カスタム圧力トランスデューサシステムを使用した非栄養吸盤パラメータ測定

サマリー

非栄養吸引(NNS)デバイスは、圧力トランスデューサーに接続され、データ収集システムとラップトップを介して記録されたおしゃぶりを使用して、NNSの特徴を簡単に収集および定量化できます。NNSパラメータの定量化は、子供の現在および将来の神経発達に関する貴重な洞察を提供することができます。

要約

非栄養吸啜(NNS)デバイスは、おしゃぶりでの乳児のNNS行動を定量化する、持ち運び可能でユーザーフレンドリーな圧力トランスデューサーシステムです。当社のシステムを使用してNNS信号を記録および分析することで、乳児のNNSバースト時間(秒)、振幅(cmH₂O)、および周波数(Hz)の測定を提供できます。NNSの正確で信頼性の高い定量的評価は、将来の摂食、音声言語、認知、および運動発達のバイオマーカーとして機能する上で非常に価値があります。NNSデバイスは多くの研究ラインで使用されており、その中には、摂食関連の介入の効果を調査するためのNNS機能の測定、集団全体のNNS発達の特徴付け、吸啜行動とその後の神経発達との相関などがあります。この装置は、 子宮内で の曝露が乳児のNNSの発達にどのように影響するかを調べるための環境衛生研究でも使用されています。したがって、NNSデバイスの研究と臨床利用における包括的な目標は、NNSパラメーターを神経発達の転帰と相関させて、発達遅延のリスクがある子供を特定し、迅速な早期介入を提供することです。

概要

非栄養吸啜(NNS)は、乳児が出生後すぐに口で実行できる最初の行動の1つであり、したがって、脳の発達に有意義な洞察を提供する可能性があります¹。NNSとは、栄養を摂取せずに吸う動作(おしゃぶりを吸うなど)を指し、呼吸のために一時停止を挟んで、顎と舌の一連のリズミカルな表現と吸引運動が特徴です。NNSの一般的なパラメータには、平均NNSバースト(一連の吸い込みサイクル)が6〜12回の吸い込みサイクルと、バースト内バースト頻度が毎秒2回であることが注目されています²。ただし、NNSの特徴は臨床集団によって異なり^、3,4、生後1年間に動的に変化します⁵。これらの変化は、口腔の成長と関連する解剖学的構造、摂食スキルと神経発達の成熟、および経験に起因します。NNSの神経基盤は、主に脳幹の中心灰色にある吸い込み中心パターン発生器を含み、介在ニューロンの複雑なネットワークと顔面および三叉神経運動ニューロン核⁶を含む。協調NNSはまた、皮質領域と脳幹領域の間の無傷の神経経路に依存して、感覚刺激に対するパフォーマンスを調節します^7,8、これにより、NNSは初期の神経機能と発達の実行可能な指標になります。

NNS測定は未熟児の摂食成功と関連^{しており9,10}、吸啜と授乳の両方の結果は、その後の運動、コミュニケーション、および認知発達^{に関連しています}11,12,13。言語障害と運動障害のある就学前の子供23人を特徴付けた後ろ向き研究では、87%が吸うのが難しいなど、早期の摂食障害の病歴がありました¹¹。出産直後の栄養吸引能力と養育者の摂食困難の報告は、生後18か月の子供の神経発達の複数の領域と有意に関連していました^12,14。興味深いことに、摂食性能の感度と特異性は、神経発達転帰測定¹²に関する脳の超音波評価よりも高かった。別の研究では、乳児期初期の新生児口腔運動評価尺度¹⁵を介して評価された吸啜/口腔運動能力スコアは、未熟児のコホートにおいて、2歳および5歳の運動能力、言語、および知能の測定値と関連していました^13,16。

吸啜と授乳は、小児期を通じて神経発達の転帰の敏感な指標となり得ることを考えると、早期介入を提供するために、発達の遅れや障害のリスクがある小児を特定するために、NNSのアクセスしやすく、正確で、定量的な評価が極めて必要である。この必要性は、Speech & Neurodevelopment Lab(SNL)のNNSデバイスの設計と研究利用につながりました。このポータブルデバイスには、持ちやすいハンドルの端に取り付けられたおしゃぶり、社内で設計されたカスタマイズされた圧力トランスデューサに接続され、データ収集センター(DAC)に接続されています。DACはラップトップに接続し、データはデータ収集および分析ソフトウェアを介して記録されます。圧力トランスデューサは、おしゃぶり内の圧力変化を測定し、それを電圧信号に変換します。DACには、アナログ電圧信号をcmH₂O単位のデジタル値に変換するコンバータが含まれており、データ収集および解析ソフトウェアを介して視覚化および記録されます。吸い込み信号波形から分析できるNNS結果指標には、NNS持続時間(吸い込みバーストが持続する時間(sで測定)、振幅(ピーク高さからピークトラフを引いたものとして測定)(cmH₂O)、サイクル/バースト(バースト内の吸い込みサイクル数)、周波数(Hzで測定されたバースト内周波数)、サイクル(1分間に発生する吸い込みサイクル数)、 バースト(1分間に発生する吸い込みバーストの数)。

