Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Herziene en neuroimaging-compatibele versies van het dual task-scherm

3.1K weergaven

⸱

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 dit artikel

Samenvatting

We ontwikkelden het originele Dual Task Screen (DTS) als een draagbare, goedkope maatregel die atleten met sportgeïnduceerd licht traumatisch hersenletsel kan evalueren. We hebben de originele DTS voor toekomstig klinisch gebruik herzien en een neuroimaging-compatibele versie van de DTS ontwikkeld om neurale onderbouwing van prestaties met één en dubbele taak te meten.

Samenvatting

Dubbele taakparadigma's beoordelen tegelijkertijd motorische en cognitieve vaardigheden en ze kunnen subtiele, resterende stoornissen detecteren bij atleten met recent licht traumatisch hersenletsel (mTBI). In het verleden hebben dubbele taakparadigma's zich echter uitsluitend gericht op vaardigheden van lagere ledematen en vertrouwden ze op omslachtige, dure laboratoriumapparatuur - waardoor hun bruikbaarheid voor dagelijkse mTBI-evaluatie werd beperkt. Vervolgens ontwikkelden we het Dual Task Screen (DTS), dat <10 minuten duurt om toe te dienen en te scoren, goedkope draagbare apparatuur gebruikt en subtaken van lagere extremiteit (LE) en bovenste extremiteit (UE) omvat. Het doel van dit manuscript was tweeledig. Ten eerste beschrijven we het beheerprotocol voor de herziene DTS, dat we hebben herzien om de beperkingen van de oorspronkelijke DTS aan te pakken. In het bijzonder omvatten de herzieningen toevoegingen van slimme apparaten om meer gedetailleerde loopgegevens te verkrijgen en opname van enkele cognitieve aandoeningen om te testen op verstoorde cognitieve prestaties onder dubbele taakomstandigheden. Belangrijk is dat de herziene DTS een maatregel is die bedoeld is voor toekomstig klinisch gebruik, en we presenteren representatieve resultaten van drie mannelijke atleten om het type klinische gegevens te illustreren dat uit de maatregel kan worden verkregen. Belangrijk is dat we de gevoeligheid en specificiteit van de herziene DTS bij sporters met mTBI, het volgende onderzoeksinitiatief, nog moeten evalueren. Het tweede doel van dit manuscript is om een neuroimaging-compatibele versie van de DTS te beschrijven. We ontwikkelden deze versie zodat we de neurale onderbouwing van prestaties met één en twee taken konden evalueren, voor een beter empirisch begrip van de gedragstekorten die verband houden met mTBI. Dit manuscript beschrijft dus ook de stappen die we hebben genomen om gelijktijdige functionele near-infrared spectroscopie (fNIRS) meting tijdens de DTS mogelijk te maken, samen met hoe we de fNIRS-gegevens op het eerste niveau hebben verkregen en voltooid.

Inleiding

Elk jaar lopen wereldwijd 42 miljoen mensen licht traumatisch hersenletsel (mTBIs) op1. Hoewel ooit als goedaardig beschouwd, wijst nieuw onderzoek erop dat mTBIs, met name herhaalde mTBIs, blijvende negatieve gevolgen kunnen veroorzaken, zoals fysieke, cognitieve en slaapstoornissen2,3,4. Vervolgens zijn onderzoekers en clinici op zoek naar verbeterde evaluaties en behandelingsmethoden om mTBI te begrijpen en aan te pakken.

Tot op heden omvat de beste praktijken voor mTBI-evaluatie zelfgerapporteerde symptomen en objectieve meting van neurocognitieve en motorische functie5. Sommige individuen, zoals competitieve atleten op collegiaal niveau, staan er echter om bekend dat ze mTBI-gerelateerde symptomen6onderschatten, waardoor het nut van symptoomrapporten wordt beperkt. Objectieve neurocognitieve en motorische functiemaatregelen hebben ook beperkingen, waaronder een slechte betrouwbaarheid van de testhertest, vertrouwen op basistests of onvoldoende moeilijkheidsgraad voor goed presterende atleten7,8,9. Dubbele taakparadigma 's - die tegelijkertijd de motorische en cognitieve vaardigheden beoordelen - kunnen echter subtiele, resterende stoornissen detecteren en kunnen bijzonder nuttig zijn voor het evalueren van goed presterende atleten10,11,12,13,14.

