Summary
Subconcussive 축구 제목 모델 격리 subconcussive 머리 영향의 효과 측정 하는 안전 하 고 간결한 방법론 접근 이다.
Abstract
Subconcussive 조회 수 위협 신경 건강에 그들은 바깥쪽 symptomology를 유발 하지 않고 신경 구조 손상과 기능 장애를 유발 하는 돌이킬 수 없는 신경 퇴행 성 질환, 만성에 핵심 기여자 것 처럼 같이 있다 외상 성 뇌 질환 (CTE) 또한, 선수들이 안타 시즌 당 1000 개 이상 발생할 수 있습니다. Subconcussive 축구 제목 모델 (SSHM)은 분리 하 고 이러한 subconcussive 머리 영향의 효과 검토 관련, 재생 가능성, 그리고 최고의 방법입니다. SSHM 조사는 급성의 우수한 애비뉴와 과학계를 제공 속도, 영향, 간격, 머리에 공 배치의 주파수를 여행 하는 공 같은 변수를 제어 하 여 뿐만 아니라 머리 영향 크기를 측정 하 여, subconcussive 신경 건강에 효과입니다. 이 종이 보여 줍니다 SSHM의 유틸리티 neurofilament 빛 polypeptide (NF-L)의 시간-코스 식 공부에 플라즈마 반복된 측정 방식에서에. NF-L 사각에서 높은 되도록 표시 되었습니다 이전 axonal 상해 마커 이며, 축구 선수 subconcussive 다음 머리 외상. 34 세 성인 축구 선수 모집 되었고 축구 제목에 무작위로 할당 (n = 18) 또는 발로 (n = 16) 그룹. 제목 그룹 축구 공 10 분 이상 25 mph의 속도로 예상 10 헤더 실행. 발로 그룹 10 차기와 동일한 프로토콜을 따 랐 다. 플라즈마 샘플 제목/발로 후 전과 0 h, 2 시간, 그리고 24 시간에 획득 하 고 NF-L 식에 대 한 평가 했다. 제목 그룹 플라즈마 NF L 식에에서 점진적 증가 그리고 발로 그룹 시간 지점에서 일관 된 유지 하는 반면 제목 프로토콜 후 24 h에 만족. 이 결과 임상 subconcussion 데이터의 유효성을 검사 하는 SSHM의 사용을 장려 하는 임상 분야 연구에서 NF L 데이터 확인.
Introduction
장기, 신경 질환 CTE1,2,3,4,5 개발 하기 위한 핵심 참여자 중 하나로 제안 되었습니다 subconcussive 머리 영향에 반복 노출 . 매년, 약 2.5 백만 높은 학교 및 대학 선수 몸과 머리6,7의 빠른 가속-감속을 통해 이러한 subconcussive 모욕을 자주 유도 접촉 스포츠에 종사. 특히, 연락처 스포츠 선수는 시즌6,,89같은 충격의 1000 몇 100을 발생할 수 있습니다. 또한, 군사 남자와 여자, 같은 다른 인구 등록 300000 이상의 머리 부상 2001 년 이후는 은퇴한 군사 베테랑10CTE의 최근 진단으로 각 성 했다. 이 진단 급성장 공중 보건 문제11,12현재 미국 축구 선수 4 사후 축구 선수의 110 사후 CTE 두뇌와 평행. 엄청난 보급, 연구 사운드, 통합 하는 시선 변화 해야 합니다 머리 영향에 비추어 급성 부채 subconcussive 안타 분석의 정확한 방법 다양 한 경기장에서에서 유도 된다.
