Summary
NNS(Non-Nutritive Suck) 장치는 압력 변환기에 연결되고 데이터 수집 시스템 및 노트북을 통해 기록되는 젖꼭지를 사용하여 NNS 특징을 쉽게 수집하고 정량화할 수 있습니다. NNS 매개변수의 정량화는 아동의 현재 및 미래 신경 발달에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 수 있습니다.
Abstract
NNS(Non-Nutritive Suck) 장치는 젖꼭지에 대한 유아의 NNS 행동을 정량화하는 운반 가능하고 사용자 친화적인 압력 변환기 시스템입니다. 당사 시스템을 사용하여 NNS 신호를 기록하고 분석하면 유아의 NNS 버스트 지속 시간(초), 진폭(cmH2O) 및 주파수(Hz)를 측정할 수 있습니다. NNS에 대한 정확하고 신뢰할 수 있으며 정량적인 평가는 미래의 수유, 언어 발달, 인지 및 운동 발달을 위한 바이오마커 역할을 하는 데 엄청난 가치가 있습니다. NNS 장치는 수많은 연구 라인에서 사용되었으며, 그 중 일부에는 NNS 기능을 측정하여 섭식 관련 중재의 효과를 조사하고, 인구 전반에 걸친 NNS 발달을 특성화하고, 빨기 행동과 후속 신경 발달의 상관 관계를 파악하는 것이 포함되었습니다. 이 장치는 또한 자궁 내 노출이 유아 NNS 발달에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 조사하기 위해 환경 건강 연구에 사용되었습니다. 따라서 NNS 장치의 연구 및 임상 활용에서 가장 중요한 목표는 NNS 매개변수를 신경 발달 결과와 연관시켜 발달 지연의 위험이 있는 어린이를 식별하고 신속한 조기 개입을 제공하는 것입니다.
Introduction
비영양 빨기(NNS)는 영아가 출생 직후 입으로 할 수 있는 첫 번째 행동 중 하나이므로 뇌 발달에 대한 의미 있는 통찰력을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다1. NNS는 영양 섭취 없이 젖꼭지를 빨아먹는 동작(예: 젖꼭지를 빠는 동작)을 말하며, 턱과 혀의 일련의 리드미컬한 표현과 흡입 동작과 호흡을 위한 일시 정지 휴식이 특징입니다. NNS의 일반적인 매개 변수는 초당 2 개의 흡입 2 회 2 회 파스트 빈도와 함께 6-12 흡입 사이클의 평균 NNS 버스트 (일련의 흡입 사이클)를 포함하는 것으로 알려져 있습니다2; 그러나 NNS의 특징은 임상적 집단에 따라 다르며3,4 생후 1년 동안 동적으로 변화한다5. 이러한 변화는 구강 및 관련 해부학적 구조의 성장, 섭식 기술 및 신경 발달의 성숙, 경험에 기인합니다. NNS의 신경 기반은 주로 뇌간의 중앙 회색에 있는 빨기 중앙 패턴 생성기를 포함하며, 이는 인터뉴런과 안면 및 삼차 운동 뉴런 핵의 복잡한 네트워크로 구성되어 있습니다6. 조정된 NNS는 또한 대뇌 피질과 뇌간 영역 사이의 온전한 신경 경로에 의존하여 감각 자극에 대한 성능을 조절합니다 7,8 이는 NNS를 초기 신경 기능 및 발달의 실행 가능한 지표로 만듭니다.
NNS 측정은 미숙아의 수유 성공과 관련이 있으며9,10, 젖을 빠는 것과 수유하는 결과 모두 후속 운동, 의사소통 및 인지 발달과 관련이 있다 11,12,13. 언어 및 운동 장애가 있는 미취학 아동 23명을 대상으로 한 후향적 연구에서 87%가 젖을 빠는 데 어려움을 겪는 등 이른 시간에 수유 문제를 겪은 적이 있었습니다11. 출생 직후의 영양 빨기 능력과 보호자의 수유 어려움 보고는18개월 된 12,14세 아동의 여러 신경 발달 영역과 유의한 관련이 있었습니다. 흥미롭게도, 신경 발달 결과 측정에서 뇌의 초음파 평가보다 섭식 성능의 민감도와 특이도가 더 높았다12. 또 다른 연구에서는 유아기 초기에 신생아 구강 운동 평가 척도(neonatal oral motor assessment scale)15를 통해 평가한 빨기/구강 운동 성능 점수가 미숙아로 태어난 아동 코호트에서 2세 및 5세의 운동 기술, 언어 및 지능 측정과 관련이 있었습니다13,16.
