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

המחברים רוצה להכיר קרוליין הארטלי והילד Rebeccah סלייטר (המחלקה של מחלקת הילדים, אוניברסיטת אוקספורד, בריטניה) כדי לבצע סקירה ביקורתית שלנו נייר, וולטר Magerl (המחלקה של נוירופיזיולוגיה, מרכז של וההתערבות, טכנולוגיה רפואית מנהיים (CBTM), אוניברסיטת היידלברג, גרמניה) לתמיכה אותנו עם ציוד טכני וידע.

המחקר אושרה על ידי המוסמכים אתיקה הוועדה של מערב שוויץ (EKNZ 2015-079), הודיע בכתב הסכמת הורים עבור המשתתף הושג לפני המדידה.
1. הכנה
<ol><li>ודא כי התינוק סוכם. זה צריך להיות שקט, התיישבו, ללא יניקה תנועות במהלך ההקלטה בגלל תנועת חפצים. התינוק יכול להיות ישן9.</li>
	<li>למדוד את ...

<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. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+systematic+integrative+review+of+infant+pain+assessment+tools.">A systematic integrative review of infant pain assessment tools.</a> Adv Neonatal Care. 4 (3), 126-140 (2004).</li><li>Witt, N., Coynor, S., Edwards, C., Bradshaw, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Guide+to+Pain+Assessment+and+Management+in+the+Neonate.">A Guide to Pain Assessment and Management in the Neonate.</a> Curr Emerg Hosp Med Rep. 4, 1-10 (2016).</li><li>Hummel, P., van Dijk, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pain+assessment:+current+status+and+challenges.">Pain assessment: current status and challenges.</a> Semin Fetal Neonatal Med. 11 (4), 237-245 (2006).</li><li>Slater, R., Fitzgerald, M., Meek, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Can+cortical+responses+following+noxious+stimulation+inform+us+about+pain+processing+in+neonates?.">Can cortical responses following noxious stimulation inform us about pain processing in neonates?.</a> Semin Perinatol. 31 (5), 298-302 (2007).</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=The+relationship+between+nociceptive+brain+activity,+spinal+reflex+withdrawal+and+behaviour+in+newborn+infants.">The relationship between nociceptive brain activity, spinal reflex withdrawal and behaviour in newborn infants.</a> Sci Rep. , 31 (2015).</li><li>Iannetti, G. 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>

הגישה המוצגת כאן מראה כיצד יתמודד-עורר המוח פעילות neonates ניתן למדוד בצורה אובייקטיבית באמצעות EEG הקלטה של תכשירים שטוח-טיפ בדיקה כדי להחיל גירויים יתמודד ניסיוני. טכניקה זו יכול לשמש במסגרות קליניות שונות כדי לזהות nociception, למשל אנשים מילוליים כגון neonates. המחקר המלא יכול להיעשות בתוך 15 ד...

הכאב הוא חוויה לא נעימה חושית ורגשית המשויך נזק ממשי או פוטנציאלי לרקמות, או תיאר מבחינת כזה נזק1. חוסר היכולת לתקשר באופן מילולי אינה פוסלת את האפשרות כי אדם חווה כאב אבל עושה את זה מאתגר מאוד להעריך טיפול להקלת כאבים, לדוגמה ב יילוד תינוקות2. כמה אינדיקטורים התנהגותיים, פיזיולוגיים משמשים להערכת כאב בחולי-מילולית. סולמות שונים פותחו במהלך השנים, הבחירה תלויה בסוג של הגירוי, גיל ההיריון, הסביבה שבה הם neonates embeded3,4,5. כלי הערכה אלה כאב גם להסתמך על הפרשנות של מדרג או הם דורשים משני מדדים פיזיולוגיים.
בסרטון וידאו זה, אנו מציגים שיטה להערכת nociception עם הקלטות אלקטרופיזיולוגיות ממוטב לשימוש אצל תינוקות רכים. Nociception מוגדרת כתהליך עצבית של קידוד גירויים יתמודד. לפיכך, quantitating nociception היא שיטה אובייקטיבית אלגנטית כדי לקבוע את הקלט עצביות בבן אדם-מילולית. יתר על כן, פעילות קורטיקלית זוהה על ידי אלקטרואנצפלוגרם (EEG) הוא מתואם עם עוצמת האירועים יתמודד5,6.
השיטה המוצגת כאן משלב EEG הקלטה עם גירויים יתמודד המיוצר על ידי גירוי מכני גשש שטוח-עצה, הנקרא גם pinprick7, אשר אינה שבירת העור והיא אינה גורמת מצוקה התנהגותית6. הוכח, nociception הבאים תנקד את גירוי בעיקר מתווך על ידי Aδ-סיבים, האם לא צריך עור של שבירת הנגע8 ועוצמת nociceptive הספציפיים הפוטנציאלי אינו תלוי לישון המדינה9. החללית מקובל גם גם על ידי ההורים בעת החלת בשיטה זו באווירה מחקר עם neonates. החללית מקושר אלקטרונית מערכת הקלטה EEG הפעלת ההקלטה EEG להיות מתויג בדיוק כאשר המכשיר קשר העור. זו מאוד מפשט את התהליך של נעילת הזמן והיא ההנחה עבור כל ניתוח EEG עוקבות. כדי לצמצם את זמן ההכנה של ההקלטה EEG לתינוק השתמשנו מערכת השמה 10/20 אלקטרודה ששונה בינלאומי שבו אנחנו הופחת מספר אלקטרודות הדרישה המינימלית של שלוש אלקטרודות (איור 1). האלקטרודה Cz קודקוד המרכזי, שם הפעילות המוחית יתמודד עורר הוא מקסימלי9,10,11, היה בשימוש יחד עם הפניה אחת אחת אלקטרודה הקרקע.