여기에 제시 된 SSHM 안전 하 게 접촉 스포츠 활동 시 신경 조직에 따라 배치 하는 일반적인 기계적인 긴장을 유도 하기 위해 현재 방법론 필요를 충족 하나입니다. 이 모델의 구현에는 꼼꼼하게 관리 뿐만 아니라 머리의 측정 크기13,14충격 속도, 영향, 간격, 머리에 공 배치의 주파수를 여행 하는 공 수 사관 수 있습니다. 이러한 요소는 필드 설정에서 제어 불가능는 SSHM subconcussive 머리 영향의 효과 분리 하는 연구자에 대 한 콘센트를 제공 합니다. 또한, 혼란 변수 플레이 (예를 들어, 격렬 한 운동, 신체 손상, 신체 온도 변화, 및 수 화/땀 효과) 동안 본의 제거를 통해는 SSHM 임상 관측의 유효성을 검사 하는 우수한 방법 제공 .
SSHM는 스포츠의 영역 내에서 구체적으로 볼 머리 영향에 직접 유사점 있다. 따라서, 문학 이미 자사의 유틸리티를 표시 하 고 누적 머리의 연구 결과 확증 하기 시작 했다 다른 수 사관에서 영향 부담. 예를 들어 우리 subconcussive 머리의 부담이 크게 축구 선수13,15사이 드라이브 신경 안과 장애 영향을 증명 하고있다. 또한, 몇 가지로 10 subconcussive 영향을 즉시 표시 되었습니다 휴식1624 h 후 정규화 할 수 있습니다 vestibular 기능 교란으로. 이 방법론 보고서에서 우리는 안전 하 게 subconcussive 머리 충격의 효과 연구 하 고 반복적인 subconcussive 머리 영향 점차 신경 파생의 농도 증가 하는 우리의 연구 결과 중 하나를 소개 하는 SSHM의 응용 프로그램 설명 혈액 biomarker, 즉 NF L14 이 찾는 substantiates 머리17,18 에 반복적인 subconcussive 불면으로 인해 NF L 존재의 이전 결과 뿐만 아니라의 유효성도 검사는 SSHM 제어 임상 방식으로 이러한 연구 결과 재현할 수 있습니다.
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Protocol
저자는 인디애나 대학 제도 검토 위원회 승인 연구 (프로토콜 # 1610743422) 서 면된 동의 얻어 확인 합니다.
참고:는 SSHM 0 h, 2 시간, 그리고 24 시간 후 개입 개별 사전 개입 값에 비해 과목 내에서 종속 변수 간의 변화를 조사 하는 반복된 측정 설계에 통합 되었다. 이 연구 설계 연구원을 체육 관행 사이 일반적인 기간 이다 24 시간 기간에 대 한 변경 내용을 추적할 수 있습니다. 현재 연구에서 축구 선수 무작위로 할당 되었다에 축구 제목 (n = 18) 또는 그룹 발로 축구 (n = 16).
1입니다. 설치
- 기준선 측정 컬렉션 (중 고 개입), 다음 축구공은 9 psi에 팽창 보장 뿐 아니라 축구 볼 발사기 주제, 멀리 약 40 피트의 위치 SSHM를 시작 합니다.
- 컴퓨터의 얼굴 왼쪽 및 오른쪽 바퀴, 및 그들 사이 온/오프 스위치의 속도 조절 두 동일한 다이얼이 표시 됩니다. 이러한 두 다이얼 선택의 표준된 속도를 설정 합니다.
참고:이 데모 목적을 위해 속도 여행 하는 공이 설정 되었습니다 30 mph. 이 속도 미드 필드에는 부업에서 축구 드로우 시뮬레이션으로 선정 되었다. 축구 선수는 자주 연습과 게임 동안이 책략을 수행합니다. - 원하는 궤적 (발로 과목에 필요한 아니 블록)에 대 한 수 있도록 공 발사기의 바퀴 아래 장소 3 인치 블록. 이 완료 되 면 공을 발사기는 지상과 회전 바퀴의 중간 선 사이의 각도 측정은 40 ° 각도 다음.
참고: 각도 측정 각도, 촬영은 그리고 기계 축구공 로드 블루 레일을 따라 위치한 손잡이 풀면 후 조정 될 수 있다. - 축구 기계 설정 제대로 되 면 머리 밴드 주머니에 포함 하 고 외부 후 두 융기 (inion) 선형 및 회전 머리 가속도 모니터 바로 아래 위치 하는 3 축가 속도계와 과목을 맞습니다.
