Pretermine EEG: un protocollo multimodale neurofisiologiche

Riepilogo

Questo video spiega la teoria di fondo dell'attività neonatale EEG e le risposte sensoriali, seguita da una dimostrazione dal vivo della loro registrazione in unità di terapia intensiva neonatale.

Abstract

Dalla sua introduzione nel primi anni 1950, elettroencefalografia (EEG) è stato ampiamente utilizzato nelle unità di terapia intensiva neonatale (TIN) per la valutazione e il monitoraggio della funzione cerebrale nei neonati a termine o prematuri. Indicazioni più comuni sono la diagnosi di crisi epilettiche, la valutazione della maturità del cervello, e ripresa dagli eventi ipossico-ischemica. Tecniche di registrazione EEG e la comprensione dei segnali EEG neonatale sono notevolmente migliorate, ma questi progressi sono stati lenti a penetrare attraverso le tradizioni clinici. Lo scopo di questa presentazione è quello di portare la teoria e la pratica di tecnologie avanzate di registrazione EEG a disposizione per le unità neonatali.

Nella parte teorica, presenteremo animazioni per illustrare come un cervello pretermine dà luogo ad attività EEG spontanei e evocati, entrambi i quali sono unici per questa fase di sviluppo, così come fondamentale per una corretta maturazione del cervello. Lavoro animale recenti hanno dimostrato che il cervello svi strutturalepment si riflette chiaramente nei primi mesi di attività EEG. Strutture più importanti in questo senso sono in crescita le connessioni a lungo raggio e la struttura corticale transitoria, a piastra. Stimoli sensoriali in un neonato pretermine genererà le risposte che si vedono a livello di singolo studio, e hanno basi nella piastra-corteccia interazione. Questo porta neonatale EEG facilmente in uno studio multimodale, in cui EEG non è solo la registrazione di funzione corticale, ma mette alla prova anche la funzione piastra tramite diverse modalità sensoriali. Infine, l'introduzione di clinicamente idonei tappi array denso EEG, nonché amplificatori in grado di registrare basse frequenze, hanno rivelato moltitudine di attività cerebrali che sono ancora state trascurate.

Nella parte pratica di questo video, si mostra come un servizio multimodale, studio array denso EEG viene eseguita in unità di terapia intensiva neonatale di un neonato pretermine in incubatrice. Il video mostra la preparazione del bambino e di incubatori, l'applicazione delCap EEG, e le prestazioni delle stimolazioni sensoriali.

Protocollo

1. Preparare il bambino e la culla / incubatore per uno studio EEG

1. Pianificare lo studio EEG in modo che non coincidere con le altre procedure Nicu, come ad esempio il prelievo di sangue o l'ecografia, in quanto possono interferire con entrambi i dispositivi EEG e lo stato di vigilanza del bambino.
2. Inizia a registrare immediatamente dopo il pasto, in modo che il bambino è più probabilità di cadere nel sonno durante la registrazione EEG. Può essere pratico applicare tutti gli elettrodi di registrazione prima della alimentazione e / o altre procedure di cura, in modo che il EEG può iniziare immediatamente dopo.
3. Assicurarsi che non vi siano dispositivi elettrici non necessari connessi al bambino.
4. Mettere tutti i cavi collegati alla registrazione EEG il più lontano possibile dagli altri cavi nella culla. Spegnere il riscaldamento letto, se possibile trattamento saggio.
5. In caso di interferenze elettriche, si può tentare di identificare il dispositivo interferisca disattivandoli (a volte anche staccando dalla rete uno allatempo può essere utile).
6. Assicurarsi che la testa del bambino non tocca tessuti umidi o bagnati, che possono aumentare accoppiamento di interferenza da sorgenti di rumore esterne al bambino.

