Er dette det diagnostiske værktøj, vi har ventet på i hjernerystelsestest?

Hjernerystelse diagnose er en notorisk vanskelig videnskab.

Selvom en vurderingstest på sidelinjen af ​​en fodbold- eller fodboldbane vurderer, at du er fri for hjernerystelse efter et slag i hovedet, betyder det ikke nødvendigvis, at du ikke har lidt, siger Michael Singer, administrerende direktør i BrainScope , en Bethesda, Maryland-baseret virksomhed, der har udviklet en ny teknologi til at opdage tegn på hjernerystelse i en persons hjernebølger. Det har rejst cirka 70 millioner dollars fra investorer, herunder det amerikanske forsvarsministerium og NFL.

Der er ingen objektiv måde at opdage eller vurdere en hjernerystelse, teknisk kendt som en mild traumatisk hjerneskade, og det forsøger BrainScope at ændre på. Læger diagnosticerer dem hovedsageligt baseret på tegn og symptomer. De fleste mennesker, der kommer ind på skadestuen efter at have slået hovedet, får også en computeriseret tomografi (CT) scanning for at udelukke meget alvorlig skade. Men en CT-scanning opdager ikke hjernerystelse.

Uden for skadestuen bruger atletiske trænere eller andre medicinske fagfolk ofte hjernerystelsesvurderingstest, men nyere forskning tyder på, at disse evalueringsmetoder kan gå glip af et betydeligt antal hjerneskader. Mange mennesker, der lider af hjernerystelse, bliver faktisk aldrig vurderet for en.

BrainScopes hurtige EEG-baserede hjernerystelsestest.

Konsekvenserne af dette er komplicerede og ikke fuldt ud forstået. Forskere forsøger stadig at forstå de langsigtede virkninger af mildt hjernetraume, og hvorfor nogle individer udvikler relaterede kroniske eller endda neurodegenerative problemer på grund af det (se Hvad fodbold gør ved hjernen). Vi ved, at en person, der for nylig har fået en hjernerystelse, har en øget risiko for at få en ny hjerneskade. BrainScopes teknologi kan med tiden bruges på sidelinjen, på slagmarken eller på skadestuen for at hjælpe klinikere med hurtigt at teste for hjernerystelse. Testen er sammensat af et engangsheadset med sensorer, der optager elektriske signaler. Det tager kun 10 minutter at placere headsettet, optage signalerne og analysere dataene på en Android-smartphone-applikation.

Den nye hurtige test er baseret på en teknik kaldet kvantitativ elektroencefalografi eller QEEG. Mens videnskaben om konventionel EEG er baseret på visuel inspektion af signalet opnået ved at registrere hjernens elektriske aktivitet, er QEEG afhængig af computeriseret analyse af signalet for at detektere træk, der ikke kan ses ellers. BrainScope har udviklet et sæt proprietære algoritmer beregnet til at detektere sæt af abnormiteter i EEG-signalet forbundet med hjerneskades patologi.

I de sidste 10 år, delvist takket være billig computerkraft og teknikker som maskinlæring, har fremskridt inden for denne type signalbehandling været eksponentielle, siger Leslie Prichep , BrainScopes videnskabelige chef. Vores evne til at karakterisere elektriske signaler er netop eksploderet.

Men det faktum, at en objektiv diagnostisk hjernerystelsestest endnu ikke eksisterer, gør det enestående udfordrende at bevise, at BrainScopes test virker, siger Singer. Der er simpelthen ikke noget at sammenligne det med. Af regulatoriske formål har BrainScope og U.S. Food and Drug Administration afgjort en CT-scanning som guldstandarden. Virksomheden har offentliggjort flere peer-reviewede undersøgelser, der viser, at dets teknologi pålideligt forudsiger, om en patient med en hovedskade vil få en positiv CT-scanning.

De første to gentagelser af testen, selvom de ikke er til salg, har modtaget tilladelse fra FDA for at hjælpe klinikere med at beslutte, om de skal administrere en CT-scanning. Dette er nyttigt; CT-scanninger udsætter patienter for potentielt skadelig stråling og er især risikable hos børn.

Men Singer siger, at virksomhedens mål er at udvikle en ægte hjernerystelsesdiagnostisk test, der er i stand til at give læger nyttig information om spektret af patologier forbundet med hjernerystelse, som er usynlige for en CT-scanning. Den videnskabelige forståelse af disse patologier er stadig begrænset, men de seneste fremskridt er blevet gjort ved hjælp af nye billeddannelsesteknikker som avanceret magnetisk resonansbilleddannelse (se Hjernear påvist i hjernerystelse).

Afgørende for BrainScopes tilgang er årtier gammelt arbejde af Prichep, da hun var meddirektør for Brain Research Laboratories ved New York University School of Medicine. I 1988 var Prichep og hendes afdøde mand, E. Roy John, de første til demonstrere at hos normalt fungerende mennesker kan deres EEG-signals karakteristika beskrives ved et sæt matematiske ligninger som funktion af alder. Det betyder, at vi ved hjælp af statistik kan se på din hjerneaktivitet og bestemme, hvor normal den er i forhold til, hvad vi forventer af din alder, siger Prichep.

Strategien med at bruge sådanne normative data til at identificere abnormiteter i en persons hjernebølger er ikke uden skeptikere. En række engang lovende biomedicinske applikationer baseret på en lignende tilgang til QEEG er ikke lykkedes, siger Marc Nuwer , en klinisk neurofysiolog og professor i neurologi ved UCLA School of Medicine. Yderligere, siger Nuwer, uden en baseline-måling kan det ikke vides med sikkerhed, om en persons EEG-signal faktisk er unormalt. Forskellen kan være andre ting end hjernerystelse, som en medicin, en tidligere hovedskade eller noget helt andet, siger han.

Prichep er enig i, at en baseline kan forbedre følsomheden. Du kan være ved din baseline lidt anderledes end normalt, siger hun. Men klinikere vil generelt ikke have baseline-målinger for patienter, der ankommer til akutmodtagelsen.

BrainScope arbejder på en ny iteration af sin EEG-test, der er beregnet til at nå ud over, hvad der er synligt på en CT-scanning, ved hjælp af signalbehandlingsalgoritmer designet til at drage fordel af en nyere videnskabelig forståelse af hjernerystelsespatologi. Muligheden for at afkrydse boksen for, om nogen er CT-positive, er et krav for et brugbart produkt, men det er ikke slutningen på historien, siger Singer. Det er faktisk begyndelsen på historien.

skjule