JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Ergebnisse
Discussion
Offenlegungen
Acknowledgements
Materials
Referenzen
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medizin

Autonome functie na hersenschudding in jeugd atleten: een verkenning van de hartfrequentie-variabiliteit met behulp van 24-uurs opname methodologie

Published: September 21, 2018
doi:
10.3791/58203
, , , , , , ,
1Concussion Centre, Bloorview Research Institute,Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital, 2Faculty of Kinesiology and Physical Education,University of Toronto, 3Rehabilitation Sciences Institute, Faculty of Medicine,University of Toronto, 4Department of Occupational Science and Occupational Therapy, Faculty of Medicine,University of Toronto

Summary

We tonen een 24u hartslag opname methodologie ter evaluatie van de invloed van hersenschudding over het herstel traject in jeugd atleten, binnen een ecologisch geldige context.

Abstract

Deelname aan georganiseerde sport levert een belangrijke bijdrage aan jeugdontwikkeling, maar plaatst jeugd op een hoger risico voor de instandhouding van een hersenschudding. Tot op heden heeft de terugkeer-naar-activity besluitvorming werden verankerd in de monitoring van zelf-gerapporteerde hersenschudding symptomen en neurocognitieve testen. Echter multimodale evaluaties dat objectieve fysiologische maatregelen bevestigen met traditionele subjectieve symptoom rapportage zijn nodig en waardevol zijn. Hartslagvariatie (HSV) is een niet-invasieve fysiologische indicator van het autonome zenuwstelsel, vastleggen van de wederzijdse interactie tussen de sympathische en parasympathische zenuwstelsel. Er is een gebrek aan literatuur te verkennen het effect van hersenschudding HRV in jeugd atleten en ontwikkelingsstoornissen verschillen beletsel voor de toepassing van volwassen bevindingen op een pediatrische populatie. De huidige stand van de HRV-methodologie heeft verder voornamelijk op korte termijn (5-15 min) opnames, opgenomen met behulp van de staats- of korte lichamelijke inspanning testen om te verhelderen wijzigingen na hersenschudding rusten. De nieuwigheid in het gebruiken van een 24u opname methodologie is dat het heeft het potentieel om het vastleggen van natuurlijke variatie in autonome functie, rechtstreeks verband houden met de activiteiten die een atleet jeugd op een regelmatige basis presteert. Binnen de instelling van een prospectieve, longitudinale onderzoek, kan deze nieuwe benadering voor het kwantificeren van de autonome functie leveren belangrijke informatie met betrekking tot het herstel traject, naast traditionele zelfrapportage symptoom maatregelen. Onze doelstellingen met betrekking tot een 24u opname methodologie moesten (1) de fysiologische effecten van een hersenschudding in jeugd atleten evalueren, en (2) beschrijven het traject van fysiologische verandering, terwijl gelet op de resolutie van zelf-gerapporteerde na hersenschudding symptomen. Deze doelstellingen te bereiken, werd niet-invasieve sensortechnologie geïmplementeerd. De ruwe beat-to-beat tijdsintervallen gevangen kunnen worden getransformeerd om te ontlenen domein en frequentie domein meet, die iemands vermogen tot aanpassing en flexibel zijn om hun veranderende omgeving weerspiegelen. Met behulp van niet-invasieve hartslag technologie, kan de autonome functie buiten de instelling van een traditionele gecontroleerde onderzoek worden gekwantificeerd.

Introduction

Geschat wordt dat vier miljoen kinderen die aan noodhulp diensten wereldwijd met hersenschudding1,2,3. De regering van Canada rapporteerde dat 64% van de noodsituatie afdeling bezoeken tussen 10-18 jarigen zijn gerelateerd aan lichaamsbeweging betrokkenheid en deelname aan sport en recreatie4. Verder, 39% van deze bovengenoemde noodsituatie afdeling bezoeken zijn samengesteld uit sportgerelateerde hoofdletsel, en, in het bijzonder hersenschudding. Hersenschudding is een type van traumatische hersenenverwonding geïnduceerd door biomechanische krachten, veroorzaakt door een directe klap op het hoofd of op het lichaam genereren van kracht aan het hoofd. Hersenschudding resulteert in neurologische stoornis, die vaak spontaan3is opgelost. Het is belangrijk om te benadrukken dat hersenschudding een functionele, in plaats van structurele schade is, waarbij standaard structurele imaging studies grotendeels onopvallend3 lijken. Hersenschudding resulteert in de samenvloeiing van fysieke (bijvoorbeeld hoofdpijn, duizeligheid, wazig zien, en gevoeligheid voor geluid en licht, verminderde kracht en motoriek), cognitieve (bijvoorbeeld moeite met concentratie en terugroepen, vertraagd denken en algemene mentale mist), emotionele (bijvoorbeeld verdriet, prikkelbaarheid en nervositeit) en vermoeidheid (bijvoorbeeld te veel of te weinig slapen en slaperig gevoel) symptomen5.

Een belangrijke factor in de symptomatology van hersenschudding is de vermoedelijke dysfunctie van het autonome zenuwstelsel (ANS)6. De ANS bestaat uit twee takken; de parasympathische en sympathische zenuwstelsel. Deze twee takken opereren samengebouwd inspelen op milieueisen met hun eigen eigenaardigheden7. Het parasympatisch zenuwstelsel heeft minder invloed op perifere therapieën maar is actief tijdens perioden van herstel van de energie, waardoor de ingewanden te ontspannen (dat wil zeggen, hartslag verlagen, bevorderen van gastro-intestinale motiliteit). Omgekeerd, het orthosympatisch zenuwstelsel wordt geactiveerd wanneer de stressoren worden gepresenteerd en induceert een “vlucht of vechten” reactie8. Om te beoordelen van de activiteit van de ANS geweest volgende hersenschudding, de noninvasive techniek van het verzamelen van de hartslag te meten van de hartfrequentie-variabiliteit (HRV) werknemer8,9,10. De sympathische en parasympathische zenuwstelsel optreden op het knooppunt van de sinoatrial (natuurlijke elektrische pacemaker) van het hart voor het genereren van tijd variaties tussen beat-to-beat (RR) intervallen in reactie op interne en externe stressoren/stimuli. De beat-to-beat intervalwaarde over een tijdreeks wordt vervolgens gebruikt voor het berekenen van de tijd en frequentie domein maatregelen. Domein tijdvariabelen vangen de algehele variabiliteit van de hartslag, terwijl frequentie domein variabelen vastleggen van de periodieke schommelingen van de hartslag en informatie over de specifieke takken van de ANS8,11verschaffen, 12.

