Diagnose von Gehirnerschütterungen In Sportler und Soldaten mit Hilfe von Radar

Gehen und Denken gleichzeitig kann für Personen, die gelitten haben, besonders schwierig sein, Gehirnerschütterungen , Und die Wissenschaftler hoffen, dass Multitasking Herausforderung nutzen - durch eine einfache Radarsystem gemessen - , um schnell Bildschirm Personen, Hirnverletzungen erlitten haben .

Indem er eine individuelle laufen eine kurze Strecke , während sagen die Monate des Jahres in umgekehrter Reihenfolge , können Forscher an der Georgia Tech Research Institute ( GTRI ) festzustellen, ob diese Person beeinträchtigt und möglicherweise leidet an einer Gehirnerschütterung. Dieser einfache Test , der an der Seitenlinie eines Sportereignisses oder auf einem Schlachtfeld durchgeführt werden konnte , hat das Potential, Trainer helfen und Kommandeure entscheiden, ob Sportler und Soldaten sind bereit, in der Aktivität wieder zu engagieren.

" Wenn eine Person mit einer Gehirnerschütterung führt kognitiven und motorischen Fähigkeiten Aufgaben gleichzeitig , sie haben eine unterschiedliche Gangbild als ein gesunder Mensch , und wir können diese Anomalien in einer Person zu Fuß mit Radar zu identifizieren ", sagte GTRI Forschungsingenieur Jennifer Palmer.

Mehr als 1 Million Gehirnerschütterungen und andere milde traumatischen Gehirnverletzungen werden jedes Jahr in den Vereinigten Staaten berichtet und fangen sie gleich nachdem sie geschehen, kann die Behandlung zu verbessern und weitere Verletzungen oder andere langfristige Gesundheitsprobleme zu vermeiden. Diagnostizieren Erschütterungen kann es schwierig sein , obwohl, da die Symptome einer Gehirnerschütterungen nicht immer leicht sichtbar oder detektierbar ist, auch wenn sie für Wochen oder Monate nach dem Vorfall dauern. Es gibt Verfahren zur Erfassung von Gehirnerschütterungen , aber die meisten konzentrieren sich allein auf kognitive Beeinträchtigungen und nicht beurteilen begleitenden motorischen Verschlechterung .

Einzelheiten GTRI die Technik , die gleichzeitig untersucht, kognitiven und motorischen Fähigkeiten einer Person , wird am 26. April auf der SPIE Defense, Security and Sensing -Konferenz in Orlando vorgestellt. GTRI Forschungsingenieure Kristin Bing und Amy Sharma , Principal Research Scientist ( ret ) Eugene Greneker und Wissenschaftler Teresa Selee arbeitete auch an diesem Projekt, das von der GTRI unabhängigen Forschungs- und Entwicklungsprogramm ( IRAD ) unterstützt wird.

Mehrere Studien haben gezeigt , dass die Messung von Veränderungen in Gang könnte verwendet werden, um Erschütterungen zu diagnostizieren , aber die Messung Gangart eines Menschen erfordert in der Regel tragen spezielle Kleidung mit reflektierenden Markierungen oder Sensoren , so dass Bewegungen mit Bewegungsanalyse -Kameras eingefangen werden. Mit Radar für Ganganalyse würde schneller und weniger aufdringlich als dieser bestehenden Techniken. Würde die Beurteilung bei Radarsystemen ähnlich denen von der Polizei für die Messung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen durchgeführt werden.

Für ihre Studie verglichen die GTRI Forschungsteam , wie 10 gesunden Personen gingen in der Regel und als beeinträchtigt. Für den Werthaltigkeits Szenario trug Personen Brille , die Alkohol Beeinträchtigung simuliert. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass eine Gehirnerschütterung Minderung entspricht mit einem Blutalkoholspiegel von 0,05 Prozent.

Im Rahmen der Studien durchgeführt, jeder einzelne vier 30-Sekunden zu Fuß Aufgaben : ein normaler Spaziergang , zu Fuß , während sagen, die Monate im Jahr in umgekehrter Reihenfolge , gehen beim Tragen der Brille, und gehen Sie beim Tragen der Brille und der Durchführung der kognitiven Aufgabe. Für jede Aufgabe , gingen die Probanden aus dem Radarsystem , drehte sich um und ging zurück in Richtung des Radarsystems .

"Wir sind mit einem 10,5 Gigahertz Dauerstrichradar , die ähnlich eines Polizeibeamten Radar-Pistole , die die Geschwindigkeit eines Autos misst ist ", erklärte Bing . " Die Daten, die wir sammeln, sagt uns die Geschwindigkeit der alles, was in dem Sichtfeld des Radars ist zu dieser Zeit , darunter eine Person, Fußtritte , und Kopf und Oberkörper Bewegungen . "

Die Forscher analysierten die Radardaten mit informationstheoretische Techniken, die Ähnlichkeiten und Unterschiede in den Informationen, ohne zu erkennen , und richten Sie bestimmte Körperteile erkannt. Außerdem könnten diese Techniken eine Gangart Anomalie ohne dass normale Gangart eines Individuums gemessen, bevor die Person wurde beeinträchtigt werden erkennen .

"Durch die Suche nach Unterschieden in den Gangmuster der normalen und gestörten Individuen , fanden wir, dass gesunde Menschen könnten von behinderten Personen das Tragen der Schutzbrille zu unterscheiden ", so Palmer. " Gesunde Personen zeigten eine periodische Gangart regelmäßig und höhere Geschwindigkeit Fußtritte und schneller Rumpf und Kopfbewegung als wertgemindert Einzelpersonen , wenn Sie einen kognitiven Aufgabe. "

Die Ergebnisse zeigten auch, dass , wenn keine kognitive Aufgabe durchgeführt wurde, war ein gesunder Mensch die Gangmuster statistisch nicht unterschiedlich , wenn das Tragen und nicht das Tragen der Schutzbrille.

" Wir fanden, dass wir brauchten, um körperlichen und geistigen Fähigkeiten des Menschen zur gleichen Zeit , um eine Veränderung in Gang zu sehen und zu erkennen Werthaltigkeit zu untersuchen ", sagte Bing . "Es ist leicht für eine Person, auf eine Aufgabe zu konzentrieren , aber wenn diese Person zum Multitasking können wir beginnen, zwischen jemandem, der beeinträchtigt ist und jemand, der nicht zu unterscheiden. "

In Zukunft wollen die Forscher zusätzliche Daten von gesunden Personen mit unterschiedlichen Höhen und Gewichte , und von Einzelpersonen ausstellenden Gehirnerschütterung Symptome nach neuro Screening-Tests in einem Krankenhaus durchgeführt, zu sammeln. Außerdem wollen , um die Größe des Systems zu verringern , so daß es praktischer ist, zu verwenden.

" Für das Militär , stellen wir uns das System konnte in einem schwierigen Feld passen, so dass Kommandeure kann es in diesem Bereich haben ", fügte Bing . "Sie könnten einfach eine Taste drücken , schließen Sie das Radarsystem an einen Laptop und eine einfach zu bedienende Oberfläche würde die Ergebnisse anzeigen und ihnen sagen, ob ihre Soldaten ist über Anzeichen einer Gehirnerschütterung . "

Genehmigung durch die Food and Drug Administration erforderlich , bevor das System verwendet werden, um Erschütterungen zu diagnostizieren ist.

Quelle:
Abby Robinson
Georgia Institute of Technology Neues aus der Forschung