Name: electrophysiological measurement of noxious-evoked brain activity in neonates using a flat-tip probe coupled to electroencephalography
Uploaded: 2017-11-29T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Electrophysiological Measurement of Noxious-evoked Brain Activity in Neonates Using a Flat-tip Probe Coupled to Electroencephalography at JoVE.com

Les auteurs tient à remercier Caroline Hartley et Rebeccah Slater (département de pédiatrie, Université d’Oxford, Royaume-Uni) pour la révision critique de notre papier et Walter Magerl (département de neurophysiologie, centre de biomédecine et technologie médicale Mannheim (CBTM), Université de Heidelberg, Allemagne) pour nous soutenir avec équipement technique et des connaissances.

L’étude a été approuvée par les compétentes Comité éthique de la Suisse du Nord-Ouest (EKNZ 2015-079) et éclairée autorisation parentale écrite pour le participant a été obtenue avant la mesure.
1. préparation
<ol><li>Assurez-vous que le bébé est bien établi. Il devrait être calme et se sont installés, sans sucer des requêtes lors de l’enregistrement en raison des artéfacts de mouvement. Le bébé peut être endormi9.</li>
	<li>Mesurer la circo...

<ol>
	<li>Bonica, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+need+of+a+taxonomy.">The need of a taxonomy.</a> Pain. 6 (3), 247-248 (1979).</li><li>Duhn, L. J., Medves, J. 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D., Baumg&#228;rtner, U., Tracey, I., Treede, R. D., Magerl, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pinprick-evoked+brain+potentials:+a+novel+tool+to+assess+central+sensitization+of+nociceptive+pathways+in+humans.">Pinprick-evoked brain potentials: a novel tool to assess central sensitization of nociceptive pathways in humans.</a> J Neurophysiol. 110 (5), 1107-1116 (2013).</li><li>Ziegler, E. A., Magerl, W., Meyer, R. A., Treede, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Secondary+hyperalgesia+to+punctate+mechanical+stimuli.+Central+sensitization+to+A-fibre+nociceptor+input.">Secondary hyperalgesia to punctate mechanical stimuli. Central sensitization to A-fibre nociceptor input.</a> Brain. 122 (Pt 12), 2245-2257 (1999).</li><li>Slater, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evoked+potentials+generated+by+noxious+stimulation+in+the+human+infant+brain.">Evoked potentials generated by noxious stimulation in the human infant brain.</a> Eur J Pain. 14 (3), 321-326 (2010).</li><li>Fabrizi, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+shift+in+sensory+processing+that+enables+the+developing+human+brain+to+discriminate+touch+from+pain.">A shift in sensory processing that enables the developing human brain to discriminate touch from pain.</a> Curr Biol. 21 (18), 1552-1558 (2011).</li><li>Hartley, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nociceptive+brain+activity+as+a+measure+of+analgesic+efficacy+in+infants.">Nociceptive brain activity as a measure of analgesic efficacy in infants.</a> Sci Transl Med. 9 (388), (2017).</li><li>Keil, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Committee+report:+publication+guidelines+and+recommendations+for+studies+using+electroencephalography+and+magnetoencephalography.">Committee report: publication guidelines and recommendations for studies using electroencephalography and magnetoencephalography.</a> Psychophysiology. 51 (1), 1-21 (2014).</li><li>Grunau, R. V., Johnston, C. C., Craig, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neonatal+facial+and+cry+responses+to+invasive+and+non-invasive+procedures.">Neonatal facial and cry responses to invasive and non-invasive procedures.</a> Pain. 42 (3), 295-305 (1990).</li><li>van den Broeke, E. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterizing+pinprick-evoked+brain+potentials+before+and+after+experimentally+induced+secondary+hyperalgesia.">Characterizing pinprick-evoked brain potentials before and after experimentally induced secondary hyperalgesia.</a> J Neurophysiol. 114 (5), 2672-2681 (2015).</li><li>Verriotis, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+activity+evoked+by+inoculation+needle+prick+in+infants+up+to+one-year+old.">Cortical activity evoked by inoculation needle prick in infants up to one-year old.</a> Pain. 156 (2), 222-230 (2015).</li><li>Rolke, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+sensory+testing+in+the+German+Research+Network+on+Neuropathic+Pain+(DFNS):+standardized+protocol+and+reference+values.">Quantitative sensory testing in the German Research Network on Neuropathic Pain (DFNS): standardized protocol and reference values.</a> Pain. 123 (3), 231-243 (2006).</li><li>Moultrie, F., Slater, R., Hartley, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+the+treatment+of+infant+pain.">Improving the treatment of infant pain.</a> Curr Opin Support Palliat Care. 11 (2), 112-117 (2017).</li><li>Hu, L., Zhang, Z. G., Mouraux, A., Iannetti, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+linear+regression+to+estimate+time-frequency+electrophysiological+responses+in+single+trials.">Multiple linear regression to estimate time-frequency electrophysiological responses in single trials.</a> Neuroimage. 111, 442-453 (2015).</li><li>Hartley, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changing+Balance+of+Spinal+Cord+Excitability+and+Nociceptive+Brain+Activity+in+Early+Human+Development.">Changing Balance of Spinal Cord Excitability and Nociceptive Brain Activity in Early Human Development.</a> Curr Biol. 26 (15), 1998-2002 (1998).</li><li>Evers, K. S., Wellmann, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arginine+Vasopressin+and+Copeptin+in+Perinatology.">Arginine Vasopressin and Copeptin in Perinatology.</a> Front Pediatr. 4 (75), (2016).</li><li>Slater, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oral+sucrose+as+an+analgesic+drug+for+procedural+pain+in+newborn+infants:+a+randomised+controlled+trial.">Oral sucrose as an analgesic drug for procedural pain in newborn infants: a randomised controlled trial.</a> Lancet. 376 (9748), 1225-1232 (2010).</li></ol>