2. Applicazione del tappo array denso EEG

1. Rimuovere la cera interferire e olio dal cuoio capelluto del bambino passandolo con un panno inumidito con alcool diluito o shampoo per bambini. Valutare visivamente la dimensione della testa del bambino per selezionare la dimensione ottimale del tappo EEG, al fine di assicurarsi che il tappo si trova saldamente al vertice, e che gli elettrodi temporali sono situati ad un livello adeguato sopra lobi (cinque diverse dimensioni di queste tappi sono disponibili per adattarsi estremamente pretermine da giovane per neonati FullTerm).
2. Se possibile, due persone che dovrebbero lavorare insieme per mettere il tappo EEG, che si prenda cura del cappuccio, e l'altra mano la testa del bambino e l'intubazione possibile o tubi CPAP nasale. Se il paziente ha una CPAP, rimuoverlo per i 10-20 secondi che ci vogliono mettere tha cap EEG. Le cinghie di fissaggio della CPAP nasale sono avvolti sul tappo EEG più tardi.
3. (Opzionale) Se il bambino ha una linea iv nella testa, sarà necessario scollegare, e farla passare attraverso la presa fatta per nel tappo (disponibile nei tappi utilizzati nel presente studio). In caso contrario, sarà necessario utilizzare il posizionamento degli elettrodi salto netto e unico, che è dimostrato sul sito web dello studio NEMO (vedi http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php ).
4. Tenere il bambino in modo che la sua / il suo viso è rivolto verso di voi. Prendete il tappo in entrambe le mani, e usando le dita, premere il centro del tappo dentro e fuori, in modo che la centrale (Cz ed elettrodi Pz) per prima cosa toccare il cuoio capelluto.
5. Ruotare il tappo delicatamente sulla testa in modo che il tappo è quasi seduta nella sua posizione finale. Infine, regolare il cappuccio simmetricamente in entrambe le direzioni sinistra-destra e antero-posteriore. Controllare la simmetria assicurandosi that l'elettrodo Cz si trova al centro (destra-sinistra) sulla linea che collega entrambe le orecchie. Quando si tira il cappuccio sulla fronte, è pratico di mantenere la testa del bambino in posizione premendo i pollici contro il suo / la fronte sopra gli occhi.
6. Fissare il sottogola per una tenuta che mantiene bene il tappo al suo posto, e permette la respirazione ma senza restrizioni. Non controllare anche ora che la dimensione del tappo è ottimale. Il tappo mostrato in questo video può sembrare poco allentata. Tuttavia, si estende oltre il fronte e occipitale, eppure è abbastanza bene in contatto con il cuoio capelluto aree centroparietal. Cinque diverse dimensioni di tali limiti sono disponibili per adattarsi estremamente pretermine da giovane a termine neonati, e il tappo mostrato in questo video andrà bene questo bambino per poche settimane da ora in poi.
7. Applicare il gel per elettrodi attraverso i fori elettrodi con una siringa collegata ad un ago di spessore gel Blunt ("tip"). Una punta piegata può essere utile per raggiungere contatti che sono di difficile accesso diretto. Riempire la eletazze ctrode modo che non fuoriuscirà gel, come può formare ponti con elettrodi adiacenti o addirittura bagnare il cuscino causando manufatto. Una formula gel viscoso può essere più pratico a questo proposito, e permette anche gelificazione prima del posizionamento tappo (vedi riferimento 1).
8. Controllare le impedenze e la qualità del segnale EEG, e preparare il cuoio capelluto sia delicato sfregamento meccanico oppure utilizzando il metodo cosiddetto SurePrep in base alle esigenze ^2,3 ( http://www.helsinki.fi/science/eeg/videos/sureprep/ ) . Osservare la qualità del contatto con la pelle simultaneamente dai valori di impedenza forniti dal software EEG, o cercando in qualità di traccia EEG. Inizia da riferimento e di terra, quindi preparare un emisfero per volta per ridurre al minimo movimento del bambino.
9. Avviare la registrazione EEG quando i livelli di impedenza sono accettabili, di solito al di sotto 15kohms, o quando il segnale sembra abbastanza pulito senza filtrazione. Si noti che impedenze spesso impruovere nel corso del tempo, in modo da dare qualche minuto di tempo per le impedenze di stabilirsi.

