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Medicine

定量自主测试

doi: 10.3791/2502 Published: July 19, 2011

Summary

植物神经功能测试规范,全面和充分的定量描述。自主测试包括所有三个主要包括cardiovagal,肾上腺素和sudomotor自主域的评价。使用复合材料的自主严重程度评分是定量的严重性和分布的dysautonomia。

Abstract

与植物神经系统功能紊乱相关的疾病是相当普遍,但经常无法识别。定量自主测试可以评价这些疾病的宝贵工具,无论是在诊所和研究。有自主测试,然而,只有少数进行了验证临床或定量。在这里,测试植物神经功能全面的定量和临床验证协议。作为最低限度的临床植物神经实验室应该有倾斜,心电监护仪,连续无创血压监测,呼吸监测和评价sudomotor域平均。自主测试的记录和评价软件数据的正确评价的关键。所提出的协议进行评估的3个主要的自主域:cardiovagal,肾上腺素和sudomotor。测试包括深呼吸,Valsalva动作,头部倾斜,定量的sudomotor轴突测试(QSART)。使用复合自主严重程度评分(社科院)的严重性和分布的dysautonomia定量。提供详细的协议是突出强调正确的数据采集与测试的重要方面,获得自主信号的相关参数和不带偏见的评价。以及提供规范的数据和结果的解释中国社会科学院算法。

Protocol

1。自主信号的设备,数据采集与处理

作为最低限度的,自主的临床实验室必须有电动倾斜,心电图,无创击败击败血压监护仪,呼吸监测和平均评估sudomotor职能。推荐的设备是列于表 9 。数据采集​​和分析软件是一个重要的是要能够有效运行的实验室。不幸的是,商业合适的软件有一些限制,大多数自主实验室写了自己的收购或在内部分析软件。强大的R波检测和相应的收缩压/舒张压血压值的检测,最终在血流量,是非常重要的。在马萨诸塞州的大学,我们使用ADInstrument录音系统(图1-4,表 9),易于编程,并提供实时的许多数学函数。

体育低博士和他的团队(1)开发的主要方法是基于在纸上的协议使用。本文假定读者知道如何正确地放置心电图电极,连续血压监测仪的设置和如何记录数据。电极/传感器位置的详细信息和数据采集的推荐性标准是在参考文献4。

2。深呼吸

深呼吸测试心脏交感神经功能。由于迷走神经介导的心脏反应,深呼吸,测试也被称为cardiovagal测试。深呼吸挑衅,是“深”呼吸6次/ min的即时心率的变化进行评估。测试是在仰卧位。测试开始与休息时间,使病人的时间来放松。我们通常记录,然后再进行深呼吸测试一分钟的基线。

  1. 获得一分钟的基线,指示受放松。
  2. 指示主题为吸气5秒,5秒,吐气时。这10秒的呼吸循环应重复6次。病人应不断呼吸,并定期。口罩运动应该像一浪。应避免突然吸入/ exhalations或控股的气息。应采取不哽咽。优先呼吸应该通过鼻孔闭口结束潮汐的CO 2应监测排除过度换气
  3. 计算呼吸性窦性心律不齐(RSA)。 RSA振幅定义为年底到期和心率的灵感结束之间的差异。通常情况下,确定6个呼吸周期(Figure. 5)和各自的RSA振幅的平均值。

规范价值

规范数据表1。

解读结果

深呼吸试验措施cardiovagal功能。深呼吸和Valsalva动作都需要cardiovagal功能分级。 Valsalva动作和分级cardiovagal减值所述。

3。 Valsalva动作

Valsalva动作评估:1)交感神经肾上腺素功能使用的血压的反应; 2)cardiovagal(副交感神经)功能,使用的心率反应。 Valsalva动作,包括对与应变过程中呼气压力的阻力为15秒40毫米汞柱被迫到期。

喉舌大会

最简单的方法来衡量呼气压力是连接压力表5-10毫升的塑料注射器和打击注射器内或任何类似的喉舌。应该有一个小的空气管路中泄漏,以防止关闭声门。

技术

Valsalva动作通常是在仰卧位。如果Valsalva动作显示一个方盒子的反应,并没有怀疑是心脏衰竭,表可以打开3​​0度,较常见的四阶段模式,可以改变主动脉maneuever的。

