JoVE Journal > Neuroscience
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Türkçe

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

Görsel Uyarılmış Potansiyelleri Kullanarak Spor Sarsıntısını Objektif Olarak Değerlendirme

Published: April 27, 2021
doi:
10.3791/62082
, , , , , ,
1School of Aerospace, Mechanical and Mechatronic Engineering, Faculty of Engineering and Information Technologies,University of Sydney, 2HeadsafeIP, 3Department of Rehabilitation Medicine,Icahn School of Medicine at Mount Sinai, 4St Vincent’s Clinical School, Faculty of Medicine,University of New South Wales

Summary

Kararlı durum görsel uyarılmış potansiyelleri ölçebilen taşınabilir bir sistem geliştirildi ve sarsıntı için potansiyel bir elektrofizyolojik biyobelirteç olarak SSVEP’i araştırmak için 18 hafta boyunca 65 amatör ragbi oyuncusu üzerinde denendi. Oyuncuların taban çizgileri sezon öncesi ölçüldü ve sırasıyla kontrollü zaman dilimlerinde güvenilirlik, sarsıntı ve iyileşme değerlendirmesi için yeniden test yapıldı.

Abstract

Travmatik bir olayın ardından nesnel, ölçülebilir bir elektroensefalogram (EEG) testi yöntemi sağlamak için kararlı durum görsel uyarılmış potansiyellerini (SSVEP) ölçebilen taşınabilir bir sistem geliştirilmiştir. Bu çalışmada, taşınabilir sistem, SSVEP’in sarsıntı için güvenilir bir elektrofizyolojik biyobelirteç olup olmadığını belirlemek için bir sezon boyunca 65 sağlıklı ragbi oyuncusu üzerinde kullanılmıştır. Yarışma sezonundan önce, tüm oyuncular temel bir SSVEP değerlendirmesine tabi tutuldu. Sezon boyunca, oyuncular test-tekrar test güvenilirliği veya sakatlık sonrası değerlendirme için maçtan sonraki 72 saat içinde yeniden test edildi. Tıbbi olarak teşhis edilen bir sarsıntı durumunda, oyuncular bir doktor tarafından iyileştiği düşünülen bir kez daha yeniden değerlendirildi. SSVEP sistemi, 15 Hz titreşim uyarıcısı sağlayan bir VR çerçevesine yerleştirilmiş bir akıllı telefondan oluşurken, kablosuz bir EEG kulaklığı oksipital aktiviteyi kaydetti. Oyunculara, oturmuş ve sessiz kalırken ekranın sabitleme noktasına bakmaları talimatı verildi. Elektrotlar 10-20 EEG konumlandırma terminolojisine göre düzenlenmiştir, O1-O2 kayıt kanallarıyken, P1-P2 sırasıyla referanslar ve önyargıdır. Tüm EEG verileri, frekans analizi için verileri dönüştürmek üzere bir Butterworth bandpass filtresi, Fourier dönüşümü ve normalleştirme kullanılarak işlendi. Oyuncuların SSVEP tepkileri, istenen sinyal olan 15 Hz ile bir sinyal-gürültü oranına (SNR) ölçüldü ve karşılaştırma için ilgili çalışma gruplarına özetlendi. Sarsıntılı oyuncuların taban çizgisine kıyasla önemli ölçüde daha düşük bir SNR’ye sahip oldukları görülmüştür; Bununla birlikte, iyileşme sonrası, SNR’leri taban çizgisinden önemli ölçüde farklı değildi. Test-retest, taşınabilir sistem için yüksek cihaz güvenilirliğini gösterdi. Geliştirilmiş bir taşınabilir SSVEP sistemi, araştırmacı tasarımın araştırma kalitesinde EEG ölçümleri elde edebilmesini sağlamak için kurulmuş bir EEG amplifikatörüne karşı da doğrulanmıştır. Bu, bir sarsıntıdan sonra amatör sporcularda SSVEP yanıtlarındaki farklılıkları tanımlayan ilk çalışmadır ve SSVEP’in sarsıntı değerlendirmesi ve yönetiminde yardımcı olma potansiyelini göstermektedir.

Introduction

Günümüzde insanlar spor1’de beyin yaralanmalarının neden olduğu morbiditenin farkındadır. Sporla ilgili bir sarsıntı (SRC), futbol, ragbi ve boks gibi temas sporlarında sıklıkla bildirilen hafif travmatik beyin hasarı (mTBI) şeklidir 2,3,4. Dürtüsel kuvvetin sahadaki bir etkiyi takiben beyne biyomekanik iletimi, nöronal fonksiyonun bozulmasına neden olur ve bir sporcunun fiziksel, bilişsel ve duygusal durumunu etkileyen hem acil hem de geçici semptomlara yol açar 1,5. Çoğu durumda, bu semptomlar kısa bir süre içinde azalır, sporcunun uygun şekilde tedavi edilmesi ve daha fazla etkiye maruz kalmamasıkoşuluyla 6.

SRC, oyuncuların nörolojik sağlığına zararlı olduğundan, sporun yönetim organları, güvenli bir oyuna dönüş protokolü 5,7,8,9’a izin vermek için doğru ve zamanında sarsıntı teşhisi koyma zorluğuyla karşı karşıyadır. Bununla birlikte, sarsıntı tespiti, sarsıntı teşhisinden kaçınmak için semptomları en aza indiren veya reddeden sporcular tarafından engellenebilir, böylece oyuna dönüşlerini hızlandırır. Bu eylemler, sarsıntı iyileşme aşaması10 sırasında ikinci bir kafa travmasını takiben hızlı serebral ödemin oluştuğu bir durum olan İkinci Etki Sendromu riskini potansiyel olarak artırabilir. Ek olarak, sarsıntı teşhisi konusunda eğitim eksikliği ve fizyolojik tanımının değişken doğası nedeniyle, SRC’nin bildirilmemiş veya yanlış teşhisedilmiş 11 olması nadir değildir. Ne yazık ki, uzun süreli tekrarlanan ve uygun olmayan şekilde yönetilen sarsıntılar, SRC12,13,14 ile güçlü bir şekilde ilişkili olan kronik travmatik ensefalopati (CTE) gibi bir dizi kronik nörolojik bozukluğa yol açabilir.

SRC ile ilgili zorluklarla mücadele etmek amacıyla, spor organizasyonları çeşitli sarsıntı değerlendirme araçlarını kullanır. En sık kullanılan ve erişilebilir araç olan spor sarsıntısı değerlendirme aracı (SCAT), ölçeklendirilmiş semptom raporlama15,16 ile birlikte fiziksel ve bilişsel değerlendirmeleri içeren standartlaştırılmış bir kağıt testtir. Bununla birlikte, önceki çalışmalar, kontrol grubu17,18’deki mTBI grupları ve aykırı değerler içindeki cinsiyet farklılıklarını tanımlayarak semptom raporlamanın öznel ve güvenilmez olduğunu göstermiştir. Bilgisayarlı Nörobilişsel Test (CNT) olarak çalışan Sarsıntı Sonrası Değerlendirme Aracı (ImPACT) gibi profesyonel düzeyde kullanılan daha gelişmiş araçlar, sporcunun aktif katılımını ve çabasını gerektirdikleri için manipülasyona da kurban gitmektedir. CNT’lerde manipülasyon için yerleşik kontrollere rağmen, araştırmalar tavan etkilerine eğilimli olduklarını ve zayıf güvenilirliğe maruz kaldıklarını göstermiştir19,20. Bu mevcut değerlendirme araçlarının sınırlamaları, SRC’nin önemli sağlık etkilerinin daha genel bir şekilde anlaşılmasıyla birlikte, bir sarsıntıyı doğru ve zamanında teşhis edebilen objektif bir biyobelirteç için kritik bir ihtiyaç doğurmuştur.

Sarsıntı için nesnel bir biyobelirtecin tanımlanmasında umut vaat eden bir alan elektrofizyolojidir. Olayla ilgili potansiyellerin, özellikle görsel uyarılmış potansiyellerin (VEP) bir sarsıntı21,22 sonrasında bozulduğuna dair kanıtlar ortaya çıkmaktadır. VEP’in bir alt kümesi; kararlı hal görsel uyarılmış potansiyelleri (SSVEP), elektroensefalogram (EEG) teknolojisi23,24 ile ölçüldüğü gibi, belirli bir görsel uyaran kümesine yanıt olarak beyinde meydana gelen elektriksel aktivitenin nesnel, ölçülebilir bir dalgalanmasıdır. SSVEP, gürültü artefaktlarına karşı gelişmiş direnç ve geleneksel VEP ölçümlerine göre değişken temas empedansı sunar. Ayrıca, görsel uyaranın kontrollü frekansı nedeniyle, EEG kayıtları ve uyaran arasındaki eşzamanlılıkta bir azalma olur ve bu da daha basitleştirilmiş bir elektriksel model25,26 ile sonuçlanır. Bu yaklaşım, 12-15 Hz aralığındaki frekanslarla doğrulanmıştır ve titreme tipi uyaranlar27 için optimum bir dikkat çekicilik tepkisi üretmiştir. Genel olarak, bu avantajlar SSVEP’in spor alanları ve doktor ofisleri gibi klinik olmayan bir ortamda kullanılabilecek daha sağlam bir elektrofizyolojik ölçüm sunduğu anlamına gelir. Bu yan uygulama olasılığı, teknolojinin önceki literatürdeki olumlu sonuçları ile birlikte, SRC için objektif bir biyobelirtecin tanımlanması için umut verici bir aday haline getirmektedir.

Bu çalışmanın amacı, deneyimli bir spor doktoru tarafından sağlıklı, sarsıntılı veya yakın tarihli bir sarsıntıdan kurtulmuş olarak değerlendirilen sporculardan kaydedilen SSVEP’deki potansiyel farklılıkları araştırmaktı. Çalışmanın metodolojisi, 65 erkek amatör ragbi birliği oyuncusunun 18 haftalık bir rekabet sezonu boyunca taşınabilir bir SSVEP sistemi ile rutin olarak değerlendirilmesini gerektiriyordu. Oyuncular, tam temaslı antrenmanın başlamasından önce bir taban çizgisi için değerlendirilmeli ve rekabetçi oyunları takiben 72 saat içinde yeniden değerlendirilmelidir. Sezon boyunca sakatlanan oyuncular, takımın doktoru tarafından sarsıntılar için değerlendirildi ve yaralanma sonrası ve iyileşme okumaları için SSVEP sistemi ile yeniden değerlendirildi. Ek olarak, bu çalışma, taşınabilir SSVEP sisteminin, SRC’nin yan çizgi değerlendirmesine potansiyel olarak yardımcı olabilecek araştırma kalitesinde EEG okumaları elde etme yeteneğini doğrulamak için protokolünü genişletmektedir.

