En undersökning av effekterna av sportrelaterade Hjärnskakning inom Ungdom Med Functional Magnetic Resonance Imaging och chefen Impact telemetrisystem
Summary
Den här artikeln ger en översikt av en multimodal metod för mild traumatisk hjärnskada diagnos och återhämtning i ungdomen. Detta synsätt kombinerar neuropsykologisk testning med funktionell magnetisk resonanstomografi och chefen Impact telemetri system för att övervaka förhållandet mellan huvudet effekter och hjärnans aktivitet under kognitiva tester.
Abstract
En av de vanligaste rapporterade skador hos barn som deltar i idrott är hjärnskakning eller mild traumatisk hjärnskada (mTBI) 1. Barn och ungdomar är inblandade i organiserad idrott som konkurrenskraftiga hockey är nästan sex gånger högre risk att drabbas av en allvarlig hjärnskakning jämfört med barn som deltar i andra fritidsaktiviteter fysiska aktiviteter 2. Medan den vanligaste kognitiva sequela mTBI likna för barn och vuxna, är återhämtningen profil och bredd av konsekvenser för barn till stor del okända 2, liksom påverkan av pre-skada egenskaper (t.ex. kön) och detaljer personskador (t.ex. storlek och riktning av påverkan) på långsiktiga resultat. Tävlingsidrott, såsom hockey, låt sällsynt möjlighet att utnyttja en före-efter design för att få pre-skada data innan hjärnskakning uppstår på ungdomar egenskaper och funktion samt att relatera detta till resultatet efter en skada. Vårt primära mål är att förfina barn hjärnskakning diagnos och behandling baserad på forskning bevis som är specifik för barn och ungdomar. För att göra detta använder vi nya, multimodala och integrerande tillvägagångssätt som skall vara:
1.Evaluate de omedelbara effekterna av skallskada i ungdomen
2.Monitor upplösningen av post-hjärnskakning symptom (PCS) och kognitiv prestation under återhämtning
3.Utilize nya metoder för att verifiera hjärnskador och återhämtning
För att nå våra mål har vi implementerat Telemetry Head Impact (HIT) system. (Simbex, Libanon, NH, USA). Detta system utrustar kommersiellt tillgängliga Easton S9 hockey hjälmar (Easton-Bell Sports, Van Nuys, CA, USA) med enkel-axliga accelerometrar konstruerade för att mäta i realtid huvud accelerationer under kontakt sport deltagande 3 – 5. Genom att använda telemetriska teknik kan storleken av acceleration och lokalisering av alla huvud konsekvenserna under sport deltagande vara objektivt upptäckas och registreras. Vi använder också funktionell magnetresonanstomografi (fMRI) för att lokalisera och bedöma förändringar i neural aktivitet specifikt i mediala temporala och frontalloberna vid utförandet av kognitiva uppgifter, eftersom dessa är de cerebrala regioner som är mest känsliga för concussive skallskador 6. Slutligen är vi förvärvar strukturella bilddata känslig för skador i hjärnans vita substans.
Protocol
Discussion
Vi förutspår att de ungdomar som visar störst påverkan på hjärnans vita substans kommer att visa den största omorganisationen av hjärnans aktivitet, och den längsta beteendemässiga och neurala perioder återhämtning. Denna forskning kommer att ge en bättre förståelse för pediatrisk efter hjärnskakning händelser och har en betydande inverkan på medicinsk vård, eftersom det ger oss möjlighet att etablera en återhämtning protokoll som bygger på forskning bevis som är specifik för barn och ungdomar….
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi vill tacka de kanadensiska Institutes of Health Research (CIHR) och Ontario Neurotrauma Foundation (ONF) som har tillhandahållit finansiering för denna forskning.
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:
|
|
| 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
- 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).
- 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).
- Brolinson, P. G. Analysis of linear head accelerations from collegiate football impacts. Curr. Sports Med. Rep. 5, 23-28 (2006).
- Duma, S. M. Analysis of real-time head accelerations in collegiate football players. Clin. J. Sport Med. 15, 3-8 (2005).
- 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).
- Chen, J. K. Functional abnormalities in symptomatic concussed athletes: an fMRI study. Neuroimage. 22, 68-82 (2004).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- McIntosh, A., Lobaugh, N. Partial least squares analysis of neuroimaging data: applications and advances. Neuroimage. 23, 250-263 (2004).
- Frackowiack, R. S. J., Frith, C. D. . Human Brain Function. , (2003).
