Korrelation zwischen Schmerzempfindung und Vagotonus bei Früh- und Neugeborenen

Abstract

Eine zuverlässige Schmerzerfassung bei Früh- und Neugeborenen gehört zu den Herausforderungen der modernen Medizin, da gerade bei Früh- und Neugeborenen die Selbstauskunft als Goldstandard der Schmerzerfassung entfällt. In der heutigen Zeit sinkt das Gestationsalter der Frühgeborenen, das noch mit dem Leben vereinbar ist, während die Anzahl an diagnostischen Interventionen insbesondere in den ersten Lebenstagen steigt. Hierbei fehlen vor allem im Früh- und Neugeborenenalter die verbale Ebene der Kommunikation und insbesondere das Äußern von Schmerzen. Aus diesem Grund sind Ärzte und Pflegekräfte gezwungen, Fremdbeobachtungskalen zur Schmerzerfassung zu verwenden. Mit dem Analgesia Nociception Index (ANI) konnte der Vagotonus erstmals in eine messbare Größe umgewandelt werden. Deshalb stellt sich die Frage, ob der Vagotonus eine physiologische Alternative zu den Fremdbeobachtungsskalen liefert und inwiefern Nozizeption und Schmerzverarbeitung Einfluss auf den Vagotonus haben. Mithilfe des ANI wurde in der vorliegenden Arbeit das Schmerzverhalten von 144 Früh- und Neugeborenen bei 504 potentiell schmerzhaften Interventionen untersucht. Durch das Erheben des ANI und der Herzfrequenz (HF) vor, während und nach Interventionen konnten die Reaktionen auf den Schmerzreiz objektivierbar gemacht werden. Gleichzeitig wurden die Schmerzen während der Interventionen mit den validierten Fremdbeobachtungsskalen wie der Berner Schmerzskala für Neugeborene (BPSN), der Kindlichen Unbehagens- und Schmerzskala (KUSS) und der Neonatal Infant Pain Scale (NIPS) erfasst. Untersucht wurde, inwieweit die Schmerzerfassung mit Hilfe des ANI mit der der Fremdbeobachtungsskalen übereinstimmt. Zudem wurde der Einfluss pharmakologischer und nicht pharmakologischer Maßnahmen auf die Schmerzlinderung erfasst. Die vorliegende Arbeit konnte zeigen, dass der ANI während aller 504 potenziell schmerzhaften Interventionen und darüber hinaus signifikant sinkt. Jedoch zwei Minuten nach der Intervention kommt es zu einem signifikanten Anstieg des ANI Wertes. Hierbei reagierten weibliche Neugeborene mit einer höheren Variabilität des Vagotonus auf Schmerzen als männliche Neugeborene. Diese reagierten auf Schmerzen hingegen mit größeren Schwankungen der Herzfrequenz im Vergleich zu weiblichen Neugeborenen. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass Veränderungen im Vagotonus, ausgelöst durch Schmerzreize, abhängig vom Gestationsalter und der Interventionsfrequenz sind. Zudem führen nichtgewebeschädigende Reize zu einem stärkeren Abfall des Vagotonus als gewebeschädigende Reize. Der stärkste Abfall des Vagotonus konnte bei venösen BE und Screenings der Retina detektiert werden. Dabei besteht bei den venösen Entnahmen ein umgekehrt proportionaler Zusammenhang von Schmerzen zur Interventionsdauer, welcher sich jedoch bei kapillären Entnahmen als proportional darstellte. Des Weiteren konnte aufgezeigt werden, dass nichtnutritives Saugen oder die Präsenz der Eltern eine Abnahme des Vagotonus während potentiellen Schmerzen nicht verhindern. Im Gegensatz dazu bewirkt die Verabreichung von Sucrose einen Anstieg des Vagotonus. In der vorliegenden Arbeit konnte weiterführend gezeigt werden, dass sich die stationäre Aufenthaltsdauer und der sinkende Vagotonus umgekehrt proportional zueinander verhalten. Zusätzlich zeigen Früh- und Neugeborene postprandial eine höhere Variabilität des Vagotonus. In der Schmerzerfassung unterscheiden sich alle hier untersuchten Fremdbeobachtungsskalen (KUSS, NIPS, BPSN) im Vergleich zum ANI in Bezug auf die Interpretation von Schmerzen hoch signifikant. KUSS und ANI überschneiden sich in den Subgruppen der Frühgeborenen (33-36 Schwangerschaftswochen) und der Subgruppe der Neugeborenen mit langer, kapillärer BE. BPSN und ANI zeigen die größten Übereinstimmungen bei reifen Neugeborenen, bei Interventionen mit nichtnutritivem Saugen und bei allen nicht gewebeschädigenden Interventionen, insbesondere beim Retinopathiescreening. Unter der Annahme, dass die hier verwendeten Fremdbeobachtungsskalen einen schmerzhaften von einem nicht schmerzhaften Zustand unterscheiden können, konnte kein signifikanter Zusammenhang zwischen Vagotonus und Schmerz festgestellt werden. Der ANI eignet sich daraus folgend wahrscheinlich nicht zur Detektion von schmerzhaften Zuständen bei Früh- und Neugeborenen.