プロトコル

ノースイースタン大学の治験審査委員会は、ヒトを対象とするNNSデバイスを使用した研究を承認しました(15-06-29; 16-04-06; 17-08-19)。インフォームドコンセントは、子供の養育者から得られました。すべての研究担当者は、NNSデバイスでデータを収集する前に、ヒト被験者のトレーニングを完了しています。SNLチームは、NNSデバイスを使用してデータを収集する前に、新しい研究担当者が完了するためのいくつかのトレーニングリソースとプロトコルを作成しました。これらのトレーニングセッションには、次のプロトコルの確認が含まれます。

1. NNSデバイスのセットアップ

1. ポータブルケース(図1)を開き、次のデバイスコンポーネントを取り外します:DACとその電源コード、おしゃぶりレシーバーハンドルと灰色のケーブルが取り付けられたカスタマイズされた圧力トランスデューサボックス(NNSボックス)、ラップトップコンピューターとそれをDACに接続するUSBコード、およびおしゃぶり。
2. 電源コードをDACと3ピン電源コンセントに差し込み、NNSボックスに接続された灰色のケーブルをDACの前面1番目の丸型ポートに差し込み、USBコードをノートパソコンとDACに差し込みます(図2)。
3. 背面の電源スイッチを使用してDACの電源を入れ、ラップトップ/コンピューターにログオンします。