Protocol

Protokolün ilk bölümü için onaylar, Güneydoğu Sidney Yerel Sağlık Bölgesi (ESLHD) İnsan Araştırmaları Etik Komitesi’nden (HREC) alındı. Tüm oyunculara ayrıntılı katılımcı bilgi formları sağlanmış ve katılımdan önce onay alınmıştır (SESLHD-HREC referans numarası: 17/039 HREC/17/POWH/91). Geliştirilmiş taşınabilir sistem çalışmasının kullanımı için onaylar Bellberry İnsan Araştırmaları Etik Komitesi’nden (HREC) alınmıştır. Tüm kontrol deneklerine detaylı katılımcı bilgi formları sağlanmış ve katılımdan önce onay alınmıştır (HREC Referans numarası: 1802VEPEEG-CER). 1. Katılımcı taraması ve onayı Rekabetçi bir sezonun başlamasından önce tek bir ragbi birliği kulübünden katılımcıları işe alın. Katılımcılar sağlıklı, anadili İngilizce olan, amatör bir ragbi birliği takımının üyesi olan erkek yetişkinler (18 yaşın üzerinde) olmalıdır (Şekil 1). Görsel uyaranların titreşen doğası nedeniyle, katılımcıların aşağıdaki katı dışlama kriterlerinden herhangi birini karşılamadığından emin olun: epilepsi tanısı veya semptomları, mevcut ve / veya önceki beyin yaralanmaları veya yasal körlük. Katılımcıları, spor alanındaki bir yaralanmayı takiben herhangi bir semptomu, bilgiyi ilgili çalışma araştırmacılarına ileten tıp doktoruna doğru bir şekilde bildirmeleri için bilgilendirin. Katılımcılar, çalışma katılımının sezon boyunca en az iki SSVEP test seansı gerektirdiğini ve sarsıntılı bir yaralanma durumunda daha fazla test yapma potansiyeli olduğunu anlamalıdır. 2. Araştırmacı SSVEP ekipman kurulumu Yüklü bir sıvı kristal ekranlı (LCD) akıllı telefonu Sanal Gerçeklik (VR) çerçevesine takın (Şekil 2A; bkz. Toplam 30 sn için 15 Hz frekansında değişen bir dizi siyah beyaz ekrandan oluşan bir .mp4 video dosyası oluşturun. Katılımcıların stimülasyon sırasında merkezi olarak odaklanması için video karesinin ortasına rastgele bir sayı yerleştirin (1,5° görsel açı ile ekranın %2’sinden daha azını kaplar). Sürekli dikkati teşvik etmek için sayının 5 s aralıklarla değiştirildiğinden emin olun (Şekil 2B). Oluşturulan video dosyasını akıllı telefona yükleyin ve SSVEP sisteminin görsel uyaranı olarak işlev gören tam parlaklıkta (minimum ~ 490 nit) görüntüleyin. Birincil EEG kayıt cihazı olarak kullanılacak kablosuz 14 kanallı EEG kulaklığı şarj edin (Şekil 3A). Kulaklığı, birlikte verilen evrensel USB Alıcı (dongle) aracılığıyla yakındaki bir bilgisayarla eşleştirin. Donanım kilidi bilgisayarın USB bağlantı noktasına takın, kulaklığı güç düğmesiyle açın, bilgisayarda 14 kanallı EEG kulaklık yazılımını açın ve görüntülenen kulaklık kimliğinin yanındaki uygulamada Bağlan düğmesini seçin (bkz. Birlikte verilen keçe sensörlerini tuzlu su çözeltisi ile tamamen doyurun. Doymuş sensörleri kulaklığın siyah plastik kollarına takın ve bir “tıklama” hissedilene ve sensör güvende hissedene kadar her sensörü yavaşça saat yönünde çevirin. 3. Katılımcı temel değerlendirmesi Ragbi sezonu başlamadan önce çalışmaya dahil olmak için tarama sorularını geçen tüm katılımcılardan onay alın. Onay verilen katılımcılardan, ofis odası gibi doğal ortam ışığına sahip sessiz, kapalı bir ortamda bir sandalyeye oturmalarını isteyin. Katılımcılar otururken, kafa bandını başlarının üstünden aşağı kaydırarak 14 kanallı EEG kulaklığını katılımcıların kafalarına takın. Elektrotları Uluslararası 10-20 sistemine göre düzenleyin (Şekil 3B)28,29. Kulaklığın iki ön sensörünü, katılımcıların saç çizgisine veya katılımcıların kaşlarının kabaca üç parmak genişliğine göre konumlandırın.NOT: Katılımcıların kalın saçları varsa, sensörü saçın altında çalıştırın ve ilave salin ekleyin. Özne sabit oturma konumundan hareket ederse veya değerlendirme sırasında çevresel ayarlarda bir değişiklik olursa, bir yapı (Şekil 4) oluşabilir ve SSVEP verileri analiz için harmanlanmamalıdır (atılır). Ana kayıt elektrotları olarak oksipital elektrotları (O1 ve O2) ve toprak ve ortak mod (referans) elektrotları olarak parietal elektrotları (P3 ve P4) kullanın (Şekil 3B). Teste devam etmeden önce iletişim kalitesi yazılımını kullanarak kulaklık seti ile katılımcıların kafası arasında yeterli bir bağlantı olduğundan emin olun. Yeşil elektrotlar, üreticinin standartlarına göre iyi temas kalitesini (<20 kOhm) gösterir. İlgilenilen tüm elektrot kanalları (O1, O2) için iyi bir temas kalitesi elde edilememesi durumunda, sensörleri tuzlu su çözeltisi ile yeniden doyurun ve sensörlerin kafa derisine karşı mümkün olduğunca aynı hizada olmasını sağlamak için konumlandırmayı yeniden kontrol edin.NOT: Kafa derisi ve elektrotlar arasındaki elektriksel bağlantıyı sağlamak ve potansiyel artefaktları en aza indirmek için iyi temas kalitesi elde edilmelidir (Şekil 4). Katılımcılardan test akıllı telefonunu VR çerçevesi içinde gözlere kadar tutmalarını, yüzlerine ve burun köprüsüne karşı kızarmalarını ve her iki gözün de tamamen kapalı olmasını sağlamalarını isteyin. Katılımcıların, odak numarasının ekranın ortasında görünür olduğunu ve çerçevenin çevresel ışığı engellediğini doğrulamasını sağlayın. VR karesini katılımcıların yüzünden çıkarın ve görsel uyaran videosunun artık başlatılacağını bildirin. Ardından, adım 3.4.1 ile aynı konumda yeniden uygulamak için VR çerçevesini geri verin. Katılımcılara odak numarasına odaklanmaları ve SSVEP testi süresince hareketsiz ve sessiz kalmaları gerektiğini hatırlatın. Akıllı telefon ekranındaki Oynat düğmesine basarak görsel uyaran videosunu başlatın ve ardından katılımcıların VR çerçevesini yüzüne yerleştirmelerini sağlayın (adım 3.4’e göre). Katılımcılardan VR çerçevesinin adım 3.4’e göre doğru konumda olduğunu onaylamalarını isteyin. Katılımcının onayını takiben, aynı anda 30 sn’lik bir geri sayım kronometresine başlayın ve ardından EEG kulaklıkta kayda başlamak için 14 kanallı EEG kulaklık yazılımındaki Kaydı Başlat düğmesini seçin. 30 saniyelik süre sona erdiğinde, 14 kanallı EEG kulaklık yazılımındaki Durdur düğmesini seçerek EEG kaydını durdurun . VR çerçevesini katılımcıların gözlerinden çıkarın ve ilk SSVEP değerlendirmesinin tamamlandığını bildirin. 14 kanallı EEG kulaklık yazılımındaki Kaydedilen Oturumlar düğmesine tıklayarak kaydedilen SSVEP yanıtını yerel hesaba kaydedin. Kaydedilen dosyayı Avrupa Veri Biçimi (EDF) dosyası olarak tercih edilen bir depolama donanımı aygıtına dışa aktarın.NOT: EDF dosyaları, tanımlama ve depolama amacıyla katılımcının baş harfleri, tarihi, saati ve yapılan testin türü (temel, yaralanma sonrası veya iyileşme) ile etiketlenmelidir. SSVEP değerlendirme protokolünü (adım 3.2 – 3.9) adım 3.9’u izleyerek hızlı bir şekilde art arda yineleyin.NOT: Bu, iki değerlendirmeden ikinci okuma olarak gerçekleştirilir ve sürekli olarak daha net bir EEG okuması sağlar. SSVEP değerlendirmeleri çifti başarıyla tamamlandıktan sonra, katılımcının VR çerçevesini gözlerinden çıkarmasını sağlayın ve kulaklığı dikkatlice katılımcıların kafalarından çıkarın. Elektrot sensörlerini kulaklıktan çıkarın ve tuzlu suyun kulaklığın elektrotlarını paslandırmadığından emin olmak için bir sonraki kullanımlarına kadar uygun bir koruyucu kutuda saklayın. Hem kulaklığı hem de akıllı telefonu + çerçeveyi izopropil alkol () mendilleriyle temizleyin ve her iki ekipmanı da bir sonraki kullanımlarına kadar kendi kasalarında saklayın. Katılımcıya, baş ağrısı veya baş dönmesi de dahil olmak üzere uyarana karşı herhangi bir anormal reaksiyon yaşayıp yaşamadıklarını sorun. Yanıtı bir çalışma günlüğüne kaydedin. Katılımcıya, temel testlerini tamamladıklarını ve sezonun bir sonraki rekabetçi maçından sonraki 72 saat içinde tekrar değerlendirileceklerini bildirin. 4. Yaralanma sonrası değerlendirme Sarsıntı olduğundan şüphelenilen sahadaki herhangi bir etkinin kaydedildiğinden ve takım doktoru veya oyuncu tarafından çalışma araştırmacısına geri bildirildiğinden emin olun. Bölüm 3’te ayrıntılı olarak açıklanan SSVEP protokolünü kullanarak olaydan sonraki 72 saat içinde adım 4.1’de bildirilen oyuncuların yaralanma sonrası değerlendirmelerini alın. Tüm oyuncuların, oyuncunun yaralanmadan ne zaman iyileştiğini ve tam temas antrenmanına ve oyunlarına ne zaman dönebileceğini belirlemek için takım doktoru tarafından değerlendirilen bir yaralanma sonrası SSVEP değerlendirmesinden geçtiğinden emin olun (bkz. bölüm 5). Ekip hekiminin teşhisinin araştırma amacıyla kaydedildiğinden emin olun. Oyuncuya, takım doktoru tarafından kurtarıldığı düşünüldükten sonra SSVEP sistemi ile yeniden değerlendirileceğini bildirin. 5. Klinik sarsıntı değerlendirmeleri Tüm oyuncuların, potansiyel bir sarsıntı yaratan etkiden sonraki 72 saat içinde takım doktoru tarafından değerlendirildiğinden emin olun.NOT: Takım doktoru, sporla ilgili yaralanmaları değerlendirmede klinik deneyime sahip lisanslı bir uygulayıcı olmalı ve ilgili bir sporun yönetim organı tarafından onaylanmalıdır. Takım hekiminin, oyuncunun bilinç durumunu ve sarsıntı ile ilişkili ortak belirti ve semptomlardan herhangi birinin varlığını belirlemek için Spor Sarsıntısı Değerlendirme Aracı’nın (SCAT) unsurlarını kullanmanın yanı sıra nörolojik bir muayene yapmasını sağlayın15.NOT: Değerlendirmeler, referans olarak oyuncunun tipik tavrı ve davranışı ile yapılır. Rugby Australia’nın Dereceli Oyuna Dönüş (GRTP) kuralları 30’a göre, oyuncunun sarsıntı teşhisinden sonraki 48 saat içinde aynı takım doktoru tarafından yeniden değerlendirilmesini sağlayın ve30. oyuna geri dönmek için temizlenene kadar antrenman seansı başına bir kez daha yapın. Oyuncuların, tam temas pratiğine veya oyunlarına geri dönmelerine izin vermeden önce, klinik olarak iyileşip iyileşmediklerini belirlemek için takımın doktoruyla son bir değerlendirmeye tabi tutulmalarını sağlayın. Doktor, SCAT testindeki iyileşmeye ve ilişkili semptomlardaki azalmaya ve daha önce belirtilen herhangi bir atipik davranışa dayanarak oyuncunun yaralanma durumunu belirleyecektir.NOT: Bu son değerlendirme, GRTP’ye göre yaralanmadan en az 12 gün sonra yapılmalıdır. Klinisyenin oyuncunun yaralanma durumunu (sarsıntı veya iyileşmiş) araştırma amacıyla belirlemesini kaydedin. 6. Kurtarma değerlendirmesi Bir kurtarma SSVEP yanıtı almak için bölüm 3’te ayrıntılı olarak açıklanan SSVEP protokolünü kullanarak adım 5.3’te kurtarılmış sayılan oyuncuları değerlendirin. 7. Test-tekrar test güvenilirlik değerlendirmesi Sezonun her rekabetçi oyununu takiben 72 saat içinde yaralanmamış tüm katılımcıların, sistemin test-tekrar test güvenilirliği için veri elde etmek amacıyla taşınabilir SSVEP sistemi ile bölüm 3’te ayrıntılı olarak açıklandığı gibi aynı ayarda yeniden test edildiğinden emin olun. 8. SSVEP veri işleme Bölüm 3-7’deki tüm kayıtlı EDF veri dosyalarını içe aktarabilen ve işleyebilen sayısal bir hesaplama komut dosyası oluşturun (bkz. Düşük frekanslı gürültü, DC voltaj ofseti ve şebeke gücü31’in etkilerini en aza indirmek için 14 kanallı EEG kulaklıkla elde edilen ham SSVEP voltajlarına 5 Hz ve 40 Hz’de köşe frekanslarına sahip bir Butterworth bant geçişi filtresi uygulayın. Frekans etki alanı32’deki verileri analiz etmek için filtrelenmiş SSVEP değerlerine Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) uygulayın. Güç spektrumu yoğunluğu olarak grafiksel çizim için tek bir değer dizisi oluşturmak üzere O1 ve O2 elektrot kanallarından FFT değerlerini normalleştirin (Şekil 5). EEG verileri işlendikten sonra, 15 Hz’deki büyüklüğü 5-40 Hz arasındaki ortalama büyüklüğe bölerek her veri dosyasının sinyal-gürültü oranını (SNR) hesaplayın. SNR formülü şöyledir:Nerede:Genlik15Hz = 15 Hz Frekans bandının (μV) voltajıGenlikOrtalaması = 5-40 Hz (μV) arasındaki tüm Frekans bantlarının ortalama voltajı Tüm verilerin (ham EDF, işlenmiş EDF, SNR değeri, yorumlar ve oyuncuların yaralanma durumunun tarihleri) araştırma amacıyla uygun şekilde etiketlenmiş klasörlere kaydedildiğinden emin olun. 9. İstatistiksel analiz Oynatıcıların veri dosyalarını virgülle ayrılmış değerler (CSV) sayfasında kategorik olarak birleştirin (taban çizgisi, sarsıntı ve kurtarma okuması için ayrı sütunlar). Farklı grupları karşılaştırmak için her SSVEP okumasının SNR’sini kullanın. Özetlenen tüm verileri, 25. ila 75. çeyrekler arası aralıkta (IQR), istatistiksel anlamlılık düzeyi alfa (α) = 0,05 olarak ayarlanmış ve standart sapmada (± S.D.) görüntülenen tüm varyans düzeylerine sahip medyanlar olarak ifade edin. Grup SNR değerlerinin analizi için istatistiksel analiz yazılımı kullanın (bkz. Shapiro-Wilk testi kullanarak tüm oyuncuların SNR değerlerinin normalliğini değerlendirin. Her üç değerlendirme türünü de deneyimleyen oyuncular için eşleştirilmiş t-testleri (taban çizgisi sarsıntılı okumalar, sarsıntılı-kurtarılmış okumalar ve taban çizgisi kurtarılmış okumalar arasında) kullanarak her üç değerlendirme grubu arasındaki ortalama SNR’yi karşılaştırın. Bonferroni düzeltmesi kullanarak çoklu karşılaştırma düzeltmesinin uygulandığından emin olun. Cohen’in D32’sini kullanarak t-testi karşılaştırmalarının etki boyutunu hesaplayın. Model 3, tip k sınıf içi korelasyon katsayısı (ICC) kullanarak test-tekrar test güvenilirliğini tahmin edin; ICC(3,k) güven aralığı (CI) ile sezon boyunca taban çizgisi ve tekrarlanan testler arasındaki anlaşmayı incelemek.NOT: Deneme burada duraklatılabilir ve daha sonraki bir zamanda yeniden başlatılabilir. 