- 가 속도계에 대 한 해당 소프트웨어를 시작 하 고 그에 따라 피사체의 정보를 입력 합니다. 이 시점에서, 주제 (제목, 발로) 개입의 팸 재판을 시작 준비가 되어있습니다.
2. 팸 재판
- 주제를 공 발사기 앞 약 40 피트를 놓습니다.
- 공을 발사기 그들에 게 축구공을 발리 것입니다 그리고 그들은 단순히 공을 개입 접촉을 시뮬레이션할 필요가 주제에 설명 해야 (즉, 제목 주제를 잡을 것입니다 전에 그들의 마 앞에서 그들의 손으로 공을 머리-볼 접촉, 과목을 발로 "트랩" 공의 공을 다시, volleying 대신 그들의 발 바닥에 만들어지고 서 과목 고정 되며 하지 공을와 접촉).
- 주제 이해 하 고 준비 느낌 때 연구원 볼 발사기, 로드 블루 레일에 축구공을 마지막으로 3-2-1 후 회전 하는 바퀴에 공을 밀어가지고 카운트 다운.
- 이전 설명 대로 공 (단계 2.2)를 중지 한 후 다시 공을 롤 주제가 있다.
- 2.3 및 2.4 2 ~ 4 추가 단계를 반복 (휴식 시간) 사이 필요한 시간 주제 위치 되도록 정확한 이며 공 상호 안전 하 고 제어 됩니다. 이 친 하 게 재판을 마칩니다.
3입니다. 개입
- 구두로 주제 준비 되었는지 확인 합니다. 만 공; 게가 마 연락처 제목 주제에 지침을 제공 잠재적인 영향 정수 리, 크라운 및 측 두 엽을 피하기 위해 주제를 말해. 그것이 비행에서 공 접촉 지상 발에 후속 영향을 감소 것입니다 하는 동안에 볼을 발로 과목을 지시 합니다.
- 지시 제목와 발로 발리 대상 (추가 연구원)를 볼 그들와 기계 사이의 약 절반 거리를 주제. 아치형된 궤적을 모방 하는 방식으로이 작업을 수행 하는 과목을 요청할 수 있습니다, 그들은 최대한 공을 주제 쪽으로 그것의 비행 동안에 했다.
- 3 축가 속도계를 활성화 하 고 녹음을 시작 합니다.
- 블루 레일에 축구공을 로드, 3-2-1 후 회전 하는 바퀴에 공을 밀어 카운트 다운, 적절 한 연락처를 만든 ㄴ 다는 것을 확인 하 고.
- 복싱의 중간 단계 3.4 60 s 나머지 9 번 이상 반복 합니다. 주제 (때문에 부적당 한 배치 또는 피해 야 하는 지역에서 시체와 함께 의심된 접촉) 공 상호 싶고, 경우 다음 발리 주제에 공을 다시 신속 하 게, 어떤 휴식 시간 없이.
- 공을 머리 접촉 각 사이 3 축가 속도계 영향을 등록 하는 것을 확인 (3 축 소프트웨어를 사용 하 여 과목을 발로 해야 등록 하지 G-포스).
- 개입 결론 일단 볼 발사 장치를 해제 하 고 (중요, 헤드를 제거 하는 데 필요한 운동 다른 "영향"을 기록 수 있는) 3 축 녹음을 중지. 녹음 중지 되었습니다 일단 밴드를 제거 합니다.
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Representative Results
여기 결과는 이전 기사14는 SSHM 활용은 앞에서 설명한에서 해석 했다. 이 특별 한 연구에서 우리는 SSHM NF-L, 필터링에 두개골 그리고 머리 영향에 따라 말 초 혈액으로 가설 한 axonal 상해 마커는의 플라스마 수준에 변화를 유발 수 어떻게 보여 목적입니다.