젖을 빨고 먹이는 것이 아동기 전반에 걸쳐 신경 발달 결과의 민감한 지표가 될 수 있다는 점을 감안할 때, 발달 지연 및 무질서의 위험이 있는 아동을 식별하여 조기 개입을 제공하는 데 도움이 되는 NNS에 대한 접근 가능하고 정확하며 정량적인 평가가 매우 필요합니다. 이러한 필요성은 Speech & Neurodevelopment Lab(SNL)의 NNS 장치의 설계 및 연구 활용으로 이어졌습니다. 이 휴대용 장치에는 잡기 쉬운 손잡이 끝에 부착된 젖꼭지가 포함되어 있으며, 사내에서 설계한 맞춤형 압력 변환기에 연결되고, 데이터 수집 센터(DAC)에 연결됩니다. DAC는 노트북에 연결되고 데이터는 데이터 수집 및 분석 소프트웨어를 통해 기록됩니다. 압력 변환기는 젖꼭지 내부의 압력 변화를 측정하여 전압 신호로 변환합니다. DAC에는 아날로그 전압 신호를 데이터 수집 및 분석 소프트웨어를 통해 시각화 및 기록되는 cmH2O 단위의 디지털 값으로 변경하는 컨버터가 포함되어 있습니다. 흡입 신호 파형에서 분석할 수 있는 NNS 결과 측정에는 NNS 지속 시간(s로 측정된 흡입 파열 지속 시간), 진폭(cmH2O 단위의 피크-트로프에서 피크 높이를 뺀 값으로 측정), cycles/burst(버스트 내 흡입 주기 수), frequency(Hz 단위로 측정된 burst 내 주파수), cycles(분당 발생하는 suck cycle의 수), 및 bursts(분당 발생하는 suck burst 횟수).
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Protocol
노스이스턴 대학교(Northeastern University)의 기관 검토 위원회(Institutional Review Board)는 인간 피험자를 대상으로 NNS 장치를 사용한 연구를 승인했습니다(15-06-29; 16-04-06; 17-08-19). 아동 보호자로부터 정보에 입각한 동의를 얻었습니다. 모든 연구 인원은 NNS 장치로 데이터를 수집하기 전에 인간 피험자 훈련을 완료했습니다. SNL 팀은 NNS 장치를 사용하여 데이터를 수집하기 전에 새로운 연구 인력이 완료할 수 있는 몇 가지 교육 리소스와 프로토콜을 만들었습니다. 이러한 교육 세션에는 다음 프로토콜 검토가 포함됩니다.
1. NNS 장치 설정
- 운반 가능한 케이스(그림 1)를 열고 DAC 및 전원 코드, 젖꼭지 수신기 손잡이와 회색 케이블이 연결된 맞춤형 압력 변환기 상자(NNS 상자), 랩톱 컴퓨터 및 DAC에 연결하는 USB 코드, 젖꼭지 등의 장치 구성 요소를 제거합니다.
- 전원 코드를 DAC에 연결하고 세 갈래로 된 전원 콘센트에 연결하고, NNS 상자에 연결된 회색 케이블을 DAC의 첫 번째 전면 원형 포트에 연결하고, USB 코드를 랩톱 컴퓨터와 DAC에 연결합니다(그림 2).
- 뒷면에 있는 전원 스위치를 사용하여 DAC를 켜고 랩톱/컴퓨터에 로그온합니다.
2. NNS 장치 교정
- 케이스에서 압력 교정기와 1mL 주사기를 제거합니다.
- 손잡이에서 검은색 젖꼭지 수신기의 나사를 풉니다. 핸들이 압력 교정기와 수평이 되도록 핸들을 압력 교정기에 나사로 고정합니다(그림 3A-C).
- 주사기 플런저를 완전히 빼낸 다음 압력 교정기의 위쪽 위치에 나사로 고정합니다. 주사기는 압력 교정기에 수직이어야 합니다(그림 3D).
- 랩톱 컴퓨터에서 SNL Suck Analyzer Calibration File이라는 스프레드시트를 엽니다.
참고: 이 파일에는 데이터 수집 및 분석 응용 프로그램과 psi 단위로 측정된 압력 교정기 장치 간의 압력 변동성을 평가하는 공식이 포함되어 있습니다. 왼쪽 상단 모서리에는 데이터 입력을 위한 상자가 있으며, 이 상자는 압력 교정기 및 LabChart 교정 파일(아래 설명 참조)에서 데이터 판독값을 입력하는 데 사용됩니다.- Duplicate and Rename as Date(날짜로 복제 및 이름 바꾸기)라는 탭을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 Move or Copy(이동 또는 복사)를 선택합니다.
- Move or Copy(이동 또는 복사) 팝업 창에서 Create a Copy within the SNL Suck Analyzer Calibration File(SNL Suck Analyzer 보정 파일 내에서 복사본 만들기 ) 상자를 클릭한 다음 Ok(확인)를 클릭합니다.
- 방금 복사한 탭을 두 번 클릭하고 현재 날짜로 이름을 바꿉니다.
- 랩톱 컴퓨터의 바탕 화면에서 Calibration File이라는 레이블이 지정된 데이터 수집 및 분석 파일을 엽니다.
참고: 스프레드시트가 노트북 컴퓨터 화면에서 계속 볼 수 있는지 확인하십시오. 이를 위해서는 스프레드시트와 데이터 수집 및 분석 응용 프로그램 창을 최소화하고 재배열해야 할 수 있습니다. - 압력 교정기 장치의 전원 버튼을 눌러 켭니다.
- 랩톱 컴퓨터에서 NNS 박스 기어가 0에 있는 동안 보정 파일에서 시작 을 선택합니다. 파일에서 시간에 따른 파형 샘플링을 확인합니다.
참고: NNS 상자에는 Zero와 Sample의 두 가지 설정 옵션이 있습니다. 보정을 시작하기 전에 0으로 설정되어 있는지 확인하십시오. 파일의 시작 단추는 DAC의 전원을 켠 후 파일을 열 때만 활성화됩니다. 파일이 열려 있고 시작 단추를 클릭할 수 없는 경우 파일을 닫고 DAC의 전원을 켠 다음 파일을 다시 엽니다. - 스프레드시트의 해당 셀(예: DAC 프로그램 및 빨간색 교정기 열 아래)에 교정 파일의 오른쪽 상단 모서리에 있는 값과 psi가 0.00일 때 압력 교정 장치의 값을 기록합니다(그림 4A).
