-تمرير تصفية ميج في 2 إلى 50 هرتز وتطبيق مرشحات التشويش خط الساعة 50، 100 و 150 هرتز Visual قطعة أثرية الكشف وإجراء كشف تلقائي قطعة أثرية تنفيذها في البرنامج Fieldtrip تسمح لإزالة أي عناصر أرتيفاكتوال. افحص بصريا أي من المقاطع التي تحتوي على العين يومض، دقات القلب أو العضلات التحف واستبعاد من البيانات، فضلا عن أي قطاعات يرتبط بتغيرات هامة في حركة الرأس أكبر من 5 مم (انظر أدناه).
    ملاحظة: تستخدم تحركات أكبر من 5 ملم فيما يتعلق ببداية كل 5 دقائق لخط الأساس أو غاز اكويليبراتيد الفترة رفض البيانات ميج المكتسبة باستمرار منذ ميج مصدر التصوير عادة ما لديها من قرار مكانية وسام 5 مم (مثلاً MEG/EEG بيمفورميرس55). أنها ممكنة لأداء تعويض حركة البيانات ميج66 بدلاً من رفض شرائح البيانات يرتبط بحركة الرأس كبير، لكن هذه الأساليب خارجة عن نطاق هذه الورقة.
  7. كما هو الحال مع البيانات ميج، فحص EEG الخام 64-قناة بصريا واستبعاد أي قنوات سيئة من مزيد من تحليل البيانات. شريط تمرير تصفية البيانات باستخدام نطاقات التردد نفسه بالنسبة ميج. إعادة إشارة EEG بمتوسط مشتركة كما المعيار لمصدر التصوير النهج. وأخيراً، قم بإزالة أي من المقاطع التي تحتوي على التحف المعاصرة مع تلك التي ميج المقابلة.
  8. تصور الخصائص الطيفية للبيانات ميج/EEG، حساب أطياف السعة جانب واحد على طول خط الوسط الأمامي الخلفي للقنوات EEG فبز، وتشيكوسلوفاكيا، وعوز وخط الوسط الأمامية والمركزية ووالقفويه ميج أجهزة قياس المغنطيسية قنوات ( الشكل 3 ).
    1. حساب خريطة طبوغرافية استشعار مستوى الفرقة ألفا (8-13 هرتز) السلطة ميج/EEG، نظراً لأن الفرقة ألفا قوية وقد لوحظت تغييرات سابقا ن2س وجابايرجيك المسكنات25،31،67 .
    2. لبيانات التخطيط الدماغي، استخدام القناة فبز كالمرجع لحساب قوة الفرقة ألفا الطبوغرافية بغية تسليط الضوء على نحو أفضل التغييرات قوة ألفا.

figure-protocol-22935
الشكل 3 : تخطيطات الاستشعار EEG (A) وميج (ب) ينظر إلى من الجزء العلوي من الرأس وسويت بالأرض في طائرة- ملاحظة الهيكل الثلاثي ميج فيها أجهزة استشعار المنتهي في ### 1 أجهزة قياس المغنطيسية وأجهزة الاستشعار التي تنتهي في ### 2 أو ### 3 مقاييس. مربعات حمراء تشير إلى قنوات على طول خط الوسط الأمامي الخلفي المستخدمة لتصور الخصائص الطيفية لقنوات أجهزة قياس المغنطيسية المركزية وقفويه EEG وميج، فبز (أمامي)، وتشيكوسلوفاكيا (وسط) وأوقية (القفوية) وأمامي، على التوالي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. الحصول على إجابات مقولة السمعية للبيانات التي تمت تصفيتها خالية من القطع الأثرية MEG و EEG لتسجيل كل تنطوي مهمة زاكوم. عصر الزناد الإشارات من مرض التصلب العصبي المتعدد-1000 إلى ms +2000 بالنسبة اللهجة مرات ومتوسط جميع القطع الأثرية المتاحة مجاناً الأزمان. تأخذ الكمون بين التحفيز المشغل توليد وتوصيل الصوت إلى الإذن في الاعتبار، وفي هذه الحالة 190.5 مرض التصلب العصبي المتعدد.

النتائج

يستخدم هذا المقطع البيانات المتحصل عليها من موضوع واحد بغية إظهار الميزات النموذجية من التسجيلات المتزامنة وإمكانات هذه المعلومات للمساهمة في فهم أفضل لمخدر الناجم عن تغيير الدول من الوعي. لتبسيط هذا المعرض، يتم إظهار النتائج لتسجيلات ط) لإدارة مرحلة ما بعد قيء مكافحة ?...