3. Applicazione dei sensori poligrafici

1. Record tono muscolare (elettromiografia, EMG) ed accompagnato da due elettrodi EMG sotto il mento. Preparare la pelle delicatamente prima applicazione degli elettrodi.
2. Record battito cardiaco applicando due elettrodi ECG sul petto o sulle spalle. Attaccamento spalla è utile se vi è la necessità di identificare potenziali movimenti del corpo epilettici. Preparare la pelle delicatamente prima applicazione degli elettrodi.
3. Registrare i movimenti oculari (electro-oculogramma, EOG) sia con frontali elettrodi EEG (quindi non sono necessari ulteriori elettrodi), o con gli elettrodi attaccati EOG separati in prossimità degli angoli laterali degli occhi. In più giovani premies, tuttavia, può essere talvolta necessario utilizzare sensori piezoelettrici allegati palpebre (non mostrato in questo video), perché la loro retina può non essere sufficiente a causare polarizzata rilevabili campi elettrici. Preparare la skdelicatamente prima applicazione degli elettrodi.
4. Monitorare i movimenti di respirazione con un tratto sensibile cintura trasduttore che è avvolto intorno al tronco sulla pancia o al torace. Assicurarsi che il trasduttore è stretto abbastanza per mostrare i movimenti respiratori nella registrazione, ma abbastanza largo da consentire la respirazione senza restrizioni. In bambini con respirazione spontanea, particolare attenzione è necessaria per non limitare i movimenti della respirazione (vedi anche http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php ).
5. Se clinicamente necessario, aggiungere anche un movimento sensibile sensore piezo a qualsiasi parte del corpo che dovrebbe mostrare movimenti inusuali.
6. Posizionare il EEG sincronizzato videocamera in modo che il bambino tutto è ben visibile nella foto. Durante parti specifiche dello studio EEG, si può scegliere di concentrarsi sulle parti del corpo selezionate, come le mani oi piedi durante la loro stimolazione tattile.

4. Registrazione

1. Durante l'intera sessione di registrazione, tenere d'occhio la qualità del segnale, e fare le correzioni qualsiasi segnale si deteriora. Seguire il bambino come bene, e aggiungere annotazioni di qualsiasi evento (es. sintomi clinici, il movimento, Drug Administration) che possono essere di interesse durante la successiva interpretazione in linea EEG.
2. In caso di reperti si verificano durante la registrazione, li risolvere i problemi e apportare correzioni alla registrazione immediatamente. Molti manufatti possono definitivamente compromettere il successivo utilizzo del segnale EEG.
3. Regolare la lunghezza della registrazione individualmente in modo che lo studio EEG comprende almeno una epoca di tutti gli stati di vigilanza: veglia, sonno attivo e sonno tranquillo. Nella maggior parte dei casi, questo avrà da 40 a 90 minuti.
4. Eseguire stimolazioni sensoriali (vedi sezione 5) quando il bambino è ben addormentato. E 'preferibile attendere periodo di sonno tranquillo.
5. Alla fine della sessione di registrazione EEG, rimuovere il tappo e altri sensori, e pulire il gel in eccesso dal cuoio capelluto del bambino strofinando con un panno umido.
6. Pulire il tappo EEG e altri accessori prima meccanicamente, poi sterilizzare secondo le istruzioni ospedalieri.