SSHM 및 머리 운동학
현재 데이터 분석에 대 한 자격이 있던 34 과목에서 파생 되었다 (제목 그룹: n = 18, 그리고 발로 [제어] 그룹: n = 16). 그룹 사이 어떤 인구 통계 학적 특성에 상당한 차이가 있었다. 인구 통계 및 머리 충격 운동학 표 1에 자세히 나와 있습니다. 머리 영향 운동학 데이터 머리글 그룹 머리 영향 당 31.8 g 의 중간 선형 머리 가속을 경험 했다 (IQR: 31.1-34.5 g) 하 고 머리 영향 당 3.56 krad/s2 의 중간 회전 머리 가속 (IQR: 2.93 4.04 krad/s2). 대조적으로, 발로 (제어) 그룹 않았다 귀착되 지 머리 가속 감지 레벨 (예상 대로) (표 1).
NF-L biomarker 레벨에 SSHM 효과
SSHM는 다음과 같은 결과 생산할 수 있었습니다. 14결과 시각적 표현에 대 한 그림 1 을 참조 하십시오. (i) 점진적 증가가 있었다 플라즈마 NF L 식에서 머리 충격 그룹, F(1,31)에 대 한 통계적 시간 효과 의해 볼 수 있듯이 9.17, p = 0.0049 =. 예를 들어 0.03 pg/mL NF-L의 10 헤더 후 매 시간 마다 증가 추정 (SE = 0.001). (ii)는 발로 (제어) 그룹, F(1,31)에 대 한 중요 한 시간 효과 없다 1.20, p = 0.28 =. (iii) 후속 쌍 t-테스트 그룹 내에서 제목 Bonferroni 보정 밝혀 상당한 차이 24 h 후 제목에서 (3.68 ± 0.30 pg/mL) 사전 제목에 비해 등장 (3.12 ± 0.29 pg/mL, p = 0.0013; 코헨의 d 1.898 =). (NF-L 수준, 기준선에 대 한 조정 4) 선형 회귀, 24 h 후 개입 시간 시점 그룹 간의 차이 평가 하는 데 사용 되었고 머리글 그룹에서 NF L 레벨은 발로 (제어) 보다 상당히 높은 구별 0.66 pg/mL의 예상된 평균 차이와 그룹 (SE 0.22, p = 0.0025 =).
| 변수 | 제목 | 발로 제어 | P-값 |
| n | 18 | 16 | - |
| 섹스 | 7 M 11 층 | 6 M 10 층 | - |
| 나이, y | 20.3 ± 1.5 | 21.2 ± 1.4 | 0.089 |
| BMI, k g/m2 | 23.2 ± 2.4 | 24.4 ± 3.2 | 0.236 |
| 롤 이전 뇌 진 탕의 | 0.78 ± 1.0 | 0.63 ± 1.7 | 0.753 |
| 축구 제목 경험, y | 9.5 ± 3.6 | 10.0 ± 4.5 | 0.725 |
| 머리 영향 운동학, 중앙값 (IQR), 한 | |||
| PLA, g | 31.8 (31.1-34.5) | -b | - |
| PRA, krad/s2 | 3.56 (2.93-4.04) | -b | - |
| 참고: BMI, 체 질량 지 수 IQR, interquartile 범위 PLA, 피크 선형 가속 PRA, 피크 회전 가속 krad, kiloradian 10 축구 헤더의 합계는, 기준. b, 축구 발로 일으키지 않았습니다 머리 가속의 감지 수준. | |||
표 1: 인구 통계 영향을 그룹별로 운동학.