L’approche présentée ici montre comment nocives évoquée par cerveau activité chez le nouveau-né peut être mesurée de façon objective à l’aide d’enregistrement EEG et stimulateurs plat embout sonde d’appliquer des stimuli nociceptifs expérimentales. Cette technique permet de détecter la nociception, par exemple chez les personnes non verbaux tels que les nouveau-nés dans divers contextes cliniques. L’étude complète peut être fait en moins de 15 min, y compris placer le bébé, identifica...

La douleur est une expérience sensorielle et émotionnelle désagréable, associée à des lésions tissulaires réelles ou potentielles, ou décrite en termes de tels dommages1. L’incapacité à communiquer verbalement n’élimine pas la possibilité qu’une personne éprouve la douleur mais, ce qui la rend très difficile d’évaluer le traitement analgésique, par exemple dans les nouveau-nés2. Plusieurs indicateurs comportements et physiologiques sont utilisés pour évaluer la douleur chez les patients non verbale. Différentes échelles ont été développés au fil des ans, le choix dépend du type de stimulation, de l’âge gestationnel et de l’environnement dans lequel les nouveaux-nés sont embarqués3,4,5. Ces outils d’évaluation de la douleur non plus se fonder sur l’interprétation de l’évaluateur, ou ils exigent des indicateurs physiologiques secondaires.
Dans cette vidéo, nous présentons une méthode pour évaluer la nociception des enregistrements électrophysiologiques optimisés pour une utilisation chez les nouveau-nés. Nociception est définie comme le processus neuronal de l’encodage des stimuli nociceptifs. Ainsi, quantifiant la nociception est une méthode élégante et objective pour déterminer l’entrée neurale chez une personne non verbale. En outre, l’activité corticale détectée par électroencéphalographie (EEG) est corrélée à l’intensité des événements nuisibles5,6.
La méthode présentée ici combine enregistrement EEG avec des stimuli nocifs produits par une stimulation mécanique avec une sonde embout plat, également appelée une piqûre7, qui n’est pas briser la peau et ne provoque pas de détresse comportementale6. Il a été démontré, que suit de nociception ponctue la stimulation est principalement médiée par fibres Aδ, does pas nécessité une peau rupture lésion8 et l’ampleur de la nociception spécifiques potentiels ne dépend pas dormir état9. La sonde est bien acceptée également par les parents lors de l’application de cette méthode dans un cadre d’étude avec des nouveau-nés. La sonde est reliée électroniquement dans le système d’enregistrement EEG permettant l’enregistrement de l’EEG à être étiqueté précisément lorsque la sonde entre en contact avec la peau. Grandement, cela simplifie le processus de verrouillage de temps et est la prémisse pour toutes les analyses suivantes EEG. Afin de minimiser les temps de préparation de l’enregistrement EEG infantile, nous avons utilisé un système mis à jour le placement d’électrode de 10/20 international où nous avons réduit le nombre d’électrodes à l’exigence minimale de trois électrodes (Figure 1). L’électrode de Cz sommet central, où l’activité cérébrale évoquée par nocives est maximale9,10,11, a été utilisé avec une seule référence et une électrode de masse.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Easycap</td>
			<td>EASYCAP GmbH</td>
			<td>AC-32-C</td>
			<td>EEG caps for infants sizes 34 and 36</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>actiCAP</td>
			<td>Brain Products GmbH</td>
			<td>BP-04243-SIG</td>
			<td>active electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImpBox</td>
			<td>Brain Products GmbH</td>
			<td></td>
			<td>impedance measurement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>V-Amp</td>
			<td>Brain Products GmbH</td>
			<td></td>
			<td>EEG recording device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Contact trigger for pinprick stimulation</td>
			<td>MRC Systems GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PinPrick stimulator set</td>
			<td>MRC Systems GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG prepping paste</td>
			<td>USB Pharmacy</td>
			<td></td>
			<td>contains sodium chloride, pumice stone, propylene glycol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SuperVisc</td>
			<td>EASYCAP GmbH</td>
			<td></td>
			<td>Electrolyte-Gel for active electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brain Vision Recorder</td>
			<td>Brain Products GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brain Vision Analyzer</td>
			<td>Brain Products GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB using EEGLAB
			