10. Geliştirilmiş taşınabilir SSVEP sistem kurulumu NOT: Bu bölümde açıklanan sistem, katılımcı için hem daha hızlı hem de daha konforlu bir şekilde daha verimli bir ölçüm süreci sağlamak üzere tasarlanmış hepsi bir arada bir kurulumdur. Bölüm 2-6’da açıklanan kurulumun, bir kavram kanıtı sistemi oluşturmak için birleştirilen çok sayıda ekipman parçasından oluşan basit bir prototip olduğunu lütfen unutmayın. Bu sistemi kullanan protokol şeması Şekil 6’da sunulmuştur. Bölüm 2’de açıklanan sisteme eşdeğer görsel bir uyaran ve elektrot yapılandırması içeren taşınabilir bir SSVEP sistemi edinin (bkz. Şekil 7A). Sistemin SSVEP uygulamasını iOS uygulama mağazasından iOS çalıştıran bir aygıta indirin (bkz. Araştırma ekibinin, taşınabilir SSVEP sisteminin kullanım talimatlarına (IFU) ve SSVEP cihazının etkinleştirilmesine ve EEG okumalarının yerel olarak depolanmasına olanak tanıyan birlikte verilen iOS uygulamasına aşina olduğundan emin olun. Taşınabilir SSVEP sisteminin kullanım talimatlarını (IFU) izleyerek iOS uygulamasında konu hesapları oluşturun. Uygulamayı açın, Konular sekmesini seçin, sonra Yeni Konu Ekle düğmesine basın. 11. Referans EEG sistemi kurulumu Görsel uyaran bileşeni içermeyen modüler bir elektrot konfigürasyonuna sahip doğrulanmış bir klinik sınıf EEG amplifikatör ünitesi edinin (Şekil 7C). Araştırma ekibinin, amplifikatörün aktivasyonunu ve EEG okumalarının yerel olarak depolanmasını sağlayan klinik EEG sisteminin kullanım talimatlarına (IFU) ve birlikte verilen klinik nöroloji yazılımı uygulamasına (bakınız Malzeme Tablosu) aşina olduğundan emin olun. 12. Geliştirilmiş taşınabilir SSVEP sisteminin EEG doğrulaması Bölüm 1’de ayrıntılı olarak açıklanan aynı dışlama kriterlerini kullanarak sağlıklı, İngilizce konuşan yetişkin katılımcıları işe alın. Bu katılımcılara SSVEP sistem doğrulama çalışması için izin verin. Katılımcılara rastgele 01 ile 20 arasında bir sayı atayın. Katılımcıları önce taşınabilir SSVEP sistemiyle, sonra da klinik EEG sistemiyle atanan tek bir sayı ile değerlendirin (adım 12.3-12.16). Çift sayılarla atanan katılımcılar için bunun tersi de geçerlidir (adımlar 12.10-12.14, sonra 12.3-12.9, sonra 12.15-12.16) (Şekil 6). SSVEP kulaklığı kullanım talimatlarına (IFU) göre ayarlayın: kulaklığı tamamen şarj edin ve Bluetooth kulaklığı SSVEPiOS uygulamasıyla eşleştirin. Birlikte verilen poliüretan sensör silindirlerini elektrot kanallarına yerleştirin ve normal tuzlu su çözeltisi kullanarak doyurun. SSVEP kulaklığını, sistemin IFU’suna göre, arka muhafaza ünitesinin alt kısmı doğrudan katılımcının inionunun üzerinde yer alacak şekilde katılımcının kafasına yerleştirin, ön vizör muhafazası gözlerinin ve burun köprüsünün üzerine güvenli bir şekilde yerleştirildi ve kulaklık elastik ayar kayışları ve sabitleme tokaları aracılığıyla sıkıldı. Testten önce kulaklık ile katılımcının kafası arasında yeterli bir bağlantı olduğundan emin olmak için SSVEP iOS uygulamasının empedans göstergesini kontrol edin. İlgili uygulamadaki yeşil görsel göstergeler (empedans <15 kOhm), üreticinin standartlarına göre iyi temas kalitesini gösterir. İlgilenilen tüm elektrot kanalları için iyi bir temas kalitesi elde edilmezse, sensörleri normal tuzlu su çözeltisiyle yeniden doyurun ve sensörlerin kafa derisine karşı mümkün olduğunca aynı hizada olmasını sağlamak için konumlandırmayı yeniden kontrol edin.NOT: Kafa derisi ve elektrotlar arasındaki elektriksel bağlantıyı sağlamak ve potansiyel artefaktları en aza indirmek için iyi temas kalitesi elde edilmelidir (Şekil 4). Katılımcının rahat olduğundan emin olun. Onlara otururken ve ışıklara bakarken hareketsiz, sakin ve sessiz kalmalarını ve yalnızca gerektiğinde göz kırpmalarını söyleyin. Özne sabit oturma konumundan hareket ederse veya değerlendirme sırasında çevresel ayarlarda bir değişiklik olursa, bir yapı (Şekil 4) oluşabilir ve SSVEP verileri analiz için harmanlanmamalıdır (atılır). iOS uygulamasındaki Teste Başla düğmesine basarak görsel uyaranı başlatın. İstendiğinde, testin bir sonraki aşamasına geçmek için Devam düğmesine basın. Görsel uyaran, sistemin IFU’suna göre iki kez çalıştırılır ve ön ve birincil SSVEP okuması elde edilir. SSVEP değerlendirmesinin tamamlanmasının ardından, SSVEP kulaklığını katılımcının kafasından çıkarın. Deneklerin en az 30 s rahatlamasına izin verin. Bir test-yeniden test güvenilirlik değeri elde etmek için, dinlenme süresinin bitimini takiben SSVEP sistemiyle SSVEP değerlendirme protokolünü (12.3 ila 12.7 arasındaki adımlar) tekrarlayın. Bir sonraki EEG sistemine geçmeden önce katılımcıların 5 dakika dinlenmesine izin verin. Klinik EEG amplifikatörünü IFU’ya göre ayarlayın: sağlanan USB dongle ve güç kablosu aracılığıyla bir bilgisayara bağlanarak amplifikatöre güç verin, beş elektrot kablosunu 01, O2, OZ, P1 ve P2’nin ilgili 10-20 EEG pozisyonlarına bağlayın, bir bilgisayarda klinik nöroloji EEG yazılımını açın ve yeni bir çalışma oluşturun ( Kayıt sekmesi aracılığıyla). Kafa derisi hazırlama jelini katılımcının başının oksipital bölgesine uygulayın, jeli ince bir tabakaya yaymak için parmaklarınızla saat yönünde bir hareketle ovalayın. Elektrot kapağını klinik EEG sisteminin IFU’suna göre katılımcının kafasının üzerine takın. İletken jeli beş elektrot yamasına dikkatlice ve temiz ellerle uygulayın. Beş elektrot yamasını katılımcının kafa derisine 10-20 EEG konumlandırma terminolojisine göre ilgili O1, O2, O3, P1 ve P2 pozisyonlarına yerleştirin. Testten önce kulaklık ile katılımcının kafası arasında yeterli bir bağlantı olduğundan emin olmak için klinik EEG amplifikatörü yazılım uygulamasının empedans göstergesini kontrol edin. <15 kOhm empedans değerleri EEG uygulaması için kabul edilebilir kabul edilir. İlgilenilen tüm elektrot kanalları için iyi bir temas kalitesi elde edilemediğinde, sensörlerin kafa derisine karşı mümkün olduğunca aynı hizada olmasını sağlamak için hazırlama jellerini tekrar uygulayın ve konumlandırmayı yeniden kontrol edin. Katılımcıya, SSVEP cihazının ön vizörünü adım 12.4’e göre gözlerinin üzerinde tutmasını söylerken, bir araştırma asistanı arka muhafaza ünitesini kafa derisinden uzak tutar. Bölüm 12.5.2’de özetlenen talimatları tekrarlayın. Klinik nöroloji yazılımının sol üst köşesinde bulunan kırmızı Kayıt sembolüne basarak EEG amplifikatörünün kaydını başlatın. Kaydın başlatılmasının hemen ardından, iOS uygulamasındaki Teste Başla düğmesine basarak görsel uyaranı başlatın. EEG amplifikatör kaydını durdurmak için kırmızı Kayıt sembolüne basın, SSVEP sisteminin ilk uyaran turunu durdurduğu ve komutun devam etmesini beklediği sorulduğunda. Klinik nöroloji yazılımındaki kırmızı Kayıt sembolüne basarak EEG amplifikatör kaydını yeniden başlatın ve ardından SSVEP iOS uygulamasında Devam düğmesini seçerek görsel uyarana devam edin. SSVEP sisteminin görsel uyaranı durdurduğu sorulduğunda EEG amplifikatör kaydını durdurmak için kırmızı Kayıt sembolüne basın. Konunun en az 30 s rahatlamasına izin verin. Bir test-tekrar test güvenilirliği değeri elde etmek için, dinlenme süresinin bitimini takiben (iki toplam test: Test 1 / Test 2) klinik EEG sistemi ile SSVEP değerlendirme protokolünü tekrarlayın (adım 12.10 ila 12.13). SSVEP değerlendirmeleri çifti başarıyla tamamlandıktan sonra, katılımcının ön vizörü gözlerinden çıkarmasını sağlayın ve elektrot yamalarını kafa derisinden dikkatlice ayırın. Hem SSVEP kulaklığını hem de elektrot uçlarını izopropil alkol () mendilleriyle temizleyin ve her iki ekipman parçasını da bir sonraki kullanımlarına kadar kendi kasalarında saklayın. Katılımcıya, baş ağrısı veya baş dönmesi de dahil olmak üzere uyarana karşı herhangi bir anormal reaksiyon yaşayıp yaşamadıklarını sorun. Çalışmaya katılımlarını tamamladıklarını bildirmeden önce yanıtlarını bir çalışma günlüğüne kaydedin. 13. Taşınabilir SSVEP sisteminin test-tekrar test güvenilirliği hesaplaması Her iki SSVEP birincil test kümesinin ham SSVEP değerlerini bir mobil yönetim yardımcı programı yazılımı kullanarak iOS aygıtından indirin; sonuçlar virgülle ayrılmış değer (CSV) dosyaları olarak çıkarılır. Tanımlama ve depolama amacıyla, katılımcıları katılımcının tam adını, yapılan testin türünü ve tarihini kullanarak kaydedin. CSV dosyalarını Oz kayıt kanalından ek bir SSVEP değerleri dizisiyle işlemek için bölüm 8’de oluşturulan sayısal hesaplama komut dosyasını değiştirin. İşlenen veri dosyalarını, ilgili Test 1 veya Test 2 kategorilerine göre özetlenen değerlerle bir dizi CSV sayfasında harmanlayın. Farklı testlerin sonuçlarını karşılaştırmak için her SSVEP okumasının SNR’sini kullanın. Model 2, tip 1 sınıflar arası korelasyon katsayısı ICC (2,1) ve güven aralığı (CI) ve 0,05 olarak ayarlanmış α anlamlılık düzeyi kullanarak test-tekrar test güvenilirliğini tahmin edin. 14. Klinik EEG sisteminin test-tekrar test hesaplaması Her iki EEG amplifikatörü primer test setinin ham SSVEP değerlerini klinik nöroloji yazılımından indirin; sonuçlar CSV dosyaları olarak çıktısı alınır. Tanımlama ve depolama amacıyla, konu adını ve yapılan test türünü kullanarak dosyaları kaydedin. Klinik EEG Sisteminin test-tekrar test güvenilirliğini tahmin etmek için indirilen EEG amplifikatörü CSV dosyalarını kullanarak bölüm 13.2-13.4’ü tekrarlayın. 15. Portatif SSVEP ve klinik EEG sistemlerinin anlaşma hesabı EEG sistemi tarafından bir SSVEP’in tespit edilip edilmediğini belirleme kriterlerini ana hatlarıyla belirtin (önerilen kriterler: ana sinyal 5-35 Hz arasındaki zirveler 15 ± 0,1 Hz ise ve ana zirvenin Z-skoru 5’in üzerindeyse). İşlenen SSVEP dosyalarının tepe frekansını ve Z-puanını ek olarak belirlemek için bölüm 12 ve 13’te oluşturulan sayısal hesaplama komut dosyasını değiştirin. Z-skoru için formüldür.Nerede:GenlikTepe = Tepe frekansındaki voltaj (μV)GenlikOrtalaması = 5-35 Hz (μV) arasındaki tüm Frekans bantlarının ortalama voltajı EEG sistemlerinin, iki sistem arasındaki anlaşma olarak kabul edilecek binom olasılığı (%) ile özetlenen kriterleri kullanarak bir SSVEP’i başarılı bir şekilde tespit etme yeteneğinin binom analizini yapın. Her sistem için ön ve birincil kayıtlar, sırasıyla iki veri kümesindeki anlaşma düzeyini hesaplamak için kullanılacaktır. Farklı EEG sistemlerini karşılaştırmak için her SSVEP okumasının Z-skorunu kullanın. Özetlenen tüm verileri 25. ila 75. çeyreklerarası aralıkta (IQR) medyanlar olarak ifade edin. Sistem tarafından işlenen değerlerin istatistiksel analizi için istatistiksel analiz yazılımı kullanın. Bölüm 12 ve 13’te oluşturulan sayısal hesaplama komut dosyasını, SSVEP ve Klinik EEG Sistemi tarafından oluşturulan TÜM (ön ve birincil) SSVEP dosyalarının 0-25 Hz arasında değişen bir veri noktasıyla sonuçlanan her frekans için ortalama SNR’yi ek olarak belirlemek üzere değiştirin. Her iki sistemin de 0-25 Hz arasında normalleştirilmiş ortalama SNR sonuçlarının bir güç spektrumu yoğunluğu (PSD) oluşturun (bkz.NOT: Her EEG sistemi için ayrı bir veri serisi oluşturun ve bunu aynı PSD üzerine yerleştirin.

