آخرین مطالب

تجزیه و تحلیل EEG ممکن است تا 99.5 درصد از ضربه های مغزی را تشخیص دهد


تجزیه و تحلیل EEG ممکن است تا 99.5٪ از ضربه های مغزی را تشخیص دهد

بر اساس مطالعه جدید محققان Husker، تجزیه و تحلیل فرکانس های خاصی از فعالیت مغز از طریق EEG می تواند به نظارت بر ورزشکاران برای ضربه مغزی کمک کند که در غیر این صورت ممکن است نادیده گرفته شود یا گزارش نشود. اعتبار: Shutterstock / Scott Schrage | ارتباطات دانشگاه

یک مدافع خط توسط یک بلوک کور می شود، قبل از اینکه مدافع به زمین برود کلاه ایمنی با هم برخورد می کند. او قبل از برانگیختن سوء ظن برمی خیزد، نادیده می گیرد و با یک مه شناختی بازی می کند.

یک مهاجم برای ضربه سر از روی یک ضربه آزاد بلند می شود. یک آرنج خطاکار قبل از رسیدن توپ به جمجمه او می رسد. او از آن شانه خالی می کند و به سختی به سردردهای خفیفی که در پی آن می آید اشاره می کند.

یک وینگر از جناح چپ اسکیت می زند و یک پاس دریافت می کند اما یک چک هیپ نیز او را به روی یخ می فرستد. کلاه ایمنی او آنقدر ضربه نگاه را کم می کند که شروع علائم را برای هفته ها به تاخیر می اندازد.

تحقیقات برای نشان دادن شبح ضربه مغزی که در ورزش های تماسی وجود دارد شروع شده است. یک نظرسنجی در سال 2020 از مرکز ملی آمار سلامت نشان داد که 12 درصد از آمریکایی های 12 تا 17 ساله علائمی شبیه به ضربه مغزی را تجربه کرده اند. اما برخی تخمین‌ها نشان می‌دهند که یک سوم تا نیمی از ضربه‌های مغزی مرتبط با ورزش گزارش نمی‌شوند – چه به این دلیل که یک ورزشکار مطمئن نیست که آن را تجربه کرده است، خطرات ناشی از نادیده گرفتن آن را درک نمی‌کند، یا می‌ترسد که ممکن است اقدامی انجام ندهد. در حین بهبودی

بنابراین خالد سیود و امیرسالار منصوری از دانشگاه نبراسکا–لینکلن تصمیم گرفتند که تخصص مهندسی برق خود را در بزرگترین شاهکار مهندسی برق تکامل یعنی مغز به کار گیرند. هدف آنها: ابداع راهی برای نظارت منظم بر فعالیت مغز به منظور تشخیص ضربه های مغزی که ورزشکاران، به ویژه جوانان، یا نمی دانند که دارند یا نمی خواهند دیگران داشته باشند.

منصوری که یک ماه پیش مدرک دکترای خود را در رشته مهندسی برق گرفته است، می گوید: «بسیاری از بچه های دبیرستانی ضربه مغزی می شوند اما آن را گزارش نمی کنند. و یکی از راه های اصلی تشخیص اولیه ضربه مغزی، گزارش خود از سوی ورزشکاران است.

متأسفانه، مطالعات نشان داده اند که هر ضربه مغزی بعدی شانس ضربه مغزی دیگری را افزایش می دهد. تجربه دو ضربه مغزی در یک دوره کوتاه می تواند خطرات جدی و بالقوه تهدید کننده زندگی را به همراه داشته باشد، در حالی که ضربه های مغزی متعدد در یک دوره طولانی تر با علائمی از افسردگی گرفته تا زوال عقل مرتبط است. با در نظر گرفتن این موضوع، محققان نبراسکا روشی را برای تجزیه و تحلیل بازخوانی‌های الکتروانسفالوگرافی یا EEG ایجاد کرده‌اند که در نهایت می‌تواند به کاهش تعداد ضربه‌های مغزی که نادیده گرفته می‌شوند یا گزارش نشده کمک کند.