Eerder onderzoek met behulp van dubbele taakparadigma's heeft vaak omslachtige, dure laboratoriumapparatuur, zoals motion capture-systemen14,opgenomen om goed presterende atleten te evalueren. Hoewel deze systemen subtiele motorische beperkingen nauwkeurig kunnen meten, zijn ze onpraktisch voor gebruik in de dagelijkse mTBI-evaluatie vanwege hoge materiaalkosten, beperkte draagbaarheid en lange administratietijden (d.w.z. ≥ 45 minuten per persoon). Verder richtten veel eerdere dual task paradigmastudies zich uitsluitend op vaardigheden van het onderlichaam of de onderste ledematen, zoals evenwicht of gang11,12,13,14. Waarschijnlijk is de bovenste extremiteitsfunctie en hand-oogcoördinatie ook belangrijk voor goed presterende atleten in veel sporten. Zo ontwikkelden we het Dual Task Screen (DTS), een korte meting die is ontworpen om in <10 minuten te worden toegediend en gescoord met draagbare, goedkope instrumenten. Deze oorspronkelijke DTS omvatte een subtaken van de onderste extremiteit (LE) en de bovenste extremiteit (UE), die de loopsnelheid (met behulp van een stopwatch) en hand-oogcoördinatie evalueerden onder enkele motorische en dubbele taakomstandigheden15.

In de eerste haalbaarheidsstudie voltooiden 32 gezonde, vrouwelijke adolescente deelnemers de oorspronkelijke DTS. Deze studie was bedoeld om vast te stellen dat de DTS motorkosten met dubbele taak kon uitlozen, zoals blijkt uit verminderde motorprestaties tijdens dubbele taak versus enkele motoromstandigheden. We hebben ook geprobeerd vast te stellen dat de DTS in minder dan 10 minuten kon worden toegediend en gescoord. We ontdekten dat alle deelnemers slechtere dual task motorprestaties hadden op ten minste één subtaak. Bovendien konden we de DTS in gemiddeld 5,63 minuten toedienen en de test scoren in 2-3 minuten15.

Hoewel de eerste haalbaarheidsstudie succesvol was, werden enkele beperkingen aan het licht gebracht. Met name de loopsnelheid werd gemeten met stopwatches, die gevoelig zijn voor natuurlijke menselijke fouten. Daarom gebruikten we in de herziene DTS slimme apparaten met ingebouwde versnellingsmeters(Materialentabel)op elke enkel. Deze toevoeging handhaafde het gebruik van draagbare, goedkope instrumenten terwijl het nog steeds geavanceerde metingen van loopsnelheid, totaal aantal stappen, gemiddelde staplengte, gemiddelde stapduur en variatie in stapduur biedt. Een andere beperking van de oorspronkelijke DTS was de afwezigheid van enkele cognitieve aandoeningen, waardoor evaluatie van cognitieve kosten voor dubbele taken werd voorkomen. Cognitieve kosten voor dubbele taken worden gedefinieerd als slechtere cognitieve prestaties tijdens de dubbele taak versus een enkele cognitieve conditie. Vervolgens hebben we voor zowel de LE- als de UE-subtaken één cognitieve aandoening toegevoegd (beschreven in Protocol).

Naast het ontwikkelen van een maatregel voor toekomstig klinisch gebruik, is een van de langetermijndoelen van het team om de neurale onderbouwing van prestaties met één en dubbele taak bij gezonde atleten te evalueren en die bevindingen te contrasteren met atleten met door sport geïnduceerde mTBI. Zo hebben we een neuroimaging-compatibele versie van de DTS gemaakt. We proberen te bepalen of de DTS met succes kan worden aangepast voor gebruik met gelijktijdige functionele near-infrared spectroscopy (fNIRS) meting, en we gebruiken een mobiel fNIRS-apparaat dat speciaal is ontworpen om bruto-motorische bewegingen mogelijk te maken door de invloed van bewegingsartefacten te verminderen. Verder heeft dit apparaat, voor zover wij weten, de grootste hoeveelheid hoofddekking voor mobiele apparaten die momenteel beschikbaar zijn voor onderzoeksdoeleinden(Tabel met materialen).

Kortom, het studieprotocol is ontworpen om het volgende te doen:

  1. Beschrijf het toedieningsprotocol voor het herziene Dual Task Screen (DTS), een maatregel die we opnieuw hebben ontworpen om de beperkingen van de oorspronkelijke DTS15 aan te pakken en een maatregel die bedoeld is voor toekomstig klinisch gebruik.
  2. Beschrijf het onderzoeksprotocol voor het neuroimaging-compatibele Dual Task Screen (DTS), dat we hebben ontworpen om de neurale onderbouwing van prestaties met één en dubbele taak te evalueren.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Alle studieprocedures werden goedgekeurd door de Institutional Review Board (IRB) van de Colorado State University, en alle volwassen deelnemers gaven schriftelijke geïnformeerde toestemming voordat ze studieprocedures voltooiden. Ouders van deelnemers jonger dan 18 jaar hebben schriftelijke geïnformeerde toestemming gegeven en de minderjarige deelnemers hebben ook schriftelijke toestemming gegeven voordat zij eventuele studieprocedures hebben voltooid.

1. Herzien dubbel taakscherm (DTS)

  1. Subtaken onderste extremiteit (LE)
    1. Start de enkele motorconditie.
      1. Plaats drie yogablokken in een horizontale positie precies 4,5 m uit elkaar langs een loopbrug van 18 m.
      2. Bevestig slimme apparaten stevig aan elke enkel om hielslagen te detecteren en loopeigenschappen te verkrijgen.
      3. Begin met video-opname met een camcorder op een statief.
      4. Instrueer deelnemers om zo snel mogelijk te lopen terwijl ze over obstakels stappen. Start het verzamelen van gegevens op de smartphones en tik tegelijkertijd scherp op de apparaten voor de daaropvolgende tijdsuitlijning van de twee afzonderlijke gegevensstromen vanaf de linker- en rechterbenen.
      5. Meet de time-to-complete met een handbediende stopwatch.
      6. Stop met video-opname.
    2. Start de enkele cognitieve aandoening.
      1. Vertel de deelnemer zijn/haar toegewezen tijd voor deze voorwaarde, met behulp van de tijd-om-te-voltooien van zijn / haar enkele motor conditie (afronden tot een volledige seconde).
      2. Begin met video-opname met een camcorder op een statief.
      3. Instrueer deelnemers om zoveel mogelijk woorden te vermelden die beginnen met een bepaalde letter (A of F).
        OPMERKING: Brieven zijn tegenwicht tussen deelnemers en tussen de enkele en dubbele taakvoorwaarden. Getallen zijn tegenwicht tussen deelnemers en tussen de enkele en dubbele taakvoorwaarden.
      4. Stop met video-opname.
    3. Start de dubbele taakvoorwaarde.
      1. Begin met video-opname met een camcorder op een statief.
      2. Instrueer deelnemers om zo snel mogelijk te lopen terwijl ze over obstakels stappen terwijl ze tegelijkertijd zoveel mogelijk woorden vermelden die beginnen met een bepaalde letter (A of F). Tik snel op beide versnellingsmeters om de toestand te starten.
      3. Meet de time-to-complete met een handbediende stopwatch.
      4. Stop met video-opname.
  2. Subtaken Bovenste extremiteit (UE)
    1. Start de enkele motorconditie.
      1. Meet een afstand van 1,5 m van een muur, markeer met afplakband en instrueer de deelnemer om achter de tape te gaan staan.
      2. Plaats een mand met tennisballen naast de deelnemer.
      3. Begin met video-opname met een camcorder op een statief.
      4. Instrueer de deelnemer om een wall-toss te voltooien met afwisselende handen gedurende 30 s. Vertel de deelnemer dat als hij/zij er niet in slaagt om een bal te vangen, om een nieuwe bal uit de mand met tennisballen te halen. Meet de tijd die is verstreken met een stopwatch.
      5. Stop met video-opname.
    2. Start de enkele cognitieve aandoening.
      1. Begin met video-opname met een camcorder op een statief.
      2. Vertel de deelnemer dat hem/haar wordt gevraagd om 7 seconden achtereenvolgens af te trekken van een bepaald getal (100 of 150). Meet de tijd die is verstreken met een stopwatch.
      3. Stop met video-opname.
        OPMERKING: Brieven zijn tegenwicht tussen deelnemers en tussen de enkele en dubbele taakvoorwaarden. Getallen zijn tegenwicht tussen deelnemers en tussen de enkele en dubbele taakvoorwaarden.
    3. Start de dubbele taakvoorwaarde.
      1. Vraag de deelnemer om 1,5 m van een muur te staan.
      2. Plaats een mandje tennisballen naast de deelnemer.
      3. Begin met video-opname met een camcorder op een statief.
      4. Instrueer de deelnemer om een wall-toss met afwisselende handen gedurende 30 seconden te voltooien. Informeer de deelnemer dat hij/zij tijdens het gooien en vangen van de ballen wordt gevraagd om 7 seconden achtereenvolgens af te trekken van een bepaald getal (100 of 150). Vertel de deelnemer dat als hij/zij er niet in slaagt om een bal te vangen, om een nieuwe bal uit de mand met tennisballen te halen. Meet de tijd die is verstreken met een stopwatch.
      5. Stop met video-opname.
        OPMERKING: Brieven zijn tegenwicht tussen deelnemers en tussen de enkele en dubbele taakvoorwaarden. Getallen zijn tegenwicht tussen deelnemers en tussen de enkele en dubbele taakvoorwaarden.

2. Neuroimaging-compatibel dual task screen (DTS)

  1. De DTS instellen
    1. Plaats yogablokken in een verticale positie om het begin en einde van een loopbrug van 15 m te markeren.
    2. Plaats twee yogablokken in een horizontale positie precies 5 m uit elkaar langs de 15 m loopbrug.
    3. Meet en markeer met afplakband op een afstand van 1,5 m van een glad wandoppervlak.
    4. Zet een statief op aan het begin van de 15 m loopbrug.
  2. Plaats het fNIRS-apparaat op het hoofd van de deelnemer.
    1. Meet de hoofdomtrek van de deelnemer en selecteer de juiste fNIRS-dop(Materialentabel)met vooraf geplaatste optodes en kortkanaaldetectoren.
    2. Schakel een speciale acquisitielaptop in en maak verbinding met het WiFi-netwerk van het fNIRS-apparaat.
    3. Open de fNIRS-acquisitiesoftware en selecteer het fNIRS-apparaat.
    4. Voer kalibratie uit om de lichtintensiteit te optimaliseren en de optodesignaalniveaus te controleren. Signaalniveaus moeten acceptabel of uitstekend zijn.
    5. Repareer alle optodes met een minder dan acceptabel signaalniveau door de optode van de dop te verwijderen en het haar van de deelnemer te scheiden om een directe verbinding van de optode met de hoofdhuid van de deelnemer te garanderen.
  3. Plaats versnellingsmeters op de enkels van de deelnemer.
    1. Bevestig slimme apparaten stevig aan elke enkel om hielslagen te detecteren en loopeigenschappen te verkrijgen.
  4. Begin met het verzamelen van LE-subtakengegevens.
    1. Open de stimulus presentatie software (Tabel met materialen).
    2. Selecteer het LE-subtakenbestand.
    3. Vraag de deelnemer om in een stoel te zitten ter voorbereiding op een rustige rustperiode van 60 s.
    4. Ga terug naar de fNIRS-acquisitiesoftware en klik op de knop Start om te beginnen met het verzamelen van fNIRS-gegevens. Voer onderwerp ID_LE, leeftijd en seks in het pop-upvenster in en klik op Start.
    5. Keer terug naar de stimuluspresentatiesoftware, informeer de deelnemer dat de rustpauze begint en druk op Ruimte om de rustperiode van 60 s te starten.
    6. Identificeer aan het einde van de rustperiode welke LE Subtask-voorwaarde (enkele motorische, enkele cognitieve of dubbele taak) is geselecteerd voor de1e proef. Geef de deelnemer instructies voor die proef.
      1. Enkele motorinstructies: Instrueer de deelnemer om zo snel mogelijk te lopen, terwijl hij over de obstakels stapt, gedurende 30 s. Vertel deelnemer dat hij/zij zal starten wanneer de hoofdonderzoeker "Start" zegt. Dit gebeurt onmiddellijk nadat een secundaire onderzoeker op de versnellingsmeters tikt. Instrueer de deelnemer dat hij/zij moet stoppen met lopen wanneer de hoofdonderzoeker 'stop' zegt. Bovendien, wanneer de hoofdonderzoeker "stop" zegt, moet de deelnemer zijn /haar voeten bij elkaar zetten en zo stil mogelijk blijven. Op dit moment tikt de secundaire onderzoeker een tweede keer op de versnellingsmeters en plaatst een marker (sticky note) op de vloer waar de deelnemer stopte.
      2. Enkele cognitieve instructies: Instrueer de deelnemer om aan het begin van de 15 m loopbrug te blijven staan. Terwijl hij/zij staat, wordt hem/haar gevraagd om zoveel mogelijk woorden te vermelden die beginnen met een bepaalde letter.
      3. Dubbele taakinstructies: Instrueer de deelnemer om zo snel mogelijk te lopen terwijl hij over de obstakels stapt en tegelijkertijd zoveel mogelijk woorden vermeldt, te beginnen met een bepaalde letter. Laat hem/haar weten dat hij/zij ook 30 seconden heeft voor deze aandoening. Vertel deelnemer dat hij/zij zal starten wanneer de hoofdonderzoeker "start" zegt. Dit gebeurt onmiddellijk nadat een secundaire onderzoeker op de versnellingsmeters tikt. Instrueer de deelnemer dat hij/zij moet stoppen met lopen wanneer de hoofdonderzoeker 'stop' zegt. Bovendien, wanneer de hoofdonderzoeker "stop" zegt, moet de deelnemer zijn /haar voeten bij elkaar zetten en zo stil mogelijk blijven. Op dit moment tikt de secundaire onderzoeker een tweede keer op de versnellingsmeters en plaatst een marker (sticky note) op de vloer waar de deelnemer stopte.
    7. Begin met video-opname met een camcorder op een statief.
    8. Druk op de spatiebalk om de1e proef te starten. Monitor de 30 s timer op de stimulus presentatie software; laat de deelnemer stoppen wanneer er 30 s zijn verstreken.
    9. Identificeer de2e proef en geef de deelnemer instructies. Herhaal het proces totdat de deelnemer 15 gerandomiseerde proeven van de LE Subtask heeft voltooid.
    10. Stop met video-opname.
    11. Laat de deelnemer weten dat hij/zij nog een rustperiode van 60 s zal voltooien. Zodra de deelnemer is geplaatst, drukt u op Start om de rustperiode te beginnen.
    12. Sluit na de rustperiode het LE-subtakenbestand af in de stimuluspresentatiesoftware. Stop de gegevensverwerving in fNIRS-software voor gegevensverwerving, maar sluit de software niet af.
      OPMERKING: Letters worden gerandomiseerd (door de stimuluspresentatiesoftware) tussen proeven en tegenwicht tussen deelnemers en tussen enkele en dubbele taakomstandigheden. Letters zijn vergelijkbaar in moeilijkheidsgraad en omvatten: W, D, F, T, S, H, M, A, B en P. Getallen worden gerandomiseerd (door de stimuluspresentatiesoftware) tussen proeven en tegengesteld tussen deelnemers en tussen enkele en dubbele taakomstandigheden. Nummers inbegrepen: 185, 225, 220, 175, 205, 165, 170, 180, 245 en 240.
  5. Verwijder versnellingsmeters van de enkels van de deelnemer. Ga naar het gedeelte in de gang dat is aangewezen voor de UE-subtaak.
  6. Begin met het verzamelen van UE-subtakengegevens.
    1. Open de stimulus presentatie software.
    2. Selecteer het UE-subtaakbestand.
    3. Vraag de deelnemer om in een stoel te zitten ter voorbereiding op een rustige rustperiode van 60 s.
    4. Ga terug naar de fNIRS-acquisitiesoftware en klik op de knop Start om te beginnen met het verzamelen van fNIRS-gegevens. Voer onderwerp ID_UE, leeftijd en seks in het pop-upvenster in en klik op start.
    5. Keer terug naar de stimuluspresentatiesoftware, informeer de deelnemer dat de rustige rustperiode op het punt staat te beginnen en druk op Ruimte om de rustperiode van 60 s te starten.
    6. Identificeer aan het einde van de rustperiode welke UE Subtask-voorwaarde (enkele motor, enkele cognitieve of dubbele taak) is geselecteerd voor de1e proef. Geef de deelnemer instructies voor die proef.
      1. Enkele motorinstructies: Instrueer de deelnemer om 1,5 m van een muur te staan. Plaats een mandje tennisballen naast de deelnemer. Instrueer de deelnemer om een wall-toss te voltooien met afwisselende handen gedurende 30 s. Vertel de deelnemer dat als hij/zij er niet in slaagt om een bal te vangen, om een nieuwe bal uit de mand met tennisballen te halen.
      2. Enkele cognitieve instructies: Instrueer de deelnemer om te blijven staan Vertel de deelnemer dat hem/haar wordt gevraagd om 7 opeenvolgend af te trekken van een bepaald getal gedurende 30 s.
      3. Dubbele taakinstructies: Instrueer de deelnemer om een wandtuit te maken met afwisselende handen gedurende 30 s. Informeer de deelnemer dat hij/zij tijdens het gooien en vangen van de ballen wordt gevraagd om 7 van een bepaald nummer 2 voor 30 s achtereenvolgens af te trekken van een bepaald nummer2. Vertel de deelnemer dat als hij/zij er niet in slaagt om een bal te vangen, om een nieuwe bal uit de mand met tennisballen te halen.
    7. Begin met video-opname met een camcorder op een statief.
    8. Druk op de spatiebalk om de1e proef te starten. Monitor de 30 s timer op de stimulus presentatie software; vertel de deelnemer te stoppen wanneer er 30 s zijn verstreken.
    9. Identificeer de2e proef en geef de deelnemer instructies. Herhaal het proces totdat de deelnemer 15 gerandomiseerde proeven van de UE Subtask heeft voltooid.
    10. Stop met video-opname.
    11. Laat de deelnemer weten dat hij/zij nog een rustperiode van 60 s zal voltooien. Zodra de deelnemer is geplaatst, drukt u op Start om de rustperiode te beginnen.
    12. Sluit na de rustperiode het UE Subtask-bestand af in de stimuluspresentatiesoftware. Stop de gegevensverwerving in fNIRS-software voor gegevensverwerving en sluit de software af.
  7. Verwijder de fNIRS-dop uit het hoofd van de deelnemer.
    OPMERKING: Letters worden gerandomiseerd (door de stimuluspresentatiesoftware) tussen proeven en tegenwicht tussen deelnemers en tussen enkele en dubbele taakomstandigheden. Letters zijn vergelijkbaar in moeilijkheidsgraad en omvatten: W, D, F, T, S, H, M, A, B en P. Getallen worden gerandomiseerd (door de stimuluspresentatiesoftware) tussen proeven en tegengesteld tussen deelnemers en tussen enkele en dubbele taakomstandigheden. Nummers inbegrepen: 185, 225, 220, 175, 205, 165, 170, 180, 245 en 240.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Deelnemers
Deelnemers werden gerekruteerd uit lokale middelbare schoolteams en universitaire intercollegiale en clubsportteams met behulp van mond-tot-mondreclame en reclamefolders. Deelnemers moesten tussen de 15 en 22 jaar oud zijn en regelmatig deelnemen aan georganiseerde contactsporten. Contactsporten omvatten alle sporten waarbij fysiek contact met teamgenoten of tegenstanders noodzakelijk is tijdens routinespel. Deelnemers moesten ook een normaal of gecorrigeerd gezichtsvermogen en gehoor hebbe...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

In dit manuscript beschreven we het beheerprotocol voor het onlangs herziene Dual Task Screen (DTS). Deze revisies werden voltooid om beperkingen aan te pakken die in de oorspronkelijke DTS15 werden geïdentificeerd en omvatten de toevoeging van enkele cognitieve aandoeningen om te testen op cognitieve kosten voor dubbele taken. Het omvatte ook op slimme apparaten gebaseerde accelerometrie om de loopeigenschappen nauwkeuriger te meten. We hebben representatieve resultaten opgenomen die het type kli...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben geen belangenconflicten om openbaar te maken.

Dankbetuigingen

We willen mevrouw Isabelle Booth bedanken, een studente van de Colorado State University die heeft geholpen met de analyse van accelerometriegegevens. We willen ook de financiering erkennen van NIH K12 HD055931 en K01 HD096047-02 uitgegeven aan auteur J.S.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Hardware (alfabetische volgorde)
NIRx NIRSport2-apparaat: NSP2-CORE1616NIRxReferentie #: GC359"De NIRSport 2 is een gebruiksvriendelijke, modulaire en robuuste draadloze functionele near-infrared spectroscopie (fNIRS) platform dat hemodynamische reacties op neuroactivatie meet via veranderingen in oxy-, deoxy- en totaal hemoglobine in de cerebrale cortex.De NIRSport 2 wordt geleverd met een reeks kant-en-klare upgrades en modules om aan de behoeften van een breed scala aan cognitieve neurowetenschappelijke toepassingen te voldoen." (Direct citaat uit nirx.net/nirsport)
NIRx NIRSCap (beschikbaar in 5 verschillende maten)NIRxN/A"De NIRScap bestaat uit een meetpet en optode-houders. De optode-houders passen in de sleuven van de meetpet." (Direct citaat uit NIRx's NIRScap Getting Started Guide)
NIRx Optode-bronnen (x 2)NIRxReferentie #: GC359"8-bronnen actief bronbundel voor vezelloze optische verlichting met dubbele tip; 240 cm lang." (Direct citaat uit NIRx Packing List Beschrijving)
NIRx Optode-detectoren (x 2)NIRxReferentie #: GC359"Bundeling van 8x actieve sensoren voor vezelloze optische detectie; dubbele tip; 240 cm lang." (Direct citaat uit NIRx Packing List Beschrijving)
NIRx Korte Afstand Detector SondesNIRxN/A"De sondes worden geleverd in een bundel van acht detectorclips die koppeling van korteafstandsgegevens van acht onafhankelijke bronsites tot één gemeenschappelijke detectorkanaal op het instrument mogelijk maakt." (Direct citaat uit NIRx's Short Distance Detector Probes Getting Started Guide)
Software (alfabetische volgorde)
AuroraNIRxN/A"NIRSport 2 Acquistion Software. Aurora fNIRS maakt via Wi-Fi of USB verbinding met uw NIRSport 2-apparaat en kan in slechts enkele klikken een complete experimentele configuratie instellen. Dankzij het geautomatiseerde signaaloptimalisatie-algoritme zorgt Aurora fNIRS voor een optimale signaalkwaliteit voordat een meting wordt gestart. Rauwe gegevens, HbO en Hb-concentratieveranderingen kunnen in real-time worden gevisualiseerd in verschillende weergavemodi. Bovendien zijn high-end hele kopvisualisaties onmiddellijk beschikbaar. Opgenomen gegevens kunnen worden geëxporteerd via het geïntegreerde Lab Streaming Layer (LSL) protocol, waardoor realtime verwerking mogelijk is in Brain-Computer Interface (BCI) en Neurofeedback-paradigma's." (Direct citaat uit nirx.net/software)
MatlabMath WorksN/A"MATLAB® combineert een desktopomgeving die is afgestemd op iteratieve analyse- en ontwerpprocessen met een programmeertaal die matrix- en array-wiskunde direct uitdrukt. Het omvat de Live Editor voor het maken van scripts die code, output en opgemaakte tekst combineren in een uitvoerbaar notitieboek." (Direct citaat uit mathworks.com)
NIRS ToolboxOntwikkeld door Huppert Brain Imaging LabN/A"NIRS toolbox is een Matlab-gebaseerd analyseprogramma." (Direct citaat uit huppertlab.net/nirs-toolbox-2/)
PsychoPyPythonN/A"PsychoPy is een open source softwarepakket geschreven in de Python programmeertaal, voornamelijk voor gebruik in neurowetenschappen en experimentele psychologieonderzoek." (Direct citaat uit psychopy.org)
Lagere technologie/kosten onderzoeksbenodigdheden* (alfabetische volgorde)
AmazonBasics 60-inch lichtgewicht statief met tasAmazonArtikelmodel #: WT3540Dit lichtgewicht statief is perfect voor de meeste camera's tot 6,6 pond. Installatie is snel en eenvoudig. De meegeleverde tas maakt opslag en transport een fluitje van een cent.De poten van het statief kunnen worden uitgerekt van 20” tot 48”. Potenvergrendelingen komen soepel vrij en glijden gemakkelijk naar de gewenste hoogte. Draai de middelste paal omhoog voor een statief dat 60” hoog is. (Direct citaat uit Amazon.com)
iPod Touch x 2AppleN/ASmart device met ingebouwde versnellingsmeter.
Panasonic Full HD Videocamera Camcorder HC-V180K, 50X Optische Zoom, 1/5,8-Inch BSI Sensor, Aanraakgestuurde 2,7-inch LCD-scherm (Zwart)AmazonArtikelmodel #: HC-V180KCompact, lichtgewicht en eenvoudig te gebruiken, de Panasonic Full HD Camcorder HC-V180K brengt een leuke, zorgeloze ervaring naar het vastleggen van video met hoge resolutie. Met een 5-assige beeldstabilisator voor maximale handstabiliteit, brengen de superlange 50X optische zoom en maximaal 90X intelligente zoom van deze 1080p camera snel objecten op afstand scherp. Een handige 28mm groothoeklens stelt u in staat om meer mensen en landschappen in instellingen zoals bruiloften, reünies en vakanties te passen. Een geavanceerde BSI-sensor zorgt voor een goede beeldkwaliteit bij weinig licht terwijl de Level Shot-functie van Panasonic automatisch camerakantelingen detecteert en compenseert. Voor extra plezier bevat de camera creatieve filtereffecten zoals 8mm Movie, Silent Movie, Miniature Effect en Time Lapse Recording, allemaal gemakkelijk toegankelijk op het 2,7-inch LCD-aanraakscherm. Een tweekanaals zoommicrofoon werkt samen met de zoom om scherp, helder geluid te garanderen, dichtbij of op elke afstand." (Direct citaat uit Amazon.com)
Post-it Notities, 3" x 3", Kanarie Geel, Pak van 18 NotitieblokkenOffice Depot/Office MaxArtikel # 1230652"Post it® Notities plakken veilig vast en verwijderen schoon, met een uniek kleefmiddel dat is ontworpen voor gebruik op papier."
Scotch 232 Plakband, 1" x 60 YdOffice Depot/Office MaxArtikel # 910588"Hoge prestatie papier plakband produceert scherpe verflijnen in medium-temperatuur verfbakken. Scotch tape biedt elke keer een schone verwijdering, zelfs op traditioneel moeilijk te verwijder

Referenties

  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).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Trefwoorden

Functionele nabij infraroodspectroscopielicht traumatisch hersenletselsubtaak voor de onderste extremiteitensubtaak voor de bovenste extremiteitenloopanalysecognitieve taakfNIRS gegevensverwervingsoftware voor stimuluspresentatie
Herziene en neuroimaging-compatibele versies van het dual task-scherm
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleid

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.