Nel protocollo di Vivo degli impatti di testa Subconcussive controllata per la convalida dei dati dello studio di campo

Riepilogo

Il modello di intestazione subconcussive soccer è un approccio metodologico sicuro e conciso per isolare e misurare gli effetti degli impatti di testa subconcussive.

Abstract

Subconcussive hits rappresentano una minaccia per la salute di un neurone che hanno dimostrato di indurre danno strutturale di un neurone e danno funzionale senza provocare sintomatologia verso l'esterno e sembrano essere un fattore chiave per una malattia neurodegenerativa irreversibile, cronica encefalopatia traumatica (CTE). Inoltre, gli atleti possono incorrere in più di 1.000 di questi accessi per stagione. Il modello di intestazione di calcio subconcussive (SSHM) è un metodo pertinente, riproducibile e leader di isolare ed esaminando gli effetti di questi impatti testa subconcussive. Controllando le variabili quale la sfera di velocità, la frequenza degli impatti, intervallo, posizionamento di palla alla testa, di viaggio e anche misurando la grandezza di urto della testa, la SSHM fornisce la comunità scientifica con una superior avenue di indagare l'acuta subconcussive effetti sulla salute di un neurone. In questa carta, dimostriamo l'utilità di SSHM nello studiare una corso di tempo espressione del polipeptide luce dei neurofilamenti (NF-L) nel plasma in modo misure ripetute. NF-L è un marcatore di ferita axonal che precedentemente è stato indicato per essere elevati in pugili e giocatori di calcio che seguono subconcussive trauma capo. Trentaquattro adulto invecchiato calciatori sono stati reclutati e assegnati a caso a entrambi un titolo di calcio (n = 18) o calci (n = 16) gruppo. Il gruppo di intestazione eseguito 10 intestazioni con palloni da calcio proiettate ad una velocità di 25 km/h su 10 min. Il gruppo calci ha seguito lo stesso protocollo con 10 calci. Campioni di plasma sono stati ottenuti prima e a 0 h, 2h e 24 h dopo intestazione/calci e valutati per le espressioni NF-L. Il gruppo di intestazione ha mostrato un aumento graduale nel plasma espressione di NF-L e ha alzato a 24 h dopo il protocollo di intestazione, mentre il gruppo calci è rimasta coerenza attraverso i punti di tempo. Questi risultati hanno confermato i dati NF-L da studi in campo clinico, incoraggiando l'uso di SSHM per convalidare i dati clinici subconcussion.

Introduzione

A lungo termine, l'esposizione ripetuta agli impatti testa subconcussive è stata proposta come uno dei fattori chiave per sviluppare la malattia di neurodegenerative CTE^1,2,3,4,5 . Ogni anno, circa 2,5 milioni high school e college atleti impegnano in sport di contatto che inducono frequentemente questi insulti subconcussive attraverso la rapida accelerazione-decelerazione del corpo e la testa^6,7. In particolare, atleti di sport di contatto possono verificarsi diversi 100 fino a 1.000 di tali effetti al stagione^6,8,9. Inoltre, altre popolazioni, come militari, uomini e donne, hanno registrato più di 300.000 ferite alla testa dal 2001, che ha manifestato nella diagnosi recente di CTE all'interno di un ex veterano militare¹⁰. Questa diagnosi di parallels con 110 cervelli post mortem di CTE di giocatori di football americano e quattro giocatori di calcio post mortem per presentare un fiorente sanità pubblica problema^11,12. Alla luce della prevalenza sconcertante, urto della testa ricerca deve spostare il suo sguardo per includere suoni precisi metodi di analizzare i successi subconcussive debito acuta sono indurre in una varietà di arene.

SSHM presentato qui è uno che soddisfa le necessità metodologica per indurre sicuro comuni sollecitazioni meccaniche riposte tessuto neurale durante attività sportive di contatto. L'implementazione di questo modello permette gli investigatori gestire meticolosamente palla velocità, la frequenza degli impatti, intervallo, posizionamento di palla alla testa, di viaggio così come misure della testa impatto magnitudo^13,14. Mentre questi fattori sono praticamente impossibili da controllare nell'impostazione del campo, la SSHM fornisce una presa per i ricercatori di isolare gli effetti degli impatti di testa subconcussive. Inoltre, attraverso l'eliminazione delle variabili di confusione visto durante il gioco (ad esempio, gli effetti da esercizio vigoroso, danno corpo, variazione della temperatura corporea e idratazione/sudore), la SSHM fornisce un metodo superiore di convalida osservazioni cliniche .