2. NNSデバイスのキャリブレーション

1. 圧力校正器と1mLシリンジをケースから取り出します。
2. 黒いおしゃぶりレシーバーをハンドルから外します。ハンドルが圧力校正器と水平になるように、ハンドルを圧力校正器にねじ込みます(図3A-C)。
3. シリンジプランジャーを完全に引き出してから、圧力校正器の上部位置にねじ込みます。シリンジは圧力校正器に対して垂直である必要があります(図3D)。
4. ラップトップコンピューターで、「 SNL Suck Analyzer Calibration File」というラベルの付いたスプレッドシートを開きます。
   注:このファイルには、データ収集および分析アプリケーションとpsiで測定された圧力校正器デバイス間の圧力変動を評価する式が含まれています。左上隅にはデータ入力用のボックスがあり、圧力校正器とLabChart校正ファイル(後述)からのデータ読み取り値を入力するために使用されます。
   1. [複製して日付として名前を変更]と表示されているタブを右クリックし、[移動]または[コピー]を選択します。
   2. [移動またはコピー]ポップアップウィンドウで、[SNL Suck Analyzer Calibration File]内に コピーを作成する ボックスをクリックし、[ OK]をクリックします。
   3. コピーしたタブをダブルクリックし、現在の日付に名前を変更します。
5. ラップトップコンピュータのデスクトップで、キャリブレーションファイルというラベルの付いたデータ集録および解析ファイルを開きます。
   メモ: スプレッドシートがラップトップコンピュータ画面に表示されていることを確認してください。そのためには、スプレッドシートとデータ集録および解析アプリケーションのウィンドウを最小化して再配置する必要があります。
6. 圧力校正器 の電源ボタンを押してオン にします。
7. ラップトップコンピューターで、キャリブレーションで[ 開始 ]を選択します file NNSボックスギアがゼロのときに。ファイルの時間経過に伴う波形サンプリングを確認します。
   注: [NNS] ボックスには、[ゼロ] と [サンプル] の 2 つの設定オプションがあります。キャリブレーションを開始する前に、ゼロに設定されていることを確認してください。ファイルの[スタート]ボタンは、DACの電源をオンにした後にファイルを開いたときにのみアクティブになります。ファイルが開いても[スタート]ボタンがクリックできない場合は、ファイルを閉じ、DACの電源を入れてから、ファイルを再度開きます。
8. スプレッドシートのそれぞれのセル(つまり、DACプログラム列と赤色キャリブレータ列の下)に、キャリブレーションファイルの右上隅の値と、psiが0.00のときに圧力キャリブレータデバイスの値を記録します(図4A)。
9. NNSボックスのギアを ゼロ から サンプル に回します。圧力トランスデューサが記録機能を変更するのに十分な時間を確保するために、約15秒待ちます。
10. 圧力キャリブレータが可能な限り0.2psiに近い値に達するまでシリンジプランジャーをゆっくりと押し下げてから、スプレッドシートのそれぞれのセルの圧力キャリブレータの値をキャリブレーションファイルに入力します。
11. 手順2.10を繰り返します。次のpsi値の場合:0.4、0.6、および0.8(図4A)。
12. すべての値をスプレッドシートに入力したら、キャリブレーション ファイルの [停止 ] をクリックします。スプレッドシートで、データ収集および分析アプリケーションおよびキャリブレーションデバイス(図4B)からのpsi値を差し込むために使用された表の右側にある傾きと適合度セルを確認します。両方のセルが緑色で強調表示されている場合、キャリブレーションは成功しています。ステップ 2.13 に進みます。
    注意: 一方または両方のセルが赤の場合は、スプレッドシートのpsi測定セルの値をクリアし、NNSボックスを sからSample から Zeroに回し、キャリブレーションを閉じます file、 電源 ボタンを押して圧力校正器の電源を切り、圧力校正器からシリンジを完全に緩め、シリンジプランジャーを完全に引き出してから、ねじ込みます。手順2.5を繰り返します。- 2.12.
13. キャリブレーションを閉じる file 保存せずに、NNSボックスのギアをゼロにし、 電源 ボタンを押して圧力キャリブレーターをオフにします。
14. シリンジを圧力校正器から外します。シリンジプランジャーをもう一度完全に引き出してから、圧力校正器にねじ込みます。
15. コンピュータのデスクトップで、[ マスタ設定ファイル]というラベルの付いたファイルを選択して開きます。ファイルの一番上のチャネルで、[ 圧力を吸う](Suck Pressure )のドロップダウン オプションの矢印をクリックし、[ 算術](Arithmetic)を選択します。
    メモ: スプレッドシートがラップトップ/コンピュータ画面に表示されていることを確認してください。そのためには、スプレッドシートとデータ集録および解析アプリケーションのウィンドウを最小化して再配置する必要があります。
16. データ取得および分析ファイルの[式]テキストボックスの括弧内に、[傾き]セルと[適合度]セルの上にある青いセルにあるスプレッドシートの値を入力します(図4C)。ファイルの [OK ] をクリックします。
17. 電源ボタンを使用して圧力校正器の電源を入れ直します。マスター設定ファイルのスタートを押します。NNSボックスをサンプルに戻し、15秒待ちます。
18. シリンジプランジャーを圧力校正器で読み取った0.5psiに近づけて押し下げます。
19. スプレッドシート内を右にスクロールし、DACというラベルの付いたセルの下に マスター設定ファイル の値を記録し、キャリブレータというラベルの付いたセルの下に圧力キャリブレータの値を記録します(図4D)。パーセントエラーセルが緑色で強調表示されている場合、キャリブレーションは正常に完了しています。赤色の場合は、このステップで入力したデータをクリアし、ステップ2.13からキャリブレーションプロセスを再開します。
20. マスター設定ファイルの [停止] をクリックします。[NNS] ボックスを [ゼロ] にします。[ファイル] を選択し、[設定として保存] を選択して、マスター設定ファイルを保存します。ファイルにキャリブレーションが成功した日付として名前を付けます。
21. スプレッドシートで、[ファイル] > [保存 ] を選択し、[ ファイル] > [閉じる] を選択します。
22. 電源ボタンを押して、圧力校正器の電源を切ります。ハンドルとシリンジを圧力校正器から外し、黒いレシーバーをハンドルにねじ込みます。デバイスの電源を切り、プラグを抜き、ケースに戻します。

3.非栄養吸いデータの収集

1. 手順 1.1 を完了します。- 1.3.NNSデバイスのセットアップ用。
2. 手を洗い、ラテックス手袋を着用し、新しく開いたおしゃぶりレシーバーに取り付けます(図5)。
3. 最新の校正日が記載されたデータ集録および解析ファイルをラップトップコンピュータのデスクトップで開きます。ファイルが開いたら、[ 開始] を選択します。
4. NNSボックスギアを ゼロ から サンプルに回します。圧力トランスデューサが記録機能を変更するのに十分な時間を確保するために、約15秒待ちます。
5. おしゃぶりを快適な姿勢で子供に提供し、2〜5分間(または子供が許容でき、保護者にとって快適な時間)吸うように保持します。
   注:子供のNNSを測定するための好ましい位置は、年齢に最適な摂食位置です。研究者または介護者は、子供におしゃぶりを提供することができます(図6)。
6. 子供が終わったら、または5分が経過したら、子供のためにおしゃぶりのハンドルを持っていた人からおしゃぶりのハンドルを取り出し、ファイルで 停止 を押します。NNSボックスギアを Sample から Zeroに変更します。
7. おしゃぶりをレシーバーから取り外し、施設の衛生プロトコルに従って安全に廃棄してください。手袋は安全に取り外して廃棄し、手を洗ってください。
8. [名前を付けて保存] を選択してファイルを保存し、参加者の ID 番号とデータ収集の日付をファイルに付けます。ラップトップコンピュータのデスクトップにファイルを保存します。
9. デバイスの電源を切り、プラグを抜き、ケースに戻します。

