Vi viser en 24 h hjertefrekvens opptak metodikk for å evaluere hjernerystelse over utvinning banen i unge idrettsutøvere, innenfor en økologisk gyldig kontekst.
Deltakelse i organisert idrett gjør et betydelig bidrag til ungdoms utvikling, men steder ungdom på et høyere risiko for å opprettholde en hjernerystelse. Dato er tilbake til aktivitet beslutninger forankret i overvåking av egenrapporterte hjernerystelse symptomer og nevrokognitive testing. Men multimodal vurderinger som bekrefte objektive fysiologiske mål med tradisjonelle subjektive symptom rapportering er nødvendig og kan være verdifulle. Hjertefrekvensvariabilitet (HRV) er en ikke-invasiv fysiologiske indikator av det autonome nervesystemet, fange gjensidige samspillet mellom sympatisk og parasympatiske nervesystemet. Det er en mangel på litteratur utforske effekten av hjernerystelse på HRV i unge idrettsutøvere og utviklingsmessige forskjeller til erververens voksen resultatene til en pediatric befolkningen. Videre har status HRV metodikk primært inkludert kortvarige (5-15 min) opptak, ved hjelp av hvile tilstand eller kortsiktige fysisk anstrengelse for å belyse endringer etter hjernerystelse. Nyheten i å utnytte 24 timer opptak metode er at den har potensial til å fange naturlig variasjon i autonome funksjon, direkte knyttet til aktiviteter en ungdom utøver utfører regelmessig. I potensielle, langsgående forskning omgivelser, kan denne ny tilnærming til å kvantifisere autonome funksjon gi viktig informasjon om utvinning banen, sammen med tradisjonelle egenrapportering symptom tiltak. Våre mål om en 24-timers opptak metodikk var å (1) vurdere fysiologiske effektene av en hjernerystelse i unge idrettsutøvere, og (2) beskriver banen av fysiologiske endringer, mens du vurderer oppløsningen på egenrapporterte post hjernerystelse symptomer. For å oppnå disse målene, ble ikke-invasiv sensorteknologi implementert. Rå beat-to-beat tidsintervallene fanget kan bli forvandlet for å utlede domene og frekvens domene måler, som reflekterer en persons evne til å tilpasse og være fleksibel skiftende miljøet. Bruker ikke-invasiv hjertefrekvens teknologi, kan autonome funksjonen kvantifiseres utenfor en tradisjonell kontrollert forskning innstilling.
Det anslås at fire millioner barn presentere akuttmottak over hele verden med hjernerystelse1,2,3. Regjeringen i Canada rapporterte at 64% av akuttmottaket besøk blant 10 – 18 åringer er knyttet til fysisk aktivitet engasjement og deltakelse i idrett og rekreasjon4. Videre, 39% av disse nevnte akuttmottaket besøk består av sport-relaterte hodeskade, og, spesielt, hjernerystelse. Hjernerystelse er en traumatisk hjerneskade forårsaket av biomekaniske styrker, forårsaket av et direkte slag i hodet eller på kroppen genererer kraft til hodet. Hjernerystelse resulterer i nevrologiske svekkelse, som ofte løses spontant3. Det er viktig å understreke at hjernerystelse er en funksjonell, i stedet for strukturell skade, der standard strukturelle tenkelig studier i stor grad vises unremarkable3. Hjernerystelse resulterer i samløpet av fysisk (f.eks hodepine, svimmelhet, uklart syn, og følsomhet for støy og lys, redusert styrke og motoriske ferdigheter), kognitive (f.eks, problemer med konsentrasjon og tilbakekalling, redusert tenkning og generell psykisk tåke), emosjonelle (f.eks tristhet, irritabilitet og nervøsitet) og trøtthet symptomer5(f.eks, sover for mye eller for lite og føler seg søvnig).
En viktig faktor i symptomer av hjernerystelse har vært mistenkt dysfunction av autonome nervesystem (ANS)6. ANS består av to grenene. det parasympatiske og sympatiske nervesystemet. Disse to grenene opererer gjensidige svare på miljømessige krav med egne særegenhetene7. Det parasympatiske nervesystemet har mindre innflytelse på perifere blodkar men er aktiv i perioder med energi restaurering, slik at viscera slappe av (dvs. redusere hjertefrekvens, fremme gastrointestinal motilitet). Omvendt, det sympatiske nervesystemet aktiveres når stressfaktorer presenteres og induserer “flyturen eller slåss” reaksjon8. For å vurdere aktiviteten til ANS har følgende hjernerystelse, noninvasive teknikken å samle hjertefrekvens å kvantifisere hjertefrekvensvariasjonene (HRV) vært ansatt8,9,10. Sympatiske og parasympathetic nervesystemet loven på noden sinoatrial (naturlige elektriske pacemakeren) i hjertet å generere tid variasjoner mellom beat-to-beat (RR) intervaller i respons på interne og eksterne stressfaktorer/stimuli. Beat-to-beat intervallets verdi over tid flere brukes deretter til å beregne tid og frekvens domene tiltak. Tid domenet variabler fange samlede variasjon av hjertefrekvens, mens frekvens domene fange periodiske svingninger av hjertefrekvens og gi informasjon om forgreninger ANS8,11, 12.
