Correlazione tra cambiamenti nelle misure del sistema visivo e cambiamenti nei sintomi associati alla commozione cerebrale

La commozione cerebrale legata allo sport colpisce da 1,6 a 3,8 milioni di persone ogni anno negli Stati Uniti. Nonostante la maggiore attenzione dei media e le campagne di sensibilizzazione, l'incidenza esatta è difficile da determinare a causa della sottostima da parte degli atleti. La commozione cerebrale è definita come un insieme di reazioni patologiche che portano a danni diretti al cervello, che possono verificarsi a seguito di un colpo diretto o indiretto alla testa. I tipi di sintomi sperimentati dipendono dall'area del cervello che è stata colpita. I sintomi più frequenti includono: mal di testa, difficoltà cognitive, vertigini, dolore al collo, disturbi visivi, difficoltà a dormire e affaticamento.

Nonostante la disponibilità di molte opzioni di trattamento come test neurologici e psicologici, alcuni pazienti continuano a manifestare molti sintomi - come mal di testa, vertigini, disturbi visivi, problemi di equilibrio, sensibilità alla luce e difficoltà di concentrazione - che influiscono negativamente sulla scuola, sul lavoro e qualità della vita per lunghi periodi di tempo. Tutti questi sintomi sono vissuti in modo simile da individui con disfunzioni visive come disfunzioni della funzione binoculare o insufficienza di convergenza. Questa scoperta ha portato alcuni a raccomandare una componente visiva nella gestione della commozione cerebrale. Pertanto, lo scopo di questo studio è determinare se i cambiamenti nei risultati di 7 test di visione binoculare (BVT) nel tempo in pazienti con commozione cerebrale sono correlati ai cambiamenti nei sintomi della commozione cerebrale.

Gli investigatori misureranno 46 pazienti con commozione cerebrale con ciascuno di questi test e SCAT3 su un massimo di 4 punti temporali separati come descritto di seguito:

• M1 = linea di base; appena possibile dopo l'assunzione
• M2 = quando i partecipanti sentono qualitativamente che i loro sintomi di commozione cerebrale sono "significativamente migliorati"
• M3 = quando i partecipanti sono privi di sintomi con attività per 1 settimana o 3 mesi dopo l'iscrizione allo studio, a seconda di quale evento si verifichi per primo. Questa pietra miliare sarà anche l'ultima misurazione e segnerà la fine della loro partecipazione.
• M* = Partecipanti che non hanno un miglioramento significativo (es. M2) entro 2 settimane dal basale il test sarà testato anche al segno delle 2 settimane. Saranno ancora testati sia su M2 che su M3.

Verranno raccolte informazioni demografiche rilevanti per lo studio al fine di descrivere adeguatamente la popolazione e valutare il potenziale effetto di modifica di questi fattori sulle correlazioni osservate. Le variabili demografiche da registrare includono: età, sesso, livello di istruzione più alto raggiunto, uso di lenti correttive per problemi di vista, occupazione, qualsiasi storia medica passata rilevante (es. emicrania, problemi di vista, farmaci, ecc.), la principale attività sportiva in cui l'atleta è coinvolto e l'ultima delle attività a cui l'atleta tornerà dopo la guarigione, con particolare attenzione alle attività ad alto rischio di commozioni cerebrali. Inoltre, le informazioni relative all'evento di commozione cerebrale saranno registrate per caratterizzare la lesione. Ciò include informazioni riguardanti l'incidente che ha provocato una commozione cerebrale, l'attività al momento della lesione e il meccanismo della lesione (la presenza o l'assenza di contatto con la testa è importante).

I partecipanti completeranno la parte relativa ai sintomi (sezione 3) del modulo SCAT3 convalidato che fa parte dello standard accettato per la gestione della commozione cerebrale. I sintomi elencati sono: mal di testa, "pressione alla testa", dolore al collo, nausea o vomito, vertigini, visione offuscata, problemi di equilibrio, sensibilità alla luce o al rumore, "sensazione rallentata", sentirsi come "in una nebbia", "non 't feel right", difficoltà di concentrazione, difficoltà a ricordare, affaticamento o poca energia, confusione, sonnolenza, difficoltà ad addormentarsi, più emotività, irritabilità, tristezza, nervosismo o ansia. I sintomi sono valutati su una scala da 0 (nessuno) a 6 (grave). Il punteggio complessivo dei sintomi è la somma di tutti i punteggi individuali dei sintomi.

