JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
русский

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicine

Вегетативные функции, после сотрясения мозга в молодежных спортсменов: исследование вариабельности сердечного ритма, с использованием методологии, 24-часовая запись

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

Мы показываем 24 h сердечного ритма запись методологии для оценки влияния сотрясение по всей траектории восстановления спортсменов молодежи, в рамках экологически допустимого контекста.

Abstract

Участие в организованных спортивных вносит значительный вклад в развитие молодежи, но места молодежи на более высокий риск для поддержания сотрясение мозга. На сегодняшний день, возвращение к деятельности процесс принятия решений был якорь в мониторинг симптомы сообщенные сотрясение мозга и нейрокогнитивного тестирования. Однако мультимодальной оценки, подтверждения объективных физиологических мер с традиционными субъективных симптомов отчетности необходимы и может быть ценным. Вариабельность сердечного ритма (ВСР) является Неинвазивная физиологических показателей вегетативной нервной системы, захватив взаимное взаимодействие между симпатической и парасимпатической нервной системы. Существует мало литературы, изучают воздействие сотрясение мозга на ВСР в молодежных спортсменов, и развития различия исключает применение результатов взрослых для детского населения. Кроме того текущее состояние ВСР методологии главным образом включила краткосрочные (5-15 мин) записей, с помощью отдыха государством или краткосрочные физических нагрузок, тестирование для выяснения изменений после сотрясения мозга. Новинкой в использовании методологии 24 часа записи является, что она имеет потенциал, чтобы захватить природные различия в вегетативные функции, непосредственно связанные с деятельностью, выполняемой молодежь спортсмен на регулярной основе. В рамках перспективных, продольных исследований, этот новаторский подход к количественной оценке вегетативные функции могут обеспечить важную информацию относительно восстановления траектории, наряду с традиционными самоотчета симптом меры. Наши цели в отношении методологии записи 24 h были (1) оценить физиологические эффекты сотрясения мозга в молодежных спортсменов, и (2) описывают траектории физиологические изменения, при рассмотрении резолюции сообщенные после сотрясения симптомы. Для достижения этих целей, была внедрена технология неинвазивных датчика. Сырые бить и бить интервалы времени захватили могут быть преобразованы для получения времени домен и частоты домена меры, которые отражают способность человека адаптироваться и быть гибким, чтобы их постоянно меняющейся среде. С помощью технологии неинвазивный сердечный ритм, вегетативная функция может быть определена количественно вне традиционных контролируемых исследований параметр.

Introduction

Предполагается, что четыре миллиона детей представить отделения неотложной помощи во всем мире с сотрясением1,2,3. Правительство Канады сообщило, что 64% всех посещений отделение неотложной помощи среди 10 – 18 лет связаны с физической активности участия и участия в занятиях спортом и отдыха4. Кроме того 39% этих посещений вышеупомянутые отделение неотложной помощи состоят из связанных со спортом травмы головы и, в частности, сотрясение мозга. Сотрясение мозга — это тип черепно-мозговой травмы, вызванных биомеханических сил, вызванных прямой удар в голову или на теле генерации силы в голову. Сотрясение мозга приводит к неврологические нарушения, который часто решает спонтанно3. Важно подчеркнуть, что сотрясение мозга является функциональной, а не структурных травмы, whereby стандартных структурных изображений исследования во многом появляются ничем не примечательный3. Сотрясение мозга приводит к слияния физической (например, головные боли, головокружение, помутнение зрения и чувствительность к шуму и легких, снижение прочности и моторных способностей), когнитивная (например, трудности с концентрацией и напомнить, замедлился мышление и общее психическое тумане), эмоциональный (например, грусть, раздражительность и нервозность) и усталости (например, спать слишком много или слишком мало и чувство сонный) симптомы5.

