La recherche de l’UTSA aide les entraîneurs de football à évaluer le risque de commotion cérébrale en temps réel | UTSA aujourd’hui | UTSA
« Ce que nous essayons d’accomplir est de mettre en place une batterie d’évaluation régulière – en utilisant les données d’impact de la tête – avec notre modélisation de la déformation des tissus et nos tests de biomarqueurs, afin que les joueurs puissent être surveillés à tout moment, pendant et après le match, pour le risque de commotion cérébrale », a ajouté Hajiaghamemar. « Je ne suis au courant d’aucune recherche combinant ces trois éléments, ainsi qu’un modèle de données unique pour interpréter les résultats. »
Pour tester la théorie, ils se sont associés à l’équipe de football du lycée épiscopal TMI dans le nord-ouest de San Antonio. Avant chaque match et entraînement, les étudiants en génie biomédical James Wallace et Sammy Elashy gérer et distribuer des protège-dents de haute technologie aux joueurs de football participant au programme pour collecter et analyser les données cinématiques de la tête. Les protège-dents, conçus par un fournisseur tiers, contiennent un ensemble de capteurs de gyroscope et d’accéléromètre qui transmettent les données d’impact de la tête via Bluetooth à un ordinateur sur la touche.
Wallace et Elashy enregistrent également les entraînements et les matchs sur vidéo pour des données d’impact supplémentaires. Une partie du travail consiste à vérifier la vidéo pour confirmer si la biomécanique de l’impact de la tête capturée par les capteurs du protège-dents provient d’un impact réel.
« La vidéo que nous enregistrons est une étape supplémentaire pour confirmer les lectures de commotions cérébrales », a déclaré Elashy. « Parfois, il y a de fausses lectures dues au fait que les joueurs mâchent trop fort leur protège-dents. »
Seidi, qui est également un expert en conception de casques, affirme que la capacité d’identifier les blessures à la tête au fur et à mesure qu’elles surviennent est l’un des principaux avantages pour les joueurs et leurs familles qui résulteront de cette étude.
« Dans de nombreux cas, les commotions cérébrales ne sont pas signalées parce que l’athlète ne réalise pas l’étendue de son impact sur la tête. Ils peuvent ne pas avoir de symptômes cliniques graves à remarquer ou ils ne veulent pas être retirés du jeu », a expliqué Seidi. « L’identification des blessures à la tête en temps réel, pendant un match, donnera aux entraîneurs les données scientifiques à utiliser avec les protocoles de commotion cérébrale existants pour protéger les joueurs contre d’autres blessures. »
« Je jouais au football quand j’étais au lycée », a ajouté Wallace. « En participant à ce projet de recherche, je suis sûr d’avoir eu quelques commotions cérébrales, mais je ne m’en suis pas rendu compte. »
Les capteurs de protège-dents mesurent deux types de cinématiques, ou impacts de tête, appelés mouvements linéaires et angulaires de la tête. Les données du protège-dents sont transmises à un ordinateur portable sur la touche qui comporte un modèle informatique pour évaluer le risque de commotion cérébrale. Le modèle intègre les données disponibles de vitesse angulaire maximale (PAV) provenant d’études sur des porcs et des données de la Ligue nationale de football.
Les données PAV suivent la rotation et le mouvement de rotation du cerveau lors d’une collision de la tête. Le modèle informatique est programmé avec des charges biomécaniques établies sur les quantités de déformation cérébrale que le joueur peut tolérer. Les lectures ont lieu en temps réel et sont visualisées sous forme de graphique à barres. L’entraîneur et l’entraîneur sont avertis lorsqu’une lecture dépasse la charge de déformation cérébrale acceptable.
La troisième étape du processus de détection des commotions cérébrales est le test de biomarqueurs à l’aide d’un échantillon de sang. Le test de biomarqueur détermine s’il existe des niveaux élevés de protéines de pointe dans le sang qui résultent d’un traumatisme cérébral. David Zhang, un étudiant diplômé en génie biomédical, recueille et analyse les échantillons de sang avant et après avoir joué au football et chaque fois que les joueurs reçoivent un choc à la tête pour analyser les biomarqueurs de lésions cérébrales dans le sang.
Les entraîneurs et entraîneurs peuvent obtenir des données quotidiennes pour suivre les niveaux d’impact afin d’identifier les tendances avec les joueurs, les positions ou certains entraînements ou matchs. Cela aide les entraîneurs à enseigner et à renforcer les techniques de plaquage afin de minimiser la gravité des impacts à la tête. Des 21 joueurs faisant partie du programme, deux ont subi des commotions cérébrales au cours de la saison.
« Pendant un match en particulier, un joueur avait une charge cérébrale plus élevée que la moyenne des autres matchs », a déclaré Hajiaghamemar. « J’ai interrogé le préparateur physique à ce sujet, et il a dit que le match était contre un rival, il est donc intéressant de voir comment certaines conditions peuvent augmenter les niveaux d’impact sur la tête. »
TMI a terminé sa saison de football le 13 novembre. L’équipe de commotion cérébrale de l’UTSA passera son intersaison à évaluer toutes les données. Un domaine d’intérêt est l’analyse des joueurs avec des impacts répétés de la tête sous-commotionnels. Ils étudieront comment leurs biomarqueurs liés au cerveau ont été modifiés en raison d’une saison d’expositions répétées de la tête, en particulier pour les joueurs les plus agressifs.