تنظیم EEG که از یک کلاه پوشیده شده با الکترود و سایر تجهیزاتی تشکیل شده است که عموماً در یک کیف قرار می‌گیرد، می‌تواند در جایی که لازم است انجام شود. همچنین فقط کسری از سی تی اسکن، ام آر آی و سایر تکنیک های تصویربرداری پیچیده تر اما بی حرکت هزینه دارد. و در یک مطالعه آزمایشی جدید، محققان نشان داده اند که EEG متوسط ​​می تواند به تشخیص ضربه مغزی با دقت 99.5 درصد کمک کند و به طور بالقوه ورزشکارانی را که نیاز به تشخیص و درمان بیشتر دارند، شناسایی کند. منصوری گفت که نسخه کاملاً تحقق یافته این رویکرد برای هر ورزشکار به بیش از 20 دقیقه نیاز ندارد.

منصوری گفت: «هدف من گسترش کاربرد دستگاه‌های نوار مغزی است، زیرا می‌توانید از آن‌ها در کشورهای در حال توسعه یا برای بچه‌های دبیرستانی که به امکاناتی که ما در استادیوم یادبود داریم، استفاده کنید».

روی مغز

جستجوی منصوری در واقع با استادیوم مموریال آغاز شد – به‌ویژه، مرکز مغز، زیست‌شناسی و رفتار نبراسکا، که قبلاً داده‌های EEG را از بازیکنان فوتبال Husker با راهنمایی دنیس مولفیس، استاد بازنشسته روان‌شناسی، جمع‌آوری کرده بود. آن بازیکنان کاری را انجام داده بودند که به عنوان وظیفه 2 پشتی حافظه کاری شناخته می‌شود، که دنباله‌ای از حروف منفرد را روی یک صفحه نمایش می‌دهد، سپس یک شرکت‌کننده تصمیم می‌گیرد که آیا حرف فعلی با حرفی که در دو صفحه قبلی ارائه شده است مطابقت دارد یا خیر.

هاسکرها برای اولین بار در مرحله پیش فصل، زمانی که هیچ یک از آنها ضربه مغزی را تجربه نکرده بودند، آزمایش را انجام دادند تا یک خط پایه از عملکرد خود را تعیین کنند. بعداً، هشت نفر از این بازیکنان – چهار نفر از آنها هنوز بدون ضربه مغزی، چهار نفر دیگر که در هفته گذشته ضربه مغزی را تجربه کرده بودند – دوباره آزمایش دادند. در هر دو مورد، بازیکنان از کلاه های EEG استفاده می کردند که فعالیت الکتریکی مغز آنها را ثبت می کرد.

این فعالیت الکتریکی در پهنای باند فرکانسی متفاوتی رخ می‌دهد – آلفا، بتا، تتا، دلتا و موارد دیگر – که اغلب حالت‌های شناختی متفاوتی را نشان می‌دهند، مانند بیداری در مقابل خواب. تحقیقات همچنین نشان داده است که این پهنای باند فرکانس می تواند بینش هایی را در مورد اختلالات شناختی، از جمله صرع و اخیراً، مسائل مربوط به ضربه مغزی ارائه دهد.

بنابراین منصوری و همکارانش پهنای باند فرکانسی جمع‌آوری‌شده از هر الکترود EEG را تجزیه و تحلیل کردند، و مقایسه کردند که بازخوانی‌های پهنای باند از هر الکترود چقدر با الکترودهای دیگر روی پوست سر ورزشکار مرتبط است. این به آنها اجازه داد تا شبکه های مبتنی بر مکان را برای هر پهنای باند فرکانس در طول کار 2-back شناسایی کنند.

محققان 350 نمونه از آن داده‌ها را گرفتند – اساساً فعالیت مغزی از هفت بازیکن از هشت بازیکن Husker در هنگام سؤال در مورد نامه‌ای در حین کار 2-back – و آن نمونه‌ها را به یک الگوریتم یادگیری ماشینی وارد کردند. آنها همچنین به دستگاه گفتند که چه نمونه هایی از بازیکنانی که اخیراً دچار ضربه مغزی شده اند در مقابل بازیکنانی که ضربه مغزی نشده اند تهیه شده است. از این نمونه‌ها، دستگاه تجزیه و تحلیل کرد که چگونه پهنای باند فرکانسی مختلف، از مناطق مختلف مغز، در بازیکنان ضربه‌خورده و غیر ضربه‌خورده متفاوت است یا یکسان باقی می‌ماند.

