Zestaw słuchawkowy do monitorowania wstrząsów mózgu identyfikuje, kiedy można bezpiecznie wrócić do gry – Świat Fizyki

Wstrząśnienia mózgu związane ze sportem, które powodują łagodne urazowe uszkodzenie mózgu, cieszą się dużym zainteresowaniem na całym świecie ze względu na potencjalne ryzyko wystąpienia długotrwałych problemów neurologicznych, w tym zmian behawioralnych i poznawczych. Może również wystąpić ryzyko chorób neurodegeneracyjnych. Na przykład powtarzające się urazy głowy powiązano z przewlekłą encefalopatią pourazową, którą można zdiagnozować dopiero po sekcji zwłok.

Najważniejszym problemem w leczeniu wstrząśnienia mózgu, szczególnie u młodych ludzi, jest podjęcie decyzji, kiedy sportowiec może bezpiecznie wznowić uprawianie sportu. Większość zorganizowanych drużyn sportowych, od drużyn szkolnych po zawodowców, korzysta z protokołów powrotu do gry (RTP), aby określić, kiedy sportowiec, który doznał wstrząśnienia mózgu, może bezpiecznie wznowić aktywność fizyczną. Oprócz liczby dni od urazu protokoły RTP opierają się na badaniach klinicznych i raportach dotyczących objawów, ale nie na obiektywnych pomiarach uszkodzenia mózgu i powrotu do zdrowia.

W podjęciu tej decyzji może pomóc nowy cyfrowy zestaw słuchawkowy zaprojektowany do pomiaru zmian w funkcjonowaniu mózgu. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco (UCSF) przeprowadzili badanie z wykorzystaniem akcelerometrii czaszkowej do pomiaru mikroruchów głowy po skurczu serca (tzw. „HeadPulse”). Wpisywanie się JAMA Network Openzespół podaje, że seryjne pomiary biometryczne HeadPulse ujawniają charakterystyczne zmiany po wstrząśnieniu mózgu i że zmiany te utrzymywały się średnio o 14 dni dłużej niż zgłaszane objawy wstrząśnienia mózgu.

Prowadzone przez Cathra Halabibadacze przebadali 43 sportowców ze wstrząsem mózgu i 59 sportowców z Adelaide Football League (AFL) w Australii, w tym 69 mężczyzn i 32 kobiety w wieku od 19 do 31 lat. Uczestnicy grali na najwyższym poziomie w amatorskiej australijskiej piłce nożnej, odrębnym sporcie kontaktowym i kolizyjnym, w którym przeciwne drużyny bez kasków zdobywają punkty, biegając, kopiąc lub uderzając piłką w kierunku słupków bramkowych po obu stronach dużego boiska. Szarpanie się lub skakanie na przeciwnika to częste manewry. Członkowie drużyny AFL, którzy doznali wstrząśnienia mózgu, nie mogą wznowić zajęć sportowych przez co najmniej 12 dni.

Naukowcy przeprowadzili badanie w dwóch fazach obejmujących dwa sezony, najpierw w 2021 r., aby potwierdzić wykonalność i udoskonalić metodologię, a następnie w 2022 r., aby potwierdzić ustalenia i powiązać aktywność fizyczną ze wzorcami pomiaru funkcji mózgu. Koordynatorzy badań uczestniczyli w meczach i zostali powiadomieni o zawodnikach, którzy mieli wstrząśnienie mózgu.

Koordynatorzy przeprowadzili pomiary funkcji mózgu w ciągu godziny od wstrząśnienia mózgu zawodnika, korzystając z prototypowego zestawu słuchawkowego będącego w fazie opracowywania komercyjnego przez firmę zajmującą się technologiami medycznymi. Rytm Umysłu. Następnie co 30–XNUMX dni przez następne XNUMX dni odwiedzali domy tych osób, aby uzyskać dodatkowe nagrania. Przy każdym nagraniu uczestnicy wypełniali inwentarz objawów neurobehawioralnych (NSI).