- 기어를 0 에서 S로 돌립니다. ampNNS 상자에서. 압력 변환기가 기록 기능을 변경할 수 있는 충분한 시간을 허용할 때까지 약 15초 동안 기다립니다.
- 압력 교정기가 가능한 한 0.2psi에 가까운 값에 도달할 때까지 주사기 플런저를 천천히 누른 다음 스프레드시트의 해당 셀에 있는 압력 교정기 값으로 교정 파일을 채웁니다.
- 2.10단계를 반복합니다. 다음 psi 값의 경우: 0.4, 0.6 및 0.8(그림 4A).
- 모든 값이 스프레드시트에 입력되면 보정 파일에서 중지 를 클릭합니다. 스프레드시트에서 데이터 수집 및 분석 애플리케이션과 교정 장치의 psi 값을 연결하는 데 사용된 표 오른쪽에 있는 Slope and Goodness of Fit 셀을 확인합니다(그림 4B). 두 셀이 모두 녹색으로 강조 표시되면 보정이 성공한 것입니다. 2.13단계로 이동합니다.
참고: 하나 또는 두 셀이 빨간색인 경우 스프레드시트의 psi 측정 셀에 있는 값을 지우고, NNS 상자를 S에서 돌립니다. ample 에서 0으로, 교정 파일을 닫고, 전원 버튼을 눌러 압력 교정기를 끄고, 압력 교정기에서 주사기를 완전히 풀고, 주사기 플런저를 다시 조이기 전에 완전히 당겨 빼냅니다. 2.5단계를 반복합니다. - 2.12. - 교정 파일 닫기 저장하지 않고 NNS 상자의 기어를 0으로 돌린 다음 전원 버튼을 눌러 압력 교정기를 끕니다.
- 압력 교정기에서 주사기의 나사를 풉니다. 주사기 플런저를 다시 완전히 당겨 빼낸 다음 압력 교정기에 다시 나사로 고정합니다.
- 컴퓨터의 바탕 화면에서 마스터 설정 파일이라는 파일을 선택하여 엽니다. 파일의 상단 채널에서 Suck Pressure 에 대한 드롭다운 옵션에 대한 화살표를 클릭하고 Arithmetic을 선택합니다.
참고: 스프레드시트가 노트북/컴퓨터 화면에서 계속 볼 수 있는지 확인하십시오. 이를 위해서는 스프레드시트와 데이터 수집 및 분석 응용 프로그램 창을 최소화하고 재배열해야 할 수 있습니다. - 데이터 수집 및 분석 파일의 수식 텍스트 상자 괄호 안에 기울기 및 적합도 셀 위의 파란색 셀에 있는 스프레드시트의 값을 입력합니다(그림 4C). 파일에서 확인을 클릭합니다.
- 전원 버튼을 사용하여 압력 교정기를 다시 켭니다. 마스터 설정 파일에서 시작을 누릅니다. NNS 상자를 다시 S로 돌립니다.amp15초 동안 기다립니다.
- 압력 교정기에 표시된 것처럼 주사기 플런저를 0.5psi에 가깝게 누릅니다.
- 스프레드시트 내에서 오른쪽으로 스크롤하여 DAC라고 표시된 셀 아래에 마스터 설정 파일 값을 기록하고 교정기라고 표시된 셀 아래에 압력 교정기의 값을 기록합니다(그림 4D). 백분율tage 오류 셀이 녹색으로 강조 표시되면 보정이 성공적으로 완료된 것입니다. 빨간색이면 이 단계에서 입력한 데이터를 지우고 2.13단계부터 보정 프로세스를 다시 시작합니다.
- 마스터 설정 파일에서 중지를 클릭합니다. NNS 상자를 0으로 돌립니다. File(파일)을 선택하여 Master Settings File(마스터 설정 파일)을 저장한 다음 Save as Settings(설정으로 저장)를 선택합니다. 파일 이름을 보정에 성공한 날짜로 지정합니다.
- 스프레드시트에서 파일 > 저장 을 선택한 다음 파일 > 닫기를 선택합니다.
- Power 버튼을 눌러 압력 교정기를 끕니다. 압력 교정기에서 핸들과 주사기의 나사를 풀고 검은색 수신기를 핸들에 다시 조입니다. 장치 구성 요소를 끄고 플러그를 뽑았다가 케이스에 다시 포장합니다.
3. 비영양 흡입 데이터 수집
- 단계 1.1을 완료합니다. - 1.3. NNS 장치 설정용.
- 손을 씻고, 라텍스 장갑을 끼고, 새로 개봉한 노리개 젖꼭지를 노리개 젖꼭지 리시버에 부착합니다(그림 5).
- 랩톱 컴퓨터의 바탕 화면에서 최신 교정 날짜가 있는 데이터 수집 및 분석 파일을 엽니다. 파일이 열리면 시작을 선택합니다.
- NNS 박스 기어를 Zero 에서 S로 돌립니다. amp르. 압력 변환기가 기록 기능을 변경할 수 있는 충분한 시간을 허용할 때까지 약 15초 동안 기다립니다.
- 편안한 자세로 아이에게 젖꼭지를 제공하고 2-5분 동안 빨 수 있도록 잡고 있습니다(또는 아이가 견딜 수 있고 보호자가 편안하게 사용할 수 있는 시간).