  1. 让主题实践至少有一个短的时间内Valsalva动作(秒),直到这个问题的过程舒适。
  2. 等待约1分钟,让受放宽。
  3. 指示的主题为:“采取深呼吸和打击进入注射器。保持15秒压40毫米汞柱“。主体应看到,因为他可以调整应变的呼气压力。给主题的反馈还剩多少秒。如果压力是最理想的,责成主题,以正确的压力或重复Valsalva动作。
  4. 等待3分钟。
  5. 重复Valsalva动作两次,共3个添 ES
  6. 进行评估选择最有代表性的机动。
  7. 获得Valsalva动作( 图9和图11)以下参数:
    1. 主动脉的比例。
    2. 最大的第2阶段期间的平均血压下降。
    3. 在后期第2阶段(恢复)月底的平均血压的高峰。
    4. 冲,第4期。
    5. 第2阶段期间的最大脉冲压降
    6. 压力恢复时间

规范价值:

规范价值是在表2表3。

解读结果

Valsalva动作功能评估肾上腺素和cardiovagal。肾上腺素减值分级需要Valsalva动作和倾斜试验。 cardiovagal减值分级需要深呼吸和Valsalva比。

4。倾斜试验

测试从仰卧位,被动运动在受控的实验室设置的直立倾斜自主神经系统的刺激与立位应激。

技术

  1. 血压传感器,确保妥善安置。理想血压具有良好的定义dicrotic缺口并没有基线漂移。
  2. 获取从肱动脉基线血压。
  3. 收购基准5-10分钟
  4. 倾斜病人。应该在70度的倾斜。从仰卧过渡到倾斜位置应平稳,持续时间5-10秒。
  5. 获取每分钟从肱动脉血压。
  6. 观察主体存在任何不适,胸痛,气短,头晕,胸闷,晕厥。准备终止任何严重事件的倾斜的发生在临床判断为基础的倾斜。
  7. 倾斜的典型时间为10分钟。可以继续倾斜,如果没有明显的异常检测,但的临床历史dysautonomia或血压不稳定的强烈暗示。
  8. 倾斜的病人回。

规范价值:

心率在倾斜的正常反应,是心脏率在10增量 - 每分钟30次。同时最大心率应小于每分钟120次。在倾斜​​的血压正常的反应是收缩压低于30毫米汞柱或平均血压下降小于20毫米汞柱下降。

解读结果

倾斜测试主要评估肾上腺素功能。肾上腺素减值分级需要Valsalva动作和倾斜试验的结果,并在第6条所述。

5。 Sudomotor测试(QSART)

定量Sudomotor轴突反射试验(QSART)评估交感神经节后胆碱能神经功能。最常用的设备是Q汗WR医疗电子。有2种类型的反应:自发和诱发。通常较大胶囊(采样面积5.06平方厘米 ,体积3.614厘米3)用于诱发反应的自发反应和更小的胶囊( 采样面积0.7871 2厘米, 体积 0.1229厘米3)。在下面,所有适用于较小的胶囊。对于刺激,典型的设置是:电流2毫安,5分钟,

  1. 根据制造商的建议( 图20)组装胶囊。
  2. 大力用酒精清洁的记录点。记录点:1)前臂内侧(75%尺epicondile豌豆骨的距离); 2)小腿近端(5厘米远端腓骨头侧向); 3)小腿远端(5厘米近端内踝内侧); 4)对近端趾短伸肌肌肉脚。
  3. 将胶囊水拧紧( 图21)
  4. 填写无菌水稀释(不生理盐水!)10%的乙酰胆碱胶囊。
  5. 开始出汗记录和验证的Q汗机,无泄漏。在泄漏的情况下,修复囊的位置。
  6. 将地面5厘米左右,旁边胶囊刺激。
  7. 等待,直到基线汗水持平,低于100纳升/分钟,所有的渠道,让类似的基线汗水输出(差异<15%,图22-23)。
  8. 启动电流2 mA的刺激,5分钟后,打开标记( 图24)
  9. 记录另一个5分钟的汗水(共10分钟),打开标记。
  10. 每个站点(Figure. 25)获得的延迟和卷
P“>规范价值

规范值在表4。

解读结果

下面是分级sudomotor减值

6。自主减值分级使用综合自主严重性分数(中国社会科学院)