Planlagt/pre-injury vurdering paradigmet har vanligvis vært ansatt å kvantifisere endringer i tilfelle en ungdom opprettholder en hjernerystelse. Her er det standard å få en selv-rapport av tenåringens hjernerystelse symptomer, i tillegg til andre standardiserte tiltak for eksempel nevropsykologiske vurderinger3før en skade. Etter en diagnostisert hjernerystelse, pre-skade score brukes til å foreta sammenligninger med etter skade score å informere utvinning og å veilede tilbake-til-aktivitet beslutningsprosesser. Men i siste Skift å utforske objektive indikatorer på hjernerystelse utvinning, har verdi og vekt på subjektive symptom rapportering nylig vært diskutert. Unge idrettsutøvere kan ikke fullt ut forstår konsekvensene av rapportering hjernerystelse symptomer og kan underreport for å unngå lengre fravær fra sport13,14. Videre hjernerystelse symptomer er uspesifisert, og finnes i en rekke andre klinisk betingelser som psykiske diagnostiserer15,16. Bruk av HRV innenfor rammen av hjernerystelse i unge idrettsutøvere kan handle for å bekrefte tradisjonelt brukt kliniske tiltak (subjektive hjernerystelse symptomer) og gi romanen fysiologiske informasjon (mål HRV) på forståelse av post hjernerystelse bane.
Ifølge de siste internasjonal konsensus setningen på hjernerystelse i sport, en enkelt “fysiologiske tidsvindu” for hjernerystelse utvinning ikke eksisterer på grunn av metodologiske forskjeller i vurderingen fysiologiske tiltak og studerer design3 . Flere studier har antydet fysiologiske dysfunksjon som outlasts kliniske tiltak utvinning9,17,18, men dette er ikke endelig fastslått, spesielt i befolkningen ungdom utøveren. Arbeidsgruppen for European Society of Cardiology og North American Society for Pacing elektrofysiologi12 gir retningslinjer på måling og analyse av HRV i klinisk og forskning innstillingene. I begrenset hjernerystelse litteraturen hittil, har det store flertallet av denne romanen fysiologiske forskning blitt undersøkt med voksne og Universitetet-alderen utøvere i sammenheng med kortsiktige opptak9,18,19 . Imidlertid har å utforske bruken av HRV som et objektivt mål utvinning i en langsiktig opptak metodikk (24 timer), samt blant unge idrettsutøvere, ikke blitt undersøkt. Dette er problematisk som faktor på kontinuerlig utvikling utelukker voksen funn fra å være extrapolated til ungdom. I tråd med Task Force12 anbefalinger og gjeldende begrensninger i unge hjernerystelse litteratur er det nok begrunnelsen for å utforske 24 h opptaket metodikk innen ungdom hjernerystelse. Det er innenfor de langvarige opptakene at ANS svar kan evalueres svar på reelle forhold som normale daglige, skade og effekten av terapeutisk intervensjon, som er nøkkelen for å forutsi på prognosen20 . Kortvarige opptak kan ikke nøyaktig representere autonome modulasjoner på en måte som gjenspeiler dynamisk svingninger naturlig og forventet stressfaktorer i tenåringens daglige aktiviteter (dvs. skolen og fysiske aktiviteter)21. Videre har kortsiktige innspillingen begrensningen av ikke måle svingninger i RR intervaller, særlig gitt at HRV reagerer dynamisk på fysiologiske forstyrrelser. Tid domenet tiltak, som SDNN (standardavvik RR intervall), har blitt brukt i mange studier med 24-timers opptak metodikk, som er langsiktige opptak å reflektere nøyaktighet i avledet deres verdi12. Gitt utforskende natur av denne tilnærmingen å vurdere hjernerystelse i ungdom og det overordnede målet fange dynamisk endre, var det passende å benytte en innspilling metodikk som reflektert daglige svingninger i aktivitet repertoar unike for dette pediatric befolkning.