این تفاوت‌ها و شباهت‌ها اساس مدل‌های متعددی را برای تمایز بین مغزی که اخیراً دچار ضربه مغزی شده و مغزی که ضربه‌ای نشده است، تشکیل می‌دهد. به عنوان مثال، یک مدل ممکن است به پهنای باند تتا از ناحیه فرونتال نگاه کند، و مدل دیگر سه پهنای باند جمعی را در ناحیه پس سری مقایسه کند. سپس تیم از مدل‌ها خواست تا 50 نمونه از داده‌های 2 پشتی را از یک بازیکن Husker که از فرآیند یادگیری ماشینی دور نگه داشته بود طبقه‌بندی کنند، و به طور مؤثر از هر مدل می‌پرسیدند: آیا این نمونه‌ها از یک مغز ضربه‌خورده یا بدون ضربه وارد شده‌اند. ?

با تکرار این فرآیند هفت بار دیگر، با حذف یک بازیکن Husker مختلف در هر نمونه، هر مدل در مجموع 400 بار مورد آزمایش قرار گرفت. یکی از این مدل‌ها – که پهنای باند تتا آلفای جمعی را در تمام نواحی مغز تجزیه و تحلیل می‌کند – به درستی 398 نمونه از آن 400 نمونه یا 99.5 درصد را به‌عنوان بازیکنی که دچار ضربه مغزی شده یا بدون ضربه مغزی است شناسایی کرد.

اما محققان همچنین کنجکاو بودند که کدام مدل‌های منطقه خاص ممکن است نتایج نسبتاً دقیقی به دست آورند. منصوری گفت که هر چه مناطق کمتر و کوچکتر باشد، الکترودهای EEG کمتری باید روی پوست سر قرار داده شوند که به طور بالقوه هزینه های نظارت منظم را کاهش می دهد. مقایسه پهنای باند بتا فقط در ناحیه مرکزی مغز همچنان به دقت 97.25 درصد منجر شد، در حالی که پهنای باند تتا آلفا در ناحیه زمانی نرخ ضربه 96.75 درصد را ایجاد کرد.

منصوری که اخیراً در بیمارستان تحقیقاتی ملی پسران در پست دکترا گرفته است، گفت: «بنابراین به جای داشتن آن کلاه بزرگ (الکترود)، می‌توانیم از کلاهک‌های کوچک‌تر استفاده کنیم و دوباره دقت خوبی برای گزارش ضربه‌های احتمالی داشته باشیم.

منصوری گفت، همانطور که از یک مطالعه آزمایشی انجام شد، رویکرد این تیم باید قبل از ظهور به عنوان یک روش واقعی برای نظارت بر ضربه مغزی، در چندین جبهه اعتبار بیشتری داشته باشد. اول: استفاده از آن با نمونه بسیار بیشتری از ورزشکاران، هم بدون ضربه مغزی و هم با ضربه مغزی.

محققان یافته‌های خود را در مجله شرح دادند گزارش های آسیب عصبی.


ورزشکاران جوان با سابقه ضربه مغزی ممکن است تغییرات بیشتری در مغز خود داشته باشند


اطلاعات بیشتر:
امیرسالار منصوری و همکاران، یک سیستم مانیتورینگ الکتروانسفالوگرافی معمول برای تشخیص خودکار ضربه مغزی مرتبط با ورزش، گزارش های آسیب عصبی (2021). DOI: 10.1089/neur.2021.0047

ارائه شده توسط دانشگاه نبراسکا-لینکلن

نقل قول: تجزیه و تحلیل EEG ممکن است تا 99.5 درصد از ضربه های مغزی را تشخیص دهد (2022، 26 ژانویه) بازیابی شده در 26 ژانویه 2022 از https://medicalxpress.com/news/2022-01-eeg-analysis-percent-ofconcussions.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.