Målinger af ikke-næringsrige sugeparametre ved hjælp af et brugerdefineret tryktransducersystem

Summary

Den ikke-næringsrige sugeenhed (NNS) kan nemt indsamle og kvantificere NNS-funktioner ved hjælp af en sut, der er forbundet til en tryktransducer og registreret via et dataindsamlingssystem og bærbar computer. Kvantificering af NNS-parametre kan give værdifuld indsigt i et barns nuværende og fremtidige neuroudvikling.

Abstract

Den ikke-nærende sugeenhed (NNS) er et transportabelt, brugervenligt tryktransducersystem, der kvantificerer spædbørns NNS-adfærd på en sut. Optagelse og analyse af NNS-signalet ved hjælp af vores system kan give målinger af et spædbarns NNS-burstvarighed (er), amplitude (cmH₂O) og frekvens (Hz). Nøjagtig, pålidelig og kvantitativ vurdering af NNS har enorm værdi i at tjene som en biomarkør for fremtidig fodring, talesprog, kognitiv og motorisk udvikling. NNS-enheden er blevet brugt i adskillige forskningslinjer, hvoraf nogle har inkluderet måling af NNS-funktioner til at undersøge virkningerne af fodringsrelaterede interventioner, karakterisere NNS-udvikling på tværs af populationer og korrelere sugeadfærd med efterfølgende neuroudvikling. Enheden er også blevet brugt i miljøsundhedsforskning for at undersøge, hvordan eksponeringer i livmoderen kan påvirke udviklingen af spædbørns NNS. Således er det overordnede mål inden for forskning og klinisk udnyttelse af NNS-enheden at korrelere NNS-parametre med neuroudviklingsmæssige resultater for at identificere børn med risiko for udviklingsforsinkelser og give hurtig tidlig indgriben.

Introduction

Non-nutritive suck (NNS) er en af de første forekommende adfærd, som et spædbarn kan udføre med munden kort efter fødslen og har derfor potentialet til at give meningsfuld indsigt i hjernens udvikling¹. NNS refererer til sugebevægelser uden ernæringsindtag (fx sutte på sut) og er kendetegnet ved en række rytmiske udtryk og sugebevægelser af kæbe og tunge med pausepauser til vejrtrækning. Almindelige parametre for NNS er blevet bemærket at omfatte en gennemsnitlig NNS-burst (serie af sugecyklusser) på 6-12 sugecyklusser med en intra-burst-frekvens på to suger pr. sekund²; NNS-funktioner varierer dog mellem kliniske populationer ^3,4 og ændres dynamisk i løbet af det første leveår⁵. Disse ændringer tilskrives væksten i mundhulen og tilhørende anatomi, modning af fodringsfærdigheder og neuroudvikling og oplevelser. De neurale baser af NNS omfatter hovedsageligt sugecentralmønstergeneratoren i hjernestammens centrale grå, der omfatter et indviklet netværk af interneuroner og ansigts- og trigeminusmotorneuronkernerne⁶. En koordineret NNS er også afhængig af intakte neurale veje mellem kortikale og hjernestammeområder for at modulere sin ydeevne til sensoriske stimuli ^7,8, hvilket gør NNS til en levedygtig indikator for tidlig neural funktion og udvikling.

NNS-målinger er knyttet til fodringssucces hos for tidligt fødte spædbørn ^9,10, og både suge- og fodringsresultater har været forbundet med efterfølgende motorisk, kommunikation og kognitiv udvikling 11,12,13. I en retrospektiv undersøgelse, der karakteriserede 23 børn i førskolealderen med sproglige og motoriske handicap, havde 87% en historie med tidlige fodringsproblemer, som omfattede vanskeligheder med at sutte¹¹. Næringsrig suttepræstation umiddelbart efter fødslen og omsorgspersoners rapporter om fodringsvanskeligheder var signifikant forbundet med flere områder af neuroudvikling hos børn i alderen^{18 måneder 12,14} år. Interessant nok var følsomheden og specificiteten af fodringsydelsen højere end ultralydsvurdering af hjernen på neurodevelopmental outcome mål¹². I en anden undersøgelse var sugende / oralmotoriske præstationsscorer vurderet via neonatal oralmotorisk vurderingsskala¹⁵ i tidlig barndom forbundet med motoriske færdigheder, sprog og intelligensmål ved 2 og 5 år i en kohorte af børn født for tidligt^13,16.

I betragtning af at sugning og fodring kan være følsomme indikatorer for neuroudviklingsresultater gennem barndommen, er der et kritisk behov for tilgængelig, nøjagtig og kvantitativ vurdering af NNS for at hjælpe med at identificere børn med risiko for forsinket og forstyrret udvikling for at give tidlig indgriben. Dette behov førte til design og forskningsudnyttelse af Speech &; Neurodevelopment Labs (SNL) NNS-enhed. Denne bærbare enhed inkluderer en sut fastgjort til enden af et håndtag, der er let at holde, forbundet til en tilpasset tryktransducer, der er designet internt og tilsluttet et dataindsamlingscenter (DAC). DAC’en opretter forbindelse til en bærbar computer, og dataene registreres via dataindsamlings- og analysesoftware. Tryktransduceren måler trykændringer inde i sutten og konverterer den til et spændingssignal. DAC indeholder konvertere, der ændrer det analoge spændingssignal til digitale værdier i cmH₂O, der visualiseres og registreres via dataindsamlings- og analysesoftwaren. NNS-resultatmål, der kan analyseres ud fra sugesignalbølgeformen, inkluderer NNS-varighed (hvor længe en sugeburst varer målt i s), amplitude (målt som tophøjde trukket fra top-trug i cmH₂O), cyklusser / burst (antal sugecyklusser inden for en burst), frekvens (intra-burst-frekvens målt i Hz), cyklusser (antal sugecyklusser, der forekommer i et minut), og bursts (antal sugeudbrud, der forekommer på et minut).

Protocol

Northeastern University’s institutionelle review board har godkendt undersøgelser med NNS-enheden med mennesker (15-06-29; 16-04-06; 17-08-19). Der blev indhentet informeret samtykke fra børnenes omsorgspersoner. Alt forskningspersonale har gennemført uddannelse i mennesker, inden der indsamles data med NNS-enheden. SNL-teamet har genereret flere træningsressourcer og protokoller, som nyt forskningspersonale skal gennemføre inden dataindsamling ved hjælp af NNS-enheden. Disse træningssessioner omfatter gennemgang …

Representative Results

NNS-enheden er blevet brugt i adskillige offentliggjorte undersøgelser, der inkorporerer NNS-resultatmål 17,18,19. I eksempeldataene vist i figur 7 er udbrud manuelt blevet identificeret med følgende kriterier: mere end én sugecyklus pr. burst, cyklusser med mindst en amplitude på 1 cmH2O og sugebølgeformer inden for 1000 ms fra hinanden. Når bursts er identificeret, udsender den b…

Discussion

NNS-enheden har flere begrænsninger, der er vigtige at erkende. Selvom NNS giver kritisk indsigt i fodring⁹, er der en betydelig mængde ekstrapolering fra NNS til fodringsydelse. Løsninger på denne begrænsning har inkluderet forskerhold, der parrer NNS-resultater med faktiske fodringsobservationer og omfattende fodringsrelaterede spørgeskemaer til plejepersonale for mere fuldstændigt at fange, hvordan NNS relaterer til fodring¹⁸. Derudover kan et spædbarn have en ve…

Materials

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