Formålet med denne protokollen er å utforske en ikke-kontrollert, 24 timer opptak protokollen i unge idrettsutøvere, alderen 13 til 18 år, deltar i normale daglige aktiviteter. Mens denne 24 h-protokollen introdusere variasjon innen HRV signalet, muligheten til å oppdage trender til tross for denne variasjon, kan være tegn på et potensielt fremtredende signal, og en som kan være mer økologisk gyldig20,22 når måle fysiologiske svaret concussive skade i denne populasjonen.
Klinisk forskning har vist at vurdering av utøveren ikke bør bare være besto av en katalog over hjernerystelse symptomer17. Dermed kan objektive fysiologiske tiltak som HRV være av verdi å greie det mange faktorer som spiller en rolle i subjektivt symptom rapportering og belyse en fysiologisk utvinning bane som viser forskjellig fra en klinisk utvinning bane. Denne protokollen fungerer som et første skritt i å utforske rollen 24 timer opptak metode i en ungdom hjernerystelse forskning sette, mens regnskap for betydelig pre-skade HRV og oppfølging av unge idrettsutøvere (de med hjernerystelse og kontroller) over flere tidspunkt.
Vurdering av hjernerystelse er tradisjonelt forankret i vurdering og oppløsning på egenrapporterte symptomer. Men er det hindringer for denne tradisjonelle modellen, som begrenser forskning og klinisk samfunnets evne til å utnytte mer objektiv tilnærminger til å vurdere utvinning. For eksempel hvis en ungdom opplever symptomer under bedømme etter hjernerystelse og ikke fullføre oppfølging testing, vurderingen vanligvis avsluttes med manglende evne til å måle hvordan resultatene var påvirket sammenlignet med deres planlagte29. Videre, en ungdom symptom score ikke nødvendigvis samsvarer deres evne til å utføre daglige aktiviteter. ungdom kan rapportere en reduksjon i post hjernerystelse symptomer, men opplever symptomet forverring (f.eks mentale tåke, konsentrasjonsvansker, tretthet, hodepine) når tilbake til hele skoledagen29,30, 31 eller når du forsøker å gå tilbake til sport eller fysisk aktivitet for tidlig32,33. Det kan være at mer objektive mål kan fange problemområdene knyttet til videre utvinning, til tross for klinisk utvinning av symptomer. Samlet kan utforskningen av en ikke-invasiv og objektive mål fremme oppdagelsen og bruk av et trygt og mer følsom mål utvinning for unge idrettsutøvere etter en hjernerystelse.
Nåværende protokollen foreslår verdien i å utnytte en roman objektiv indikator for gjenoppretting (dvs. lang sikt opptak av HRV). Imidlertid kan autonome nervesystemet funksjon også bli påvirket av et individs psykiske status og deres evne til selv regulere, i sammenheng med stress34,35. Ikke fanget i denne studien er muligheten for at endringer i HRV etter hjernerystelse kan skyldes andre psykiske problemer som oppstår når ungdom er begrenset fra å engasjere seg i meningsfylte aktivitet30 og deretter sakte for å gjenopprette fra hjernerystelse. Faktisk viser tidligere arbeid forholdet mellom reduksjoner i HRV i unge mennesker med ikke-klinisk og kliniske former for depresjon og angst15,16. Fremtidige studie bør dermed utdype gjeldende protokollen inkludere tiltak som fanger både pre-skade planlagte psykiske status og hvordan denne statusen kan eller kan ikke endres etter hjernerystelse.
Kamins et al. 36 gjennomført en systematisk gjennomgang, utheving at omfanget av fysiologiske utvinningen hjernerystelse inkludert fysisk aktivitet, balanse, kognisjon og oculomotor dysfunksjon. Mens denne 24-timers opptak har vært ansett en økologisk gyldig tilnærming til å vurdere endring i autonome funksjonen37, kan frekvens og intensiteten av fysisk aktivitet begrense omfanget som endringer i HRV kan tolkes. Fysisk aktivitet trolig variere over alder, og dette kan bidra til store variasjoner sett innen HRV variabler. Objektivt opptak og kvantifisere fysisk aktivitet ble ikke presentert i denne protokollen; Dermed er det mulig at noen unge idrettsutøvere var i konkurransedyktige fase, opplæringsfasen eller selv off-season. Forskning har vist en signifikant sammenheng mellom fysisk aktivitet og HRV, der økt fysisk trening var assosiert med økt HRV38,39,40. Innenfor en halvvoksen utvalg av gutter i alderen 14-19 år, rapporterte nivået av fysisk aktivitet var positivt assosiert med både tid og frekvens domene HRV måler41. For å dekke dette gapet, kan fremtidig leting benytte actigraphy teknologi for å fange den type, frekvens og intensiteten av fysisk aktivitet, mens samtidig samle HRV. Like viktig å vurdere er rollen til kognitiv etterspørsel / aktivitet i hverdagen (dvs. akademiske krav, fritidsaktiviteter). Mens denne studien ikke innhente informasjon i form av en kognitiv dagbok eller bruke andre former for kognitive aktivitetssporing, er det viktig å vurdere disse kliniske tiltak for å tillate en fulsome tolkning av det autonome nervesystemet. Til slutt, mens oculomotor funksjonen ikke ble tatt i gjeldende protokollen, Hunt et al. 42 funnet at målinger av saccades, glatt forfølgelse og vergence kan være nyttig inne oppdager endringer forbundet med hjernerystelse. Leger og forskere er rettet til bredere multimodal vurdering protokollen publisert av Reed et al. 29 for informasjon om balanse og kognitive vurdering etter concussive skade.
