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Methodenartikel

Überarbeitete und Neuroimaging-kompatible Versionen des Dual Task Screens

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DOI:

10.3791/61678

⸱

5. Oktober 2020

 ,  ,  ,  ,  , 
1Molecular Cellular and Integrative Neuroscience Program, Colorado State University, 2Dept. of Occupational Therapy, Colorado State University, 3Dept. of Health and Exercise Science, Colorado State University

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Wir haben den ursprünglichen Dual Task Screen (DTS) als tragbare, kostengünstige Maßnahme entwickelt, die Athleten mit sportinduzierten leichten Schädel-Hirn-Verletzungen bewerten kann. Wir überarbeiteten das ursprüngliche DTS für die zukünftige klinische Anwendung und entwickelten eine neuroimaging-kompatible Version des DTS, um neuronale Untergründe der Leistung von Einzel- und Dual-Taskzumessen zu messen.

Zusammenfassung

Dual-Task-Paradigmen bewerten gleichzeitig motorische und kognitive Fähigkeiten, und sie können subtile, Reststörungen bei Sportlern mit kürzlich enden können, leichte traumatische Hirnverletzungen (mTBI). Die Paradigmen der vergangenen Dual-Task-Aufgaben konzentrierten sich jedoch ausschließlich auf Fähigkeiten mit niedrigeren Extremitäten und setzten auf umständliche, teure Laborgeräte , wodurch ihre Praktikabilität für die tägliche mTBI-Bewertung eingeschränkt wurde. Anschließend haben wir den Dual Task Screen (DTS) entwickelt, der bis zu 10 Minuten verwaltet und punktet, tragbare Low-Cost-Geräte verwendet und Unteraufgaben der unteren Extremität (LE) und der oberen Extremität (UE) umfasst. Der Zweck dieses Manuskripts war zweifach. Zunächst beschreiben wir das Administrationsprotokoll für das überarbeitete DTS, das wir überarbeitet haben, um die Einschränkungen des ursprünglichen DTS zu beheben. Insbesondere umfassten die Revisionen Ergänzungen von intelligenten Geräten, um detailliertere Gangdaten zu erfassen und die Einbeziehung einzelner kognitiver Bedingungen, um auf gestörte kognitive Leistung unter dualen Aufgabenbedingungen zu testen. Wichtig ist, dass das überarbeitete DTS eine Maßnahme für die zukünftige klinische Anwendung ist, und wir präsentieren repräsentative Ergebnisse von drei männlichen Athleten, um die Art der klinischen Daten zu veranschaulichen, die aus der Maßnahme gewonnen werden können. Wichtig ist, dass wir die Empfindlichkeit und Spezifität des überarbeiteten DTS bei Sportlern mit mTBI, der nächsten Forschungsinitiative, noch nicht bewerten müssen. Der zweite Zweck dieses Manuskripts ist es, eine neuroimaging-kompatible Version des DTS zu beschreiben. Wir haben diese Version entwickelt, damit wir die neuronalen Grundlagen der Leistung einzelner und dualer Aufgaben bewerten können, um ein besseres empirisches Verständnis der mit mTBI verbundenen Verhaltensdefizite zu erhalten. So beschreibt dieses Manuskript auch die Schritte, die wir unternommen haben, um die simultane funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) während des DTS zu ermöglichen, zusammen mit der Art und Weise, wie wir die erste Verarbeitung der fNIRS-Daten erworben und abgeschlossen haben.

Einleitung

Jedes Jahr erleiden 42 Millionen Menschen weltweit leichte traumatische Hirnverletzungen (mTBIs)1. Obwohl sie einst als gutartig galten, deuten neue Forschungsergebnisse darauf hin, dass mTBIs,insbesondere wiederholte mTBIs, dauerhafte negative Folgen wie körperliche, kognitive und Schlafstörungen 2,3,4. Anschließend suchen Forscher und Kliniker nach verstärkten Auswertungen und Behandlungsmethoden, um mTBI zu verstehen und zu adressieren.

Bis heute umfasst die beste Praxis für die mTBI-Bewertung selbst gemeldete Symptome und objektive Messung der neurokognitiven und motorischen Funktion5. Jedoch, einige Personen, wie wettbewerbsfähige College-Level-Athleten, sind dafür bekannt, mTBI-bezogene Symptome6zu unterschätzen, die den Nutzen von Symptomberichten einschränken. Objektive neurokognitive und motorische Funktionsmaßnahmen haben auch Einschränkungen, einschließlich schlechter Test-Retest-Zuverlässigkeit, Abhängigkeit von Basistests oder unzureichende Schwierigkeiten für leistungsstarke Athleten7,8,9. Dual-Task-Paradigmen - die gleichzeitig motorische und kognitive Fähigkeiten bewerten - können jedoch subtile Restbeeinträchtigungen erkennen und können besonders nützlich für die Bewertung leistungsstarker Athleten10,11,12,13,14sein.

Frühere Forschungen mit Dual-Task-Paradigmen haben oft umständliche, teure Laborgeräte wie Motion Capture-Systeme14integriert, um leistungsstarke Athleten zu bewerten. Während diese Systeme subtile motorische Beeinträchtigungen genau messen können, sind sie für den Einsatz in der täglichen mTBI-Bewertung aufgrund hoher Ausrüstungskosten, begrenzter Portabilität und langer Administrationszeiten (d. h. ≥ 45 Minuten pro Person) nicht praktikabel. Darüber hinaus konzentrierten sich viele vergangene Dual-Task-Paradigmenstudien ausschließlich auf Fähigkeiten im unteren Körper oder unterder Extremität, wie Gleichgewicht oder Gang11,12,13,14. Vermutlich ist die Funktion der oberen Extremität und die Hand-Augen-Koordination auch für leistungsstarke Athleten in vielen Sportarten wichtig. So haben wir den Dual Task Screen (DTS) entwickelt, eine kurze Maßnahme, die in <10 Minuten mit tragbaren, kostengünstigen Instrumenten verwaltet und bewertet werden kann. Diese ursprüngliche DTS beinhaltete eine Unteraufgabe der unteren Extremität (LE) und der oberen Extremität (UE), die die Ganggeschwindigkeit (mit Hilfe einer Stoppuhr) und die Hand-Augen-Koordination unter Einzelmotor- und Dual-Task-Bedingungen15bewertete.

