JoVE Logo

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

قمنا بتطوير الشاشة المهمة المزدوجة الأصلية (DTS) كإجراء محمول ومنخفض التكلفة يمكنه تقييم الرياضيين الذين يعانون من إصابة خفيفة في الدماغ تسبب الرياضة. قمنا بمراجعة DTS الأصلي للاستخدام السريري في المستقبل ووضعنا نسخة متوافقة مع التصوير العصبي من DTS لقياس الأسس العصبية لأداء المهمة الفردية وثنائية.

Abstract

نماذج مهمة مزدوجة في وقت واحد تقييم القدرات الحركية والمعرفية, وأنها يمكن الكشف عن خفية, الإعاقات المتبقية في الرياضيين الذين يعانون من إصابات الدماغ الرضية خفيفة مؤخرا (mTBI). ومع ذلك، ركزت نماذج المهام المزدوجة السابقة فقط على مهارات الطرف السفلي واعتمدت على معدات مختبرية مرهقة ومكلفة - مما يحد من قدرتها العملية في تقييم mTBI اليومي. بعد ذلك، قمنا بتطوير شاشة المهام المزدوجة (DTS)، والتي تستغرق < 10 دقائق لإدارة وتسجيل، وتستخدم معدات محمولة منخفضة التكلفة، وتشمل المهام الفرعية الطرف السفلي (LE) والأطراف العليا (UE). وكان الغرض من هذه المخطوطة شقين. أولاً، نحن نُصف بروتوكول إدارة DTS المنقحة، والتي قمنا بتنقيحها لمعالجة قيود DTS الأصلي. وعلى وجه التحديد، شملت التنقيحات إضافات للأجهزة الذكية للحصول على بيانات مشية أكثر تفصيلاً وإدراج ظروف إدراكية واحدة لاختبار الأداء المعرفي المعطل في ظل ظروف المهام المزدوجة. الأهم من ذلك، DTS المنقحة هو مقياس مخصص للاستخدام السريري في المستقبل، ونحن نقدم نتائج تمثيلية من ثلاثة رياضيين الذكور لتوضيح نوع البيانات السريرية التي يمكن الحصول عليها من هذا التدبير. الأهم من ذلك، لدينا حتى الآن لتقييم حساسية وخصوصية DTS المنقحة في الرياضيين مع mTBI، وهي مبادرة البحث المقبل. الغرض الثاني من هذه المخطوطة هو وصف نسخة متوافقة مع التصوير العصبي من DTS. لقد طورنا هذا الإصدار حتى نتمكن من تقييم الأسس العصبية لأداء المهمة الفردية و المزدوجة ، لفهم تجريبي أفضل للعجز السلوكي المرتبط بالمتBI. وهكذا، تصف هذه المخطوطة أيضا الخطوات التي اتخذناها لتمكين إجراء قياس متزامنة للطيفية الوظيفية القريبة من الأشعة تحت الحمراء (fNIRS) خلال نظام DTS، إلى جانب كيفية حصولنا على معالجة المستوى الأول لبيانات الـ fNIRS وأكملناها.

Introduction

في كل عام، 42 مليون شخص في جميع أنحاء العالم يعانون من إصابات الدماغ الرضحية خفيفة (mTBIs)1. على الرغم من أن مرة واحدة تعتبر حميدة، تشير الأبحاث الجديدة إلى أن mTBIs، ولا سيما تكرار mTBIs، يمكن أن تثير عواقب سلبية دائمة، مثل الاضطرابات الجسدية والمعرفية والنوم2،3،4. وفي وقت لاحق، يسعى الباحثون والأطباء إلى تحسين التقييمات وطرق العلاج لفهم ومعالجة mTBI.

حتى الآن، أفضل الممارسات لتقييم mTBI تشمل الأعراض المبلغ عنها ذاتيا والقياس الموضوعي للدالة العصبية الحركيةوالحركية 5. ومع ذلك, بعض الأفراد, مثل الرياضيين على مستوى جماعية تنافسية, ومن المعروف أن نقص التقارير الأعراض المتعلقة mTBI6, الحد من فائدة تقارير الأعراض. إن مقاييس الوظائف العصبية والحركية الموضوعية لها أيضاً حدود، بما في ذلك ضعف موثوقية الاختبار، والاعتماد على اختبار خط الأساس، أو صعوبة غير كافية للرياضيين عالية الأداء7و8و9. ومع ذلك، نماذج مهمة مزدوجة - التي في وقت واحد تقييم القدرات الحركية والمعرفية - يمكن الكشف عن ضعف خفية، المتبقية، ويمكن أن تكون مفيدة بشكل خاص لتقييم الرياضيين عالية الأداء10،11،12،13،14.

