Mediciones de parámetros de succión no nutritivos mediante un sistema de transductor de presión personalizado

Resumen

El dispositivo de succión no nutritiva (NNS, por sus siglas en inglés) puede recopilar y cuantificar fácilmente las características de NNS utilizando un chupete conectado a un transductor de presión y registrado a través de un sistema de adquisición de datos y una computadora portátil. La cuantificación de los parámetros NNS puede proporcionar información valiosa sobre el desarrollo neurológico actual y futuro de un niño.

Resumen

El dispositivo de succión no nutritiva (NNS) es un sistema de transductor de presión transportable y fácil de usar que cuantifica el comportamiento de los bebés en un chupete. El registro y el análisis de la señal NNS utilizando nuestro sistema pueden proporcionar medidas de la duración (s), la amplitud (cmH₂O) y la frecuencia (Hz) de la ráfaga NNS de un bebé. La evaluación precisa, fiable y cuantitativa de los NNS tiene un valor inmenso al servir como biomarcador para el desarrollo futuro de la alimentación, el habla y el lenguaje, el cognitivo y el motor. El dispositivo NNS se ha utilizado en numerosas líneas de investigación, algunas de las cuales han incluido la medición de las características de NNS para investigar los efectos de las intervenciones relacionadas con la alimentación, la caracterización del desarrollo de NNS en todas las poblaciones y la correlación de los comportamientos de succión con el neurodesarrollo posterior. El dispositivo también se ha utilizado en la investigación de la salud ambiental para examinar cómo las exposiciones en el útero pueden influir en el desarrollo de los NNS infantiles. Por lo tanto, el objetivo general en la investigación y la utilización clínica del dispositivo NNS es correlacionar los parámetros de NNS con los resultados del desarrollo neurológico para identificar a los niños en riesgo de retrasos en el desarrollo y proporcionar una intervención temprana rápida.

Introducción

La succión no nutritiva (NNS, por sus siglas en inglés) es uno de los primeros comportamientos que un bebé puede realizar con la boca poco después de nacer y, por lo tanto, tiene el potencial de proporcionar información significativa sobre^{el desarrollo del} cerebro. El SNN se refiere a los movimientos de succión sin ingesta nutricional (por ejemplo, chupar un chupete) y se caracteriza por una serie de expresiones rítmicas y movimientos de succión de la mandíbula y la lengua con pausas para respirar. Se ha observado que los parámetros comunes de NNS incluyen una ráfaga media de NNS (serie de ciclos de succión) de 6 a 12 ciclos de succión con una frecuencia intra-ráfaga de dos succiones por segundo²; sin embargo, las características de los NNS varían entre las poblaciones clínicas ^3,4 y cambian dinámicamente durante el primer año de vida⁵. Estos cambios se atribuyen al crecimiento de la cavidad oral y la anatomía asociada, la maduración de las habilidades de alimentación y el neurodesarrollo, y las experiencias. Las bases neurales de los NNS incluyen principalmente el generador de patrón central de succión en el gris central del tronco encefálico, que comprende una intrincada red de interneuronas y los núcleos de las neuronas motoras faciales y del trigémino⁶. Un NNS coordinado también se basa en vías neuronales intactas entre las regiones corticales y del tronco encefálico para modular su rendimiento a los estímulos sensoriales ^7,8, lo que hace que el NNS sea un indicador viable de la función y el desarrollo neuronal tempranos.

Las mediciones de NNS están relacionadas con el éxito de la alimentación en lactantes prematuros ^9,10, y tanto los resultados de la succión como de la alimentación se han relacionado con el posterior desarrollo motor, de la comunicación y cognitivo 11,12,13. En un estudio retrospectivo que caracterizó a 23 niños en edad preescolar con discapacidades motoras y del lenguaje, el 87% tenía antecedentes de dificultades con la alimentación temprana, que incluían dificultades para succionar¹¹. El rendimiento de la succión nutritiva inmediatamente después del nacimiento y los informes de los cuidadores sobre las dificultades de alimentación se asociaron significativamente con múltiples dominios de neurodesarrollo en niños de 18 meses de edad^12,14. Curiosamente, la sensibilidad y la especificidad del rendimiento alimentario fueron mayores que la evaluación ecográfica del cerebro en las medidas de resultado del neurodesarrollo¹². En otro estudio, las puntuaciones de succión/rendimiento motor oral evaluadas a través de la escala de evaluación oral-motora neonatal¹⁵ en la primera infancia se asociaron con habilidades motoras, lenguaje y medidas de inteligencia a los 2 y 5 años de edad en una cohorte de niños nacidos prematuramente ^13,16.