5. Stimolazioni sensoriali

1. Si noti che tutte le risposte sensoriali nei prematuri giovani hanno un lungo periodo (alcuni secondi) refrattario, e le risposte diminuiscono rapidamente con brevi intervalli interstimulus o in presenza di altre attività in corso EEG nella corteccia sensoriale. Quindi, fornire stimoli sensoriali in momenti in cui l'EEG è stato relativamente in silenzio per almeno pochi secondi, che è più facile da fare durante il sonno tranquillo traccia interrompere l'attività espositiva ^4-6. Se possibile, utilizzare i dispositivi di stimolazione che generano automaticamente un segno (trigger) nel tracciato EEG. Eseguire prima le stimolazioni tattili, poi gli stimoli visivi, e alla fine gli stimoli uditivi, che possono risvegliare il bambino.
2. Per studiare le risposte visive evocate, conferiscono lampi singoli con un dispositivo integrato per il sistema EEG. Si may mostrano anche qualsiasi luce transitoria, come lo spostamento di un fascio della torcia sul volto. Una risposta è facilmente generato anche da lontano, come attraverso le pareti trasparenti incubatrice. Osservare la risposta con almeno una seconda durata in occipitale e vari elettrodi parietali.
3. Per studiare le risposte evocate somatosensoriali, applicare dolci stimoli tattili al palmo o esclusivo del bambino. E 'utile utilizzare un dispositivo che genera automaticamente un segno (trigger) nel tracciato EEG. Osservare la risposta agli elettrodi controlaterali centro-temporali (C e T) dopo la stimolazione mano, e nelle (Cz) elettrodi dopo la stimolazione della linea mediana del piede. Per facilitare l'analisi successiva, aggiungere annotazioni manuali per la registrazione EEG qualsiasi momento, quando si vede un movimento spontaneo degli arti, perché produce risposte simili a quelle stimolate.
4. Per studiare le risposte uditive, si può usare praticamente qualsiasi suono con intensità relativamente bassa, come il battito delle mani vicino alla testa del bambino. Evitare di utilizzare il corno tradizionalestimolazione, perché la sua intensità di un suono di alta porterà sia l'attivazione uditiva e l'eccitazione del sonno, con spesso conseguente artefatti da movimento.

6. Analisi

1. Avvio analisi preliminare durante la registrazione EEG già. Aggiungere annotazioni di eventi clinici che non sono evidenti dal segnale EEG (es. procedure di cura, movimenti insoliti o Drug Administration). Prendere nota anche di tutti i manufatti EEG (es. suzione, dondolo o toccando), che sono difficili da identificare in seguito. Infine, aggiungere le vostre considerazioni preliminari che si presentano on-line, in quanto spesso comportano intuizioni che sono difficili da percepire più tardi. Assicurarsi di aver registrato il sonno sia attiva e tranquilla, e che il numero e la qualità degli stimoli sensoriali sono sufficienti.
2. L'attuale, profonda revisione del EEG neonatale avviene non in linea in una postazione di lavoro in cui i risultati EEG possono essere trattati e descritti in maggiore dettaglio.

7. Risultati rappresentativi

Figura 1 Confronto tra la registrazione con EEG convenzionale (a sinistra) e uno non filtrato, Full-band EEG. (FbEEG, a destra). Nota: le fluttuazioni importanti lenti nel segnale FbEEG [si veda anche refs 7-9], che sono assenti nel EEG convenzionale. Per ulteriori informazioni, vedi la discussione.

Figura 2. Confronto tra l'aumento di informazioni ottenuto sommando il numero di elettrodi. Una alta densità EEG (destra) permette di analizzare e / o seguire aree corticali separatamente. Questa informazione spaziale è trascurabile convenzionale 8 canali (al centro) la registrazione, e completamente perso in comune uno dei canali di monitoraggio EEG (a sinistra).

. Figura 3 A sinistra: viene mostrato un esempio di prova dalle risposte singole a stimolazioni sensoriali tattili delle mani come si è visto nella traccia raw EEG. A destra: confronto delle risposte pretermine e FullTerm somatosensoriali (entrambi C4-Fz derivazione) dimostra la grandezza del pretermine reazioni corticali. La risposta pretermine è mostrato da una traccia di prova singola, mentre la risposta FullTerm è generato da media, in quanto non essere distinto a livello singola prova. Nella traccia FullTerm, la freccia rappresenta la risposta N1 che viene convenzionalmente utilizzato come misura rappresentante per la diagnosi clinica. Per ulteriori dettagli, vedere refs 4,6,10,11.

