脳震盪に続いてユース選手での回復を評価するマルチモーダルアプローチ

Abstract

脳震盪は、スポーツへの参加に関わる子どもや若者の間で最も一般的に報告された傷害の一つです。脳震盪の後、若者は、日常の活動や興味の追求（ 例えば、学校、スポーツ、仕事の1の参加に大きな影響を持つことができ短期および長期神経行動症状の範囲（認知および感情的な体細胞、/行動）を体験することができます家族/社会生活など ）。それにもかかわらず、若者のスポーツ集団内で脳震盪を探索で特異的に目的とした臨床的に駆動する研究の不足、および回復を測定することに、より具体的には、マルチモーダルなアプローチが残っている。この記事では、脳震盪以下の青少年のスポーツ選手の間で回復を測定することに新規でマルチモーダルなアプローチの概要を説明します。提示のアプローチは、損傷前/ベースラインテストとドメインの、多種多様な全体のパフォーマンスを評価するため、損傷後/フォローアップテスト（ポストconcus両方の使用を含むシオンの症状、認知、バランス、強さ、敏捷性/運動能力や休止状態心拍変動）。本研究の目的は、青少年選手（年齢10〜18歳）における脳震盪後の回復をより客観的かつ正確な理解を得ることである。本研究から得られた知見は、青少年スポーツのコミュニティに特定の管理やリハビリを脳震盪するための改良されたアプローチの開発と利用を通知するために助けることができる。

Introduction

脳震盪は^、1「外傷性生体力学的力によって誘発された脳に影響する複雑な病態生理学的プロセス」と定義することができ、短期および長期の身体的、認知的および/ ​​または行動的/情緒的症状²をもたらすことができる。機能的には、脳震盪と関連した症状は、日常的な活動の1の参加に大きな影響を与えると^3を追求してすることができます。これは、米国内、1.6と380万脳震盪の間のスポーツ参加⁴の結果として、毎年発生すると推定されている。スポーツにかかわる子どもたちや若者に固有の、脳震盪は、最も一般的に報告された傷害^5-7の一つです。日常の活動や子供や若者の間で脳震盪の有病率に与える影響脳震盪にもかかわらず、若者の脳はパフォーマンスドメインの多様渡って脳震盪どのように応答するかを報告する科学的データの不足が残っている。

ベースライントンesting、または回復に知らせる損傷後のテストスコアとの比較のためのベンチマークとして損傷前のテストスコアの使用は、青少年スポーツコミュニティ内人気の高まりの実践であり、「有用追加して有用であることが国際的に⁸が示唆されている脳震盪の管理の際の情報」（P.3）。最高のポスト脳震盪の症状（認知および行動/情緒体細胞）の多様性を表現するためには、ポスト脳震盪の回復の評価はアウトカム指標のさまざまなを含めることが重要です。また、電流脳震盪管理はポスト脳震盪の症状の主観的な報告書に大きく依存しています。この主観的な報告書の妥当性の因子⁹のさまざまな影響を与えることができ、過小報告症状^10,11および回復のあまり正確で信頼性の指標の両方をもたらし得る。その結果、performan渡っポスト脳震盪の回復を測定するアプローチを探求する重要な必要性がある客観的かつ高感度の両方であるCEドメイン。

これは、認知、バランス、強度と敏捷性が脳震盪や脳損傷^12-17以下の若者で損なわれることが実証されている。この試験プロトコル内に含ま対策が脳震盪後のこれらのドメイン間での回復への洞察を提供し、一般的に脳​​震盪管理に焦点を当てた臨床現場全体で使用されて検証された臨床テストツールの使用を組み込むために選択された。さらに、より多くの予備的な観点から、状態HRV休止するsympathovagalバランス^18,19の正確な測定とみなすことができる。交感神経系は強壮剤抑制制御下にある間に健康的な集団において、sympathovagalバランスが、安静時に優勢である副交感神経系と定義される。これは、生理的ストレスに起因するポスト脳震盪は、2システム間の不均衡が存在するという仮説を立てたと状態の多動にシフトすることが載っている交感神経系と副交感神経系²⁰の活動低下。