Het paradigma van de beoordeling van de basislijn/pre-injury heeft meestal tewerkgesteld te kwantificeren van wijzigingen in het geval een jeugd een hersenschudding voedt. Hier is het standaard om een zelf-rapport van de jeugd van hersenschudding symptomen, naast andere gestandaardiseerde maatregelen zoals neuropsychologische evaluaties3, vooruitlopend op een blessure. Na een gediagnosticeerde hersenschudding, pre letsel scores worden gebruikt voor het maken van vergelijkingen met na letsel scores te informeren van herstel en bij terugkeer-naar-activity besluitvorming. Echter, in recente verschuivingen te verkennen van objectieve indicatoren van hersenschudding herstel, de waarde en de nadruk op de subjectieve symptoom rapportage is onlangs besproken. Jeugd atleten kunnen niet volledig begrijpen van de gevolgen van het melden van symptomen van de hersenschudding en kunnen underreport om te voorkomen dat de langdurige afwezigheid van sport13,14. Verder, hersenschudding symptomen zijn niet-specifieke, en zijn huidige over een serie van andere klinische voorwaarden zoals psychische diagnoses15,16. Het gebruik van HRV binnen de context van hersenschudding in jeugd atleten kan handelen informeren roman fysiologische (doelstelling HRV) bij het begrip van de na hersenschudding te bevestigen van traditioneel gebruikte klinische maatregelen (subjectieve hersenschudding symptomen) traject.

Volgens de meest recente internationale consensusverklaring over hersenschudding in sport, een honkslag “fysiologische tijd venster” voor hersenschudding herstel niet bestaat als gevolg van methodologische verschillen bij de beoordeling van de fysiologische maatregelen en studie ontwerp3 . Meerdere studies hebben gesuggereerd fysiologische dysfunctie dat outlasts klinische maatregelen voor herstel9,17,18, maar dit is niet definitief vastgesteld, vooral bij de jeugd atleet populatie. De Task Force van de European Society of Cardiology en de Noord-Amerikaanse samenleving van Pacing electrofysiologie12 verstrekken richtsnoeren over de meting en analyse van HRV binnen klinische en onderzoek instellingen. Binnen de beperkte hersenschudding literatuur tot op heden, is de overgrote meerderheid van deze roman fysiologisch onderzoek onderzocht met volwassen en universiteit-verouderde atleten in het kader van korte opnames9,18,19 . Echter, het verkennen van het gebruik van HRV als een objectieve maatstaf van herstel binnen een langdurige opname methodologie (24u), alsmede onder jeugd atleten, niet is onderzocht. Dit is problematisch, zoals de factor van voortdurende ontwikkeling zich verzet tegen volwassen bevindingen uit worden geëxtrapoleerd naar de jeugd. In overeenstemming met de aanbevelingen van de Task Force12 en de huidige beperkingen in jeugdliteratuur hersenschudding is er voldoende reden om te verkennen van de 24 h opname methodologie binnen jeugd hersenschudding. Het hotel ligt op de langdurige opnames dat ANS reacties kunnen worden geëvalueerd in reactie op de echte wereld omstandigheden zoals dagelijkse normale activiteiten, schade en het effect van therapeutische interventies, dat is de sleutel voor het maken van voorspellingen op prognose20 . Korte opnames kunnen niet nauwkeurig autonome modulaties op een manier die de dynamische schommelingen van natuurlijke en verwachte stressoren binnen de jeugd van dagelijkse activiteiten (dat wil zeggen, school en fysieke activiteiten)21 weerspiegeltvertegenwoordigen. Verder, de korte opname heeft de beperking van niet meten van schommelingen in RR intervallen, temeer daar de HRV dynamisch reageert op fysiologische verstoringen. Tijd domein maatregelen, zoals SDNN (standaarddeviatie van RR interval), hebben gewerkt in vele studies met 24-uurs opname methodologie, zij zijn afhankelijk van langere opnames aan nauwkeurigheid bij de afleiding van hun waarde12. Gezien de experimentele aard van deze aanpak voor de beoordeling van de hersenschudding in jeugd, en het overkoepelende doel van het vastleggen van dynamische verandering was geschikt om gebruik te maken van een opname-methodologie die weerspiegeld de dagelijkse schommeling in activiteit repertoire uniek aan deze pediatrische populatie.

Het doel van dit protocol is te verkennen van een niet-gecontroleerde, 24-uurs protocol opnemen in jeugd atleten, leeftijden 13-18 jaar oud, normale dagelijkse activiteiten deelnemen. Terwijl dit 24u-protocol worden ingevoerd variabiliteit binnen de HRV-signaal, de mogelijkheid om te detecteren trends ondanks deze variabiliteit, indicatief voor een potentieel meest opvallende signaal, en een die kan worden meer ecologisch geldig20,22 kan worden wanneer het meten van de fysiologische reactie op concussive schade in deze populatie.

