מדידות פרמטרי מציצה לא מזינים באמצעות מערכת מתמרי לחץ מותאמת אישית

Summary

מכשיר המציצה הלא מזין (NNS) יכול לאסוף ולכמת בקלות תכונות NNS באמצעות מוצץ המחובר למתמר לחץ ומוקלט באמצעות מערכת איסוף נתונים ומחשב נייד. כימות של פרמטרים NNS יכול לספק תובנה חשובה לגבי ההתפתחות העצבית הנוכחית והעתידית של הילד.

Abstract

מכשיר המציצה הלא מזין (NNS) הוא מערכת מתמרי לחץ ניידת וידידותית למשתמש המכמתת את התנהגות ה- NNS של תינוקות על מוצץ. הקלטה וניתוח של אות NNS באמצעות המערכת שלנו יכולים לספק מדדים של משך התפרצות NNS של תינוק (ים), משרעת (cmH₂O) ותדר (Hz). להערכה מדויקת, אמינה וכמותית של NNS יש ערך עצום בשמש סמן ביולוגי להזנה, דיבור-שפה, התפתחות קוגניטיבית ומוטורית בעתיד. מכשיר NNS שימש בקווי מחקר רבים, שחלקם כללו מדידת תכונות NNS כדי לחקור את ההשפעות של התערבויות הקשורות להזנה, אפיון התפתחות NNS בין אוכלוסיות, ומתאם התנהגויות מציצה עם התפתחות עצבית לאחר מכן. המכשיר שימש גם במחקר בריאות וסביבה כדי לבחון כיצד חשיפות ברחם יכולות להשפיע על התפתחות NNS בתינוקות. לפיכך, מטרת העל במחקר ובשימוש קליני במכשיר NNS היא להתאים פרמטרים של NNS עם תוצאות נוירו-התפתחותיות כדי לזהות ילדים בסיכון לעיכובים התפתחותיים ולספק התערבות מוקדמת מהירה.

Introduction

מציצה לא מזינה (NNS) היא אחת ההתנהגויות המתרחשות הראשונות שתינוק יכול לבצע עם פיו זמן קצר לאחר הלידה, ולכן יש לה פוטנציאל לספק תובנות משמעותיות על התפתחות המוח¹. NNS מתייחס לתנועות מציצה ללא צריכה תזונתית (למשל, מציצת מוצץ) ומאופיין בסדרה של הבעות קצובות ותנועות יניקה של הלסת והלשון עם הפסקות הפסקה לנשימה. פרמטרים נפוצים של NNS צוינו ככוללים פרץ NNS ממוצע (סדרה של מחזורי מציצה) של 6-12 מחזורי מציצה עם תדירות תוך פרצית של שתי מציצות לשנייה²; עם זאת, מאפייני NNS משתנים בין אוכלוסיות קליניות ^3,4 ומשתנים באופן דינמי במהלך השנה הראשונה לחיים⁵. שינויים אלה מיוחסים לצמיחת חלל הפה והאנטומיה הנלווית אליו, הבשלה של מיומנויות האכלה והתפתחות עצבית, והתנסויות. הבסיסים העצביים של NNS כוללים בעיקר את מחולל התבניות המרכזי של המציצה באפור המרכזי של גזע המוח, הכולל רשת מורכבת של נוירונים בין-עצביים וגרעיני הפנים והנוירון המוטורי הטריגמינלי⁶. NNS מתואם מסתמך גם על מסלולים עצביים שלמים בין אזורי קליפת המוח וגזע המוח כדי לווסת את ביצועיו לגירויים חושיים ^7,8, מה שהופך את NNS לאינדיקטור בר-קיימא לתפקוד והתפתחות עצביים מוקדמים.

מדדי NNS קשורים להצלחה בהאכלה בפגים ^9,10, ותוצאות מציצה והאכלה נקשרו לאחר מכן להתפתחות מוטורית, תקשורתית וקוגניטיבית 11,12,13. במחקר רטרוספקטיבי שאפיין 23 ילדים בגיל הגן עם ליקויי שפה ומוטוריים, ל-87% הייתה היסטוריה של בעיות האכלה מוקדמות, שכללו קשיים במציצה¹¹. ביצועי מציצה תזונתית מיד לאחר הלידה ודיווחי מטפלים על קשיי האכלה היו קשורים באופן מובהק לתחומים רבים של התפתחות עצבית בקרב ילדים בני 18 חודשים בגילאי^12,14. באופן מעניין, הרגישות והספציפיות של ביצועי ההזנה היו גבוהים יותר מהערכת אולטרסאונד של המוח במדדי תוצאה נוירו-התפתחותית¹². במחקר אחר, ציוני ביצועים מוטוריים אוראליים/אוראליים שהוערכו באמצעות סולם הערכה אוראלי-מוטורי^{בילוד 15} בינקות המוקדמת היו קשורים למיומנויות מוטוריות, שפה ומדדי אינטליגנציה בגיל 2 ו -5 שנים בקבוצה של ילדים שנולדו בטרם עת^13,16.