Основным фактором в симптоматике сотрясение мозга был предположительно дисфункции вегетативной нервной системы (АНС)6. Анс состоит из двух ветвей; парасимпатической и симпатической нервной системы. Эти две ветви работают взаимно реагировать на экологические требования с их собственных отличительных7. Парасимпатической нервной системы имеет меньше влияния на периферийных сосудистую, но активен в периоды восстановления энергии, позволяя внутренностей расслабиться (например, уменьшение частоты сердечных сокращений, содействовать моторики желудочно-кишечного тракта). И наоборот симпатической нервной системы активируется, когда стресс представлены и вызывает реакции «рейс или бороться»8. Для оценки активности Анс следующие сотрясение, неинвазивный метод сбора сердечного ритма для количественной оценки вариабельности сердечного ритма (ВСР) был занятых8,9,10. Симпатической и парасимпатической нервной системы действовать в синоатриальном узле (естественный электрические кардиостимулятор) сердца, чтобы генерировать время различия между интервалами (ОР) удар удар в ответ на внутренние и внешние раздражители/раздражители. Значение интервала бить и бить через временных рядов затем используется для вычисления времени и частоты домена меры. Переменные времени домена захвата общей вариабельности сердечного ритма, в то время как переменные частоты домена захватить периодические колебания частоты сердечных сокращений и предоставлять информацию о конкретных отраслях ANS8,11, 12.

Базовые/предварительного-injury оценки парадигма обычно были использованы для количественной оценки изменений в том случае, если юноша выдерживает сотрясения мозга. Здесь он является стандартным для получения самоотчетов симптомов сотрясения молодежи, помимо других стандартизованных мер таких нейропсихологических оценок3, до травмы. После диагноз сотрясение мозга дотравматозному оценки используются для сравнения с результатами после травмы сообщить восстановления и направлять возвращение к деятельности принятия решений. Однако в последних сдвигов для изучения объективных показателей восстановления сотрясение мозга, значение и акцент на субъективных симптомов отчетности недавно обсуждался. Молодежи спортсмены не могут полностью понять последствия отчетности симптомы сотрясения и может занижают чтобы избежать продолжительного отсутствия спорта13,14. Кроме того сотрясение мозга симптомы неспецифичны и присутствуют через массив других клинических условий, таких, как психиатрические диагнозы15,16. Использования вариабельности сердечного ритма в контексте сотрясение мозга в молодежных спортсменов может действовать, чтобы подтвердить традиционно используется клинических меры (субъективный сотрясение мозга симптомы) и обеспечивают Роман физиологической информации (цель ВСР) на понимании после сотрясения мозга траектории.

Согласно наиболее недавнее заявление международного консенсуса на сотрясение мозга в спорте сингл «физиологическое время окна» для восстановления сотрясения мозга не существует из-за методологических различий в оценке физиологических мер и изучать дизайн3 . Многочисленные исследования показали физиологических дисфункции, которая выдержит клинических меры восстановления9,17,18, но это не установлена окончательно, особенно среди молодежи спортсмен. Целевая группа Европейского общества кардиологов и североамериканского общества электрокардиостимуляции электрофизиологии12 разработать руководящие принципы относительно измерения и анализа вариабельности сердечного ритма в клинической и исследования параметров. В течение ограниченного сотрясение литературы на сегодняшний день подавляющее большинство этого романа физиологические исследования были изучены с взрослого и университета в возрасте спортсмены в контексте краткосрочного записи9,18,19 . Однако изучение использования вариабельности сердечного ритма как объективной оценки восстановления в рамках долгосрочной записи методологии (24 h), а также среди молодежи спортсменов, не исследовано. Это проблематично, как фактор развития препятствует взрослых результаты экстраполяции на молодежи. Согласно рекомендации Целевой группы12 и нынешние ограничения в литературе сотрясение молодежи есть достаточное обоснование исследовать 24 h записи методологии в рамках молодежного сотрясение мозга. Именно в рамках долгосрочной записи что ANS ответов может быть оценен в ответ на реальные обстоятельства повседневной нормальной деятельности, травмы и эффект терапевтических вмешательств, который является ключом для составления прогнозов на прогноз20 . Краткосрочные записей не может точно представлять вегетативная модуляции таким образом, что отражает динамические колебания естественных и ожидаемые стрессоров в пределах молодежи в повседневной деятельности (т.е., школа и физической деятельности)21. Кроме того краткосрочные запись имеет ограничение не измерения колебаний RR-интервалов, особенно с учетом того, что ВСР динамически соответствует физиологической возмущений. Меры времени домена, например, SDNN (стандартное отклонение интервала RR), были использованы во многих исследованиях с 24-часовой записи методологии, как они зависят от долгосрочных записей отражают точность при исчислении их значение12. Учитывая исследовательский характер такой подход к оценке сотрясение мозга в молодежи и главной целью захвата динамических изменений, было целесообразно использовать запись методологии, которая отражает ежедневные колебания в деятельности репертуар, уникальные для этого детского населения.