Gli investigatori includeranno altre sette domande sui sintomi - che vengono poste da alcuni medici: "Sintomi peggiori con l'attività fisica", "Sintomi peggiori con l'attività mentale", "Cinetosi", "Disagi durante la lettura", "Disagi durante l'utilizzo di un computer", "Visione doppia", "Dolore dietro gli occhi". Ogni sintomo è nuovamente valutato tra 0 (nessuno) e 6 (grave).

Saranno esaminati i BVT, che differiscono dai test di optometria in quanto utilizzano apparecchiature più avanzate che possono misurare deviazioni molto piccole in diversi domini del sistema visivo. Questi BVT misurano vari elementi del sistema visivo e saranno descritti in dettaglio di seguito:

1. Acuità stereoscopica grossolana: (range 0 - 15 secondi d'arco) La nostra visione binoculare ci permette di vedere in tre dimensioni (3D), o più semplicemente, di percepire la profondità. In questo test, ai partecipanti seduti che indossano occhiali 3D vengono mostrate immagini. L'impossibilità di vedere la profondità o in 3D farà apparire le immagini come punti invece che come oggetti in rilievo. Gli oggetti sono presentati in diverse fasi, ciascuna delle quali richiede ai partecipanti di discriminare diversi livelli di percezione della profondità. Il test viene valutato in unità ottiche, che vanno da 0 a 15 secondi d'arco. Il punteggio massimo corrisponde al livello in cui è stato individuato l'ultimo oggetto.
2. Convergenza misurata dal "motor punctum proximum": (cm) Quando un oggetto si muove verso i nostri occhi, questi convergono simmetricamente per mantenere la messa a fuoco. Esiste, tuttavia, un punto in cui i nostri occhi non convergono più simmetricamente, che viene indicato come punto di convergenza o "motore punctum proximum". Questo test misura la distanza (cm) tra il ponte del naso e il punto di convergenza nei partecipanti seduti mentre un oggetto viene avvicinato alla loro testa.
3. Convergence fusional proximum: (diottrie, unità di convergenza del prisma) Questo test è simile a (2). Quando un oggetto si avvicina alla nostra testa, i nostri occhi convergono simmetricamente per mantenere la messa a fuoco. Tuttavia, quando l'oggetto viene spostato oltre la capacità del partecipante di convergere, il partecipante inizierà a vedere due immagini (visione doppia). Questo test misura la distanza tra il ponte del naso e il punto in cui si verifica una visione doppia (cm) nei partecipanti seduti quando un oggetto viene avvicinato alla loro testa.
4. Fusione binoculare con convergenza: (diottrie, unità di convergenza del prisma) Questo test misura quanto bene un partecipante può adattarsi alle sfide nel focalizzare la luce sulla retina. Questa misura è composta da due test quasi identici, che differiscono solo per la distanza. Un test si verifica quando un oggetto è posizionato a 3 m dal partecipante seduto e l'altro con un oggetto posizionato a 30 cm dal partecipante seduto. La luce dell'oggetto viene fatta passare attraverso un prisma: questo è analogo allo spostamento dell'oggetto più lontano dal corpo. In risposta, gli occhi devono divergere (separarsi) per mettere a fuoco l'oggetto, proprio come farebbero se l'immagine si allontanasse effettivamente dal corpo. Diversi prismi vengono utilizzati per creare sfide crescenti per i partecipanti. Il punteggio per questi test è la quantità massima di convergenza del prisma (diottrie, annotate sul prisma come si noterebbe diottrie sugli occhiali) che il partecipante seduto può accogliere a 3 me a 30 cm.
5. Fusione binoculare con divergenza: (diottrie, unità di convergenza del prisma) Questo è lo stesso test di (4), tranne per il fatto che i prismi divergono la luce e il partecipante deve far convergere (invece di divergere) gli occhi per mantenere la messa a fuoco. Il punteggio per questi test è la quantità massima di divergenza del prisma (diottrie, annotate sul prisma, come si noterebbe diottrie sugli occhiali) che il partecipante seduto può accogliere a 3 me a 30 cm.
6. Movimenti saccadici o capacità oculomotoria: (Punteggio = cattivo, medio, buono) I movimenti saccadici sono movimenti rapidi degli occhi che alterano bruscamente il punto di fissazione. Durante questo test, le luci appariranno e scompariranno - in diversi punti dello schermo - a una frequenza di 100 lampeggi al minuto, per un totale di 2 minuti. Il partecipante assume una posizione in tandem (piede dominante posizionato davanti al piede non dominante e in linea) e si trova a una distanza di un braccio dallo schermo. Al partecipante viene detto di tenere la testa ferma, muovendo solo gli occhi per mettere a fuoco le luci che appaiono. Il risultato del test viene valutato dal medico sulla base di un'impressione qualitativa globale per l'intera durata di 2 minuti dei test, con 3 sottopunteggi separati su una scala ordinale per la qualità - per la sincronizzazione (scarso, medio, buono) e la correzione saccadica ( molte correzioni, poche correzioni, nessuna correzione). I tre punteggi secondari vengono combinati in un punteggio complessivo in base all'algoritmo proprietario del nostro partner industriale (Apexk).
7. Deviazione anatomica oculomotoria: (diottrie, unità di convergenza del prisma) Questo test misura la deviazione naturale degli occhi (eterofobia) e consente anche di rilevare lo strabismo. Nello strabismo, la deviazione anatomica è facilmente rilevabile poiché gli occhi dell'individuo sono disallineati, in modo tale che l'occhio dominante dell'individuo guardi l'oggetto di interesse, ma l'occhio "pigro/deviato" no. Nell'eterofobia, la deviazione anatomica non è visibile ad occhio nudo; infatti la deviazione deve essere innescata coprendo un occhio alla volta in sequenza, per innescare la deviazione. Questa misura è composta da due test identici, diversi per distanza: uno si verifica con un oggetto posto a 3 m dal partecipante seduto (visione da lontano) e l'altro con un oggetto posto a 30 cm dal partecipante seduto (visione da vicino). In questo test, i partecipanti seduti si concentrano su un oggetto. Il medico copre e scopre gli occhi del partecipante per attivare i movimenti e utilizza un prisma per annullare questi movimenti. Il prisma che realizza questa cancellazione dei movimenti è la misura della deviazione anatomica. Il punteggio del test è la valutazione del prisma che ottiene l'annullamento del movimento, per l'oggetto posto a 30cm ea 3m. I partecipanti con strabismo sono esclusi dal nostro studio poiché lo strabismo è una controindicazione all'allenamento visivo post-commozione cerebrale.

