Обнаружение и предотвращение сотрясения мозга с помощью интеллектуальных технологий.

Гипотеза состоит в том, что датчики MEMS, усиленные искусственным интеллектом и машинным обучением, могут учитывать индивидуальные человеческие факторы и помогать определять порог сотрясения мозга для диагностики, которая является персонализированной, как в точной медицине. В ходе лабораторных испытаний прототип интеллектуального датчика, созданный исследователями, может машинно изучать биомеханические свойства головы и шеи пользователя без программирования этой информации. Затем он измеряет величину воздействия на персонализированный порог пользователя в режиме реального времени. Эти возможности позволяют интеллектуальному датчику точно определять вероятность сотрясения мозга для данного человека.

Первая цель состоит в том, чтобы (а) оптимизировать и доработать датчик до пригодного для носки, готового к полевым испытаниям прототипа и (б) провести полевые испытания на футболистах, чтобы проверить точность датчиков при установке персонализированных порогов сотрясения мозга. .

Гипотеза состоит в том, что динамическое увеличение жесткости шеи должно значительно снизить риск сотрясения мозга. Интеллектуальный датчик полностью интегрирован в тренировку, чтобы отслеживать увеличение жесткости шеи и подтверждать эффективность полученного CR в снижении риска сотрясения мозга.

Таким образом, вторая цель состоит в том, чтобы (а) оптимизировать и доработать наш тренировочный протокол и (б) провести полевые испытания футболистов.

Долгосрочные цели заключаются в разработке методов и технологий для быстрой и надежной оценки риска сотрясения мозга в полевых условиях, а также для предотвращения и смягчения последствий сотрясения мозга.

ПРОЦЕДУРЫ

Часть 1 исследования:

Информация об исследовании будет предоставлена ​​родителям и футболистам (участникам исследования) доктором Монкюр и доктором Хуангом в местной футбольной академии в обычные часы. Это будет разовая сессия продолжительностью примерно 1 час, в зависимости от вопросов.

Информация об исследовании, предоставленная следователями, также будет записываться на видео, чтобы все родители и футболисты получали одинаковую информацию, даже если они не присутствуют на собрании.

Всем игрокам будет предоставлена ​​возможность участвовать на основе критериев включения и исключения.

Информированное согласие и согласие будут рассмотрены участниками и родителями доктором Монкюр в местной футбольной академии после того, как родители и футболисты будут полностью проинформированы об исследовании и их требованиях к участию. Все участники и их родители должны посетить информационное занятие или просмотреть информационное видео об исследовании перед участием. На все вопросы, связанные с исследованием, ответит доктор Монкюр или доктор Хуанг. Заполнение ICF и согласия произойдет после информационного сеанса исследования и займет примерно 30 минут.

Будет проведена тренировочная сессия, чтобы показать всем тренерам местной футбольной академии, как работают датчики и как датчики прикреплены к игрокам. Позже тренеры позаботятся о том, чтобы футболисты правильно надевали датчики каждый раз во время тренировки. Эта тренировка займет около 30 минут.

После регистрации участник может начать носить датчик во время тренировки или игры в футбол в местной футбольной академии. Датчики будут носить в течение как минимум 4 недель, пока игроки находятся в местной футбольной академии. Участник завершил Часть 1 в конце 4 недель. Целью части 1 является сбор данных о движениях головы у футболистов перед тренировкой по предотвращению сотрясения мозга.

Часть 2 исследования:

Произойдет рандомизация участников. Участники будут случайным образом разделены на 2 группы — обучаемую группу и контрольную группу.

Тренерам покажут, как проводить тренировку в виртуальной реальности (VR). Тренерам будет показано правильное расположение системы датчиков удара головой для измерения реакции участников на тренировку.

После завершения первой части исследования участники будут рандомизированы и разделены на обученную группу и контрольную группу. Будут рассмотрены вопросы достижения наилучшего совпадения по возрасту и полу в обученной группе и контрольной группе. Обеим группам покажут, как пользоваться очками виртуальной реальности. В течение одной-двух недель обучения виртуальной реальности обе группы будут использовать очки виртуальной реальности. Обученная группа будет иметь условный стимул (CS, изображения приближающихся игроков соперника) и безусловный стимул (US, голосовой сигнал, чтобы напрячь шею тренера), всегда предъявляемые с постоянным соотношением времени (например, задержка 250 мс между CS и US), вызывая условный ответ (ригидность шеи). Контрольная группа также получит тот же CS и тот же US, но CS и US не будут иметь согласованных временных отношений, поэтому никогда не вызовут появление CR. Обе группы также будут носить нашу интеллектуальную систему датчиков удара головой, чтобы измерять их реакцию на тренировку. Одной из целей такой договоренности является предоставление возможности для двойного слепого анализа. Второй целью будет предоставление для исследования контрольной группы, соответствующей возрасту и полу.

Обучение CR будет проводиться в течение примерно 10 дней с ежедневными 30-минутными занятиями (или примерно в течение одной-двух недель). Тренировка включает в себя ношение очков виртуальной реальности и нашей интеллектуальной системы датчиков удара головой (датчик головы и датчик тела) в местной футбольной академии в тренировочной зоне. Участник получит виртуальные визуальные стимулы обычной футбольной игры в виде CS. Участник также получит слегка неприятные слуховые стимулы (например, от тренера) в виде УЗИ. Тренировки будут проводиться в тренировочном зале местной футбольной академии, в присутствии только выбранных участников и их тренеров.

Контрольная группа также будет участвовать в обучении виртуальной реальности, но не будет знать, что они находятся в контрольной группе. Все данные будут храниться в программном обеспечении, которое поставляется с датчиками и очками виртуальной реальности.

После того, как обучение CR будет завершено, все участники снова будут носить наши интеллектуальные датчики, когда они будут играть в футбол в местной футбольной академии в течение еще 4 недель.

Формы информированного согласия и согласия будут заполнены лично, оригинальные копии будут собраны и останутся у Исследователей, копии обоих будут переданы участникам.

Все остальные данные будут собираться в электронном виде. Датчики отправляют данные непосредственно исследователю (Чи-Мин Хуан).