Discussion

وحددت هذه الورقة بروتوكول شامل لتسجيل متزامنة ميج والتخطيط الدماغي أثناء تسليم غاز مخدر مع ن2س و Xe. هذا بروتوكول سوف تكون ذات قيمة لدراسة يرتبط العصبية الكهرومغناطيسية المستحثة بمخدر تخفيضات في وعيه. ومن المتوقع أيضا البروتوكول التعميم لتوصيل الغازات الأخرى مخدر مثل سيفوفلوراني أو...

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgements

الكتاب يود أن يشكر "والد أبوي" كاميرون برادلي وراشيل أن Batty وجوانا ستيفنز لقيمة المساعدة التقنية مع ميج جمع البيانات. بالإضافة إلى ذلك تمتد شكرا للدكتور ستيفن Mcguigan للدعم كما تخدير ثانية. وقدمت باباس بايج الرقابة ممرض مخدر لا تقدر بثمن. حجر ماركوس تكرم عرضت له الوقت والخبرة في تحرير وتصوير البروتوكول. وقدم الدكتور سوريش موثوكوماراسوامي مشورة محددة بشأن تحليل البيانات وتفسير النتائج. أخيرا، غوت Jarrod أسهم كثير من إثارة نقاش وساعد في تنفيذ عدد من التجارب الرائدة وكان مركزي في تصميم قوس الرأس رغوة.

وأيد هذا البحث منحة تعاونية ماكدونيل س. جيمس 220020419 # "إعادة بناء الوعي" منحت مشهور جورج ومايكل افيدان، ماكس كيلز وديفيد ليلى.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Neuromag TRIUX 306-channel MEG systemElekta Oy, Stockholm, SWEDENN/A
Polhemus Fastrak 3D systemPolhemus, VT, USAN/A
MEG compatible ER-1 insert headphonesEtymotic Research Inc., IL, USAN/A
Low Density foam head cap, MEG compatibleN/AN/ACustom made by research team
Harness, MEG compatibleN/A~3 m long, ~ 5 cm wide, cloth/jute strip to secure participant position on MEG chair
Ambu Neuroline 720 Single Patient Surface ElectrodesAmbu, Copenhagen, Denmark72015-K10
3.0T TIM Trio MRI systemSiemens AB, Erlangen, GERMANYN/A
Asalab amplifier systemANT Neuro, Enschede, NETHERLANDSN/Athis system is no longer manufactured and has been deprecated to 64 channel eego EEG amplifier
64-channel Waveguard EEG cap, MEG compatibleANT Neuro, Enschede, NETHERLANDSCA-138size Medium
Magnetically shielded cordless battery boxANT Neuro, Enschede, NETHERLANDSN/AMagnetic shielding not provided by manufacturer – Modified by research team
OneStep ClearGel Electrode gelH+H Medizinprodukte GbR, Munster, GERMANY154547
Akzent Xe Color Anesthesia MachineStephan GmbH, Gackenbach, GERMANYN/A
Omron M6-Comfort Blood Pressure MonitorOmron Healthcare, Kyoto, JAPANN/A
Xenon gas (99.999% purity)Coregas, Thomastown, VIC, AUSTRALIAN/Awe estimate that we use approx 40 L (SATP) per participant
Medical Nitrous OxideCoregas, Thomastown, VIC, AUSTRALIAN/Ax2 G size cylinders
Medical OxygenCoregas, Thomastown, VIC, AUSTRALIAN/Ax2 G size cylinders
Medical AirCoregas, Thomastown, VIC, AUSTRALIAN/Ax2 G size cylinders
Filter Respiratory & HMES with Capno Port HypnobagMedtronic, MN, USA352/5805
Yankauer High AdultMedtronic, MN, USA8888-502005
Quadralite EcoMask anaesthetic masksIntersurgical Australia Pty Ltd7093000/7094000size 3 and size 4
Suction Canister Disp 1200 mL Medival GuardianCardinal Health, OH, USA65651-212
Catheter Mount Ext 4-13 cm with  90A elbowMedtronic, MN, USA330/5667
Catheter IV Optiva 24g x 19 mm Yellow St SuSmiths Medical, MN, USA5063-INT
Dexamethasone Mylan Injection Vials (4 mg/1 mL)Alphapharm Pty Ltd, Sydney, AUSTRALIA400528517
Ondasetron (4 mg/2 mL)Alphapharm Pty Ltd, Sydney, AUSTRALIA400008857
Medical resuscitation cartThe medical resuscitation cart is configured according to the suggested minimal requirements for Adult resuscitation recommended in the document "Standards for Resuscitation: Clinical Practice and Education; June 2014) by the Australian and New Zealand Resuscitation councils and specifically endorsed by multiple professional health care organizations including the Australian and New Zealand College of Anaesthetists.  It includes all the necessary airway and circulatory equipment, as well as the associated pharmacuetical agents to enable full cardio-respiratory resuscitation and support in a non-clinical environment.  Full details can be found at https://resus.org.au/standards-for-resuscitation-clinical-practice-and-education/
Maxfilter Version 2.2Elekta Oy, Stockholm, SWEDENN/AData analysis software provided with Elekta's Neuromag TRIUX MEG system