4.非栄養性の分析は十分に吸い込まれます

1. データ集録および解析ソフトウェアがインストールされているデスクトップまたはラップトップを使用して、参加者のNNSデータファイルをダブルクリックして開きます。
2. 複数の吸込サイクルを持つNNSバースト、各吸込サイクルの振幅が少なくとも_1cmH2O、および互いに1000ミリ秒以内の波形が同じ吸込バーストの一部と見なされるという基準を使用して、吸込バーストを手動で識別します(図7)。
   メモ: 波形の表示を変更すると(画面右下の[ 水平スケーリングの設定]ボックス をクリックしてズームインおよびズームアウトオプションを選択)、ノイズからNNSサイクルをより適切に識別できます。分析は 50:1 のビューで完了します。集団全体でNNSを調査する際には、さまざまな集団がNNSパターンの変化を示すため、これらの基準が変化する可能性があることに注意することが重要です。
3. ピーク分析の設定を行うには、 ピーク分析、 設定、 テーブルオプションの順に選択します。 T Start、T End、Height、Peak Area、Period の各ボックス にチェックを入れます。他のすべてのボックスはオフにする必要があります。
4. カーソルを使用して、ステップ 4.2 で説明した基準で識別された最初の NNS バーストの周囲のボックスをクリックしてドラッグします。
5. 上部ツールバーのピーク分析オプションの一部として 分析をクリックすると、 手順4.3で指定したパラメーターを持つピークが特定されます。
6. [バースト解析マクロ] ボタンをクリックすると、ポップアップ データ パッド メニューが生成されます。
7. データ パッドで、データの上の列を右クリックし、最初の NNS バーストの [行の挿入] を選択し、 Min 0-1 (または最初のバーストが発生した分) を入力して、その列に行を挿入します。
8. 手順 4.4 を続行します。- 4.6.すべての NNS バーストが選択されるまで。データパッドで特定の分(たとえば、最小1-2、最小2-3)を特徴付けることにより、バーストが発生する分を追跡し続けます。
9. 解析が完了したら、[ ファイル] > [名前を付けて保存] を選択し、解析した NNS ファイルを参加者 ID、日付、研究者のイニシャルとして保存します。さらに、[ ファイル] > [データ パッド>テキスト ファイルとしてのみエクスポート] > [保存 ] を選択して、データ パッド ファイルを個別に保存します。
   注:生のNNSファイル、分析されたNNSファイル、およびテキストファイルを保存することが重要です。
10. カスタム NNS バースト マクロを使用してテキスト ファイルを処理します。これにより、各 NNS バーストの持続時間、周波数、高さ (振幅)、バースト数、サイクル/バースト、およびサイクル/分を含む解析済みテキスト ファイルが生成されます。また、サイクル数が最も多いNNSの連続する2分間の平均も含まれており、最終分析によく使用されます。分析する必要がある分析ウィンドウに応じて調整します。

結果

NNSデバイスは、NNSアウトカム指標17,18,19を組み込んだ多数の公開研究で使用されています。図7に示すサンプルデータでは、バーストは、バーストごとに複数の吸い込みサイクル、少なくとも_1cmH2Oの振幅を持つサイクル、および互いに1000ミリ秒以内の吸い込み波形の基準で手動で識別されています。バーストが特定されると、カスタム マクロは NNS の結果を出力します。