알림: 어린이의 NNS를 측정하는 데 선호되는 위치는 연령에 맞는 최적의 수유 위치입니다. 연구자나 보호자는 아이에게 젖꼭지를 제공할 수 있습니다(그림 6). - 아이가 끝나거나 5분이 지났을 때, 아이를 위해 잡고 있던 사람으로부터 노리개 젖꼭지 손잡이를 회수하고 파일에서 중지 를 누릅니다. NNS 박스 기어를 샘플 에서 0으로 변경합니다.
- 수신기에서 젖꼭지를 제거하고 기관 위생 프로토콜에 따라 안전하게 폐기하십시오. 장갑을 안전하게 벗어 버리고 손을 씻으십시오.
- 다른 이름으로 저장을 선택하여 파일을 저장하고 참가자의 ID 번호와 데이터 수집 날짜로 파일 이름을 지정합니다. 파일을 랩톱 컴퓨터의 바탕 화면에 저장합니다.
- 장치 구성 요소를 끄고 플러그를 뽑았다가 케이스에 다시 포장합니다.
4. 영양가가 없는 영양소를 분석하면 충분한 효과를 얻을 수 있습니다.
- 데이터 수집 및 분석 소프트웨어가 설치된 데스크톱 또는 노트북을 사용하여 참가자의 NNS 데이터 파일을 두 번 클릭하여 바탕 화면에서 엽니다.
- 다음 기준을 사용하여 흡입 버스트를 수동으로 식별합니다: 두 개 이상의 흡입 주기가 있는 NNS 버스트, 각 흡입 주기의 진폭이 최소 1cmH2O인 경우, 서로 1000ms 이내의 파형이 동일한 흡입 버스트의 일부로 간주됩니다(그림 7).
참고: 노이즈에서 NNS 사이클을 더 잘 식별하기 위해 파형의 보기를 수정하는 것이 도움이 됩니다(확대 및 축소 옵션을 사용하려면 화면 오른쪽 하단의 수평 배율 설정 상자 클릭). 분석은 50:1 뷰로 완료됩니다. 모집단에서 NNS를 탐색할 때 다양한 모집단이 변경된 NNS 패턴을 보임에 따라 이러한 기준이 변경될 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. - 피크 분석 설정을 지정하려면 Peak Analysis(피크 분석), Settings( 설정), Table Options(테이블 옵션)를 차례로 선택합니다. T 시작, T 끝, 높이, 피크 면적 및 기간 상자를 선택합니다. 다른 모든 상자는 선택 취소해야 합니다.
- 커서를 사용하여 4.2단계에서 설명한 기준으로 식별된 첫 번째 NNS 버스트 주위의 상자를 클릭하고 드래그합니다.
- Analyze(상단 도구 모음의 피크 분석 옵션의 일부로)를 클릭하면 4.3단계에서 지정한 매개변수로 피크를 식별할 수 있습니다.
- 버스트 분석 매크로(Burst Analysis Macro) 버튼을 클릭하면 팝업 데이터패드 메뉴가 생성됩니다.
- 데이터 패드에서 해당 열을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 첫 번째 NNS 버스트에 대해 행 삽입을 선택한 다음 Min 0-1 (또는 첫 번째 버스트가 발생하는 분)을 입력하여 데이터 위의 열에 행을 삽입합니다.
- 4.4단계를 계속합니다. - 4.6. 모든 NNS 버스트가 선택될 때까지. 데이터 패드에서 특정 분(예: 최소 1-2, 최소 2-3)을 특성화하여 버스트가 발생하는 분을 계속 추적합니다.
- 분석이 완료되면 파일 > 다른 이름으로 저장을 선택하고 분석된 NNS 파일을 참가자 ID, 날짜 및 연구자 이니셜로 저장합니다. 또한 파일 > > 데이터 패드를 텍스트 파일로만 내보내기 > 저장 을 선택하여 데이터 패드 파일을 별도로 저장합니다.
참고: 원시 NNS 파일, 분석된 NNS 파일 및 텍스트 파일을 저장하는 것이 중요합니다. - 사용자 지정 NNS 버스트 매크로를 통해 텍스트 파일을 처리합니다. 이렇게 하면 지속 시간, 주파수, 높이(진폭), 버스트 수, 사이클/버스트 및 각 NNS 버스트에 대한 사이클/분과 같은 버스트 변수가 포함된 분석된 텍스트 파일이 생성됩니다. 또한 사이클 수가 가장 높은 NNS의 연속 2분 동안의 평균도 포함되어 있으며, 이는 최종 분석에 자주 사용됩니다. 분석해야 하는 분석 창에 따라 조정합니다.
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Representative Results
NNS 장치는 NNS 결과 측정 17,18,19를 통합하는 수많은 출판 된 연구에서 사용되었습니다. 그림 7에 표시된 예제 데이터에서 버스트는 버스트당 두 개 이상의 흡입 사이클, 최소 1cmH2O의 진폭을 갖는 사이클, 서로 1000ms 이내의 흡입 파형 기준에 따라 수동으로 식별되었습니다. 버스트가 식별되면 사용자 정의 매크로가 NNS 결과를 출력합니다.