Representative Results

Toplam 65 erkek ragbi oyuncusu (20.9 ± 2.3 yaş) bu çalışmanın ilk bölümüne başarıyla kaydedildi ve tüm oyuncular temel bir SSVEP değerlendirmesinden geçti (Şekil 1). Ragbi sezonu boyunca, 12 katılımcı oyun alanında potansiyel bir sarsıntılı yaralanma yaşadı ve yaralanma sonrası değerlendirme için SSVEP sistemi ile yeniden değerlendirildi. Ekip doktoru bu oyuncuları klinik bir sarsıntı değerlendirme protokolü kullanarak değerlendirdi ve bu 12 katılımcıya sarsıntı teşhisi koydu. On iki kişinin tümü, 12 günlük GRTP süresi30 içinde hekim tarafından iyileşmiş sayıldı. Doktorun oyuncuların kurtarıldığına karar vermesinin ardından, ek bir SSVEP için 8 oyuncu mevcuttu; kurtarma değerlendirmesi olarak kategorize edilir. Sarsıntılı olmayan yirmi iki oyuncu, sezon boyunca çalışma güvenilirliği amacıyla yeniden test edildi. Tekrar test edilmeyen kalan katılımcılar takipte kaybedildi. Çalışma süresince SSVEP stimülasyonunu takiben herhangi bir yan etki bildirilmemiştir. Ragbi oyuncularında kullanılan SSVEP sisteminin güvenilirliği, yeniden test edilen sakatlanmamış oyuncular için 0,91’e (n = 22) ve yeniden test edilen kurtarılan oyuncular için 0,96’ya (0,74-0,99) eşit olan% 95’lik bir güven aralığına sahip yüksek bir sınıf içi korelasyon katsayısı (ICC) ile doğrulanmıştır33. Bu hesaplama için iyi bir temas kalitesinin elde edildiği veri kümeleri dikkate alınmıştır. Bu, katılımcıların saç veya cilt potansiyelinin EEG sistemlerinin temiz SSVEP elde etme yeteneğini etkilediği birkaç durumun bir sonucudur (Şekil 4). Bu araştırma sistemi aracılığıyla üretilen SSVEP’in sarsıntı için bir biyobelirteç olarak kullanılıp kullanılamayacağını belirlemek için, işlenen sonuçların SNR değerleri karşılaştırma için taban çizgisi (kontrol), sarsıntı ve iyileşme değerlendirmeleri olarak gruplandırılmıştır (Şekil 1). Genel olarak, tüm kontrol oyuncuları için medyan SNR (n = 65) 4.80 [IQR: 4.07-5.68] idi ve kontrol grubunun ortalama işlenmiş EEG’si, ilgili frekans spektrumu33’te net bir 15 Hz tepe sinyali gösterdi. Aynı görsel uyaran tarafından üretilen ancak farklı bir EEG sistemi ile kaydedilen ayrı bir kontrol grubunun (n = 20; sağlıklı genel popülasyon) ortalama SSVEP değerleri bir güç spektrum yoğunluğu olarak grafiklendirildiğinde de benzer bir yanıt görülmüştür (Şekil 5). Bu medyan dağılım ve güç spektrumu yoğunluğu, yaralanmamış (sarsıntısız) bir oyuncunun araştırmacı kuruluma SSVEP yanıtı için net bir kontrolün ayarlanmasına izin verdi (Şekil 2, Şekil 3). Sarsıntılı tüm oyuncuların (n = 12) ve mevcut SSVEP değerlendirmelerine sahip kurtarılan oyuncuların (n = 8) medyan SNR’si sırasıyla 2.00 [IQR: 1.40-2.32] ve 4.82 [IQR: 4.13-5.18]idi. Pilot çalışmada, kontrol (taban çizgisinde) ve sarsıntılı oyuncular arasında medyan SNR değerlerinde (+4.03; p < 0.0001) anlamlı farklılıklar gözlenmiştir. Bir sarsıntının SSVEP sinyali üzerinde büyük bir etkisi vardı (Cohens, d = 4.03). İlginçtir ki, kurtarılan oyuncu grubunun, kontrol grubuna kıyasla önemsiz bir etkiye sahip olan (α < 0.05) bir dakikalık SNR varyansına (+0.02; p = 0.0495) sahip olduğu görülmüştür (Cohens, d = 0.17)33. Bu, GRTP yönergeleri30’a göre, tam bir iyileşmenin ardından, SSVEP değerlerinin sarsıntılı ve yaralanmamış bir oyuncu için eşdeğer olduğunu gösterir. Ayrıca, medyan SNR’nin sarsıntılı ve iyileşmiş oyuncu grubu arasında anlamlı derecede farklı (+2.80; p = 0.0002) olduğu görülmüştür, bu da iyileşme süresinin sarsıntılı oyuncunun SSVEP sinyali üzerinde büyük bir etkisi olduğunu göstermiştir (Cohens, d = 3.60)33. Medyan SNR varyansında da benzer bir yanıt, yalnızca üç test biçiminin hepsinden geçen oyuncuları karşılaştırırken görülmüştür (n = 8; taban çizgileri, sarsıntılı ve iyileşme). Taban çizgileri ile sarsıntılı (-2.34; p = 0.0001) ve sarsıntılı ile iyileşme (-2.72; p = 0.0002) arasında anlamlı bir değişiklik gözlenirken, taban çizgileri ile iyileşme (+ 0.28; p = 0.0495) arasında küçük bir varyans görüldü ve bu gruplar arasında önemsiz bir etki görüldü (Cohens d = 0.17). Bu bulgular, üç test biçiminin hepsinden geçen oyuncuların ortalama SNR değerleri alındığında güçlendirildi. Bu oyuncuların taban çizgisi, sarsıntı ve iyileşme okumalarının ortalama SNR’si sırasıyla 4.45, 2.20 ve 4.33 idi. Taban çizgisi ile sarsıntılı (p = 0.0001) ve sarsıntılı ve iyileşme grupları (p = 0.0002) arasında anlamlı fark görüldü. Ortalama SNR değerlerindeki iyileşme ve bazal grup arasındaki değişim küçüktü, ancak sadece anlamlıydı (p = 0.0495). Genel olarak, uyarana verilen tepki, sarsıntılı oyuncularda, temel değerlendirmelerine kıyasla daha düşüktü. İzlenen bir iyileşme döneminin ardından, bu oyuncular sonunda ilk (temel) değerlendirmelerine eşdeğer bir yanıt üretebildiler33. Bu, sporla ilgili bir sarsıntının bireyin en az 12 günlük bir süre boyunca SSVEP üretme yeteneği üzerinde bir etkisi olduğunu göstermektedir. Bir bireyin SSVEP yanıtı rutin olarak bu protokole benzer şekilde ölçülürse (Şekil 1): taban çizgisi, yaralanma sonrası, iyileşme, bir sağlık pratisyeni potansiyel olarak SSVEP’leri sarsıntı için bir biyobelirteç olarak kullanabilir. Hepsi bir arada taşınabilir SSVEP sistemi (Şekil 7A), ragbi sporuna belirtilmemiş genel popülasyondan (n = 20) sağlıklı kontrol deneklerinde kullanılmıştır. Bu, farklı bir elektrot sistemine (Şekil 7B) ve ilk SSVEP kurulumundan biraz farklı uyaranlara sahip bir araştırma cihazı olduğundan, medyan ve ortalama SNR değerleri karşılaştırma için geçerli değildi (Tablo 1). Benzer şekilde, katılımcılar yüksek bir sarsıntı oluşumu ile spor yapmadıklarından, SSVEP sistemi sarsıntı için bir SSVEP belirteci olarak değerlendirilmemiştir. Bunun yerine, sistemi büyük ölçekli çalışmalarda gelecekte kullanılmak üzere doğrulamak için bir test-tekrar test güvenilirliği çalışması yapılmıştır (Şekil 6). SSVEP sistemi 0.81’lik yüksek bir korelasyon döndürdü (CI: 0.59-0.92), bu da cihazın SSVEP’leri elde etmede güvenilir olduğunu gösterdi (Tablo 2). Ek olarak, sistemlerin EEG teknolojisinin doğruluğu, benzer bir ICC değeri 0.83 (CI: 0.63-0.93) döndüren geleneksel klinik dereceli EEG sistemine (Şekil 7C) karşı yapılan bir anlaşma çalışması ile doğrulanmıştır (Tablo 2). Testin ilk tekrarı (ön) 18/20 katılımcının her iki sistemde de% 95’lik bir binom olasılığı için bir anlaşma göstermesiyle sonuçlandı. Bir katılımcı için, SSVEP sisteminin istenen 15 Hz sinyal yanıtından daha belirgin bir alfa ritmi algılaması nedeniyle cihazlar aynı fikirde değildi (Şekil 8). Diğer katılımcı için klinik EEG sistemi ile SSVEP saptanmadı (Şekil 9). Bununla birlikte, ikinci tekrarda (birincil), 20 katılımcının tümü% 100’lük bir binom olasılığı için her iki sistemde de bir anlaşmaya vardı. Bir SSVEP üretmek için iki sistemin genel doğruluğu, her iki sistemin de yalnızca uyarılmış frekansta belirgin bir SNR’ye sahip olduğunu gösteren Şekil 10’da gösterilmiştir: 15 Hz. Bu, taşınabilir sistemi, EEG sinyallerini kaydetmek için kullanılan klinik sınıf cihazlara işlevsel olarak eşdeğer olarak doğrular. SSVEP sisteminin taşınabilirliği ve kullanım kolaylığı ile birlikte ele alındığında, büyük ölçekli bir SRC vaka çalışmasında olduğu gibi klinik ortamın dışında araştırma kalitesinde SSVEP’in yakalanması için çeşitli uygulamalar açılır. Şekil 1: SRC-SSVEP çalışmasına sporcu katılımının akış şeması metodolojisi. Akış şeması, amatör ragbi birliği oyuncularının SRC-SSVEP çalışma süresi boyunca katılımcı uygunluğu ve grup tahsisi için taramayı detaylandırır. SRC; sporla ilgili sarsıntı. SSVEP; kararlı hal görseli potansiyelleri uyandırdı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 2: Taşınabilir SSVEP sisteminin görsel uyaran bileşeni . (A) Bir karton VR çerçevesine yerleştirilmiş, video yüklenmiş ve görüntülenmiş LCD akıllı telefon. Katılımcının VR çerçevesini yüzüne ve burun köprüsüne karşı aynı hizada tutması ve her iki gözün de çerçeve tarafından tamamen kapatılmasını sağlaması gerekir. (B) Görsel uyaranın gösterimi; 15 Hz frekansında alternatif beyaz (üst sıra) ve siyah ekranlardan (alt sıra) oluşturulan video döngüsü. Her ekran, VR çerçevesinin sol ve sağ göz görüş alanıyla hizalanmış dikey bir bölme çizgisiyle ayrılmış iki çerçeve içeriyordu. Her kare, merkezinde 5 s aralıklarla 1-9 aralığında değişen bir sayı şeklinde bir odak noktası içeriyordu. SSVEP; kararlı hal görseli potansiyelleri uyandırdı. LCD; sıvı kristal ekran. VR; sanal gerçeklik. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 3: Taşınabilir SSVEP sisteminin kablosuz EEG bileşeni . (A) Bilgisayara bağlı yakındaki bir alıcıya kablosuz olarak veri aktarabilen 14 kanallı EEG kulaklığı. (B) İnsan EEG çalışmalarında elektrot yerleşimi için uluslararası 10-20 EEG sistemine göre 14 elektrot pozisyonunun görsel bir haritası. Kayıt elektrotları olarak iki oksipital elektrot (O1 ve O2) kullanılırken, SRC-SSVEP çalışmasında ortak mod çıkarma ve öğütme (sırasıyla P3 ve P4) olarak iki parietal elektrot kullanılmıştır. EEG; elektroensefalografi. SSVEP; kararlı hal görseli potansiyelleri uyandırdı. SRC; sporla ilgili sarsıntı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 4: SSVEP ölçümlerinde temas kalitesinin öneminin gösterilmesi. SSVEP sistemi ile ölçülen tek bir kontrol (sağlıklı genel popülasyon) deneğinin SSVEP yanıtları, 15 Hz’lik bir uyaran frekansı ve 250 Hz’lik bir örnekleme oranı ile: (A) elektrotlar elektrotlar üzerinde atipik salin çözeltisi kullanıldığında, (B) elektrotlar kafa derisine temas etmek için konu saçından yeterince çalışılmadığında, (C) elektrotlar salinle doyurulur ve saç boyunca işlenir. Salin, hastaların başı ve elektrotları arasındaki elektriksel bağlantıyı sağlamak için gereklidir; onsuz, büyük genlikli cilt potansiyeli olan eserler harmonik bir şekilde gözlenir. Saç, hastanın kafa derisi ile elektrotlar arasındaki elektriksel bağlantıyı en aza indiren bir direnç görevi görür ve bu nedenle gürültünün artmasına neden olur. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 5: EEG validasyon çalışmasında 20 kontrol deneklerinin ortalama SSVEP yanıtı. SSVEP sistemi ile ölçülen kontrol (sağlıklı genel popülasyon) deneklerinin SSVEP yanıtları (n = 20), 15 Hz’lik bir uyaran frekansı ve 250 Hz’lik bir örnekleme hızı ile ölçülmüştür. bireysel SSVEP değerleri, hızlı Fourier dönüştürülmeden ve normalleştirilmeden önce 5-40 Hz arasında filtrelenmiştir. Popülasyonun ortalama SSVEP’i, mikrovolt (uV) cinsinden sinyal genliğini temsil eden y ekseni ile bir güç spektrumu yoğunluğu olarak gösterilmektedir. SSVEP; kararlı hal görseli potansiyelleri uyandırdı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 6: İki sistem arasındaki EEG validasyon çalışmasının akış şeması metodolojisi. Akış şeması, taşınabilir bir EEG sistemini yerleşik bir EEG referans sistemine karşı doğrulama metodolojisini detaylandırır: sırasıyla SSVEP ve klinik EEG sistemleri. Kontrol (sağlıklı genel popülasyon) katılımcıları taranır ve rastgele bir test sırası atanır ve her sistemde test-tekrar test tarzında iki test yapılır. EEG; elektroensefalografi. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 7: İki sistem arasında EEG validasyon çalışması için elektrota genel bakış . (A) Geliştirilmiş taşınabilir SSVEP sistemi. (B) Uluslararası standart 10-20 EEG modifiye kombinatoryal isimlendirme sistemi. (C) Kurulan klinik EEG referans sistemi. SSVEP sistemi, EEG sinyallerini üç oksipital elektrot kanalı (O1, O2 ve Oz) aracılığıyla ölçerken, sırasıyla referans ve önyargı olarak iki kısmi elektrot kanalını (P1 ve P2) kullanır. Klinik EEG sistemi, karşılaştırma için SSVEP sistemi ile aynı O1, O2, Oz, P1, P2 düzeninde manuel olarak konumlandırılabilen 40 kanallı amplifikatörü aracılığıyla EEG sinyallerinin ölçülmesine izin verir. EEG; elektroensefalografi. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 8: İki EEG sistemi tarafından ölçülen tek bir kontrol katılımcısının (katılımcı 09) SSVEP yanıtının güç spektrum yoğunluğu. (A) SSVEP sistemi. (B) Klinik EEG sistemi. Her iki ölçüm de aynı görsel uyaran kullanılarak elde edildi (SSVEP sisteminden): kapalı bir kasada beyaz LED’lerin 15 Hz titreşen uyaranı. Her iki sistemde de görülen belirgin 15 Hz tepkisine rağmen, SSVEP sistemi için mutlak en yüksek tepe noktasının, uyarılan 15 Hz yerine 10,5 Hz’de olduğunu unutmayın. Sistemlerin uyarılan frekansı tepe (birincil) genlik olarak algılaması gereken anlaşma çalışmasının kriterlerine göre, bu bir başarısızlık olarak kabul edilir. SSVEP; kararlı hal görseli potansiyelleri uyandırdı. LED; ışık yayan diyotlar. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 9: İki EEG sistemi tarafından ölçülen tek bir kontrol (sağlıklı genel popülasyon) katılımcısının (katılımcı 19) SSVEP yanıtının güç spektrum yoğunluğu. (A) SSVEP sistemi. (B) Klinik EEG sistemi. Her iki ölçüm de aynı görsel uyaran kullanılarak elde edildi (SSVEP sisteminden); kapalı bir kasada beyaz LED’lerin 15 Hz titreşen uyaranı. Benzer büyüklükte bir gürültüyle çevrili olduğu için klinik EEG sistemi için belirgin bir 15 Hz yanıtının bulunmadığına dikkat edin. Sistemlerin Z-puanı 5’ten büyük bir yanıt üretmesi gereken anlaşma çalışmasının kriterlerine göre, bu başarısız olarak kabul edilir. SSVEP; kararlı hal görseli potansiyelleri uyandırdı. LED; ışık yayan diyotlar. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 10: Kontrol katılımcılarının SSVEP’sini ölçen iki EEG sistemi arasındaki anlaşmanın görsel bir gösterimi. (n = 20) kontrol (sağlıklı genel popülasyon) deneklerin ortalama SSVEP yanıtı, ilgilenilen frekans aralığına karşı SNR olarak çizilmiştir; SSVEP (yeşil) ve klinik EEG (kırmızı) sistemleri ile ölçümler için 5-25 Hz. Her kontrol konusu, EEG doğrulama çalışmasındaki her sistem için iki veri kümesi üreterek her sistem için toplam 40 SSVEP veri kümesi oluşturdu. İki sistemin resimli tepkileri, aynı görsel uyaran tarafından uyarıldığında SSVEP ölçümünde ne kadar yakından anlaştıklarını görselleştirmek için üst üste bindirildi: beyaz LED’ler 30 s boyunca 15 Hz’de titreşiyor. Frekans aralığı, yalnızca birincil uyaran tepkisine odaklanmak için öngörülen 30 Hz harmoniğin altına filtrelenir. EEG; elektroensefalografi. SSVEP; kararlı hal görseli potansiyelleri uyandırdı. SNR; sinyal-gürültü oranı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. EEG Sistemi Asgari IQR 25 Medyan IQR 75 Maksimum Demek Std. Dev. NC 1 Serisi 4.402 8.187 9.829 13.667 20.703 11.148 4.577 NC 2 Serisi 4.509 9.123 11.055 12.586 23.225 11.615 4.213 Grael 1 4.335 7.99 10.171 13.238 21.758 11.36 4.897 Grael 2 4.979 9.002 10.619 12.667 20.177 11.22 3.865 Tablo 1: İki EEG sistemi ile ölçülen kontrol katılımcılarının SSVEP istatistiksel özeti. Portatif EEG sistemi ve yerleşik bir klinik EEG sistemi kullanılarak (n = 20) kontrol (sağlıklı genel popülasyon) denekler üzerinde iki SSVEP ölçümü yapıldı; SNR değerleri SSVEP’den hesaplandı (birincil sinyal olarak 15 Hz alındı). Her ölçüm veri kümesi için minimum, maksimum, 25. ve 75. çeyrekler arası aralık (IQR), medyan, ortalama ve standart sapma (std dev) dahil olmak üzere istatistikler hesaplanmıştır. EEG; elektroensefalografi. SSVEP; kararlı hal görseli potansiyelleri uyandırdı. EEG Sistemi Grup N ICC ( CI) Test arasındaki ortalama süre (dk) Nuroğek Kontrol 20 0.81 (0.59-0.92) 0.5 Grael · Kontrol 20 0.83 (0.63-0.93) 0.5 Tablo 2: Portatif SSVEP Sistemi ve klinik EEG sistemlerinin test-tekrar test güvenilirliği. Entegre SSVEP ve klinik EEG sisteminin güvenilirliği, aynı kontrol seti (sağlıklı genel popülasyon) bireyleri (n = 20) kullanılarak, 30 s arayla yapılan iki testten% 95 güven aralığı (CI) ile sınıflar arası korelasyon katsayısına (ICC) dayanarak hesaplanmıştır; ICC (2,1). SSVEP testlerinin SNR değerleri (birincil sinyal olarak 15 Hz alınarak) ICC hesaplaması için ilgilenilen parametre olarak kullanılmıştır. EEG; elektroensefalografi. SSVEP; kararlı hal görseli potansiyelleri uyandırdı.