Dado que la succión y la alimentación pueden ser indicadores sensibles de los resultados del desarrollo neurológico a lo largo de la infancia, existe una necesidad crítica de una evaluación accesible, precisa y cuantitativa de los NNS para ayudar a identificar a los niños en riesgo de retraso y trastorno del desarrollo para proporcionar una intervención temprana. Esta necesidad llevó al diseño y la utilización de la investigación del dispositivo NNS del Laboratorio de Habla y Neurodesarrollo (SNL). Este dispositivo portátil incluye un chupete conectado al extremo de un mango fácil de sostener, conectado a un transductor de presión personalizado diseñado internamente y conectado a un centro de adquisición de datos (DAC). El DAC se conecta a una computadora portátil y los datos se registran a través de un software de adquisición y análisis de datos. El transductor de presión mide los cambios de presión dentro del chupete y los convierte en una señal de voltaje. El DAC contiene convertidores que cambian la señal de voltaje analógico a valores digitales en cmH₂O que se visualizan y registran a través del software de adquisición y análisis de datos. Las medidas de resultado de NNS que se pueden analizar a partir de la forma de onda de la señal de succión incluyen la duración de NNS (cuánto dura una ráfaga de succión medida en s), la amplitud (medida como la altura del pico restada por el pico valle en cmH₂O), ciclos/ráfaga (número de ciclos de succión dentro de una ráfaga), frecuencia (frecuencia intra-ráfaga medida en Hz), ciclos (número de ciclos de succión que ocurren en un minuto), y ráfagas (número de ráfagas de succión que se producen en un minuto).

Protocolo

La junta de revisión institucional de la Universidad Northeastern ha aprobado estudios que utilizan el dispositivo NNS con sujetos humanos (15-06-29; 16-04-06; 17-08-19). Se obtuvo el consentimiento informado de los cuidadores de los niños. Todo el personal de investigación ha completado la formación del sujeto humano antes de recopilar cualquier dato con el dispositivo NNS. El equipo de SNL ha generado varios recursos y protocolos de capacitación para que el nuevo personal de investigación los complete antes de la recopilación de datos utilizando el dispositivo NNS. Estas sesiones de capacitación incluyen la revisión del siguiente protocolo.

1. Configuración del dispositivo NNS

1. Abra el estuche transportable (Figura 1) y retire los siguientes componentes del dispositivo: DAC y su cable de alimentación, caja de transductor de presión personalizada (caja NNS) con asa receptora de chupete y cable gris conectado, computadora portátil y el cable USB que lo conecta al DAC, y chupete.
2. Conecte los siguientes componentes: el cable de alimentación al DAC y una toma de corriente de tres clavijas, un cable gris conectado a la caja NNS en el primer puerto redondo frontal del DAC y un cable USB en la computadora portátil y el DAC (Figura 2).
3. Encienda el DAC usando el interruptor de encendido en su parte posterior e inicie sesión en la computadora portátil / computadora.