<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

הכאב הוא חוויה חושית ורגשית לא נעימה. בחולים-מילולית, קשה מאוד למדוד כאב, אפילו עם כלי הערכה כאב. הכלים האלה הם סובייקטיביים או לקבוע מדדים פיזיולוגיים משנית אשר יש גם מגבלות מסוימות, במיוחד כאשר בוחנים את האפקטיביות של שיכוך כאבים. כמו עיבוד בקליפת המוח הוא חיוני עבור כאב תפיסה, אמצעים פעילות המוח עשויה לספק גישה שימושית כדי להעריך את כאב אצל תינוקות. כאן אנו מציגים שיטה להערכת nociception עם הקלטות של פעילות המוח אלקטרופיזיולוגיות ממוטב לשימוש אצל תינוקות רכים. כדי לייצר גירויים רעילים מאוד סטנדרטית ו לשחזור והגשנו בקשה גירוי מכני שטוח-טיפ גשש, למשלPinPrick, אשר לא העור-פריצה, אינה גורמת מצוקה התנהגותית. הפוטנציאל יתמודד עורר מאפשר המדד האובייקטיבי של nociception בחולים-מילולית. בשיטה זו ניתן להשתמש אצל תינוקות יילוד מוקדם ככל גיל הריון 34 שבועות. יתר על כן, זה יכול להיות מיושם במצבים שונים כגון מדידת היעילות של תרופות להרגעה או הרדמה.

איור 1 הוא הייצוג diagrammatic של האלקטרודה מיצוב באמצעות מערכת השמה 10/20 אלקטרודה ששונה בינלאומיים. איור 2 מציג את פעילות EEG הוקלט זמן קצר לפני ואחרי יישום של אחד גירוי רעילים יחיד באמצעות בדיקה שטוח-טיפ בכוח mN 32, גירוי התרחשו כפי שמתואר הפרוטוקול...

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

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

מדידות אלקטרופיזיולוגיות של פעילות המוח יתמודד עורר Neonates באמצעות בדיקה שטוח-טיפ מצמידים אלקטרואנצפלוגרם

מדידת כאב בחולי-מילולית היא אתגר. במחקר זה אנו משלבים EEG הקלטה עם גירוי באמצעות בדיקה שטוח-טיפ כדי לזהות פעילות מוחית יתמודד עורר בצורה אובייקטיבית.

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

Research

JoVE Journal

Medicine

Segmentation and Measurement of Fat Volumes in Murine Obesity Models Using X-ray Computed Tomography

פילוח ומדידה של כמויות השומן מודלים השמנת יתר Murine באמצעות קרני רנטגן טומוגרפיה ממוחשבת

Obesity is associated with increased morbidity and mortality as well as reduced metrics in quality of life.1 Both environmental and genetic factors are ...

Epidural Intracranial Pressure Measurement in Rats Using a Fiber-optic Pressure Transducer

מדידת לחץ תוך גולגולתי אפידורל בחולדות באמצעות מתמר סיבים אופטיים לחץ

Elevated intracranial pressure (ICP) is a significant problem in several forms of ischemic brain injury including stroke, traumatic brain injury and ...

The Measurement and Treatment of Suppression in Amblyopia

המדידה והטיפול בדיכוי בעין עצלה

Amblyopia, a developmental disorder of the visual cortex, is one of the leading causes of visual dysfunction in the working age population. Current ...

State of the Art Cranial Ultrasound Imaging in Neonates

מדינת אולטראסאונד ההדמיה אמנות הגולגולת בילודים

Cranial ultrasound (CUS) is a reputable tool for brain imaging in critically ill neonates. It is safe, relatively cheap and easy to use, even when a ...

Molecular Probe Optimization to Determine Cell Mortality in a Photosynthetic Organism (Microcystis aeruginosa) Using Flow Cytometry

Molecular Probe Optimization to Determine Cell Mortality in a Photosynthetic Organism Microcystis aeruginosa Using Flow Cytometry

מולקולרי הבדיקה אופטימיזציה לקביעת תמותת תא באורגניזם פוטוסינתזה (<em&gt; Aeruginosa Microcystis</em&gt;) שימוש cytometry הזרימה

Microbial subpopulations in field and laboratory studies have been shown to display high heterogeneity in morphological and physiological parameters. ...

Transcutaneous Microcirculatory Imaging in Preterm Neonates

Transcutaneous microcirculatory הדמיה בפגים

Microcirculatory imaging (MI) is a relatively new research tool mainly used in the intensive care setting. MI provides a clear view of the smallest ...

Using Saccadometry with Deep Brain Stimulation to Study Normal and Pathological Brain Function

שימוש Saccadometry עם דיפ גירוי המוח לחקר תפקוד מוח נורמלי ופתולוגיים

The oculomotor system involves a large number of brain areas including parts of the basal ganglia, and various neurodegenerative diseases including ...

Imaging Metals in Brain Tissue by Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry (LA-ICP-MS)

Imaging Metals in Brain Tissue by Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry LA-ICP-MS

מתכות הדמיה ברקמת המוח על ידי אבלציה לייזר - פלזמה מצמידים אינדוקטיבי - ספקטרומטריית מסה (LA-ICP-MS)

Metals are found ubiquitously throughout an organism, with their biological role dictated by both their chemical reactivity and abundance within a ...

Repeated Measurement of Respiratory Muscle Activity and Ventilation in Mouse Models of Neuromuscular Disease

מדידה חוזרת של פעילות שרירי הנשימה ואת אוורור בעכברי מודל של המחלה שרירית

Accessory respiratory muscles help to maintain ventilation when diaphragm function is impaired. The following protocol describes a method for repeated ...