本研究のプロトコルの目的は、脳震盪後の回復のより、全体的な客観的かつ正確な理解を得るために青少年選手（年齢10〜18歳）の間で前後の脳震盪性能のマルチモーダルな評価を行うことである。本研究では、子供や青少年に特有の脳震盪管理とリハビリテーションプロトコルの開発と配信への洞察を提供することを目指します。

Protocol

記載されたプロトコルは、損傷前/ベースライン試験および損傷後のフォローアップ評価を含み、3つのステーションを使用して完成する。この試験は、一度に、個別に、または各ステーションでの4人の被験者のグループで完了することができる。被験者は、下記の順序で各ステーションを進める。表1は、プロトコルのテスト投与スケジュールを示している。この研究のための倫理の承認はオランダBloorviewキッズリハビリテーション病院でオランダBloorview研究倫理委員会から得た。全ての参加者とその法的保護者が前に、プロトコルおよび関連データの収集を完了すると契約し、インフォームドコンセントを提供しています。

損傷前/ベースラインのテスト

1駅1：、プリ傷害人口統計情報の取得後の脳震盪症状報告及び休止状態心拍変動（HRV）データ

1. テストのために到着した対象（複数）の前に、すべての機器が関数であることを確認適切かつテストの準備·評価室が不要に気晴らしがないことをる。
2. 親および件名の同意を確認した後、被験者の身長と体重を測定し、記録します。適切に各被験者に心拍数モニターストラップと時計を設定します。
3. 人口統計情報フォームを管理し、各被験者は5分間座っている間にポスト脳震盪の症状インベントリ（PCSI-C）の子バージョンを使用して、ポスト脳震盪の症状報告を収集します。
4. 各被験者は、クリーン消毒マットの上に地面に仰向け横たわったことがあります。 （[入]に設定したRR間隔機能付き）安静状態の心拍変動（HRV）のデータを記録するために心拍数のモニターの電源をオンにします。各被験者は、HRを記録しながら10分間話をすることなく、静かに仰向けに横たわったまま持っている。
5. 10分後、状態HRVデータ収集を休んで仰向け嘘の終わりを示すために、時計の上のラップボタンをクリックします。ラップ府をクリックして、着座位置に戻るには、被写体を依頼状態着席HRVデータ収集休止の始まりを示すために、もう一度、時計上tton。
6. 各被験者は、話をせずに5分間座った位置に留まることがあります。 5分後、セッションおよび休止状態HRVデータ収集を終了する時計の記録機能を停止する。心拍数ストラップや時計を脱いで件名を確認して下さい。

2駅2：認知パフォーマンスデータの取得

1. 各被験者は、マウスを使用して設定の個人的なノートPCで個別のブースに座ったことがあります。テスト環境は気晴らしから自由であることを確認してください。
2. 直後の脳震盪の評価と認知テスト（IMPACT）、迅速でコンピュータ化された神経心理学的評価ツール（完了するまでに約25分）を管理します。