L'obiettivo principale di questo studio è valutare la correlazione tra il cambiamento dei sintomi e il cambiamento nei risultati dei test di visione binoculare. Ci sono almeno tre momenti cardine per ogni partecipante: basale (M1), miglioramento significativo dei sintomi (M2) e quando il partecipante è asintomatico con attività o 3 mesi dopo il test basale (M3). I partecipanti che non hanno un miglioramento significativo almeno 2 settimane dopo M1 - saranno misurati a 2 settimane (M *) per determinare se i test visivi della funzione sono migliorati. Anche questi partecipanti saranno ancora misurati a M2 e M3 - per un totale di 4 visite.

Queste pietre miliari rappresentano gli stati del paziente: sintomatico, migliorato, risoluzione/fine dello studio. Per le nostre analisi primarie, qualsiasi paziente che non migliora significativamente nell'arco di 3 mesi avrebbe misurazioni a M1, M* e M3 (fine dello studio). Poiché non sarebbero migliorati nei sintomi, includerli in una correlazione tra cambiamenti nei sintomi e cambiamenti nei risultati del test non è significativo. Pertanto, saranno esclusi dalle analisi primarie e saranno analizzati separatamente. Questo perché gli investigatori sono ancora interessati a sapere se i risultati del test possono cambiare in assenza di un cambiamento nei sintomi. Il primo passo è valutare se esiste una correlazione tra il punteggio su BVT e i sintomi dei partecipanti (Sx) ogni volta che si verifica una pietra miliare. Per chiarezza, l'analisi viene condotta da un set di dati in cui ogni riga di dati è rappresentata da: Partecipante, Tempo (M1, M2, M3), Punteggio dei sintomi e Punteggio BVT. Il modello statistico complessivo è:

E [BVT] = β0 + β1*Sx + β2*M2 + β3*Sx*M2 + β4*M3 + β5*Sx*M3 + ε

Dove M2=1 quando Sx e BVT sono misurati a M2 ed è uguale a 0 altrimenti, M3=1 quando Sx e BVT sono misurati a M3 ed è uguale a 0 altrimenti, e ε si riferisce a una variabile di effetto casuale che viene utilizzata tenere conto di misurazioni ripetute sugli stessi partecipanti. In questo modello, il coefficiente β1 è l'associazione tra tutti i punteggi dei sintomi dei partecipanti e le BVT. Questo perché M2=M3=0, quindi i termini a destra di β1*Sx sono tutti uguali a 0. In questo modello, verificando se il tempo di misurazione (es. M1, M2 o M3) influisce sulla correlazione è semplice. Se la correlazione è la stessa in M2 come in M1, allora il coefficiente, β3, sarà 0. Analogamente, se la correlazione in M3 è la stessa che è in M1, allora il coefficiente, β5, sarà 0. Se sia β3 che β5 risultano essere vicine allo zero, allora le associazioni sono indipendenti dalla pietra miliare in cui i dati sono stati raccolti e l'analisi verrà rieseguita con tutti i dati insieme in un'analisi semplificata per aumentare la potenza di analisi di sottogruppi.

Successivamente, verrà misurata l'associazione nel cambiamento di BVT con il cambiamento in Sx. Per queste analisi, i dati relativi alle pietre miliari pertinenti saranno limitati. I modelli statistici sono:

E [BVT M2 - BVT M1 | M2=1, M1=1] = β0 + β6*(SxM2-SxM1) + ε E [BVT M3 - BVT M2 | M3=1, M2=1] = β0 + β7*(SxM3-SxM2) + ε dove BVT M# si riferisce alla BVT misurata alla tappa numero = #, e SxM# si riferisce al punteggio dei sintomi misurato alla tappa numero = #.

Se i valori di β6 e β7 risultano simili, allora le associazioni sono, ancora una volta, indipendenti dalle pietre miliari in cui i dati sono stati raccolti. Come sopra, l'analisi verrà rieseguita con tutti i dati insieme in un'analisi semplificata per aumentare la potenza delle analisi dei sottogruppi.

Le equazioni di cui sopra possono essere utilizzate per valutare l'associazione tra variazione del punteggio totale dei sintomi e variazione del punteggio totale di BVT, variazione di un qualsiasi punteggio di sintomo e variazione di una qualsiasi BVT e variazioni nei sottogruppi di punteggi dei sintomi e variazioni nei sottogruppi di BVT. Poiché ci si aspetterebbe che una carenza in una particolare funzione visiva causi solo determinati sintomi e influisca solo su determinati BVT, le nostre analisi primarie saranno limitate a 5 confronti, discussi nella sezione sulla misura dei risultati.

L'acuità stereoscopica grossolana e la deviazione oculomotoria anatomica sono test che misurano la funzione visiva che esisteva prima della commozione cerebrale e, pertanto, non si prevede che siano correlate con eventuali cambiamenti nei sintomi. Questi test sono condotti come parte di un esame visivo generale.

Non ci si aspetta che i seguenti sintomi nello SCAT3 siano correlati ad alcun test visivo: pressione alla testa, dolore al collo, sensibilità al rumore, sensazione di rallentamento, confusione, sonnolenza, difficoltà ad addormentarsi, maggiore emozione, irritabilità, tristezza, nervosismo o ansia .

Le analisi secondarie includeranno le associazioni tra il punteggio totale dei sintomi e il punteggio totale della BVT e le associazioni tra i punteggi per ciascun sintomo e i punteggi per ciascuna misura della visione binoculare separatamente. Inoltre, gli investigatori esploreranno le associazioni all'interno dei sottogruppi dei partecipanti in base all'impressione del medico se ci sono anomalie nel sistema visivo alla prima visita (y/n), tempo tra commozione cerebrale e test di base (<14 giorni, 14-28 giorni , > 28 giorni), storia passata di commozione cerebrale (s/n) e trattamento pregresso per condizione psicologica (s/n).

Poiché le commozioni cerebrali sono comuni, questo studio ha il potenziale per contribuire a una migliore gestione per i molti pazienti che soffrono di vertigini e altri sintomi a seguito di una commozione cerebrale.