References

  1. Hudetz, A., Hudetz, A., Pearce, R. . Suppressing the Mind. , 178-189 (2010).
  2. Franks, N. P., Dickinson, R., de Sousa, S. L., Hall, A. C., Lieb, W. R. How does xenon produce anaesthesia?. Nature. 396 (6709), 324 (1998).
  3. Jevtović-Todorović, V., Todorović, S. M., Mennerick, S., Powell, S., Dikranian, K., Benshoff, N., Zorumski, C. F., Olney, J. W. Nitrous oxide (laughing gas) is an NMDA antagonist, neuroprotectant and neurotoxin. Nat Med. 4 (4), 460-463 (1998).
  4. Alkire, M. T., Hudetz, A. G., Tononi, G. Consciousness and Anesthesia. NIH Public Access. 322 (5903), 876-880 (2009).
  5. Fiset, P., et al. Brain Mechanisms of Propofol-Induced Loss of Consciousness in Humans: a Positron Emission Tomographic Study. The J Neurosci. 19 (13), 5506-5513 (1999).
  6. Schlünzen, L., et al. Effects of subanaesthetic and anaesthetic doses of sevoflurane on regional cerebral blood flow in healthy volunteers. A positron emission tomographic study. Acta Anaesthesiologica Scandinavica. 48 (10), 1268-1276 (2004).
  7. Alkire, M. T., et al. Cerebral Metabolism during Propofol Anesthesia in Humans Studied with Positron Emission Tomography. Anesthesiology. 82, 393-403 (1995).
  8. Alkire, M. T., Haier, R. J., Shah, N. K., Anderson, C. T. Positron Emission Tomography Study of Regional Cerebral Metabolism in Humans during Isoflurane Anesthesia. Anesthesiology. 86, 549-557 (1997).
  9. Alkire, M. T., et al. Functional Brain Imaging during Anesthesia in Humans. Effects of Halothane on Global and Regional Cerebral Glucose Metabolism. Anesthesiology. 90, 701-709 (1999).
  10. Kaike, K. K., et al. Effects of surgical levels of propofol and sevoflurane anesthesia on cerebral blood flow in healthy subjects studied with positron emission tomography. Anesthesiology. 6, 1358-1370 (2002).
  11. Prielipp, R. C., et al. Dexmedetomidine-induced sedation in volunteers decreases regional and global cerebral blood flow. Anesthesia and analgesia. 95 (4), 1052-1059 (2002).
  12. Mukamel, E. A., et al. A transition in brain state during propofol-induced unconsciousness. J Neurosci. 34 (3), 839-845 (2014).
  13. Boveroux, P., Vanhaudenhuyse, A., Phillips, C. Breakdown of within- and between-network Resting State during Propofol-induced Loss of Consciousness. Anesthesiology. 113 (5), 1038-1053 (2010).
  14. Pelligrino, D. A., Miletich, D. J., Hoffman, W. E., Albrecht, R. F. Nitrous oxide markedly increases cerebral cortical metabolic rate and blood flow in the goat. Anesthesiology. 60 (5), 405-412 (1984).
  15. Hansen, T. D., Warner, D. S., Todd, M. M., Vust, L. J. The role of cerebral metabolism in determining the local cerebral blood flow effects of volatile anesthetics: evidence for persistent flow-metabolism coupling. J Cereb Blood Flow Metab. 9, 323-328 (1989).
  16. Roald, O. K., Forsman, M., Heier, M. S., Steen, P. A. Cerebral effects of nitrous oxide when added to low and high concentrations of isoflurane in the dog. Anesth Analg. 72 (1), 75-79 (1991).
  17. Algotsson, L., Messeter, K., Rosén, I., Holmin, T. Effects of nitrous oxide on cerebral haemodynamics and metabolism during isoflurane anaesthesia in man. Acta Anaesthesiol Scand. 36 (1), 46-52 (1992).
  18. Field, L. M., Dorrance, D. E., Krzeminska, E. K., Barsoum, L. Z. Effect of nitrous oxide on cerebral blood flow in normal humans. Br J Anaesth. 70 (2), 154-159 (1993).
  19. Matta, B. F., Lam, A. M. Nitrous oxide increases cerebral blood flow velocity during pharmacologically induced EEG silence in humans. J Neurosurg Anesthesiol. 7 (2), 89-93 (1995).
  20. Langsjo, J. W., et al. Effects of subanesthetic doses of ketamine on regional cerebral blood flow, oxygen consumption, and blood volume in humans. Anesthesiology. 99 (3), 614-623 (2003).