وقد أدرجت البحوث السابقة باستخدام نماذج مهمة مزدوجة في كثير من الأحيان مرهقة، معدات مختبر مكلفة، مثل نظم التقاط الحركة14،لتقييم الرياضيين عالية الأداء. في حين أن هذه الأنظمة يمكن أن تقيس بدقة الإعاقات الحركية الدقيقة ، فهي غير عملية للاستخدام في تقييم mTBI اليومي بسبب ارتفاع تكلفة المعدات ، ومحدودية قابلية النقل ، وأوقات الإدارة الطويلة (أي ≥ 45 دقيقة لكل فرد). وعلاوة على ذلك، ركزت العديد من الدراسات السابقة نموذج مهمة مزدوجة فقط على الجزء السفلي من الجسم أو مهارات الطرف السفلي، مثل التوازن أو مشية11،12،13،14. يمكن القول، وظيفة الطرف العلوي والتنسيق بين اليد والعين مهم أيضا للرياضيين عالية الأداء في العديد من الألعاب الرياضية. وهكذا، قمنا بتطوير شاشة المهام المزدوجة (DTS)، وهو مقياس مختصر تم تصميمه ليدار ويسجل في < 10 دقائق مع أدوات محمولة ومنخفضة التكلفة. وشملت هذه DTS الأصلي الطرف السفلي (جنيه) والأطراف العليا (UE) المهمة الفرعية، التي قيمت سرعة المشي (باستخدام ساعة توقيت) والتنسيق بين اليد والعين في ظل ظروف مهمة المحرك المزدوج واحد15.

في دراسة الجدوى الأولى، أكملت 32 من المشاركات المراهقات الأصحاء الدراسة الصحية للنساء المراهقات. وقد صممت هذه الدراسة لإثبات أن DTS يمكن أن تثير تكاليف محرك المهمة المزدوجة، كما هو مبين من قبل انخفاض أداء المحركات أثناء المهام المزدوجة مقابل ظروف المحرك واحد. كما سعينا إلى إثبات أن DTS يمكن أن تدار وسجل في أقل من 10 دقيقة. وجدنا أن جميع المشاركين لديهم ضعف الأداء الآلي المزدوج للمهم على الأقل مهمة فرعية واحدة. بالإضافة إلى ذلك، كنا قادرين على إدارة DTS في متوسط 5.63 دقيقة ويسجل الاختبار في 2-3 دقيقة15.

وعلى الرغم من نجاح دراسة الجدوى الأولى، فقد تم الكشف عن بعض القيود. وأبرزها، تم قياس سرعة المشي مع ساعات التوقف، والتي هي عرضة للخطأ البشري الطبيعي. لذلك، في DTS المنقحة استخدمنا الأجهزة الذكية مع المدمج في التسارع(جدول المواد)على كل الكاحل. حافظت هذه الإضافة على استخدام الأجهزة المحمولة منخفضة التكلفة مع توفير مقاييس متطورة لسرعة المشية ، والعدد الإجمالي للخطوات ، ومتوسط طول الخطوة ، ومتوسط مدة الخطوة ، وتقلب مدة الخطوة. وكان هناك قيد آخر من DTS الأصلي عدم وجود شروط معرفية واحدة، والتي حالت دون تقييم التكاليف المعرفية المهمة المزدوجة. يتم تعريف التكاليف المعرفية المهمة المزدوجة كما ضعف الأداء المعرفي خلال المهمة المزدوجة مقابل حالة إدراكية واحدة. في وقت لاحق، لكل من المهام الفرعية LE و UE، أضفنا حالة إدراكية واحدة (موضح في البروتوكول).

بالإضافة إلى وضع مقياس للاستخدام السريري في المستقبل، أحد أهداف الفريق على المدى الطويل هو تقييم الأسس العصبية لأداء المهمة الفردية ومزدوجة في الرياضيين الأصحاء وعلى النقيض من تلك النتائج للرياضيين الذين يعانون من mTBI الناجمة عن الرياضة. وهكذا، أنشأنا إصدار متوافق مع التصوير العصبي من DTS. نحن نسعى لتحديد ما إذا كان يمكن تعديل DTS بنجاح للاستخدام مع قياس الطيفي شبه الأشعة تحت الحمراء (fNIRS) وظيفية متزامنة ، ونحن نستخدم جهاز fNIRS المحمول مصممة خصيصا لاستيعاب حركة المحرك الإجمالي عن طريق الحد من تأثير التحف الحركة. علاوة على ذلك، هذا الجهاز لديه أكبر قدر من تغطية الرأس، على حد علمنا، للأجهزة النقالة التي تتوفر حاليا لأغراض البحث (جدول المواد).

وباختصار، فإن بروتوكول الدراسة مصمم للقيام بما يلي:

  1. وصف بروتوكول الإدارة لشاشة المهام المزدوجة المنقحة (DTS)، وهو إجراء قمنا بإعادة تصميمه لمعالجة القيود المفروضة على DTS15 الأصلي ومقياس مخصص للاستخدام السريري في المستقبل.
  2. وصف بروتوكول البحث لشاشة المهام المزدوجة المتوافقة مع التصوير العصبي (DTS)، والتي قمنا بتصميمها لتقييم الأسس العصبية لأداء المهمة الفردية وثنائية.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

تمت الموافقة على جميع إجراءات الدراسة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية (IRB) في جامعة ولاية كولورادو، وقدم جميع المشاركين البالغين موافقة خطية مستنيرة قبل إكمال أي إجراءات دراسية. وقد قدم الوالدان موافقة خطية عن علم من قبل المشاركين دون سن 18، كما قدم المشاركون القاصرون موافقة خطية قبل استكمال أي إجراءات دراسية.