2. Calibración del dispositivo NNS

1. Retire el calibrador de presión y la jeringa de 1 ml del estuche.
2. Desenrosque el receptor negro del chupete del mango. Atornille el mango en el calibrador de presión de modo que el mango quede horizontal con el calibrador de presión (Figura 3A-C).
3. Extraiga completamente el émbolo de la jeringa y luego enrósquelo en la posición superior del calibrador de presión. La jeringa debe estar perpendicular al calibrador de presión (Figura 3D).
4. En la computadora portátil, abra la hoja de cálculo con la etiqueta SNL Suck Analyzer Calibration File.
   NOTA: Este archivo contiene fórmulas que evalúan la variabilidad de la presión entre la aplicación de adquisición y análisis de datos y el dispositivo calibrador de presión medido en psi. Hay un cuadro en la esquina superior izquierda para la entrada de datos, que se utiliza para ingresar las lecturas de datos del calibrador de presión y el archivo de calibración de LabChart (descrito a continuación).
   1. Haga clic con el botón derecho en la pestaña que dice Duplicar y cambiar nombre como fecha y seleccione Mover o Copiar.
   2. En la ventana emergente Mover o Copiar, haga clic en la casilla Crear una copia dentro del archivo de calibración de SNL Suck Analyzer y, a continuación, haga clic en Aceptar.
   3. Haga doble clic en la pestaña que se acaba de copiar y cámbiele el nombre a la fecha actual.
5. Abra el archivo de adquisición y análisis de datos en el escritorio de la computadora portátil con la etiqueta Archivo de calibración.
   NOTA: Asegúrese de que la hoja de cálculo aún se pueda ver en la pantalla de la computadora portátil, lo que puede requerir minimizar y reorganizar la hoja de cálculo y las ventanas de la aplicación de adquisición y análisis de datos.
6. Presione el botón de encendido en el dispositivo calibrador de presión para encenderlo.
7. En la computadora portátil, seleccione Iniciar en el archivo de calibración mientras el engranaje de la caja NNS está en cero. Compruebe el muestreo de la forma de onda a lo largo del tiempo en el archivo.
   NOTA: La caja NNS tiene dos opciones de configuración: Cero y Muestra. Asegúrese de que esté configurado en cero antes de comenzar la calibración. El botón de inicio del archivo solo se activará cuando el archivo se abra después de que se haya encendido el DAC. Si el archivo está abierto y no se puede hacer clic en el botón Inicio, cierre el archivo, encienda el DAC y vuelva a abrir el archivo.
8. En sus respectivas celdas de la hoja de cálculo (es decir, en las columnas Programa DAC y Calibrador Rojo), registre el valor en la esquina superior derecha del Archivo de calibración y el valor en el dispositivo calibrador de presión mientras psi está en 0.00 (Figura 4A).
9. Gire el engranaje de Cero a Muestra en la caja NNS. Espere aproximadamente 15 s para que el transductor de presión tenga tiempo suficiente para cambiar las funciones de registro.
10. Presione lentamente el émbolo de la jeringa hasta que el calibrador de presión alcance un valor lo más cercano posible a 0,2 psi y, a continuación, rellene el archivo de calibración con los valores del calibrador de presión en sus respectivas celdas de la hoja de cálculo.
11. Repita el paso 2.10. para los siguientes valores de psi: 0,4, 0,6 y 0,8 (Figura 4A).
12. Una vez que se ingresen todos los valores en la hoja de cálculo, haga clic en Detener en el archivo de calibración. En la hoja de cálculo, verifique las celdas Pendiente y Bondad de ajuste ubicadas a la derecha de la tabla que se utilizó para conectar los valores psi de la aplicación de adquisición y análisis de datos y el dispositivo de calibración (Figura 4B). Si ambas celdas están resaltadas en verde, la calibración se ha realizado correctamente; Continúe con el paso 2.13.
    NOTA: Si una o ambas celdas están en rojo, borre los valores de las celdas de medición psi en la hoja de cálculo, gire la caja NNS de Muestra a Cero, cierre el archivo de calibración, apague el calibrador de presión presionando el botón de encendido , desenrosque completamente la jeringa del calibrador de presión y extraiga completamente el émbolo de la jeringa antes de volver a enroscarlo. Repita los pasos 2.5. - 2.12.
13. Cierre el archivo de calibración sin guardarlo, ponga el engranaje de la caja NNS a cero y apague el calibrador de presión pulsando el botón de encendido .
14. Desenrosque la jeringa del calibrador de presión. Vuelva a sacar el émbolo de la jeringa por completo y, a continuación, vuelva a enroscarlo en el calibrador de presión.
15. En el escritorio de la computadora, seleccione y abra el archivo etiquetado como Archivo de configuración maestra. En el canal superior del archivo, haga clic en la flecha de las opciones desplegables de Presión de succión y seleccione Aritmética.
    NOTA: Asegúrese de que la hoja de cálculo aún se pueda ver en la pantalla de la computadora portátil / computadora, lo que puede requerir minimizar y reorganizar la hoja de cálculo y las ventanas de la aplicación de adquisición y análisis de datos.
16. Dentro de los paréntesis del cuadro de texto Fórmula en el archivo de adquisición y análisis de datos, escriba los valores de la hoja de cálculo que se encuentran en las celdas azules sobre las celdas Pendiente y Bondad de ajuste (Figura 4C). Haga clic en Aceptar en el archivo.
17. Vuelva a encender el calibrador de presión con el botón de encendido . Presione Inicio en el archivo de configuración maestra. Vuelva a colocar la caja NNS en Sample y espere 15 s.
18. Presione el émbolo de la jeringa tan cerca de 0.5 psi como se lee en el calibrador de presión.
19. Desplácese hacia la derecha dentro de la hoja de cálculo y registre el valor del archivo de configuración maestra en la celda etiquetada DAC y el valor del calibrador de presión en la celda etiquetada como Calibrador (Figura 4D). Si la celda de error porcentual está resaltada en verde, la calibración se ha completado correctamente. Si está en rojo, borre los datos introducidos en este paso y reinicie el proceso de calibración desde el paso 2.13.
20. Haga clic en Detener en el archivo de configuración principal. Ponga la caja NNS a cero. Guarde el archivo de configuración maestra seleccionando Archivo y, a continuación, Guardar como configuración. Asigne al archivo el nombre de la fecha de calibración correcta.
21. En la hoja de cálculo, seleccione Archivo > Guardar y, a continuación, Archivo > cerrar.
22. Apague el calibrador de presión presionando el botón de encendido . Desenrosque el mango y la jeringa del calibrador de presión y vuelva a enroscar el receptor negro en el mango. Apaga, desenchufa y vuelve a empacar los componentes del dispositivo en el estuche.

3. Recopilación de datos de succión no nutritiva

1. Complete los pasos 1.1. - 1.3. para la configuración de dispositivos NNS.
2. Lávese las manos, póngase guantes de látex y coloque un chupete recién abierto en el receptor del chupete (Figura 5).
3. Abra el archivo de adquisición y análisis de datos en el escritorio de la computadora portátil con la última fecha de calibración. Una vez abierto el archivo, seleccione Iniciar.
4. Gire el engranaje de la caja NNS de Cero a Muestra. Espere aproximadamente 15 s para que el transductor de presión tenga tiempo suficiente para cambiar las funciones de registro.
5. Ofrezca el chupete al niño en una posición cómoda y sujételo para que lo chupe durante 2-5 minutos (o el tiempo que sea tolerable para el niño y se sienta cómodo con su cuidador).
   NOTA: Las posiciones preferibles para medir los NNS en los niños serían las posiciones de alimentación óptimas para su edad. El investigador o un cuidador puede ofrecerle al niño el chupete (Figura 6).
6. Cuando el niño haya terminado o hayan pasado 5 minutos, recupere el mango del chupete de quien lo sostenía para el niño y presione Detener en el archivo. Cambie el engranaje de la caja NNS de Sample a Zero.
7. Retire el chupete del receptor y deséchelo de manera segura siguiendo los protocolos sanitarios institucionales. Quítese y deseche los guantes y lávese las manos de manera segura.
8. Guarde el archivo seleccionando Guardar como y asigne un nombre al archivo con el número de identificación del participante y la fecha de recopilación de datos. Guarde el archivo en el escritorio de la computadora portátil.
9. Apaga, desenchufa y vuelve a empacar los componentes del dispositivo en el estuche.