Protocol

Alle stappen in dit protocol worden goedgekeurd overeenkomstig de Research Ethics Board op Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital. Alle deelnemers verstrekt toestemming voor hun deelname aan dit onderzoek protocolgegevens/collectie. 1. Verkrijg pre letsel demografische en symptoom profiel op deelnemer Zorgen voor dat alle materiaal is voorbereid en goed functionerende voor gegevensverzameling (borstband, sensor en horloge; Zie Tabel van materialen) evenals relevante demografische collectie, hersenschudding symptoom schaal en lichaamsbeweging vormen. Voor aankomst van de deelnemer, herinneren deelnemer om comfortabele kleding, waaronder een lichte t-shirt te dragen. Na het verkrijgen van toestemming van ouderschaps- en deelnemer, diagnose verzoek dat de deelnemer vullen demografische collectie, waaronder leeftijd, geslacht, leerstoornissen, andere medische diagnoses en voorgeschiedenis van hersenschudding (nummer en recentheid van verwondingen). Instrueer de deelnemer aan het voltooien van de vragenlijst van de uitoefening van de vrije tijd van Godin (GLTE)23. Instrueer de deelnemer aan het voltooien van de post-hersenschudding symptoom inventaris (PCSI)24.Opmerking: Er zijn verschillende versies van de PCSI, die met de desbetreffende developmental leeftijd bereiken (dat wil zeggen, 5 tot 12 jarigen; 13 tot 18 jarigen corresponderen). Meten en registreren van lengte en gewicht van de deelnemers. Scoren en registreren van de GLTE en de PCSI. Wanneer de PCSI scoren, record zowel de totale score, evenals de vier domein scoort (dat wil zeggen, fysieke, cognitieve, emotionele, vermoeidheid). Alle demografische, fysieke activiteit en symptoom schaal informatie in de database invoeren. 2. het verkrijgen van de fysiologische profiel pre letsel op deelnemer Opmerking: Het is belangrijk op te merken dat een weekdag versus een weekend of een specifieke tijd van de dag voor gegevensverzameling uitgezet niet altijd haalbaar gezien de drukke school en sport schema van de jeugd-atleet is. Protocollen moeten alles in het werk om te zorgen voor samenhang, of account voor moment van de dag in data-analyses inspelen op de natuurlijke variaties in functie van het autonome zenuwstelsel. Verder, als een deelnemer een hersenschudding voedt, maar hun waarde basislijn werd verzameld van meer dan één jaar na de datum van hun hersenschudding, de waarde van de basislijn niet beschouwd nauwkeurig ten behoeve van de pre-post vergelijkingen25. Selecteer de juiste maat van de borstband (XS/S of M/XXL), volgens de omtrek van de romp van de deelnemer. Om ervoor te zorgen nauwkeurige borst strap plaatsing, plaats de band rond de romp van de deelnemer (Opmerking: terwijl deelnemer bekleed met een t-shirt is) en aanpassen van de band aan een strak, maar comfortabel passen. Zorg ervoor dat de riem is veilig uitgerust over het borstbeen, op de xiphoid process. De deelnemer te plaatsen van de band direct op hun huid op dit moment niet in de opdracht geven. De hartslagsensor verbinden met de borstband door het veiligstellen van de clip-on knoppen, rechts van het waarborgen van de sensor is. Met behulp van hypoallergene elektrode gel, toepassing een kleine/bescheiden hoeveelheid gel op de geleidende plastic oppervlak van de borstband. Instructies geven de deelnemer tot een privéruimte of wasruimte, zodat de deelnemer kan het plaatsen van de borstriem rechtstreeks op hun huid. Oriënteren de deelnemer aan de borst riem gesp zodat gemak bij het veiligstellen van de riem. Instrueer de deelnemer om ervoor te zorgen dat de sensor moet worden geplaatst direct op de xiphoid process van het borstbeen en de rechterkant omhoog om optimale hartfrequentie opname. De deelnemer voorzien van het horloge, instrueren hen niet te verwijderen van het horloge tijdens de duur opname 24u. Voorzien van de deelnemer een instructieblad oplossen van problemen (in het geval het horloge per ongeluk stopt de opname). Het oplossen van problemen instructieblad moet expliciet aangeven hoe opnieuw start de opname kijken en hoe u opnieuw toepassen de hartfrequentie-meter met elektrode gel, aanpassen van de band, en zorgen voor dat de sensor is rechts. Gezien de lengte van het opnemen van de tijd en het potentieel voor inconsistent opnameduur over deelnemers, strenge analysemethoden tot filter en account gebruiken voor deze discrepantie; Raadpleeg Paniccia et al. 26 voor meer details over deze benaderingen. Omvatten een gebied op deze gebruiksaanwijzing voor de deelnemer om toen ze ging slapen en toen ze wakker te registreren. Ook raden deelnemers verslag op andere fysieke activiteiten die zij verrichten terwijl het dragen van de hartslag apparatuur (bijvoorbeeld gaan voor een lange wandeling). Herinneren aan de deelnemer dat deelname aan contact sport, zwemmen en zwemmen zijn niet toegestaan tijdens het dragen van de hartslag-technologie. De deelnemer is echter toegestaan om het douche met deze items op. Het aanmoedigen van de deelnemer te gaan over hun typische activiteiten als ze zou op een dagelijkse basis. 3. uitvoeren van de beoordeling van de Follow-up van de post-hersenschudding Het plannen van een follow-up beoordeling op dezelfde dag dat de deelnemer of wettelijke voogd/verzorger een concussive letsel geeft (of zo spoedig mogelijk). Instrueer de deelnemer te ontvangen van een hersenschudding diagnose van een arts als ze dat nog niet hebt gedaan. Zorgen voor dat alle materiaal is voorbereid en goed functionerende voor gegevensverzameling; het gaat hierbij om de hartslag opname apparatuur (borstband, sensor en horloge) en relevante demografische collectie, symptoom schaal en lichaamsbeweging vormen. Voor aankomst van de deelnemer, herinneren deelnemer om comfortabele kleding, waaronder een lichte t-shirt te dragen. Voltooi de Acute hersenschudding evaluatie formulier5 om informatie te verzamelen over het mechanisme van letsel en na verwonding gevolgen (bijvoorbeeld verlies van bewustzijn, retrograde amnesie). Beheren van de GLTE om vast te leggen van wijziging in fysieke activiteit repertoire. Beheren van de PCSI om te bepalen van aantal en de ernst van de symptomen. Verzamelen van gegevens van de HRV en herhaal stap 2.1 tot en met 2.7. Terwijl de deelnemer symptomatisch is, plannen per follow-up evaluaties en PCSI opnieuw te beheren en verzamelen van gegevens van de HRV (stappen 3.3 en stappen 2.1 tot en met 2.7). Wanneer de deelnemer symptomen hebben afgenomen (geretourneerde naar basisniveau), schema 1-, 3- en 6-maand follow-up evaluaties. Op deze tijdstippen, moet u opnieuw GLTE, PCSI en gegevens verzamelen HRV (stap 3.4 en 3.5, en stappen 2.1 tot en met 2.7) beheren. 4. Verzamel gecompenseerde deelnemer controlegegevens uit de Follow-up evaluatie tijdstippen Gebruik makend van de basislijn/pre-injury dataset, het genereren van een lijst van potentiële deelnemers, leeftijd en geslacht afgestemd op de concussed deelnemers. Zorg ervoor de geboortedatum van de potentiële deelnemer van de controle binnen 6 maanden na de concussed deelnemer. Neem contact op met de deelnemers van de controle en follow-up evaluaties, met niet meer dan 3-4 dagen na de concussed deelnemer follow-up schema. Repliceren boven het protocol bij het bijpassende besturingselement testen (dat wil zeggen, hetzelfde aantal follow-up evaluaties). Op de eerste follow-up evaluatie, herhaal stap 1.1 tot en met 1.7 en stappen 2.1 tot en met 2.7. Op latere follow-up evaluaties, herhaal stap 3.1 tot en met 3.7 (met uitzondering van stap 3.3). 5. uploaden en verwerken van gegevens van de HRV Horloge aansluit op een computer met de meegeleverde USB-overdracht kabel en de hartfrequentie-gegevens uploaden naar het softwareprogramma voorzien van de sensor. Vervolgens deze specifieke (.hrm)-bestand overbrengen en uploaden van de gegevens naar de software van de analyse van de gegevens (Zie Tabel van materialen). Als u wilt filteren ectopische beats en juiste artefacten, selecteer het “weinig” filter; Dit is het laagste niveau van de correctie te handhaven van de integriteit van de ruwe gegevens. Visueel onderzoek van gegevensbestanden is een aanrader voor kleine datasets en binnen-deelnemer analyses. In overeenstemming met de aanbevelingen van de Task Force van de European Society of Cardiology en de Noord-Amerikaanse samenleving van Pacing en electrofysiologie12, Controleer de frequentie domein variabele bandbreedtes zijn als volgt geselecteerd: HF (0.15-0.4 Hz); LF (0.04 naar 0,15 Hz). Selecteer een 300 s raamkozijn, 50% overlap. Selecteer een interpolatie-snelheid van 4Hz. Selecteer de Fast Fourier Transform voor macht spectrale analyse. De HRV-gegevens opslaan als een bestand hrm voor potentiële data-analyse in robuuste statistische software.