SNLは、このデバイスを使用して、小胞切開術(舌小帯の締め付けを緩和するための外科的処置)の直前と直後の25人の乳児のNNSパラメーターを評価しました¹⁷。小胞切除後、乳児はNNS振幅の減少を示しました(M = 13.52 cmH₂O、 SD = 5.39 小腎切開前; M = 10.25 cmH₂O、 SD = 4.93 小管切開後)およびバースト持続時間 (M = 5.21 秒、 SD = 2.62 小管切開前; M = 4.04 秒、 SD = 1.72 小管切開後);しかし、NNS行動の低下を示すこれらの結果は、手術後の痛みに関連している可能性があります¹⁷。この研究は、NNSデバイスシステムが、摂食関連の介入および/または手術後の転帰前/事後測定として使用して、開業医にその有効性を知らせることができることを強調しています。56組の母親と乳児の様々な養育者および乳児の授乳結果に対する出生順の影響の調査では、NNS装置を介して測定された乳児間でNNSの特徴に差はないことが報告された(持続時間 M = 4.41秒、 SD = 2.39;周波数 M = 2.03Hz、 SD = 0.41;振幅 M = 12.74cmH_2O、 SD = 6.99;バースト M = 4.33、 SD = 0.41)およびなし(持続時間 M = 5.70秒、 SD = 4.15;周波数 M = 2.11 Hz、 SD = 0.21;振幅 M = 16.28 cmH₂O、 SD = 8.13;バースト M = 4.85、 SD = 2.30)兄弟¹⁸。NNSの転帰に関するこれらの非統計的に有意な結果は、これらの乳児の経口栄養スキルスコアを介して評価された摂食パフォーマンスに差がないという結果と一致しました¹⁸。NNSデバイスは、NNSの初期口腔運動行動とせせらぎとの関係を評価する研究ラインで使用されています。26人の正期産児のグループにおいて、Murrayら¹⁹ は、NNSバースト持続時間(M = 4.93秒、範囲= 0.94-11.97)、周波数(M = 2.06 Hz、範囲= 1.36-2.75)、および振幅(M = 12.32 cmH₂O、範囲= 1.19-28.03)が、重回帰モデル(F [4,18] = 3.613、 p = 0.02、R² = 0.45)。具体的には、NNSバースト期間が長く、NNSイントラバースト頻度が高いほど、VOTの変動が増加しました。初期のNNS行動とその後の前庭運動能力との関係に関するさらなる研究は、SNLで進行中です。

NNSデバイスを使用したいくつかの研究は、NNSの発達、機能、および追加の感覚体験がそのパフォーマンスをどのように調節するかについての理解を深めることに貢献しました^5,20,21。Martensら⁵は、生後3か月と12か月の26人の正期産児を対象とした縦断的反復測定研究で、生後1年間のNNS転帰の違いを捉えました。具体的には、吸引バースト/分 (3 か月 Mdn = 4.50; 12 か月 Mdn = 2.50)、サイクル/バースト (3 か月 Mdn = 9.60; 12 か月 Mdn = 2.50)、およびバースト期間 (3 か月 Mdn = 4.74 秒; 12 か月 Mdn = 1.67 秒) の NNS アウトカム測定値が減少し、NNS 振幅 (3 か月 Mdn = 14.05 cmH₂O; 12 か月中央値 = 19.75 cmH₂O) が増加し、 NNS頻度(3か月Mdn = 2.09 Hz;12か月Mdn = 2.11Hz)は^、5歳まで一定でした。Zimmermanら²¹は、NNSデバイスを使用してNNS測定を標準化し、単一の吸引サンプル内のNNS特性を調査しました。生後3か月の満期産児54人では、乳児は5分間のサンプルで平均14.50回の吸引バースト(サイクル/バースト範囲= 2〜69;振幅範囲= 0.55〜34.60 cmH₂O;周波数範囲0.69〜7.81 Hz)を示しました。ブレークポイント分析により、NNSの挙動をサンプリングする5分間のNNSサイクル/バーストと振幅の生理学的違いが明らかになり、吸い込み機能を評価するために複数のNNS吸盤バーストを収集することの重要性が強調されました²¹。NNSの転帰の規範と標準化された測定プロトコルを確立することは、有効で信頼性の高いNNS評価のために最も重要であり、口腔運動行動の遅延または障害の可能性のある子供をより正確に特定します。ZimmermanとDeSousa⁽²⁰歳)は、NNSデバイスを使用して、生後6か月未満の正期産児15人のグループで視覚刺激がNNS反応にどのように影響するかを調べました。反復測定ANOVAは、NNSバーストと視覚刺激に有意な主効果を示し(F [2、26] = 8.975、p = 0.001)、事後ペアワイズ比較では、乳児は、母親の匂いにさらされている車の視覚刺激と比較して、女性の顔で視覚的に提示された場合のNNSバーストの数が増加したことが明らかになりました。これらの結果は、摂食関連行動に対する社会的影響と母親的影響の顕著性を強調している。