1. شاشة مهمة مزدوجة منقحة (DTS)

  1. الطرف السفلي (جنيه) المهام الفرعية
    1. بدء حالة المحرك واحد.
      1. ضع ثلاث كتل يوغا في وضع أفقي 4.5 متر بالضبط على طول ممشى بطول 18 مترًا.
      2. نعلق بحزم الأجهزة الذكية إلى كل الكاحل للكشف عن ضربات كعب والحصول على خصائص مشية.
      3. ابدأ تسجيل الفيديو باستخدام كاميرا فيديو على حامل ثلاثي القوائم.
      4. إرشاد المشاركين إلى المشي في أسرع وقت ممكن مع تجاوز العقبات. ابدأ جمع البيانات على الهواتف الذكية واضغط بشكل حاد على الأجهزة في وقت واحد لمحاذاة الوقت اللاحقة لتدفقات البيانات المنفصلتين من الساقين الأيسر والأيني.
      5. قياس الوقت إلى الكامل مع ساعة توقيت تعمل يدويا.
      6. إيقاف تسجيل الفيديو.
    2. بدء حالة إدراكية واحدة.
      1. أخبر المشارك الوقت المخصص له لهذا الشرط، وذلك باستخدام الوقت إلى الكامل من حالته المحرك واحد له /لها (التقريب تصل إلى ثانية كاملة).
      2. ابدأ تسجيل الفيديو باستخدام كاميرا فيديو على حامل ثلاثي القوائم.
      3. إرشاد المشاركين إلى ذكر أكبر عدد ممكن من الكلمات التي تبدأ بحرف معين (A أو F).
        ملاحظة: يتم موازنة الأحرف بين المشاركين وبين شروط المهمة المفردة و المزدوجة. الأرقام هي موازنت بين المشاركين وبين شروط المهمة الفردية ومزدوجة.
      4. إيقاف تسجيل الفيديو.
    3. بدء تشغيل شرط المهمة المزدوجة.
      1. ابدأ تسجيل الفيديو باستخدام كاميرا فيديو على حامل ثلاثي القوائم.
      2. تعليمات المشاركين على المشي في أسرع وقت ممكن في حين يخطو فوق العقبات في حين في وقت واحد مشيرا إلى العديد من الكلمات كما أنها يمكن أن تبدأ مع حرف معين (A أو F). اضغط بسرعة على كل من التسارع لبدء الشرط.
      3. قياس الوقت إلى الكامل مع ساعة توقيت تعمل يدويا.
      4. إيقاف تسجيل الفيديو.
  2. المهام الفرعية الطرفية العليا (UE)
    1. بدء حالة المحرك واحد.
      1. قياس مسافة 1.5 متر بعيدا عن الجدار، مع علامة الشريط اخفاء، وإرشاد المشارك للوقوف وراء الشريط.
      2. ضع سلة من كرات التنس بجانب المشارك.
      3. ابدأ تسجيل الفيديو باستخدام كاميرا فيديو على حامل ثلاثي القوائم.
      4. إرشاد المشارك لإكمال اِدَم الحائط مع اليدين المتناوبتين لمدة 30 s. أخبر المشارك أنه إذا فشل في التقاط الكرة، للحصول على كرة جديدة من سلة كرات التنس. قياس الوقت المنقضي مع ساعة توقيت.
      5. إيقاف تسجيل الفيديو.
    2. بدء حالة إدراكية واحدة.
      1. ابدأ تسجيل الفيديو باستخدام كاميرا فيديو على حامل ثلاثي القوائم.
      2. أخبر المشارك أنه سيطلب منه أن يطرح بشكل تسلسلي 7 من رقم معين (100 أو 150) لمدة 30 ثانية. قياس الوقت المنقضي مع ساعة توقيت.
      3. إيقاف تسجيل الفيديو.
        ملاحظة: يتم موازنة الأحرف بين المشاركين وبين شروط المهمة المفردة و المزدوجة. الأرقام هي موازنت بين المشاركين وبين شروط المهمة الفردية ومزدوجة.
    3. بدء تشغيل شرط المهمة المزدوجة.
      1. اطلب من المشارك أن يقف على بعد 1.5 متر من الجدار.
      2. ضع سلة من كرات التنس بجانب المشارك.
      3. ابدأ تسجيل الفيديو باستخدام كاميرا فيديو على حامل ثلاثي القوائم.
      4. إرشاد المشارك لإكمال اِسِمِر الحائط بيدين متناوبتين لمدة 30 ثانية. إبلاغ المشارك أنه أثناء رمي الكرات واصطيادها، سيطلب منه أن يطرح بشكل تسلسلي 7 من رقم معين (100 أو 150) لمدة 30 ثانية. أخبر المشارك أنه إذا فشل في التقاط الكرة، للحصول على كرة جديدة من سلة كرات التنس. قياس الوقت المنقضي مع ساعة توقيت.
      5. إيقاف تسجيل الفيديو.
        ملاحظة: يتم موازنة الأحرف بين المشاركين وبين شروط المهمة المفردة و المزدوجة. الأرقام هي موازنت بين المشاركين وبين شروط المهمة الفردية ومزدوجة.