Representative Results

RS800CX technologie Set-up Met behulp van de procedure die hier gepresenteerd, is het belangrijk om te benadrukken dat de plaatsing en de veiligheid van de borstband is van cruciaal belang om te voorkomen dat de riem uit vallen of bewegen buitensporig in de periode van 24 uur opname en bijgevolg in de collectie van een nauwkeurige opname. Figuur 1 toont de optimale plaatsing van de technologie van de hartslag, erop wijzend dat de borstband en de sensor veilig en gecentreerd op de jeugd van borstbeen (xiphoid process zijn). Figuur 1: Diagram van hartslag technologie, waarin u ziet optimale plaatsing van de borstband en sensor horloge. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer. Hartfrequentie-variabiliteit outputgegevens Figuur 2 toont de output van de Kubios van een 24u-hartslag opname voor een concussed deelnemer. Het imago van de ruwe RR serie kan de onderzoeker te visualiseren van verandering in de tijd, het markeren van de belangrijkste tijd punten van verhogen (bijvoorbeeld lichamelijke activiteit) of te verlagen (b.v., rusten, slapen) die belangrijk zijn voor de interpretatie van gegevens. Tijd en frequentie domein variabelen vertegenwoordigen de totale variabiliteit van het fysiologische signaal en de takken van ANS, respectievelijk. Tabel 1 geeft een overzicht van de maateenheden voor tijd en frequentie domein HRV variabelen en hun fysiologische betekenis. Figuur 2: 24 h gegevens voorbeelduitvoer afschilderend rauwe RR serie, domein tijdvariabelen en frequentie domein variabelen. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer. Variabele (eenheden) Definitie Fysiologische betekenis Tijdsdomein SDNN (ms) Standaarddeviatie van intervallen tussen hartslagen Wereldwijde index van ANS functie RMSSD (ms) Kwadratische gemiddelde van opeenvolgende verschillen; berekend door de kwadratuur van de intervallen tussen hartslagen Wereldwijde index van ANS functie pNN50 (%) Aandeel van de heartbeatintervals die door meer dan 50 ms verschillen Indicatie van parasympathische activiteit NN50 Een aantal variabele; Indicatie van parasympathische activiteit aantal paren van aangrenzende NN intervallen verschilt door meer dan 50 ms STD HR (s) Standaarddeviatie van de waarden van de momentane hartslag Wereldwijde index van ANS functie Meetkundige methoden RR driehoekige Index Totale aantal alle NN intervallen gedeeld door de hoogte van het histogram van alle intervallen van de NN Wereldwijde index van ANS functie gemeten op een discrete schaal (d.w.z. het aantal alle NN intervallen gedeeld door het maximum van de verdeling van de dichtheid) TINN (ms) Breedte van de basislijn van de distributie gemeten als basis van een driehoek, onderlinge aanpassing van de NN interval distributie Wereldwijde index van ANS functie Frequentiedomein HF (ms2) Kracht (omvang) in hoge frequentiebereik, 0.15-0.4 Hz Index van parasympathische activiteit op hart gebaseerd op ritmische ademhaling cycli HFnu (%) HF vermogen in genormaliseerde eenheden, als een verhouding van het totale vermogen; [HF/(HF+LF)] x 100 Aandeel van parasympathische activiteit LF (ms2)* Kracht (omvang) in lage frequentiebereik, 0.04-0,15 Hz Maatregel van sympathiek en/of Parasympathische activiteit LFnu (%)* LF macht in genormaliseerde eenheden, als een verhouding van het totale vermogen; [LF/(HF+LF)] x 100 Maatregel van sympathiek en/of Parasympathische activiteit LF/HF (ms2)* Verhouding van de lage frequentie macht aan de macht van de hoge frequentie Maatregel van sympathiek en/of Parasympathische activiteit Totaal vermogen (ms2) Variantie van alle RR-intervallen Totale omvang van variabiliteit binnen ANS; ANS systeem kan flexibel en aanpasbaar Tabel 1: Beschrijving van domein en frequentie domein HRV tijdvariabelen. Opmerking: “*” geeft waarschuwend interpretatie van LF-gerelateerde variabelen, zoals de klinische bruikbaarheid en de geldigheid van deze maatregel is controversieel. Het heeft zijn gepostuleerd dat LF niet representatief zijn voor de sympathische autonome modulatie27 is, naast het hebben van een slechte relatie met sympathieke activering28. Dus is het uitdagend om te ontcijferen van de fysiologische basis van deze maatregel. Visualiseren van subjectieve en objectieve bevindingen Gezien de nieuwigheid in 24 h opname methodologie, is visualisatie van bevindingen over het herstel traject sleutel tot interpretatie van de bevindingen met betrekking tot “klinisch herstel” met potentiële “fysiologische herstel” toewijzing. Het is belangrijk op te merken dat de consistentie wordt gehandhaafd ten aanzien van de onderzoeker dat visuele trends geïnterpreteerd met het oog op de betrouwbaarheid. In dit protocol bepaalde geïnterpreteerd de primaire auteur, goed berijmd in de neurofysiologie, alle statistische trends. De interpretatie van deze trends was vervolgens beoordeeld binnen een interdisciplinaire context van deskundigen op het gebied van pediatric hersenschudding, theoretische fysiologie en inspanningsfysiologie. Dus, een goed geïnformeerde aanpak visualisaties is sleutel tot het maken van de voorlopige conclusies met betrekking tot het herstel traject. Figuur 3 toont de relatie tussen pNN50 en PCSI totaalscore binnen dagen na letsel, gelaagde per geslacht. Binnen de instelling van een longitudinaal onderzoek, verzamelen herhaald maatregelen gegevens rijke HRV gegevens kunnen verstrekken. Figuur 3 is een voorbeeld van het herstel traject bij het vergelijken van jeugd mannetjes naar vrouwtjes van de jeugd. Hier, het herstel traject lijkt te zijn vergelijkbaar in zowel mannen (A) en vrouwen (B), waarbij een aanvankelijke daling is gevonden tot dag 30, gevolgd door verhogingen tot dag 75/90 voor mannen en vrouwen respectievelijk, en daarna gevolgd door een plateau. Figuur 3: visualisatie van herstel traject over dagen post letsel, gelaagde per geslacht. Houd er rekening mee dat “totaal” in het vak met de legenda weerspiegelt de totaalscore van PCSI. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Discussion

Klinisch onderzoek heeft aangegeven dat de beoordeling van de atleet moet niet alleen bestaan uit een catalogus van hersenschudding symptomen17. Dus, objectieve fysiologische maatregelen zoals HRV van waarde te ontwarren van de vele factoren die een rol bij het subjectieve symptoom rapportage spelen en te verhelderen van een fysiologische herstel traject dat anders uit een klinisch herstel presenteren kan kunnen zijn traject. Dit protocol fungeert als een eerste stap in het verkennen van de rol van 24u opname methodologie in een hersenschudding jeugdonderzoek instelt, terwijl de administratieve verwerking van belangrijke pre letsel HRV en de opvolging van jeugd atleten (die met de hersenschudding en besturingselementen) over meerdere tijdstippen.

De beoordeling van hersenschudding heeft traditioneel werden verankerd in de evaluatie en de resolutie van zelf-gerapporteerde symptomen. Echter, er zijn obstakels voor deze traditionele model, waardoor het onderzoek en klinische Gemeenschap kunnen gebruik maken van meer objectieve aanpak om te beoordelen van herstel wordt beperkt. Bijvoorbeeld, als een jeugd symptomen ervaart tijdens een beoordeling na hersenschudding en niet kan worden voltooid follow-up testen, de beoordeling wordt doorgaans beëindigd met het onvermogen om te meten hoe hun prestaties werd beïnvloed ten opzichte van hun basislijn29. Verder, de jeugd symptoomscore doet niet noodzakelijkerwijs correleren aan hun vermogen voor het uitvoeren van dagelijkse activiteiten; jeugd kan een vermindering van hun symptomen na hersenschudding verslag maar ervaren symptoom verergering (bijvoorbeeld geestelijke mist, moeite met concentreren, vermoeidheid, hoofdpijn) wanneer terug te keren naar een volledige schooldag29,30, 31 of wanneer u probeert terug te keren naar de sport of lichamelijke activiteit te vroeg32,33. Het kan zijn dat meer objectieve maatregelen de gevoeligheden aan voortdurende herstel, ondanks het klinisch herstel van symptomen gerelateerde kunnen slaan. Samen genomen, kan de verkenning van een niet-invasieve en objectieve maatstaf promoten de ontdekking en het gebruik van een veilige en gevoeliger maatregel van herstel voor jeugd atleten na een hersenschudding.

Dit protocol stelt de waarde in het gebruiken van een roman objectieve indicator van herstel (dat wil zeggen, lange termijn opname van HRV). Autonome zenuwstelsel functie kan echter ook worden beïnvloed door iemands geestelijke gezondheidstoestand en hun vermogen om zichzelf te reguleren, in het kader van stress34,35. Niet gevangen in deze studie is de mogelijkheid dat veranderingen in HRV na hersenschudding kunnen voortvloeien uit secundaire psychische problemen die ontstaan wanneer jongeren zijn beperkt uit te oefenen in zinvolle activiteit30 en vervolgens langzaam om te herstellen van hersenschudding. Inderdaad, eerdere werk is gebleken dat de relatie tussen de vermindering van de HRV bij jonge mensen met niet-klinische en klinische vormen van depressie en angst15,16. Toekomstige studie moet dus ingaan op het huidige protocol te nemen maatregelen die vangen zowel pre letsel basislijn geestelijke gezondheidstoestand en hoe deze status kan of niet na hersenschudding wijzigen kan.

Kamins et al. 36 uitvoerde een systematische beoordeling, benadrukken dat het toepassingsgebied van fysiologische herstel na hersenschudding lichaamsbeweging, evenwicht, cognitie en oculomotor dysfunctie opgenomen. Terwijl deze 24 uur opname aanpak werd geacht een ecologisch geldig aanpak te beoordelen van de verandering in autonome functie37, kunnen de frequentie en intensiteit van lichamelijke activiteit beperken de mate waarop wijzigingen in HRV kunnen worden geïnterpreteerd. Niveaus van lichamelijke activiteit waarschijnlijk verschillen per leeftijd en dit kan bijdragen aan grote afwijkingen gezien binnen HRV variabelen. Objectief vastleggen en kwantificeren van de fysieke activiteit niet wordt ingediend binnen dit protocol; Dus, is het mogelijk dat sommige jeugd atleten in een competitief fase, fase van de opleiding of zelfs buiten het seizoen waren. Onderzoek heeft aangetoond een significante associatie tussen fysieke activiteit en HRV, waarbij verhoogde lichamelijke conditie werd geassocieerd met verhoogde HRV38,–39,40. Binnen een adolescent monster van jongens 14-19 jaar oud, werd hoger gerapporteerde niveaus van lichamelijke activiteit positief geassocieerd met zowel tijd en frequentie domein HRV maatregelen41. Om deze leemte, konden toekomstige verkenning actigraphy technologie om vast te leggen van het type, de frequentie en de intensiteit van lichamelijke activiteit, terwijl het gelijktijdig verzamelen HRV gebruiken. Belangrijk om te overwegen is de rol van cognitieve vraag / activiteiten in het dagelijks leven (dat wil zeggen, academische eisen, buitenschoolse activiteiten). Hoewel deze studie niet verzamelen van de informatie in de vorm van een cognitieve dagboek of andere vormen van cognitieve activiteiten bijhouden in dienst, is het belangrijk deze klinische maatregelen om een volledige interpretatie van het autonome zenuwstelsel te overwegen. Tot slot, terwijl oculomotor functie werd niet veroverd in het huidige protocol, et al. jagen 42 gevonden dat metingen van saccades, soepele achtervolging en vergence kunnen nuttig zijn bij de opsporing van wijzigingen in verband met de hersenschudding. Clinici en onderzoekers zijn gericht op het bredere multimodale beoordeling protocol gepubliceerd door Reed et al. 29 voor meer informatie over balans en cognitieve beoordeling na concussive letsel.

De uitdaging in het huidige protocol, is terwijl het biedt rijke fysiologische gegevens, het onvermogen om rechtstreeks vergelijken resultaten aan andere soortgelijke hersenschudding studies. De meerderheid van de HRV hersenschudding studies hebben een rust staat positie protocol9,19 in dienst of veranderingen in de HRV volgens oefenen inspanning43,44,45te observeren. Het protocol van de 24 h opname hier gepresenteerd was open omdat jeugd kregen de opdracht voor het verrichten van hun normale dagelijkse routines. Bovendien, terwijl jeugd kregen de opdracht om te documenteren hun slaap en wakker tijden, subjectieve rapportage beschikt niet over een duidelijke indicatie van de kwaliteit van de slaap. Slaap factoren kunnen beduidend beïnvloeden hoe een individu aan hun dagelijkse werkzaamheden verricht en kunnen dienen als een feedback-lus aan de ANS te reguleren van stress reacties46. Dus, een gestandaardiseerde evaluatie (dat wil zeggen, slaap vragenlijst en actigraphy) te kwantificeren van deze factoren slaap is nodig voor meer robuuste interpretaties van deze opname 24 h.

Een laatste overweging voor het huidige protocol is het effect van menstruatie op HRV bij het overwegen van pre- en post-hersenschudding vergelijkingen. Terwijl deze factor werd niet verzameld in het huidige protocol, de potentiële invloed van menstruatie is belangrijk aan account voor zoals studies hebben aangetoond dat autonome zenuwstelsel functie tijdens de menstruatiecyclus, waarin schommelt de wijziging van eierstokken hormonen mogelijk verantwoordelijk voor veranderingen in de HRV47,48. Het is echter onduidelijk hoe de menstruele cyclus kan of kan niet hebben een rol gespeeld in het verschijnsel rapportage of HRV wijzigingen binnen deze studie steekproef van 13-18 jarigen. Vastleggen van ontwikkelingsstadium naast het meten van de fase van de menstruele cyclus, zal waarschijnlijk aanvullende informatie verschaffen over het ophelderen van potentiële wijzigingen na hersenschudding.

Kortom voorziet dit protocol een klinisch relevante middel om veranderingen binnen een objectieve fysiologische maatregel, in de understudied van de bevolking. Doorgaand, is het belangrijk om ook het verkennen van de rol van de factoren die hierboven, samen met de ervaren stress van alledag en persoonlijke atleet kenmerken, te ontcijferen als hersenschudding effecten de ANS verder gaan dan wat zou worden verwacht van een stressvolle leven gebeurtenis.

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dit is werk werd gefinancierd door de Canadese instituten van gezondheidsonderzoek (#127048), de Ontario Neurotrauma Foundation en de Ontario hersenen Institute. Het Instituut van de hersenen Ontario is een non-profit organisatie van inde-hangend, gedeeltelijk gefinancierd door de regering van Ontario. De adviezen, resultaten en conclusies zijn die van de auteurs en geen goedkeuring door het Instituut van de hersenen Ontario is bedoeld of kan hieruit worden afgeleid. Dit werk werd oorspronkelijk gekenmerkt binnen van de eerste auteur proefschrift, als onderdeel van een groter geheel van werk op neurofysiologische variatie (Paniccia, 2018, [Universiteit van Toronto, ongepubliceerde proefschrift]). De auteurs bedanken de revalidatie Sciences Institute aan de Universiteit van Toronto voor hun ondersteuning tijdens het doctorale programma. Wij willen ook erkent de inspanningen van de leden van het Team van de “NeuroCare” CIHR en de leden van de hersenschudding centrum (Bloorview Research Institute), specifiek Talia Dick en Katherine Mah. We zijn dankbaar voor de jeugd en gezinnen voor hun deelname aan dit onderzoek.

Materials

Spectra 360 Electrode Gel PARKER LABORATORIES, INC. 12-02 Salt free, hypoallergenic
Polar RS800CX Watch Polar RS800CX
H3 Polar Sensor Polar C346W80693039
Polar Pro Strap Polar
Polar Protrainer Polar
Kubios 2.0 Biosignal Analysis and Medical Imaging Group Analysis software
R Core Programming The R Foundation Free data analysis software
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Referenzen

  1. Aubry, M., et al. Summary and agreement statement of the First International Conference on Concussion in Sport, Vienna 2001. Recommendations for the improvement of safety and health of athletes who may suffer concussive injuries. British Journal of Sports Medicine. 36 (1), 6-10 (2002).
  2. McCrory, P. Summary and agreement statement of the 2nd International Conference on Concussion in Sport, Prague 2004. British Journal of Sports Medicine. 39 (Supplement 1), i78-i86 (2005).
  3. McCrory, P., et al. Consensus statement on concussion in sport-the 5th international conference on concussion in sport held in Berlin, October 2016. British Journal of Sports Medicine. , (2017).
  4. . Acute Concussion Evaluation Available from: https://www.cdc.gov/headsup/pdfs/providers/ace-a.pdf (2006)
  5. Leddy, J. J., Kozlowski, K., Fung, M., Pendergast, D. R., Willer, B. Regulatory and autoregulatory physiological dysfunction as a primary characteristic of post concussion syndrome: implications for treatment. NeuroRehabilitation. 22 (3), 199-205 (2007).
  6. Leddy, J. J., Kozlowski, K., Fung, M., Pendergast, D. R., Willer, B. Regulatory and autoregulatory physiological dysfunction as a primary characteristic of post concussion syndrome: implications for treatment. NeuroRehabilitation. 22 (3), 199-205 (2007).
  7. Esterov, D., Greenwald, B. Autonomic Dysfunction after Mild Traumatic Brain Injury. Brain Sciences. 7 (8), (2017).
  8. Hutchison, M. G., Mainwaring, L., Senthinathan, A., Churchill, N., Thomas, S., Richards, D. Psychological and Physiological Markers of Stress in Concussed Athletes Across Recovery Milestones. The Journal of Head Trauma Rehabilitation. 32 (3), E38-E48 (2017).
  9. Willer, B., Leddy, J. J. Management of concussion and post-concussion syndrome. Current Treatment Options in Neurology. 8 (5), 415-426 (2006).
  10. Aubert, A. E., Seps, B., Beckers, F. Heart rate variability in athletes. Sports Medicine. 33 (12), 889-919 (2003).
  11. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. Circulation. 93 (5), 1043-1065 (1996).
  12. Bailey, C. M., Echemendia, R. J., Arnett, P. A. The impact of motivation on neuropsychological performance in sports-related mild traumatic brain injury. Journal of the International Neuropsychological Society: JINS. 12 (4), 475-484 (2006).
  13. Echemendia, R. J., Putukian, M., Mackin, R. S., Julian, L., Shoss, N. Neuropsychological test performance prior to and following sports-related mild traumatic brain injury. Clinical Journal of Sport Medicine: Official Journal of the Canadian Academy of Sport Medicine. 11 (1), 23-31 (2001).
  14. Koenig, J., Kemp, A. H., Beauchaine, T. P., Thayer, J. F., Kaess, M. Depression and resting state heart rate variability in children and adolescents – A systematic review and meta-analysis. Clinical Psychology Review. 46, 136-150 (2016).
  15. Paniccia, M., Paniccia, D., Thomas, S., Taha, T., Reed, N. Clinical and non-clinical depression and anxiety in young people: A scoping review on heart rate variability. Autonomic Neuroscience. , (2017).
  16. Ellis, M. J., Leddy, J., Willer, B. Multi-Disciplinary Management of Athletes with Post-Concussion Syndrome: An Evolving Pathophysiological Approach. Frontiers in Neurology. 7, (2016).
  17. Leddy, J., Baker, J. G., Haider, M. N., Hinds, A., Willer, B. A Physiological Approach to Prolonged Recovery From Sport-Related Concussion. Journal of Athletic Training. 52 (3), 299-308 (2017).
  18. Senthinathan, A., Mainwaring, L. M., Hutchison, M. Heart Rate Variability of Athletes Across Concussion Recovery Milestones: A Preliminary Study. Clinical Journal of Sport Medicine. 27 (3), 288-295 (2017).
  19. Kleiger, R. E., Stein, P. K., Bigger, J. T. Heart rate variability: measurement and clinical utility. Annals of Noninvasive Electrocardiology. The Official Journal of the International Society for Holter and Noninvasive Electrocardiology, Inc. 10 (1), 88-101 (2005).
  20. Biswas, A. K., Scott, W. A., Sommerauer, J. F., Luckett, P. M. Heart rate variability after acute traumatic brain injury in children. Critical Care Medicine. 28 (12), 3907-3912 (2000).
  21. Eckberg, D. L. Parasympathetic cardiovascular control in human disease: a critical review of methods and results. The American Journal of Physiology. 239 (5), H581-H593 (1980).
  22. Godin, G., Shepard, R. Godin leisure-time Exercise questionnaire. Medicine & Science in Sports & Exercise. 29 (29), S36-S38 (1997).
  23. Sady, M. D., Vaughan, C. G., Gioia, G. A. Psychometric characteristics of the postconcussion symptom inventory in children and adolescents. Archives of Clinical Neuropsychology: The Official Journal of the National Academy of Neuropsychologists. 29 (4), 348-363 (2014).
  24. Moser, R. S., Schatz, P., Grosner, E., Kollias, K. One year test-retest reliability of neurocognitive baseline scores in 10- to 12-year olds. Applied Neuropsychology: Child. 6 (2), 166-171 (2017).