中国社会科学院得分cardiovagal,肾上腺素和sudomotor域的植物神经功能提供了公正和全面的量化。总分有直接的临床意义,因为它被列为轻度,中度和重度的广义dysautonomia。我在中国社会科学院(3)的原始定义中删除一些含糊不清的地方。

中国社会科学院有以下子分数:1)Cardiovagal( 见表5); 2)肾上腺素( 表6); 3)Sudomotor( 表7)。。

深呼吸和Valsalva比cardiovagal得分计算是必需的。肾上腺素能得分,既需要Valsalva动作和倾斜试验结果。 Sudomotor得分,可以计算出从QSART结果,或从thermoregulator汗试验(TST,而不是在本文中所描述)。

由于自主测试评估全球植物神经功能,其结果是在广义植物神经功能衰竭(GSF)的长期解释。结果被称为正常(中国社会科学院总成绩= 0)或异常。轻度GAF(中国社会科学院总比分1-3),异常范围(中国社会科学院总比分4-6),中度或严重(中国社会科学院总比分7-10)。

轻度得分1 GAF通常是含糊不清或有限的临床意义。得分高于1通常是有临床意义的,通常表明自主神经病变的存在。

7。代表性的成果:

数据采集的例子是在图 1-4 。所有记录到的信号应该是从远处清晰可见的一名技术人员,使正确的任何录音的问题立即。原始数据和相应的收缩压/舒张压/平均值应提供实时( 图1) 。数据采集系统应在屏幕的设置提供了很大的灵活性,例如,它应该很容易改变的时间尺度( 图2),或选择原始数据描或数值( 3 )。

正常和不正常的深呼吸测试的例子, 在图 6-8 。为清晰起见,在Y轴的中间粗线长度相当于10的BPM。正常深呼吸测试是在图6。请注意,深呼吸测试规范数据的年龄,但没有性别无关( 表1)。图7显示中度异常, 而图8显示了cardiovagal功能基本上是固定的心率,有严重cardiovagal衰竭是一致的。

图9显示了典型的4个阶段在Valsalva动作。注意压力恢复时间计算收缩压。 Valsalva动作的一个方波的变异是在图10。主动脉率的计算是在图11所示,图12显示血压正常反应。轻度( 图13),中度( 图14)和严重( 图15)肾上腺素能在不同的血压变化由VM挑起减值结果。

图16显示了倾斜试验在10分钟的心率和血压的正常反应。轻度轻度肾上腺素减值有关的体位性低血压是在图 17可见,注意血压和大脑中动脉血流速度,可与肾上腺素减值的波动也很突出。严重的肾上腺素减值的血压逐渐下降的结果, 可以看到图18。 vasodepressors和血管迷走神经反应特征的混合晕厥的例子是在图 19 。

正常QSART响应图26。从轻微到严重sudomotor减值的异常是在图 28-31 。

年龄范围(岁) 正常的RSA最低(次/分)
10-29 ≥14
30-39 ≥12
40-49 ≥10
50-59 ≥9
60-69 ≥7

表1。规范价值S为深呼吸试​​验。

可变 正常价值
在早期阶段2最大的MBP下降 ≥20毫米汞柱
MBP的后期第2阶段(恢复) ≥基线(毫米汞柱)
在第4期MBP(过冲) >基线(毫米汞柱)
最大脉冲压力下降 ≥50%的基准
收缩压恢复时间 <4秒

表2。主动脉血压机动的规范价值。

年龄范围(岁) 最低为正常的VR
妇女男子
10-29 1.46 1.59
30-39 1.5 1.52
40-49 1.51 1.44
50-59 1.47 1.36
60-69 1.39 1.29

表3。主动脉比例的规范价值。

年龄范围(岁)
地点 10 - 29 30-49 ≥50
前臂 0.38-2.53 0.38-2.53 0.38-2.53
近端腿 0.80-2.86 0.58-2.64 0.36-2.42
小腿远端 0.72-2.79 0.52-2.41 0.31-2.02
0.39-2.02 0.35-1.83 0.31-1.64

年龄范围(岁)
地点 10 - 29 30-49 ≥50
前臂 0.10-1.39 0.10-1.39 0.10-1.39
近端腿 0.23-1.99 0.23-1.99 0.23-1.99
小腿远端 0.32-1.51 0.21-1.21 0.10-0.90
0.10-1.38 0.08-1.28 0.05-1.19