Il SSHM ha diretti paralleli agli impatti testa visti specificamente nell'ambito dello sport. Come tale, la letteratura ha già iniziato a mostrare la sua utilità e confermano i risultati della testa cumulativo onere di impatto da altri ricercatori. Ad esempio, abbiamo dimostrato che il peso della testa subconcussive influisce significativamente la disfunzione neuro-oftalmologici unità tra calcio atleti^13,15. In aggiunta, come pochi come 10 impatti subconcussive hanno dimostrati immediatamente di perturbare la funzione vestibolare che possa essere normalizzata dopo 24 h di riposo¹⁶. In questa relazione metodologica, descriviamo l'applicazione di SSHM per studiare gli effetti degli impatti di testa subconcussive e introdurre una delle nostre scoperte che impatti testa subconcussive ripetitivi gradualmente aumentano la concentrazione di un neurone-derivato in sicurezza biomarcatore del sangue, vale a dire NF-L¹⁴. Ciò che trova non solo sostanzia risultati precedenti della presenza di NF-L da subconcussive ripetitivi colpi alla testa^17,18 , ma consente inoltre di verificare che il SSHM può riprodurre tali risultati in modo clinico controllato.

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Protocollo

Gli autori verificare che la Indiana University Institutional Review Board ha approvato lo studio (protocollo n. 1610743422) e che è stato ottenuto il consenso informato scritto.

Nota: Il SSHM è stato integrato in un design di misure ripetute che è destinato a studiare i cambiamenti tra variabili dipendenti all'interno di soggetti a 0 h, 2h e post-intervento 24h, rispetto ai valori pre-intervento individuali. Questo disegno di studio permette ai ricercatori di tenere traccia delle modifiche per un periodo di 24 h, che è la tempistica tipica tra le pratiche sportive. Nello studio presente, giocatori di calcio sono stati assegnati a uno un titolo di calcio (n = 18) o un calcio calci gruppo (n = 16).

1. installazione

1. Dopo il prelievo di misurazione della linea di base (pre-intervento), iniziare la SSHM con il posizionamento di un lanciatore di palla di calcio circa 40 ft lontano dal soggetto, nonché a garantire che il pallone da calcio è gonfiato a 9 psi.
2. Il volto della macchina consente di visualizzare due quadranti identici, che regolano la velocità di sinistra e destra ruote e un interruttore on/off tra di loro. Impostare entrambi questi quadranti a una velocità standard di scelta.
   Nota: Per questo scopo di dimostrazione, la palla velocità di viaggio è stata impostata a 30 mph. Questa velocità è stato scelto in quanto simula una rimessa in gioco calcio dalla linea laterale a centrocampo. Giocatori di calcio eseguono frequentemente questa manovra durante allenamenti e partite.
3. Posto 3 pollici blocchi sotto le ruote del lanciatore di palla per consentire la traiettoria desiderata (no blocchi necessari per calci soggetti). Una volta che questo è completo, il lanciatore di palla poi è angolato a 40°, che è misurato come l'angolo tra la terra e la linea mediana delle ruote.
   Nota: L'angolo si misura con un goniometro, e la macchina può essere regolata allentando una manopola situata lungo le rotaie blue dove viene caricato il pallone da calcio.
4. Una volta che la macchina è correttamente impostata, è possibile montare i soggetti con un accelerometro triassiale incorporato all'interno di una tasca di capo-banda e posizionato direttamente sotto la protuberanza occipitale esterna (inion) per monitorare accelerazioni testa lineare e rotazionale.
5. Avviare il software corrispondente per l'accelerometro e immettere le informazioni del soggetto di conseguenza. A questo punto, il soggetto è pronto per iniziare le prove di familiarizzazione dell'intervento (voce, calci).