4. El análisis de los alimentos no nutritivos apesta mucho

1. Utilizando una computadora de escritorio o portátil que tenga el software de adquisición y análisis de datos, abra el archivo de datos NNS del participante en el escritorio haciendo doble clic en él.
2. Identifique manualmente las ráfagas de succión utilizando los siguientes criterios: ráfagas NNS que tienen más de un ciclo de succión, cada ciclo de succión tiene una amplitud de al menos 1 cmH₂O, y formas de onda dentro de 1000 ms entre sí se consideran como parte de la misma ráfaga de succión (Figura 7).
   NOTA: Es útil modificar la vista de la forma de onda (haga clic en el cuadro Establecer escala horizontal en la parte inferior derecha de la pantalla para tener opciones de acercamiento y alejamiento) para identificar mejor los ciclos NNS del ruido. El análisis se completa en una vista de 50:1. Es importante tener en cuenta que, a medida que exploramos las NNS en todas las poblaciones, estos criterios pueden cambiar a medida que varias poblaciones exhiben patrones de NNS alterados.
3. Para establecer la configuración del análisis de picos, seleccione Análisis de picos, luego Configuración y, a continuación, Opciones de tabla. Marque las casillas Inicio T, Final T, Altura, Área de pico y Período . Todas las demás casillas deben estar desmarcadas.
4. Utilice el cursor para hacer clic y arrastrar un cuadro alrededor de la primera ráfaga de NNS identificada con los criterios descritos en el paso 4.2.
5. Haga clic en Analizar (como parte de las opciones de análisis de picos en la barra de herramientas superior), que identificará los picos con los parámetros especificados en el paso 4.3.
6. Haga clic en el botón Macro de análisis de ráfaga , que generará un menú emergente del panel de datos.
7. En el panel de datos, inserte una fila en la columna sobre los datos haciendo clic con el botón derecho en esa columna, seleccionando Insertar fila para la primera ráfaga de NNS y escribiendo Min 0-1 (o el minuto en que ocurra la primera ráfaga).
8. Continúe con los pasos 4.4. - 4.6. hasta que se hayan seleccionado todas las ráfagas de NNS. Continúe realizando un seguimiento del minuto en el que se producen ráfagas caracterizando el minuto específico (por ejemplo, Min 1-2, Min 2-3) en el panel de datos.
9. Una vez finalizado el análisis, seleccione Archivo > Guardar como y guarde el archivo NNS analizado como ID de participante, fecha e iniciales del investigador. Además, seleccione Archivo > Exportar > Data Pad Solo como archivo de texto > Guardar para guardar el archivo del Data Pad por separado.
   NOTA: Es importante guardar el archivo NNS sin procesar, el archivo NNS analizado y el archivo de texto.
10. Procese el archivo de texto a través de una macro de ráfaga NNS personalizada. Esto genera un archivo de texto analizado que contiene las siguientes variables de ráfaga: duración, frecuencia, altura (amplitud), recuento de ráfagas, ciclos/ráfaga y ciclos/minuto para cada ráfaga de NNS. También contiene un promedio de los dos minutos consecutivos de NNS con el recuento de ciclos más alto, que a menudo se usa para los análisis finales. Ajuste en función de la ventana de análisis que se deba analizar.

Resultados

El dispositivo NNS ha sido utilizado en numerosos estudios publicados que incorporan medidas de resultado NNS 17,18,19. En los datos de ejemplo que se muestran en la Figura 7, las ráfagas se han identificado manualmente con los siguientes criterios: más de un ciclo de succión por ráfaga, ciclos que tienen al menos una amplitud de 1 cmH₂O, y formas de onda de succión dentro de 1000 ms entre sí. Una vez identificadas las ráfagas, la macro personalizada genera los resultados de NNS.

