Changes in electromyographic amplitude as a measure of adequacy of sedation in critical care patients

Thumbnail Image

Files

urn100218.pdf (814.5 KB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2010

Department

Major/Subject

Laskennallinen tekniikka

Mcode

S-114

Degree programme

Language

en

Pages

[7] + 49

Series

Abstract

Sedaatioksi kutsutaan hoitotoimenpidettä, jolla tehohoitopotilaiden tajunnan tasoa madalletaan sedatiivisilla aineilla, jotta potilas kestäisi paremmin tehohoidon aiheuttamat rasitukset. Liian syvä tai kevyt sedaatio voi pidentää hoidon kestoa ja lisätä komplikaatioriskiä. Sedaation syvyyttä säädellään nykyisin erilaisilla kliinikon arvioon perustuvilla asteikoilla. Automaattista tehohoitokäyttöön validoitua mittaria ei ole. Lupaavin objektiivinen mittari on viimeaikoina kehitetty lihassähkökäyrään (EMG) perustuva responsiivisuus. Tämän työn tavoitteena on tutkia tehohoitopotilaiden otsan lihassähkökäyrän erilaisiin ärsykkeisiin liittyviä muutoksia sekä selvittää, voiko ärsykkeisiin liittyviä muutoksia käyttää tehopotilaiden sedaation syvyyden mittarina. Tarkasteltuja ärsykkeitä olivat kuulokkeilla toistetut puhuttelu ja voimakas kohina sekä kaksi sähköistä ärsykettä, joista toinen oli kivulias. Työssä analysoitiin laadullisesti ja määrällisesti EMG-tehon tyypillisiä ärsykkeisiin liittyviä ominaisuuksia, joiden pohjalta muodostettiin erilaisia mittareita. Näiden soveltuvuutta tehohoitopotilaan sedaation syvyyden mittariksi arvioitiin tilastollisin menetelmin. Tulokset osoittavat että annettua ärsykettä seuraa tyypillisesti EMG-tehon tason nousu, kun potilas reagoi havaittavasti ärsykkeeseen. Yleensä EMG-teho myös jää tällöin korkeammalle tasolle pidemmäksi aikaa. Vastaavaa ilmiötä ei havaittu, kun potilas ei reagoinut annettuun ärsykkeeseen, paitsi silloin, kun annettiin kivulias ärsyke. Myös EMG-tehon lähtötaso on usein korkeampi niillä potilailla jotka reagoivat ärsykkeseen kuin niillä jotka eivät reagoi. Ärsykkeeseen liittyvät muutokset soveltuvat hyvin tehohoitopotilaiden sedaation syvyyden arvioimiseen valitulla ajan hetkellä. Parhaiten toimiva mittari luokittelee potilaat reagoiviin ja reagoimattomiin merkittävästi paremmin kuin jatkuva-aikainen responsiivisuusmittari. EMG teho vaikutti joissain tapauksissa havaitsevan reaktioita ärsykkeisiin herkemmin kuin hoitaja.

Sedation is a treatment where consciousness level of critical care patients is lowered with sedative drugs in order to help patients to better withstand the strains of intensive care. Too deep or too light sedation can lengthen the time in critical care and raise the risk of complications. In current practice the level of sedation is controlled by different clinical assessment scales. As of now there is no automatic measure of sedation that has been validated for use in critical care. The most promising objective measure is recently developed EMG responsiveness. The goal of this study is to examine frontal electromyographic (EMG) changes in critical care patients and to find out whether stimulus related responses of EMG can be used as a measure of depth of sedation in intensive care patients or not. Studied stimuli are a spoken command played back by earphones, a loud noise and two electric stimuli, one of which was painful. EMG stimulus related properties were analysed quantitatively and qualitatively and several different measures were developed based on those properties. The measures' applicability as monitor of sedation in intensive care patients were estimated statistically. The results show that after a stimulus is given typically a rise in EMG power level occurs when the patient responds to the stimulus. Usually EMG level stays elevated for quite long. This elevation did not occur in cases where patient did not respond to the stimulus except when a painful stimulus was given. Also EMG power level before the stimulus tends to be higher in responsive patients compared to unresponsive ones. Stimulus related changes are very suitable for measuring the depth of sedation at a given time. The best developed measure works significantly better than a continuous responsiveness measure. In some cases EMG power seemed to be more sensitive to patient reactions than nurse.

Description

Supervisor

Sams, Mikko

Thesis advisor

Uutela, Kimmo

Keywords

sedation, EMG, response, sedaatio, EMG, vaste

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201203131467

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC