Hintergrund: Die Erfassung von Schmerzen und Nozizeption bei Intensivpatienten, die nicht in der Lage sind ihre Schmerzen selbst mitzuteilen, kann eine Herausforderung darstellen, da klinische Beobachtungsinstrumente durch die Effekte der Sedierung beeinflusst werden. Potenziell könnte die Elektroenzephalografie (EEG) als technisches Verfahren bei der Einschätzung von Schmerzen und Nozizeption unter-stützen. Ziel dieser Studie war es daher, nozizeptions-spezifische Merkmale im EEG zu identifizieren, die vor und nach einer nozizeptiven Stimulation auftreten und mit dem Ausmaß der Verhaltensreaktionen korrelieren.
Methoden: In dieser retrospektiven Studie wurden die frontalen EEG-Aufzeichnungen von 64 intubierten und beatmeten Intensivpatient*innen, die endotracheal abgesaugt wurden, analysiert. Das Spektrogramm, nozizeptions-assoziierte Frequenzbänder und weitere EEG-abgeleitete Maße wurden auf vor und nach der nozizeptiven Stimulation auftretende Korrelate von Verhaltensreaktionen untersucht. Zur statistischen Auswer-tung der untersuchten Maße wurden die Konfidenzintervalle des Integrals der Receiver Operating Curve und der Mann-Whitney-U-Test verwendet. Im Sinne des hypothesengenerierenden Ziels dieser Studie wurden die statistischen Tests als Mittel zur Beschreibung der erhobenen Daten und nicht zur Hypothesenprüfung verwandt.
Ergebnisse: Zeitlich vor starken Verhaltensreaktionen (Behavioral Pain Scale ≥7) waren eine höhere normalisierte Leistung im 2,5-5 Hz-Band (+17,13%; P < .001), eine niedrigere normalisierte Leistung im 0,1-1,5 Hz-Band (-10,51%; P = .029) und eine höhere Betaratio (+0.65; P = .014) festzustellen. Während und kurz nach der nozizep-tiven Stimulation fielen starke Verhaltensreaktionen mit einer höheren normalisierten EEG-Leistung im 2,5-5 Hz-Band (+16,59%; P = .021), einer niedrigeren normalisierten Leistung im 8-12 Hz-Band (-51,24%; P = .037) und einer höheren Betaratio (+0.90; P = .005) zusammen.
Schlussfolgerungen: In dieser Studie wurden EEG-Bandleistungen und ein EEG-Parameter identifiziert, die mit dem Ausmaß der Verhaltensreaktionen auf nozizeptive Stimulation korrelieren. Die erhöhte Leistung im 2,5-5-Hz-Band und die verringerte Leistung im 8-12-Hz-Band können auf der Grundlage der aktuellen Literatur als Ausdruck stattfindender Nozizeption interpretiert werden. Die verminderte Leistung im 0,1-1,5-Hz-Band und die erhöhte Betaratio, sind dagegen vermutlich eher ein Korrelat verminderter Sedierungstiefe. Potenziell könnten diese Merkmale helfen Nozizeption auf der Intensivstation zu erkennen und vorherzusagen und so zu einer Optimierung der Analgesie bei Intensivpatient*innen beitragen.
Background: The assessment of pain and nociception in ICU patients who are unable to self-report their pain can be challenging with observational tools being confounded by the effects of sedation. Potentially, electroencephalography (EEG) could be used as a technical aid for the assessment of pain and nociception. The aim of this study was therefore to identify nociception-specific features in the EEG that occur before and after nociceptive stimulation and correlate with the extent of behavioral responses.
Methods: The EEG recordings of 64 intubated and ventilated ICU patients undergoing endotracheal suctioning were analyzed in this retrospective study. The Spectrogram, nociception-associated frequency bands, and further EEG-derived measures were investigated for preceding or coinciding correlates of behavioral responses to nociceptive stimulation. Boot-strapped confidence intervals of the area under the receiver operating characteristics curve and Mann-Whitney U tests were used for statistical evaluation of the investigated measures. In line with the hypothesis-generating fo-cus of this study, statistical tests were used as a means of description rather than reliable hypothesis testing.
Results: Strong behavioral responses (Behavioral Pain Scale ≥7) were preceded by higher normalized power in the 2.5-5 Hz band (+17.13%; P < .001), lower normalized power in the 0.1-1.5 Hz band (-10.51%; P = .029) and a higher beta ratio (+0.65; P = .014). During and shortly after the nociceptive stimulation, strong behavioral respons-es coincided with higher normalized EEG power in the 2.5-5 Hz band (+16.59%; P = .021), lower normalized power in the 8-12 Hz band (-51.24%; P = .037) and a higher beta ratio (+0.90; P = .005).
Conclusions: This study identified certain EEG frequency bands and an EEG-derived measure that correlated with the extent of behavioral responses to nociceptive stimulation. The increased power in the 2.5-5 Hz band and the decreased power in the 8-12 Hz band can be interpreted as correlates of ongoing nociception based on current literature. In contrast, the reduced power in the 0.1-1.5 Hz band and the increased beta ratio are more likely correlates of reduced sedation depth. Potentially, these indicators could help to predict and detect nociception in the ICU and thus help to optimize analgesia for these patients.