Цель настоящего Протокола заключается в изучении неконтролируемых, 24 h, запись протокола в молодежных спортсменов, в возрасте 13 – 18 лет, участвуя в обычной повседневной деятельности. Хотя этот протокол 24 h ввести изменчивости в пределах сигнал ВСР, способность обнаруживать тенденции, несмотря на эту изменчивость, может свидетельствовать о потенциально важных сигналов и один, что может быть более экологически допустимых20,22 когда замер физиологической реакцией на шокирующий травмы в этой группе населения.

Protocol

Все шаги, предпринятые в рамках этого протокола были утверждены в соответствии с Совет этики научных исследований в Голландии Bloorview детский реабилитационный госпиталь. Все участники представили согласия до их участия в этой коллекции данных протоколов исследований. 1. получите дотравматозному демографические и симптом профиль участника Убедитесь, что весь материал подготовлен и функционирования для сбора данных (нагрудный датчик и смотреть; см. Таблицу материалы), а также соответствующие демографические коллекции, сотрясение симптом масштаб и форм физической активности. До прибытия участника напоминают участник носить удобную одежду, которая включает в себя легкие футболку. После получения согласия родителей и участник, запрос что участник заполнить форму демографические коллекции, которая включает в себя возраст, пол, диагноз обучения инвалидов, другие медицинские диагнозы и предыдущей истории сотрясения мозга (количество и новизна травм). Проинструктируйте участников завершить Годин свободное время упражнения вопросник (GLTE)23. Проинструктируйте участников завершить после сотрясения симптом инвентаризации (PCSI)24.Примечание: Существуют различные версии PCSI, которые соответствуют соответствующих развития возрастных диапазонов (т.е., 5-12 лет; 13-18 лет). Измерьте и запишите участников высоты и веса. Оценка и запись GLTE и PCSI. Когда забил PCSI, запись как общий балл, а также четыре домена баллов (т.е. физическое, когнитивных, эмоциональных, усталость). Введите все демографические, физической активности и симптом масштабе информации в базу данных. 2. получить дотравматозному физиологического профиля участника Примечание: Важно отметить, что разграничение в будний день, выходные или определенное время дня для сбора данных не всегда осуществимо занят школа и спортивный график молодежь спортсмен. Протоколы должны принять все усилия для обеспечения согласованности, или приходится время дня в анализ данных для решения естественных колебаний в функции вегетативной нервной системы. Кроме того если участник выдерживает сотрясения мозга, но их базовое значение было собрано более чем одного года после даты их сотрясения, базовое значение не следует рассматривать точным для целей сравнения Предварительная столб25. Выберите соответствующие грудной ремень Размер (XS/S или M/XXL), согласно обхват туловища участника. Для обеспечения точной грудной ремень размещения, поместите ремень вокруг туловища участника (Примечание: в то время как участник одет с футболку) и Отрегулируйте ремень отразить плотный, но удобную посадку. Убедитесь, что ремень надежно установлены о на мечевидного отростка грудины. Не поручить участник поместить ремень непосредственно на их кожу на данный момент. Подключиться нагрудный датчик пульса путем обеспечения клип кнопки, является обеспечение датчик правой стороной вверх. С помощью гипоаллергенный Электродный гель, применить малых/скромное количество геля проводящего пластика поверхности нагрудный ремень. Предоставить инструкции участника для доступа к частной области или уборную, так что участник может разместить нагрудный ремень непосредственно на их коже. Ориент участником грудной ремень пряжка для обеспечения легкости в обеспечении ремень. Проинструктируйте участников обеспечить, что датчик следует поместить непосредственно на мечевидного отростка грудины и правой вверх для обеспечения оптимального сердечного ритма запись. Предоставить участнику часы, поручив им, чтобы не удалить часы на протяжении 24 ч, продолжительность записи. Предоставить участнику неисправностей Памятка (в случае, если смотреть случайно прекращает запись). Неисправностей Памятка явно следует изложить как заново начать смотреть запись и как повторно применить монитор сердечного ритма