In der ersten Machbarkeitsstudie schlossen 32 gesunde, weibliche Jugendliche das ursprüngliche DTS ab. Diese Studie wurde entwickelt, um festzustellen, dass der DTS Dual-Task-Motorkosten verursachen kann, wie durch reduzierte Motorleistung während der Dual-Task-Situation im Vergleich zu Einzelmotor-Bedingungen angezeigt wird. Wir wollten auch feststellen, dass das DTS in weniger als 10 Minuten verwaltet und bewertet werden kann. Wir stellten fest, dass alle Teilnehmer bei mindestens einer Teilaufgabe eine schlechtere Motorleistung mit zwei Aufgaben hatten. Zusätzlich konnten wir das DTS in durchschnittlich 5,63 Minuten verwalten und den Test in 2-3 Minuten15punkten.

Obwohl die erste Machbarkeitsstudie erfolgreich war, wurden einige Einschränkungen aufgedeckt. Vor allem wurde die Ganggeschwindigkeit mit Stoppuhren gemessen, die anfällig für natürliches menschliches Versagen sind. Daher haben wir in der überarbeiteten DTS intelligente Geräte mit eingebauten Beschleunigungsmessern (Tabelle der Materialien) auf jedem Knöchel verwendet. Diese Ergänzung hielt den Einsatz von tragbaren, kostengünstigen Instrumenten bei und bot dennoch ausgeklügelte Messgrößen für die Ganggeschwindigkeit, die Gesamtzahl der Schritte, die durchschnittliche Schrittlänge, die durchschnittliche Schrittdauer und die Variation der Schrittdauer. Eine weitere Einschränkung des ursprünglichen DTS war das Fehlen einzelner kognitiver Bedingungen, die die Bewertung der kognitiven Kosten dualer Aufgaben verhinderten. Dual-Task kognitive Kosten werden definiert als schlechtere kognitive Leistung während der dualen Aufgabe vs. einzelne kognitive Bedingung. Anschließend haben wir sowohl für die LE- als auch für die UE-Unteraufgaben eine einzige kognitive Erkrankung hinzugefügt (im Protokoll beschrieben).

Neben der Entwicklung einer Maßnahme für den zukünftigen klinischen Einsatz ist eines der langfristigen Ziele des Teams, die neuronalen Grundlagen der Einzel- und Dual-Task-Leistung bei gesunden Athleten zu bewerten und diese Erkenntnisse Athleten mit sportinduziertem mTBI zu vergleichen. So haben wir eine neuroimaging-kompatible Version des DTS erstellt. Wir versuchen festzustellen, ob das DTS erfolgreich für den Einsatz bei der gleichzeitigen funktionalen Nahinfrarot-Spektroskopie (fNIRS) modifiziert werden kann, und wir verwenden ein mobiles fNIRS-Gerät, das speziell für die Aufnahme von Grobmotorbewegungen entwickelt wurde, indem der Einfluss von Bewegungsartefakten reduziert wird. Darüber hinaus hat dieses Gerät die größte Menge an Kopfabdeckung, nach unserem Wissen, für mobile Geräte, die derzeit für Forschungszwecke zur Verfügung stehen (Tabelle der Materialien).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Studienprotokoll folgendes tun soll:

  1. Beschreiben Sie das Administrationsprotokoll für den überarbeiteten Dual Task Screen (DTS), eine Maßnahme, die wir überarbeitet haben, um die Einschränkungen des ursprünglichen DTS15 und eine Maßnahme für die zukünftige klinische Anwendung zu beheben.
  2. Beschreiben Sie das Forschungsprotokoll für den neuroimaging-kompatiblen Dual Task Screen (DTS), das wir entwickelt haben, um die neuronalen Grundlagen der Leistung einzelner und dualer Aufgaben zu bewerten.

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Protokoll

Alle Studienverfahren wurden vom Institutional Review Board (IRB) der Colorado State University genehmigt, und alle erwachsenen Teilnehmer erteilten vor Abschluss der Studienverfahren ihre schriftliche Zustimmung in Kenntnis der Sachlage. Die Eltern von Teilnehmern unter 18 Jahren erteilten die schriftliche Zustimmung in Kenntnis der Sachlage, und auch die kleinen Teilnehmer gaben vor Abschluss der Studienverfahren ihre schriftliche Zustimmung.

1. Überarbeiteter Dual Task Screen (DTS)