2. prove di familiarizzazione

1. Posizionare il soggetto circa 40 ft davanti il lanciatore di palla.
2. Assicurarsi di spiegare al soggetto che il lanciatore di palla sarà pallavolo pallone per loro e che hanno semplicemente bisogno di simulare l'intervento contatto con la palla (cioè, soggetti titolo prenderà la palla con le mani davanti alla loro fronte prima avviene il contatto testa-a-ball, soggetti a calci "trappola" la palla a terra con il loro piede invece di tiro al volo la palla indietro e soggetti in piedi verranno rimangono statici e non farà contatto con la palla).
3. Quando il soggetto si capisce e si sente pronto, sono il ricercatore accendere il cannoncino, caricare il pallone da calcio sui binari blu e infine spingere la palla in ruote piroettanti dopo un 3-2-1 conto alla rovescia.
4. Dopo aver fermato la palla come descritto in precedenza (punto 2.2), sono il soggetto rotolare la palla indietro.
5. Ripetere i passaggi 2,3 e 2,4 da due a quattro ulteriori volte (nessun tempo di riposo tra richiesti) per garantire che il soggetto posizionamento sia corretto e interazione con la palla sarà sicuro e controllato. Questo conclude le prove di familiarizzazione.

3. intervento

1. Verbalmente di confermare che il soggetto è pronto. Una volta confermato, dare istruzioni ai soggetti intestazione di fronte solo contatto con la palla; raccontare i soggetti per evitare potenziali impatti alla corona, parietale e lobi temporali. Istruire i soggetti calci a calciare la palla solo mentre è in volo come contatto della sfera con il suolo si attenua l'impatto successivo al piede.
2. Istruire sia diretti e calci soggetti per volley la palla ad un target (ulteriori ricercatore) circa la metà della distanza tra loro e la macchina. Come meglio possono, chiedere soggetti a farlo in un modo che imiterà la traiettoria ad arcuata che la palla ha preso durante il suo volo verso il soggetto.
3. Attivare l'accelerometro triassiale e iniziare la registrazione.
4. Caricare il pallone da calcio sui binari blu, spingere la palla in ruote piroettanti dopo un 3-2-1 conto alla rovescia e assicurarsi che avviene il contatto appropriato.
5. Ripetere il passaggio 3.4 nove volte di più con un resto di s 60 tra attacchi. Se il soggetto rinuncia ad interazione con la palla (a causa di posizionamento inopportuno o sospetto contatto con il corpo in un'area che deve essere evitato), poi il pallone volley al soggetto nuovo prontamente, senza alcun periodo di riposo.
6. Tra ogni contatto con la palla, verificare che l'accelerometro triassiale registrato un impatto (utilizzando software triassiale; calci soggetti non dovrebbero registrare G-force).
7. Una volta concluso l'intervento, spegnere il cannoncino e interrompere la registrazione triassiale (importante, in quanto il movimento necessario per rimuovere la fascia potrebbe registrare un altro "impatto"). Una volta che la registrazione è stata interrotta, rimuovere l'archetto.

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Risultati

I risultati qui rappresentati sono stati interpretati da un precedente articolo¹⁴, in cui è stato utilizzato il SSHM come descritto in precedenza. In questo studio particolare, abbiamo mirato a mostrare come il SSHM potrebbe indurre i cambiamenti nei livelli del plasma di NF-L, che è un marker di lesione Assonica che è supposto per filtrare fuori il cranio e nel sangue periferico dopo testa impatti.

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Discussione

Mentre gli sport di contatto come il calcio americano potrebbe sembrare essere guida la necessità di un modello di ricerca concisa per studiare gli impatti subconcussive, altri sport come il calcio può rappresentare la quota dominante dell'esposizione subconcussive tutto il mondo come circa 265 milioni di persone partecipare a quella che è forse più popolare sport^{19 del mondo}. Tuttavia, mentre la maggior parte degli effetti neurodegenerative sospetta di subconcussion è stati sottoposti ad aut...

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Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
JUGS Soccer Machine	JUGS Sports	http://jugssports.com/products/soccer-machine.html
SIM-G Triaxial Accelerometer	Triax Technologies	https://www.triaxtec.com/workersafety/wp-content/uploads/2017/08/SIM-G-User-Manual_V4-2-01.pdf