3駅3：スタティックバランス、握力や敏捷性/モータースキルデータの取得

1. 感覚Integratiの変更された臨床試験を用いて静的なバランス評価の管理ポータブルバランスシステム上の残高（M-CTSIB）の上。バランスシステムのforceplateの上に立っているが、対象は20秒間目を開けて立っ含ん4発注条件を完了する。 20秒間目を閉じて立っ; 20秒間のインデックス付きフォームパッドの上に開いた目で立っている。と目で立って20秒間インデックス付きフォームパッドは休業。
2. ダイナモを使用し、測定し、右手と左手の両方のためのキロでレコードハンドグリップの強さ。まだ利き手で始まるそれぞれの手のための3つの連続した​​臨床試験を完了しながら、被験者ごとに利き手を記録します。撮影3試験のうち、それぞれの手の最大ハンドグリップも記録されます。各試行では被験者は3秒が中立上肢の位置を維持する（手のひらが体と手首ニュートラルに直面して、体の横に、直立ストレートアームを平行に立っている）のためのような硬質彼らができるようにグリップを絞るように言われている。
3. 廊下やジムでは、少なくとも広い2.5メートルと15メートルの長い敏捷/モーターの管理脳震盪モジュール - ABI-チャレンジアセスメント（ABI-CA）を用いてスキル評価。すべての1メートルのためのポイントをマーク一直線に地面にテープを置きます。次の順序で脳震盪モジュールで提供ガイドラインと採点基準以下のこれらの6のテストを管理します。
   1. ジャンピング·ジャック（時限）：
      1. あなたの側面であなたの腕に立って腕と足を持つ "X"の位置にジャンプしてから、すぐに開始位置に戻るジャンプ。 15秒で行うことができますどのように多く数える。
   2. パイロン/コーン障害物コースラン（時限）：
      1. 早くすることができますが、あなたが安全に感じる速さで、バックエンド（10メートル）にパイロンの内外を実行します。パイロンに触れないでください。ストレートフィニッシュラインを通って実行します。 （3、5、7、10メートルに位置してパイロン）
   3. 後方タンデム歩行（時限）：
      1. 並ぶトラック上で、5メートルのためのタンデムパターンで後方に歩く。タンデムパターンは、そのopposに自分のかかとに触れている各手順のITEつま先。
   4. 変更されたシャトルラン（時限）：
      1. 、10メートルトラックに沿って実行してコース終了時にお手玉をピックアップして、出発点でバスケットにお手玉を配置するバックを実行します。彼らは足でスタートラインに彼らがバスケットに戻るたびに触れなければならない。すべてのお手玉が出発点で、バスケットになるまで、この3回繰り返します。
   5. インとアウト（時限）：
      1. 40センチメートル離れている2本の平行線（パス内）の内側に両足で立つ。他のラインの外に移動し、反対の脚に続く対応するラインの外に片足を移動します。第一の足は、第2の足、続いて内側に戻される。サイクルは連続している必要がありますし、リズミカルなファッション（各ステップ間の等しい時間）で実施されるべきであり、前後に動いていない10倍を繰り返すことになる。
   6. 走り幅跳び立ちます。fとして両足で立ってから前方にジャンプすることができますし、3秒間の着陸を保持としてアル。最も遠い足裏の前面からの距離を測定し、記録します。 3件の試験は最も遠い距離を達成するために与えられている

4。ポスト傷害/フォローアップテスト

1. 被写体がポスト脳震盪の症状を経験している間に、ポスト脳震盪データの取得
   1. 被験者が負傷を被った同じ日に、研究スタッフは、電話または電子メールのいずれかを用いて被験者によって接触される。研究スタッフは負傷に関する臨床的および機能的な詳細を記録。
   2. 直後に脳震盪（24〜48時間後に損傷）は、次の収集：安静時の心拍変動データを（リピートが1.3、1.5から1.10ステップ）;ポスト脳震盪の症状データ（繰り返しステップ1.4）;バランスデータ（反復ステップ3.1）。症状が試験中に悪化している場合、データ収集を停止し、残りの対象を可能にする。
   3. 状態HRVデータ（反復は1.3、1.5から1.10ステップ）、ポスト脳震盪の症状データを休んで収集を継続する（ステップ1.4を繰り返します）、およびバランスデータ（反復ステップ3.1）週刊ポスト脳震盪の症状が解決されるまで。症状が試験中に悪化している場合、データ収集を停止し、残りの対象を可能にする。
   4. 研究スタッフは、ポスト脳震盪の症状は（PCSI-Cを使用して）解決するかを決定するために、電話での被写体毎週でフォローアップ。

