Korrelation mellan förändringar i mått på det visuella systemet och förändringar i hjärnskakningsrelaterade symtom

Idrottsrelaterad hjärnskakning drabbar 1,6 till 3,8 miljoner människor varje år i USA. Trots ökad uppmärksamhet i media och medvetenhetskampanjer är den exakta förekomsten svår att fastställa på grund av underrapportering från idrottare. Hjärnskakning definieras som en uppsättning patologiska reaktioner som leder till direkt skada på hjärnan, som kan uppstå från ett direkt eller indirekt slag mot huvudet. Vilka typer av symtom som upplevs beror på det område av hjärnan som påverkades. De vanligaste symtomen inkluderar: huvudvärk, kognitiva svårigheter, yrsel, nacksmärta, synstörningar, sömnsvårigheter och trötthet.

Trots tillgången på många behandlingsalternativ såsom neurologiska och psykologiska tester, fortsätter vissa patienter att uppleva många symtom - såsom huvudvärk, yrsel, synstörningar, balansproblem, ljuskänslighet och koncentrationssvårigheter - som negativt påverkar skola, arbete och livskvalitet under långa perioder. Alla dessa symtom upplevs på liknande sätt av individer med visuella dysfunktioner såsom dysfunktioner av binokulär funktion eller konvergensinsufficiens. Detta fynd har fått vissa att rekommendera en visuell komponent i hjärnskakningshantering. Därför är syftet med denna studie att avgöra om förändringar i resultaten av 7 binokulära syntester (BVT) över tid hos patienter med hjärnskakning korrelerar med förändringar i hjärnskakningssymtom.

Utredarna kommer att mäta 46 hjärnskakningspatienter med vart och ett av dessa tester och SCAT3 på upp till 4 separata milstolpar enligt beskrivningen nedan:

• Ml = baslinje; så snart som möjligt efter rekryteringen
• M2 = när deltagarna kvalitativt känner att deras hjärnskakningssymtom har "avsevärt förbättrats"
• M3 = när deltagarna är symtomfria vid med aktivitet i 1 vecka, eller 3 månader efter inskrivningen i studien, beroende på vad som inträffar först. Denna milstolpe kommer också att vara den sista mätningen och markera slutet på deras deltagande.
• M* = Deltagare som inte har någon signifikant förbättring (dvs. M2) inom 2 veckor efter baslinjetestning kommer också att testas vid 2-veckorsgränsen. De kommer fortfarande att testas på både M2 ​​och M3.

Demografisk information som är relevant för studien kommer att samlas in för att på lämpligt sätt beskriva populationen och utvärdera den potentiella effektändringen av dessa faktorer på de observerade korrelationerna. Demografiska variabler som ska registreras inkluderar: ålder, kön, högsta utbildningsnivå som uppnåtts, användning av korrigerande linser för synproblem, yrke, eventuell relevant tidigare medicinsk historia (dvs. migrän, synproblem, medicinering etc.), den huvudsakliga idrottsaktivitet idrottaren är involverad i, och den sista av aktiviteter som idrottaren kommer att återvända till efter läkning, med tonvikt på högriskaktiviteter för hjärnskakning. Dessutom kommer information som är relevant för hjärnskakningen att registreras för att karakterisera skadan. Detta inkluderar information om olyckan som resulterade i hjärnskakning, aktivitet vid tidpunkten för skadan och skademekanismen (närvaro eller frånvaro av huvudkontakt är viktig).

Deltagarna kommer att fylla i symptomdelen (avsnitt 3) av det validerade SCAT3-formuläret som är en del av den accepterade standarden för hantering av hjärnskakning. Symtomen som anges är: huvudvärk, "tryck i huvudet", nacksmärta, illamående eller kräkningar, yrsel, dimsyn, balansproblem, känslighet för ljus eller ljud, "känsla av långsammare", känsla som "i en dimma", "don känns inte rätt", koncentrationssvårigheter, svårigheter att komma ihåg, trötthet eller låg energi, förvirring, dåsighet, problem med att somna, mer emotionell, irritabilitet, sorg, nervös eller orolig. Symtomen bedöms på en skala från 0 (inga) till 6 (svår). Den totala symtompoängen är summan av alla individuella symtompoäng.