  1. Subtask (Lower Extremity, LE)
    1. Starten Sie den Zustand des Einzelmotors.
      1. Platzieren Sie drei Yoga-Blöcke in einer horizontalen Position genau 4,5 m voneinander entfernt auf einem 18 m Gehweg.
      2. Befestigen Sie intelligente Geräte an jedem Knöchel, um Fersenschläge zu erkennen und Gangeigenschaften zu erhalten.
      3. Beginnen Sie die Videoaufnahme mit einem Camcorder auf einem Stativ.
      4. Weisen Sie die Teilnehmer an, so schnell wie möglich zu gehen und dabei Hindernisse zu überwinden. Starten Sie die Datenerfassung auf den Smartphones und tippen Sie scharf auf die Geräte gleichzeitig für die anschließende Zeitausrichtung der beiden getrennten Datenströme von der linken und rechten Beine.
      5. Messen Sie die Zeit bis zum Abschluss mit einer handbetriebenen Stoppuhr.
      6. Beenden Sie die Videoaufzeichnung.
    2. Starten Sie die einzelne kognitive Erkrankung.
      1. Teilen Sie dem Teilnehmer seine/ihre zugewiesene Zeit für diese Bedingung mit, indem Sie die Zeit bis zur Fertigstellung von seinem Einzelmotorzustand (auf eine volle Sekunde hinaus) verwenden.
      2. Beginnen Sie die Videoaufnahme mit einem Camcorder auf einem Stativ.
      3. Weisen Sie die Teilnehmer an, so viele Wörter wie möglich anzugeben, die mit einem bestimmten Buchstaben (A oder F) beginnen.
        HINWEIS: Buchstaben werden zwischen den Teilnehmern und zwischen den Bedingungen für die einzel- und duale Aufgabe ausgeglichen. Die Zahlen werden zwischen den Teilnehmern und zwischen den Bedingungen für die einzel- und duale Aufgabe ausgeglichen.
      4. Beenden Sie die Videoaufzeichnung.
    3. Starten Sie die Dual-Task-Bedingung.
      1. Beginnen Sie die Videoaufnahme mit einem Camcorder auf einem Stativ.
      2. Weisen Sie die Teilnehmer an, so schnell wie möglich zu gehen, während Sie Hindernisse überwinden und gleichzeitig so viele Wörter wie möglich angeben, die mit einem bestimmten Buchstaben (A oder F) beginnen. Tippen Sie schnell auf beide Beschleunigungsmesser, um den Zustand zu starten.
      3. Messen Sie die Zeit bis zum Abschluss mit einer handbetriebenen Stoppuhr.
      4. Beenden Sie die Videoaufzeichnung.
  2. Subtask "Obere Extremität" (UE)
    1. Starten Sie den Zustand des Einzelmotors.
      1. Messen Sie einen Abstand von 1,5 m von einer Wand entfernt, markieren Sie ihn mit Klebeband und weisen Sie den Teilnehmer an, hinter dem Band zu stehen.
      2. Legen Sie einen Korb mit Tennisbällen neben den Teilnehmer.
      3. Beginnen Sie die Videoaufnahme mit einem Camcorder auf einem Stativ.
      4. Weisen Sie den Teilnehmer an, einen Wand-Toss mit wechselnden Händen für 30 s zu vervollständigen. Sagen Sie dem Teilnehmer, dass, wenn er/sie einen Ball nicht fangen, einen neuen Ball aus dem Korb der Tennisbälle zu erwerben. Messen Sie die zeit, die mit einer Stoppuhr verstrichen wurde.
      5. Beenden Sie die Videoaufzeichnung.
    2. Starten Sie die einzelne kognitive Erkrankung.
      1. Beginnen Sie die Videoaufnahme mit einem Camcorder auf einem Stativ.
      2. Weisen Sie den Teilnehmer darauf hin, dass er gebeten wird, 30 Sekunden lang sequenziell von einer bestimmten Zahl (100 oder 150) zu subtrahieren. Messen Sie die zeit, die mit einer Stoppuhr verstrichen wurde.
      3. Beenden Sie die Videoaufzeichnung.
        HINWEIS: Buchstaben werden zwischen den Teilnehmern und zwischen den Bedingungen für die einzel- und duale Aufgabe ausgeglichen. Die Zahlen werden zwischen den Teilnehmern und zwischen den Bedingungen für die einzel- und duale Aufgabe ausgeglichen.
    3. Starten Sie die Dual-Task-Bedingung.
      1. Bitten Sie den Teilnehmer, 1,5 m von einer Wand entfernt zu stehen.
      2. Legen Sie einen Korb mit Tennisbällen neben den Teilnehmern.
      3. Beginnen Sie die Videoaufnahme mit einem Camcorder auf einem Stativ.
      4. Weisen Sie den Teilnehmer an, 30 Sekunden lang einen Wand-Toss mit wechselnden Händen zu absolvieren. Informieren Sie den Teilnehmer, dass er beim Werfen und Fangen der Bälle aufgefordert wird, 30 Sekunden lang sequenziell von einer bestimmten Zahl (100 oder 150) zu subtrahieren. Sagen Sie dem Teilnehmer, dass, wenn er/sie einen Ball nicht fangen, einen neuen Ball aus dem Korb der Tennisbälle zu erwerben. Messen Sie die zeit, die mit einer Stoppuhr verstrichen wurde.
      5. Beenden Sie die Videoaufzeichnung.
        HINWEIS: Buchstaben werden zwischen den Teilnehmern und zwischen den Bedingungen für die einzel- und duale Aufgabe ausgeglichen. Die Zahlen werden zwischen den Teilnehmern und zwischen den Bedingungen für die einzel- und duale Aufgabe ausgeglichen.

