Upptäck och förebyggande av hjärnskakning med smart teknik.

Hypotesen är att MEMS-sensorer förstärkta med artificiell intelligens och maskininlärning kan ta hänsyn till individualiserade mänskliga faktorer och hjälpa till att definiera konkussiv tröskel för diagnos som är personlig som inom precisionsmedicin. I laboratorietester kan den smarta prototypen som forskarna byggde maskinlära sig de biomekaniska egenskaperna hos användarens huvud och nacke utan att vara programmerad med den informationen. Den mäter sedan effektens storlek mot en personlig tröskel för användaren, i realtid. Dessa funktioner tillåter den smarta sensorn att exakt bestämma risken för hjärnskakning för en given individ.

Det första målet är (a) att optimera och slutföra sensorn till en bärbar, fälttestfärdig prototyp och (b) att genomföra ett fälttest hos fotbollsspelare för att undersöka sensorernas noggrannhet vid inställning av personliga konkussiva trösklar .

Hypotesen är att den dynamiska ökningen av nackstelhet bör minska riskerna för hjärnskakning avsevärt. Den smarta sensorn är helt integrerad i träningen för att övervaka ökningen av nackstelhet och validera effektiviteten hos den förvärvade CR för att minska riskerna för hjärnskakning.

Det andra syftet är därför (a) att optimera och slutföra vårt träningsprotokoll och (b) att genomföra ett fälttest på fotbollsspelare.

De långsiktiga målen är att utveckla metoder och teknik för snabb och tillförlitlig riskbedömning av hjärnskakning i fält samt för att förebygga och lindra hjärnskakningsskador.

PROCEDURER

Del 1 av studien:

Studieinformation kommer att ges till föräldrar och fotbollsspelare (studiedeltagare) av Dr. Moncure och Dr. Huang vid den lokala fotbollsakademin under normala tider. Detta kommer att vara en engångssession på cirka 1 timme, beroende på frågor.

Studieinformationen från utredarna kommer också att spelas in på video för att säkerställa att alla föräldrar och fotbollsspelare får samma information även om de inte är närvarande vid mötet.

Alla spelare kommer att ges möjlighet att delta baserat på inkluderings- och uteslutningskriterier.

Informerat samtycke och samtycke kommer att granskas med deltagare och föräldrar av Dr. Moncure vid den lokala fotbollsakademin efter att föräldrar och fotbollsspelare har blivit fullständigt informerade om studien och deras deltagandekrav. Alla deltagare och deras föräldrar måste delta i informationssessionen eller titta på studiens informationsvideo innan de deltar. Alla studierelaterade frågor kommer att besvaras av Dr. Moncure eller Dr. Huang. Att slutföra ICF och samtycke kommer att ske efter studiens informationssession och tar cirka 30 minuter.

En träningssession kommer att hållas för att visa alla lokala fotbollsakademitränare hur sensorerna fungerar och hur sensorerna är fästa på spelarna. Senare kommer tränarna att se till att fotbollsspelarna bär sensorerna ordentligt varje gång under träningen. Detta träningspass kommer att ta cirka 30 minuter.

När en deltagare har registrerats kan deltagaren börja bära sensorn under träning eller spela fotboll på Local soccer academy. Sensorer kommer att bäras under en period på minst 4 veckor när spelarna är på den lokala fotbollsakademin. Deltagaren har genomfört del 1 i slutet av 4 veckor. Syftet med del 1 är att samla in huvudrörelsedata från fotbollsspelarna innan träning för att undvika hjärnskakning.

Del 2 av studien:

Randomisering av deltagare kommer att ske. Deltagarna kommer att randomiseras i 2 grupper - Utbildad grupp och kontrollgrupp.

Utbildare kommer att visas hur man genomför träningspasset Virtual Reality (VR). Tränare kommer att visas korrekt placering av huvud-påverkanssensorsystemet för att mäta deltagarnas respons på träningen.

Efter att del 1 av studien har slutförts kommer deltagarna att randomiseras och delas in i Utbildad grupp och Kontrollgrupp. Överväganden kommer att tas för att få bästa möjliga åldersmatchning och könsmatchning i den tränade gruppen och kontrollgruppen. Båda grupperna kommer att visas hur man använder Virtual Reality-glasögonen. Under en till två veckors VR-träningsperiod kommer båda grupperna att använda VR-glasögonen. Den tränade gruppen kommer att ha den betingade stimulansen (CS, bilder av motståndare som närmar sig) och den obetingade stimulansen (US, en röstsignal för att styva nacken av tränaren) alltid levereras med ett konsekvent timingförhållande (t.ex. en 250 msek fördröjning mellan CS och USA), vilket gör att det betingade svaret (halsstelning) uppstår. Kontrollgruppen kommer också att få samma CS och samma USA, men CS och USA kommer inte att ha något konsekvent timingförhållande, vilket därför aldrig får någon CR att uppstå. Båda grupperna kommer också att bära vårt smarta huvud-påverkanssensorsystem för att mäta deras respons på träning. Ett syfte med detta arrangemang är att tillhandahålla en väg för en dubbelblind analys. Ett andra syfte kommer att vara tillhandahållandet av en ålders- och könsmatchad kontrollgrupp för studien.

CR-träning kommer att genomföras under en period på cirka 10 dagar med dagliga 30-minuterspass (eller ungefär under en period på en till två veckor). Utbildningen går ut på att bära VR-glasögonen och vårt smarta head-impact sensor system (huvudsensor och kroppssensor), på den lokala fotbollsakademin på träningsområdet. Deltagaren kommer att få virtuella visuella stimuli av vanligt fotbollsspel som CS. Deltagaren kommer också att få en lätt obehaglig auditiv stimuli (som de från en coach) som US. Träningen kommer att ske i den lokala fotbollsakademins träningsrum, med endast de randomiserade deltagare och deras tränare närvarande.

Kontrollgruppen kommer också att delta i VR-träning men kommer inte att veta att de är med i kontrollgruppen. All data kommer att lagras i programvaran som följer med sensorerna och VR-glasögonen.

När CR-utbildningen är genomförd kommer alla deltagare återigen att bära våra smarta sensorer när de spelar fotboll på den lokala fotbollsakademin i ytterligare 4 veckor.

Blanketter för informerat samtycke och samtycke kommer att fyllas i personligen, originalkopior kommer att samlas in och stannar hos utredarna, en kopia av båda kommer att ges till deltagarna.

Alla andra uppgifter kommer att samlas in elektroniskt. Sensorer skickar data direkt till forskaren (Chi-Ming Huang).