https://frosthead.com

Как виртуальная реальность и сканирование мозга могут помочь диагностировать сотрясения мозга

В сезоне 2017 года игроки НФЛ получили 291 сотрясение мозга - больше всего с тех пор, как лига начала обмениваться данными в 2012 году. Чтобы обуздать высокий уровень сотрясений, разработчики футбольных правил на профессиональном уровне и уровне колледжа пытались сделать все, от наказания игроков за попадание в шлемы. к добавлению беспристрастных побочных врачей, которые могут вывести игроков из игры после удара по голове.

К сожалению, реальность такова, что ни одно из этих изменений не приводит к успешному сокращению числа сотрясений. Часть проблемы заключается в том, что может быть трудно даже определить, был ли игрок сотрясен или нет, но, возможно, новая диагностическая технология может помочь.

С началом сезона 2018 года некоторые команды колледжей держат в стороне новый гаджет: пару очков виртуальной реальности, предназначенных для диагностики сотрясений. Конференция Pac-12 фактически использует очки VR в каждом виде спорта. (Борьба, а не футбол, имеет самый высокий уровень сотрясения мозга, за которым следует хоккей, говорится в статье в Американском журнале спортивной медицины.)

Очки Eye-Sync, изготовленные калифорнийской компанией SyncThink из Пало-Альто, работают, отображая точку, перемещающуюся по крутому кругу, и следят за глазами пользователя, следя за движением точки. В то время как очки отслеживают движение глаз, устройство действительно измеряет способность мозга предсказывать движение точки, говорит основатель SyncThink Джамшид Гаджар.

Гаджар, нейрохирург из Стэнфорда и президент Фонда травмы головного мозга, говорит, что он изучал, как внимание относится к функции мозга, когда он понял, что все зависит от времени. «Твой мозг всегда в прошлом. Все, что вы чувствуете, уже произошло », - говорит он. «К тому времени, когда вы видите теннисный мяч, он уже пройден. Чтобы взаимодействовать, вы должны предсказывать или предвидеть, чтобы вы научились предсказывать движение мяча, чтобы вы могли его ударить ».

Неудивительно, что сотрясение мозга влияет на способность мозга обрабатывать информацию от глаз и предсказывать движения. Если у спортсмена постукивают по голове, или солдат находится слишком близко к взрыву СВУ, и он плохо выполняет тест на отслеживание движения глаз, тогда возможно, что он получил сотрясение мозга, но это не гарантировано.

«Устройства не диагностируют, врачи делают», - говорит Гаджар. Тем не менее, если кто-то борется с очками, это может быть достаточной причиной, чтобы отвести его от поля. Даже незначительное ухудшение способности предсказывать движение оборонительного конца или смертельного снаряда может оказаться дорогостоящим.

«Нам нужен инструментарий - отслеживание глаз может быть одним из инструментов», - говорит Гаджар.

Разнообразие других диагностических методов также разрабатываются, чтобы заполнить этот инструментарий. Весной, исследователи объявили, что некоторые биомаркеры в плазме могут точно предсказать, перенесли ли спортсмены колледжа сотрясение мозга. Другие исследования показывают, что измерение изменений скорости кровотока в мозге может выявить сотрясение мозга. Сплит-тест, который измеряет генетический материал в слюне, показал многообещающее выявление сотрясений у молодых пациентов, страдающих долговременными симптомами, а другое исследование с участием детей показало успех при использовании теста слуха.

Одна из технологий с потенциалом - это гарнитура, которая использует компьютерные модели и ИИ для анализа изменений электрических токов мозга. BrainScope, компания, базирующаяся в Бетесде, штат Мэриленд, разработанная для использования на боковых и передних линиях, «устройство для оценки травмы головного мозга» представляет собой повязку с висящими электродами, которая подключается к портативному устройству. Через пару минут он выполняет сканирование электроэнцефалограммы (ЭЭГ), чтобы проверить наличие кровотечений в мозге. По словам генерального директора Майкла Сингера (Michael Singer), гарнитура позволяет врачам узнать, требуется ли более надежная компьютерная томография, и она также может отслеживать когнитивные способности с помощью теста и отображать результаты в виде процентиля.

Как и очки, гарнитура не является окончательным тестом на сотрясение мозга. «Но если вы можете начать с ответа на этот первый вопрос, есть ли кровотечение в мозге? И потом, есть ли функциональная проблема? Затем вы можете принять решение о возвращении на поле », - говорит Сингер.