2. العصبية متوافق مع شاشة المهمة المزدوجة (DTS)

  1. إعداد DTS
    1. ضع كتل اليوغا في وضع عمودي للاحتفال ببداية ونهاية ممشى 15 مترًا.
    2. ضع اثنين من كتل اليوغا في وضع أفقي 5 متر بالضبط على طول الممشى 15 مترا.
    3. قياس وعلامة مع اخفاء الشريط مسافة 1.5 متر بعيدا عن سطح الجدار على نحو سلس.
    4. اقامة ترايبود في بداية الممشى 15 مترا.
  2. ضع جهاز fNIRS على رأس المشارك.
    1. قياس محيط رأس المشارك وتحديد الحجم المناسب fNIRS غطاء(جدول المواد)مع optodes وضعت مسبقا وأجهزة الكشف عن قناة قصيرة.
    2. قم بتشغيل كمبيوتر محمول مخصص للاستحواذ والاتصال بشبكة WiFi الخاصة بجهاز fNIRS.
    3. افتح برنامج اقتناء fNIRS وحدد جهاز fNIRS.
    4. تنفيذ المعايرة لتحسين شدة الضوء والتحقق من مستويات إشارة optode. يجب أن تكون مستويات الإشارة مقبولة أو ممتازة.
    5. إصلاح جميع optodes مع أقل من مستوى إشارة مقبولة عن طريق إزالة optode من الغطاء وفرا الشعر المشارك لضمان اتصال مباشر من optode إلى فروة الرأس للمشارك.
  3. ضع مقاييس التسارع على كاحلي المشارك.
    1. نعلق بحزم الأجهزة الذكية إلى كل الكاحل للكشف عن ضربات كعب والحصول على خصائص مشية.
  4. ابدأ اكتساب بيانات المهام الفرعية LE.
    1. فتح برنامج العرض التحفيز (جدول المواد).
    2. حدد ملف المهام الفرعية LE.
    3. اطلب من المشارك الجلوس على كرسي استعدادًا لفترة راحة هادئة لمدة 60 ساعة.
    4. العودة إلى برنامج اقتناء fNIRS وانقر فوق الزر ابدأ لبدء جمع البيانات fNIRS. أدخل ID_LE الموضوع والعمر والجنس في النافذة المنبثقة وانقر فوق ابدأ.
    5. العودة إلى برنامج العرض التحفيز، وإعلام المشارك أن الراحة هادئة سوف تبدأ، والصحافة الفضاء لبدء فترة الراحة 60 ق.
    6. في نهاية فترة الراحة، حدد أي حالة LE Subtask (محرك واحد، ومعرفي واحد، أو مهمة مزدوجة) تم اختياره لتجربة 1st. تزويد المشارك بتعليمات لتلك التجربة.
      1. تعليمات السيارات واحد: تعليمات المشارك على المشي في أسرع وقت ممكن، في حين يخطو فوق العقبات، لمدة 30 ق. أخبر المشارك أنه سيبدأ عندما يقول الباحث الرئيسي "ابدأ". سيحدث هذا مباشرة بعد أن يضغط باحث ثانوي على مقاييس التسارع. إرشاد المشارك بأنه يجب عليه التوقف عن المشي عندما يقول الباحث الأساسي "توقف". بالإضافة إلى ذلك، عندما يقول الباحث الأساسي "توقف"، يجب على المشارك أن يضع قدميه معًا وأن يبقى ساكنًا قدر الإمكان. في هذا الوقت، سوف الباحث الثانوي الاستفادة من التسارع مرة ثانية ووضع علامة (ملاحظة لزجة) على الأرض حيث توقف المشارك.
      2. تعليمات إدراكية واحدة: إرشاد المشارك إلى البقاء واقفا في بداية الممشى 15 مترا. وأثناء الوقوف، سيُطلب منه أن يذكر أكبر عدد ممكن من الكلمات التي تبدأ بحرف معين.
      3. تعليمات المهمة المزدوجة: إرشاد المشارك إلى المشي في أسرع وقت ممكن مع تجاوز العقبات وفي نفس الوقت ذكر أكبر عدد ممكن من الكلمات بدءا من رسالة معينة. إبلاغه/لها أنه سوف يكون له أيضا 30 ثانية لهذه الحالة. أخبر المشارك أنه سيبدأ عندما يقول الباحث الرئيسي "ابدأ". سيحدث هذا مباشرة بعد أن يضغط باحث ثانوي على مقاييس التسارع. إرشاد المشارك بأنه يجب عليه التوقف عن المشي عندما يقول الباحث الأساسي "توقف". بالإضافة إلى ذلك، عندما يقول الباحث الأساسي "توقف"، يجب على المشارك أن يضع قدميه معًا وأن يبقى ساكنًا قدر الإمكان. في هذا الوقت، سوف الباحث الثانوي الاستفادة من التسارع مرة ثانية ووضع علامة (ملاحظة لزجة) على الأرض حيث توقف المشارك.
    7. ابدأ تسجيل الفيديو باستخدام كاميرا فيديو على حامل ثلاثي القوائم.
    8. اضغط على شريط المسافة لبدء المحاكمة 1st. مراقبة جهاز ضبط الوقت 30 s على برنامج العرض التحفيزي; أخبر المشارك أن يتوقف عند انقضاء 30 s.
    9. حدد التجربةالثانية وزود المشارك بالتعليمات. كرر العملية حتى يتمكّن المشارك من إتمام 15 تجربة معشاة للمهمة الفرعية LE.