  21. Reinstrup, P., et al. Regional cerebral metabolic rate (positron emission tomography) during inhalation of nitrous oxide 50% in humans. Br J Anaesth. 100 (1), 66-71 (2008).
  22. Rex, S., et al. Positron emission tomography study of regional cerebral blood flow and flow-metabolism coupling during general anaesthesia with xenon in humans. Br J Anaesth. 100 (5), 667-675 (2008).
  23. Laitio, R. M., et al. Effects of xenon anesthesia on cerebral blood flow in humans. Anesthesiology. 106 (6), 1128-1133 (2007).
  24. Laitio, R. M., et al. The effects of xenon anesthesia on the relationship between cerebral glucose metabolism and blood flow in healthy subjects: A positron emission tomography study. Anesthesia and Analgesia. 108 (2), 593-600 (2009).
  25. Yamamura, T., Fukuda, M., Takeya, H., Goto, Y., Furukawa, K. Fast oscillatory EEG activity induced by analgesic concentrations of nitrous oxide in man. Anesth Analg. 60 (5), 283-288 (1981).
  26. Rampil, I. J., Kim, J. S., Lenhardt, R., Negishi, C., DI, S. Bispectral EEG index during nitrous oxide administration. Anesthesiology. 89 (3), 671-677 (1998).
  27. Maksimow, A., et al. Increase in high frequency EEG activity explains the poor performance of EEG spectral entropy monitor during S-ketamine anesthesia. Clinical Neurophysiology. 117 (8), 1660-1668 (2006).
  28. Foster, B. L., Liley, D. T. J. Effects of nitrous oxide sedation on resting electroencephalogram topography. Clinical Neurophysiology. 124 (2), 417-423 (2013).
  29. Johnson, B. W., Sleigh, J. W., Kirk, I. J., Williams, M. L. High-density EEG mapping during general anaesthesia with Xenon and propofol: A pilot study. Anaesthesia and Intensive Care. 31 (2), 155-163 (2003).
  30. Foster, B. L., Bojak, I., Liley, D. T. J. Population based models of cortical drug response: Insights from anaesthesia. Cognitive Neurodynamics. 2 (4), 283-296 (2008).
  31. Kuhlmann, L., Liley, D. T. J. Assessing nitrous oxide effect using electroencephalographically-based depth of anesthesia measures cortical state and cortical input. J Clin Monit Comput. , (2017).
  32. Goto, T., et al. Bispectral analysis of the electroencephalogram does not predict responsiveness to verbal command in patients emerging from xenon anaesthesia. Br J Anaesth. 85 (3), 359-363 (2000).
  33. Laitio, R. M., Kaskinoro, K., Maksimow, A., Kangas, K., Scheinin, H. Electroencephalogram during Single-agent Xenon. Anesthesiology. 18 (1), 63-70 (2008).
  34. Hartmann, A., Dettmers, C., Schuier, F. J., Wassmann, H. D., Schumacher, H. W. Effect of stable xenon on regional cerebral blood flow and the electroencephalogram in normal volunteers. Stroke. 22 (2), 182-189 (1991).
  35. Lee, U., Müller, M., Noh, G. J., Choi, B., Mashour, G. a Dissociable network properties of anesthetic state transitions. Anesthesiology. 114 (4), 872-881 (2011).
  36. Ku, S. W., Lee, U., Noh, G. J., Jun, I. G., Mashour, G. A. Preferential inhibition of frontal-to-parietal feedback connectivity is a neurophysiologic correlate of general anesthesia in surgical patients. PLoS ONE. 6 (10), 1-9 (2011).
  37. Kuhlmann, L., Foster, B. L., Liley, D. T. J. Modulation of Functional EEG Networks by the NMDA Antagonist Nitrous Oxide. PLoS ONE. 8 (2), (2013).
  38. Greicius, M. D., et al. Persistent default-mode network connectivity during light sedation. Human Brain Mapping. 29 (7), 839-847 (2008).
  39. Deshpande, G., Sathian, K., Hu, X. Assessing and compensating for zero-lag correlation effects in time-lagged granger causality analysis of fMRI. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 57 (6), 1446-1456 (2010).
