Heart rate variability analysis for newborn infants prolonged pain assessment

Abstract

Pain management is a general concern for healthcare quality. In the particular context of neonatal care, it's well known that an efficient pain management will decrease mortality and morbidity of newborn infants. Furthermore, the plasticity of developing brain is vulnerable to pain and/or stress, that in turn may cause long term neurodevelopmental changes, including altered pain sensitivity and neuroanatomic and behavioural abnormalities. During neonatal intensive care stay, large number of painful procedures are performed, the majority of which are not accompanied by adequate analgesia. Optimal management requires competent pain assessment which can be especially difficult to perform in this non verbal population. We have developed an instantaneous heart rate variability (HRV) analysis method, non intrusive and user-friendly, based on the ECG signal acquisition. This analysis method enabled us to design parameters related to the influence of pain on the Autonomic Nervous System (ANS) activity. This paper presents the application of this method, previously validated for adults under general anesthesia, to the domain of newborn infants prolonged pain assessment.

Development of a pain monitoring device focused on newborn infant applications: The NeoDoloris project

“…The algorithm is computed continuously by sliding the moving window with a 1 s moving period. NIPE m is then computed as the record's last 20 min mean value, but the software gives also a value of instantaneous NIPE (NIPE i ) for short-term analysis of neonatal high frequencies HRV [23].…”

Impact du cocooning et de la voix humaine sur le système nerveux autonome (SNA) de l’enfant grand prématuré

“…Pour vérifier cette hypothèse, nous avons comparé la VFC avant et après des phases standardisées de CAVH effectuées par la mère et par une tierce personne n'ayant eu jusqu'alors aucun lien avec l'enfant. La VFC a été évaluée à l'aide d'un indice de variabilité haute fréquence, marqueur de l'activité parasympathique déjà validé chez l'adulte [12,22] et récemment adapté au nouveau-né préma-turé [14] ou à terme [15]. Cette étude a montré une augmentation significative de l'indice de VFC après le CAVH, qu'il soit réalisé par la mère ou par une tierce personne, alors que les valeurs de FC et de FR ne variaient pas de manière significative.…”

“…Des études antérieures indiquent que l'analyse de la variabilité de la FC est un moyen d'évaluer en temps réel le niveau de confort de l'enfant nouveau-né. En effet, la variabilité de la FC diminue lorsque le score d'EDIN augmente chez le nouveau-né en période postopératoire [14,15]. D'autre études ont montré une augmentation de l'activité parasympathique lors d'un « peau à peau » ou d'un portage kangourou [16,17].…”

“…L'indice mesuré était significativement plus bas chez les enfants qui avaient un score d'EDIN élevé [14]. Dans une autre étude, nous avons évalué la VFC chez des nouveau-nés à la naissance après une extraction instrumentale : la VFC était significativement plus basse chez les enfants ayant un score d'EDIN élevé [15]. Ainsi, l'évaluation de l'activité parasympathique par l'analyse de la VFC peut être considérée comme un indicateur de douleur prolongée ou d'inconfort du nouveau-né [14,15].…”

“…Dans une autre étude, nous avons évalué la VFC chez des nouveau-nés à la naissance après une extraction instrumentale : la VFC était significativement plus basse chez les enfants ayant un score d'EDIN élevé [15]. Ainsi, l'évaluation de l'activité parasympathique par l'analyse de la VFC peut être considérée comme un indicateur de douleur prolongée ou d'inconfort du nouveau-né [14,15]. Certaines techniques de soins non médicamenteuses comme le portage « kangourou », le « peau à peau » ou les périodes d'interaction avec la mère sont connues pour augmenter le confort de l'enfant [16,17].…”