https://frosthead.com

Jak mohou skenování mozku pomocí virtuální reality a vedlejších mozků pomoci diagnostikovat otřesy

V sezóně 2017 utrpěli hráči NFL 291 otřesů - nejvíce od doby, kdy liga začala sdílet data v roce 2012. Aby se omezila vysoká míra otřesů, vyzkoušeli tvůrci fotbalových pravidel na profesionální a vysokoškolské úrovni vše od penalizace hráčů za zásah pomocí jejich přileb. k doplnění nestranných lékařů, kteří mohou po úderu do hlavy vytáhnout hráče ze hry.

Nešťastnou realitou je, že se zdá, že žádná z těchto změn úspěšně neomezí počet otřesů. Část problému spočívá v tom, že může být obtížné určit, zda byl hráč otrasem nebo ne, ale možná může pomoci nová diagnostická technologie.

Jakmile se sezóna 2018 dostane do plného proudu, některé vysokoškolské týmy udržují nový pomůcka na okraji: pár virtuálních brýlí virtuální reality určených k diagnostice otřesů. Konference Pac-12 skutečně použije brýle VR v každém sportu. (Zápas, nikoli fotbal, má nejvyšší míru otřesu, následovaný hokejem, uvádí článek v American Journal of Sports Medicine.)

Brýle Eye-Sync od firmy Palo Alto, kalifornské společnosti SyncThink, fungují tak, že zobrazují tečku pohybující se v drsném kruhu a sledují oči uživatele, když sledují pohyb tečky. Zatímco brýle sledují pohyb očí, zařízení skutečně měří mozkovou schopnost předpovídat pohyb tečky, říká zakladatel SyncThink Jamshid Ghajar.

Ghajar, stanfordský neurochirurg a prezident nadace Brain Trauma Foundation, říká, že studoval, jak pozornost souvisí s funkcí mozku, když si uvědomil, že je to všechno o načasování. "Váš mozek je vždy v minulosti." Cokoliv, co cítíte, se již stalo, “říká. "Až uvidíte tenisový míček, už to prošlo." Abyste mohli komunikovat, musíte předvídat nebo předvídat, takže jste se naučili předpovídat pohyb míče, abyste jej mohli zasáhnout. “

Není divu, že otřes mozku ovlivňuje mozkovou schopnost zpracovávat informace z očí a předpovídat pohyb. Pokud je sportovec sražen do hlavy nebo je voják příliš blízko výbuchu IED a při zkoušce sledování zraku provádějí špatně, je možné, že utrpěli otřes mozku - ale to není zaručeno.

"Zařízení nediagnostikují, doktoři ano, " říká Ghajar. Přesto, pokud někdo bojuje s brýlemi, může to stačit k tomu, aby je stáhl z pole. Dokonce i nepatrné zhoršení schopnosti předvídat pohyb obranného konce nebo smrtelného náboje by se mohlo ukázat jako nákladné.

"Potřebujeme sadu nástrojů - sledování očí by mohlo být jedním z nástrojů, " říká Ghajar.

K naplnění této sady nástrojů se také vyvíjí řada dalších diagnostických technik. Na jaře vědci oznámili, že určité biomarkery v plazmě dokážou přesně předpovědět, zda vysokoškolští sportovci utrpěli otřes mozku. Jiný výzkum naznačuje, že měření změn rychlosti proudění krve do mozku může identifikovat otřesy. Plivací test, který měří genetický materiál ve slinách, ukázal slibné otřesy u mladých pacientů trpících dlouhodobými příznaky a další studie s dětmi našla úspěch pomocí testu sluchu.

Jednou z technologií s potenciálem je náhlavní souprava, která využívá počítačové modely a umělou inteligenci k analýze změn elektrických proudů mozku. „Zařízení pro posuzování poškození mozku“, které bylo vyvinuto pro použití na vedlejší a přední linii společností BrainScope se sídlem v Bethesdě v Marylandu, je čelenka s visícími elektrodami, která se připojuje k ručnímu zařízení. Za několik minut provede elektroencefalogram (EEG) a zkontroluje krvácení do mozku. Headset umožňuje lékařům vědět, zda je vyžadováno robustnější CT skenování, říká generální ředitel Michael Singer, a může také sledovat kognitivní výkon pomocí testu a vyjádřit výsledky jako percentil.

Stejně jako brýle, sluchátka nejsou definitivním testem otřesů. "Ale pokud můžete začít odpovědí na první otázku, je v mozku krvácení?" A pak existuje funkční problém? Pak se můžete rozhodnout o návratu na pole, “říká Singer.