件名はもはやポスト脳震盪の症状を経験している間に5ポスト脳震盪データを取得しない

1. ポスト脳震盪の症状が解決した後に、1週間では、収集します。休止状態のHRVデータを（リピートが1.3、1.5から1.10ステップ）;ポスト脳震盪の症状データ（繰り返しステップ1.4）;認知能力データ（反復が2.1から2.2ステップ）;バランスデータ（反復ステップ3.1）;ハンドグリップデータ（反復ステップ3.2）;そして、敏捷性/運動能力データ（反復ステップ3.3）。症状が試験中に悪化している場合、データ収集を停止し、残りの対象を可能にする。
2. 解決した後の脳震盪の症状の後1ヶ月で、ステップ5.1を繰り返します。ポストの後3ヶ月の時点で-concussion症状は、繰り返しステップ5.1を解決した。ポスト脳震盪の症状の後に6ヵ月の時点では、手順5.1を解決した。

Representative Results

提示されたプロトコルは、現在進行中の調査である。 表1は、プロトコルのテスト投与スケジュールを示している。代表的な結果は、青年に脳震盪の影響を受けることが知られているパフォーマンスドメインの多様にわたってベースライン/損傷前及び後の脳震盪のデータを収集する可能性を実証するために提示される。プロトコルのすべての段階を完了したconcussed若さの一つのケースは、選択アウトカム指標全体に回復軌道を示すために提示されている。 図1は、ポスト脳震盪認知能力、バランス、ポスト脳震盪の症状にベースライン/損傷前の代表的なデータを提供しています。さらに、 図2、図3と図4は、脳震盪後の回復の指標として状態HRV休止に使用する予備的なサポートを示すパイロット結果とともに、状態HRVデータを休んで実証する。

表1のプロトコル·テスト·投与スケジュール。

ポスト脳震盪認知能力、バランスとポスト脳震盪の症状に、図1のベースライン/事前損傷はこの一つのケースは、認知とバランス性能の低下（より大きなスコアが減少した性能を示す）直後に脳震盪とポスト脳震盪の増加を示す症状。ポスト脳震盪の症状が4週間後に脳震盪でベースラインレベルに戻っていますが（認知能力がベースラインレベルに向かって傾向が）、認知能力やバランス赤字は上昇したまま。注意：認知パフォーマンスは衝動制御の複合スコアとして提示されている。バランスが揺れINDとして提示されている目を閉じて立っ中に、元（高いスウェイ指数、より不安定な対象の重心に応じて振れ角の標準偏差）;とポスト脳震盪の症状（PCS）は、症状の重症度の評価の累積値として提示されている（7点リッカート尺度を用いて、より高い値は、より重篤な症状を示します）。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

図2の例安静状態の心拍数変動（HRV）のデータ。心拍数（bpm）が全体の15分のHRV裁判に時間にわたり表示されます。被験者は10分間仰臥敷設から立ち上がるとき、x軸上のラベル1が表示されます。被験者は試験の最後の5分間座って開始したときにラベル2に示しています。ラベル3ショー全体試験が完了したときだ。心拍数の強度は、対応する色で示されている。これらのデータは、その後、HRVに関する貴重な情報を与えるためにKubiosソフトウェアで分析される。アウトカム指標の総電力（DCおよび0.40 Hzの周波数を完全にスペクトルパワー）を分析し、VLF（超低周波域でのRR間隔のスペクトルパワー）、LF（低周波域でのスペクトルパワー）、HF（通常、呼吸周波数を含む高周波領域でのスペクトルパワー）。提示されているこの図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

図3の例の状態HRVデータを休んで。総電力心拍変動は、hでの全分散を反映しているeart速度パターン。交感神経活動が総電力の周波数領域対策への主要な原因である。パイロット研究は、HRV周波数領域尺度のベースラインとポスト脳震盪対策を得た。 HRVの5分の選択はより長いサンプルから得られた、低レベルのアーチファクト補正を適用した。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