  40. Schrouff, J., et al. Brain functional integration decreases during propofol-induced loss of consciousness. NeuroImage. 57 (1), 198-205 (2011).
  41. Langsjo, J. W., et al. Returning from Oblivion: Imaging the Neural Core of Consciousness. J Neurosci. 32 (14), 4935-4943 (2012).
  42. Mukamel, E. A., Wong, K. F., Prerau, M. J., Brown, E. N., Purdon, P. L. Phase-based measures of cross-frequency coupling in brain electrical dynamics under general anesthesia. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc, EMBS. 6454, 1981-1984 (2011).
  43. Logothetis, N. K. What we can do and what we cannot do with fMRI. Nature Reviews Neuroscience. 453 (June), 869-878 (2008).
  44. Nunez, P. L., Srinivasan, R. . Electric fields of the brain: the neurophysics of EEG. , (2006).
  45. Hämäläinen, M. S., Hari, R., Ilmoniemi, R. J., Knuutila, J., Lounasmaa, O. V. Magnetoencephalography - theory, instrumentation, and applications to noninvasivee studies of the working human brain. Rev Modern Physics. 65 (2), 413-505 (1993).
  46. Nunez, P. L., Srinivasan, R. A theoretical basis for standing and traveling brain waves measured with human EEG with implications for an integrated consciousness. Clinical Neurophysiology. 117 (11), 2424-2435 (2006).
  47. Kayser, J., Tenke, C. E. In search of the Rosetta Stone for scalp EEG: Converging on reference-free techniques. Clinical Neurophysiology. 121 (12), 1973-1975 (2010).
  48. Barkley, G. L., Baumgartner, C. MEG and EEG in epilepsy. J Clin Neurophysiol. 20 (3), 163-178 (2003).
  49. Parra, L. C., Bikson, M. Model of the effect of extracellular fields on spike time coherence. . , 4584-4587 (2004).
  50. Liu, A. K., Dale, A. M., Belliveau, J. W. Monte Carlo simulation studies of EEG and MEG localization accuracy. Human Brain Mapping. 16 (1), 47-62 (2002).
  51. Cullen, S. C., Eger, E. I., Cullen, B. F., Gregory, P. Observations on the anesthetic effect of the combination of xenon and halothane. Anesthesiology. 31 (4), 305-309 (1969).
  52. Hornbein, T. F., et al. The minimum alveolar concentration of nitrous oxide in man. Anesth Analg. 61 (7), 553-556 (1982).
  53. Fahlenkamp, A. V., et al. Evaluation of bispectral index and auditory evoked potentials for hypnotic depth monitoring during balanced xenon anaesthesia compared with sevoflurane. Br J Anaesth. 105 (3), 334-341 (2010).
  54. Stoppe, C., et al. AepEX monitor for the measurement of hypnotic depth in patients undergoing balanced xenon anaesthesia. Br J Anaesth. 108 (1), 80-88 (2012).
  55. Huang, M. X., et al. Commonalities and Differences among Vectorized Beamformers in Electromagnetic Source Imaging. Brain Topography. 16 (3), 139-158 (2004).
  56. Bastos, A. M., Schoffelen, J. M. A Tutorial Review of Functional Connectivity Analysis Methods and Their Interpretational Pitfalls. Frontiers in systems neuroscience. 9 (January), 175 (2015).
  57. Bazanova, O. M., Nikolenko, E. D., Barry, R. J. Reactivity of alpha rhythms to eyes opening (the Berger effect) during menstrual cycle phases. International Journal of Psychophysiology. , 0 (2017).
  58. Schaefer, M. S., et al. Predictors for postoperative nausea and vomiting after xenon-based anaesthesia. Br J Anaesth. 115 (1), 61-67 (2015).
  59. Gan, T. J., et al. Consensus guidelines for the management of postoperative nausea and vomiting. Anesthesia and Analgesia. 118 (1), 85-113 (2014).
  60. De Vasconcellos, K., Sneyd, J. R. Nitrous oxide: Are we still in equipoise? A qualitative review of current controversies. Br J Anaesth. 111 (6), 877-885 (2013).
  61. Sanders, R. D., Ma, D., Maze, M. Xenon: Elemental anaesthesia in clinical practice. British Medical Bulletin. 71, 115-135 (2004).