NNSデバイスが利用されている別の研究ラインは、環境要因や母体要因などの子宮内での曝露が乳児のNNS発達に及ぼす影響を調べる^{ことです22,23,24,25}。プエルトリコ汚染脅威探索試験場(PROTECT)コホートの妊娠中の母親からの尿サンプルで測定された、特定の半金属、微細大気汚染、およびフタル酸エステルへの出生前曝露は、NNSパラメータの違いと有意に関連していました22,23,24。具体的には、PROTECT母乳参加者の200グループ近くまたはそれ以上において、NNS振幅(M = 17.1 cmH₂O、SD = 6.9)およびバースト持続時間(M = 6.1秒、SD = 3.6)は、微小粒子状物質²³およびNNS振幅(M = 16.7 cmH₂O、SD = 6.59)および周波数(M = 1.92 Hz、SD)の濃度への出生前曝露と関連していた= 0.25)は、妊娠フタル酸エステル曝露のレベルと関連していました²⁴。また、Environmental influences on Child Health Outcomes(ECHO)プログラムの237組の母子ペアからなる大規模コホートにおいて、報告された母体のストレスレベルが高いほど、吸啜バーストが長くなり(Mdn = 5.29、IQR = 3.95、95%CI = 0.01 - 0.17)、吸啜バースト/分が少ない(Mdn = 5.00、IQR = 3.00、95%CI = -0.13 - -0.02)ため、出生前の母体ストレスもNNSアウトカムに影響を与えることが報告されている²⁵.NNSデバイスを使用したNNS測定は、これらの環境曝露と母親曝露の関係を検出する感度が高く、環境と公衆衛生に前向きな変化を通知し、促進することができます。

まとめると、NNSデバイスを使用したプロジェクトの結果は、NNSの性能と信頼性の高い結果のパターンを定量化する上での有効性を実証しており、NNSの文献に大きく貢献しています。PROTECTコホートでは、出生前金属曝露の増加は、正期産児の生後2か月におけるNNS振幅の減少とNNSバースト持続時間、サイクル/バースト、およびサイクル/分の増加と関連していました^22,23。さらに、NNSバースト期間が長く、NNSサイクル/バーストと3か月のサイクル/分が多いほど、12か月での認知発達評価のスコアが低くなりました²⁶。したがって、振幅が大きく、バーストサイクルと期間が短いほど、生後^1年目のNNSの挙動がより組織化されていることを示している可能性があります。この仮説は、Martensらによって以前に記述されたNNS発達の変化と一致します.⁵、これらのNNSパラメータは組織化されたパフォーマンスと健全な発達を表すという概念を支持しています。

図1:ポータブルNNSデバイスのケース。 デバイス コンポーネントにはラベルが付けられ、スケーリングされます。ケースはデバイスのコンポーネントを安全に保ち、デバイスの持ち運びを容易にするホイールと拡張可能なハンドルが含まれています。 この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。

図2:NNSデバイスのセットアップ。 デバイス コンポーネントにはラベルが付けられ、スケーリングされます。NNSデバイスは、セットアップに多くのスペースを必要とせず、システムのすべてのコードとプラグインが長いため、さまざまなデータ収集室や研究者/介護者のポジションに柔軟に対応できます。 この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。

図3:圧力校正のセットアップ(A)圧力校正器とおしゃぶりレシーバーとハンドル。(B)おしゃぶりレシーバー付きの圧力校正器がハンドルからねじ込まれています。(C)ハンドルが取り付けられた圧力校正器。(D)ハンドルと1mLシリンジが取り付けられた圧力校正器。シリンジプランジャーは、圧力校正器にねじ込む前に完全に引き抜く必要があります。この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。

図4:サックアナライザーキャリブレーションファイル(A)キャリブレーションファイルとキャリブレーションデバイスによって測定された圧力記録が、0.0、0.2、0.4、0.6、および0.8psiの1mLシリンジを使用して測定されたセル。(B) すべての圧力記録が(A)に入力されると、傾きと適合度セルが自動的に入力されます。緑色のセルはキャリブレーションが成功したことを示し、赤色のセルはキャリブレーションプロセスをやり直す必要があります。(C)これらの青いセルは、圧力の記録が完了すると自動的に入力されます。これらの値は、マスター設定ファイルの [式] テキスト ボックスに入力する必要があります。(D)圧力記録がマスター設定ファイルおよび0.5psiの1mLシリンジを使用した校正装置を介して測定されるセル。[パーセント エラー] セルは、メジャーが接続されると自動的に入力されます。緑はキャリブレーションが成功したことを意味し、赤はステップ2.13からキャリブレーションプロセスをやり直す必要があります。プロトコルで。この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。

図5:おしゃぶり、レシーバー、ハンドル。 デバイス コンポーネントにはラベルが付けられ、スケーリングされます。新しく開いたおしゃぶりは、レシーバーに簡単に取り付けられます。 この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。