表4。规范价值的Q -汗水机。所有的值都在微升。

结果 异常度 Cardiovagal评分
价值 定义
正常 0
异常轻度 1 深呼吸或主动脉比例减少,但≥*最小的正常价值的50%
中度 2 深呼吸或主动脉比例降低到最小的正常值<50%
严重的 3 两个深呼吸和主动脉的比例降低到最小的正常值<50%

*最初的定义是> 50%,这将导致错误,如果该值是恰好等于50%。

表5。cardiovagal得分计算。

结果 异常度 肾上腺素能得分
价值 定义
正常 0
异常轻度 1 Valsalva动作:
早期阶段减少2滴<40> 20毫米汞柱
或者
逾期2期不返回到基线
或者
脉压减少≤50%的基准
或者
收缩压恢复时间4-5秒
中度 2 Valsalva动作:
早期阶段2减少> 40> 20毫米汞柱

缺席阶段后期阶段2
或者
缺席阶段4
或者
收缩压恢复时间6-9秒
3 倾斜:
OH(收缩压降低30毫米汞柱; MBP = 20毫米汞柱)(****)

Valsalva动作:
早期阶段2减少=(**)40毫米汞柱
加上
缺席阶段2
加上
缺席阶段4
或者
缺席2和第4期和收缩压恢复时间= 10秒(***)
4 倾斜+ Valsalva动作:
#3 + OH(收缩压降低30毫米汞柱; MBP = 20毫米汞柱)

*有肾上腺素失败略有不同的定义相比,更近的文本 5 3的标准。我采用了从最初的验证研究3 *。 **从>更改到≥删除ambiquity。在3日5 ***肾上腺素3分的定义不同,所以我通过 3是加入收缩压恢复时间 5扩大的定义。 ****在原来的定义,与正常Valsalva动作的OH将给予0分。虽然罕见(正常Valsalva动作+ OH),这种组合,可以看到在部分VM平方米变种。由于OH表示严重肾上腺素减值,孤立的OH是分配给3分。

表6肾上腺素能得分的计算

结果 异常度 Sudomotor评分
价值定义
正常 0
异常轻度 1 单个站点异常和下限 ,或长供养模式*或持久性的汗水活动≥ 50%
中度 2 单个站点<50%的下限或两个以上的网站减少≥50%的下限
严重的 3 两个或多个站点<50%的下限

至少有3个站点应该研究。 *长度依赖于QSART模式被定义为远端近端价值超过1 / 3的汗量减少。以粗体文本已被添加,以提高清晰度。

表7。sudomotor得分计算。

Cardiovagal评价
测试结果正常价值的最低*
深呼吸[的BPM] 5 7
主动脉比例 1.35 1.51
*规范的数据调整病人的年龄和性别

肾上腺素评价
测试:血压的反应Valsalva动作
压力[毫米汞柱] 基线第2期压力恢复时间第4期
早期后期
收缩压 144.6 104.2 108 3.3 149
平均 106 81.5 85.7 N / A 111.1
舒张 86.7 70.2 74.5 N / A 92.2
测试:倾斜试验
位置人力资源[BPM] 收缩压[毫米汞柱] 舒张压[毫米汞柱]
仰卧 68 194 93
倾斜[分钟] 1 69 170 89
2 70 165 89
3 70 161 87
4 71 159 88
5 69 152 86
6 72 155 85
7 70 148 86
8 71 142 82
9 71 136 82
10 71 138 82
体位性低血压的评价
压力[毫米汞柱] 与基线相比,最大的压力下降下跌的持续时间[分钟]
收缩压 58 8
平均 26.7 N / A
舒张 11 N / A

Sudomotor评价
测试:定量sudomotor轴突反射试验(QSART)
地点网站(L / R) 延迟时间[分钟] 正常体积最小*
前臂 2.3 2.487 0.3
近端腿 2.07 0.123 0.23
小腿远端 3.45 0.631 0.23
2.54 0.644 0.27
*规范的数据调整病人的年龄和性别