그림 1: 플라즈마 NF L 레벨 subconcussive 충격 전후에 변화. 머리글 그룹에서 NF-L 24 h 후 제목 사전 제목과 포스트 제목 시간 포인트 0 h와 비교에서 상승 했다 하지만 발로 (제어) 그룹에 모든 시간 지점에서 정적 남아 있었다. 24 h 후 제목에서 제목 그룹의 NF L 레벨의 발로 (제어) 그룹 보다 높았다. 데이터는 평균 ± SEM. NF-L로 제시 = neurofilament 빛; SEM의 평균 표준 오차 =. 그림은 재현 Wirsching 외14 에서 메리 앤 Liebert, Inc., 권한을 가진 새로운 Rochelle, 뉴욕. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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Discussion
축구 같은 스포츠 약 265로 전세계 subconcussive 노출의 지배적인 공유에 대 한 계정 수 있습니다 미식 축구 같은 접촉 스포츠 subconcussive 영향을 공부 하는 간결한 연구 모델에 대 한 필요성을 운전 될 것 처럼 보일 수 있습니다, 백만 사람들 이란 아마도 세계에서 가장 인기 있는 스포츠19에 참여 합니다. 그러나, subconcussion의 의심된 장기적인 신경 효과의 대부분 미국 축구 선수에 위해 되는, 하는 동안 축구 헤더 축구 머리 영향의 닮 았은 의외로 큰. 예를 들어, 현재 연구에서 축구 제목 10 발작 유발 약 300 g , 35 krad/s2를 비슷한 subconcussion 모델20,21을 사용 하 여 이전에 동일한 보고서 근처 했다. 이러한 영향 운동학이 했다 미식 축구에서 관찰 하는 조회 수에 비해 어디 평균 대학 축구 선수 게임 동안 연습과 25 안타 동안 7.0-9.4 조회 수 부담, 28.8 32.0 g22의 당 평균 피크 선형 가속 ,23,,2425. 또한, 다른 접촉 스포츠, 아이스 하 키 등이 결과 보다 비슷하거나 더 큰 피크 선형 머리 가속도 표시 있다. 예를 들어 최근 연구 검토 하는 두 남성과 여성 대학 아이스 하 키 선수, 시즌의 과정 동안 이러한 선수 41.6 g (36.6-49.5 g)와 g (40.8의 최대 선형 가속도 등록 것 밝혀 36.5 49.9 g) 남성과 여성, 각각 (중간 [IQR])26. 또한,이 아이스 하 키 연구에 이용 되었다 머리 영향 원격 시스템 공개는 거의 1 / 3 (28.0% [21.2%-33.5%]) 남성과 여성 (29.3% [24.8%-32.1%]) ([IQR] 중간값)26머리 앞에 쏜 했다. 이 결과 현재 방법론의 광대 한 임상 유틸리티를 나타내는 SSHM를 사용 하 여 유도 머리 영향에 직접 병렬.
그러나 축구와 아이스 하 키 처럼 다른 접촉 스포츠에 미식 축구 머리 영향을 추정 하려고 할 때 해결 해야 하는 한계가,, 이다. 아이스 하 키에 머리 영향 일상적인 훈련 하는 불이익, 그리고 그들은 일반적으로 다른 플레이어와 함께 고의적으로 접촉의 결과. 사실, subconcussive 머리 영향 발생률 대학 아이스 하 키에 대 한 선수는 실질적으로 낮은 것으로 알려져 있다: 연습 및 남성을 위한 게임 당 6.3 (3.5-9.0), 0.9 (0.6-1.0) 연습 당 및 여성26경기 당 3.7 (2.5-4.9) 당 1.3 (1.0-1.7).