с Электродный гель, Отрегулируйте ремень и убедитесь, что датчик правой стороной вверх. Учитывая продолжительность записи времени и потенциал для несовместимых запись длина участников, используйте методы анализа строгого данных фильтра и учетной записи для этого несоответствия; Пожалуйста, смотрите Паниссиа и др. 26 для дальнейших подробностей об этих подходов. Включать область на данную инструкцию для участника для записи, когда они пошли спать и когда они проснулись. Кроме того поощрять участников сообщать о других физических деятельности что они занимаются во время ношения сердечного ритма оборудования (например, длинные прогулки). Участник напомнить что участие в контакт спорта, плавания и купания не допускаются при ношении технологии сердечного ритма. Однако участник разрешается душ с этими элементами на. Поощрять участник идти об их типичных мероприятий, как они будут на ежедневной основе. 3. выполнение оценки последующей деятельности после сотрясения мозга Расписание последующей оценке в тот же день, что участник или юридических опекуна/попечителя указывает шокирующий травмы (или как можно скорее). Проинструктируйте участников получить диагноз сотрясение мозга от врача, если они еще не сделали этого. Убедитесь, что весь материал подготовлен и функционирования для сбора данных; Это включает в себя сердечного ритма, запись оборудование (нагрудный датчик и часы) и соответствующих демографических коллекции, симптом масштаба и форм физической активности. До прибытия участника напоминают участник носить удобную одежду, которая включает в себя легкие футболку. Заполните форму острого сотрясение оценки5 для сбора информации о механизме травм и осложнений после травмы (например, потеря сознания, ретроградная амнезия). Администрирование GLTE для захвата изменения в репертуаре физической активности. Администрировать PCSI определять число и тяжесть симптомов. Сбор данных ВСР и повторите шаги 2.1 до 2,7. В то время как участник является симптомом, расписание загрузок последующих оценок и повторно применять PCSI и сбора данных ВСР (3.3 шаги и шаги 2.1 до 2,7). Когда участник симптомы сократились (вернулся в базовый уровень), график 1, 3 и 6-месячного последующей оценки. В этих точках времени, повторно GLTE, PCSI и управлять сбор данных вариабельности сердечного ритма (3.4 и 3.5 и шаги 2.1 до 2,7). 4. Сбор участников данных соответствует управления через последующие оценки времени точки Используя базовые/предварительного-injury dataset, создайте список потенциальных участников, возраста и пола, соответствует concussed участников. Убедитесь, что Дата рождения потенциального участника управления в течение 6 месяцев concussed участника. Контакт управления участников и расписание последующих оценок, с не более чем 3-4 дней с момента concussed участником последующей деятельности. Реплицировать выше испытаний протокол к соответствует элементу управления (то есть, такое же количество последующих оценок). На первой последующей оценки повторите шаги 1.1 до 1,7 и шаги 2.1 до 2,7. На последующих последующих оценок повторите шаги 3.1 до 3,7 (исключая шагу 3.3). 5. Отправка и обработка данных ВСР Подключите к компьютеру кабелем USB передачи предоставляемых часы и загружать данные сердечного ритма на программное обеспечение программы с датчиком. Затем перенести этот файл конкретных (.hrm) и загрузить данные на программное обеспечение для анализа данных (см. Таблицу материалы). Чтобы отфильтровать эктопические систолы и правильный артефакты, выберите «очень низкий» фильтр; Это самый низкий уровень коррекции для поддержания целостности исходных данных. Визуальный осмотр файлов данных настоятельно рекомендуется для небольших наборов данных и анализа в рамках участник. В соответствии с рекомендациями Целевой группы Европейского общества кардиологов и североамериканского общества ходить и электрофизиологии12, обеспечение переменной полосах частот домена выбираются следующим образом: HF (0,15-0,4 Гц); LF (0,04 до 0,15 Гц). Выберите 300 s оконной рамы, 50% совпадения. Выберите курс интерполяции 4 Гц. Выберите Быстрое преобразование Фурье для спектрального анализа мощности. Сохраните данные вариабельности сердечного ритма как файл hrm для потенциальных анализа данных в надежные статистического программного обеспечения.

Representative Results

RS800CX технологии установки С помощью процедуры, представленные здесь, важно подчеркнуть, что размещение и безопасности нагрудный ремень имеет решающее значение для предотвращения ремень от падения или чрезмерно перемещения в течение 24 часов записи и следовательно, в сборе точной запись. Рисунок 1 иллюстрирует оптимальное размещение технологии сердечного ритма, отметив, что нагрудный ремень и датчик безопасных и центре молодежи грудины (мечевидного отростка). Рис 1: диаграмма технологии сердечного ритма, изображающие оптимальное размещение нагрудный ремень, датчик и часы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Вариабельность сердечного ритма выходных данных Рисунок 2 изображает Kubios выход 24 h сердечного ритма запись для concussed участника. Изображение сырья серии RR позволяет исследователю визуализировать изменения во времени, подчеркнув ключевое время, увеличение точек (например, физической активности) или уменьшить (например, отдыха, сна), имеют важное значение для интерпретации данных. Время и частота домена переменные представляют общую изменчивость физиологических сигналов и ветви ANS, соответственно. Таблица 1 дает обзор единицы измерения времени и частоты домена ВСР переменных и их физиологическое значение. Рисунок 2: пример 24 h вывод данных с изображением сырья серии RR, время домена и домена переменные частоты. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Переменная (единиц) Определение Физиологическое значение Времени домен SDNN (МС) Стандартное отклонение интервалы сердцебиения Глобальный индекс функции ANS RMSSD (МС) Корень среднеквадратичной последовательных различий; вычисляется путем возведения в квадрат интервалы сердцебиения Глобальный индекс функции ANS pNN50 (%) Доля интервалы сердцебиения, которые отличаются более чем 50 мс Свидетельствует о парасимпатической активности NN50 Переменной count; Свидетельствует о парасимпатической активности Количество пар смежными NN интервалов, отличающихся более чем 50 мс STD HR (s) Стандартное отклонение значений мгновенной частоты сердечных сокращений Глобальный индекс функции ANS Геометрические методы Треугольные индекс RR Общее количество всех NN интервалов измерения, деленную на высоту всех NN интервалов гистограммы Глобальный индекс функции ANS на дискретных шкале (т.е. количество всех NN интервалов измерения, деленную максимальная плотность распределения) Тинн (МС) Базовые Ширина распределения измеряется как основание треугольника, аппроксимирующей интервала распределения NN Глобальный индекс функции ANS Частотной области ВЧ (2МС) Мощность (величины) в диапазоне высоких частот, 0,15-0,4 Гц Индекс парасимпатической активности на сердце, основанный на ритмичной дыхания циклов HFnu (%) Мощность ВЧ в нормализованной единицах, как отношение общей мощности; [HF/(HF+LF)] x 100 Доля парасимпатической активности LF (2МС)* Мощность (величины) в диапазоне низких частот, 0,04-0,15 Гц Мера симпатичная(ый) или парасимпатической активности LFnu (%)* Мощности LF в нормализованной единицах, как отношение общей мощности; [LF/(HF+LF)] x 100 Мера симпатичная(ый) или парасимпатической активности LF/HF (2МС)* Коэффициент мощности низкой частоты к мощности высокой частоты Мера симпатичная(ый) или парасимпатической активности Общая мощность (2МС) Отклонение всех интервалов RR Общая величина изменчивости в пределах Анс; способность быть гибким и приспособляемым ANS системы Таблица 1: Описание времени домен и частоты домена ВСР переменных. Примечание: «*» обозначает предостерегающей интерпретации LF-связанных переменных, как клинической полезности и обоснованности этой меры является спорным. Постулируется, что LF не является представителем симпатичная(ый) вегетативная модуляция27, помимо того, что плохое отношение к активации симпатической нервной28. Таким образом это сложно расшифровать физиологические основы этой меры. Визуализация субъективные и объективные выводы Учитывая новизну в 24 часа записи методологии, Визуализация результатов по всей траектории восстановления является ключом к интерпретации выводов в отношении сопоставления «клиническое выздоровление» с потенциальными «физиологическое восстановление». Важно отметить, что относительно следователь, который интерпретирует визуальные тенденции для того, чтобы обеспечить надежность обеспечивается согласованность. В этот конкретный протокол основной автор, хорошо разбирающихся в нейрофизиологии, интерпретировать все статистические тенденции. Интерпретации этих тенденций был затем рассмотрен в междисциплинарном контексте экспертов в педиатрических сотрясение, теоретические физиологии и физиологии упражнений. Таким образом, хорошо информированный подход к визуализации является ключом к сделать предварительные выводы относительно восстановления траектории. На рисунке 3 изображена взаимосвязь между pNN50 и общая оценка PCSI через дни после травмы, стратифицированная по полу. В рамках продольных исследований, собирая повторяющиеся данные меры могут предоставить богатые ВСР данные. На рисунке 3 приведен пример восстановления траектории при сравнении молодежи мужчин и женщин, молодежи. Здесь, восстановления траектории, как представляется, подобные внутри и мужчины (A) и женщины (B), whereby первоначальное снижение встречается до дня 30, а затем увеличивается до дня 75/90 для мужчин и женщин соответственно, а затем следуют плато. Рисунок 3: Визуализация восстановления траектории через дней пост травмы, стратифицированная по полу. Обратите внимание, что «итог» в окне Легенда отражает общий балл PCSI. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Discussion

Клинические исследования показали, что оценки спортсмен должен не просто состоять из каталога сотрясение мозга Симптомы17. Таким образом объективных физиологических мер например ВСР может иметь значение отделить многих факторов, которые играют определенную роль в субъективных симптомов отчетности и для уточнения траектории физиологических восстановления, который может представить по-разному от клинического выздоровления траектории. Этот протокол действует в качестве первого шага в изучении роли 24 часа записи методологии в исследованиях сотрясение молодежи, настройки, при этом приходится значительный дотравматозному ВСР и последующей деятельности молодежных спортсменов (те, с сотрясением мозга и контроля) через несколько моменты времени.

Оценки сотрясение мозга были традиционно якорь в оценке и резолюции сообщенные симптомы. Однако существуют барьеры для этой традиционной модели, которая ограничивает исследования и клинические сообщества возможность использовать более объективные подходы к оценке восстановления. Например, если молодежь испытывает симптомы во время оценки после сотрясения мозга и не может завершить последующей тестирования, оценки обычно прекращается с невозможностью оценить, как их производительность по сравнению с их базовые29. Кроме того Оценка симптом молодежи не обязательно соотнести их способности выполнять повседневной деятельности; молодежи может сообщать снижение их после сотрясения мозга симптомы, но опыт обострения симптомов (например психического туман, трудности с концентрацией внимания, усталость, головная боль), когда возвращение полного учебного дня29,30, 31 или при попытке вернуться в спорт или физической активности слишком скоро32,33. Может быть, что более объективных мер может захватить чувства, связанные с продолжение восстановления, несмотря на восстановление клинических симптомов. Вместе взятые, исследованию неинвазивные и объективные меры могут содействовать открытие и использование безопасных и более чувствительны меры восстановления для молодежи спортсменов после сотрясения мозга.

Настоящий Протокол предлагает значение в использовании Роман объективным показателем восстановления (т.е. долгосрочной перспективе запись вариабельности сердечного ритма). Однако функция вегетативной нервной системы могут также быть затронуты состояния психического здоровья индивида и их способность самостоятельно регулировать, в контексте стресс34,35. Не учитываются в настоящем исследовании является возможность того, что изменения в ВСР после сотрясения мозга может привести от вторичных психического здоровья проблем, которые возникают, когда молодежи ограничены от участия в значимой деятельности30 и впоследствии, медленно, чтобы оправиться от сотрясение мозга. Действительно Предыдущая работа выявила взаимосвязь между снижением вариабельности сердечного ритма у молодых людей с доклинических и клинических форм депрессии и тревоги15,16. Таким образом будущие исследования следует разработать на текущий протокол включить меры, которые захватывают дотравматозному базового состояния психического здоровья и как этот статус может или не может изменить после сотрясения мозга.