Discussione

La registrazione di EEG neonatale nel modo indicato qui è sicuro, e quindi fattibile da ogni bambino e in qualsiasi condizione che consente la gestione associata delle procedure di routine per la cura ^1. L'unità di terapia intensiva è un ambiente stimolante ai dispositivi sensibili EEG. Una chiave per una buona qualità di registrazione tecnicamente è un uso corretto di un corretto funzionamento cap array denso EEG, come quello mostrato in questo video. NICU ambiente è unico in quanto i soggetti dello studio sono gravemente malati, bambini vulnerabili, che vengono sottoposte a cure esigente e procedure diagnostiche. Al fine di garantire non solo la sicurezza del paziente, ma anche il futuro degli studi di EEG nel NICU, è necessario disporre di una stretta collaborazione con la vostra chiave NICU contatto, così come un elevato livello di fiducia con tutto il personale NICU coinvolti nella cura del paziente .

Un recente lavoro in entrambi i neonati umani ^5-7,10 e modelli animali con cuccioli di ratto ^13-15 ha sottolineato il dominio della Frequenza di infraslowIES in EEG. Mentre si vede facilmente con la tecnica FbEEG (vedi Fig. 1 e refs 8,9), vengono ignorati o distorta in EEG convenzionale (utilizzando un amplificatore accoppiato in AC) che taglia definitivamente al momento della raccolta del segnale, poiché accoppiamento AC agiscono come amplificatori passa-alto (low cut) filtri. Una registrazione fedele di queste attività infraslow richiede una registrazione stabile impostazione DC che consiste di un amplificatore DC accoppiato (vedi Ringraziamenti), Ag / AgCl elettrodi, contenenti cloruri gel ^16, nonché l'eliminazione di potenziale adeguato epiteliale (per i dettagli, si veda refs 2,3,8, così come http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php~~HEAD=NNS -> Configurazione hardware EEG - Skin> durante la preparazione). È notevole in un contesto clinico, che i tappi utilizzati nella nostra presentazione sono pienamente compatibili con FbEEG registrazione, mentre molte altre caps EEG clinici non sono adatti a causa della loro mat elettrodo inadeguatoerials (es. tin) ¹⁶ e / o scarsa stabilità meccanica dovuta al taglio e il supporto di progettazione elettrodi (per i dettagli, si veda anche refs 1,8).

Valutazione adeguata o il monitoraggio del cervello pretermine precoce deve essere basata su una conoscenza approfondita della natura e delle caratteristiche specifiche dell'attività del cervello immaturo stesso (vedi sopra). Tale approccio è in gran parte manca nella pratica clinica corrente e la letteratura. Per soddisfare questa esigenza, il protocollo per una valutazione neurofisiologica multimodale dei neonati prematuri è stata sviluppata nel nostro laboratorio. Il presente documento collega insieme le più recenti conoscenze della neurobiologia dello sviluppo, i progressi rilevanti in tecniche neurofisiologiche, come pure la necessità urgente per il romanzo la ricerca clinica. I nostri hences lavoro apre la finestra per gli studi traslazionali da eseguire in modo bidirezionale (dal laboratorio al letto del paziente e ritorno). Inoltre, la chiara dimostrazione del protocollo mira ad aprire un luogo di grande scale collezione di set di dati clinicamente rilevanti, compresi gli studi per definire i criteri elusivi della normalità.

La nostra esperienza clinica presso l'Università di Helsinki Hospital ha dimostrato che i) studi multimodali di questo tipo sono rapidamente diventati parte integrante della routine clinica, ii) che hanno notevolmente aumentato l'interesse per studi EEG neonatale, e iii) che gli sviluppi di registrazione tecniche qui riportate hanno reso le prestazioni di tali registrazioni, come facilmente raggiungibile come qualsiasi limitata, EEG convenzionale. Soprattutto, capire le relazioni tra le funzioni cerebrali sviluppo e struttura permette di valutare la maturazione del cervello in un momento in cui il bambino non è ancora in grado di comunicare con il mondo esterno ^17. Cura meglio il cervello in una fase iniziale di sviluppo rischia di portare ad un aumento permanente nella salute e nella qualità complessiva della vita del bambino pretermine.

Materiali