2. Neuroimaging-kompatibler Dual-Task-Bildschirm (DTS)

  1. Einrichten des DTS
    1. Platzieren Sie Yoga-Blöcke in einer vertikalen Position, um den Anfang und das Ende eines 15 m langen Gehwegs zu markieren.
    2. Platzieren Sie zwei Yoga-Blöcke in einer horizontalen Position genau 5 m voneinander entfernt entlang des 15 m Gehwegs.
    3. Messen und markieren Sie mit Klebeband einen Abstand von 1,5 m von einer glatten Wandoberfläche.
    4. Richten Sie ein Stativ am Anfang des 15 m Gehwegs ein.
  2. Platzieren Sie das fNIRS-Gerät auf dem Kopf des Teilnehmers.
    1. Messen Sie den Kopfumfang des Teilnehmers und wählen Sie die fNIRS-Kappe(Materialtabelle) mit vorplatzierten Optoden und Kurzkanaldetektoren aus.
    2. Schalten Sie einen dedizierten Akquise-Laptop ein und stellen Sie eine Verbindung zum WLAN-Netzwerk des fNIRS-Geräts her.
    3. Öffnen Sie die fNIRS-Erfassungssoftware und wählen Sie das fNIRS-Gerät aus.
    4. Führen Sie eine Kalibrierung durch, um die Lichtintensität zu optimieren und die Optode-Signalpegel zu überprüfen. Signalpegel sollten akzeptabel oder ausgezeichnet sein.
    5. Fixieren Sie alle Optoden mit weniger als akzeptablem Signalpegel, indem Sie die Optode von der Kappe entfernen und das Haar des Teilnehmers trennen, um eine direkte Verbindung der Optode mit der Kopfhaut des Teilnehmers zu gewährleisten.
  3. Platz Beschleunigungsmesser auf den Knöcheln des Teilnehmers.
    1. Befestigen Sie intelligente Geräte an jedem Knöchel, um Fersenschläge zu erkennen und Gangeigenschaften zu erhalten.
  4. Beginnen Sie mit der Le-Untertaskdatenerfassung.
    1. Öffnen Sie die Stimulus-Präsentationssoftware (Tabelle der Materialien).
    2. Wählen Sie die LE-Untertaskdatei aus.
    3. Bitten Sie den Teilnehmer, in Vorbereitung auf eine 60s ruhige Ruhezeit auf einem Stuhl zu sitzen.
    4. Kehren Sie zur fNIRS-Erfassungssoftware zurück und klicken Sie auf die Schaltfläche Start, um mit dem Sammeln von fNIRS-Daten zu beginnen. Geben Sie das Thema ID_LE, Alter und Sex in das Pop-up-Fenster ein und klicken Sie auf Start.
    5. Kehren Sie zur Stimulus-Präsentationssoftware zurück, informieren Sie den Teilnehmer, dass die stille Ruhe beginnt, und drücken Sie Space, um die 60er-Jahre-Ruhezeit zu beginnen.
    6. Am Ende der Ruhezeit, identifizieren Sie, welche LE Subtask Bedingung (Einzelmotor, einzelne kognitive oder Dual-Task) für die1. Studie ausgewählt wurde. Geben Sie dem Teilnehmer Anweisungen für diese Testversion.
      1. Single Motor Instructions: Weisen Sie den Teilnehmer an, so schnell wie möglich zu gehen, während Sie über die Hindernisse treten, für 30 s. Sagen Sie dem Teilnehmer, dass er/sie starten wird, wenn der Primäreforscher "Start" sagt. Dies tritt sofort auf, nachdem ein sekundärer Forscher auf die Beschleunigungsmesser tippt. Weisen Sie den Teilnehmer an, dass er/sie aufhören sollte zu gehen, wenn der Primärforscher "Stopp" sagt. Wenn der Primärforscher "Stopp" sagt, sollte der Teilnehmer außerdem seine Füße zusammensetzen und so still wie möglich bleiben. Zu diesem Zeitpunkt tippt der Sekundärforscher ein zweites Mal auf die Beschleunigungsmesser und platziert einen Marker (Klebrige Note) auf dem Boden, an dem der Teilnehmer angehalten hat.
      2. Einheitliche kognitive Anweisungen: Weisen Sie den Teilnehmer an, am Anfang des 15 m lange Gehwegs stehen zu bleiben. Während er steht, wird er gebeten, so viele Wörter wie möglich zu sagen, die mit einem bestimmten Buchstaben beginnen.
      3. Dual Task Instructions: Weisen Sie den Teilnehmer an, so schnell wie möglich zu gehen, während sie über die Hindernisse treten und gleichzeitig so viele Wörter wie möglich angeben, beginnend mit einem bestimmten Buchstaben. Informieren Sie ihn/sie, dass er/sie auch 30 Sekunden für diese Bedingung haben wird. Sagen Sie dem Teilnehmer, dass er/sie beginnen wird, wenn der Primäre-Forscher "Start" sagt. Dies tritt sofort auf, nachdem ein sekundärer Forscher auf die Beschleunigungsmesser tippt. Weisen Sie den Teilnehmer an, dass er/sie aufhören sollte zu gehen, wenn der Primärforscher "Stopp" sagt. Wenn der Primärforscher "Stopp" sagt, sollte der Teilnehmer außerdem seine Füße zusammensetzen und so still wie möglich bleiben. Zu diesem Zeitpunkt tippt der Sekundärforscher ein zweites Mal auf die Beschleunigungsmesser und platziert einen Marker (Klebrige Note) auf dem Boden, an dem der Teilnehmer angehalten hat.
    7. Beginnen Sie die Videoaufnahme mit einem Camcorder auf einem Stativ.
    8. Drücken Sie die Leertaste, um denersten Versuch zu starten. Überwachen Sie den 30-s-Timer auf der Stimulus-Präsentationssoftware; weisen Sie den Teilnehmer an, anzuhalten, wenn 30 s verstrichen sind.