Каминс и др. 36 провели систематический обзор, подчеркнув, что спектр физиологических восстановления после сотрясения включают физической активности, баланс, познания и глазодвигательные дисфункции. Хотя этот 24-часовой записи подход был признан экологически допустимый подход к оценке изменений в вегетативные функции37, частота и интенсивность физической активности может ограничить степень, в которой изменения в ВСР могут быть интерпретированы. Уровни физической активности, вероятно, различаются по возрасту, и это может внести большой разницы в ВСР переменных. Объективно захвата и количественной оценки физической активности не был представлен в рамках настоящего Протокола; Таким образом вполне возможно, что некоторые спортсмены молодежи были в конкурентных этап, этап подготовки или даже межсезонье. Исследования показали существенную связь между физической активности и вариабельности сердечного ритма, при котором увеличение физической был связан с повышенной ВСР38,,3940. В пример подростков мальчиков в возрасте 14 – 19 лет выше сообщаемых уровней физической активности был положительно связаны с доменом ВСР меры41времени и частоты. Чтобы устранить этот разрыв, будущей разведки могли использовать actigraphy технологии для захвата тип, частота и интенсивность физической активности, одновременно собирая вариабельности сердечного ритма. Не менее важное значение для рассмотрения, является роль когнитивных спроса / активности в повседневной жизни (т.е. академические требования, внеклассных мероприятий). Хотя это исследование не собирать информацию в виде когнитивных дневник или нанимать других форм познавательной деятельности отслеживание, важно рассматривать эти клинических меры, позволяющие всяческую интерпретации вегетативной нервной системы. Наконец в то время как глазодвигательные функции не был захвачен в текущем протоколе, охота и др. 42 найдено, что измерения саккад, гладкая преследования и Вёрдженс может быть полезным для обнаружения изменений, связанных с сотрясением мозга. Врачи и исследователи направлены на более широком мультимодальной оценки протокола Опубликовано Reed et al. 29 для получения информации о балансе и когнитивной оценки после шокирующий травмы.

Проблема в настоящем Протоколе, хотя он обеспечивают богатые физиологических данных, является неспособность непосредственно сравнить результаты других аналогичных исследований сотрясение мозга. Большинство исследований сотрясение ВСР использовали покоя государственной позиции протокол9,19 или наблюдать изменения в ВСР согласно осуществлять нагрузок43,,4445. 24 часа записи протокола, представленные здесь был открытого состава, в том, что молодежи было поручено осуществлять их нормальной повседневной рутины. Кроме того хотя молодежи было поручено задокументировать их сна и Звонок раз, субъективные представления не предоставляет четкое указание качества сна. Сна факторы могут существенно повлиять как лицо осуществляет их повседневной деятельности и может служить в качестве обратной связи для ANS для регулирования напряжения ответы46. Таким образом стандартизированной оценки (т.е., вопросник сна и actigraphy) для количественной оценки этих факторов сна необходим для более надежной интерпретации этой записи 24 h.

Окончательное рассмотрение для текущего протокола является влияние менструации на ВСР при рассмотрении до и после сотрясения сравнений. Хотя этот фактор не была собрана в рамках настоящего Протокола, потенциальное влияние менструации имеет важное значение для учетной записи, для исследования показали, что вегетативной нервной системы колеблется в течение менструального цикла, в котором изменения гормонов яичников могут нести ответственность за изменения, видел в ВСР47,48. Однако неясно, как менструального цикла могут или могут не играют роль в симптом отчетности или в ВСР изменения в рамках этого исследования образца 13 – 18 лет. Захват стадии развития помимо замера фазы менструального цикла будет вероятно представить дополнительную информацию о выяснения возможных изменений после сотрясения мозга.

Таким образом этот протокол клинически значимых средством для оценки изменений в рамках объективной оценки физиологической, изученными населения. Забегая вперед, это будет важно также изучить роль факторов, представленные выше, наряду с предполагаемой ежедневного стресса и личных спортсмен характеристики, чтобы расшифровать если сотрясение мозга влияет ANS сверх того, что было бы ожидать от стрессовых события жизни.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Эта работа финансировалась канадской институтов медицинских исследований (#127048), Фондом нейротравма Онтарио и Онтарио Института мозга. Институт мозга Онтарио является некоммерческой корпорацией ИНДЕ Кулон, частично финансируемой правительством Онтарио. Мнения, результаты и выводы являются мнениями авторов и не одобрение Онтарио Института мозга предназначен или должен быть выведен. Эта работа была первоначально признакам в пределах первого автора диссертации, как часть большего тела работы нейрофизиологических вариации (Паниссиа, 2018, [университета Торонто, неопубликованные докторской диссертации]). Авторы благодарят институт реабилитации наук в университете Торонто за их поддержку на протяжении всего докторской программы. Мы также хотели бы признать усилия членов группы «NeuroCare» КНИИЗ и членов центра сотрясение мозга (Bloorview научно-исследовательский институт), в частности талия Дик и Кэтрин мАч. Мы благодарны молодежи и семьям за их участие в этом исследовании.

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

References

  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
Cite This Article
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).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

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

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image