综合自主严重程度评分
Cardiovagal 1 肾上腺素 4 Sudomotor 1 共有 6

表8。自主测试的结果和相应的中国社会科学院分数的一个例子。

图1
图1采集系统推荐的设置。屏幕分为原始数据和计算数据。 HR =心率,收缩压/舒张压/ MBP的收缩压/舒张压/平均血压,PP =脉压,SBF / DBF / MBF =收缩压/舒张压/平均血流速度。

图2
图2屏幕划分成2个屏幕长时间尺度(趋势)和较短的时间尺度相同的信号(详情)。此设置是长期倾斜的研究趋势和立即值是重要的特别有用。

图3
图3数据采集软件的灵活的安装。例如,它应该很容易添加可见的数值(因为它是在三个窗口中看到的),或添加/删除一个通道。

图4
图4 Valsalva动作的记录范例。

图5
图5 RSA的幅度计算。 RSA的平均振幅为21.9如下:平均的RSA = [(89.2 - 68.8)+(89.7-67.7)+(90.5-67.4)+(91.1-67.7)+(90.1-66.2)+(87.7 -69.1)] / 6。

图6
图6正常的反应。 RSA的平均幅度= 9.7得到的结果从一个55岁的男子。

图7
图7中度异常深呼吸测试。 RSA的平均幅度是3.2数据从一个54岁的男子获得平等。主动脉的比例是正常的。

图8
图8严重异常深呼吸测试。心率是固定的,RSA的平均幅度等于0.6。这等于减少了91%,从7 BPM(见表 1)正常价值的限制。从一个71岁的女人获得的数据。

图9a
图9b
图9。典型血压的反应,在一个健康的主题,以虚拟机有4个阶段(AB) 。面板(CE)显示如何测量血压变化,在第2阶段和第4期。基线血压得到之前的VM。压力恢复时间(PRT,F)的定义为一个时间间隔(秒)开始时血压最低,在第3阶段结束时血压达到基线。 “台北爱乐”是从收缩压计算,所有剩余的参数获得的平均血压。 MBP的=平均血压,收缩压/舒张压=收缩压/舒张压,PP =脉冲压力。

耳鼻喉科“> 图10
图10的VM方波变种。

图11
图11。主动脉比值定义为最大心率在最低心率,最高心率的30秒内获得(78.2毫米汞柱)分为机动(121.2毫米汞柱)。在这个例子中,主动脉比例等于1.55(= 121.2 / 78.2)。

图12
图12。正常的VM。年底的第2阶段(100.2毫米汞柱)和第4期(107.5毫米汞柱),超过基线(96.8毫米汞柱)。

图13
图13。轻度异常的虚拟机。在第二阶段结束时的MBP(72毫米汞柱),未能达到基线(74.2毫米汞柱)。

图14
图14。中度异常的虚拟机。有一个在MBP的增加之间的比较图13基线和第2阶段结束的差异。第4阶段是正常的(108.5毫米汞柱)。

图15
图15:严重异常的虚拟机。在第2阶段结束MBP和恢复阶段4过冲人失踪。还要注意仰卧位高血压,通常伴随着严重的广义的自主失败。

图16
图16。倾斜的心率和血压的正常反应。

图17
图17。轻度倾斜的体位性低血压。注意,血流量是稳定的。

图18
图18。进步的过程中严重倾斜的体位性低血压。

图19
图19。混合晕厥。在倾斜​​的,过度的心率增量(1),尚不足以防止发生血管迷走反应(3),直到血压下降(2)当病人失去意识。

图20
图20。汗水在左边管道的胶囊,组装胶囊的权利。

图21
图21。胶囊皮肤使用自粘弹性包装附件的例子。

图22
图22。出汗spontaneoes稳定的基线。

图23
图23。漂流出汗spontaneoes基线。

图24
图24。刺激和录音放置标记。

图25
图25。延迟和汗水量的测量原理。

图26
图26。QSART师范大学,中国社会科学院,sudomotor得分= 0,Y / Ø男子59。

图27
图27。汗水活动持久,31 Y / Ø女人,这种模式通常表示轻度sudomotor减值,可以看到痛苦的神经病变或糖尿病。

图28
图28。轻度异常QSART,中国社会科学院sudomotor = 1。这个测试结果显示正常数量,但减少远端汗水输出长度依赖模式是一致的。 47 Ÿ / O的女人。