    9. Identifizieren Sie die2. Testversion und geben Sie dem Teilnehmer Anweisungen. Wiederholen Sie den Vorgang, bis der Teilnehmer 15 randomisierte Versuche der LE-Unteraufgabe abgeschlossen hat.
    10. Beenden Sie die Videoaufzeichnung.
    11. Informieren Sie den Teilnehmer, dass er/sie eine weitere 60 s Sitzruhezeit absolvieren wird. Sobald der Teilnehmer sitzt, drücken Sie Start, um die Ruhezeit zu beginnen.
    12. Beenden Sie nach der Ruhezeit die LE-Untertaskdatei in der Stimulus-Präsentationssoftware. Beenden Sie die Datenerfassung in der fNIRS-Datenerfassungssoftware, beenden Sie die Software jedoch nicht.
      HINWEIS: Buchstaben werden (durch die Stimulus-Präsentationssoftware) zwischen den Versuchen randomisiert und zwischen den Teilnehmern und zwischen Einzel- und Dual-Task-Bedingungen ausgeglichen. Buchstaben sind ähnlich im Schwierigkeitsgrad und umfassen: W, D, F, T, S, H, M, A, B und P. Zahlen werden (durch die Stimulus-Präsentationssoftware) zwischen Versuchen und zwischen Einzel- und Dualaufgabenbedingungen randomisiert. Darunter enthalten: 185, 225, 220, 175, 205, 165, 170, 180, 245 und 240.
  5. Entfernen Sie Beschleunigungsmesser von den Knöcheln des Teilnehmers. Wechseln Sie zu dem Abschnitt im Flur, der für die UE-Unteraufgabe vorgesehen ist.
  6. Beginnen Sie mit der Datenerfassung von UE-Unteraufgaben.
    1. Öffnen Sie die Stimulus-Präsentationssoftware.
    2. Wählen Sie die UE-Untertaskdatei aus.
    3. Bitten Sie den Teilnehmer, in Vorbereitung auf eine 60s ruhige Ruhezeit auf einem Stuhl zu sitzen.
    4. Kehren Sie zur fNIRS-Erfassungssoftware zurück und klicken Sie auf die Schaltfläche Start, um mit dem Sammeln von fNIRS-Daten zu beginnen. Geben Sie das Thema ID_UE, Alter und Sex in das Pop-up-Fenster ein und klicken Sie auf Start.
    5. Kehren Sie zur Stimulus-Präsentationssoftware zurück, informieren Sie den Teilnehmer, dass die ruheruhe Phase beginnt, und drücken Sie Space, um die Ruhezeit von 60 s zu beginnen.
    6. Am Ende der Ruhezeit, identifizieren Sie, welche UE Subtask Bedingung (einzelmotor, einzelne kognitive oder duale Aufgabe) für die1. Studie ausgewählt wurde. Geben Sie dem Teilnehmer Anweisungen für diese Testversion.
      1. Einzelmotor-Anleitung: Weisen Sie den Teilnehmer an, 1,5 m von einer Wand entfernt zu stehen. Legen Sie einen Korb mit Tennisbällen neben den Teilnehmern. Weisen Sie den Teilnehmer an, einen Wand-Toss mit wechselnden Händen für 30 s zu vervollständigen. Sagen Sie dem Teilnehmer, dass, wenn er/sie einen Ball nicht fangen, einen neuen Ball aus dem Korb der Tennisbälle zu erwerben.
      2. Einzelne kognitive Anweisungen: Weisen Sie den Teilnehmer an, stehen zu bleiben Sagen Sie dem Teilnehmer, dass er/sie aufgefordert wird, sequenziell von einer bestimmten Zahl für 30 s zu subtrahieren.
      3. Dual Task Instructions: Weisen Sie den Teilnehmer an, einen Wand-Toss mit abwechselnden Händen für 30 s zu vervollständigen. Informieren Sie den Teilnehmer, dass er beim Werfen und Fangen der Bälle aufgefordert wird, nacheinander von einer bestimmten Zahl2 für 30 s zu subtrahieren. Sagen Sie dem Teilnehmer, dass, wenn er/sie einen Ball nicht fangen, einen neuen Ball aus dem Korb der Tennisbälle zu erwerben.
    7. Beginnen Sie die Videoaufnahme mit einem Camcorder auf einem Stativ.
    8. Drücken Sie die Leertaste, um denersten Versuch zu starten. Überwachen Sie den 30-s-Timer auf der Stimulus-Präsentationssoftware; sagen Sie dem Teilnehmer, dass er anhalten soll, wenn 30 s verstrichen sind.
    9. Identifizieren Sie die2. Testversion und geben Sie dem Teilnehmer Anweisungen. Wiederholen Sie den Vorgang, bis der Teilnehmer 15 randomisierte Versuche der UE-Unteraufgabe abgeschlossen hat.
    10. Beenden Sie die Videoaufzeichnung.
    11. Informieren Sie den Teilnehmer, dass er/sie eine weitere 60 s Sitzruhezeit absolvieren wird. Sobald der Teilnehmer sitzt, drücken Sie Start, um die Ruhezeit zu beginnen.
    12. Beenden Sie nach der Ruhezeit die UE-Subtask-Datei in der Stimulus-Präsentationssoftware. Beenden Sie die Datenerfassung in der fNIRS-Datenerfassungssoftware, und beenden Sie dann die Software.
  7. Entfernen Sie die fNIRS-Kappe vom Kopf des Teilnehmers.
    HINWEIS: Buchstaben werden (durch die Stimulus-Präsentationssoftware) zwischen den Versuchen randomisiert und zwischen den Teilnehmern und zwischen Einzel- und Dual-Task-Bedingungen ausgeglichen. Buchstaben sind ähnlich im Schwierigkeitsgrad und umfassen: W, D, F, T, S, H, M, A, B und P. Zahlen werden (durch die Stimulus-Präsentationssoftware) zwischen Versuchen und zwischen Einzel- und Dualaufgabenbedingungen randomisiert. Darunter enthalten: 185, 225, 220, 175, 205, 165, 170, 180, 245 und 240.