El SNL ha utilizado el dispositivo para evaluar los parámetros de NNS en 25 lactantes inmediatamente antes y después de la frenotomía (un procedimiento quirúrgico para aliviar un frenillo lingual apretado)¹⁷. Después de la frenotomía, los lactantes mostraron una disminución de la amplitud del NNS (M = 13,52 cmH₂O, SD = 5,39 antes de la frenotomía; M = 10,25 cmH₂O, DE = 4,93 post-frenotomía) y duración de la ráfaga (M = 5,21 s, DE = 2,62 pre-frenotomía; M = 4,04 s, DE = 1,72 post-frenotomía); sin embargo, estos resultados, que indicaron un comportamiento reducido de los NNS, podrían haber estado relacionados con el dolor después de la cirugía¹⁷. Este estudio destaca que el sistema de dispositivos NNS podría utilizarse como medida previa y posterior a los resultados después de intervenciones y/o cirugías relacionadas con la alimentación para informar a los profesionales de su eficacia. Una investigación de los efectos del orden de nacimiento en una variedad de resultados de alimentación del cuidador y del lactante en 56 parejas de madres y lactantes no informó diferencias en las características del NNS medidas a través del dispositivo NNS entre los lactantes con (duración M = 4,41 s, SD = 2,39; frecuencia M = 2,03 Hz, SD = 0,41; amplitud M = 12,74 cmH₂O, SD = 6,99; ráfagas M = 4,33, SD = 0,41) y sin (duración M = 5,70 s, SD = 4,15; frecuencia M = 2,11 Hz, SD = 0,21; amplitud M = 16,28 cmH₂O, SD = 8,13; ráfagas M = 4,85, SD = 2,30)^{hermanos 18}. Estos resultados no estadísticamente significativos en los resultados de NNS coincidieron con el resultado de que no hubo diferencias en el rendimiento alimentario evaluado a través de las puntuaciones de las habilidades de alimentación oral entre estos lactantes¹⁸. El dispositivo NNS se ha utilizado en una línea de investigación que evalúa la relación entre los comportamientos oromotores tempranos de NNS y el balbuceo. En un grupo de 26 recién nacidos a término, Murray et ^al.19 informaron que la duración de la ráfaga de NNS (M = 4,93 s, rango = 0,94 - 11,97), la frecuencia (M = 2,06 Hz, rango = 1,36 - 2,75) y la amplitud (M = 12,32 cmH₂O, rango = 1,19 - 28,03) fueron predictores significativos del coeficiente de variación de la vocalización balbuceando medida del tiempo de inicio de la voz (VOT) en un modelo de regresión múltiple (F[4,18] = 3,613, p = 0,02, R² = 0,45). Específicamente, la mayor duración de la ráfaga de NNS y la mayor frecuencia de la intrarráfaga de NNS impulsaron una mayor variación en la VOT. Se están llevando a cabo más investigaciones sobre la relación entre el comportamiento temprano de NNS y las habilidades oromotoras posteriores en el SNL.

Varios estudios con el dispositivo NNS han contribuido a mejorar nuestra comprensión del desarrollo del NNS, sus características y cómo las experiencias sensoriales adicionales pueden modular su rendimiento ^5,20,21. Martens et ^al.5 capturaron las diferencias en los resultados de NNS a lo largo del primer año de vida en un estudio longitudinal de medidas repetidas en 26 recién nacidos a término a los 3 y 12 meses de edad. En concreto, las medidas de resultado de NNS de ráfagas de succión/min (Mdn a 3 meses = 4,50; Mdn a 12 meses = 2,50), ciclos/ráfagas (Mdn a 3 meses = 9,60; Mdn a 12 meses = 2,50) y duración de la ráfaga (Mdn a 3 meses = 4,74 s; Mdn a 12 meses = 1,67 s) disminuyeron, la amplitud de NNS (Mdn a 3 meses = 14,05 cmH₂O; mediana a 12 meses = 19,75 cmH₂O) aumentó, y la frecuencia de NNS (Mdn a 3 meses = 2,09 Hz; Mdn a 12 meses = 2,11 Hz) se mantuvo constante a los⁵ años. Zimmerman et ^al.21 utilizaron el dispositivo NNS para estandarizar la medición de NNS e investigar las características de NNS dentro de una sola muestra de succión. En 54 recién nacidos a término a los 3 meses de edad, los lactantes tuvieron un promedio de 14,50 ráfagas de succión (ciclos/rango de ráfagas = 2 - 69; rango de amplitud = 0,55 - 34,60 cmH₂O; rango de frecuencia 0,69 - 7,81 Hz) durante una muestra de 5 minutos. Los análisis de puntos de ruptura revelaron diferencias fisiológicas en los ciclos/ráfaga de NNS y la amplitud a lo largo de los 5 minutos de muestreo del comportamiento de NNS, lo que enfatiza la importancia de recolectar más de una ráfaga de succión de NNS para evaluar la función de succión²¹. El establecimiento de normas de resultados de NNS y protocolos de medición estandarizados son primordiales para una evaluación válida y confiable de NNS para identificar con mayor precisión a los niños que pueden tener comportamientos oromotores retrasados o desordenados. Zimmerman y DeSousa²⁰ han utilizado el dispositivo NNS para examinar cómo los estímulos visuales afectan la respuesta NNS en un grupo de 15 bebés nacidos a término menores de 6 meses de edad. Un ANOVA de medidas repetidas mostró un efecto principal significativo para las ráfagas de NNS y los estímulos visuales (F[2, 26] = 8,975, p = 0,001), y las comparaciones post-hoc por pares revelaron que los lactantes aumentaron el número de ráfagas de NNS cuando se les presentaba visualmente con la cara de una mujer en comparación con un estímulo visual de un automóvil mientras estaban expuestos al olor materno. Estos resultados ponen de manifiesto la importancia de los efectos sociales y maternos en el comportamiento relacionado con la alimentación.