    10. إيقاف تسجيل الفيديو.
    11. إبلاغ المشارك بأنه سيكمل فترة راحة أخرى مدتها 60 ساعة. بمجرد جلوس المشارك، اضغط على ابدأ لبدء فترة الراحة.
    12. بعد فترة الراحة، الخروج من ملف المهام الفرعية LE في برنامج العرض التحفيز. إيقاف الحصول على البيانات في برنامج الحصول على البيانات fNIRS، ولكن لا إنهاء البرنامج.
      ملاحظة: يتم تعشية الحروف (بواسطة برنامج العرض التحفيزي) بين التجارب وموازنة مضادة بين المشاركين وبين شروط المهمة الفردية و المزدوجة. الحروف متشابهة في مستوى الصعوبة وتشمل: W، D، F، T، S، H، M، A، B، و P. يتم عشوائي الأرقام (بواسطة برنامج عرض التحفيز) بين التجارب وموازنة مضادة بين المشاركين وبين ظروف المهمة الفردية ومزدوجة. وشملت الأرقام: 185 و225 و220 و175 و205 و165 و170 و180 و245 و240.
  5. إزالة مقاييس التسارع من كاحلي المشارك. الانتقال إلى القسم في الردهة المخصصة لولايات المتحدة الفرعية.
  6. بدء عملية الحصول على بيانات UE الفرعية.
    1. افتح برنامج العرض التحفيزي.
    2. حدد ملف UE الفرعي.
    3. اطلب من المشارك الجلوس على كرسي استعدادًا لفترة راحة هادئة لمدة 60 ساعة.
    4. العودة إلى برنامج اقتناء fNIRS وانقر فوق الزر ابدأ لبدء جمع البيانات fNIRS. أدخل ID_UE العمر والجنس في النافذة المنبثقة وانقر فوق بدء.
    5. العودة إلى برنامج العرض التحفيزي، وإبلاغ المشارك أن فترة الراحة الهادئة على وشك أن تبدأ، واضغط على الفضاء لبدء فترة راحة 60 ق.
    6. في نهاية فترة الراحة، حدد أي حالة UE Subtask (محرك واحد، ومعرفي واحد، أو مهمة مزدوجة) تم اختياره لتجربة 1st. تزويد المشارك بتعليمات لتلك التجربة.
      1. تعليمات السيارات واحد: تعليمات المشارك على الوقوف 1.5 متر بعيدا عن الجدار. ضع سلة من كرات التنس بجانب المشارك. إرشاد المشارك لإكمال اِدَم الحائط مع اليدين المتناوبتين لمدة 30 s. أخبر المشارك أنه إذا فشل في التقاط الكرة، للحصول على كرة جديدة من سلة كرات التنس.
      2. تعليمات إدراكية واحدة: إرشاد المشارك إلى البقاء واقفا أخبر المشارك أنه سيطلب منه / لها أن يطرح بالتتابع من قبل 7 من عدد معين لمدة 30 s.
      3. تعليمات المهمة المزدوجة: إرشاد المشارك لإكمال اِسِمِر الحائط مع اليدين المتناوبتين لمدة 30 s. إبلاغ المشارك أنه أثناء رمي الكرات واصطيادها، سيطلب منه أن يطرح بشكل متسلسل بواسطة 7 من رقممعين 2 لـ 30 s. أخبر المشارك أنه إذا فشل في التقاط الكرة، للحصول على كرة جديدة من سلة كرات التنس.
    7. ابدأ تسجيل الفيديو باستخدام كاميرا فيديو على حامل ثلاثي القوائم.
    8. اضغط على شريط المسافة لبدء المحاكمة 1st. مراقبة جهاز ضبط الوقت 30 s على برنامج العرض التحفيزي; أخبر المشارك أن يتوقف عند انقضاء 30 s.
    9. حدد التجربةالثانية وزود المشارك بالتعليمات. كرر العملية حتى يكمل المشارك 15 تجربة معشاة للمهمة الفرعية UE.
    10. إيقاف تسجيل الفيديو.
    11. إبلاغ المشارك بأنه سيكمل فترة راحة أخرى مدتها 60 ساعة. بمجرد جلوس المشارك، اضغط على ابدأ لبدء فترة الراحة.
    12. بعد فترة الراحة، اخرج من ملف UE Subtask في برنامج العرض التحفيزي. إيقاف الحصول على البيانات في برنامج الحصول على البيانات fNIRS، ثم قم بإنهاء البرنامج.
  7. إزالة غطاء fNIRS من رأس المشارك.
    ملاحظة: يتم تعشية الحروف (بواسطة برنامج العرض التحفيزي) بين التجارب وموازنة مضادة بين المشاركين وبين شروط المهمة الفردية و المزدوجة. الحروف متشابهة في مستوى الصعوبة وتشمل: W، D، F، T، S، H، M، A، B، و P. يتم عشوائي الأرقام (بواسطة برنامج عرض التحفيز) بين التجارب وموازنة مضادة بين المشاركين وبين ظروف المهمة الفردية ومزدوجة. وشملت الأرقام: 185 و225 و220 و175 و205 و165 و170 و180 و245 و240.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