בהתחשב בכך שמציצה והאכלה יכולות להיות אינדיקטורים רגישים לתוצאות נוירו-התפתחותיות במהלך הילדות, יש צורך קריטי בהערכה נגישה, מדויקת וכמותית של NNS כדי לסייע בזיהוי ילדים בסיכון להתפתחות מאוחרת והפרעה כדי לספק התערבות מוקדמת. צורך זה הוביל לתכנון ושימוש מחקרי במכשיר NNS של מעבדת הדיבור והנוירו-פיתוח (SNL). מכשיר נייד זה כולל מוצץ המחובר לקצה של ידית אחיזה קלה לאחיזה, מחובר למתמר לחץ מותאם אישית שתוכנן בתוך החברה, ומחובר למרכז איסוף נתונים (DAC). ה- DAC מתחבר למחשב נייד, והנתונים נרשמים באמצעות תוכנת איסוף וניתוח נתונים. מתמר הלחץ מודד שינויי לחץ בתוך המוצץ וממיר אותו לאות מתח. ה- DAC מכיל ממירים המשנים את אות המתח האנלוגי לערכים דיגיטליים ב- cmH₂O המוצגים באופן חזותי ומוקלטים באמצעות תוכנת רכישת הנתונים וניתוחם. מדדי התוצאה של NNS שניתן לנתח מצורת הגל של אות המציצה כוללים משך NNS (כמה זמן נמשך פרץ מציצה נמדד ב-s), משרעת (נמדדת כגובה שיא שהופחת על ידי שיא שוקת בסמ"ק₂O), מחזורים/פרץ (מספר מחזורי מציצה בתוך פרץ), תדירות (תדירות תוך-פרצית הנמדדת בהרץ), מחזורים (מספר מחזורי מציצה המתרחשים בדקה), והתפרצויות (מספר פרצי מציצה המתרחשים בדקה).

Protocol

ועדת הביקורת המוסדית של אוניברסיטת נורת'איסטרן אישרה מחקרים באמצעות מכשיר NNS עם נבדקים אנושיים (15-06-29; 16-04-06; 17-08-19). התקבלה הסכמה מדעת מהמטפלים בילדים. כל אנשי המחקר השלימו הכשרה בנושא אנושי לפני איסוף נתונים כלשהם עם מכשיר NNS. צוות SNL יצר מספר משאבי הדרכה ופרוטוקולים לאנשי מחקר חדשים שיש להשלים לפני איסוף הנתונים באמצעות מכשיר NNS. הדרכות אלה כוללות סקירת הפרוטוקול הבא.

1. הגדרת מכשיר NNS

1. פתח את המארז הנייד (איור 1) והסר את רכיבי ההתקן הבאים: DAC וכבל החשמל שלו, תיבת מתמר לחץ מותאמת אישית (תיבת NNS) עם ידית מקלט מוצץ וכבל אפור מחוברים, מחשב נייד וכבל USB המחבר אותו ל- DAC, ומוצץ.
2. חבר את הרכיבים הבאים: כבל החשמל ל-DAC ולשקע חשמל תלת-ראשי, כבל אפור המחובר לתיבת NNS ליציאה העגולה הקדמית הראשונה של ה-DAC, וכבל USB למחשב הנייד ול-DAC (איור 2).
3. הפעל את ה- DAC באמצעות מתג ההפעלה בגבו והיכנס למחשב הנייד/מחשב.

2. כיול מכשיר NNS

1. הסר את כיול הלחץ ואת מזרק 1 מ"ל מהמארז.
2. שחררו את הברגת מקלט המוצץ השחור מהידית. הברג את הידית לכיול הלחץ כך שהידית תהיה אופקית עם כיול הלחץ (איור 3A-C).
3. משוך את בוכנה מזרק מלא החוצה ולאחר מכן להבריג אותו למצב העליון על כיול הלחץ. המזרק צריך להיות מאונך לכיול הלחץ (איור 3D).
4. במחשב הנישא, פתח את הגיליון האלקטרוני שכותרתו SNL Suck Analyzer Calibration File.
   הערה: קובץ זה מכיל נוסחאות המעריכות את השתנות הלחץ בין יישום רכישת הנתונים והניתוח לבין התקן כיול הלחץ הנמדד ב- psi. בפינה השמאלית העליונה יש תיבה להזנת נתונים, המשמשת להזנת קריאות נתונים מכייל הלחץ ומקובץ הכיול LabChart (המתואר להלן).
   1. לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על הכרטיסיה שבה כתוב ושנה שם כתאריך ובחר העבר או העתק.
   2. בחלון המוקפץ העברה או העתקה, לחץ על התיבה צור עותק בתוך קובץ הכיול SNL Suck Analyzer ולאחר מכן לחץ על אישור.
   3. לחץ פעמיים על הכרטיסיה שזה עתה הועתקה ושנה את שמה לתאריך הנוכחי.
5. פתח את קובץ איסוף הנתונים והניתוח בשולחן העבודה של המחשב הנייד שכותרתו קובץ כיול.
   הערה: ודא שהגיליון האלקטרוני עדיין ניתן להצגה במסך המחשב הנישא, דבר שעשוי לדרוש מזעור וסידור מחדש של הגיליון האלקטרוני וחלונות היישום לרכישה וניתוח נתונים.
6. לחץ על לחצן ההפעלה במכשיר כיול הלחץ כדי להפעיל אותו.
7. במחשב הנישא, בחר התחל בקובץ הכיול כאשר גלגל השיניים של תיבת NNS נמצא באפס. בדוק את דגימת צורת הגל לאורך זמן בקובץ.
   הערה: התיבה NNS כוללת שתי אפשרויות הגדרה: אפס ודגימה. ודא שהוא מוגדר לאפס לפני תחילת הכיול. לחצן התחל של הקובץ יופעל רק כאשר הקובץ ייפתח לאחר הפעלת ה- DAC. אם הקובץ נפתח ולא ניתן ללחוץ על לחצן התחל, סגור את הקובץ, הפעל את ה- DAC ופתח מחדש את הקובץ.
8. בתאים המתאימים שלהם בגיליון האלקטרוני (כלומר, תחת העמודות תוכנית DAC וכיול אדום), רשום את הערך בפינה השמאלית העליונה של קובץ הכיול ואת הערך בהתקן כיול הלחץ כאשר psi נמצא ב- 0.00 (איור 4A).
9. העבר את גלגל השיניים מאפס לדוגמה בתיבה NNS. המתן כ- 15 שניות כדי לאפשר זמן מספיק למתמר הלחץ לשנות את פונקציות ההקלטה.
10. לחץ באיטיות על בוכנת המזרק עד שמכייל הלחץ יגיע לערך קרוב ככל האפשר ל- 0.2 psi, ולאחר מכן מלא את קובץ הכיול בערכי כיול הלחץ בתאים המתאימים שלהם בגיליון האלקטרוני.
11. חזור על שלב 2.10. עבור ערכי PSI הבאים: 0.4, 0.6 ו- 0.8 (איור 4A).
12. לאחר הזנת כל הערכים לגיליון האלקטרוני, לחץ על עצור בקובץ הכיול. בגיליון האלקטרוני, בדוק את תאי Slope and Goodness of Fit הממוקמים מימין לטבלה ששימשה לחיבור ערכי psi מהיישום לאיסוף וניתוח נתונים ומהתקן הכיול (איור 4B). אם שני התאים מסומנים בירוק, הכיול הצליח; המשך לשלב 2.13.
    הערה: אם תא אחד או שניהם אדומים, נקה את הערכים בתאי מדידת psi בגיליון האלקטרוני, סובב את התיבה NNS מדגימה לאפס, סגור את קובץ הכיול, כבה את כיול הלחץ על-ידי לחיצה על לחצן ההפעלה, שחרר לחלוטין את המזרק מכייל הלחץ ומשוך את בוכנה המזרק במלואה החוצה לפני הברגתו מחדש. חזור על שלבים 2.5. - 2.12.
13. סגור את קובץ הכיול מבלי לשמור, סובב את גלגל השיניים בתיבת NNS לאפס וכבה את כיול הלחץ על-ידי לחיצה על לחצן ההפעלה .
14. פתח את הברגת המזרק מכייל הלחץ. משוך שוב את בוכנת המזרק במלואה ואז הבריג אותה בחזרה לכיול הלחץ.
15. בשולחן העבודה של המחשב, בחר ופתח את הקובץ שכותרתו Master Settings File. בערוץ העליון בקובץ, לחץ על החץ לקבלת אפשרויות נפתחות ב- Suck Pressure ובחר Arithmetic.
    הערה: ודא שהגיליון האלקטרוני עדיין ניתן להצגה במסך המחשב הנייד/המחשב, דבר שעשוי לדרוש מזעור וסידור מחדש של הגיליון האלקטרוני וחלונות היישום לרכישה וניתוח נתונים.
16. בתוך הסוגריים של תיבת הטקסט נוסחה בקובץ איסוף הנתונים והניתוח, הקלד את הערכים מהגיליון האלקטרוני הממוקמים בתאים הכחולים מעל התאים Slope ו- Goodness of Fit (איור 4C). לחץ על אישור בקובץ.
17. הפעל שוב את כיול הלחץ באמצעות לחצן ההפעלה. לחץ על התחל בקובץ ההגדרות הראשי. הפוך את התיבה NNS בחזרה לדוגמה והמתן 15 שניות.
18. לחץ על בוכנה מזרק קרוב ל 0.5 psi כפי לקרוא על כיול הלחץ.
19. גלול ימינה בתוך הגיליון האלקטרוני ורשום את ערך קובץ הגדרות האב תחת התא המסומן DAC ואת ערך כיול הלחץ תחת התא המסומן ככיול (איור 4D). אם תא השגיאה באחוזים מסומן בירוק, הכיול הושלם בהצלחה. אם הוא אדום, נקה את הנתונים שהוזנו בשלב זה והפעל מחדש את תהליך הכיול משלב 2.13.
20. לחץ על עצור בקובץ ההגדרות הראשי. סובב את התיבה NNS לאפס. שמור את קובץ ההגדרות הראשי על-ידי בחירה באפשרות קובץ ולאחר מכן שמירה כהגדרות. תן לקובץ את השם כתאריך הכיול המוצלח.
21. בגיליון האלקטרוני, בחר קובץ > שמירה ולאחר מכן קובץ > סגור.
22. כבה את כיול הלחץ על-ידי לחיצה על לחצן ההפעלה . שחררו את הברגת הידית והמזרק מכייל הלחץ והבריגו את המקלט השחור בחזרה לידית. כבה, נתק וארז את רכיבי ההתקן בחזרה במארז.

