Risk för muskel- och skelettskador efter hjärnskakning

Muskuloskeletala skador är det största olösta folkhälsoproblemet som militären står inför och försämrar avsevärt tjänstemedlemmars medicinska beredskap. MSKI påverkar 800 000 Servicemedlemmar och resulterar i 25 miljoner begränsade tjänstedagar årligen. Dessutom, bland civila jämnåriga, påverkar sportrelaterade MSKI så många som 12 miljoner människor årligen. Totalt lägger MSKI en betydande börda på militära och civila befolkningar, med en sammanlagd ekonomisk börda på mer än 980 miljarder dollar per år bara i USA.

Traumatiska hjärnskador (TBI), särskilt hjärnskakning en mild form av TBI, har klassificerats av National Institutes of Health och Centers for Disease Control som ett "allvarligt hälsoproblem" i USA. TBI har påverkat mer än 350 000 Servicemedlemmar under de senaste 19 åren. Hjärnskakning påverkar individers livskvalitet negativt, bedömd av psykosociala mätningar av patientrapporter (PRO), inklusive sämre poäng för mätningar av ångest, depression, trötthet, ilska och smärta omedelbart efter hjärnskakning, jämfört med när de får återvända -to-duty/activity (FoTU/A).

Risk för muskuloskeletal skada (MSKI) ökar efter RTD/A efter hjärnskakning. Men trots den väldokumenterade ökade MSKI-risken efter hjärnskakning, har de underliggande neuromuskulära mekanismerna som bidrar till denna ökade risk ännu inte definitivt fastställts. Den underliggande mekanismen som bidrar till ökad MSKI-risk är sannolikt en mångfacetterad fråga som kräver en omfattande studie för att identifiera alla faktorer.

Att förstå de neuromuskulära kontrollbrist som kvarstår efter hjärnskakning och hur dessa brister förändras över tid (longitudinellt) kommer att avsevärt utöka den befintliga kunskapen om varför individer löper större MSKI-risk efter hjärnskakning. Det övergripande målet är alltså att belysa de neuromuskulära kontrollmekanismerna som bidrar till att öka MSKI-risken efter hjärnskakning så att effektiva MSKI-riskreducerande strategier kan utvecklas. Studieteamet antar att hjärnskakade individer kommer att visa avvikande neuromuskulär kontrollfunktion som ökar MSKI-risken jämfört med icke-hjärnskakade kontroller.

Denna studie kommer att behandla följande specifika mål:

Specifikt mål #1: Bestäm de neuromuskulära kontrollfaktorerna som skiljer sig mellan hjärnskakade och icke-hjärnskakade militärtjänstmedlemmar och fysiskt aktiva civila som kan bidra till MSKI-risk efter hjärnskakning.

Hypotes #1: Hjärnskakade individer kommer att visa avvikande neuromuskulär funktion (t.ex. atypisk ledbelastning, långsammare tid till stabilisering, lägre muskelryckningsinterpolation) som ökar MSKI-risken efter att ha rapporterat asymtomatisk jämfört med kontroller utan hjärnskakning.

Specifikt mål #2: Fastställ skillnaderna i patientrapporterade utfallsmått (PRO) mellan militärtjänstmedlemmar och fysiskt aktiva civila med och utan hjärnskakning.

Hypotes #2: Hjärnskakade individer kommer att rapportera sämre funktion på PRO-mått (t.ex. National Institutes of Health Patient-Reported Outcomes Measurement Information System [PROMIS] och psykologisk resiliens) jämfört med matchade kontroller utan hjärnskakning.

Utforskningsmål #1: Fastställ de tidsberoende förändringarna i neuromuskulära kontrollfaktorer efter hjärnskakning (initial, 6 veckor efter initial, 12 veckor efter initial) för hjärnskakade och icke-hjärnskakade militärtjänstmedlemmar och fysiskt aktiva civila.

Utforskningshypotes #1: Hjärnskakade individer kommer att visa större förändringar, som går tillbaka mot den icke-hjärnskadade populationen, i neuromuskulär kontroll (t.ex. ledbelastning, tid till stabilisering, muskelryckningsinterpolation) från initial till 6 veckor och initial till- 12-veckorsmått jämfört med kontroller utan hjärnskakning (förutse icke-signifikanta förändringar).

Detta är en multicenter prospektiv, fallmatchad kontrollobservationsstudie för att identifiera skillnader i neuromuskulär funktion efter hjärnskakning som kan bidra till ökad MSKI-risk. Ett bekvämlighetsprov av hjärnskakade tjänstemedlemmar och fysiskt aktiva civila som själv rapporterar att de är asymtomatiska och kön, ålder, yrke och fysisk aktivitet matchade icke-hjärnskakade kontroller kommer att slutföra studieprocedurerna som beskrivs nedan: 1) inom 5 dagar efter att de varit asymtomatiska (" första"); 2) 6 veckor efter initial neuromuskulär kontrollbedömning ("6 veckor efter initial"; ±72 timmar); och 3) 12 veckor efter initial neuromuskulär kontrollbedömning ("12 veckor efter initial"; ±72 timmar).