SNL은 이 장치를 사용하여 극두절개술(단단한 설소대를 완화하기 위한 수술) 직전과 직후의 25명의 영아의 NNS 매개변수를 평가했습니다17. 극분절개술 후, 영아는 NNS 진폭의 감소를 보였다(M =13.52cmH2O, SD =5.39 pre-frenotomy; M = 10.25 cmH2O, SD = 4.93 호개절개술 후) 및 파열 지속 시간(M = 5.21 s, SD = 2.62 전절개술; M = 4.04 s, SD = 1.72 호전골 후 절제술); 그러나 이러한 결과는 NNS 작용이 감소한 것으로 나타났으며, 수술 후 통증과 관련이 있을 수 있었다17. 이 연구는 NNS 장치 시스템이 수유 관련 중재 및/또는 수술 후 의사에게 효능을 알리기 위한 사전/사후 결과 측정으로 사용될 수 있음을 강조합니다. 56쌍의 산모와 영아에서 다양한 양육자 및 유아 수유 결과에 대한 출생 순서 효과에 대한 조사는 (지속 시간 M = 4.41 s, SD = 2.39; 주파수 M = 2.03 Hz, SD = 0.41; 진폭 M = 12.74 cmH2O, SD = 6.99; 파열 M = 4.33, SD = 0.41) 및 없음(지속 시간 M = 5.70초, SD = 4.15; 주파수 M = 2.11Hz, SD = 0.21; 진폭 M = 16.28cmH2O, SD = 8.13; 버스트 M = 4.85, SD = 2.30) 형제18. NNS 결과에 대한 이러한 통계적으로 유의하지 않은 결과는 이들 영아의 구강 수유 기술 점수를 통해 평가된 수유 능력에 차이가 없는 결과와 일치했다18. NNS 장치는 NNS의 초기 구강 운동 행동과 옹알이 사이의 관계를 평가하는 연구 라인에 사용되었습니다. Murray et al.19 는 26명의 만삭아 그룹에서 NNS 파열 시간(M = 4.93초, 범위 = 0.94 - 11.97), 주파수(M = 2.06Hz, 범위 = 1.36 - 2.75) 및 진폭(M = 12.32 cmH2O, 범위 = 1.19 - 28.03)이 다중 회귀 모델(F[4,18] = 3.613, p = 0.02, R2 = 0.45)입니다. 특히, NNS 버스트 지속 시간이 길고 NNS 버스트 내 빈도가 높을수록 VOT의 변동이 증가했습니다. 초기 NNS 행동과 후속 구강 운동 기술 사이의 관계에 대한 추가 연구가 SNL에서 진행 중입니다.
NNS 장치를 사용한 여러 연구는 NNS 발달, 기능 및 추가적인 감각 경험이 성능을 조절할 수 있는 방법에 대한 이해를 심화하는 데 기여했습니다 5,20,21. Martens et al.5은 생후 3개월과 12개월에 26명의 만삭아를 대상으로 한 종단적이고 반복적인 측정 연구에서 생후 1년 동안 NNS 결과의 차이를 포착했습니다. 구체적으로, 흡입 버스트/분(3개월 Mdn = 4.50; 12개월 Mdn = 2.50), cycles/burst(3개월 Mdn = 9.60; 12개월 Mdn = 2.50) 및 버스트 기간(3개월 Mdn = 4.74초; 12개월 Mdn = 1.67초)의 NNS 결과 측정이 감소하고, NNS 진폭(3개월 Mdn = 14.05cmH2O; 12개월 중앙값 = 19.75 cmH2O)이 증가하고, NNS 주파수(3개월 Mdn = 2.09Hz, 12개월 Mdn = 2.11Hz)는5세까지 일정하게 유지되었습니다. Zimmerman et al.21은 NNS 장치를 사용하여 NNS 측정을 표준화하고 단일 흡입 샘플 내에서 NNS 특성을 조사했습니다. 생후 3개월에 접어든 54명의 만삭아에서 영아는 5분 샘플 동안 평균 14.50회의 흡입 파열(주기/파열 범위 = 2 - 69; 진폭 범위 = 0.55 - 34.60 cmH2O; 주파수 범위 0.69 - 7.81 Hz)을 기록했습니다. 브레이크포인트 분석은 샘플링 NNS 동작 5분 동안 NNS 주기/버스트 및 진폭의 생리학적 차이를 밝혀냈으며, 흡입 기능을 평가하기 위해 두 개 이상의 NNS 흡입 버스트를 수집하는 것의 중요성을 강조했다21. NNS 결과의 규범과 표준화된 측정 프로토콜을 수립하는 것은 지연되거나 무질서한 구강 운동 행동이 있을 수 있는 어린이를 보다 정확하게 식별하기 위해 유효하고 신뢰할 수 있는 NNS 평가에 가장 중요합니다. Zimmerman과 DeSousa20는 NNS 장치를 사용하여 생후 6개월 미만의 만삭아 15명 그룹에서 시각적 자극이 NNS 반응에 어떤 영향을 미치는지 조사했습니다. 반복적 측정 ANOVA에서는 NNS 파열 및 시각 자극에 유의한 주효과가 나타났으며(F[2, 26] = 8.975, p=0.001), 사후 쌍별 비교에서는 영아가 모성의 향기에 노출된 상태에서 자동차의 시각적 자극에 비해 여성의 얼굴을 시각적으로 보았을 때 NNS 파열 횟수가 증가한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 수유 관련 행동에 대한 사회적 및 모성 효과의 중요성을 강조합니다.