図6:NNSデータ収集の例。 研究者や介護者は、参加者におしゃぶりを提供し、データ収集中にボトルのようにハンドルを握ることができます。 この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。

図7:NNS波形 カスタム圧力トランスデューサは、NNS圧縮をcmH₂Oで経時的に測定し、ソフトウェアはNNS性能のライブバイオフィードバックを提供し、分析のためにそのデータを記録します。 この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。

ディスカッション

NNS デバイスには、認識しておくべき重要ないくつかの制限があります。NNSは給餌⁹に関する重要な洞察を提供するが、NNSから給餌性能へのかなりの量の外挿がある。この制限の解決策には、NNSの結果と実際の摂食観察と、NNSが摂食とどのように関連しているかをより完全に把握するための介護者向けの包括的な摂食関連のアンケートを組み合わせた研究チームが含まれていました¹⁸。さらに、乳児はパターン化されたNNSを持つことができますが、栄養素の嚥下を調整するという追加の要求のために、摂食に課題があります。さらに、標準化と機器の目的により、NNSデバイスはNNSの調査で1つの特定のおしゃぶりのみを使用しました。おしゃぶりは物理的特性が大きく異なる可能性があり、NNSのパフォーマンスに影響を与える可能性があるため、赤ちゃんが自宅で異なるおしゃぶりを使用する場合、吸啜パフォーマンスは子供のNNS特性を完全に代表していない可能性があります^27,28。NNSデバイスのもう一つの課題は、非栄養吸引の発現面のみを捉え、吸引パラメータを測定しないことです。この表現は、乳児が舌と下顎を使用して乳首またはおしゃぶりを閉じることによって乳首またはおしゃぶりに加える陽圧を指します。吸引成分は、乳児が舌と下顎を下げて口腔を拡大し、鼻咽頭を密閉して口腔内陰圧を発生させる場合です。吸引は吸引反応の重要な特性ですが、その正確な測定には、参加者がデバイスの周囲を適切に密閉し、口腔内陰圧を生成する能力を達成する必要があります。これらの要件は、臨床集団、特に口唇口蓋裂の乳児では困難です²⁹。NNSデバイスは現在、乳頭の周りを密閉して経口内陰圧を発生させることが困難な臨床集団で採用されており、それらの発現特性の評価は、NNS行動に関する貴重な情報を提供します。

NNSデバイスは、特にその精度において、非機器オプションと比較してNNS機能を記述する上で利点があります。臨床現場でのNNSの評価は、生物医学機器を使用せずに行われることが多く、その評価は主観的であり、評価者の経験に限定されます。臨床的主観的評価と生物医学的に記録された客観的測定³⁰との間の中咽頭タスクパフォーマンスの評価において有意差が報告されており、その効果はNNS評価³¹で特に観察されています。Wahyuniら³¹ は、未熟児の大規模なコホートにおけるバーストあたりの吸啜回数、バースト間の時間、および吸啜圧力のNNS結果において、主観的スコアリングと生物医学的吸引圧力トランスデューサデバイスとの間に有意差があることを報告しました。NNSを臨床的に評価できる一般的な方法は、乳児がおしゃぶりや手/指を吸っている様子を観察し、場合によってはおしゃぶりの代理として臨床医の手袋をはめた指を吸うことです。Neiva et ^al.32 は、手袋をはめた指と包括的なスコアリング システムを使用して、未熟児の NNS パフォーマンスの評価を開発し、検証しました。臨床評価は、その評価と正確性に限界があるが、NNSの行動に関する洞察を提供することができ、臨床現場でNNS機能を測定するための客観的な方法へのアクセス、使用、解釈の課題のために一般的に採用されている。