Otra línea de investigación en la que se ha utilizado el dispositivo NNS es el examen de los efectos de las exposiciones en el útero, como los factores ambientales y maternos, en el desarrollo de NNS infantiles 22,23,24,25. La exposición prenatal a ciertos metaloides, contaminación del aire fino y ftalatos, medida en muestras urinarias de madres durante el embarazo en la cohorte de Puerto Rico Testsite for Exploring Contamination Threats (PROTECT), se ha asociado significativamente con diferencias en los parámetros de NNS 22,23,24. Específicamente, en cerca o más de 200 grupos de participantes madre-bebé de PROTECT, la amplitud del NNS (M = 17,1 cmH₂O, SD = 6,9) y la duración del estallido (M = 6,1 s, SD = 3,6) se asociaron con la exposición prenatal a concentraciones de material particulado fino²³ y amplitud del NNS (M = 16,7 cmH₂O, SD = 6,59) y frecuencia (M = 1,92 Hz, SD = 0,25) se relacionaron con los niveles de exposición gestacional a ftalatos²⁴. También se ha informado que el estrés materno prenatal tiene efectos en los resultados de NNS, ya que los niveles más altos de estrés materno informados se asociaron con ráfagas de succión más prolongadas (Mdn = 5,29, IQR = 3,95, IC 95% = 0,01 - 0,17) y menos ráfagas de succión/min (Mdn = 5,00, IQR = 3,00, IC 95% = -0,13 - -0,02) en una gran cohorte de 237 díadas madre-bebé del Programa de Influencias Ambientales en los Resultados de Salud Infantil (ECHO)²⁵. Las mediciones de NNS utilizando el dispositivo NNS han sido sensibles para detectar relaciones entre estas exposiciones ambientales y maternas, lo que puede informar y facilitar cambios positivos en el medio ambiente y la salud pública.

En conjunto, los resultados de los proyectos que han utilizado el dispositivo NNS han demostrado su eficacia para cuantificar el rendimiento del NNS y patrones fiables de resultados que han contribuido en gran medida a la literatura sobre el NNS. En la cohorte PROTECT, una mayor exposición prenatal a metales se asoció con una disminución de la amplitud de los NNS y un aumento de la duración de las ráfagas, ciclos/ráfaga y ciclos/min de las NNS en los primeros 2 meses de vida en los recién nacidos a término^22,23. Además, las duraciones más largas de las ráfagas de NNS y más ciclos de NNS/ráfaga y ciclos/min a los 3 meses se asociaron con puntuaciones más bajas en las evaluaciones del desarrollo cognitivo a los 12 meses²⁶. Por lo tanto, amplitudes más grandes y ciclos y duraciones de ráfagas más cortos pueden indicar un comportamiento NNS más organizado en el^{primer año de} vida. Esta hipótesis coincide con los cambios en el desarrollo de NNS previamente descritos por Martens et ^al.5, lo que apoya la noción de que estos parámetros de NNS representan un rendimiento organizado y un desarrollo saludable.

Figura 1: Carcasa del dispositivo NNS portátil. Los componentes del dispositivo se etiquetan y escalan. El estuche mantiene seguros los componentes del dispositivo y contiene ruedas y un asa extensible que facilita el transporte del dispositivo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Configuración del dispositivo NNS. Los componentes del dispositivo se etiquetan y escalan. El dispositivo NNS no requiere mucho espacio para configurarse y todos los cables y enchufes del sistema son largos, lo que brinda flexibilidad para una variedad de diferentes salas de recopilación de datos y puestos de investigador/cuidador. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: Configuración de la calibración de presión. (A) Calibrador de presión y receptor y mango del chupete. (B) Calibrador de presión con receptor de chupete atornillado del mango. (C) Calibrador de presión con mango adjunto. (D) Calibrador de presión con mango y jeringa de 1 mL acoplado. El émbolo de la jeringa debe extraerse completamente antes de atornillarlo en el calibrador de presión. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Archivo de calibración del analizador de succión. (A) Celdas donde los registros de presión se indican según lo medido por el archivo de calibración y el dispositivo de calibración utilizando la jeringa de 1 mL a 0.0, 0.2, 0.4, 0.6 y 0.8 psi. (B) Las celdas de pendiente y bondad de ajuste se completarán automáticamente una vez que se ingresen todos los registros de presión en (A). Las celdas verdes indican que la calibración se realizó correctamente, los glóbulos rojos requieren que se vuelva a realizar el proceso de calibración. (C) Estas celdas azules también se completarán automáticamente una vez que se completen los registros de presión. Estos valores deben introducirse en el archivo de configuración maestra en el cuadro de texto Fórmula. (D) Celdas donde se indican los registros de presión medidos a través del archivo de configuración maestra y el dispositivo de calibración utilizando la jeringa de 1 ml a 0,5 psi. La celda Error porcentual se rellenará automáticamente una vez que se conecten las medidas. El verde significa que la calibración se ha realizado correctamente, el rojo requiere que el proceso de calibración se vuelva a realizar a partir del paso 2.13. en el protocolo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5: Chupete, receptor y asa. Los componentes del dispositivo se etiquetan y escalan. Un chupete recién abierto se conecta fácilmente al receptor. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 6: Ejemplo de recopilación de datos NNS. Un investigador o cuidador puede ofrecer el chupete al participante y luego sostener el mango como un biberón durante la recopilación de datos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 7: Forma de onda NNS. El transductor de presión personalizado mide la compresión de NNS en cmH₂O a lo largo del tiempo, y el software proporciona biorretroalimentación en vivo del rendimiento de NNS y registra sus datos para su análisis. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Discusión