HeadPulse, unikalny biomarker fizyczny, mierzony jest poprzez umieszczenie na głowie pacjenta wyrafinowanego czujnika, który wykrywa normalne i nieprawidłowe siły pulsujące w mózgu. HeadPulse skutecznie wskazuje wszelkie odchylenia od tego, co jest uważane za zdrowe i identyfikuje zmiany w sposobie przemieszczania się sił przez mózg. Bardzo czułe akcelerometry czaszkowe mierzą minutowe pulsacje wytwarzane przez każde uderzenie serca spowodowane siłą cyklu pracy serca. Dane przesyłane są do smartfona, a cały proces trwa niecałe 180 sekund.

W pierwszej fazie badań naukowcy zebrali i przeanalizowali 137 nagrań 12 wstrząsów mózgu, które wystąpiły wyłącznie u sportowców płci męskiej. W drugiej fazie wykorzystali prototypowe urządzenie drugiej generacji, które rozwiązało niektóre problemy związane z nadmiernym ruchem ciała, aby uzyskać 276 nagrań 29 wstrząsów mózgu zarówno u mężczyzn, jak iu kobiet. Pozyskali także 262 nagrania od 58 uczestników kontrolnych.

Dwadzieścia sześć z 32 osób, które doznały wstrząsu mózgu, osiągnęło próg nieprawidłowości biometrycznych w ciągu pierwszych siedmiu dni. Analiza HeadPulse wykazała 9% wstrząsów mózgu w dniu 0, 50% w dniu 2 i 90% w dniu 14. Spośród 32 uczestników 26 miało wyniki NSI, które powróciły do ​​zera w ciągu 30 dni. U osób z objawami trwającymi krócej niż miesiąc połowa powróciła do zerowego wyniku NSI do 7. dnia. Jednak w porównaniu z ustąpieniem objawów, tylko 57% uczestników wykazało ustąpienie biometryczne do 30. dnia, a 50% osiągnęło to do 21. dnia – 14 dni później niż poprawa NSI.

„Odkryliśmy rozbieżność między zgłaszanymi objawami a zmianami w danych biometrycznych zarejestrowanych przez urządzenie” – mówi Halabi. „Rodzi to obawy dotyczące opierania się na objawach podczas podejmowania decyzji przez RTP. W przypadku sportowców, u których nie występują objawy, można zalecić opóźnienie, jeśli nieprawidłowości w działaniu HeadPulse będą się utrzymywać”.

„Przypuszczalne przyczyny zmian w sygnale HeadPulse związanych ze wstrząśnieniem sportowym (SRC) obejmują zmiany w mechanicznym rezonansie miąższu mózgu (sztywniejszy mózg) wywołane urazem wstrząsowym, modulowane przez reakcję naczyniową” – pisze zespół. „Harmoniczne tętno mają kluczowe znaczenie dla wyprowadzania impulsów głowy, a dysfunkcja autonomiczna związana z SRC może przyczyniać się do zmian HeadPulse”.

W przypadku wstrząsu mózgu oczy są zwierciadłem mózgu

Naukowcy doradzają, że związek między HeadPulse a aktywnością, w tym ćwiczeniami, wymaga dodatkowych badań. Obecnie prowadzą badanie na UCSF we współpracy z University of California w Berkeley, w celu ustalenia, czy studenci i sportowcy cywilni niebędący studentami mogą samodzielnie stosować urządzenie. Zespół zbiera także dodatkowe informacje na temat cech klinicznych wstrząśnienia mózgu i poziomów aktywności, aby pomóc scharakteryzować HeadPulse.

• Badacze z UCSF przedstawią wyniki niedawno zakończonego obserwacyjnego badania klinicznego (EPIZOD) oceniająca zastosowanie HeadPulse do wykrywania udaru niedokrwiennego mózgu podczas zbliżającego się zgromadzenia naukowego American College of Emergency Physicians (AECP) w 2023 r., które odbędzie się w październiku w Filadelfii.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://physicsworld.com/a/concussion-monitoring-headset-identifies-when-its-safe-to-return-to-play/