Détection et prévention des blessures par commotion cérébrale grâce à la technologie intelligente.

L'hypothèse est que les capteurs MEMS renforcés par l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique peuvent intégrer des facteurs humains individualisés en considération et aider à définir un seuil de commotion cérébrale pour un diagnostic personnalisé comme dans la médecine de précision. Lors de tests en laboratoire, le prototype de capteur intelligent construit par les chercheurs peut apprendre par machine les propriétés biomécaniques de la tête et du cou de l'utilisateur sans être programmé avec ces informations. Il mesure ensuite l'ampleur de l'impact par rapport à un seuil personnalisé de l'utilisateur, en temps réel. Ces capacités permettent au capteur intelligent de déterminer avec précision le potentiel de blessures par commotion cérébrale pour un individu donné.

Le premier objectif est (a) d'optimiser et de finaliser le capteur en un prototype portable prêt à être testé sur le terrain et (b) de mener un test sur le terrain chez des joueurs de football afin d'examiner la précision des capteurs dans la définition de seuils de commotion personnalisés. .

L'hypothèse est que l'augmentation dynamique de la raideur de la nuque devrait réduire significativement les risques de commotion cérébrale. Le capteur intelligent est entièrement intégré à l'entraînement afin de surveiller l'augmentation de la raideur de la nuque et de valider l'efficacité du CR acquis pour réduire les risques de commotion cérébrale.

Le deuxième objectif est donc (a) d'optimiser et de finaliser notre protocole d'entraînement et (b) de mener un test sur le terrain chez des footballeurs.

Les objectifs à long terme sont de développer des méthodes et une technologie pour une évaluation rapide et fiable des risques de commotion cérébrale sur le terrain ainsi que pour la prévention et l'atténuation des blessures commotionnelles.

PROCÉDURES

Partie 1 de l'étude :

Des informations sur l'étude seront données aux parents et aux joueurs de football (participants à l'étude) par le Dr Moncure et le Dr Huang à l'académie de football locale pendant les heures normales. Il s'agira d'une séance unique d'environ 1 heure, selon les questions.

Les informations sur l'étude fournies par les enquêteurs seront également enregistrées sur vidéo afin de s'assurer que tous les parents et joueurs de football reçoivent les mêmes informations même s'ils ne sont pas présents à la réunion.

Tous les joueurs auront la possibilité de participer en fonction de critères d'inclusion et d'exclusion.

Le consentement éclairé et l'assentiment seront examinés avec les participants et les parents par le Dr Moncure à l'académie de football locale après que les parents et les joueurs de football auront été pleinement informés de l'étude et de leurs conditions de participation. Tous les participants et leurs parents doivent assister à la séance d'information ou regarder la vidéo d'information sur l'étude avant de participer. Toutes les questions liées à l'étude recevront une réponse du Dr Moncure ou du Dr Huang. Remplir l'ICF et l'assentiment aura lieu après la séance d'information sur l'étude et prendra environ 30 minutes.

Une session de formation aura lieu pour montrer à tous les entraîneurs de l'académie de football locale comment fonctionnent les capteurs et comment les capteurs sont fixés aux joueurs. Plus tard, les entraîneurs veilleront à ce que les footballeurs portent correctement les capteurs à chaque fois pendant l'entraînement. Cette séance de formation durera environ 30 minutes.

Une fois qu'un participant a été inscrit, le participant peut commencer à porter le capteur pendant l'entraînement ou jouer au football à l'académie de football locale. Les capteurs seront portés sur une période d'au moins 4 semaines lorsque les joueurs sont à l'académie de soccer locale. Le participant a terminé la partie 1 au bout de 4 semaines. Le but de la partie 1 est de collecter des données sur les mouvements de la tête des joueurs de football avant l'entraînement pour éviter les commotions cérébrales.

Partie 2 de l'étude :

La randomisation des participants aura lieu. Les participants seront randomisés en 2 groupes - groupe formé et groupe témoin.

Les formateurs apprendront comment mener la session de formation en réalité virtuelle (RV). Les formateurs verront comment placer correctement le système de capteur d'impact à la tête pour mesurer la réponse des participants à la formation.

Une fois la partie 1 de l'étude terminée, les participants seront randomisés et divisés en groupe formé et groupe témoin. Des considérations seront prises pour obtenir la meilleure correspondance d'âge et de sexe possible dans le groupe formé et le groupe témoin. Les deux groupes apprendront comment utiliser les lunettes de réalité virtuelle. Pendant la période de formation VR d'une à deux semaines, les deux groupes utiliseront les lunettes VR. Le groupe formé aura le stimulus conditionné (CS, images de joueurs adverses s'approchant) et le stimulus inconditionnel (US, un signal vocal pour raidir le cou par l'entraîneur) toujours délivrés avec une relation temporelle cohérente (par exemple, un délai de 250 ms entre le CS et les États-Unis), provoquant l'émergence de la réponse conditionnée (raideur de la nuque). Le groupe de contrôle recevra également le même CS et les mêmes États-Unis, mais le CS et les États-Unis n'auront aucune relation temporelle cohérente, ne provoquant donc jamais l'émergence d'un CR. Les deux groupes porteront également notre système intelligent de capteur d'impact à la tête pour mesurer leur réponse à l'entraînement. L'un des objectifs de cet arrangement est de fournir une voie pour une analyse en double aveugle. Un deuxième objectif sera de fournir un groupe témoin apparié selon l'âge et le sexe pour l'étude.

La formation CR se déroulera sur une période d'environ 10 jours avec des séances quotidiennes de 30 minutes (soit environ sur une période d'une à deux semaines). L'entraînement consiste à porter les lunettes VR et notre système intelligent de capteur d'impact à la tête (capteur de tête et capteur de corps), à l'académie de football locale dans la zone d'entraînement. Le participant recevra des stimuli visuels virtuels du jeu de football habituel en tant que CS. Le participant recevra également des stimuli auditifs légèrement désagréables (comme ceux d'un entraîneur) comme les États-Unis. La formation se déroulera dans la salle d'entraînement de l'académie de football locale, avec uniquement les participants randomisés et leurs entraîneurs présents.

Le groupe de contrôle participera également à la formation VR mais ne saura pas qu'il fait partie du groupe de contrôle. Toutes les données seront conservées dans le logiciel fourni avec les capteurs et les lunettes VR.

Une fois la formation CR terminée, tous les participants porteront à nouveau nos capteurs intelligents chaque fois qu'ils joueront au football à l'académie de football locale pendant encore 4 semaines.

Les formulaires de consentement éclairé et d'assentiment seront remplis en personne, les copies originales seront collectées et resteront avec les enquêteurs, une copie des deux sera remise aux participants.

Toutes les autres données seront collectées par voie électronique. Les capteurs envoient des données directement au chercheur (Chi-Ming Huang).