図状態HRVデータを休止するための電力の4例の周波数領域を測定する。電力の周波数領域尺度（ミリ秒^2）、高速フーリエ変換（FFT）を使用して、ベースラインと各再試験後の脳震盪で得られた。この図は、3094ミリ秒²の総電力を示している。

シングルパイロットの参加者間で、図5の例の総電力データ。総消費電力（HRV）は時間に対するグラフにした（0日）前と脳震盪（日1-6）の後 。参加者は、2日目と6日目後に脳震盪、1日目に減少した総電力（HRV）を示した。このパイロットデータは、HRV収集のためのプロトコルは、両方のベースラインとポスト脳震盪で、臨床検査のための実現可能なオプションを表すことを示している。このパイロット研究からのデータは、総電力（HRV）は脳震盪の評価と管理ツールとしてさらに検討を保証ツールであることを示している。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

Discussion

このプロトコルは、脳震盪以下の青少年選手の回復を測定するマルチモーダルなアプローチを提示します。このプロトコルの重要な特徴は事前に傷害/ベースラインにパフォーマンスドメイン（認知、バランス、強さ、敏捷性、状態、心拍変動休止など ）、幅広いポスト脳震盪データの比較である。これらのデータは、脳震盪以下の個別のユース選手の中で回復を示すための手段として機能。認知、バランス、強さと敏捷性のパフォーマンスの一般的かつ容易に利用可能な臨床対策だけでなく、国家HRV休止の実験的使用を使用することにより、このプロトコルは、客観的測定が最も効果的に管理するために最も適切であるに多くの必要な洞察を提供することを目的と子供や若者の間で脳震盪。により脳震盪以下の個人間でのポスト脳震盪の症状の不均一な性質のために、収集された全体的なパフォーマンスデータが専らで重要と考えることができる鼎子供や青少年に特有の脳震盪後の回復のより正確な指標。さらに、ステーション·ベースのアプローチを使用する方法によって、単一の被験者または4の連続した​​グループ内での被験者で試験プロトコルを完了するための能力は、そのターゲットオーディエンス、青少年スポーツのコミュニティと、このプロトコルを使用することの実現可能性を推進しています。

損傷前/ベースラインおよび損傷後/フォローアップ試験セッションで試験プロトコルを完了すると、記載の試験順序が守られることが重要である。人口統計情報、ポスト脳震盪の症状の報告と休止状態のHRVデータ（ すなわち、ステーション1データ）の結果は、静止状態を反映して、認知および/ ​​または身体運動の影響を受けないことを確認するために前にステーション2及び3のデータに収集されます。したがって、認知パフォーマンスデータ（ すなわち、ステーション2のデータ）の結果は身体運動の影響を受けないことを確実にする前に物理的手段に回収される。セントすべての他の手段が収集された後に系統的なバランス、握力と敏捷性/運動能力データ（ すなわち、ステーション3はデータ）が収集される。より肉体的にきついが少ないから、このステーション進行中の対策。規定の順序でこれらを管理すると、疲労が否定的にその後のテストでのパフォーマンスに影響を与えないことを保証します。これは、最も肉体的にきついタスクや被写体の疲労につながる可能性が最も高い運動能力/敏捷性評価に関しては特にそうです。また、のように、運動負神経認知テストの²¹のパフォーマンスに影響を与える可能性が示唆されている。それは、この尺度が、最後に完了していることが重要である。運動技能/敏捷性の評価は前の状態HRV、認知またはバランス休止の評価に終了した場合、それは物理的な疲労を生じたことはこれらのタスクの被験者のパフォーマンスをゆがめる可能性がある。提示PR内のテスト順序このため、修正otocolは推奨されている。

フォローアップテスト中に投与される評価は、被験者の自己申告ポスト脳震盪の症状に依存している。これは、被験者のPCSIが低くても、それはまだ1つが原因で体調不良、増加運動などに、症状の増悪（疲労、めまいなど ） を経験する可能性があることに留意することが重要で、被験者が経験症状の増悪をした場合とすべてのテストは、それらのベースラインデータに影響を与えずに中止され、フォローアップテストを完了することができません。被験者は、症状の解決まで、他の労作ベースの活動には参加休まなくすることをお勧めします。