Utredarna kommer att inkludera ytterligare sju frågor om symtom - som ställs av vissa läkare: "Symtom värre med fysisk aktivitet", "Symtom värre med mental aktivitet", "Åksjuka", "Besvär vid läsning", "Obehag när du använder en dator", "Dubbelseende", "Smärta bakom ögonen". Varje symptom poängsätts igen mellan 0 (inga) till 6 (allvarlig).

BVT kommer att undersökas, som skiljer sig från optometritester genom att de använder mer avancerad utrustning som kan mäta mycket små avvikelser i flera domäner av det visuella systemet. Dessa BVT mäter olika delar av det visuella systemet och kommer att beskrivas i detalj nedan:

1. Grov stereoskopisk skärpa: (omfång 0 - 15 bågsekunder) Vår binokulära vision tillåter oss att se i tre dimensioner (3D), eller enklare, för att uppfatta djup. I detta test visas bilder på sittande deltagare som bär 3D-glasögon. Oförmåga att se djup eller i 3D gör att bilderna visas som punkter istället för upphöjda objekt. Objekten presenteras i olika steg, där varje steg kräver att deltagarna urskiljer olika nivåer av djupuppfattning. Testet poängsätts i optiska enheter - från 0 till 15 bågsekunder. Maxpoängen motsvarar nivån där det senaste objektet identifierades.
2. Konvergens mätt med "motor punctum proximum": (cm) När ett föremål rör sig mot våra ögon konvergerar de symmetriskt för att behålla fokus. Det finns dock en punkt där våra ögon inte längre konvergerar symmetriskt, vilket kallas för konvergenspunkten eller "motor punctum proximum". Detta test mäter avståndet (cm) mellan näsryggen och konvergenspunkten hos sittande deltagare när ett föremål flyttas närmare deras huvud.
3. Konvergens fusional proximum: (dioptrier, prisma konvergensenheter) Detta test liknar (2). När ett föremål rör sig närmare vårt huvud, konvergerar våra ögon symmetriskt för att behålla fokus. Men när objektet flyttas bortom deltagarens förmåga konvergera, kommer deltagaren att börja se två bilder (dubbelseende). Detta test mäter avståndet mellan näsryggen och punkten där dubbelseende (cm) uppstår hos sittande deltagare när ett föremål flyttas närmare deras huvud.
4. Binokulär fusion med konvergens: (dioptrier, prisma konvergensenheter) Detta test mäter hur väl en deltagare kan anpassa sig till utmaningar med att fokusera ljus på näthinnan. Denna åtgärd består av två nästan identiska tester - som endast skiljer sig åt med avstånd. Det ena testet sker när ett föremål placeras 3 m från den sittande deltagaren och det andra med ett föremål placerat 30 cm från den sittande deltagaren. Ljus från föremålet passerar genom ett prisma - detta är analogt med att flytta föremålet längre från kroppen. Som svar måste ögonen divergera (separera) för att fokusera på objektet, precis som de skulle göra om bilden faktiskt flyttade bort från kroppen. Olika prismor används för att skapa ökande utmaningar för deltagarna. Poängen för dessa test är den maximala mängden prismakonvergens (dioptrier, noterade på prismat som man skulle notera dioptrier på glasögon) som den sittande deltagaren kan ta emot vid 3 m och 30 cm.
5. Binokulär fusion med divergens: (dioptrier, prismakonvergensenheter) Detta är samma test som (4), förutom att prismorna divergerar ljuset och deltagaren måste konvergera (istället för divergera) sina ögon för att behålla fokus. Poängen för dessa test är den maximala mängden prisma divergens (dioptrier, noterade på prismat, som man skulle notera dioptrier på glasögon) som den sittande deltagaren kan ta emot vid 3 m och 30 cm.
6. Sackadiska rörelser eller oculomotorisk kapacitet: (Poäng = dålig, medium, bra) Sackadiska rörelser är snabba ögonrörelser som plötsligt ändrar fixeringspunkten. Under detta test kommer lampor att dyka upp och försvinna - på olika ställen på skärmen - med en hastighet av 100 blinkningar per minut, i totalt 2 minuter. Deltagaren intar en tandemställning (dominant fot placerad framför icke-dominant fot och i linje) och står en armlängds avstånd från skärmen. Deltagaren uppmanas att hålla huvudet stilla, bara röra ögonen för att fokusera på de ljus som dyker upp. Testresultatet bedöms av klinikern baserat på ett globalt kvalitativt intryck över hela 2-minuterslängden av testerna, med 3 separata delpoäng på en ordinalskala för kvalitet - för synkronisering (dålig, medelhög, bra) och saccadisk korrigering ( många korrigeringar, få korrigeringar, inga korrigeringar). De tre delpoängen kombineras till en totalpoäng enligt vår industripartners (Apexk) egenutvecklade algoritm.
7. Anatomisk okulomotorisk avvikelse: (dioptrier, prismakonvergensenheter) Detta test mäter ögonens naturliga avvikelse (heterofobi) och möjliggör även upptäckt av skelning. Vid skelning upptäcks lätt anatomisk avvikelse eftersom individens ögon är felinriktade, så att individens dominerande öga tittar på föremålet av intresse, men det "lata/avvikande" ögat är det inte. Vid heterofobi är anatomisk avvikelse inte synlig för blotta ögat; i själva verket måste avvikelsen utlösas genom att täcka ett öga i taget i sekvens för att utlösa avvikelsen. Denna åtgärd består av två identiska tester, som skiljer sig åt efter avstånd: det ena utförs med ett föremål placerat 3 m från den sittande deltagaren (fjärrseende), och det andra med ett föremål placerat 30 cm från den sittande deltagaren (närseende). I detta test fokuserar sittande deltagare på ett föremål. Klinikern täcker och avtäcker deltagarens ögon för att utlösa rörelser och använder ett prisma för att avbryta dessa rörelser. Prismat som uppnår denna upphävande av rörelser är måttet på anatomisk avvikelse. Testets poäng är betyget på prismat som uppnår rörelseupphävandet, för föremålet placerat på 30 cm och på 3 m. Deltagare med skelning är uteslutna från vår studie eftersom skelning är en kontraindikation för synträning efter hjärnskakning.