El dispositivo NNS tiene varias limitaciones que es importante reconocer. Aunque NNS proporciona información crítica sobre la alimentación⁹, existe una cantidad considerable de extrapolación de NNS al rendimiento de la alimentación. Las soluciones a esta limitación han incluido equipos de investigación que emparejan los resultados de NNS con observaciones reales de alimentación y cuestionarios completos relacionados con la alimentación para que los cuidadores capturen de manera más completa cómo NNS se relaciona con la alimentación¹⁸. Además, un lactante puede tener un NNS bien modelado, pero aún así tener dificultades con la alimentación debido a las demandas adicionales de coordinar la deglución de nutrientes. Además, debido a la estandarización y por motivos de equipamiento, el dispositivo NNS solo ha utilizado un chupete específico en las investigaciones de NNS. El rendimiento de la succión puede no ser totalmente representativo de las características del SNN del niño si los bebés utilizan chupetes diferentes en casa, ya que los chupetes pueden diferir significativamente en sus propiedades físicas, lo que puede afectar al rendimiento del SNN^27,28. Otro desafío con el dispositivo NNS es que solo captura el aspecto de expresión de la succión no nutritiva y no mide ningún parámetro de succión. La expresión se refiere a la presión positiva que un bebé ejerce sobre un pezón o chupete cerrándolo con la lengua y la mandíbula. El componente de succión es cuando un bebé baja la lengua y la mandíbula para agrandar la cavidad oral mientras sella la nasofaringe para crear una presión intraoral negativa. Aunque la succión es una característica importante de una respuesta de succión, su medición precisa requeriría que los participantes lograran un sellado adecuado alrededor del dispositivo y la capacidad de crear presión negativa intraoral. Estos requisitos serían desafiantes en las poblaciones clínicas, particularmente en lactantes con labio leporino y/o paladar hendido²⁹. El dispositivo NNS se está empleando actualmente en poblaciones clínicas que tendrían dificultades para sellar alrededor de un pezón y crear presión negativa intraoral, y la evaluación de sus características de expresión aún proporciona información valiosa sobre su comportamiento en NNS.

El dispositivo NNS tiene ventajas en la descripción de la función NNS en comparación con las opciones no instrumentales, particularmente con su precisión. La evaluación de los NNS en entornos clínicos a menudo se realiza sin equipo biomédico, lo que hace que su evaluación sea subjetiva y se limite a la experiencia del evaluador. Se han reportado diferencias significativas en la evaluación del rendimiento de la tarea orofaríngea entre las calificaciones subjetivas clínicas y la medición objetiva registrada biomédicamente³⁰, cuyo efecto se ha observado específicamente en la evaluación de NNS³¹. Wahyuni et ^al.31 informaron diferencias significativas entre la puntuación subjetiva y un dispositivo transductor de presión de succión biomédico en los resultados de NNS del número de succiones por ráfaga, el tiempo entre ráfagas y la presión de succión en una gran cohorte de bebés prematuros. Las formas comunes en que se pueden evaluar clínicamente los NNS es a través de observaciones de bebés que chupan un chupete o sus manos/dedos y, potencialmente, con el dedo enguantado de un médico como sustituto de un chupete. Neiva et ^al.32 desarrollaron y validaron una evaluación del rendimiento del NNS en lactantes prematuros utilizando un dedo enguantado y un sistema de puntuación exhaustivo. Aunque la evaluación clínica es limitada en su evaluación y precisión, puede ofrecer cierta información sobre el comportamiento de los NNS y se emplea comúnmente debido a los desafíos de acceder, usar e interpretar métodos objetivos para medir la función de los NNS en entornos clínicos.