これまでに、若者の脳と体が脳震盪とこの回復の関連軌跡、時間枠を、次の回復方法については、ほとんど知らない。機能的な変更があっても、症状の解決²²の後に発生することが可能です。このことから、とフォローアップすることが重要であるすべての変更を追跡し、気になる分野を特定するために、1ヶ月での科目、3ヶ月、6ヶ月後に脳震盪。子どもや青少年と静止状態HRVデータを収集する際に、このプロトコルの制限を求めることができる。このプロトコル内で使用心拍数のモニターは、センサーと胸の間に一定の接触がデータ収集のために必要とされる被験者の胸部、周り締結する心拍センサーと弾性ストラップでフィッティング科目を含んでいた。このため研究中の多くの子供たちの大きさと若さのために、多くの場合、弾性ストラップをしっかりと適切に（ 例えば、一定の被験者の胸部に接触し、ストラップ/センサの無い動きが）効果的な休止状態HRVデータ収集を促進するための締めには大きすぎる。小さいボディサイズの対象を扱う場合、この制限のトラブルシューティングを行うためには、使用のために容易に利用可能な小さなサイズのゴム紐を持っていることが重要です。

評価するRECに記載されたアプローチ子供や若者の間でオーヴェリー以下の脳震盪は、ほとんどの震盪負傷の影響を受け、パフォーマンスドメイン間でスキルや能力の広い範囲を評価する必要性を考慮している。さらに、このプロトコルは、より正確に（パフォーマンスの損傷前/ベースラインレベルに戻る、など ）、損傷後の回復を示すために、ポスト脳震盪の症状の主観的な報告書を補足するための標準化および客観的尺度を使用しています。収集されたデータは、単独で、または互いに組み合わせて、後の脳震盪の回復の最も正確な指標を提供することができる措置、子供や若者の間で、順番に脳震盪に最も敏感である措置通知する。

本研究の目的は、<（改善された成果と有意義な日常活動における安全な参加を促進するために、子どもたちや若者における脳震盪の臨床管理とリハビリテーション中で最も効果的に使用することができるデータ収集の方法を決定することであるem>の例、学校、スポーツ、家族/社会生活）。マルチモーダル評価アプローチの文脈で主観的かつ客観的なデータの同時収集は、パフォーマンスドメインの広い範囲がポスト脳震盪を捕獲することを可能にする。さらに、自分自身で、またはより大きなグループで子供や若者の被験者をテストする機能は、この技術の新規かつユニークを作る。本研究では、若者の脳と体が脳震盪後のリカバリ方法に新たな洞察を提供し、青少年のスポーツ人口のパフォーマンスプレとポスト脳震盪の評価に標準化されたアプローチの開発を通知することができる。

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Scale	Weight Watchers: Conair	WW30WB
Measuring Tape	Hi-Viz Lufkin	HVC716CME
Heart Rate Monitor (Chest Strap and Watch)	Polar	RS800CX GPS
Exercise/Yoga Mat	Pur Athletics	WTE10126
Sportline Stopwatch (Model 228)	EB Sport Group	#2787
Laptop - MacBook Pro	Apple	A1278
Computerized Cognitive Assessment- Immediate Post-Concussion Assessment and Cognitive Task	ImPACT Application's Inc.
Hand Grip Dynamometer	Sammons Preston- Smedley-Type	5032P
BioSway	Biodex Medical Supplies Inc.	950-510
Painter's Mate Green Tape	ShurTech Brands LLC	#49462
Pylons/Cones (12")	Canadian Tire	84-295-4
Basket	Canadian Tire	42-9919-2
Bean Bags	Eastpoint/Go Gater	1-1-16392