NNS 장치가 활용된 또 다른 연구 분야는 환경 및 모성 요인과 같은 자궁 내 노출이 유아 NNS 발달에 미치는 영향을 조사하는 것입니다 22,23,24,25. 푸에르토리코 오염 위협 탐사 테스트장(PROTECT) 코호트에서 임신 중 산모의 소변 샘플에서 측정된 특정 준금속, 미세 대기 오염 및 프탈레이트에 대한 태아 노출은 NNS 매개변수 22,23,24의 차이와 유의한 관련이 있습니다. 구체적으로, 약 200개 이상의 PROTECT 산모-유아 참가자 그룹에서, NNS 진폭(M = 17.1 cmH2O, SD = 6.9) 및 파열 지속 시간(M = 6.1 s, SD = 3.6)은 미세 입자상 물질농도 23 및 NNS 진폭(M = 16.7 cmH2O, SD = 6.59) 및 주파수(M = 1.92 Hz, SD)에 대한 태아 노출과 관련이 있었습니다= 0.25)는 임신성 프탈레이트 노출 수준과 관련이 있었다24. ECHO(Environmental influences on Child Health Outcomes) 프로그램25의 237명의 산모-영아 이원종으로 구성된 대규모 코호트에서 보고된 산모 스트레스 수준이 높을수록 흡입 파열 횟수가 길어지고(Mdn = 5.29, IQR = 3.95, 95% CI = -0.13 - -0.02) 흡입 파열 횟수가 감소(Mdn = 5.00, IQR = 3.00, 95% CI = -0.13 - -0.02)와 관련이 있는 것으로 보고되었다. NNS 장치를 사용한 NNS 측정은 이러한 환경 및 모성 노출 간의 관계를 감지하는 데 민감하며, 이는 환경 및 공중 보건에 긍정적인 변화를 알리고 촉진할 수 있습니다.
종합적으로, NNS 장치를 사용한 프로젝트의 결과는 NNS 성능을 정량화하는 데 효과적이며 NNS 문헌에 크게 기여한 신뢰할 수 있는 결과 패턴을 입증했습니다. PROTECT 코호트에서 더 높은 산전 금속 노출은 NNS 진폭이 감소하고 만삭아에서 생후 첫 2개월 동안 NNS 파열 기간, 주기/버스트 및 주기/분 증가와 관련이 있었습니다22,23. 또한, 3개월에 더 긴 NNS 버스트 기간과 더 많은 NNS 사이클/버스트 및 사이클/분은 12개월에 인지 발달 평가에서 더 낮은 점수와 관련이 있었다26. 따라서, 더 큰 진폭과 더 짧은 파열 주기 및 지속 시간은 생후1년 동안 더 조직화된 NNS 거동을 나타낼 수 있습니다. 이 가설은 이전에 Martens et al.5에 의해 설명된 NNS 발달의 변화와 일치하며, 이러한 NNS 매개변수가 조직화된 성능과 건강한 발달을 나타낸다는 개념을 뒷받침합니다.
그림 1: 휴대용 NNS 장치 케이스 장치 구성 요소는 레이블이 지정되고 크기가 조정됩니다. 케이스는 장치 구성 요소를 안전하게 보관하고 바퀴와 확장 가능한 손잡이가 있어 장치를 쉽게 운반할 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: NNS 장치 설정. 장치 구성 요소는 레이블이 지정되고 크기가 조정됩니다. NNS 장치는 설정하는 데 많은 공간이 필요하지 않으며 시스템의 모든 코드와 플러그인이 길기 때문에 다양한 데이터 수집실 및 연구자/간병인 위치에 유연성을 제공합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3: 압력 교정 설정. (A) 압력 교정기 및 젖꼭지 수신기 및 핸들. (B) 젖꼭지 수신기가 있는 압력 교정기가 핸들에서 나사로 고정되어 있습니다. (C) 손잡이가 부착된 압력 교정기. (D) 손잡이와 1mL 주사기가 부착된 압력 교정기. 주사기 플런저를 압력 교정기에 나사로 고정하기 전에 완전히 빼내야 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4: 흡입 분석기 교정 파일. (A) 압력 기록이 0.0, 0.2, 0.4, 0.6 및 0.8psi에서 1mL 주사기를 사용하여 교정 파일 및 교정 장치로 측정한 것으로 표시되는 셀. (B) 적합 셀의 기울기와 적합도는 모든 압력 기록이 (A)에 입력되면 자동으로 채워집니다. 녹색 셀은 보정이 성공했음을 나타내고 빨간색 셀은 보정 프로세스를 다시 수행해야 함을 나타냅니다. (C) 이 파란색 셀은 압력 기록이 완료되면 자동으로 채워집니다. 