Hjärnskakade och icke-hjärnskakade matchade kontrolldeltagare kommer att slutföra samma dynamiska rörelsebedömning, neuromuskulära tester och sensoriska bedömningsbatterier. Kontrolldeltagare kommer att slutföra batteriet med samma tidsintervall som deras hjärnskakade motsvarighet, ± 72 timmar. Helkroppens kinematik kommer att spåras via stereofotogrammetriska rörelsefångningssystem och kinetiska mätningar kommer att fångas via kraftplattformar med 6 frihetsgrader. Topp isometrisk styrka och frivillig muskelaktivering, via den interpolerade twitch-tekniken (ITT), och muskulär rampkontraktionsbedömning av de dominanta och icke-dominanta knäextensorerna och plantarflexorerna kommer att bedömas via en dynamometer (WRNMMC: Baltimore Therapeutic Equipment (BTE) Primus RS [Baltimore Therapeutic Equipment, Maryland och Colorado, USA]; UGA: Biodex System 4 [Biodex Medical Systems, Shirley, New York, USA]). De sensoriska bedömningarna kommer att undersöka proprioception (känsla av ledrörelse) och lätt beröringskänsla. Proprioceptionsbedömningarna kommer att använda den tredimensionella rörelsefångningsutrustningen (sluten kedja) och dynamometern (passiv ledompositionering). Den lätta beröringskänslan kommer att använda Semmes-Weinstein Monofilament för att bedöma deltagarens förmåga att upptäcka olika sensoriska trösklar på foten. Dessutom kommer studiedeltagarna att självrapportera alla MSKI de upprätthåller och psykosociala åtgärder månadsvis i upp till 1 år efter den initiala neuromuskulära kontrollbedömningen.

Data och statistisk analysplan

Data kommer att kollapsa över försök för alla för bedömningar av flera försök för varje tidpunkt för datainsamling (initial, 6 veckor efter initial, 12 veckor efter initial). Tiden från initial hjärnskakningsdiagnos till den första tidpunkten för datainsamling ("initial"), gånghastighet över marken och potentiell lemdominans kommer att användas som en kovariat för alla statistiska analyser. Andra kovariater, inklusive kön, ålder, yrke och fysisk aktivitet kommer att explicit kontrolleras mellan grupper av matchningsförfarandet som används i studiedesignen och kommer därför sannolikt inte att bidra till några observerade effekter; dock kommer studiegruppen att utvärdera betydelsen av dessa variabler i varje analys. Dessa kovariater kommer initialt att inkluderas i varje modell, när så är lämpligt; men om en kovariat står för liten eller ingen varians (p > 0,2), kommer den att tas bort från modellerna. För alla statistiska analyser kommer statistisk signifikans att sättas a priori till α ≤ 0,05.

För specifikt mål #1 kommer generaliserade linjära blandade effekter-modeller inklusive de fasta effekterna av studiegruppen (hjärnskadad grupp; icke-hjärnskadad kontrollgrupp) och den slumpmässiga (ämnesnivå) effekten av deltagare att avgöra om det finns en statistiskt signifikant skillnad mellan hjärnskakad och icke-konkussade matchade kontroller i varje biomekaniskt resultat som samlats in under rörelsebedömningarna, samtidigt som de ovannämnda kovariaterna beaktas. Modeller kommer att genereras för varje rörelsebedömning. Dessutom kommer modellerna som utforskar gångvariabler att inkludera uppgiftskomplexitet (enkeluppgift vs dubbeluppgift) för att avgöra om det finns en statistiskt signifikant skillnad i prestanda när det gäller uppgiftens komplexitet.

För specifikt mål #2, generaliserade linjära modeller inklusive grupp (hjärnskadad grupp; icke-hjärnskadad kontrollgrupp) som den oberoende variabeln och varje PRO som den beroende variabeln för att avgöra om det finns en statistiskt signifikant skillnad i självrapporterad funktion och symtom mellan hjärnskakade och icke-konkussade matchade kontroller för varje PRO. Dessa modeller kommer att inkludera liknande kovariater som användes för att analysera specifikt mål #1. För ordinarie resultat kommer studiegruppen att använda kumulativa länkmodeller.

För Exploratory Mål #1, generaliserade linjära blandade effekter-modeller som behandlar tid som både en fixerad effekt och inkluderar en slumpmässig lutning av tiden per deltagare, och fasta effekter av grupp (konkusserad och icke-konkussad matchad kontroll), tidpunkt (initial, 6- Vecka efter inledande, 12 veckor efter initial), interaktionen mellan grupp och tid, samt andra kovariater som tidigare beskrivits kommer att avgöra om det finns en statistiskt signifikant skillnad mellan hjärnskakade och icke-hjärnskakade matchade kontroller i resultaten av intresse över tid. Planerade jämförelser kommer att utvärdera mellan gruppskillnader vid varje tidpunkt. Studieteamet kommer också att analysera förlust för att följa upp ("attrition"), för att identifiera om några trender i prestanda på någon av de biomekaniska måtten eller PRO relaterar till sannolikheten för studieavhopp. Om inga trender i saknad data observeras kommer deltagare med minst en uppföljningssession att inkluderas i alla analyser.