图29
图29。轻度异常QSART,中国社会科学院sudomotor = 1。测试结果显示远端量减少。 42 Ÿ / O的女人。

图30
图30。中度异常,QSART中国社会科学院sudomotor = 2。 64 Ÿ / O的女人。

图31
图31。Severily异常QSART,中国社会科学院sudomotor = 3。 56 Ÿ / O的女人。

Discussion

陷阱

完成自主测试在大多数患者简单的,可以在1个小时内完成。特别是每个测试步骤的陷阱是在下面讨论。

设备,数据采集和处理自主信号。

有主要涉及到数据的质量缺陷的数目。不足清洁皮肤,可导致过量噪音,可以使心电信号的R波检测困难。血压传感器我放置不当,提供虚假的高或低价值的。经颅多普勒信号质量高,可由于小骨窗老年患者很难得到。可能没有足够强大的区分文物例如帕金森患者的震颤,血压的数据处理软件。

深呼吸

  1. 焦虑和不正常的呼吸模式可能会影响深呼吸的结果。在测试过程中的主体应得到很好的放松。焦虑的一个良好指标是心率配置文件。如果主题是着急,可升高,心率。深呼吸测试开始之前,确保心率是不是趋势向上或向下,如果发生这种情况的等待,直到平均心率保持平坦。休息时呼吸模式应该是正常的,例如,不应该有过度换气(年底潮汐的CO 2测量)或呼吸急促(呼吸频率是每分钟11以上) 。
  2. 深呼吸的测试有限的,例如,在房颤时心率起搏器控制在一定的心脏dysrythmia实用性,因为心脏的迷走神经调制将会由心脏产生的节奏,或心脏起搏器覆盖。心律异常的基本知识,建议。
  3. R波因工件的不适当的检测,显然会导致结果错误。这可以发生,如果R波太小,无法可靠地检测,如果心电图背景是嘈杂例如由于皮肤接触不佳。

Valsalva动作

Valsalva动作,需要相当大的合作,从学科,许多老人或体弱的患者不能正确执行Valsalva动作。最常见的原因是口肌肉无力,漏气的结果,在呼吸株。在这种情况下,它是有效的温柔围绕管密封漏气, 手指6。

肾上腺素功能的评价不能做Valsalva动作( 图10)的方波变种。这种反应是罕见的,但可以在健康受试者或充血性心力衰竭患者。

倾斜试验

用药次数可能会影响测试难度倾斜测试渲染解释。它并不总是可行的测试前停止服药。

这可能是难以取得良好的品质的录音,例如帕金森患者的震颤,运动障碍的病人。

Sudomotor测试(QSART)

  1. 不完全去除油性表面或皮肤刺激太大,影响汗液的输出。
  2. 泄漏胶囊不水密或疼痛,由于太多紧张胶囊
  3. 常用的药物有抗胆碱作用,干扰与汗水测试。在许多情况下,是不切实际的,停止这些药物渲染结果难以解释。

植物神经障碍分级使用综合自主严重性分数(中国社会科学院)。

中国社会科学院得分的产生是相当麻烦的,因为它涉及到在绝对值和百分比值的多重比较。不幸的是,没有任何商业软件,能够自动计算得分。在麻省大学,我们使用专有软件自动生成中国社会科学院得分的。中国社会科学院分数的例子是表 8 。

Disclosures

没有利益冲突的声明。

Acknowledgments

作者感谢蓝沁博士和Shane Stanek收集数据的帮助。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Table 9: Recommended equipment.
Motorized tilt table WR Medical Electronics Co. Any table with smooth movement reaching 70 degree within 5-10 seconds
ECG monitor Any device with analog output
Noninvasive beat-to-beat blood pressure monitor Finapres Medical Systems Several models are available, all are similar
Q-Sweat WR Medical Electronics Co.
Transcranial Doppler Any device with analog output
Recording system ADInstruments Simple programming
Recording system Labview Complex programming
Recording system Matlab Complex programming
Recording system WR Medical Electronics Co. Ready to use, but limited flexibility
CO2 monitor Many models used for sleep studies
Respiratory monitor Simple thermistor attached to a recording system

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References

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Novak, P. Quantitative Autonomic Testing. J. Vis. Exp. (53), e2502, doi:10.3791/2502 (2011).More

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