Discussion

Bu, bir sarsıntının üç aşamasında sağlıklı erkek amatör yakut birliği oyuncularında SSVEP yanıtlarındaki farklılıkları tanımlayan bir protokol geliştiren ilk çalışmadır; yaralanma öncesi (başlangıç), sarsıntı ve iyileşti (Şekil 1). Yöntem, rekabetçi bir sezon boyunca araştırmacı bir SSVEP kurulumuyla rutin olarak değerlendirilen 65 katılımcının işe alınmasını ve taranmasını içeriyordu. SSVEP kurulumu nispeten basit ve taşınabilir olduğundan, tüm değerlendirmeler klinik olmayan bir ortamda gerçekleştirildi ve bakım noktası sarsıntısı değerlendirmesi olarak potansiyel kullanımı gösterdi. Çalışma, bir bireyin SSVEP üretme yeteneğinin, teşhis edilen bir sarsıntıdan sonra zayıfladığını başarıyla göstermiştir. Bir sarsıntının depresif etkisinin, SSVEP değerleri her birey için sarsıntı öncesi bir seviyeye döndüğünde görüldüğü gibi, tanımlanmış bir iyileşme döneminden sonra azaldığı görülmüştür. Katılımcı gruplar arasındaki istatistiksel analizler SSVEP zayıflama etkilerinde bir anlam göstermiştir. Sarsıntılı olmayan katılımcılardaki yüksek test-tekrar test güvenilirliği, basit ve daha rafine taşınabilir SSVEP sistemlerinde elektrofizyolojik biyobelirteçlerin stabilitesini vurgulamıştır (Tablo 2). Ek olarak, bir SSVEP sistemi ile geleneksel bir EEG amplifikatörü arasındaki mutlak anlaşma, araştırma kalitesinde EEG sinyalleri elde edebilen tıbbi bir yardım olarak kullanılmak üzere teknolojiyi doğrulamaktadır (Şekil 10).