Además del dispositivo NNS, existen varias opciones cuantitativas para medir el rendimiento del NNS. Pereira et ^al.33 describieron un sistema que mide los parámetros del NNS y puede proporcionar estimulación del NNS a través de una bomba neumática en un chupete con un complejo sistema de componentes de dispositivos, microcontroladores y múltiples programas de software. Grassi et ^al.34 desarrollaron un dispositivo que utiliza un chupete con una forma poco convencional y que puede medir cuantitativamente las presiones de compresión y succión del NNS simultáneamente. Informaron resultados preliminares en un pequeño grupo de bebés en la unidad de cuidados intensivos neonatales (UCIN). Cunha et ^al.35 diseñaron un dispositivo que mide las presiones de los NNS en un chupete utilizando un sensor de presión y un circuito amplificador, e investigaron las diferencias entre el NNS y la succión nutritiva en su dispositivo entre una pequeña cohorte de recién nacidos a término y a término. Nascimento et ^al.36 desarrollaron el dispositivo S-FLEX, que es un sistema portátil que incluye un chupete conectado a un sensor de presión que puede medir la presión máxima y media del comportamiento de los SNI. Truong et ^al.37 describieron un sistema NNS compuesto por un chupete de un solo uso, un sensor de presión, una unidad de adquisición de datos y un software personalizado que evaluó las medidas de vacío intraoral durante el rendimiento del NNS en una cohorte de lactantes sanos a término. Ebrahimi et ^al.38 presentaron resultados preliminares sobre una amplia gama de resultados de NNS utilizando un chupete inalámbrico y portátil compuesto por unidades de medición de presión y suministro de energía en cuatro lactantes de una UCIN. Akbarzadeh et ^al.39 desarrollaron un sistema de succión sensibilizado y no nutritivo que puede evaluar las presiones de expresión y succión con un chupete de investigación que tiene implementado un convertidor de analógico a digital y un microcontrolador, que puede transmitir datos de forma inalámbrica. Este sistema sensibilizado se ha empleado en estudios con muestras grandes de lactantes prematuros que investigan el rendimiento de los NNS con puntuaciones de Apgar³⁹ y el logro completo de la alimentación oral⁴⁰. Otra opción cuantitativa para la evaluación del SNN es el sistema NTrainer, que incluye un amplificador neumático conectado a un chupete de silicona que puede evaluar los parámetros del SNN y proporcionar una estimulación orosensorial pulsada que imita los patrones motores típicos del SNN⁴¹. El sistema NTrainer se ha utilizado para caracterizar el comportamiento de los NNS en poblaciones clínicas y como estrategia de intervención en lactantes en la UCIN para mejorar los parámetros de NNS, facilitar el éxito de la alimentación oral y disminuir la estancia hospitalaria 41,42,43. A pesar de que requiere considerables recursos y capacitación para implementarlo clínicamente, los miembros del equipo de la UCIN y los padres de los lactantes en la UCIN informan efectos positivos de su uso⁴⁴.

Además de los otros métodos cuantitativos que describen el comportamiento de NNS, el dispositivo NNS es una opción ideal para evaluar la función de NNS. El sistema del dispositivo es transportable y fácil de configurar, y se ha utilizado para recopilar datos en entornos hospitalarios, clínicos y domésticos. El dispositivo NNS es altamente seguro e higiénico, ya que el único material en contacto con el bebé es un chupete comercial común que se puede colocar y quitar fácilmente del mango del chupete (Figura 5). La recopilación de datos de NNS es sencilla con el dispositivo, ya que el asa fácil de sostener permite a los cuidadores o al personal clínico ofrecer el chupete como un biberón (Figura 6), mientras que el portátil proporciona biorretroalimentación en tiempo real de la forma de onda del NNS (Figura 7). Las tuberías de calibración y análisis personalizadas y optimizadas facilitan su accesibilidad a otros equipos de investigación^17,25 y clínicos. Además, el dispositivo NNS mide el comportamiento de NNS con alta precisión. El proceso de calibración del dispositivo NNS verifica que el sensor del transductor de presión esté registrando mediciones de presión de precisión en una señal real del terreno. Este proceso garantiza que los datos sean válidos y que el sensor sea preciso.

Las implicaciones clínicas y de investigación del dispositivo NNS son enormes. Las medidas cuantitativas, válidas y fiables de la función de los NNS tienen un valor inmenso en la evaluación temprana del estado neuromotor de los lactantes. El NNS es una de las primeras funciones motoras observables en el útero y durante la infancia, y puede servir como un comportamiento accesible y confiable para identificar a los niños en riesgo de posibles retrasos o deterioro en los dominios de alimentación, cognitivo, habla-lenguaje y desarrollo motor ^9,11,12,14. Numerosos estudios han demostrado las posibilidades de investigación utilizando el dispositivo NNS, ya que se ha utilizado para evaluar los efectos de las experiencias relacionadas con la alimentación y las intervenciones/procedimientos quirúrgicos^17,20, caracterizar el desarrollo de NNS a lo largo del primer año de vida^5, correlacionar el comportamiento de succión con el desarrollo de otros comportamientos oromotores¹⁹ e identificar exposiciones ambientales y maternas que pueden afectar negativamente el neurodesarrollo de los niños 22,23,24,25. Las direcciones futuras para el dispositivo NNS incluyen la caracterización de los perfiles NNS en poblaciones clínicas para mejorar sus capacidades diagnósticas en la identificación de niños en riesgo de desarrollo interrumpido.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Case	Pelican	1560
Software de Adquisición y Análisis de Datos/LabChart	ADInstruments	8.1.25
Centro de Adquisición de Datos (PowerLab 2/26)	ADInstruments	ML826
Laptop	Dell Latitude	5480
Calibrador de Presión	Meriam Process Technologies	M101
Chupete Soothie	Phillips Avent	SCF190/01
Jeringa	CareTouch	CTSLL1