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Ergebnisse

Teilnehmer
Die Teilnehmer wurden von lokalen High-School-Teams und Universitäts- und Vereinssportmannschaften mit Mund-zu-Mund-Propaganda und Werbeflyern rekrutiert. Die Teilnehmer sollten zwischen 15 und 22 Jahre alt sein und regelmäßig an organisierten Kontaktsportarten teilnehmen. Kontaktsportarten umfassten alle Sportarten, bei denen körperlicher Kontakt mit Teamkollegen oder Gegnern während des Routinespiels erforderlich ist. Die Teilnehmer mussten auch ein normales oder korrigiertes Sehen und Hö...

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Diskussion

In diesem Manuskript haben wir das Administrationsprotokoll für den neu überarbeiteten Dual Task Screen (DTS) beschrieben. Diese Revisionen wurden abgeschlossen, um die im ursprünglichen DTS15 identifizierten Einschränkungen zu beheben und beinhalteten die Hinzufügung einzelner kognitiver Bedingungen, um auf kognitive Kosten für duale Aufgaben zu testen. Es beinhaltete auch intelligente Geräte-basierte Beschleunigung, um die Gangeigenschaften genauer zu messen. Wir haben repräsentative Ergebnisse ...

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Offenlegungen

Die Autoren haben keine Interessenkonflikte offenzulegen.

