Das Headset zur Gehirnerschütterungsüberwachung erkennt, wann es sicher ist, zum Spielen zurückzukehren – Physics World

Sportbedingte Gehirnerschütterungen, die ein leichtes Schädel-Hirn-Trauma verursachen, erregen weltweit große Aufmerksamkeit, da das potenzielle Risiko besteht, dass sich langfristige neurologische Probleme einschließlich Verhaltens- und kognitiver Veränderungen entwickeln. Es besteht möglicherweise auch das Risiko einer neurodegenerativen Erkrankung. Beispielsweise wurden wiederholte Kopfverletzungen mit einer chronischen traumatischen Enzephalopathie in Verbindung gebracht, die nur postmortal diagnostiziert werden kann.

Das größte Problem bei der Bewältigung einer Gehirnerschütterung, insbesondere bei Jugendlichen, besteht darin, zu entscheiden, wann es für einen Sportler sicher ist, wieder Sport zu treiben. Die meisten organisierten Sportmannschaften, von Schulmannschaften bis hin zu Profimannschaften, verwenden Return-to-Play-Protokolle (RTP), um zu bestimmen, wann es für einen Sportler, der eine Gehirnerschütterung erlitten hat, sicher ist, seine körperlichen Aktivitäten wieder aufzunehmen. Zusätzlich zur Anzahl der Tage seit der Verletzung basieren RTP-Protokolle auf klinischen Untersuchungen und Symptomberichten, nicht jedoch auf objektiven Messungen der Hirnverletzung und Genesung.

Ein neues digitales Headset zur Messung von Veränderungen der Gehirnfunktion könnte bei dieser Entscheidung hilfreich sein. Forscher der University of California San Francisco (UCSF) führte eine Studie mit Schädelbeschleunigungsmessung durch, um Mikrobewegungen des Kopfes nach einer Herzkontraktion zu messen (als „HeadPulse“ bezeichnet). Einschreiben JAMA-Netzwerk geöffnetDas Team berichtet, dass serielle Messungen der HeadPulse-Biometrie charakteristische Veränderungen nach Gehirnerschütterungen aufdecken und dass diese Veränderungen durchschnittlich 14 Tage länger anhielten als berichtete Gehirnerschütterungssymptome.

Unter der Leitung von Cathra HalabiDie Forscher untersuchten 43 betroffene und 59 Kontrollsportler der Adelaide Football League (AFL) in Australien, darunter 69 Männer und 32 Frauen im Alter zwischen 19 und 31 Jahren. Die Teilnehmer spielten Amateur-Australian-Rules-Football auf höchstem Niveau, eine ausgeprägte Kontakt- und Kollisionssportart, bei der gegnerische Teams ohne Helm punkten, indem sie einen Ball in Richtung Torpfosten an beiden Enden eines großen Feldes rennen, treten oder schlagen. Das Tackling oder Anspringen eines Gegners sind gängige Manöver. AFL-Teammitglieder, die eine Gehirnerschütterung erleiden, dürfen ihre sportlichen Aktivitäten für mindestens 12 Tage nicht wieder aufnehmen.

Die Forscher führten die Studie in zwei Phasen über zwei Saisons hinweg durch, zunächst im Jahr 2021, um die Machbarkeit zu bestätigen und die Methodik zu verfeinern, und dann im Jahr 2022, um die Ergebnisse zu validieren und körperliche Aktivität mit Messmustern der Gehirnfunktion in Verbindung zu bringen. Forschungskoordinatoren besuchten die Spiele und wurden auf Spieler mit einer Gehirnerschütterung aufmerksam gemacht.

Die Koordinatoren führten innerhalb einer Stunde nach der Gehirnerschütterung eines Spielers Gehirnfunktionsmessungen durch, wobei sie einen Prototyp eines Headsets verwendeten, das von einem Medizintechnikunternehmen kommerziell entwickelt wurde GeistRhythm. Anschließend reisten sie in den nächsten 30 Tagen alle ein bis drei Tage zu den Häusern dieser Personen, um zusätzliche Aufnahmen zu erhalten. Die Teilnehmer führten bei jeder Aufzeichnung ein neurobehaviorales Symptominventar (NSI) durch.

Der HeadPulse, ein einzigartiger physikalischer Biomarker, wird gemessen, indem ein hochentwickelter Sensor am Kopf des Patienten angebracht wird, der normale und abnormale Kräfte erkennt, die durch das Gehirn pulsieren. Der HeadPulse zeigt effektiv jede Abweichung von dem an, was als gesund gilt, und erkennt Veränderungen in der Art und Weise, wie Kräfte durch das Gehirn wandern. Hochempfindliche Schädelbeschleunigungsmesser messen winzige Pulsationen, die bei jedem Herzschlag durch die Kraft des Herzzyklus verursacht werden. Die Daten werden an ein Smartphone übermittelt, wobei der gesamte Vorgang weniger als 180 s dauert.

In der ersten Studienphase erfassten und analysierten die Forscher 137 Aufzeichnungen von zwölf Gehirnerschütterungen ausschließlich männlicher Sportler. In der zweiten Phase verwendeten sie einen Prototyp eines Geräts der zweiten Generation, das einige Probleme mit übermäßiger Körperbewegung löste, um 12 Aufzeichnungen von 276 Gehirnerschütterungen bei Männern und Frauen zu erfassen. Außerdem erwarben sie 29 Aufnahmen von 262 Kontrollteilnehmern.

32 der 9 betroffenen Personen erreichten innerhalb der ersten sieben Tage die biometrische Anomalieschwelle. Die HeadPulse-Analyse erkannte 0 % der Gehirnerschütterungen am Tag 50, 2 % am Tag 90 und 14 % am Tag 32. Von den 26 Teilnehmern hatten 30 NSI-Werte, die innerhalb von 7 Tagen auf Null zurückgingen. Bei den Teilnehmern, deren Symptome weniger als einen Monat anhielten, erreichte die Hälfte am 57. Tag wieder einen NSI-Wert von Null. Im Vergleich zur Beseitigung der Symptome zeigten jedoch nur 30 % der Teilnehmer am 50. Tag eine biometrische Auflösung, während 21 % dies am 14. Tag erreichten – XNUMX Tage später als die NSI-Verbesserung.

„Wir haben eine Diskrepanz zwischen den gemeldeten Symptomen und den vom Gerät aufgezeichneten biometrischen Veränderungen festgestellt“, sagt Halabi. „Dies gibt Anlass zur Sorge, sich bei RTP-Entscheidungen auf Symptome zu verlassen. Bei beschwerdefreien Sportlern könnten Verzögerungen empfohlen werden, wenn HeadPulse-Anomalien bestehen bleiben.“

„Zu den spekulativen Ursachen von HeadPulse-Signaländerungen bei sportbedingten Gehirnerschütterungen (SRC) zählen Veränderungen der parenchymalen mechanischen Resonanz des Gehirns (steiferes Gehirn), die durch eine Gehirnerschütterungsverletzung hervorgerufen und durch Gefäßreaktionen moduliert werden“, schreibt das Team. „Herzfrequenzharmonische sind für die Ableitung des Kopfpulses von zentraler Bedeutung, und SRC-bedingte autonome Dysfunktionen können zu HeadPulse-Veränderungen beitragen.“

Bei Gehirnerschütterungen sind die Augen Fenster zum Gehirn

Die Forscher weisen darauf hin, dass der Zusammenhang zwischen HeadPulse und Aktivität, einschließlich Bewegung, weiterer Untersuchungen bedarf. Derzeit führen sie in Zusammenarbeit mit der UCSF eine Studie durch University of California Berkeley, um festzustellen, ob studentische und nichtstudentische zivile Sportler das Gerät selbst anwenden können. Das Team sammelt außerdem zusätzliche Informationen über klinische Merkmale von Gehirnerschütterungen und Aktivitätsniveaus, um die Charakterisierung des HeadPulse zu unterstützen.

• UCSF-Forscher werden die Ergebnisse einer kürzlich abgeschlossenen klinischen Beobachtungsstudie vorstellen (FOLGE) Bewertung des Einsatzes von HeadPulse zur Erkennung ischämischer Schlaganfälle auf der bevorstehenden wissenschaftlichen Versammlung des American College of Emergency Physicians (AECP) 2023, die im Oktober in Philadelphia stattfindet.

• SEO-gestützte Content- und PR-Distribution. Holen Sie sich noch heute Verstärkung.
• PlatoData.Network Vertikale generative KI. Motiviere dich selbst. Hier zugreifen.
• PlatoAiStream. Web3-Intelligenz. Wissen verstärkt. Hier zugreifen.
• PlatoESG. Kohlenstoff, CleanTech, Energie, Umwelt, Solar, Abfallwirtschaft. Hier zugreifen.
• PlatoHealth. Informationen zu Biotechnologie und klinischen Studien. Hier zugreifen.
• Quelle: https://physicsworld.com/a/concussion-monitoring-headset-identifies-when-its-safe-to-return-to-play/