Bu çalışma, yaralanma sonrası için gönüllü olan katılımcılara ve ragbi sezonu boyunca tekrarlanan değerlendirmelere bağlı olduğundan, yöntemde bazı lojistik değişiklikler yapılması gerekiyordu. Temel ve yeniden testler arasındaki tahmini süreler, katılımcının programlarına uyum sağlamak için esnek olmalıdır. Bu önlemlere rağmen, bazı oyuncular hala ilgisiz yaralanmalar veya ilgi eksikliği de dahil olmak üzere çeşitli nedenlerle takip edilmek üzere kaybedildi. Bu, cihazın haftalar boyunca güvenilirliği için daha kapsamlı bir istatistiksel hesaplama olan ICC’nin kullanılmasıyla sonuçlandı. SSVEP kurulumunda herhangi bir olumsuz olay gözlenmedi. Protokolde küçük değişiklikler gerektiren bazı lojistik sorunlarla karşılaşıldı: özellikle uzun veya kalın saçlar, kulaklık ile katılımcının kafa derisi arasında iyi temas kurmada sıkıntılı oldu. Zayıf temas EEG okumalarının kalitesini düşüreceğinden (Şekil 4), uzun veya kalın saçlı katılımcıların, sensörler yerleştirilirken saçlarını yukarı ve baş tarafına doğru fırçalamaları ve tutmaları gerekiyordu. Bu sorun nedeniyle, karmaşık saç stillerine (örneğin, dreadlocks) sahip bireylerin bu çalışmanın dışında bırakıldığı ek bir dışlama kriteri oluşturulmuştur.

Bu makalede daha önce özetlendiği gibi, mevcut sarsıntı değerlendirme araçları oldukça özneldir ve bir klinisyenin çok önemli bir tanı koyma yeteneğini engelleyebilecek bir sporcu tarafından manipülasyon riski altındadır34. Bazı sporcu izleme çalışmaları, manyetik rezonans görüntüleme (MRG) ve bilgisayarlı tomografi (BT) gibi radyolojik modalitelerin kullanılmasıyla sarsıntı için daha objektif bir biyobelirteci araştırmaya çalışmıştır. Ancak bu yöntemler sadece sarsıntının fonksiyonel beyin hasarı olarak tanımlanmasından farklı olan kanamalar gibi makroskopik yapısal yaralanmalar hakkında bilgi sağlar 6,35. Bu çalışmanın sonuçları, VEP’in sarsıntı21,37,38 varlığında zayıflamış veya gecikmiş fonksiyonel bir biyobelirteç 36 olduğunu gösteren önceki çalışmalarla desteklenmektedir. Bu önceki VEP çalışma yöntemlerinde fiziksel kurulumumuz ve hipotezimiz açısından benzerlikler olsa da, çalışmamız VEP üzerinden SSVEP kullanımı yoluyla literatürü genişletmektedir. Ayrıca, protokol, bir sarsıntının üç aşamasındaki oyuncuların gerçek zamanlı değerlendirmelerini, geleneksel kontrol ve sarsıntılı vaka çalışmalarına kıyasla araştırarak değişir. Ek olarak, yöntem, objektif elektrofizyolojik ölçümlerin elde edilmesinde doğruluklarını sınırlayabilecek potansiyel farklılıkları ayırt etmek için yenilikçi ve geleneksel EEG sistemlerini karşılaştırarak araştırma gücünü genişletmektedir. Bu nedenle, bu çalışmada kullanılan protokol, nesnel sarsıntı biyobelirteçleri ile ilgili mevcut literatüre benzersiz ve değerli bir katkı sağlamaktadır.

Bu protokolün genel başarısına rağmen, dikkat edilmesi gereken birkaç sınırlama vardır. Örneğin, hemen art arda yapılan değerlendirme için arka plan EEG gürültüsünde küçük bir katılımcı içi değişkenlik derecesi not edilmiştir. Bu ilk değişkenlik için iki protokol tasarım sınırlaması hatalı olabilir: Birincisi, 14 kanallı EEG sisteminin yüksek doğrulukta empedans geri bildirimi eksikliği ve yorgunluğun ve çevresel etkinin öznenin dikkati üzerindeki etkileri için gevşek kısıtlamalardır. Bu katılımcı içi değişkenlik, bu protokolde kullanılan diğer EEG sistemlerinde görülmese de, nedenlerinin tanımlanamayan bir doğal olay değil, kulaklığın tasarımının bir sonucu olduğunu doğrulamak için bu etkileri daha ayrıntılı olarak araştırmaya değer. İkincisi, çoğu katılımcının ikinci değerlendirmeden sonra birinciye göre daha büyük SSVEP sinyalleri vardı (Tablo 1). Bu, katılımcıların değerlendirme sürecine daha aşina olmalarının ve bunun sonucunda tekrarlanan uyaran sunumu sırasında azaltılmış yanıp sönme ve huzursuzluk da dahil olmak üzere ekipman kurulumuna davranışsal adaptasyonların bir sonucu olabilir. SSVEP protokolüne gerçekten bir alışma etkisi olup olmadığını ve eğer öyleyse, gelecekteki çalışmalarda ortaya çıkmasını azaltmak için hangi potansiyel değişikliklerin yapılması gerektiğini belirlemek için daha ileri çalışmalara ihtiyaç vardır. Son olarak, nispeten küçük bir birey popülasyonundan (tekrar tekrar incelenmeye istekli olan sarsıntı oluşma riski yüksek olanlar) gönüllülere olan yoğun bağımlılık nedeniyle, bu çalışmanın 12’si sarsıntı geçiren 65 katılımcının küçük bir örneklem büyüklüğü ile sınırlı olduğunu belirtmek önemlidir. Bu protokolün sarsıntı değerlendirmesinin sağlamlığını, özellikle de duyarlılığını ve özgüllüğünü değerlendirmek için daha büyük bir kohort boyutuna sahip çalışmalara ihtiyaç duyulacaktır. Bu protokolün, beyin gelişim durumları hala gelişmekte olanlardan (ergenler) potansiyel bilişsel gerilemeye sahip olanlardan (yaşlılar) değişen ve sorumluluğun önemli ölçüde farklı olup olmadığını tanımlayan bir dizi yaş grubunda çoğaltıldığını görmek de ilginç olacaktır. Geliştirilmiş SSVEP sistemi ile ilgili olarak, karşılaştırmalı çalışması, geleneksel EEG sistemlerine kıyasla cihazın yerleşik sınırlamalarını vurguladı. Geleneksel EEG sistemleri genellikle 21 elektrot bölgesinden oluşan tam 10-20 montaj sistemini benimser (Şekil 7B). Öte yandan SSVEP sistemi sadece görsel kortekse karşılık gelen üç elektrot kanalı (O1, O2 ve Oz) kullanır (Şekil 7A). Kapasitedeki bu azalma, sistemin EEG uygulamalarının daha dar bir kapsamına sahip olduğu anlamına gelir ve bu protokol kapsamında elde edilen elektrofizyolojik veriler üzerinde yapılabilecek potansiyel analizleri sınırlar.

Daha önce de belirtildiği gibi, bu protokolün sınırlamalarının üstesinden gelmek ve sonuçlarının genelleştirilip genelleştirilemeyeceğini değerlendirmek için gücünü daha büyük bir kohort üzerinde test etmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Daha da önemlisi, SSVEP zayıflamasındaki bulgumuzun altında yatan mekanizmaları daha iyi anlamak için ek çalışmalara ihtiyaç vardır. Örneğin, sarsıntılı katılımcılarımızda bulunan SSVEP yanıtındaki değişiklikler büyük olasılıkla nöronal fonksiyondaki bozuklukların temsilleridir, ancak bunların birincil (örneğin, hasarlı beyaz cevher) veya ikincil (örneğin, nöroenflamatuar) fenomenler olup olmadığı henüz belirlenmemiştir. Bu yöntemin gelecekteki potansiyel bir uygulaması, nöronal depresyon ve sarsıntı ile ilişkili iyileşme süresinin konuya bireyselleştirilmiş olarak araştırılmasıdır. Bu iyileşme dönemine dair daha derin bir anlayış, yaralı bir sporcuyu daha iyi koruyan spora geri dönüş (RTP) kuralları ve düzenlemelerinde yapılan değişiklikleri görebilir. Bu yöntem aynı zamanda, bir spor sahasının kenarına uygun bir şekilde verilen bir sarsıntı değerlendirmesi gibi klinik olmayan ortamlarda uygulanan taşınabilir bir SSVEP sisteminin pratikliğini de tanıtmaktadır. Bu, sadece tıp uzmanlarına değil, aynı zamanda antrenörlere, sporculara ve ilgili ailelerine, sarsıntı ve İkinci Etki Sendromu10,11’in olumsuz fizyolojik etkilerini ele almak için önemli faydalar sağlama potansiyeline sahiptir. Bu çalışmada kullanılan taşınabilir SSVEP sistemi gibi gelişmiş SSVEP sistemlerinin üretilmesi, nörofizyoloji ve SRC alanında gelecekteki çalışmaların başarısı için faydalı olacak daha gelişmiş ekipman ve teknolojik uygulamaların ortaya çıktığını görebilir.

Özetle, bu protokol SSVEP’i temas sporu sporcularında sarsıntı için objektif bir biyobelirteç olarak tanımlama amacında başarılı olduğunu kanıtladı. Bir bütün olarak çalışma, SSVEP’in bir sarsıntı varlığında önemli ölçüde zayıfladığına ve basitleştirilmiş bir taşınabilir EEG sistemi aracılığıyla araştırma kalitesi düzeyinde güvenilir bir şekilde üretilebildiğine dair kanıtlar sunmaktadır. Bu nedenle, SSVEP’in sarsıntılı yaralanmaların değerlendirilmesinde, özellikle de SRC’nin yan çizgi değerlendirmesinde ek bir yardım olarak kullanılabileceğini öneriyoruz. Daha rafine protokoller, ileri teknikler ve geliştirilmiş ekipmanlarla yapılan daha ileri çalışmalar, bu çalışmaya dayanabilir ve sarsıntıların sporcuların yaşamları üzerindeki zararlı etkileriyle mücadele etmek için kritik bilgiler sağlayabilir.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

İlk deneyde kullanılan ekipman (araştırmacı SSVEP), Sydney Üniversitesi Havacılık, Makine ve Mekatronik Mühendisliği Fakültesi tarafından sağlandı. Çalışmanın ikinci yarısında kullanılan ekipman, entegre SSVEP ve EEG sistemleri, HeadsafeIP tarafından sağlanmıştır.