이러한 값은 수식 텍스트 상자의 마스터 설정 파일에 입력해야 합니다. (D) 압력 기록이 표시되는 셀은 0.5psi에서 1mL 주사기를 사용하여 마스터 설정 파일 및 교정 장치를 통해 측정됩니다. Percent Error(백분율 오류) 셀은 측정값이 연결되면 자동으로 채워집니다. 녹색은 보정이 성공했음을 의미하고 빨간색은 2.13단계부터 보정 프로세스를 다시 수행해야 함을 의미합니다. 프로토콜에서. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 5: 젖꼭지, 수신기 및 핸들. 장치 구성 요소는 레이블이 지정되고 크기가 조정됩니다. 새로 열린 젖꼭지는 수신기에 쉽게 부착됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 6: NNS 데이터 수집 예. 연구자나 보호자는 참가자에게 노리개 젖꼭지를 제공한 다음 데이터 수집 중에 손잡이를 병처럼 잡을 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 7: NNS 파형. 맞춤형 압력 트랜스듀서는 시간 경과에 따른 NNS 압축을 cmH2O 단위로 측정하며, 이 소프트웨어는 NNS 성능에 대한 실시간 바이오피드백을 제공하고 분석을 위해 데이터를 기록합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
NNS 장치에는 알아야 할 몇 가지 제한 사항이 있습니다. NNS는 먹이9에 대한 중요한 통찰력을 제공하지만, NNS에서 먹이 성능에 대한 상당한 양의 외삽이 있습니다. 이러한 제한에 대한 해결책으로 연구팀은 NNS 결과를 실제 수유 관찰과 결합하고, 간병인이 NNS가 수유와 어떻게 관련되어 있는지 보다 완벽하게 파악할 수 있도록 포괄적인 수유 관련 설문지를 작성했다18. 또한, 영아는 패턴이 잘 형성된 NNS를 가질 수 있지만 영양소 삼킴을 조정해야 하는 추가 요구 사항으로 인해 여전히 수유에 어려움을 겪을 수 있습니다. 또한 표준화 및 장비 목적으로 인해 NNS 장치는 NNS 조사에서 하나의 특정 젖꼭지만 사용했습니다. 아기가 집에서 다른 젖꼭지를 사용하는 경우 젖꼭지는 물리적 특성이 크게 다를 수 있어 NNS 성능에 영향을 미칠 수 있기 때문에 빠는 성능이 어린이의 NNS 특성을 완전히 대표하지 못할 수 있습니다27,28. NNS 장치의 또 다른 문제는 비영양 흡혈의 발현 측면만 포착하고 흡입 매개변수를 측정하지 않는다는 것입니다. 이 표현은 유아가 혀와 하악골을 사용하여 젖꼭지나 젖꼭지를 닫음으로써 젖꼭지나 젖꼭지에 가하는 양압을 말합니다. 흡입 요소는 유아가 혀와 하악골을 내려 구강을 확대하고 비인두를 밀봉하여 음의 구강 내 압력을 생성하는 것입니다. 흡입은 흡입 반응의 중요한 특성이지만 정확한 측정을 위해서는 참가자가 장치 주위를 적절하게 밀봉하고 구강 내 음압을 생성할 수 있어야 합니다. 이러한 요구사항은 임상적 집단, 특히 구순구개열이 있는 영아에서 까다로울 수 있다29. NNS 장치는 현재 유두 주위를 밀봉하고 구강 내 음압을 생성하는 데 어려움을 겪는 임상 인구에서 사용되고 있으며, 발현 특성의 평가는 여전히 NNS 행동에 대한 귀중한 정보를 제공합니다.
NNS 장치는 특히 정확성과 관련하여 비기기 옵션에 비해 NNS 기능을 설명하는 데 이점이 있습니다. 임상 환경에서 NNS에 대한 평가는 종종 생물 의학 장비 없이 이루어지기 때문에 평가는 주관적이고 평가자의 경험에 국한됩니다. 구인두 과제 수행 평가에서 임상적 주관적 평가와 생의학적으로 기록된 객관적 측정30 간에 유의한 차이가 보고되었으며, 그 효과는 NNS 평가31에서 구체적으로 관찰되었다. Wahyuni et al.31 은 미숙아의 대규모 코호트에서 파사당 흡입 횟수, 파열 사이의 시간 및 흡입 압력에 대한 NNS 결과에서 주관적 점수와 생체 의학 흡입 압력 변환기 장치 간의 유의미한 차이를 보고했습니다. NNS를 임상적으로 평가할 수 있는 일반적인 방법은 유아가 젖꼭지 또는 손/손가락을 빠는 것을 관찰하는 것이며, 잠재적으로 젖꼭지의 대리물로 임상의의 장갑을 낀 손가락을 사용하는 것입니다. Neiva et al.32 는 장갑을 낀 손가락과 포괄적인 채점 시스템을 사용하여 미숙아의 NNS 수행에 대한 평가를 개발하고 검증했습니다. 임상적 평가는 평가 및 정확성이 제한적이지만 NNS 행동에 대한 통찰력을 제공할 수 있으며 임상 환경에서 NNS 기능을 측정하기 위한 객관적인 방법에 접근, 사용 및 해석하는 문제로 인해 일반적으로 사용됩니다.