Utfordringen i den nåværende protokollen, er mens det gir rik fysiologiske data, det manglende evne å direkte sammenligne resultatene til andre lignende hjernerystelse studier. Fleste av HRV hjernerystelse studier har ansatt en hvile tilstand posisjon protokollen9,19 eller observere endringer i HRV ifølge utøve anstrengelse43,44,45. 24 timer opptak protokollen presenteres her var åpent at ungdom ble instruert til å utføre sine normale daglige rutiner. I tillegg, mens ungdom ble bedt om å dokumentere søvne og våkner ganger, gir subjektive rapportering ikke en klar indikasjon på søvnkvalitet. Søvn faktorer kan betydelig påvirke hvordan en person utfører sine daglige aktiviteter og kan fungere som en feedback loop til ANS å regulere stress svar46. Dermed er en standardisert vurdering (dvs. søvn spørreskjema og actigraphy) å kvantifisere faktorene søvn nødvendig for mer robust tolkninger av 24 h innspillingen.
En siste vurdering for gjeldende protokollen er virkningen av menstruasjon på HRV når pre og post hjernerystelse sammenligninger. Mens denne faktoren ikke var hentes innenfor nåværende protokollen, potensielle påvirkning av menstruasjon er viktig kontoen for som studier har vist det autonome nervesystemet funksjon varierer i løpet av menstruasjonssyklusen, der endring av ovarian hormoner kan være ansvarlig for endringer sett i HRV47,48. Men er det uklart hvordan menstruasjonssyklusen kanskje eller kanskje ikke har spilt en rolle i symptom rapportering eller HRV endringer i eksempelfilen studie av 13 til 18-åringer. Fange utviklingsstadiet i tillegg til å måle fasen av menstruasjonssyklusen vil trolig gi tilleggsinformasjon om Klargjørende mulige endringer etter hjernerystelse.
I sammendraget gir denne protokollen en klinisk relevante betyr å vurdere endring i et objektivt fysiologiske mål, i en lite studert befolkning. Fremover, vil det være viktig å også utforske rollen faktorene presentert ovenfor, oppfattet hverdagens stress og personlig utøveren egenskaper, å dechiffrere hvis hjernerystelse påvirker ANS utover hva som ville bli forventet fra en stressende livet hendelsen.
The authors have nothing to disclose.
Dette er arbeid ble finansiert av den kanadiske institutter for helseforskning (#127048), Ontario Biografiske filmer grunnlaget og Ontario hjernen Institute. Ontario hjernen Institutt er en inde-hengende non-profit selskap, finansiert delvis av Ontario regjeringen. Den meninger, resultater og konklusjoner er de av forfatterne, og ingen anbefaling av Ontario hjernen Institute er tilsiktet eller kan utledes. Dette arbeidet ble opprinnelig omtalt i første forfatterens doktoravhandling, som del av en større kropp av arbeid på nevrofysiologiske variant (Paniccia, 2018, [University of Toronto, upubliserte doktoravhandling]). Forfatterne takker rehabilitering Sciences Institute ved University of Toronto for deres støtte gjennom doktorgrad programmet. Vi ønsker også å erkjenne innsatsen til medlemmene av CIHR “NeuroCare” laget og medlemmer av hjernerystelse sentrum (Bloorview Research Institute), spesielt Talia Dick og Katherine Mah. Vi er takknemlige til ungdom og familier for sin deltakelse i denne forskningen.
Spectra 360 Electrode Gel | PARKER LABORATORIES, INC. | 12-02 | Salt free, hypoallergenic |
Polar RS800CX Watch | Polar | RS800CX | |
H3 Polar Sensor | Polar | C346W80693039 | |
Polar Pro Strap | Polar | ||
Polar Protrainer | Polar | ||
Kubios 2.0 | Biosignal Analysis and Medical Imaging Group | Analysis software | |
R Core Programming | The R Foundation | Free data analysis software |