  25. Paniccia, M., et al. Heart rate variability in non-concussed youth athletes: Exploring the effect of age, sex and concussion-like symptoms. Frontiers in Neurology. 8, 753 (2018).
  26. Goldstein, D. S., Bentho, O., Park, M. -. Y., Sharabi, Y. Low-frequency power of heart rate variability is not a measure of cardiac sympathetic tone but may be a measure of modulation of cardiac autonomic outflows by baroreflexes: Low-frequency power of heart rate variability. Experimental Physiology. 96 (12), 1255-1261 (2011).
  27. Billman, G. E. The LF/HF ratio does not accurately measure cardiac sympatho-vagal balance. Frontiers in Physiology. 4, (2013).
  28. Reed, N., et al. A Multi-Modal Approach to Assessing Recovery in Youth Athletes Following Concussion. Journal of Visualized Experiments. (91), (2014).
  29. Paniccia, M. J., Reed, N. P. Dove and hawk profiles in youth concussion: Rethinking occupational performance: Voir le rendement occupationnel sous un angle différent en utilisant les profils de la « et du « pour aborder les commotions chez les jeunes. Canadian Journal of Occupational Therapy. , (2017).
  30. Reed, N. Sport-Related Concussion and Occupational Therapy: Expanding the Scope of Practice. Physical & Occupational Therapy in Pediatrics. 31 (3), 222-224 (2011).
  31. Carson, J. D., et al. Premature return to play and return to learn after a sport-related concussion: physician’s chart review. Canadian Family Physician Medecin De Famille Canadien. 60 (6), e312-e315 (2014).
  32. Leddy, J. J., Kozlowski, K., Donnelly, J. P., Pendergast, D. R., Epstein, L. H., Willer, B. A Preliminary Study of Subsymptom Threshold Exercise Training for Refractory Post-Concussion Syndrome. Clinical Journal of Sport Medicine. 20 (1), 21-27 (2010).
  33. Friedman, B. H. An autonomic flexibility-neurovisceral integration model of anxiety and cardiac vagal tone. Biological Psychology. 74 (2), 185-199 (2007).
  34. Friedman, B. H., Thayer, J. F. Anxiety and autonomic flexibility: a cardiovascular approach. Biological Psychology. 49 (3), 303-323 (1998).
  35. Kamins, J., et al. What is the physiological time to recovery after concussion? A systematic review. British Journal of Sports Medicine. 51 (12), 935-940 (2017).
  36. Bornas, X., Balle, M., Dela Torre-Luque, A., Fiol-Veny, A., Llabrés, J. Ecological assessment of heart rate complexity: Differences between high- and low-anxious adolescents. International Journal of Psychophysiology. 98 (1), 112-118 (2015).
  37. Buchheit, M., Platat, C., Oujaa, M., Simon, C. Habitual Physical Activity, Physical Fitness and Heart Rate Variability in Preadolescents. International Journal of Sports Medicine. 28 (3), 204-210 (2007).
  38. Gutin, B., Howe, C., Johnson, M. H., Humphries, M. C., Snieder, H., Barbeau, P. Heart rate variability in adolescents: relations to physical activity, fitness, and adiposity. Medicine and Science in Sports and Exercise. 37 (11), 1856-1863 (2005).
  39. Nagai, N., Moritani, T. Effect of physical activity on autonomic nervous system function in lean and obese children. International Journal of Obesity. 28 (1), 27-33 (2003).
  40. Farah, B. Q., Barros, M. V. G., Balagopal, B., Ritti-Dias, R. M. Heart Rate Variability and Cardiovascular Risk Factors in Adolescent Boys. The Journal of Pediatrics. 165 (5), 945-950 (2014).
  41. Hunt, A. W., Mah, K., Reed, N., Engel, L., Keightley, M. Oculomotor-Based Vision Assessment in Mild Traumatic Brain Injury: A Systematic Review. The Journal of Head Trauma Rehabilitation. , (2015).
  42. Abaji, J. P., Curnier, D., Moore, R. D., Ellemberg, D. Persisting Effects of Concussion on Heart Rate Variability during Physical Exertion. Journal of Neurotrauma. 33 (9), 811-817 (2016).
  43. Gall, B., Parkhouse, W., Goodman, D. Heart rate variability of recently concussed athletes at rest and exercise. Medicine and Science in Sports and Exercise. 36 (8), 1269-1274 (2004).
  44. Voss, A., Schroeder, R., Heitmann, A., Peters, A., Perz, S. Short-Term Heart Rate Variability-Influence of Gender and Age in Healthy Subjects. PLOS One. 10 (3), (2015).
  45. Kim, H. -. S., Yoon, K. -. H., Cho, J. -. H. Diurnal Heart Rate Variability Fluctuations in Normal Volunteers. Journal of Diabetes Science and Technology. 8 (2), 431-433 (2014).
  46. Saeki, Y., Atogami, F., Takahashi, K., Yoshizawa, T. Reflex control of autonomic function induced by posture change during the menstrual cycle. Journal of the Autonomic Nervous System. 66 (1-2), 69-74 (1997).
  47. Sato, N., Miyake, S., Akatsu, J., Kumashiro, M. Power spectral analysis of heart rate variability in healthy young women during the normal menstrual cycle. Psychosomatic Medicine. 57 (4), 331-335 (1995).

Tags

Autonomic FunctionHeart Rate Variability24-hour RecordingConcussionYouth AthletesLongitudinal StudyChest StrapHeart Rate SensorPost-concussion Symptom InventoryGodin Leisure-Time Exercise QuestionnaireAcute Concussion Evaluation

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Diesen Artikel zitieren
Paniccia, M., Taha, T., Keightley, M., Thomas, S., Verweel, L., Murphy, J., Wilson, K., Reed, N. Autonomic Function Following Concussion in Youth Athletes: An Exploration of Heart Rate Variability Using 24-hour Recording Methodology. J. Vis. Exp. (139), e58203, doi:10.3791/58203 (2018).
Zitat herunterladen
Nachdrucke und Berechtigungen

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image