Danksagungen

Wir möchten Frau Isabelle Booth danken, eine Colorado State University ehrt Studenten, die bei der Analyse von Beschleunigungsdaten geholfen haben. Wir möchten auch die Finanzierung von NIH K12 HD055931 und K01 HD096047-02 an Autor J.S. anerkennen.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Hardware (in alphabetischer Reihenfolge)
NIRx NIRSport2 Gerät: NSP2-CORE1616NIRxReferenz #: GC359"Der NIRSport 2 ist eine benutzerfreundliche, modulare und robuste drahtlose funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS)-Plattform, die hämodynamische Reaktionen auf Neuroaktivierung über Oxy-, Desoxy- und Gesamthämoglobinveränderungen in der Großhirnrinde misst. Der NIRSport 2 wird mit einer Vielzahl von sofort einsatzbereiten Upgrades und Modulen geliefert, um die Anforderungen einer breiten Palette von Anwendungen in den kognitiven Neurowissenschaften zu erfüllen." (Direktes Zitat von nirx.net/nirsport)
NIRx NIRSCap (erhältlich in 5 verschiedenen Größen)NIRxN/A"Die NIRScap besteht aus einer Messkappe und Optodenhaltern. Die Optodenhalter passen in die Schlitze der Messkappe." (Direktes Zitat aus dem NIRScap Getting Started Guide von NIRx)
NIRx Optodenquellen (x 2)NIRxReferenz #: GC359"8-Quellen-Bündel für faserlose optische Beleuchtung mit Doppelspitze; 240 cm lang." (Direktes Zitat aus der NIRx Packliste Beschreibung)
NIRx Optodendetektoren (x 2)NIRxReferenz #: GC359"Bundle mit 8x aktiven Sensoren für faserlose optische Detektion; Doppelspitze; 240 cm lang." (Direktes Zitat aus der NIRx-Packliste Beschreibung)
NIRx Short Distance Detector ProbesNIRxN/A"Die Sonden werden in einem Bündel von acht Detektorclips geliefert, das die Kopplung von Kurzstreckendaten von acht unabhängigen Quellenstandorten an einen gemeinsamen Detektorkanal am Gerät ermöglicht." (Direktes Zitat aus dem NIRx Short Distance Detector Probes Getting Started Guide)
Software (in alphabetischer Reihenfolge)
AuroraNIRx N/A"NIRSport 2 Acquisition Software. Aurora fNIRS verbindet sich über Wi-Fi oder USB mit Ihrem NIRSport 2-Gerät und kann mit nur wenigen Klicks eine vollständige experimentelle Konfiguration einrichten. Dank des automatisierten Signaloptimierungsalgorithmus sorgt Aurora fNIRS für eine optimale Signalqualität, bevor eine Messung gestartet wird. Rohdaten, HbO- und Hb-Konzentrationsänderungen können in Echtzeit in verschiedenen Anzeigemodi visualisiert werden. Darüber hinaus sind High-End-Visualisierungen des gesamten Kopfes sofort verfügbar. Aufgezeichnete Daten können über das integrierte Lab Streaming Layer (LSL)-Protokoll exportiert werden, was eine Echtzeitverarbeitung in Brain-Computer Interface (BCI) und Neurofeedback-Paradigmen ermöglicht." (Direktes Zitat von nirx.net/software)
MatlabMath WorksN/A"MATLAB® kombiniert eine Desktop-Umgebung, die auf iterative Analyse- und Designprozesse abgestimmt ist, mit einer Programmiersprache, die Matrix- und Array-Mathematik direkt ausdrückt. Es enthält den Live-Editor zum Erstellen von Skripten, die Code, Ausgabe und formatierten Text in einem ausführbaren Notebook kombinieren." (Direktes Zitat von mathworks.com)
NIRS ToolboxEntwickelt von Huppert Brain Imaging LabN/A"NIRS toolbox ist ein Matlab-basiertes Analyseprogramm." (Direktes Zitat von huppertlab.net/nirs-toolbox-2/)
PsychoPyPythonN/A"PsychoPy ist ein Open-Source-Softwarepaket, das im Python-Programm geschrieben wurde, einer Ming-Sprache, die hauptsächlich für uns in den Neurowissenschaften und in der experimentellen Psychologieforschung entwickelt wurde." (Direktes Zitat von psychopy.org)
Lower Tech/Cost Research Supplies* (in alphabetischer Reihenfolge)
AmazonBasics 60-Zoll-Leichtes Stativ mit TascheAmazon-Artikelmodell#: WT3540Dieses leichte Stativ ist perfekt für die meisten Kameras bis zu 6,6 Pfund. Die Einrichtung ist schnell und einfach. Die mitgelieferte Tasche macht die Aufbewahrung und den Transport zum Kinderspiel. Das Stativ" s Beine können ab 20" ausgefahren werden bis 48". Die Beinverschlüsse lassen sich sanft lösen und gleiten leicht auf die gewünschte Höhe. Kurbeln Sie die Mittelstütze hoch, um ein Stativ mit einer Größe von 60 Zoll zu erhalten hoch. (Direktes Zitat von Amazon.com)
iPod Touch x 2AppleN/ASmart-Gerät mit integriertem Beschleunigungssensor.
Panasonic Full-HD-Videokamera-Camcorder HC-V180K, 50-facher optischer Zoom, 1/5,8-Zoll-BSI-Sensor, berührungsempfindliches 2,7-Zoll-LCD-Display (Schwarz)Amazon-Artikelmodell #: HC-V180KDer Panasonic Full HD-Camcorder HC-V180K ist kompakt, leicht und einfach zu bedienen und bietet ein unterhaltsames, sorgenfreies Erlebnis für hochauflösende Videoaufnahmen. Ausgestattet mit einem 5-Achsen-Bildstabilisator für maximale Stabilität aus der Hand, ist diese 1080p-Kamera Der superlange 50-fache optische Zoom und der bis zu 90-fache intelligente Zoom bringen entfernte Objekte schnell in den Fokus. Mit einem praktischen 28-mm-Weitwinkelobjektiv können Sie mehr Menschen und Landschaften in Umgebungen wie Hochzeiten, Wiedervereinigungen und Urlauben unterbringen. Ein fortschrittlicher BSI-Sensor sorgt für die Bildqualität bei schlechten Lichtverhältnissen, während Panasonic Die Level-Shot-Funktion erkennt und kompensiert automatisch störende Kameraneigungen. Für zusätzlichen Spaß verfügt die Kamera über kreative Filtereffekte wie 8-mm-Filme, Stummfilme, Miniatureffekte und Zeitrafferaufnahmen, die alle auf dem 2,7-Zoll-LCD-Touchscreen leicht zugänglich sind. Ein Zweikanal-Zoommikrofon arbeitet mit dem Zoom zusammen, um einen gestochen scharfen, klaren Klang aus der Nähe oder aus beliebiger Entfernung zu gewährleisten." (Direktes Zitat von Amazon.com)
Post-it-Notizen, 3" x 3", Kanariengelb, Packung mit 18 PadsOffice Depot/Office MaxArtikel # 1230652"Post® Die Notizen haften sicher und lassen sich sauber entfernen, da sie mit einem einzigartigen Klebstoff ausgestattet sind, der für die Verwendung auf Papier entwickelt wurde."
Scotch 232 Masking Tape, 1" x 60 YdOffice Depot/Office MaxArtikel # 910588"Hochleistungs-Papierabdeckband erzeugt scharfe Farblinien beim Einbrennen von Farbe bei mittlerer Temperatur. Das Klebeband sorgt jedes Mal für eine saubere Entfernung, selbst auf traditionell schwer zu entfernenden Oberflächen." (Direktes Zitat von officedepot.com)
Stanley Tools Leverlock Maßbandmaß, Standard, 25' x 1" KlingeOffice Depot/Office MaxArtikel #389512"Das Bandmaß verfügt über eine Stromrückführung mit automatischer Bodenverriegelung für eine einfache Bedienung. Die gut sichtbare Gehäusefarbe macht es leicht zu finden. Der spezielle Tru-Zero-Haken ermöglicht die Verwendung des Nagels als Drehpunkt zum Zeichnen von Kreisen und Bögen. Das Bandmaß bietet einen mehrfach genieteten Haken und eine polymerbeschichtete Klinge für eine längere Lebensdauer, einen Verschleißschutz der Klinge und einen bequemen Gummigriff. Die geschützte Klinge widersteht Abrieb, Ölen, Schmutz und den meisten Lösungsmitteln. Die Tape-Regel hat eine imperiale Regel mit aufeinanderfolgenden Füßen oben und aufeinanderfolgenden Zentimetern unten nach dem ersten Fuß. Der Gürtelclip ermöglicht ein einfaches Tragen." (Direktes Zitat von officedepot.com)
StoppuhrOffice Depot/Office MaxArtikel # 357698"Bietet Zwischenzeitmessung, auf 1/100 Sekunde genau. Enthält 6 Funktionen — Stunde, Minute, Sekunde, Tag, Monat und Jahr." (Direktes Zitat von officedepot.com)
Tourna Ballport Deluxe Tennisball-Trichter mit Rädern - Hält 80 BälleAmazonArtikel Modell #: BPD-80W"Der Ballonanschluss 80 Deluxe fasst 80 Bälle und wird mit Rädern für einfache Manövrierbarkeit geliefert. Die Griffe sind extra lang 33 Zoll für eine bequemere Zuführung und Aufnahme. Sehr leicht und dennoch langlebig macht ihn zu einem der hochwertigsten Trichter auf dem Markt. Ausgestattet mit patentierten Funktionen: Die Beine rasten in der Auf- und Ab-Position ein. Die Stangen an der Oberseite gleiten geschlossen, damit die Kugeln beim Transport nicht herausfallen. Die Stangen rollen an der Unterseite, so dass der Ball leicht in den Trichter gleitet." (Direktes Zitat von Amazon.com)
Tourna Drucklose Tennisbälle mit Vinyl-Tasche (45er Pack Bälle)AmazonArtikel Modell #: EPTB-45"45 Drucklose Tennisbälle in einer Vinyl-Tragetasche. Die Tasche hat einen Reißverschluss für einen sicheren Verschluss. Die Bälle haben die richtige Größe und sind langlebig. Geeignet für Übungs- oder Tennisballmaschinen. Die Bälle sind druckloser, so dass sie nie tot sind. Drucklos bedeutet, dass sie nie tot sind, was sie ideal für Tennistraining, Ballautomaten, das Befüllen von Ballkörben und -trichtern oder einfach nur dafür sorgt, dass Ihr Haustier stundenlangen Spaß bei der Jagd nach diesen Bällen hat. Sie passen für Hundeballwerfer im Chuck-it-Stil und automatische Ballwerfer. Strapazierfähiger Gummi und ein hochwertiger Filz sorgen dafür, dass sie universell einsetzbar sind, egal ob Sie ein angehender Tennisspieler oder ein Haustierbesitzer sind." (Direktes Zitat von Amazon.com)
VelcroVelcroN/ASelbstklebende Streifen und Wraps, die zur Sicherung von Smart-Geräten verwendet werden.
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Referenzen