Huvudsyftet med denna studie är att utvärdera sambandet mellan förändringen i symtomen och förändringen i resultaten av binokulära syntesterna. Det finns minst tre milstolpar för varje deltagare: baslinje (M1), signifikant förbättring av symtomen (M2) och när deltagaren är asymtomatisk med aktivitet eller 3 månader efter baslinjetestning (M3). Deltagare som inte har någon signifikant förbättring minst 2 veckor efter M1 - kommer att mätas vid 2 veckor (M*) för att avgöra om de visuella funktionstesten har förbättrats. Dessa deltagare kommer också fortfarande att mätas till M2 och M3 - för totalt 4 besök.

Dessa milstolpar representerar patienttillstånd: symptomatisk, förbättrad, upplösning/studieslut. För våra primära analyser skulle varje patient som inte förbättras signifikant under 3 månader ha mätningar vid M1, M* och M3 (slutet av studien). Eftersom de inte skulle ha förbättrats i symtom, att inkludera dem i en korrelation mellan förändringar i symtom och förändringar i testresultat är inte meningsfullt. Därför kommer de att uteslutas från de primära analyserna och kommer att analyseras separat. Detta beror på att utredarna fortfarande är intresserade av att veta om testresultaten kan förändras i frånvaro av en förändring i symtomen. Det första steget är att bedöma om det finns en korrelation mellan poängen på BVT och deltagarnas symtom (Sx) vid varje gång en milstolpe inträffar. För tydlighetens skull utförs analysen från en datauppsättning där varje rad med data representeras av: Deltagare, Tid (M1, M2, M3), Symptom Score och BVT Score. Den övergripande statistiska modellen är:

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

Där M2=1 när Sx och BVT mäts vid M2 och är lika med 0 annars, M3=1 när Sx och BVT mäts vid M3 och är lika med 0 annars, och ε hänvisar till en slumpmässig effektvariabel som används att redogöra för upprepade åtgärder på samma deltagare. I denna modell är koefficienten β1 sambandet mellan alla deltagarnas symptompoäng och BVT. Detta beror på att M2=M3=0, så termerna till höger om β1*Sx är alla lika med 0. I denna modell testar man om tiden för mätningen (dvs. M1, M2 eller M3) påverkar korrelationen är okomplicerad. Om korrelationen är densamma vid M2 som den är vid M1, så blir koefficienten, β3, 0. På liknande sätt, om korrelationen är densamma vid M3 som den är vid M1, så blir koefficienten, β5, 0. Om både β3 och β5 visar sig vara nära noll, så är associationerna oberoende av milstolpen vid vilken data samlades in och analysen kommer att köras om med all data tillsammans i en förenklad analys för att öka kraften i undergruppsanalyser.

Därefter kommer associationen i förändring av BVT med förändring i Sx att mätas. För dessa analyser kommer data till relevanta milstolpar att begränsas. De statistiska modellerna är:

E [BVT M2 - BVT M1 | M2=1, M1=1] = β0 + β6*(SxM2-SxM1) + e E [BVT M3 - BVT M2 | M3=1, M2=1] = β0 + β7*(SxM3-SxM2) + ε där BVT M# avser BVT mätt vid milstolpenummer = #, och SxM# refererar till symptompoäng mätt vid milstolpenummer = #.

Om värdena för β6 och β7 visar sig vara likartade, är associationerna, återigen, oberoende av de milstolpar vid vilka data samlades in. Som ovan kommer analysen att köras om med all data tillsammans i en förenklad analys för att öka kraften i undergruppsanalyser.

Ovanstående ekvationer kan användas för att bedöma sambandet mellan förändring av totala symtompoäng till förändring i total BVT-poäng, förändring av ett symptompoäng och förändring i en BVT och förändringar i undergrupper av symtompoäng och förändringar i undergrupper av BVT. Eftersom en brist i en viss synfunktion skulle förväntas orsaka endast vissa symtom och endast påverka vissa BVT, kommer våra primära analyser att begränsas till 5 jämförelser, diskuterade i avsnittet om resultatmått.

Grov stereoskopisk skärpa och anatomisk okulomotorisk avvikelse är tester som mäter synfunktion som fanns före hjärnskakningen och förväntas därför inte korrelera med några förändringar i symtomen. Dessa tester utförs som en del av en allmän synundersökning.

Följande symtom i SCAT3 förväntas inte korrelera med några visuella tester: tryck i huvudet, nacksmärta, känslighet för buller, känsla av långsammare, förvirring, dåsighet, problem med att somna, mer emotionell, irritabilitet, sorg, nervös eller orolig .

De sekundära analyserna kommer att inkludera associationer mellan den totala symtompoängen och den totala BVT-poängen, och associationerna mellan poängen för varje symtom och poängen för varje binokulärt synmått separat. Dessutom kommer utredarna att undersöka samband inom undergrupper av deltagarna baserat på läkarens intryck om det finns abnormiteter i synsystemet vid det första besöket (y/n), tiden mellan hjärnskakning och baslinjetestning (<14 dagar, 14-28 dagar , >28 dagar), tidigare historia av hjärnskakning (y/n) och tidigare behandling för psykiskt tillstånd (y/n).

Eftersom hjärnskakning är vanliga har denna studie potential att bidra till förbättrad behandling för de många patienter som lider av yrsel och andra symtom efter en hjärnskakning.