Summary

Исследование эффектов спорта связанных Сотрясение мозга в Молодежном Использование функциональной магнитно-резонансная томография и телеметрии на удар головы системы

Published: January 12, 2011
doi:

Summary

В данной статье приводится обзор мультимодального подхода к мягким травматического диагноз травмы головного мозга и восстановления в молодости. Такой подход сочетает в себе нейропсихологического тестирования с функциональной магнитно-резонансной томографии и телеметрии на удар головы системы мониторинга отношений между головой воздействия и активность мозга во время когнитивного тестирования.

Abstract

Один из наиболее часто встречающихся травм у детей, которые участвуют в спортивных сотрясение мозга или мягким черепно-мозговой травмой (mTBI) 1. Дети и подростки участвуют в спортивных мероприятиях, таких как конкурентное хоккей почти в шесть раз чаще страдают тяжелое сотрясение мозга по сравнению с детьми участвовали в других досуга физической деятельности 2. Хотя наиболее общих познавательных последствиями mTBI выглядеть для детей и взрослых, восстановление профиля и широты последствий у детей остается в значительной степени неизвестными 2, так же как и влияние до травмы характеристик (например, пол) и травм детали (например, величину и направление удара) на долгосрочные результаты. Конкурентные виды спорта, такие как хоккей, позволяют редкую возможность использовать до-после получения до травмы данных, прежде чем сотрясение мозга происходит на молодежных характеристик и функционирования, и связывают это с результатом после получения травмы. Нашей основной целью является уточнение диагноза педиатрической сотрясение мозга и управления, основанные на данных научных исследований, специфичную для детей и молодежи. Для этого мы используем новые, мультимодальные и комплексные подходы, которые:


1.Evaluate непосредственных последствий черепно-мозговой травмы в молодости
2.Monitor разрешение после сотрясения симптомов (PCS) и когнитивных функций в период выздоровления
3.Utilize новые методы для проверки травмы головного мозга и восстановления

Для достижения наших целей, мы внедрили телеметрии на удар головы (HIT) системы. (Simbex, Ливан, Нью-Хэмпшир, США). Эта система снабжает коммерчески доступных Истон S9 хоккейных шлемов (Easton-Bell спорта; Van Nuys, Калифорния, США) с одной оси акселерометров, предназначенных для измерения в реальном времени ускорение головы при контакте спорта участием 3 – 5. С помощью телеметрической технологии, величина ускорения и расположение всех голова воздействий во время спортивных участие может быть объективно обнаружены и зарегистрированы. Мы также используем функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ) для локализации и оценки изменений в нейронной активности в частности, в медиальной височной и лобной долей при выполнении познавательных задач, так как те мозговой регионы, которые наиболее чувствительны к Шокирующий травмы головы 6. Наконец, мы приобретаем структурных данных изображений чувствительны к повреждениям в мозге белое вещество.

Protocol

1. Получение предварительного травмы Нейропсихологические базовый профиль на тему До тему прибывающих для тестирования, убедитесь, что все оборудование работает правильно и готов для тестирования и, что комната свободна от ненужных отвлечений. После рассмотрения родитель?…

Discussion

Мы прогнозируем, что те молодые люди, которые показывают, наибольшее влияние на мозг белого вещества покажет наибольший реорганизации деятельности мозга, а самый длинный поведенческие и нервные периоды восстановления. Это исследование обеспечит лучшее понимание детской после сотряс…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Мы хотели бы поблагодарить канадских институтов здравоохранения (CIHR) и Онтарио Neurotrauma Foundation (ONF), которые предоставили финансирование для этих исследований.