NNS 장치 외에도 NNS 성능을 측정하기 위한 몇 가지 정량적 옵션이 있습니다. Pereira et al.33은 NNS 매개변수를 측정하고 장치 구성 요소, 마이크로 컨트롤러 및 여러 소프트웨어 프로그램의 복잡한 시스템이 있는 젖꼭지의 공압 펌프를 통해 NNS 자극을 제공할 수 있는 시스템을 설명했습니다. Grassi et al.34는 NNS 압박 압력과 흡입 압력을 동시에 정량적으로 측정할 수 있는 색다른 모양의 젖꼭지를 사용하는 장치를 개발했습니다. 그들은 신생아 집중 치료실(NICU)에 있는 소규모 그룹의 유아에 대한 예비 결과를 보고했습니다. Cunha et al.35은 압력 센서와 증폭기 회로를 사용하여 젖꼭지의 NNS 압력을 측정하는 장치를 설계하고 NNS와 장치의 영양 흡혈 간의 차이점을 조사했습니다. Nascimento et al.36은 NNS 동작의 최대 및 평균 압력을 측정할 수 있는 압력 센서에 부착된 젖꼭지가 포함된 휴대용 시스템인 S-FLEX 장치를 개발했습니다. Truong et al.37은 일회용 젖꼭지, 압력 센서, 데이터 수집 장치 및 맞춤형 소프트웨어로 구성된 NNS 시스템을 설명하여 건강한 만삭아 코호트에서 NNS 수행 중 구강 내 진공 측정을 평가했습니다. 에브라히미(Ebrahimi) 등[38]은 신생아 집중치료실(NICU)에서 이송된 4명의 신생아에게 압력 측정 및 전원 공급 장치로 구성된 무선 및 휴대용 젖꼭지를 사용하여 광범위한 NNS 결과에 대한 예비 결과를 발표했습니다. Akbarzadeh et al.39는 데이터를 무선으로 전송할 수 있는 아날로그-디지털 변환기와 마이크로 컨트롤러가 구현된 연구용 젖꼭지로 발현 및 흡입 압력을 평가할 수 있는 감작된 비영양 흡착 시스템을 개발했습니다. 이 감작 시스템은 미숙아의 대규모 표본 크기를 가진 연구에서 Apgar 점수39 및 구강 수유40의 완전한 달성으로 NNS 성능을 조사하는 데 사용되었습니다. NNS 평가를 위한 또 다른 정량적 옵션은 NTrainer 시스템으로, 여기에는 NNS 매개변수를 평가하고 전형적인 NNS 운동 패턴을 모방한 맥동 구강 감각 자극을 전달할 수 있는 실리콘 젖꼭지에 부착된 공압 증폭기가 포함되어 있습니다(41). NTrainer 시스템은 임상 집단에서 NNS 행동을 특성화하고 NICU에 있는 영아를 위한 중재 전략으로 사용되어 NNS 매개변수를 개선하고 경구 수유 성공을 촉진하며 입원 기간을 줄이는 데 사용되었습니다 41,42,43. 임상적으로 시행하기 위해서는 상당한 자원과 교육이 필요하지만, NICU 팀원과 NICU에 있는 영아의 부모들은 이 요법 사용의 긍정적인 효과를 보고하고 있다44.
NNS 동작을 설명하는 다른 정량적 방법 외에도 NNS 장치는 NNS 기능을 평가하는 데 이상적인 옵션입니다. 이 장치 시스템은 이동이 가능하고 설정이 쉬우며 병원, 임상 및 가정 환경에서 데이터를 수집하는 데 사용되었습니다. NNS 장치는 유아와 접촉할 수 있는 유일한 재료가 젖꼭지 손잡이에서 쉽게 부착 및 제거할 수 있는 일반적인 상업용 젖꼭지이기 때문에 매우 안전하고 위생적입니다(그림 5). 잡기 쉬운 손잡이를 통해 간병인이나 의료진이 젖꼭지를 병처럼 제공할 수 있고(그림 6) 노트북은 NNS 파형의 실시간 생체 피드백을 제공하기 때문에(그림 7) 장치를 사용하면 NNS 데이터 수집이 간단해집니다. 맞춤화되고 간소화된 보정 및 분석 파이프라인은 다른 연구 팀(17,25) 및 임상의에 대한 접근성을 용이하게 합니다. 또한 NNS 장치는 높은 정확도로 NNS 동작을 측정합니다. NNS 장치의 교정 프로세스는 압력 트랜스듀서 센서가 정밀 압력 측정값을 실측 신호에 기록하고 있는지 확인합니다. 이 프로세스는 데이터가 유효하고 센서가 정확한지 확인합니다.
NNS 장치의 연구 및 임상적 의미는 방대합니다. NNS 기능의 정량적이고 유효하며 신뢰할 수 있는 측정은 유아의 신경 운동 상태를 조기에 평가하는 데 엄청난 가치가 있습니다. NNS는 자궁과 유아기에 관찰할 수 있는 최초의 운동 기능 중 하나이며, 섭식, 인지, 언어 및 운동 발달 영역에서 잠재적인 지연 또는 손상의 위험이 있는 어린이를 식별하는 접근 가능하고 신뢰할 수 있는 행동 역할을 할 수 있습니다 9,11,12,14 . 수많은 연구에서 NNS 장치를 사용한 연구 가능성을 입증했는데, 이는 NNS 장치가 수유 관련 경험 및 중재/수술 절차의 효과를 평가하고17,20 생후 첫 해 동안의 NNS 발달을 특성화하고5, 빠는 행동을 다른 구강 운동 행동의 발달과 연관시키고19 아동의 신경 발달에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 환경 및 모성 노출을 식별하는 데 사용되었기 때문이다 22,23,24,25. NNS 장치의 향후 방향에는 발달 방해 위험이 있는 어린이를 식별하는 진단 기능을 개선하기 위해 임상 집단에서 NNS 프로필의 특성화가 포함됩니다.
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Disclosures
저자는 이해 상충이 없습니다.
Acknowledgments
우리는 다음과 같은 NIH 자금 출처를 인정하고 싶습니다 : DC016030 및 DC019902. 우리는 또한 언어 및 신경 발달 연구소의 구성원들과 우리의 수많은 연구에 참여한 가족들에게 감사를 표하고 싶습니다.
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 |
References
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