Materials

Ag-AgCl Electrodes Compumedics 97000153 Disposable EEG electrode Wires
Cardboard VR Google 87002823-01 VR Frame
CaviWipes Metrex 13-1100 Disinfectant Wipes
Emotiv Xavier Emotiv EMO-BCI-ONET-MAC-01 EEG Headset Software / Contact Quality
EPOC Felt Sensors Emotiv EMO-EPO-FELT-00 EEG soft electrode contacts
USB Reciever Universal Model Emotiv EMO-EPO-USB-04 Signal Reciever for 14 channel EEG Headset
EPOC+ Emotiv EPOC+ V1.1A 14 Channel EEG headset
Excel 2016 Microsoft KB4484437 Spreadsheet Software
Grael 4K EEG Amplifier Compumedics 928-0002-02 Clinical EEG / 40 Channel EEG Amplifier Unit
iPad 5th Generation Apple A1822 iOS Device
iPhone 6s Apple A1633 iOS Device
iTunes Apple V12.5.5.5 Mobile Device Management Utility
MATLAB MathWorks  R2015b Numerical Computing Software
Nurochek iOS App HeadsafeIP HS02 SSVEP iOS App Software
Nurochek System HeadsafeIP HS01 Portable SSVEP System
Polyurethane Sensor Cylinders Headsafe HSIP01-213 EEG soft electrode contacts
Profusion EEG 5 Compumedics AH744-00 Clinical Neurology Software for EEG Amplifier
Quik-Gel Electrolyte Compumedics 92000016 EEG Conductive Gel
Renu Fresh Solution Bausch+Lomb 435720 Saline Solution
SPSS 24 IBM CRZ0WML Statistical Analytics Software
Ten20 Paste Weaver 92100031 EEG Skin Prep Gel/Paste
Vaio Pro 11 Sony SVP1132A1CL Computer / Laptop
Xperia Z1 Sony C6906 LCD Smartphone
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. McCrory, P., et al. Consensus statement on concussion in sport-the 5(th) international conference on concussion in sport held in Berlin, October 2016. British Journal of Sports Medicine. 51 (11), 838-847 (2017).
  2. Kilcoyne, K. G., et al. Reported concussion rates for three division I football programs: an evaluation of the new NCAA concussion Policy. Sports Health. 6 (5), 402-405 (2014).
  3. Fuller, C. W., Taylor, A., Raftery, M. Epidemiology of concussion in men’s elite Rugby-7s (Sevens World Series) and Rugby-15s (Rugby World Cup, Junior World Championship and Rugby Trophy, Pacific Nations Cup and English Premiership. British Journal of Sports Medicine. 49 (7), 478-483 (2015).
  4. Gardner, A. J., Iverson, G. L., Williams, W. H., Baker, S., Stanwell, P. A systematic review and meta-analysis of concussion in rugby union. Sports Medicine. 44 (12), 1717-1731 (2014).
  5. Rice, S. M., et al. Sport-related concussion and mental health outcomes in elite athletes: a systematic review. Sports Medicine. 48 (2), 447-465 (2018).
  6. Graham, R., Rivara, F. P., Ford, M. A., Spicer, C. M. Institute of Medicine (US) and National Research Council (U.S.). Committee on Sports-Related Concussions in Youth Board onChildren Youth and Families. Sports-Related Concussions in Youth: Improving the Science, Changing the Culture. , (2014).
  7. Partridge, B., Hall, W. Repeated head injuries in Australia’s collision sports highlight ethical and evidential gaps in concussion management policies. Neuroethics. 8 (1), 39-45 (2015).
  8. Murray, I. R., Murray, A. D., Robson, J. Sports concussion: time for a culture change. Clinical Journal of Sport Medicine: Official Journal of the Canadian Academy of Sport Medicine. 25 (2), 75-77 (2015).
  9. Levin, H. S., Diaz-Arrastia, R. R. Diagnosis, prognosis, and clinical management of mild traumatic brain injury. The Lancet, Neurology. 14 (5), 506-517 (2015).
  10. Bey, T., Ostick, B. Second impact syndrome. The Journal of Emergency Medicine. 10 (1), 6-10 (2009).
  11. Meehan, W. P., Mannix, R. C., O’Brien, M. J., Collins, M. W. The prevalence of undiagnosed concussions in athletes. Clinical Journal of Sport Medicine: Official Journal of the Canadian Academy of Sport Medicine. 23 (5), 339-342 (2013).
  12. Weinstein, E., Turner, M., Kuzma, B. B., Feuer, H. Second impact syndrome in football: new imaging and insights into a rare and devastating condition. Journal of Neurosurgery, Pediatrics. 11 (3), 331-334 (2013).
  13. Stern, R. A., et al. Long-term consequences of repetitive brain trauma: chronic traumatic encephalopathy. PM & R. 3 (10), 460-467 (2011).
  14. Arciniegas, D. B. Clinical electrophysiologic assessments and mild traumatic brain injury: state-of-the-science and implications for clinical practice. International Journal of Psychophysiology. 82 (1), 41-52 (2011).
  15. Echemendia, R. J., et al. The Sport Concussion Assessment Tool 5th Edition (SCAT5): Background and rationale. British Journal of Sports Medicine. 51 (11), 848-850 (2017).
  16. Giza, C. C., et al. Summary of evidence-based guideline update: evaluation and management of concussion in sports: report of the Guideline Development Subcommittee of the American Academy of Neurology. Neurology. 80 (24), 2250-2257 (2013).
  17. Vander Werff, K. R., Rieger, B. Auditory and cognitive behavioral performance deficits and symptom reporting in postconcussion syndrome following mild traumatic brain injury. Journal of Speech, Language, and Hearing Research: JSLHR. 62 (7), 1-18 (2019).
  18. Asken, B. M., et al. Concussion-like symptom reporting in non-concussed collegiate athletes. Archives of Clinical Neuropsychology. 32 (8), 963-971 (2017).
  19. Echemendia, R. J., et al. What tests and measures should be added to the SCAT3 and related tests to improve their reliability, sensitivity and/or specificity in sideline concussion diagnosis? A systematic review. British Journal of Sports Medicine. 51 (11), 895-901 (2017).
  20. Ragan, B., Herrmann, S., Kang, M., Mack, M. Psychometric evaluation of the standardized assessment of concussion: evaluation of baseline score validity using item analysis. Athletic Training & Sports Health Care. 1, 180-187 (2009).
  21. Freed, S., Hellerstein, L. F. Visual electrodiagnostic findings in mild traumatic brain injury. Brain Injury. 11 (1), 25-36 (1997).
  22. Boutin, D., Lassonde, M., Robert, M., Vanassing, P., Ellemberg, D. Neurophysiological assessment prior to and following sports-related concussion during childhood: A case study. Neurocase. 14 (3), 239-248 (2008).
  23. Phurailatpam, J. Evoked potentials: Visual evoked potentials (VEPs): Clinical uses, origin, and confounding parameters. Journal of Medical Society. 28 (3), 140-144 (2014).
  24. Kothari, R., Bokariya, P., Singh, S., Singh, R. A Comprehensive review on methodologies employed for visual evoked potentials. Scientifica. 2016, 1-9 (2016).
  25. Dreyer, A. M., Herrmann, C. S. Frequency-modulated steady-state visual evoked potentials: a new stimulation method for brain-computer interfaces. Journal of Neuroscience Methods. 241, 1-9 (2015).
  26. Norcia, A. M., Appelbaum, L. G., Ales, J. M., Cottereau, B. R., Rossion, B. The steady-state visual evoked potential in vision research: A review. Journal of Vision. 15 (6), 4 (2015).
  27. Herbst, S., Javadi, A. -. H., Busch, N. How long depends on how fast – perceived flicker frequencies dilate subjective duration. Journal of Vision. 12, 141 (2012).
  28. Handy, T. C. . Event-related Potentials: A Methods Handbook. , (2005).
  29. Kappenman, E. S., Luck, S. J. . The Oxford Handbook of Event-Related Potential Components. , (2012).
  30. . Rugby AU Codes and Policies, Safety and Welfare. Concussion Management Available from: https://australia.rugby/about/codes-and-policies/safety-and-welfare/concussion-management (2021)
  31. Moyer, J. T., et al. Standards for data acquisition and software-based analysis of in vivo electroencephalography recordings from animals. A TASK1-WG5 report of the AES/ILAE Translational Task Force of the ILAE. Epilepsia. 58, 53-67 (2017).
  32. Liu, Y., et al. . IEEE International Conference on Virtual Environments Human-Computer Interfaces and Measurement Systems (VECIMS) Proceedings. , 34-37 (2012).
  33. Fong, D. H. C., et al. Steady-state visual-evoked potentials as a biomarker for concussion: a pilot study. Frontiers in Neuroscience. 14, 171 (2020).
  34. Alsalaheen, B., Stockdale, K., Pechumer, D., Broglio, S. P. Validity of the Immediate Post Concussion Assessment and Cognitive Testing (ImPACT). Sports Medicine. 46 (10), 1487-1501 (2016).
  35. Slobounov, S. M., Sebastianelli, W. J. . Concussions in Athletics: from Brain to Behaviour. , (2014).
  36. Drislane, F. W. . The Clincal Neurophysiology Primer. , 461-473 (2007).
  37. Moore, R. D., Broglio, S. P., Hillman, C. H. Sport-related concussion and sensory function in young adults. Journal of Athletic Training. 49 (1), 36-41 (2014).
  38. Yadav, N. K., Ciuffreda, K. J. Objective assessment of visual attention in mild traumatic brain injury (mTBI) using visual-evoked potentials (VEP). Brain Injury. 29 (3), 352-365 (2015).

Tags

VEPQuantitative ElectroencephalographyNurochek HeadsetPoint Of CareNeurological FunctionRecoveryLow Cost DiscoveryEEG Headset10-20 System

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Fong, D. H., Cohen, A. J., Mahony, D. E., Simon, N. G., Herrera, J. E., Baron, R. B., Putrino, D. Objectively Assessing Sports Concussion Utilizing Visual Evoked Potentials. J. Vis. Exp. (170), e62082, doi:10.3791/62082 (2021).
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