현재 연구 NF-L 머리 외상; 다음의 식을 탐구 하 처음은 아니다. 그러나, 그것은 중앙 신경 시스템 밖에 서 NF L 식에 대 한 원인으로 외상을 처음 이다. 올리버 외.17시즌 (~ 6 개월) 걸쳐 8 개의 다른 시간 지점에서 미식 축구 선수 내 NF-L 식 혈 청에 대 한 평가. 플레이어는 두 그룹, 선발과 nonstarters, nonstarters는 선발 보다 낮은 양의 머리 안타 부과 하는 반면 선발 선수 머리 안타의 대량에 노출 될 것 이다는 가정으로 분류 했다. 저자는17시즌 걸쳐 시간이 지남에 스타터 그룹에서 혈 청 NF L 식에 상당한 증가 발견. 반대로, 조치들 그룹 시즌 내내 일관 된 남아 있었다. 마찬가지로, Shahim 그 외 여러분 분석 혈 청 NF-L 사각 subconcussive 머리 외상 (7-10 일전)18subacute 단계 레벨. 그들의 분석에서 권투 선수는 두 그룹으로 분류 했다 (심각한 머리 대 가벼운 그룹 영향)의 일화 임계값에 따라 < ≥16 머리 대 16 권투 경기 중 각각 안타. NF-L의 혈 청 식 머리 충격 및 biomarker 식18복용량 의존 응답 제안 가벼운 영향 그룹에 비해 심한 머리 충격 그룹에서 크게 상승 했다. 제시 문학 elicits axonal의 표식으로 NF L에 대 한 강력한 추론 하는 동안 부상, 어느 연구 스포츠 (thermogenesis, 수 화 상태, 신체 접촉, 머리 운동학, 등)를 통해 본 혼란 변수의 강력한 제어를 전시 한다. 방법론에서이 차이 SSHM에 대 한 필요성을 뒷받침. SSHM를 사용 하 여 Wirsching 외.14 와 월 러 스 외.27 모니터링 위치, 크기, 및 머리 충격의 양을 함께 상기 혼란 변수를 제어 하 고 머리 영향 복용량 응답 연구 수 있었다 혈액에서 NF L 레벨의 프로 파일. 따라서,는 SSHM을 subconcussive 머리 영향의 효과 연구 하 고 임상 연구 결과 안전 하 고 표준화 된 수단을 제공 합니다.
SSHM 관련, 재현, 그리고 최고의 스포츠;에 관계 없이 subconcussive 머리 영향의 효과 검토 하 고 분리의 방법으로 약속을 보여줍니다. 그러나,이 방법을 채택 하는 때 고려해 야 할 몇 가지 제한이 있습니다. 첫째,는 SSHM (앞서 설명한); 환경 covariates에 대 한 제어 하는 강한 기능이 있다 그러나,이 온도 제어 실내 시설 필요 하다는 것을 의미 합니다. 둘째, 안전 하 고 제어 머리 연락처를 보장 하기 위해, 우리는 축구 제목 경험의 5 년간의 최소 참가자 제외 기준을 설정 합니다. 이 구분은 초보자 제목 기법으로 인해 잠재적인 유해한 머리 연락처를 제거 하 사용 되었다. 마지막으로,이 프로토콜을 만장일치로 액세스할 수 않을 수 있습니다 특정 장비 및 여러 연구를 실시, 필요 합니다.
SSHM 연구자 자신 필드 연구에서 결과 확인에 대 한 귀중 한 적임을 제공 합니다. 이 자신감 모두 내부에 제어 하는 SSHM의 능력에서 유래 하 고 외부 혼동 요인 영향 위치와 수량, 신체 손상, 운동 효과, 및 발한, 몇 가지 언급. 또한,는 SSHM는 비슷한 머리 때문에 아이스 하 키와 미식 축구 같은 다른 스포츠로 영향 크기, 주장 할 수 있다이 방법론 미식 축구, 얼음 뿐만 아니라 축구 선수 뿐만 아니라 광대 한 임상 관련성을 맺는 다 하 키, 럭비, 그리고 권투 선수입니다. 마지막으로,는 SSHM 처럼 미식 축구 같은 일부 unisex 스포츠 인구를 분리 하지 않습니다, 때문에 모든 성별 및 민족 공부 수 있다 될.
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Disclosures
저자는 공개 없다.
Acknowledgments
저자 양 안젤라 Wirsching, 누가 우리가 대표적인 결과 섹션에서 언급 하는 연구에 핵심 기여자를 인정 하 고 싶습니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| JUGS Soccer Machine | JUGS Sports | http://jugssports.com/products/soccer-machine.html | |
| SIM-G Triaxial Accelerometer | Triax Technologies | https://www.triaxtec.com/workersafety/wp-content/uploads/2017/08/SIM-G-User-Manual_V4-2-01.pdf |
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