Большая часть этого нового исследования получает финансирование от Министерства обороны, НФЛ или NCAA - организаций, где люди особенно подвержены сотрясениям мозга, особенно из-за влияния сотрясения мозга на производительность труда, и особенно неохотно признают симптомы сотрясения мозга. Нежелание раскрывать симптомы может быть особенно проблематичным, учитывая, что традиционная диагностика сотрясения мозга в значительной степени опирается на субъективную информацию, предоставленную пациентом, и ни солдаты, ни футболисты не хотят уходить с поля.

«Субъективная оценка [сотрясений] на самом деле является наиболее полезной, но не в том случае, если люди лгут вам», - говорит Ким Хармон, профессор спортивной медицины в Университете штата Вашингтон и председатель Инициативы по здоровью и благополучию студентов Pac-12. доска.

Возвращение на поле после перенесенного сотрясения мозга может привести к более медленному времени реакции, нарушению баланса и повышенному риску долговременных проблем со здоровьем, таких как хроническая травматическая энцефалопатия с дегенеративным заболеванием головного мозга (СТЕ). Более быстрая, более точная, объективная диагностика сотрясения мозга представляет собой решение, позволяющее снизить зависимость от реакции пациента.

Певец BrainScope сравнивает оценку сотрясения мозга с оценкой сердечного приступа. В обоих случаях врач должен изучить ряд тестов, проверить уровни различных соединений и рассмотреть личную историю пациента, прежде чем прийти к заключению. Однако в случае сердечного приступа врачам не нужно сильно полагаться на симптомы, о которых сообщают сами.

«Нам нужна объективная информация», - говорит Сингер. «Это Святой Грааль - обладать чем-то, что невозможно воспроизвести».

Врачи часто разочарованы ожиданием, что диагноз сотрясения мозга должен прийти быстро. «Мы не можем взмахнуть над ними палочкой, чтобы сказать», - говорит Гаджар. «Там нет зеленого света / красный свет.»

Гарнитура BrainScope сканирует мозг для измерения изменений электрической активности, которые могут указывать на сотрясение мозга. Гарнитура BrainScope сканирует мозг для измерения изменений электрической активности, которые могут указывать на сотрясение мозга. (BrainScope)

В отличие от других травм, таких как слезы ACL или сломанные запястья, может быть трудно определить, был ли вообще ранен человек, попавший в голову. Определить, имел ли кто-то только что свой «звонок», или его мозг врезался в боковую часть черепа с силой, достаточной для временного подавления познания, - сложная наука.

«У некоторых людей есть явные признаки сотрясения мозга», - говорит Хармон. «Они не могут встать прямо или сказать, что происходит». Но некоторых людей сложнее диагностировать, сохраняя большинство своих способностей после удара по голове.

Даже эксперты спорят о том, что именно является сотрясением мозга. Гаджар получил финансирование от Министерства обороны, чтобы помочь придумать лучшее определение «сотрясение мозга», но в то же время исследователи склонны использовать термин «черепно-мозговая травма», чтобы избежать путаницы.

«Эти вещи настолько разнородны, - говорит Сэнди Райт, исследователь сотрясения мозга в Университете Британской Колумбии, который изучал, как изменения кровотока в мозге могут указывать на сотрясение мозга. По его словам, сотрясение мозга может по-разному воздействовать на каждого человека, и каждое сотрясение может повредить разные части мозга или вызвать различные симптомы.

Изменчивость сотрясений также влияет на время восстановления, что затрудняет определение того, когда сотрясенный игрок или солдат готов вернуться к действию. «Я не думаю, что мы когда-либо предложим один-единственный тест, который будет основным в диагностической или прогностической части», - говорит Райт.

Для Хармона и ее коллег захватывающая часть всего этого исследования придет после окончания футбольного сезона. Как только игроки повесят свои шлемы, исследователи соберут все данные из новых тестов, включая очки виртуальной реальности, и информацию обо всех подтвержденных сотрясениях мозга за сезон - которые в основном происходят на практике - для проведения регрессионного анализа. Этот анализ должен позволить ученым-медикам узнать, какие инструменты работают для активного выявления сотрясений в реальном времени.

Возможно, никогда не будет волшебной палочки для взмахов, но с новыми технологиями, такими как очки Eye-Sync и гарнитура BrainScope, диагностический инструментарий расширяется.

Как виртуальная реальность и сканирование мозга могут помочь диагностировать сотрясения мозга