النتائج

المشاركون
وتم تعيين مشاركين من فرق المدارس الثانوية المحلية والفرق الرياضية بين الجامعات والنادي باستخدام النشرات الإعلانية. وكان من المطلوب أن تتراوح أعمار المشاركين بين 15 و 22 عاما وأن يشاركوا بانتظام في أنشطة رياضية منظمة للاتصال. وشملت الرياضات الاتصال جميع الألعاب الرياض...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

في هذه المخطوطة، وصفنا بروتوكول الإدارة لشاشة المهام المزدوجة التي تمت مراجعتها حديثًا (DTS). وقد تم استكمال هذه التنقيحات لمعالجة القيود المحددة في15 DTS الأصلي وشملت إضافة ظروف إدراكية واحدة لاختبار التكاليف الإدراكية للمهمة المزدوجة. كما تضمنت أيضًا قياس التسارع القائم على ا...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

ولا يوجد لدى أصحاب البلاغ أي تضارب في المصالح للكشف عنه.

Acknowledgements

ونود أن نشكر السيدة إيزابيل بوث، وهي جامعة ولاية كولورادو، وهي تكرّم الطالب الذي ساعد في تحليل بيانات قياس التسارع. ونود أيضا أن نعترف بالتمويل من المعهد الوطني للصحة K12 HD055931 وK01 HD096047-02 صدر إلى الكاتب J.S.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Hardware (in alphabetical order)
NIRx NIRSport2 Device: NSP2-CORE1616NIRxReference #: GC359"The NIRSport 2 is a user-friendly, modular, and robust wireless functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) platform which measures hemodynamic responses to neuroactivation via oxy-, deoxy-, and total hemoglobin changes in the cerebral cortex.The NIRSport 2 comes with a host of ready-to-implement upgrades and modules to meet the needs of a broad range of cognitive neuroscience applications." (Direct quote from nirx.net/nirsport)
NIRx NIRSCap (available in 5 difference sizes)NIRxN/A"The NIRScap consists of a measuring cap and optode holders. The optode holders fit into the slits of the measuring cap." (Direct quote from NIRx's NIRScap Getting Started Guide)
NIRx Optode Sources (x 2)NIRxReference #: GC359"8-source active source bundel for fiberless optical illumination with dual tip; 240 cm long." (Direct quote from NIRx Packing List Description)
NIRx Optode Detectors (x 2)NIRxReference #: GC359"Bundle of 8x active sensores for fiberless optical detection; dual tip; 240 cm long." (Direct quote from NIRx Packing List Description)
NIRx Short Distance Detector ProbesNIRxN/A"The probes come in a bundle of eight detector clips that allows coupling of short-distance data from eight independent sources sites to one common detector channel on the instrument." (Direct quote from NIRx's Short Distance Detector Probes Getting Started Guide)
Software (in alphabetical order)
AuroraNIRxN/A"NIRSport 2 Acquistion Software. Aurora fNIRS connects to your NIRSport 2 device via Wi-Fi or USB and can set-up a complete experimental configuration in only several clicks. Thanks to the automated signal optimization algorithm, Aurora fNIRS ensures optimal signal quality before a measurement is started. Raw data, HbO and Hb concentration changtes can be visualized in real-time in several display modes. In addition, high-end whole head visualizations are immediately available. Recorded data can be exported over the integrate Lab Streaming Layer (LSL) protocol, allowing for real-time processing in Brain-Computer Interface (BCI) and Neurofeedback paradigms." (Direct quote from nirx.net/software)
MatlabMath WorksN/A"MATLAB® combines a desktop environment tuned for iterative analysis and design processes with a programming language that expresses matrix and array mathematics directly. It includes the Live Editor for creating scripts that combine code, output, and formatted text in an executable notebook." (Direct quote from mathworks.com)
NIRS ToolboxDeveloped by Huppert Brain Imaging LabN/A"NIRS toolbox is a Matlab based analysis program." (Direct quote from huppertlab.net/nirs-toolbox-2/)
PsychoPyPythonN/A"PsychoPy is an open source software package written in the Python program,ming language primarily for us in neuroscience and experimntal psychology research." (Direct quote from psychopy.org)
Lower Tech/Cost Research Supplies* (in alphabetical order)
AmazonBasics 60-Inch Lightweight Tripod with BagAmazonItem Model #: WT3540This lightweight tripod is perfect for most cameras up to 6.6 pounds. Setup is quick and easy. The included bag makes storage and transport a snap.The tripod’s legs can extend from 20” to 48”. Leg locks release smoothly and glide easily to your desired height. Crank up the center post for a tripod that is 60” tall. (Direct quote from Amazon.com)
iPod Touch x 2AppleN/ASmart device with built-in accelerometer.