3. איסוף נתוני מציצה לא מזינים

1. בצע את שלבים 1.1. - 1.3. עבור הגדרת התקן NNS.
2. שטפו ידיים, לבשו כפפות לטקס והצמידו מוצץ שזה עתה נפתח למקלט המוצץ (איור 5).
3. פתח את קובץ איסוף הנתונים והניתוח בשולחן העבודה של המחשב הנייד עם תאריך הכיול העדכני ביותר. לאחר פתיחת הקובץ, בחר התחל.
4. סובב את גלגל השיניים של תיבת NNS מאפס לדגימה. המתן כ- 15 שניות כדי לאפשר זמן מספיק למתמר הלחץ לשנות את פונקציות ההקלטה.
5. הציעו את המוצץ לילד בתנוחה נוחה והחזיקו אותו כדי שישאב למשך 2-5 דקות (או כמה זמן נסבל עבור הילד ונוח עם המטפל שלו).
   הערה: תנוחות עדיפות למדידת NNS אצל ילדים יהיו תנוחות האכלה אופטימליות לגילם. החוקר או המטפל יכולים להציע לילד את המוצץ (איור 6).
6. כאשר הילד מסיים או 5 דקות עברו, שלפו את ידית המוצץ ממי שהחזיק אותה עבור הילד ולחצו על עצור בקובץ. שנה את גלגל השיניים של תיבת NNS ממדגם לאפס.
7. הסר את המוצץ מהמקלט והשלך אותו בבטחה בהתאם לפרוטוקולים סניטריים מוסדיים. יש להסיר ולהשליך בבטחה את הכפפות ולשטוף ידיים.
8. שמור את הקובץ על-ידי בחירה באפשרות שמור בשם ותן שם לקובץ עם מספר הזיהוי של המשתתף ותאריך איסוף הנתונים. שמור את הקובץ בשולחן העבודה של המחשב הנייד.
9. כבה, נתק וארז את רכיבי ההתקן בחזרה במארז.

4. ניתוח לא מזין מבאס בשפע

1. באמצעות מחשב שולחני או נייד הכולל את תוכנת איסוף הנתונים והניתוח, פתח את קובץ נתוני NNS של המשתתף בשולחן העבודה על ידי לחיצה כפולה עליו.
2. זהה באופן ידני התפרצויות מציצה באמצעות הקריטריונים הבאים: התפרצויות NNS בעלות יותר ממחזור מציצה אחד, כאשר לכל מחזור מציצה יש משרעת של לפחות 1 ס"מ H₂O, וצורות גל בטווח של 1000 מילישניות זו מזו נחשבות כחלק מאותו פרץ מציצה (איור 7).
   הערה: כדאי לשנות את התצוגה של צורת הגל (לחץ על התיבה הגדר שינוי קנה מידה אופקי בפינה השמאלית התחתונה של המסך כדי לקבל אפשרויות הגדלה והתרחקות) כדי לזהות טוב יותר מחזורי NNS כתוצאה מרעש. הניתוח הושלם בתצוגה של 50:1. חשוב לציין כי כאשר אנו חוקרים NNS בין אוכלוסיות, קריטריונים אלה עשויים להשתנות כאשר אוכלוסיות שונות מציגות דפוסי NNS משתנים.
3. כדי להגדיר הגדרות ניתוח שיא, בחר ניתוח מיטב, לאחר מכן הגדרות ולאחר מכן אפשרויות טבלה. סמן את התיבות T Start, T End, Height, Peak Area ו - Period . כל התיבות האחרות צריכות להיות לא מסומנות.
4. השתמש בסמן כדי ללחוץ ולגרור תיבה מסביב לפרץ NNS הראשון המזוהה עם הקריטריונים המתוארים בשלב 4.2.
5. לחץ על נתח (כחלק מאפשרויות ניתוח שיא בסרגל הכלים העליון), אשר יזהה פסגות עם פרמטרים שצוינו בשלב 4.3.
6. לחץ על לחצן Burst Analysis Macro , אשר ייצור תפריט קופץ של לוח נתונים.
7. בלוח הנתונים, הוסף שורה בעמודה שמעל הנתונים על-ידי לחיצה באמצעות לחצן העכבר הימני על עמודה זו, בחירה באפשרות הוסף שורה עבור פרץ ה- NNS הראשון והקלדת מינימום 0-1 (או בכל דקה שבה מופיע הרצף הראשון).
8. המשך בשלבים 4.4. - 4.6. עד לבחירת כל התפרצויות NNS. המשך לעקוב אחר הדקה שבה מתרחשות התפרצויות על-ידי אפיון הדקה הספציפית (לדוגמה, דקה 1-2, דקה 2-3) בלוח הנתונים.
9. לאחר השלמת הניתוח, בחר קובץ > שמירה בשם ושמור את קובץ ה- NNS שניתח כמזהה המשתתף, התאריך וראשי התיבות של החוקר. בנוסף, בחר File > Export > Data Pad Only as Text File > Save כדי לשמור את קובץ לוח הנתונים בנפרד.
   הערה: חשוב לשמור את קובץ NNS גולמי, קובץ NNS מנותח וקובץ טקסט.
10. עבד את קובץ הטקסט באמצעות מאקרו NNS Burst מותאם אישית. פעולה זו מפיקה קובץ טקסט מנותח המכיל את משתני פרץ הבאים: משך, תדירות, גובה (משרעת), ספירת פרץ, מחזורים/פרץ ומחזורים/דקה עבור כל פרץ NNS. הוא מכיל גם ממוצע עבור שתי הדקות הרצופות של NNS עם ספירת המחזורים הגבוהה ביותר, אשר משמש לעתים קרובות לניתוחים סופיים. התאם בהתאם לחלון הניתוח שיש לנתח.

תוצאות

מכשיר NNS שימש במחקרים רבים שפורסמו המשלבים מדידות תוצאה של NNS 17,18,19. בנתונים לדוגמה המוצגים באיור 7, התפרצויות זוהו ידנית עם הקריטריונים הבאים: יותר ממחזור מציצה אחד בכל פרץ, מחזורים בעלי משרעת של לפחות 1 cmH₂O, וצורות גל ?...

Discussion

למכשיר NNS יש מספר מגבלות שחשוב להכיר בהן. למרות ש-NNS מספק תובנה קריטית לגבי הזנת⁹, יש כמות ניכרת של אקסטרפולציה מ-NNS לביצועי האכלה. פתרונות למגבלה זו כללו צוותי מחקר שזיווגו תוצאות NNS עם תצפיות האכלה בפועל ושאלונים מקיפים הקשורים להאכלה עבור מטפלים כדי ללכוד באופן מלא יותר כיצד NN...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Case	Pelican	1560
Data Acquisition and Analysis Software/LabChart	ADInstruments	8.1.25
Data Acquisition Center (PowerLab 2/26)	ADInstruments	ML826
Laptop	Dell	Latitude 5480
Pressure Calibrator	Meriam Process Technologies	M101
Soothie Pacifier	Phillips Avent	SCF190/01
Syringe	CareTouch	CTSLL1