Il ya une grande variabilité dans le risque d'un particulier pour commotion cérébrale et leur récupération correspondante. Une approche à multiples facettes pour l'évaluation des commotions est justifiée; y compris les tests de base des athlètes avant la participation au sport et en temps opportun des blessures évaluation de poste. L'objectif de ce protocole est de fournir une approche à multiples facettes convient d'examiner les commotions cérébrales.
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Article de méthode
Une approche neuroscientifique à l'examen de commotions cérébrales dans étudiants-athlètes
Dans cet article
Résumé
Résumé
Les commotions cérébrales se produisent à un rythme alarmant dans les États-Unis et sont devenues un problème de santé publique grave. Le CDC estime que 1,6 à 3.800.000 commotions cérébrales dans les sports et les activités récréatives annuellement. Commotion tel que défini par la Déclaration de 2013 Commotion consensus "peut être causée soit par un coup direct à la tête, le visage, le cou ou ailleurs sur le corps avec une force« impulsif »transmise à la tête." Les commotions cérébrales laissent l'individu à la fois à court et les effets à long terme. Les effets à court terme de liées au sport commotions cérébrales peuvent inclure des changements dans la capacité de jouer, confusion, troubles de la mémoire, la perte de conscience, ralentissement du temps de réaction, perte de coordination, des maux de tête, vertiges, vomissements, les changements dans les habitudes de sommeil et des changements d'humeur. Ces symptômes disparaissent généralement en quelques jours. Cependant, alors que certaines personnes se rétablissent d'une seule commotion assez rapidement, l'expérience de nombreux effets qui peuvent se attardantdurer des semaines ou des mois. Les facteurs liés à la susceptibilité commotion et les temps de récupération ultérieures ne sont pas bien connus ou compris à ce moment. Plusieurs facteurs ont été proposés et ils comprennent l'histoire de l'individu de commotion cérébrale, la gravité de la blessure initiale, l'histoire de la migraine, de l'histoire des troubles d'apprentissage, histoire de comorbidités psychiatriques, et éventuellement, des facteurs génétiques. De nombreuses études ont étudié individuellement certains facteurs à court terme et à long terme des effets des commotions cérébrales, la récupération cours du temps, la sensibilité et la récupération. Ce qui n'a pas été clairement établie est une approche à multiples facettes efficace pour l'évaluation des commotions qui donnerait des informations précieuses sur l'étiologie, les changements fonctionnels, et la récupération. Le but de ce manuscrit est de montrer un de ces multiples facettes qui examine approché commotions cérébrales en utilisant des tests neurocognitifs informatisée, événements liés potentiels, les réponses perceptives somatosensoriel, équilibrer ânessment, l'évaluation de la démarche et les tests génétiques.
Introduction
Les commotions cérébrales se produisent à un rythme alarmant dans les États-Unis et ont suscité beaucoup d'attention en tant que problème de santé publique. 1-3 US Centers for Disease Control and Prevention (CDC) estime que 1,6 à 3.800.000 commotions cérébrales dans les sports et les activités récréatives chaque année. 4,5 commotion telle que définie par la Déclaration 2013 Commotion Consensus 2 "peut être causée soit par un coup direct à la tête, le visage, le cou ou ailleurs sur le corps avec une force« impulsif »transmise à la tête." Commotion peut conséquence des changements neuropathologiques et / ou sous-structurelles qui peuvent entraîner des troubles fonctionnels. Ces deux déficits peuvent persister pendant plusieurs semaines. Il ne est pas rare pour les athlètes de faire l'expérience augmentation des symptômes auto-déclarés, diminutions de contrôle postural, et une diminution de la fonction neurocognitive même 14 jours après la blessure initiale. 6 La nature prolongée des symptômes, l'enidentification cohérente des commotions cérébrales, et la variabilité dans les capacités de preinjury conduisent souvent à des décisions complexes et non normalisés de retour au jeu par les médecins, les temps de récupération incertains, et éventuellement séquelles à long terme. 7-9