Panasonic Full HD Video Camera Camcorder HC-V180K, 50X Optical Zoom, 1/5.8-Inch BSI Sensor, Touch Enabled 2.7-Inch LCD Display (Black)AmazonItem Model #: HC-V180KCompact, lightweight and easy to use, the Panasonic Full HD Camcorder HC-V180K brings a fun, worry-free experience to high-resolution video capture. Featuring a 5-axis image stabilizer for maximum handheld stability, this 1080p camera’s super-long 50X optical zoom and up to 90X intelligent zoom quickly bring distant objects in focus. A convenient 28mm wide-angle lens allows you to fit more people and scenery into settings like weddings, reunions and vacations. An advanced BSI sensor assures low-light video image quality while Panasonic’s Level Shot function automatically detects and compensates for distracting camera tilting. For added fun, the camera includes creative filter effects like 8mm Movie, Silent Movie, Miniature Effect and Time Lapse Recording, all easily accessible on the 2.7-inch LCD touch screen. A two-channel zoom microphone works in tandem with the zoom to ensure crisp, clear audio up close or at any distance." (Direct quote from Amazon.com)
Post-it Notes, 3" x 3", Canary Yellow, Pack Of 18 PadsOffice Depot/Office MaxItem # 1230652"Post it® Notes stick securely and remove cleanly, featuring a unique adhesive designed for use on paper."
Scotch 232 Masking Tape, 1" x 60 YdOffice Depot/Office MaxItem # 910588"High-performance paper masking tape produces sharp paint lines in medium-temperature paint bake operations. Scotch tape provides clean removal every time, even on traditionally difficult-to-remove surfaces." (Direct quote from officedepot.com)
Stanley Tools Leverlock Tape Measure, Standard, 25' x 1" BladeOffice Depot/Office MaxItem #389512"Tape rule features a power return with automatic bottom lock for easy operation. High-visibility case color makes it easy to find. Special Tru-Zero hook allows use of nail as pivot to draw circles and arcs. Tape rule offers a multiple riveted hook and polymer-coated blade for longer life, blade wear guard and comfortable rubber grip. Protected blade resists abrasion, oils, dirt and most solvents. Tape rule has Imperial ruling with consecutive feet on top and consecutive inches on bottom after the first foot. Its belt clip allows easy carrying." (Direct quote from officedepot.com)
StopwatchOffice Depot/Office MaxItem # 357698"Offers split timing, precise to 1/100 of a second. Includes 6 functions — hour, minute, second, day, month and year." (Direct quote from officedepot.com)
Tourna Ballport Deluxe Tennis Ball Hopper with Wheels - Holds 80 BallsAmazonItem Model #: BPD-80W"Balloon port 80 deluxe holds 80 balls and comes with wheels for easy Maneuverability. The handles are an extra long 33 inch for more convenient feed and pickup. Very lightweight yet durable makes this one of the most premium hoppers on the market. Loaded with patented features: legs lock in up and down position. Bars at the top slide closed so your the balls don't fall out during transport. Bars roll at the bottom so the ball slips in the hopper easily." (Direct quote from Amazon.com)
Tourna Pressureless Tennis Balls with Vinyl Tote (45 pack of balls)AmazonItem Model #: EPTB-45"45 Pressure less tennis balls in a vinyl tote bag. Bag has a zipper for secure closure. Balls are regulation size and durable. Suitable for practice or tennis ball machines. Balls are pressure less so they never go dead. Pressure-less means they never go dead, which makes them great for tennis practice, ball machines, filling up ball baskets and hoppers, or just making sure your pet has hours of fun chasing these balls. They fit Chuck-it style dog ball launchers and automatic ball launchers. Durable rubber and a premium felt ensures their use can be universal, whether your a budding tennis player or a pet owner." (Direct quote from Amazon.com)
VelcroVelcroN/ASelf-adhesive strips and wraps; used to secure smart devices.
Yoga Block 2 Pack – 2 High Density Light Weight Exercise Blocks 4 x 6 x 9 Inches Support All Poses - Lightweight Versatile Fitness and Balance Odor Free Bricks (Note: 6 blocks are needed for Dual Task Screen)AmazonN/A"These blocks are made from recycled high density EVA foam and provide firm support in a wide range of different yoga poses. This will improve your posture and you can stay in challenging poses for longer." (Direct quote from Amazon.com)
*These items or comparable items can be obtained from a number of other sources