NNSデバイスの他に、NNSのパフォーマンスを測定するための定量的なオプションがいくつかあります。Pereiraら³³は、NNSパラメータを測定し、デバイスコンポーネント、マイクロコントローラ、および複数のソフトウェアプログラムの複雑なシステムを備えたおしゃぶり上の空気圧ポンプを介してNNS刺激を提供できるシステムについて説明しました。Grassiら³⁴は、NNSの圧縮圧と吸引圧を同時に定量的に測定できる、型破りな形状のおしゃぶりを用いた装置を開発した。彼らは、新生児集中治療室(NICU)の乳児の小グループで予備的な結果を報告しました。Cunhaら³⁵は、圧力センサーと増幅回路を使用しておしゃぶりのNNS圧力を測定するデバイスを設計し、早産児と満期産児の小さなコホートの間で、NNSとデバイスへの栄養吸引の違いを調査しました。Nascimentoら³⁶は、NNS挙動の最大圧力と平均圧力を測定できる圧力センサーに取り付けられたおしゃぶりを含むポータブルシステムであるS-FLEXデバイスを開発しました。Truongら³⁷は、健康な正期産児のコホートにおけるNNSパフォーマンス中の口腔内真空測定を評価する、使い捨ておしゃぶり、圧力センサー、データ収集ユニット、およびカスタマイズされたソフトウェアで構成されるNNSシステムについて説明しました。Ebrahimiら³⁸は、NICUの4人の乳児の圧力測定と電源ユニットで構成されるワイヤレスでおしゃぶりと携帯型おしゃぶりを使用した場合、幅広いNNS転帰に関する予備的な結果を発表しました。Akbarzadehら³⁹は、データを無線で送信できるアナログ-デジタルコンバーターとマイクロコントローラーを実装した研究用おしゃぶりを使用して、発現圧力と吸引圧力を評価できる増感非栄養吸引システムを開発しました。この感作システムは、未熟児の大規模なサンプルサイズを用いた研究で採用されており、Apgarスコア³⁹および経口摂取⁴⁰の完全な達成でNNSパフォーマンスを調査しています。NNS評価の別の定量的オプションは、NNSパラメータを評価し、典型的なNNSモーターパターンを模倣する脈動口腔感覚刺激を提供できるシリコンおしゃぶりに取り付けられた空気圧増幅器を含むNTrainerシステム^です41。NTrainerシステムは、臨床集団におけるNNS行動を特徴付けるために、またNICUの乳児がNNSパラメータを改善し、経口摂取の成功を促進し、入院期間を短縮するための介入戦略として使用されています41,42,43。臨床的に実施するにはかなりのリソースとトレーニングが必要ですが、NICUのチームメンバーとNICUの乳児の親は、その使用の肯定的な効果を報告しています⁴⁴。

NNSの挙動を記述する他の定量的手法に加えて、NNSデバイスはNNS機能を評価するための理想的なオプションです。このデバイスシステムは、持ち運び可能でセットアップが簡単で、病院、臨床、家庭でのデータ収集に使用されています。乳児と接触する唯一の材料は、おしゃぶりのハンドルに簡単に取り付けたり取り外したりできる一般的な市販のおしゃぶりであるため、NNSデバイスは安全性と衛生性に優れています(図5)。NNSデータ収集は、持ちやすいハンドルにより、介護者や臨床スタッフがボトルのようにおしゃぶりを提供でき(図6)、ラップトップがNNS波形のリアルタイムバイオフィードバックを提供するため(図7)、デバイスを使用すると簡単です。カスタマイズおよび合理化されたキャリブレーションおよび分析パイプラインは、他の研究チーム^17,25および臨床医へのアクセスを容易にします。さらに、NNSデバイスはNNSの動作を高精度で測定します。NNSデバイスのキャリブレーションプロセスでは、圧力トランスデューサセンサーが正確な圧力測定値をグラウンドトゥルース信号に記録していることを確認します。このプロセスにより、データが有効であり、センサーが正確であることが保証されます。

NNSデバイスの研究と臨床への影響は膨大です。NNS機能の定量的、有効、かつ信頼性の高い測定は、乳児の神経運動状態の早期評価において計り知れない価値があります。NNSは、子宮内および乳児期に最初に観察可能な運動機能の1つであり、摂食、認知、言語、および運動発達領域9,11,12,14の潜在的な遅延または障害のリスクがある子供を特定するためのアクセス可能で信頼できる行動として役立ちます^。.NNSデバイスは、摂食関連の経験と介入/外科的処置の効果を評価するために使用されてきたため、多くの研究がNNSデバイスを使用した研究の可能性を実証しています^17,20、生後1年間のNNS発達の特徴⁵、吸啜行動と他の口腔運動行動の発達との相関関係¹⁹、および子供の神経発達に悪影響を与える可能性のある環境および母親の曝露を特定するために使用されています 22,23,24,25。NNSデバイスの将来の方向性には、臨床集団におけるNNSプロファイルの特性評価が含まれ、発達障害のリスクがある子供を特定する際の診断能力を向上させます。

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
ケース	ペリカン	1560
データ収集および分析ソフトウェア/LabChart	ADInstruments	8.1.25
データ収集センター (PowerLab 2/26)	ADInstruments	ML826
ラップトップ	Dell	Latitude 5480
圧力校正器	Meriam Process Technologies	M101
スーシーおしゃぶり	フィリップスアベント	SCF190 / 01
シリンジ	ケアタッチ	CTSLL1