Většina z tohoto nového výzkumu dostává finanční prostředky od ministerstva obrany, NFL nebo NCAA - organizací, kde lidé pravděpodobně utrpí otřesy, zejména jim brání dopad otřesů na jejich pracovní výkon, a zejména se zdráhají připustit příznaky otřesu. Neochota odhalit příznaky může být obzvláště problematická, vzhledem k tomu, že tradiční diagnóza otřesů otřesů závisí do velké míry na subjektivních informacích poskytnutých pacientem a ani vojáci, ani fotbalisté nechtějí opustit pole.

„Subjektivní hodnocení [otřesů] je ve skutečnosti nejužitečnější, ale ne pokud vám lidé lžou, “ říká Kim Harmon, profesor sportovní medicíny na Washingtonské univerzitě a předseda iniciativy Pac-12 Student Athlete Health and Well-Being Initiative prkno.

Návrat zpět na pole po otřesu otřesu může mít za následek pomalejší reakční doby, narušenou rovnováhu a zvýšené riziko dlouhodobých zdravotních problémů, jako je degenerativní mozková choroba, chronická traumatická encefalopatie (CTE). Rychlejší a přesnější objektivní diagnostika otřesů mozku představuje řešení ke zmírnění závislosti na reakcích pacientů.

BrainScope's Singer porovnává hodnocení otřesu mozku s hodnocením infarktu. V obou případech musí lékař před dosažením závěru zkontrolovat řadu testů, zkontrolovat hladiny různých sloučenin a zvážit osobní historii pacienta. V případě srdečního infarktu se však lékaři nemusí spoléhat na symptomy uváděné sami sebou.

"Máme objektivní informace, " říká Singer. "To je Svatý grál - mít něco, co nelze přehrát."

Lékaři jsou často frustrováni očekáváním, že diagnóza otřesů by měla přijít rychle. "Není to, jako bychom na ně mohli mávat hůlkou, " řekl Ghajar. "Neexistuje žádné zelené světlo / červené světlo."

Náhlavní souprava BrainScope skenuje mozek a měří změny v elektrické aktivitě, které by mohly naznačovat otřes mozku. Náhlavní souprava BrainScope skenuje mozek a měří změny v elektrické aktivitě, které by mohly naznačovat otřes mozku. (BrainScope)

Na rozdíl od jiných zranění, jako jsou slzy ACL nebo zlomené zápěstí, může být obtížné zjistit, zda je někdo zasažen do hlavy vůbec zraněn. Zjistit, zda někdo právě měl „zvonící zvonek“ nebo zda jeho mozek narazil do boku lebky s dostatečnou silou, aby dočasně potlačil poznání, je složitá věda.

"Někteří lidé mají zjevné známky otřesů, " říká Harmon. "Nemohou se postavit rovně ani říci, co se děje." Ale někteří lidé jsou těžší diagnostikovat a většinu svých fakult si po utrpení rány do hlavy udrží.

I odborníci se dohadují o tom, co přesně představuje otřes mozku. Ghajar získal finanční prostředky od DoD, aby pomohl přijít s lepší definicí pojmu „otřes mozku“, ale mezitím vědci používají termín „poranění mozku“, aby se vyhnuli záměně.

"Tyto věci jsou tak heterogenní, " říká Sandy Wright, výzkumník otřesů na University of British Columbia, který studoval, jak by změny v průtoku krve do mozku mohly naznačovat otřes. Každý člověk může být otřesem ovlivněn odlišně, a každý otřes může poškodit různé části mozku nebo vyvolat různé příznaky.

Variabilita otřesů také ovlivňuje dobu zotavení, takže je obtížné vědět, kdy je okouzlující hráč nebo voják připraven vrátit se k akci. "Nemyslím si, že někdy přijdeme s jediným testem, který bude vše na konci diagnostické nebo prognostické stránky věcí, " říká Wright.

Pro Harmon a její kolegy bude vzrušující část celého výzkumu přijít po skončení fotbalové sezóny. Jakmile hráči zavěsí své přilby, vědci shromáždí všechna data z nových testů, včetně VR brýlí, a informace o všech potvrzených otřesech z období - což se většinou děje v praxi - pro provedení regresní analýzy. Tato analýza by měla dát lékařským vědcům vědět, které nástroje pracují na aktivní identifikaci otřesů v reálném čase.

Nikdy nemusí existovat kouzelná hůlka na vlnu, ale s novými technologiemi, jako jsou brýle Eye-Sync a náhlavní souprava BrainScope, diagnostická sada nástrojů roste.

Jak mohou skenování mozku pomocí virtuální reality a vedlejších mozků pomoci diagnostikovat otřesy