Wykrywanie urazów wstrząsowych i zapobieganie im dzięki inteligentnej technologii.

Hipoteza jest taka, że ​​czujniki MEMS wzmocnione sztuczną inteligencją i uczeniem maszynowym mogą uwzględniać zindywidualizowane czynniki ludzkie i pomagać w określeniu progu wstrząsu dla diagnozy, która jest spersonalizowana, jak w medycynie precyzyjnej. W testach laboratoryjnych prototyp inteligentnego czujnika, który zbudowali naukowcy, może uczyć się maszynowo biomechanicznych właściwości głowy i szyi użytkownika bez programowania tych informacji. Następnie w czasie rzeczywistym mierzy wielkość wpływu w stosunku do spersonalizowanego progu użytkownika. Możliwości te pozwalają inteligentnemu czujnikowi dokładnie określić ryzyko urazów wstrząsowych u danej osoby.

Pierwszym celem jest (a) optymalizacja i sfinalizowanie czujnika w nadający się do noszenia prototyp gotowy do testów w terenie oraz (b) przeprowadzenie testu terenowego na piłkarzach w celu zbadania dokładności czujników w ustawianiu spersonalizowanych progów wstrząsu .

Hipoteza jest taka, że ​​dynamiczny wzrost sztywności karku powinien znacznie zmniejszyć ryzyko wstrząsu mózgu. Inteligentny czujnik jest w pełni zintegrowany z treningiem, aby monitorować wzrost sztywności karku i potwierdzać skuteczność uzyskanej CR w zmniejszaniu ryzyka wstrząsu mózgu.

Dlatego drugim celem jest (a) optymalizacja i sfinalizowanie naszego protokołu treningowego oraz (b) przeprowadzenie testu terenowego u piłkarzy.

Celem długoterminowym jest opracowanie metod i technologii do szybkiej i wiarygodnej oceny ryzyka wstrząsu mózgu w terenie, a także do zapobiegania i łagodzenia urazów wstrząsu mózgu.

PROCEDURY

Część 1 opracowania:

Informacje dotyczące badania zostaną przekazane rodzicom i piłkarzom (uczestnikom badania) przez dr Moncure i dr Huanga w lokalnej akademii piłki nożnej w normalnych godzinach. Będzie to jednorazowa sesja trwająca około 1 godziny, w zależności od pytań.

Informacje z badania dostarczone przez śledczych zostaną również nagrane na wideo, aby zapewnić, że wszyscy rodzice i piłkarze otrzymają te same informacje, nawet jeśli nie będą obecni na spotkaniu.

Wszyscy gracze będą mieli możliwość uczestnictwa w oparciu o kryteria włączenia i wyłączenia.

Świadoma zgoda i zgoda zostaną zweryfikowane z uczestnikami i rodzicami przez dr Moncure z lokalnej akademii piłki nożnej po tym, jak rodzice i piłkarze zostaną w pełni poinformowani o badaniu i wymaganiach dotyczących uczestnictwa. Wszyscy uczestnicy i ich rodzice muszą wziąć udział w sesji informacyjnej lub obejrzeć film informacyjny dotyczący badania przed wzięciem udziału. Na wszystkie pytania związane z badaniem odpowie dr Moncure lub dr Huang. Wypełnienie ICF i Zgody nastąpi po sesji informacyjnej dotyczącej badania i zajmie około 30 minut.

Zostanie przeprowadzona sesja treningowa, aby pokazać wszystkim trenerom z lokalnej akademii piłkarskiej, jak działają czujniki i jak są one mocowane do zawodników. Później trenerzy zadbają o to, aby piłkarze za każdym razem podczas treningu prawidłowo nosili sensory. Ta sesja treningowa zajmie około 30 minut.

Po zarejestrowaniu uczestnik może zacząć nosić czujnik podczas treningu lub gry w piłkę nożną w lokalnej akademii piłkarskiej. Czujniki będą noszone przez okres co najmniej 4 tygodni, gdy zawodnicy będą przebywać w lokalnej akademii piłkarskiej. Uczestnik ukończył część 1 po upływie 4 tygodni. Celem części 1 jest zebranie danych dotyczących ruchu głowy piłkarzy przed treningiem unikania wstrząsu mózgu.

Część 2 nauki:

Nastąpi losowanie uczestników. Uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do 2 grup — grupy wyszkolonej i grupy kontrolnej.

Trenerom zostanie pokazany sposób prowadzenia sesji szkoleniowej w wirtualnej rzeczywistości (VR). Trenerom zostanie pokazane prawidłowe rozmieszczenie systemu czujników uderzenia głową w celu zmierzenia reakcji uczestników na trening.

Po zakończeniu części 1 badania uczestnicy zostaną losowo przydzieleni i podzieleni na grupę szkoloną i grupę kontrolną. Zostaną rozważone, aby uzyskać jak najlepsze dopasowanie wieku i płci w grupie wyszkolonej i grupie kontrolnej. Obie grupy zostaną pokazane, jak korzystać z gogli wirtualnej rzeczywistości. Podczas trwającego od jednego do dwóch tygodni szkolenia VR obie grupy będą korzystać z gogli VR. Grupa wyszkolona będzie miała bodziec warunkowy (CS, obrazy zbliżających się graczy drużyny przeciwnej) i bodziec bezwarunkowy (USA, wskazówka głosowa trenera, aby usztywnić kark) zawsze dostarczane ze spójną relacją czasową (np. opóźnienie 250 ms między CS i USA), wywołując reakcję warunkową (usztywnienie karku). Grupa kontrolna również otrzyma ten sam CS i ten sam US, ale CS i US nie będą miały spójnego związku czasowego, dlatego nigdy nie spowoduje pojawienia się CR. Obie grupy będą również nosić nasz inteligentny system czujników uderzenia głową, aby mierzyć ich reakcję na trening. Jednym z celów tego układu jest zapewnienie możliwości przeprowadzenia podwójnie ślepej analizy. Drugim celem będzie zapewnienie do badania grupy kontrolnej dobranej pod względem wieku i płci.

Trening CR będzie prowadzony przez około 10 dni z codziennymi 30-minutowymi sesjami (lub mniej więcej przez okres jednego do dwóch tygodni). Trening obejmuje noszenie gogli VR i naszego inteligentnego systemu czujników uderzenia głową (czujnik głowy i czujnik ciała) w lokalnej akademii piłkarskiej na terenie treningowym. Uczestnik otrzyma wirtualne bodźce wizualne zwykłej gry w piłkę nożną jako CS. Uczestnik otrzyma również lekko nieprzyjemne bodźce słuchowe (np. od trenera) jak US. Trening zostanie przeprowadzony w sali treningowej lokalnej akademii piłkarskiej, w której będą obecni tylko losowo wybrani uczestnicy i ich trenerzy.

Grupa kontrolna również weźmie udział w szkoleniu VR, ale nie będzie wiedziała, że ​​jest w grupie kontrolnej. Wszystkie dane będą przechowywane w oprogramowaniu dostarczanym z czujnikami i goglami VR.

Po zakończeniu treningu CR wszyscy uczestnicy będą ponownie nosić nasze inteligentne czujniki podczas gry w piłkę nożną w lokalnej akademii piłkarskiej przez kolejne 4 tygodnie.

Formularze Świadomej Zgody i Zgody zostaną wypełnione osobiście, oryginały zostaną odebrane i pozostaną u Badaczy, kopie obu zostaną przekazane uczestnikom.

Wszystkie inne dane będą gromadzone elektronicznie. Czujniki wysyłają dane bezpośrednio do badacza (Chi-Ming Huang).