Materials

Name Company Comments
AccuGait Portable Gait and Balance Platform
(Balance Assessment)
AMTI www.amti.biz
NetForce Balance Data Acquisition Software AMTI www.amti.biz
Visual Conflict Dome   Fabricated by researchers; modeled after: Lovell MR, Collins MW. Neuropsychological assessment of the college football player. J Head Trauma Rehabil. 1998;13(2):9-26.
Airex Balance Pad Airex www.bebalanced.net
Smedlay’s Dynamometer, 100 kg(Grip Strength) TTM, Tokyo  
Grooved Pegboard Test Lafayette Instrument Company www.lafayetteinstrument.com
Axon Jump Mat Vacumed www.vacumed.com
Strength Bar   Fabricated by researchers:
  • 31″ titanium lacrosse handle
  • Two 40″ utility chains
  • 24″ x 26″ plywood platform
  • Two dock ring fasteners
  • Two U-bolts (1″ width)
Head Impact Telemetry (HIT) System Simbex www.simbex.com
Post-Concussion Symptoms Scale Revised (PCS-R)   Adapted from:
Lovell MR, Collins MW. Neuropsychological assessment of the college football player. J Head Trauma Rehabil. 1998;13(2):9-26.
GE Discovery™ MR750 3.0T MRI Scanner GE www.gehealthcare.com
GE 8 channel head coil GE www.gehealthcare.com
Lumitouch Reply System Lightwave Medical Industries Vancouver, BC 1-(604)-875-4529
Back projection screen (for presenting fMRI stimuli) Unknown  
Disposable foam ear plugs PAR Inc. www.parinc.com
Neuropsychological Tests Pearson Assessments www.pearsonassessments.com

References

  1. Browne, G. J., Lam, L. T. Concussive head injury in children and adolescents related to sports and other leisure physical activities. Br. J .Sports Med. 40, 163-168 (2006).
  2. McCrory, P., Collie, A., Anderson, V., Davis, G. Can we manage sport related concussion in children the same as in adults. Br. J .Sports Med. 38, 516-519 (2004).
  3. Brolinson, P. G. Analysis of linear head accelerations from collegiate football impacts. Curr. Sports Med. Rep. 5, 23-28 (2006).
  4. Duma, S. M. Analysis of real-time head accelerations in collegiate football players. Clin. J. Sport Med. 15, 3-8 (2005).
  5. Schnebel, B., Gwin, J. T., Anderson, S., Gatlin, R. In vivo study of head impacts in football: a comparison of National Collegiate Athletic Association Division I versus high school impacts. Neurosurgery. 60, 490-495 (2007).
  6. Chen, J. K. Functional abnormalities in symptomatic concussed athletes: an fMRI study. Neuroimage. 22, 68-82 (2004).
  7. Glover, G. H., Law, C. S. Spiral-in/out BOLD fMRI for increased SNR and reduced susceptibility artifacts. Magn. Reson. Med. 46, 515-522 (2001).
  8. Smith, S. M., Jenkinson, M., Johansen-Berg, H., Rueckert, D., Nichols, T. E., Mackay, C. E., Watkins, K. E., Ciccarelli, O., Cader, M. Z., Matthews, P. M., Behrens, T. E. Tract-based spatial statistics: voxelwise analysis of multi-subject diffusion data. Neuroimage. 31, 1487-1505 (2006).
  9. Gibson, E., Gao, F., Black, S. E., Lobaugh, N. J. Automatic Segmentation of White Matter Hyperintensities in FLAIR images at 3T. J. Magn. Reson. Imaging. , (2009).
  10. McIntosh, A. R., Bookstein, F. L., Haxby, J. V., Grady, C. L. Spatial pattern analysis of functional brain images using Partial Least Squares. NeuroImage. 3, 143-157 (1996).
  11. McIntosh, A., Gonzalez-Lima, F. Network interactions among limbic cortices, basal forebrain and cerebellum differentiate a tone conditioned as a Pavlovian excitor or inhibitor: fluorodeoxyglucose and covariance structural modeling. J. Neurophysiol. 72, 1717-1733 (1994).
  12. McIntosh, A., Lobaugh, N. Partial least squares analysis of neuroimaging data: applications and advances. Neuroimage. 23, 250-263 (2004).
  13. Frackowiack, R. S. J., Frith, C. D. . Human Brain Function. , (2003).
check_url/kr/2226?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Keightley, M., Green, S., Reed, N., Agnihotri, S., Wilkinson, A., Lobaugh, N. An Investigation of the Effects of Sports-related Concussion in Youth Using Functional Magnetic Resonance Imaging and the Head Impact Telemetry System. J. Vis. Exp. (47), e2226, doi:10.3791/2226 (2011).

View Video