  1. Gardner, R. C., Yaffe, K. Epidemiology of mild traumatic brain injury and neurodegenerative disease. Molecular and Cellular Neuroscience. 66, Pt B 75-80 (2015).
  2. Oyegbile, T. O., Dougherty, A., Tanveer, S., Zecavati, N., Delasobera, B. E. High Sleep Disturbance and Longer Concussion Duration in Repeat Concussions. Behavioral Sleep Medicine. , 1-8 (2019).
  3. Schatz, P., Moser, R. S., Covassin, T., Karpf, R. Early indicators of enduring symptoms in high school athletes with multiple previous concussions. Neurosurgery. 68 (6), 1562-1567 (2011).
  4. Yrondi, A., Brauge, D., LeMen, J., Arbus, C., Pariente, J. Depression and sports-related concussion: A systematic review. La Presse Médicale. 46 (10), 890-902 (2017).
  5. Haider, M. N., et al. A systematic review of criteria used to define recovery from sport-related concussion in youth athletes. British Journal of Sports Medicine. 52 (18), 1179-1190 (2018).
  6. Conway, F. N., et al. Concussion Symptom Underreporting Among Incoming National Collegiate Athletic Association Division I College Athletes. Clinical Journal of Sport Medicine. 30 (3), 203-209 (2020).
  7. Broglio, S. P., Guskiewicz, K. M., Norwig, J. If You're Not Measuring, You're Guessing: The Advent of Objective Concussion Assessments. Journal of Athletic Training. 52 (3), 160-166 (2017).
  8. Broglio, S. P., Katz, B. P., Zhao, S., McCrea, M., McAllister, T. Test-retest reliability and interpretation of common concussion assessment tools: Findings from the NCAA-DoD CARE Consortium. Sports Medicine. 48 (5), 1255-1268 (2018).
  9. Howell, D. R., et al. Examining Motor Tasks of Differing Complexity After Concussion in Adolescents. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 100 (4), 613-619 (2019).
  10. Buttner, F., et al. Concussed athletes walk slower than non-concussed athletes during cognitive-motor dual-task assessments but not during single-task assessments 2 months after sports concussion: a systematic review and meta-analysis using individual participant data. British Journal of Sports Medicine. 54 (2), 94-101 (2020).
  11. Howell, D. R., Buckley, T. A., Lynall, R. C., Meehan, W. P. I. Worsening dual-task gait costs after concussion and their association with subsequent sport-related injury. Journal of Neurotrauma. 35 (14), 1630-1636 (2018).
  12. Howell, D. R., Kirkwood, M. W., Provance, A., Iverson, G. L., Meehan, W. P. Using concurrent gait and cognitive assessments to identify impairments after concussion: a narrative review. Concussion. 3 (1), 54(2018).
  13. Lee, H., Sullivan, S. J., Schneiders, A. G. The use of the dual-task paradigm in detecting gait performance deficits following a sports-related concussion: a systematic review and meta-analysis. Journal of Science and Medicine in Sport. 16 (1), 2-7 (2013).
  14. Solomito, M. J., et al. Motion analysis evaluation of adolescent athletes during dual-task walking following a concussion: A multicenter study. Gait Posture. 64, 260-265 (2018).
  15. Stephens, J. A., Nicholson, R., Slomine, B., Suskauer, S. Development and pilot testing of the dual task screen in healthy adolescents. American Journal of Occupational Therapy. 72 (3), (2018).
  16. Ptak, R. The frontoparietal attention network of the human brain: action, saliency, and a priority map of the environment. Neuroscientist. 18 (5), 502-515 (2012).
  17. Jasper, H. Report of the committee on methods of clinical examination in electroencephalography: 1957. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 10 (2), 370-375 (1958).
  18. Brigadoi, S., Cooper, R. J. How short is short? Optimum source-detector distance for short-separation channels in functional near-infrared spectroscopy. Neurophotonics. 2 (2), 025005(2015).
  19. Sato, T., et al. Reduction of global interference of scalp-hemodynamics in functional near-infrared spectroscopy using short distance probes. Neuroimage. 141, 120-132 (2016).
  20. Scholkmann, F., et al. A review on continuous wave functional near-infrared spectroscopy and imaging instrumentation and methodology. Neuroimage. 85, Pt 1 6-27 (2014).
  21. Baker, W. B., et al. Modified Beer-Lambert law for blood flow. Biomedical Optics Express. 5 (11), 4053-4075 (2014).
  22. Barker, J. W., Aarabi, A., Huppert, T. J. Autoregressive model based algorithm for correcting motion and serially correlated errors in fNIRS. Biomedical Optics Express. 4 (8), 1366-1379 (2013).
  23. Aguirre, G. K., Zarahn, E., D'Esposito, M. The variability of human, BOLD hemodynamic responses. Neuroimage. 8 (4), 360-369 (1998).
  24. Stephens, J. A., Liu, P., Lu, H., Suskauer, S. J. Cerebral Blood Flow after Mild Traumatic Brain Injury: Associations between Symptoms and Post-Injury Perfusion. Journal of Neurotrauma. 35 (2), 241-248 (2018).

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