Après une commotion cérébrale, une personne peut éprouver à la fois à court terme et les effets à long terme. Les effets à court terme de liées au sport commotions cérébrales peuvent inclure des changements dans la capacité de jouer, confusion, troubles de la mémoire, la perte de conscience, ralentissement du temps de réaction, perte de coordination, des maux de tête, vertiges, vomissements, les changements dans les habitudes de sommeil et des changements d'humeur. Ces symptômes disparaissent généralement en quelques jours. 2,10 Cependant, alors que certaines personnes se rétablissent d'une seule commotion assez rapidement, de nombreux effets de l'expérience persistante qui peut durer des semaines ou des mois suivant l'accident. 10,11, 12 Ces perturbations symptomatiques à fonctionnement quotidien peut être quantifiée en utilisant cognitive et la performance concernentessais d. Bien que personne ne seul test devrait déterminer le diagnostic d'une commotion cérébrale, une batterie de tests et les relations connues entre les tests peut aider le personnel médical pour établir des diagnostics, revenir à la classe, et retourner à jouer décisions. 2
Il ya une grande variabilité dans le risque d'un particulier pour commotion cérébrale et leur récupération correspondant. 11 Les facteurs liés à la susceptibilité et la récupération commotion cours du temps ne sont pas bien connus ou compris. Plusieurs facteurs ont été proposés qui peuvent avoir un impact commotion la susceptibilité et la récupération d'un individu. Ces facteurs comprennent l'histoire de l'individu de commotion cérébrale, la gravité de la blessure initiale, l'histoire de la migraine, de l'histoire des troubles d'apprentissage, histoire de comorbidités psychiatriques, et les facteurs génétiques éventuellement. 7, 9, 13, 14
De nombreuses études ont étudié individuellement facteurs spécifiques pour les effets à court terme et à long terme decommotions, cours de temps de récupération, et de la génétique comme facteur de commotions cérébrales. 4,8,15-17 Ce qui n'a pas été clairement établies est une approche à multiples facettes efficace pour commotion évaluation qui donnerait des informations précieuses sur l'étiologie, les changements fonctionnels, et la récupération d'une commotion cérébrale. En raison de la variété des symptômes et l'évolution dans le temps incertain de la reprise, une approche à multiples facettes pour l'évaluation des commotions est justifiée et cela devrait inclure les tests de base de tous les athlètes avant la participation dans la pratique et de la concurrence ainsi que l'évaluation en temps opportun des blessures de poste. Une étude récente suggère que les évaluations neurocognitives peuvent être plus sensibles à la récupération d'une commotion que la surveillance de symptômes. 18 Il se peut qu'il existe d'autres mesures objectives qui peuvent être de meilleurs indicateurs de la récupération d'une commotion cérébrale.
Pour ce protocole, nous utilisons plusieurs tâches à évaluer les diverses composantes du système pour voir comment ils sont touchés bcommotion ya. Un test neurocognitif informatisée peut évaluer la mémoire, la vitesse de traitement, la résolution de problèmes, l'efficacité cognitive et contrôle des impulsions. 6 EEG avec des tâches auditives et visuelles traitement peut être utilisé pour évaluer neuroefficiency par l'examen des événements liés potentiels. 19 Une tâche de discrimination somatosensoriel peut être utilisé pour évaluer les capacités de traitement sensoriel périphériques et centraux. 20 équilibre et la démarche mesures peuvent être utilisées pour évaluer les capacités de la performance fonctionnelle. 6,21 En outre, nous évaluons divers génotypes qui peuvent avoir des relations de commotion histoire, récupération de commotion cérébrale et la fonction cognitive. 22 Nous base tester nos étudiants-athlètes interuniversitaires sur cette batterie de tests et de répéter des tests se ils encourent une commotion cérébrale lors asymptomatique.
Le but de ce projet est d'évaluer diminutions potentiels à court-terme et à long terme de la performance en raison de commotions cérébrales en utilisant génétique, neurocognitive, électrophysiologiques, comportementales, somatosensoriel, l'équilibre et les mesures de la marche. Comprendre les mécanismes qui pourraient être liés à divers symptômes et troubles qui se produisent avec une commotion cérébrale sont importants dans la poursuite de nos connaissances sur la commotion. Grand knowledgle sur ces changements peuvent à l'aide future dans le diagnostic de commotion cérébrale ainsi que la gestion des commotions cérébrales en ce qui concerne le retour au jeu et revenir à des universitaires.
Toutes les mesures décrites ci-dessous sont prises au départ (avant la participation étudiante-athlète dans le sport). Notre protocole actuel est de compléter les tests neurocognitifs informatisée à 48 h ainsi que le protocole de l'équilibre parce que nous croyons que ceux-ci fournissent des informations utiles concernant la récupération et le jeu de retour à-possible et revenir à des universitaires. Lorsque l'étudiant-athlète rapporte asymptomatique ils reviennent à nouveau au laboratoire où toutes les mesures de base sont à nouveau effectués, sauf pour les tests génétiques. Le protocole complet, baseline et asymptomatique, dure environ 90 minutes pour terminer dans une période de test.
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Protocole
Toutes les procédures décrites ci-dessous ont été approuvés par l'Institutional Review Board de l'Elon.
1. tests neurocognitifs informatisé
- Demandez aux participants de se asseoir en face de l'ordinateur. Connectez-participants sur le système et leur demander de compléter le test neuropsychologique informatisée qui consiste une section démographique et informations de fond, liste de symptômes auto-déclarés, et six modules (discrimination de parole, la mémoire de la conception, de X et des O, symbole correspondant, Match de couleur, et trois lettres).
- Télécharger le rapport sommaire et entrez quatre scores composites pour la mémoire verbale, la mémoire visuelle, temps de réaction et la vitesse de traitement du moteur.
2. événement lié Potentiels
- Mesurer circonférence de la tête à l'aide d'un ruban à mesurer pour déterminer la taille de l'EEG net pour être utilisé. Déterminer le placement du filet de l'EEG en mesurant repères anatomiques.
- Faire tremper le filet de l'EEG dans lalution de chlorure de sodium et du shampoing pour bébé pendant 5 min.
- Placer le filet sur la tête EEG du participant. Le système que nous utilisons comprend 32 canaux.
- Vérifiez les niveaux des sites sur l'ordinateur d'impédance. Pour notre système, une impédance inférieure à 100 kohm est jugé acceptable.
- Expliquer les tâches cognitives et laissez le participant pratiquent chacune des tâches.
- Auditif Oddball Tâche: Demander au participant de mettre sur le casque et se asseoir confortablement à une table. Informez-les que ils entendront une série de tonalités basses et hautes et pour répondre aussi rapidement et précisément que possible en cliquant sur un bouton pour un ton auditive à haute fréquence.
- Flanker Groupe: Demandez participant de se asseoir en face d'un écran d'ordinateur où ils recevront une série de flèches projetées sur un écran. Demandez aux participants de répondre à la direction de la flèche du milieu en cliquant sur le bouton gauche de la souris se il a été dirigé vers la gauche ou en cliquant sur le bouton droit de la souris si elle pointait right aussi rapidement et précisément que possible.
- Demandez participant de compléter deux essais à la fois l'auditoire tâche excentrique et la tâche de flanker.
- Retirer le filet EEG du participant et nettoyer le filet de l'EEG par trempage dans germicide désinfectant pendant 10 min.
3. Réponses somatosensoriel perceptuelles
- Seat participant confortablement avec leur main gauche dans une position couchée reposant sur le dispositif de stimulation sensorielle et leurs doigts positionnés le long du contour de l'appareil avec les conseils rembourrés de chiffres 2 et 3 placées en contact avec les sondes de stimulation. 23
- Demandez au participant de consulter les instructions et les indices de tâches liées sur un écran d'ordinateur et entrer des réponses en utilisant un ordinateur souris à deux boutons. Projet cinq tests différents: deux tâches simples simples de temps de réaction du site, une double discrimination site de l'amplitude, 24 une double tâche site amplitude avec un seul site adapter stimulus, 24 etun jugement d'ordre temporel tâche. 25
- Avant le début de chaque essai, les indices sur l'ordinateur seront charger le participant de compléter les essais pratiques pour se familiariser avec la tâche. L'ordinateur donnera les évaluations de la performance des participants après chaque essai (par exemple correcte; incorrecte).
Protocole 4. Balance
- Demandez aux participants de mettre des chaussettes antidérapantes puis debout sur le système d'équilibre de se familiariser avec l'instrument.
- Demandez aux participants de se tenir dans une position confortable, correspondant au centre de points de pression avec le point central sur l'écran. Les chercheurs enregistrent cette position de départ confortable de telle sorte que tous les tests ont lieu avec la même position de pied tout en se tenant sur le dispositif.
- Demandez au participant de se tenir pendant 30 secondes pour chacune des quatre conditions (yeux surface ouverte / cabinet, les yeux fermés / surface ferme, surface yeux ouverts / mousse, les yeux fermés / surface de la mousse). Fournir aux participants un repos de 10 secondes entre chaque état et un compte à rebours de trois secondes avant début de chaque enregistrement.
- Répétez chacune des conditions tout en complétant une tâche secondaire. Demandez-leur de compter à rebours de 7 partir d'un nombre aléatoire à 3 chiffres qui leur est donné (par exemple, 843).
- Enregistrer un score de l'indice de balancement, une mesure de l'écart type de la quantité de domination pour chaque condition et le centre de données de pression à utiliser plus tard pour une analyse plus approfondie.
5. Évaluation Gait
- Évaluer la démarche de l'utilisation d'un portable 15 'participants système d'analyse de la marche instrumenté long tapis de capteurs de pression présents sur toute la longueur du tapis pour détecter les bruits de pas du participant.
- Demandez aux participants de marcher à travers tapis pieds nus à une vitesse confortable cinq fois à partir d'une distance de 3 'avant le début du tapis et 3' après avoir quitté le tapis.
- Demandez à l'participants pour compléter cinq essais de marche supplémentaires tout en comptant à rebours de sept à partir d'un numéro à 3 chiffres au hasard comme une concurrente cognitive double tâche.
- Les variables dépendantes obtenus en sortie du analyse de la marche comprennent des mesures absolues et de la variabilité spatio-temporelles de plusieurs paramètres comme la vitesse, la cadence et la longueur de l'étape.
6. Génétique
- Demandez au participant de retirer délicatement le bâton de l'écouvillon de son emballage stérile (en prenant soin de ne toucher l'extrémité du manche du bâton de tige), déplacer l'écouvillon dans leur bouche et frotter vigoureusement le tampon intérieur des deux joues pour un total de 20 sec .
- Distribuez l'écouvillon bâton pour le technicien qui porte des gants en latex ou en nitrile. Maintenez seulement la fin de bâton et puis placez la pointe de l'écouvillon dans un tube de 1,7 ml stérile (marqué avec un numéro d'identification seulement), qui est immédiatement placé sur de la glace.
- Dans le transfert de 24 heures les échantillons sont à un -20 ° C congélateur.
- Extrait ADN en utilisantun kit de purification d'ADN standard selon le protocole du fabricant. Pour obtenir un échantillon plus concentré, après l'extraction, effectuer une étape de précipitation à l'isopropanol et réhydrater l'ADN dans 20 ul de tampon EDTA (pH 8,0).
- Stocker l'ADN extrait à -80 ° C jusqu'à l'analyse de génotypage utilisant la réaction en chaîne par polymérase norme (PCR) avec des étiquettes fluorescentes.
- "Appeler" les génotypes par logiciel PCR puis vérifier manuellement en visualisant PCR parcelles d'amplification.
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Résultats
Tests neurocognitifs informatisé
Un exemple de résultats pour le test neurocognitif informatisée peut être vu dans la figure 1. Le programme informatique suscite scores composites sur mémoire verbale, la mémoire visuelle, la vitesse du moteur visuel et temps de réaction qui sont souvent utilisés pour faire retour-to-play et de retour à -apprendre protocoles de gestion d'une commotion cérébrale. Les composites de mémoire verbale et visuelle évaluer les proces...
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Discussion
L'objectif de cette approche multidimensionnelle de tests de commotion base est double: 1) de mieux comprendre l'impact d'une commotion cérébrale (terme aigus et à long) sur le système neuromusculaire; 2) pour aider le retour personnel de marque de la médecine du sport à jouer décisions (ils utilisent principalement des tests neurocognitifs comme cela a été suggéré par McCrory). 26 Cette approche à multiples facettes pour commotion évaluation fournit des informations précieuses sur l'étiologie...
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Déclarations de divulgation
Les auteurs déclarent qu’ils n’ont pas d’intérêts financiers concurrents.
Remerciements
Cette étude a été financée par des subventions de l’American Medical Society for Sports Medicine. Les auteurs tiennent à remercier nos étudiants de premier cycle, notamment David Lawton, Drew Gardner, Mark Sundman, Kelsey Evans, Graham Cochrane, Jordan Cottle et Jack Halligan pour leur aide dans la collecte de données au cours des quatre dernières années.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| ImPACT | ImPACT, Pittsburgh, PA | Test de commotion cérébrale neurocognitive | |
| EEG | EGI, Eugene, OR | EEG Système à 32 canaux | |
| Stim2 | Compumedics Neuroscan, Charlotte, NC | Logiciel pour la présentation des tâches pour la tâche de flanker et l’excentrique auditif | |
| NetStation | EGI, Eugene, OR | Logiciel pour la collecte et l’analyse des données de l’EEG | |
| Dispositif sensoriel | corticales | Test sensoriel | |
| Système d’équilibre SD | Biodex Medical Systems, Inc., Shirley, NY | Test d’équilibre | |
| GAITRite ; | CIR systems, Inc., Sparta, NJ, États-Unis | Analyse de la marche | |
| PCR | Applied Biosystems, Foster City, CA | Analyse génétique | |
| Matlab | Mathworks, Natick, MA, États-Unis | Analyse de la marche et de l’équilibre |
Références
- Kristman, V., et al. Does the Apolipoprotein E4 allele predispose varsity athletes to concussion? A prospective cohort study. Clin J Sports Med. 18, 322-328 (2008).
- McCrory, P., et al. Consensus statement on concussion in sports the 4th International Conference on Concussion held in Zurich, November 2012. Br J Sports Med. 47 (5), 250-258 (2012).
- Giza, C. C., et al. Summary of evidence-based guideline update: Evaluation and management of concussion in sports: Report of the Guideline Development Subcommittee of the American Academy of Neurology. Neurology. 80 (24), 2250-2257 (2013).
- Langlois, J. A., Rutland-Brown, W., Waid, M. M. The epidemiology and impact of traumatic brain injury: a brief overview. J Head Trauma Rehabil. 21, 375-378 (2006).
- Faul, M., Xu, L., Wald, M. M., Coronado, V. G. Traumatic brain injury in the United States: emergency department visits, hospitalizations, and deaths. Centers for Disease Control and Prevention, National Center for Injury Prevention and Control. , Atlanta, GA. (2010).
- Broglio, S. P., Puetz, T. W. The effect of sport concussion on neurocognitive function, self-report symptoms and postural control: a meta-analysis. J Sports Med. 38, 53-67 (2008).
- Cancelliere, C., et al. Protocol for a systematic review of prognosis after mild traumatic brain injury: an update of the WHO Collaborating Centre Task Force findings. Systematic Reviews. 1, 17Forthcoming.
- Guskiewicz, K., et al. Cumulative effects associated with recurrent concussion in collegiate football players. JAMA. 290, 2549-2555 (2003).
- Makdissi, M., Darby, D., Maruff, P., Ugoni, A., Brukner, P., McCrory, P. R. Natural history of concussions in sport: markers of severity and implications for management. Am J Sports Med. 38, 464-471 Forthcoming.
- Kirkwood, M. W., Yeates, K. O., Wilson, P. E. Pediatric sport-related concussion: a review of the clinical management of an oft-neglected population. Pediatrics. 117, 1359-1371 (2006).
- McCrea, M., et al. Acute effects and recovery time following concussion in collegiate football players. the NCAA Concussion Study. JAMA. 290, 2556-2563 (2003).
- Henry, L. C., Tremblay, S., Boulanger, Y., Ellemberg, D., Lassonde, M. Neurometabolic changes in acute phase concussions correlate with symptom severity. J Neurotrauma. 27, 65-76 (2010).
- Terrell, T. R., et al. APOE promotor, and Tau genotypes and risk for concussion in college athletes. Clin J Sports Med. 18, 10-17 (2008).
- Tierney, R. T., et al. Apolipoprotein E genotype and concussion in college athletes. Clin J Sports Med. 20, 464-468 (2010).
- Iverson, G., Brooks, B., Collins, M., Lovell, M. R. Tracking neuropsychological recovery following concussion in sport. Brain Inj. 20, 245-252 (2006).
- McClincy, M. P., Lovell, M. R., Pardini, J., Collins, M. W., Spore, M. K. Recovery from sports concussion in high school and collegiate athletes. Brain Inj. 20, 33-39 (2006).
- Hootman, J., Dick, R., Agel, J. Epidemiology of collegiate injuries for 15 sports: summary and recomendations for injury prevention initiatives. J Athl Train. 43, 311-319 (2007).
- Johnson, E. W., Kegel, N. E., Collins, M. W. Neuropsychological assessment of sport-related concussion. Clin Sports Med. 30 (1), 78-88 (2011).
- Broglio, S. P., Pontifex, M. B., O'Connor, P., Hillman, C. H. The persistent effects of concussion on neuroelectric indices of attention. J Neurotrauma. 26 (9), 1463-1470 (2009).
- Holden, J. K., Nguyen, R. H., Francisco, E. M., Zhang, Z., Dennis, R. G., Tommerdahl, M. A novel device for the study of somatosensory information processing. J Neurosci Methods. 204 (2), 215-220 (2011).
- Martini, D. N., et al. The chronic effects of concussion on gait. Arch Phys Med Rehabil. 92, 585-589 (2011).
- Jordan, B. D. Genetic influences on outcome following traumatic brain injury. Neurochem Res. 32, 905-915 (2007).
- Holden, J. K., Nguyen, R. H., Francisco, E. M., Zhang, Z., Dennis, R. G., Tommerdahl, M. A novel device for the study of somatosensory information processing. J Neurosci Methods. 204, 215-220 (2012).
- Tannan, V., Holden, J. K., Zhang, Z., Baranek, G. T., Tommerdahl, M. A. Perceptual metrics of individuals with autism provide evidence for disinhibition. Autism Res. 1, 223-230 (2008).
- Nelson, A. J., Permiji, A., Rai, N., Hogue, T., Tommerdahl, M., Chen, R. Dopamine alters tactile perception in Parkinson’s disease. Can J Neurol Sci. 39, 52-57 (2012).
- McCrory, P. Future advances and areas of future focus in the treatment of sport-related concussion. Clin Sports Med. 30, 201-208 (2011).
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Réimpressions et autorisations
