Detekce a prevence otřesů pomocí chytré technologie.

Hypotézou je, že senzory MEMS posílené umělou inteligencí a strojovým učením mohou zohledňovat individualizované lidské faktory a pomoci definovat práh otřesů pro diagnózu, která je personalizovaná jako v přesné medicíně. V laboratorních testech se prototyp inteligentního senzoru, který výzkumníci postavili, dokáže strojově naučit biomechanické vlastnosti hlavy a krku uživatele, aniž by byl těmito informacemi naprogramován. Poté v reálném čase měří velikost dopadu proti personalizovanému prahu uživatele. Tyto schopnosti umožňují chytrému senzoru přesně určit potenciál otřesů u daného jedince.

Prvním cílem je (a) optimalizovat a finalizovat senzor do nositelného prototypu připraveného k testování v terénu a (b) provést terénní test u fotbalistů s cílem prověřit přesnost senzorů při nastavování personalizovaných prahů otřesů. .

Hypotézou je, že dynamický nárůst tuhosti krku by měl významně snížit riziko otřesů. Chytrý senzor je plně integrován do tréninku za účelem sledování nárůstu ztuhlosti krku a ověření účinnosti získané CR při snižování rizik otřesů mozku.

Druhým cílem je proto (a) optimalizovat a dokončit náš tréninkový protokol a (b) provést terénní test u fotbalistů.

Dlouhodobým cílem je vyvinout metody a technologie pro rychlé a spolehlivé hodnocení rizika otřesu mozku v terénu, jakož i pro prevenci a zmírnění otřesů.

POSTUPY

Část 1 studie:

Studijní informace poskytnou rodičům a fotbalistům (účastníkům studie) Dr. Moncure a Dr. Huang na Místní fotbalové akademii během normálních hodin. Bude se jednat o jednorázové sezení v délce přibližně 1 hodiny, v závislosti na dotazech.

Informace o studii poskytnuté vyšetřovateli budou také zaznamenány na video, aby bylo zajištěno, že všichni rodiče a fotbalisté dostanou stejné informace, i když nejsou přítomni na schůzce.

Všichni hráči dostanou příležitost zúčastnit se na základě kritérií pro zařazení a vyloučení.

Informovaný souhlas a souhlas posoudí s účastníky a rodiči Dr. Moncure na místní fotbalové akademii poté, co budou rodiče a fotbalisté plně informováni o studii a jejich požadavcích na účast. Všichni účastníci a jejich rodiče se musí před účastí zúčastnit informační schůzky nebo se podívat na studijní informační video. Všechny otázky související se studiem zodpoví Dr. Moncure nebo Dr. Huang. Vyplnění MKF a souhlasu proběhne po informační relaci studie a zabere přibližně 30 minut.

Uskuteční se trénink, který všem trenérům místní fotbalové akademie ukáže, jak senzory fungují a jak jsou senzory připevněny k hráčům. Později se trenéři postarají o to, aby fotbalisté při každém tréninku správně nosili senzory. Tento trénink zabere přibližně 30 minut.

Jakmile je účastník zaregistrován, může začít nosit senzor během tréninku nebo hraní fotbalu v místní fotbalové akademii. Senzory budou nošeny po dobu nejméně 4 týdnů, když jsou hráči v místní fotbalové akademii. Účastník dokončil část 1 na konci 4 týdnů. Účelem části 1 je shromáždit údaje o pohybu hlavy od fotbalistů před tréninkem na vyhýbání se otřesům mozku.

Část 2 studie:

Dojde k randomizaci účastníků. Účastníci budou náhodně rozděleni do 2 skupin -- trénovaná skupina a kontrolní skupina.

Trenérům bude ukázáno, jak vést trénink virtuální reality (VR). Trenérům bude ukázáno správné umístění systému snímačů nárazu hlavy pro měření odezvy účastníků na trénink.

Po dokončení 1. části studie budou účastníci randomizováni a rozděleni do trénované skupiny a kontrolní skupiny. Bude se brát ohled na dosažení co nejlepší shody věku a pohlaví ve trénované skupině a kontrolní skupině. Oběma skupinám bude ukázáno, jak používat brýle pro virtuální realitu. Během týdenního až dvoutýdenního tréninku VR budou obě skupiny používat brýle pro VR. Trénovaná skupina bude mít podmíněný stimul (CS, obrázky blížících se soupeřů) a nepodmíněný stimul (US, hlasový pokyn trenéra ke ztuhnutí šíje) vždy podáván s konzistentním načasováním (např. CS a USA, což způsobilo, že se objevila podmíněná reakce (ztuhnutí krku). Kontrolní skupina také obdrží stejné CS a stejné USA, ale CS a USA nebudou mít žádný konzistentní časový vztah, proto nikdy nezpůsobí vznik žádné CR. Obě skupiny budou také nosit náš inteligentní systém snímačů nárazu hlavy, aby změřili svou reakci na trénink. Jedním účelem tohoto uspořádání je poskytnout cestu pro dvojitě zaslepenou analýzu. Druhým účelem bude zajištění věkově a genderově odpovídající kontrolní skupiny pro studii.

Výcvik CR bude probíhat po dobu přibližně 10 dnů s denními 30minutovými sezeními (nebo zhruba po dobu jednoho až dvou týdnů). Trénink zahrnuje nošení brýlí pro VR a našeho chytrého systému senzorů nárazu hlavy (hlavový senzor a tělesný senzor) v místní fotbalové akademii v tréninkové oblasti. Účastník obdrží virtuální vizuální podněty obvyklého fotbalového hraní jako CS. Účastník také obdrží mírně nepříjemné sluchové podněty (např. od trenéra) jako US. Trénink bude probíhat ve školicí místnosti místní fotbalové akademie, za účasti pouze náhodně vybraných účastníků a jejich trenérů.

Kontrolní skupina se také zúčastní školení VR, ale nebude vědět, že je v kontrolní skupině. Všechna data budou uchovávána v softwaru, který je dodáván se senzory a brýlemi pro VR.

Po absolvování školení CR budou všichni účastníci opět nosit naše chytré senzory, kdykoli budou hrát fotbal v místní fotbalové akademii po dobu dalších 4 týdnů.

Formuláře informovaného souhlasu a souhlasu budou vyplněny osobně, originály budou vyzvednuty a zůstanou u vyšetřovatelů, kopie obou obdrží účastníci.

Všechny ostatní údaje budou shromažďovány elektronicky. Senzory posílají data přímo výzkumníkovi (Chi-Ming Huang).