Detecção e prevenção de lesões concussivas com tecnologia inteligente.

A hipótese é que os sensores MEMS fortalecidos com inteligência artificial e aprendizado de máquina podem incorporar fatores humanos individualizados em consideração e ajudar a definir o limiar concussivo para diagnóstico personalizado como na medicina de precisão. Em testes de laboratório, o protótipo do sensor inteligente que os pesquisadores construíram pode aprender automaticamente as propriedades biomecânicas da cabeça e pescoço do usuário sem ser programado com essas informações. Em seguida, ele mede a magnitude do impacto em relação a um limite personalizado do usuário, em tempo real. Esses recursos permitem que o sensor inteligente determine com precisão o potencial de lesões concussivas para um determinado indivíduo.

O primeiro objetivo é (a) otimizar e finalizar o sensor em um protótipo pronto para teste de campo e (b) realizar um teste de campo em jogadores de futebol para examinar a precisão dos sensores na definição de limites de concussão personalizados .

A hipótese é que o aumento dinâmico da rigidez do pescoço deve reduzir significativamente os riscos de concussão. O sensor inteligente é totalmente integrado ao treinamento para monitorar o aumento da rigidez do pescoço e validar a eficácia do CR adquirido na redução dos riscos de concussão.

O segundo objetivo, portanto, é (a) otimizar e finalizar nosso protocolo de treinamento e (b) realizar um teste de campo em jogadores de futebol.

Os objetivos de longo prazo são desenvolver métodos e tecnologia para avaliação de risco de concussão rápida e confiável no campo, bem como para a prevenção e mitigação de lesões concussivas.

PROCEDIMENTOS

Parte 1 do estudo:

As informações do estudo serão fornecidas aos pais e jogadores de futebol (participantes do estudo) pelo Dr. Moncure e pelo Dr. Huang na academia de futebol local durante o horário normal. Esta será uma sessão única de aproximadamente 1 hora, dependendo das perguntas.

As informações do estudo fornecidas pelos investigadores também serão gravadas em vídeo para garantir que todos os pais e jogadores de futebol recebam as mesmas informações, mesmo que não estejam presentes na reunião.

Todos os jogadores terão a oportunidade de participar com base em critérios de inclusão e exclusão.

O consentimento informado e o consentimento serão analisados ​​com os participantes e pais pelo Dr. Moncure na academia de futebol local depois que os pais e os jogadores de futebol forem totalmente informados sobre o estudo e seus requisitos de participação. Todos os participantes e seus pais devem comparecer à sessão informativa ou assistir ao vídeo informativo do estudo antes da participação. Todas as perguntas relacionadas ao estudo serão respondidas pelo Dr. Moncure ou pelo Dr. Huang. O preenchimento do TCLE e do Consentimento ocorrerá após a sessão informativa do estudo e levará aproximadamente 30 minutos.

Será realizada uma sessão de treinamento para mostrar a todos os treinadores da academia de futebol local como os sensores funcionam e como os sensores são afixados nos jogadores. Mais tarde, os treinadores farão com que os jogadores de futebol usem adequadamente os sensores todas as vezes durante os treinos. Esta sessão de treinamento levará aproximadamente 30 minutos.

Uma vez inscrito, o participante pode começar a usar o sensor durante o treinamento ou jogar futebol na escolinha de futebol local. Os sensores serão usados ​​por um período de pelo menos 4 semanas quando os jogadores estiverem na academia de futebol local. O participante concluiu a Parte 1 ao final de 4 semanas. O objetivo da Parte 1 é coletar dados de movimento da cabeça dos jogadores de futebol antes do treinamento de prevenção de concussão.

Parte 2 do estudo:

A randomização dos participantes ocorrerá. Os participantes serão randomizados em 2 grupos -- Grupo treinado e Grupo controle.

Os instrutores aprenderão como conduzir a sessão de treinamento de Realidade Virtual (RV). Os treinadores verão o posicionamento adequado do sistema de sensor de impacto na cabeça para medir a resposta do participante ao treinamento.

Após a conclusão da Parte 1 do estudo, os participantes serão randomizados e divididos em grupo Treinado e grupo Controle. Considerações serão feitas para obter a melhor correspondência de idade e gênero possível no grupo treinado e no grupo de controle. Ambos os grupos aprenderão como usar os óculos de realidade virtual. Durante o período de treinamento de RV de uma a duas semanas, ambos os grupos usarão os óculos de RV. O grupo Treinado terá o estímulo condicionado (CS, imagens de jogadores adversários se aproximando) e o estímulo incondicionado (US, uma dica de voz para endurecer o pescoço pelo técnico) sempre sendo entregues com uma relação de tempo consistente (por exemplo, um atraso de 250 ms entre o CS e o US), fazendo emergir a resposta condicionada (endurecimento do pescoço). O grupo de controle também receberá o mesmo CS e o mesmo US, mas o CS e o US não terão uma relação de tempo consistente, portanto, nunca causando o surgimento de qualquer CR. Ambos os grupos também usarão nosso sistema inteligente de sensor de impacto na cabeça para medir sua resposta ao treinamento. Um dos propósitos desse arranjo é fornecer um caminho para uma análise duplo-cega. Um segundo objetivo será a provisão de um grupo de controle pareado por idade e gênero para o estudo.

O treinamento de RC será realizado por um período de aproximadamente 10 dias com sessões diárias de 30 minutos (ou aproximadamente por um período de uma a duas semanas). O treinamento envolve o uso de óculos de realidade virtual e nosso sistema inteligente de sensor de impacto na cabeça (sensor de cabeça e sensor de corpo), na academia de futebol local na área de treinamento. O participante receberá estímulos visuais virtuais de jogo de futebol usual como CS. O participante também receberá estímulos auditivos levemente desagradáveis ​​(como os de um treinador) como US. O treinamento será feito na sala de treinamento da academia de futebol local, apenas com os participantes randomizados e seus treinadores presentes.

O grupo de controle também participará do treinamento de RV, mas não saberá que está no grupo de controle. Todos os dados serão mantidos no software que acompanha os sensores e os óculos de realidade virtual.

Após a conclusão do treinamento CR, todos os participantes usarão novamente nossos sensores inteligentes sempre que jogarem futebol na academia de futebol local por mais 4 semanas.

Os formulários de Consentimento Livre e Esclarecido e Assentimento serão preenchidos pessoalmente, as cópias originais serão recolhidas e ficarão com os Investigadores, uma cópia de ambos será entregue aos participantes.

Todos os outros dados serão coletados eletronicamente. Os sensores enviam dados diretamente ao pesquisador (Chi-Ming Huang).