			
			
			
			
			</td>
			<td>Swartz Center for Computational Neuroscience, University of California San Diego</td>
			<td></td>
			<td>For EEG processing, including averaging of all EEG epochs
			
			
			
			</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

electrophysiological measurement of noxious-evoked brain activity in neonates using a flat-tip probe coupled to electroencephalography

La douleur est une expérience sensorielle et émotionnelle désagréable. Chez les patients non verbal, il est très difficile de mesurer la douleur, même avec les outils d’évaluation de la douleur. Ces outils sont subjectifs ou déterminer des indicateurs physiologiques secondaires qui ont également certaines limites, en particulier lors de l’exploration de l’efficacité de l’analgésie. Traitement cortical est essentielle pour la perception de la douleur, les mesures de l’activité de cerveau peuvent fournir une approche utile pour évaluer la douleur chez les nouveau-nés. Nous présentons ici une méthode pour évaluer la nociception avec des enregistrements de l’activité de cerveau électrophysiologiques optimisés pour l’utilisation chez les nouveau-nés. Pour produire des stimuli nociceptifs hautement standardisées et reproductibles, nous avons appliqué une stimulation mécanique avec une sonde de l’embout plat, par exemple, piqûre, ce qui n’est pas briser la peau et ne provoque pas de détresse comportementale. La possibilité évoquée par nuisibles permet la mesure objective de la nociception chez les patients non verbale. Cette méthode peut être utilisée chez les nouveau-nés dès 34 semaines d’âge gestationnel. En outre, elle pourrait s’appliquer dans des situations différentes, comme la mesure de l’efficacité des médicaments analgésiques ou des anesthésiques.

La figure 1 est la représentation schématique de l’électrode de positionnement à l’aide de la mis à jour le système de placement de 10/20 électrodes international. La figure 2 montre l’activité EEG enregistrée peu de temps avant et après l’application d’un seul stimulus nuisibles utilisant une sonde d’embout plat avec 32 mN force, stimulation s’est produite comme décrit dans le protocole à droite du nouv...

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Electrophysiological Measurement of Noxious-evoked Brain Activity in Neonates Using a Flat-tip Probe Coupled to Electroencephalography

Mesures électrophysiologiques de l’activité cérébrale évoquée par nocives chez les nouveau-nés en utilisant une sonde à embout plat couplé à l’électroencéphalographie

Mesurer la douleur chez les patients non verbale est un défi. Dans cette étude, nous combinons enregistrement EEG avec stimulation utilisant une sonde à embout plat pour détecter les activités nocives évoquée par le cerveau d’une manière objective.

Pain is an unpleasant sensory and emotional experience. In non-verbal patients, it is very difficult to measure pain, even with pain assessment tools. ...

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