A reliable assessment of pain with premature infants and neonates is a challenge in modern medicine, since the self-declaration as the gold standard is missing in the neonates’ assessment of pain. In this day and age, the gestational age which is combined with life is decreasing whereas the number of diagnostic interventions is increasing within the first days of life. Here, the verbal level of communication is lacking and especially the expression of pain. For this reason physicians and nurses are forced to fall back to external assessment of pain scales. The parasympathetic tone is transformed into a quantifiable scale by ANI (Analgesia Nociception Index) for the first time. The question arises whether the vagal tone builds a physiological alternative to the external assessment of pain scales and to what extends nociception and pain processing influence the vagal tone. The pain behavior of 144 premature infants and neonates was investigated with 504 potentially painful interventions. By collecting ANI and heart rate before, during and after the intervention their reactions in answer to pain stimulus is objectified. Simultaneously, pain was documented with the reliable external pain assessment scales Berner Schmerzskala für Neugeborene (BPSN), Kindliche Unbehagens- und Schmerzskala (KUSS) and Neonate Infant Pain Scale (NIPS) during the interventions. It was analyzed to what extent the pain assessment with ANI and external pain assessment scales match. The influences of pharmacological and non-pharmacological measures to reduce pain were studied. The results of this dissertation show that with ANI is significantly reduced during and beyond the interventions concerning all 504 interventions. However, there is a significant increase two minutes after the intervention. Female neonates respond to pain with a higher variability of vagal tone in contrast to male neonates, whereas male neonates respond with greater variations of heart rate in contrast to female neonates. Changes in vagal tone caused by painful stimuli depend on gestational age and frequency of interventions. Moreover, interventions which do not damage the issue lead to a greater decrease in parasympathetic tone than tissue damaging interventions. Venous blood collection and screenings of the retina cause the strongest decrease of vagal tone. Thereby venous collection and intervention period are proportional, whereas capillary blood collection and intervention period appear to be inversely proportional. Further, during potential pain non-nutritive suction or presence of parents does not prevent a decrease of vagal tone. In contrast to this, sucrose leads to a rise of ANI. The present dissertation shows that the length of hospital stay and the decreasing vagal tone are inversely proportional. Additionally, postprandial premature infants and neonates show a higher variability of vagal tone. There is a highly significant difference between ANI and all three external pain assessment scales (KUSS, NIPS and BPSN) with regard to the interpretation of pain. KUSS and ANI overlap in the subgroups of premature infants (33-36 weeks of gestation) and in the subgroup of neonates with long capillary blood collection. BPSN and ANI have the greatest overlap in mature neonates concerning interventions with pacifier and with all non-tissue-damaging interventions, especially with screening of the retina. Despite the fact that the used external pain assessment scales differ between painful and non-painful state, there is no significant connection between vagal tone and pain. Thus ANI is probably not qualified for the detection of painful conditions in premature infants and neonates.