  62. da Silva, R. M. Syncope: Epidemiology, etiology, and prognosis. Frontiers in Physiology. 5 (DEC), 8-11 (2014).
  63. Dittrich, A., Lamparter, D., Maurer, M. 5D-ASC: Questionnaire for the assessment of altered states of consciousness. A short introduction. , (2010).
  64. Studerus, E., Gamma, A., Vollenweider, F. X. Psychometric evaluation of the altered states of consciousness rating scale (OAV). PLoS ONE. 5 (8), (2010).
  65. Oostenveld, R., Fries, P., Maris, E., Schoffelen, J. M. FieldTrip: Open source software for advanced analysis of MEG, EEG, and invasive electrophysiological data. Computational Intelligence and Neuroscience. 2011, (2011).
  66. Stolk, A., Todorovic, A., Schoffelen, J. M., Oostenveld, R. Online and offline tools for head movement compensation in MEG. NeuroImage. 68, 39-48 (2013).
  67. Cimenser, A., et al. Tracking brain states under general anesthesia by using global coherence analysis. Proc Natl Acad Sci. 108 (21), 8832-8837 (2011).
  68. Hall, S. D., et al. GABA(A) alpha-1 subunit mediated desynchronization of elevated low frequency oscillations alleviates specific dysfunction in stroke - A case report. Clinical Neurophysiology. 121 (4), 549-555 (2010).
  69. Hall, S. D., et al. The role of GABAergic modulation in motor function related neuronal network activity. NeuroImage. 56 (3), 1506-1510 (2011).
  70. Cornwell, B. R., et al. Synaptic potentiation is critical for rapid antidepressant response to ketamine in treatment-resistant major depression. Biological Psychiatry. 72, 555-561 (2012).
  71. Saxena, N., et al. Enhanced Stimulus-Induced Gamma Activity in Humans during Propofol-Induced Sedation. PLoS ONE. 8 (3), 1-7 (2013).
  72. Quaedflieg, C. W. E. M., Munte, S., Kalso, E., Sambeth, A. Effects of remifentanil on processing of auditory stimuli: A combined MEG/EEG study. J Psychopharmacol. 28 (1), 39-48 (2014).
  73. Muthukumaraswamy, S. D., Shaw, A. D., Jackson, L. E., Hall, J., Moran, R., Saxena, N. Evidence that Subanesthetic Doses of Ketamine Cause Sustained Disruptions of NMDA and AMPA-Mediated Frontoparietal Connectivity in Humans. J Neurosci. 35 (33), 11694-11706 (2015).
  74. Bruhn, J., Myles, P. S., Sneyd, R., Struys, M. M. R. F. Depth of anaesthesia monitoring: What's available, what's validated and what's next?. Br J Anaesth. 97 (1), 85-94 (2006).
  75. Punjasawadwong, Y., Phongchiewboon, A., Bunchungmongkol, N. Bispectral index for improving anaesthetic delivery and postoperative recovery (Review) Bispectral index for improving anaesthetic delivery and postoperative recovery. Cochrane Library. 10, 10-12 (2010).
  76. Taulu, S., Kajola, M., Simola, J. Suppression of interference and artifacts by the Signal Space Separation Method. Brain Topography. 16 (4), 269-275 (2004).
  77. Purdon, P. L., et al. Electroencephalogram signatures of loss and recovery of consciousness from propofol. Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (12), 1142-1151 (2013).
  78. Mhuircheartaigh, R. N., et al. Cortical and Subcortical Connectivity Changes during Decreasing Levels of Consciousness in Humans: A Functional Magnetic Resonance Imaging Study using Propofol. J Neurosci. 30 (27), 9095-9102 (2010).
  79. Pandit, J. J., et al. 5th National Audit Project (NAP5) on accidental awareness during general anaesthesia: summary of main findings and risk factors. Br J Anaesth. 113 (4), 549-559 (2014).
  80. Lakhan, S. E., Caro, M., Hadzimichalis, N. NMDA Receptor Activity in Neuropsychiatric Disorders. Frontiers in Psychiatry. 4 (Junne), 52 (2013).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

131

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved