Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Нейрологическая подхода к экспертизе сотрясений в студентов-спортсменов

12.2K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/52046

⸱

8 декабря 2014 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Exercise Science, Elon University, 2Department of Physical Therapy Education, Elon University, 3Department of Physical Therapy, Duquesne University, 4Department of Sports Medicine, Elon University

В этой статье

Краткое содержание

Существует большая изменчивость в риск человека для сотрясение мозга и их соответствующего восстановления. Комплексный подход к оценке сотрясение мозга гарантировано; в том числе базового тестирования спортсменов до участия в спортивных и своевременная оценка после травмы. Цель этого протокола заключается в предоставлении соответствующей комплексный подход для изучения сотрясение мозга.

Аннотация

Сотрясения происходят с пугающей быстротой в Соединенных Штатах и ​​стали серьезной проблемой общественного здравоохранения. По оценкам CDC, что от 1,6 до 3,8 млн сотрясения происходят в спортивных и развлекательных мероприятий в год. Сотрясение мозга, как определено в Сотрясение мозга Заявление на основе консенсуса 2013 "может быть вызвано либо прямого удара по голове, лицу, шее или в другом месте на теле с« импульсивного »силы, передаваемой по голове." Сотрясения оставить человека как с кратко- и долгосрочные последствия. Краткосрочные последствия спортивных связанных с сотрясениями могут вноситься изменения в способности игры, спутанность сознания, нарушение памяти, потеря сознания, замедление времени реакции, потеря координации, головные боли, головокружение, рвота, изменения в структуре сна и изменения настроения. Эти симптомы, как правило, разрешаются в течение нескольких дней. Тем не менее, в то время как некоторые люди оправиться от одного сотрясение мозга довольно быстро, многие испытывают затяжной эффекты, которые могутдлиться несколько недель или месяцев. Факторы, связанные с сотрясением мозга восприимчивость и последующие сроки восстановления не известно и не понимал в это время. Несколько факторов были предложены, и они включают историю индивида сотрясение мозга, тяжесть первичной травмы, историю мигрени, история обучении, истории психиатрических сопутствующих заболеваний, а возможно, и генетические факторы. Многие исследования индивидуально изучен ряд факторов, как краткосрочные и долгосрочные последствия сотрясений, времени восстановления, конечно, восприимчивости и восстановления. То, что не было четко установлено, является эффективным комплексный подход к оценке сотрясение мозга, которые дадут ценную информацию, связанную этиологии, функциональных изменений и восстановления. Цель этой рукописи, чтобы показать один такой многогранной подошел котором рассматриваются сотрясение мозга с помощью компьютеризированной когнитивные тестирование, событий вызванных потенциалов, соматосенсорной восприятия ответов, баланс задницыпасо, оценка походка и генетическое тестирование.

Введение

Сотрясения происходят с пугающей быстротой в Соединенных Штатах и собрали довольно много внимания, так как проблемой общественного здравоохранения. 1-3 Центры США по контролю и профилактике заболеваний (CDC) оценивает, что от 1,6 до 3,8 млн сотрясения происходят в спортивных и развлекательных мероприятий в год. 4,5 Сотрясение мозга, как определено в Заявлении 2013 Сотрясение мозга консенсуса 2 "может быть вызвано либо прямого удара по голове, лицу, шее или других участках тела с" импульсной "силы, передаваемой по голове." Сотрясение мозга может Результат в нейропатологических и / или субструктурных изменений, которые могут привести к функциональным нарушениям. 2 Эти недостатки могут сохраняться в течение нескольких недель. Это не редкость для спортсменов чаще подвергаются сами сообщили симптомы, декременты в постуральной контроля, снижение когнитивные функции даже 14 дней после первоначальной травмы. 6 длительного характера симптомов, впоследовательное выявление сотрясения мозга, и изменчивость в preinjury способностей часто приводят к сложным и нестандартизированного возвращение к игре решений врачами, смутные времена восстановления, и, возможно, долгосрочных последствий. 7-9

После сотрясения мозга, человек может испытывать как краткосрочные, так и долгосрочные последствия. Краткосрочные последствия спортивных связанных с сотрясениями могут вноситься изменения в способности игры, спутанность сознания, нарушение памяти, потеря сознания, замедление времени реакции, потеря координации, головные боли, головокружение, рвота, изменения в структуре сна и изменения настроения. Эти симптомы, как правило, разрешаются в течение нескольких дней. 2,10 Тем не менее, в то время как некоторые люди оправиться от одного сотрясение мозга довольно быстро, много опыта долгосрочных последствий, которые могут длиться в течение нескольких недель или месяцев после травмы. 10,11, 12 Эти симптоматические расстройства в ежедневно функция может быть количественно, используя когнитивные и производительность относятсяD испытания. Хотя ни одна тест не должен определять диагноз сотрясение мозга, батарею тестов и известные отношения между тестами может помочь медицинскому персоналу в принятии диагнозов, вернуться в класс, и вернуться к игре решений. 2

Существует большая изменчивость в риск человека для сотрясение мозга и их соответствующего восстановления. 11 Факторы, связанные с сотрясением мозга восприимчивости и времени восстановления курса не известно или понято. Несколько факторов были предложены, которые могут повлиять на сотрясение восприимчивость и восстановления человека. Эти факторы включают в себя историю индивида сотрясение мозга, тяжесть первичной травмы, историю мигрени, история обучении, истории психиатрических сопутствующих заболеваний, и, возможно, генетические факторы. 7, 9, 13, 14

Многие исследования индивидуально исследовали специфические факторы для обоих краткосрочных и долгосрочных эффектовсотрясение мозга, время восстановления, конечно, и генетика как фактор сотрясение мозга. 4,8,15-17 Что не было четко установлено, является эффективным комплексный подход к сотрясение мозга оценку, которая бы дать ценную информацию, связанную с Этиология, функциональных изменений и восстановление от сотрясения мозга. В связи с разнообразием симптомов и неопределенных временных процессе восстановления, комплексный подход к оценке сотрясение мозга гарантировано, и это должно включать в себя базовый тестирование всех спортсменов до участия в тренировок и соревнований, а также своевременная оценка после травмы. Недавний обзор предполагает, что нейрокогнитивные оценки могут быть более чувствительны к выздоровлению от сотрясения, чем мониторинг симптомов в покое. 18 Вполне возможно, что есть и другие объективные меры, которые могут быть лучше показатели выздоровления от сотрясения мозга.

Для этого протокола, мы используем несколько задач для оценки различных компонентов системы, чтобы увидеть, как они повлияли бя сотрясение мозга. Компьютеризированная нейрокогнитивное тест может оценить память, скорость обработки, навыки решения проблем, когнитивные эффективности и контроль импульсов. 6 ЭЭГ со слуховыми и визуальными задач обработки может быть использован для оценки neuroefficiency на основе изучения событий вызванных потенциалов. 19 задача соматосенсорной дискриминация может быть используется для оценки периферической и центральной сенсорных возможностей обработки. 20 Баланс и походки меры могут быть использованы для оценки функциональных возможностей производительности. 6,21 Кроме того, мы оцениваем различные генотипы, которые могут иметь отношения к сотрясение мозга историю, восстановление сотрясение и когнитивные функции. 22 We Контрольное испытание наши университетский студентов-спортсменов на этой батарее тестов и повторите испытание, если они берут на себя сотрясение когда бессимптомно.

Целью данного проекта является оценка потенциальных краткосрочных и долгосрочных декременты в производительности в результате сотрясений, используя генетические, neurocognitive, электрофизиологические, поведенческие, соматосенсорной, баланс и походки меры. Понимание возможных механизмов, которые могут быть связаны с различными симптомами и нарушениями, которые происходят с сотрясением мозга играют важную роль в продвижении наших знаний о сотрясением мозга. Большой knowledgle об этих изменениях в будущем могут помощи в диагностике сотрясения мозга, а также управление сотрясение мозга, как он относится возвращаться к игре и вернуться к учеными.

Все меры, описанные ниже, взяты исходно (до участия студент-спортсмен в спорте). Наш нынешний протокол для завершения компьютеризированной когнитивные тестирование в 48 ч вместе с протоколом баланса, потому что мы считаем, что они обеспечивают полезную информацию о восстановлении и возможного возвращения на игры и возвращения на ученых. Когда студент-спортсмен сообщает бессимптомно они снова вернуться в лабораторию, где все базовые меры снова проводить, генетического тестирования, кроме. Полный протокол, барельефЭлин и бессимптомно, занимает около 90 минут, чтобы завершить в течение одного периода тестирования.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Все процедуры, описанные ниже, были одобрены Институциональные наблюдательного совета Элона-х годов.

1. Компьютерный Нейрокогнитивная Тестирование

  1. Попросите участников сесть в передней части компьютера. Войти участников на систему и наставлять их, чтобы завершить компьютеризированной нейропсихологических тестов, которая состоит демографический и справочная информация, раздел личной сообщил перечень симптомов, и 6 модулей (дискриминация слово, дизайн памяти, иксы и O, подходящие символ, цвет матча, и из трех букв).
  2. Скачать краткий доклад и введите четыре составных баллов по вербальной памяти, зрительной памяти, времени реакции и скорости обработки двигателя.

2. Событие вызванных потенциалов

  1. Измерьте окружность головы с помощью измерительной ленты, чтобы определить размер сети ЭЭГ, которые будут использоваться. Определить размещение в сети ЭЭГ путем измерения анатомические ориентиры.
  2. Замочите в сети ЭЭГ в таклюция хлорида натрия и детским шампунем в течение 5 мин.
  3. Поместите сеть ЭЭГ на голове участника. Система, которую мы используем включает в себя 32 каналов.
  4. Проверка уровня импеданса сайтов на компьютере. Для нашей системы, сопротивление ниже 100 кОм считается приемлемым.
  5. Объясните познавательных задач и пусть участник практике каждой из задач.
    1. Слуховые Oddball Задача: Поручить участника надеть наушники и удобно сидеть за столом. Сообщите им, что они услышат серию низких и высоких частот и ответить как быстро и точно, насколько это возможно, нажав на кнопку в слуховой тон высокой частоты.
    2. Flanker Задача: Поручить участника сидеть перед экраном компьютера, где им будет предоставлена ​​серию стрелками, проецируемых на экран. Попросите участников ответить на направлении среднего стрелкой, нажав левую кнопку мыши, если она была, указывающая влево или нажав правую кнопку мыши, если он был направлен буровой установкиHT, как быстро и точно, насколько это возможно.
  6. Попросите участников выполнить два испытания обеих слуховой чудаком задачи и задачи Flanker.
  7. Снимите сетку ЭЭГ от участника и очистить сетку ЭЭГ путем замачивания в гермицидную дезинфицирующего средства в течение 10 мин.

3. Соматосенсорные Восприятие Ответы

  1. Сиденье участника комфортно с их левой рукой в положении лежа отдыхал на сенсорный стимул устройства и их пальцы расположены вдоль контура устройства с мягкими наконечниками цифр 2 и 3, размещенных в контакте со стимулом зондов. 23
  2. Попросите участников, чтобы просмотреть инструкции задач, связанных с и сигналы на мониторе компьютера и введите ответы с помощью двух кнопок компьютерной мыши. Проект 5 различных тестов: 2 простые отдельные задачи время реакции сайте, двойной дискриминации амплитуда сайт, 24 двойной амплитуды сайт задачу с одного сайта адаптации стимул, 24 ивременная суд нарядов. 25
  3. До начала каждого теста, то сигналы на компьютере будет инструктировать участника, чтобы завершить практические испытания, чтобы ознакомиться с этой задачей. Компьютер будет давать обратную связь производительности участников после каждого испытания (например, правильное; неправильно).

4. Баланс протокол

  1. Попросите участников поставить на скольжению носки, а затем встать на системы баланса познакомиться с инструментом.
  2. Попросите участников встать в удобном положении, соответствующие центр точки давления с центральной точкой на экране. Исследователи записывать эту удобную стартовую позицию, что все тесты проходить с той же позиции ног, стоя на устройстве.
  3. Попросите участника в течение 30 сек для каждого из четырех условий (открытыми глазами / твердой поверхности, глаза закрыты / прочную поверхность, поверхность глаза открыть / пена с закрытыми глазами / поверхность пена), Обеспечить участникам 10 сек отдыха между каждой ситуации, и 3 сек отсчет до начала каждой записи.
  4. Повторите каждое из условий при заполнении второстепенной задачей. Попросите их считать в обратном порядке от 7 Начиная с случайной 3-значный номер, указанный на них (например, 843).
  5. Запись значения индекса раскачивания, меру стандартное отклонение суммы влиянием для каждого состояния и центра данных давления, чтобы использовать позже для дальнейшего анализа.

5. Движения Оценка

  1. Оценка "походку с помощью портативного 15 'участников длинными ковровыми системы инструментальной анализ походки с датчиками давления, присутствующего по всей длине ковра, чтобы обнаружить поступь участника.
  2. Попросите участников пройти через мат босиком на комфортной скорости в пять раз, начиная с расстояния 3 'до начала мата и 3' после ухода с ковра.
  3. Поручить ParticipaНТС завершить пять дополнительных пешеходных испытания при подсчете назад на семь из случайного 3-значное число в качестве параллельного познавательной двуединая задача.
  4. Зависимые переменные, полученные в качестве выхода из анализа походки включают абсолютные и изменчивости меры нескольких пространственно-временных параметров, таких как скорость, интонация длины шага.

6. Генетика

  1. Попросите участников осторожно удалите тампон палку из стерильной емкости (будьте внимательны, чтобы только прикоснуться к концу палки тампона палкой), переместите тампон в рот, и энергично потереть тампоном внутри обеих щеках в общей сложности 20 сек ,
  2. Передайте тампон палку к технике, который носит латексные или нитриловые перчатки. Только держите конец палки, а затем поместить кончик тампона в стерильную пробирку 1,7 мл (обозначено с идентификационным номером только), который сразу же помещают на лед.
  3. В 24 ч передаче образцы в -20 ° C морозильнике.
  4. Извлечение ДНК с помощьюСтандартный набор для очистки ДНК в соответствии с протоколом производителя. Чтобы получить более концентрированный образец, после экстракции, выполнить стадии осаждения изопропанолом и увлажняет ДНК в 20 мкл ЭДТА буфере (рН 8,0).
  5. не хранить экстрагированной ДНК при -80 ° С до анализа генотипирования с использованием стандарт полимеразной цепной реакции (ПЦР) анализы с флуоресцентными метками.
  6. "Вызов" генотипов от программного обеспечения ПЦР, а затем проверить вручную, просмотрев ПЦР-амплификации участков.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Компьютерный Нейрокогнитивная Тестирование

Пример результатов для компьютерной нейрокогнитивного теста можно увидеть на рисунке 1. Компьютерная программа вызывает композитных баллов по вербальной памяти, зрительной памяти, Visual скорость двигателя и времени реакции, которые часто используются, чтобы сделать возвращение к игре и вернуться к -Узнайте протоколы управления сотрясение мозга. Словесные и визуальные композиты памяти оценить сосредоточения внимания...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Цель этого многомерного подхода к базовому тестирования сотрясение мозга имеет два аспекта: 1), чтобы лучше понять влияние сотрясения мозга (острый и длительный срок) на нервно-мышечной системы; 2), чтобы помочь спортивная медицина персонал делают возвращаться к игре решения (они в основном используют когнитивные тестирование, как это было предложено МакКрори). 26 Это комплексный подход к сотрясение мозга оценка предоставляет ценную информацию, относящуюся к этиологии, функциональных изменений и выход из сотр...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.

Благодарности

Это исследование было поддержано грантами Американского медицинского общества спортивной медицины. Авторы хотели бы выразить признательность нашим студентам-исследователям, включая Дэвида Лоутона, Дрю Гарднера, Марка Сандмана, Келси Эванс, Грэма Кокрейна, Джордана Коттла и Джека Халлигана, за их помощь в сборе данных за последние четыре года.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
ImPACTImPACT, Питтсбург, ПенсильванияНейрокогнитивное сотрясение мозга тестирование
ЭЭГEGI, Юджин, ОР ЭЭГ32-канальная система
Stim2Compumedics Neuroscan, Шарлотта, Северная КаролинаПрограммное обеспечение для представления задач для фланкера задачи и слухового чудака
NetStationEGI, Юджин, ОрегонПрограммное обеспечение для сбора и анализа данных ЭЭГ
Сенсорное устройствоКортикальные метрикиСенсорное тестирование
Система балансировки SDBiodex Medical Systems, Inc., Ширли, Нью-ЙоркТестирование баланса
GAITRite CIR systems, Inc., Спарта, Нью-Джерси, СШААнализ походки
PCRApplied Biosystems, Фостер-Сити, КалифорнияГенетический анализ
MatlabMathworks, Натик, Массачусетс, СШААнализ походки и равновесия

Ссылки

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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.
  8. Guskiewicz, K., et al. Cumulative effects associated with recurrent concussion in collegiate football players. JAMA. 290, 2549-2555 (2003).
  9. 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.
  10. 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).
  11. McCrea, M., et al. Acute effects and recovery time following concussion in collegiate football players. the NCAA Concussion Study. JAMA. 290, 2556-2563 (2003).
  12. 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).
  13. 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).
  14. Tierney, R. T., et al. Apolipoprotein E genotype and concussion in college athletes. Clin J Sports Med. 20, 464-468 (2010).
  15. Iverson, G., Brooks, B., Collins, M., Lovell, M. R. Tracking neuropsychological recovery following concussion in sport. Brain Inj. 20, 245-252 (2006).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Johnson, E. W., Kegel, N. E., Collins, M. W. Neuropsychological assessment of sport-related concussion. Clin Sports Med. 30 (1), 78-88 (2011).
  19. 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).
  20. 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).
  21. Martini, D. N., et al. The chronic effects of concussion on gait. Arch Phys Med Rehabil. 92, 585-589 (2011).
  22. Jordan, B. D. Genetic influences on outcome following traumatic brain injury. Neurochem Res. 32, 905-915 (2007).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. McCrory, P. Future advances and areas of future focus in the treatment of sport-related concussion. Clin Sports Med. 30, 201-208 (2011).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Нейрологическая подхода к экспертизе сотрясений в студентов-спортсменов
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.