References

  1. Gardner, R. C., Yaffe, K. Epidemiology of mild traumatic brain injury and neurodegenerative disease. Molecular and Cellular Neuroscience. 66, Pt B 75-80 (2015).
  2. Oyegbile, T. O., Dougherty, A., Tanveer, S., Zecavati, N., Delasobera, B. E. High Sleep Disturbance and Longer Concussion Duration in Repeat Concussions. Behavioral Sleep Medicine. , 1-8 (2019).
  3. Schatz, P., Moser, R. S., Covassin, T., Karpf, R. Early indicators of enduring symptoms in high school athletes with multiple previous concussions. Neurosurgery. 68 (6), 1562-1567 (2011).
  4. Yrondi, A., Brauge, D., LeMen, J., Arbus, C., Pariente, J. Depression and sports-related concussion: A systematic review. La Presse Médicale. 46 (10), 890-902 (2017).
  5. Haider, M. N., et al. A systematic review of criteria used to define recovery from sport-related concussion in youth athletes. British Journal of Sports Medicine. 52 (18), 1179-1190 (2018).
  6. Conway, F. N., et al. Concussion Symptom Underreporting Among Incoming National Collegiate Athletic Association Division I College Athletes. Clinical Journal of Sport Medicine. 30 (3), 203-209 (2020).
  7. Broglio, S. P., Guskiewicz, K. M., Norwig, J. If You're Not Measuring, You're Guessing: The Advent of Objective Concussion Assessments. Journal of Athletic Training. 52 (3), 160-166 (2017).
  8. Broglio, S. P., Katz, B. P., Zhao, S., McCrea, M., McAllister, T. Test-retest reliability and interpretation of common concussion assessment tools: Findings from the NCAA-DoD CARE Consortium. Sports Medicine. 48 (5), 1255-1268 (2018).
  9. Howell, D. R., et al. Examining Motor Tasks of Differing Complexity After Concussion in Adolescents. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 100 (4), 613-619 (2019).
  10. Buttner, F., et al. Concussed athletes walk slower than non-concussed athletes during cognitive-motor dual-task assessments but not during single-task assessments 2 months after sports concussion: a systematic review and meta-analysis using individual participant data. British Journal of Sports Medicine. 54 (2), 94-101 (2020).
  11. Howell, D. R., Buckley, T. A., Lynall, R. C., Meehan, W. P. I. Worsening dual-task gait costs after concussion and their association with subsequent sport-related injury. Journal of Neurotrauma. 35 (14), 1630-1636 (2018).
  12. Howell, D. R., Kirkwood, M. W., Provance, A., Iverson, G. L., Meehan, W. P. Using concurrent gait and cognitive assessments to identify impairments after concussion: a narrative review. Concussion. 3 (1), 54(2018).
  13. Lee, H., Sullivan, S. J., Schneiders, A. G. The use of the dual-task paradigm in detecting gait performance deficits following a sports-related concussion: a systematic review and meta-analysis. Journal of Science and Medicine in Sport. 16 (1), 2-7 (2013).
  14. Solomito, M. J., et al. Motion analysis evaluation of adolescent athletes during dual-task walking following a concussion: A multicenter study. Gait Posture. 64, 260-265 (2018).
  15. Stephens, J. A., Nicholson, R., Slomine, B., Suskauer, S. Development and pilot testing of the dual task screen in healthy adolescents. American Journal of Occupational Therapy. 72 (3), (2018).
  16. Ptak, R. The frontoparietal attention network of the human brain: action, saliency, and a priority map of the environment. Neuroscientist. 18 (5), 502-515 (2012).
  17. Jasper, H. Report of the committee on methods of clinical examination in electroencephalography: 1957. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 10 (2), 370-375 (1958).
  18. Brigadoi, S., Cooper, R. J. How short is short? Optimum source-detector distance for short-separation channels in functional near-infrared spectroscopy. Neurophotonics. 2 (2), 025005(2015).
  19. Sato, T., et al. Reduction of global interference of scalp-hemodynamics in functional near-infrared spectroscopy using short distance probes. Neuroimage. 141, 120-132 (2016).
  20. Scholkmann, F., et al. A review on continuous wave functional near-infrared spectroscopy and imaging instrumentation and methodology. Neuroimage. 85, Pt 1 6-27 (2014).
  21. Baker, W. B., et al. Modified Beer-Lambert law for blood flow. Biomedical Optics Express. 5 (11), 4053-4075 (2014).
  22. Barker, J. W., Aarabi, A., Huppert, T. J. Autoregressive model based algorithm for correcting motion and serially correlated errors in fNIRS. Biomedical Optics Express. 4 (8), 1366-1379 (2013).
  23. Aguirre, G. K., Zarahn, E., D'Esposito, M. The variability of human, BOLD hemodynamic responses. Neuroimage. 8 (4), 360-369 (1998).
  24. Stephens, J. A., Liu, P., Lu, H., Suskauer, S. J. Cerebral Blood Flow after Mild Traumatic Brain Injury: Associations between Symptoms and Post-Injury Perfusion. Journal of Neurotrauma. 35 (2), 241-248 (2018).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

164

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved