運動腦震盪評估工具:ImPACT testing 和前庭動眼運動功能檢測

繼上次跟大家介紹 SCAT5 這項在各個競技比賽層級廣泛使用的腦震盪評估工具後運動腦震盪的臨床評估工具 – Sport Concussion Assessment Tool 5 (SCAT5),這次,想跟大家介紹另外幾項運動腦震盪常見的評估方式。和上次一樣,在講解下方會附上檢測的介紹影片。最後的部分想放上一些常見問題,希望能或多或少能幫忙解答各位臨床工作者的疑惑,如果有其他問題,也歡迎來信討論。

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看過上一篇的文章,大家或許會思考,使用 SCAT-5 評估疑似腦震盪個案的實際操作和給予分數的過程,可能會因個人因素而出現有施用或判斷偏差(bias)的情況。比方說在症狀評估(symptoms evaluation)中,個案有沒有可能因為個人原因,例如不想被換下場,而選擇不如實回報症狀。又或是在做平衡姿勢檢測(BESS)時,身為檢測者的你對失去平衡的狀況與另一個檢測者的標準是否一致等等。這些潛在的影響因子,都可能會影響測試的結果。換句話說,雖然 SCAT-5 是一項方便、好用的評估工具,但是裡面部分的檢測方式,可能會因為人為的因素而產生不一樣的檢查結果。提醒大家在實際操作時需要將這些可能的影響因子納入考量。

回到今天的主題,想與大家分享ImPACT testing,是另一套在美國學生運動員季前身體檢查中相當常見的腦震盪檢測項目之一,主要目的是藉由在尚未受傷前就做測試,讓我們有baseline資料在未來可以作為腦震盪後恢復的依據。


Immediate Post-concussion Assessment and Cognitive Testing (ImPACT) 急性腦震盪認知功能檢測

ImPACT 是一套電腦的應用程式,發行於2000年初期,裡面主要包括六項檢測,以及一項症狀評估量表1,是目前美國食品藥品管理局(Food and Drug Administration)核准,可在市面上販售,用來檢測可能由急性腦損傷(例如:腦震盪)所造成的認知功能影響。

由於 ImPACT 是需要購買使用的測試,有興趣的大家可以通過標題的連結到官網看看。這邊只會會大略帶過檢測的內容。六項檢測分別為文字記憶(word memory)、形狀記憶(design memory)、視覺工作記憶(X’s and O’s)、圖像配對(symbol match)、顏色配對(color match)以及三文字檢測(three letters)。根據六項測驗的結果,產生五個綜合分數,分別是語言記憶(verbal memory)、視覺記憶(visual memory)、視覺運動速度(visual motor speed)、反應時間(reaction time)以及衝動控制(impulse control)。

除了反應時間跟衝動控制以外,其他的指標都是分數越高表示認知功能越好。其中衝動控制主要是衡量檢測過程中,受試者總共有多少失誤(error),如果這項分數超過30分,當次的檢測結果可能是不準確或是無效的。

症狀量表的部分(如下圖),跟SCAT5的症狀評估表很類似(但不完全一樣),也是22項臨床症狀,分數由0(沒事)到6(最嚴重),總分為0-132分,分數越高表示症狀越嚴重。


Vestibular/Ocular Motor Screening (VOMS) 前庭動眼運動功能檢測

相較於 SCAT-5 跟 ImPACT 在臨床實行跟學術研究上已經行之有年,由匹茲堡大學的腦震盪團隊研發的VOMS2是近年來逐漸受到歡迎的腦震盪檢測方式之一。從先前提到的症狀量表可以發現,腦震盪的症狀是五花八門的,不只有常見的認知功能(無法專心、記憶的問題)、情緒(易怒、傷心)以及身體上的不適(疲勞、難以睡眠),還有前庭系統的問題3,例如因為前庭脊髓束(vestibulospinal tract)引發的身體姿勢控制的不平衡,或者因為前庭動眼系統(vestibulo-ocular system)出現異常,造成在頭部移動時,出線視野對焦的問題4,比方說在沒有腦震盪時,眼睛注視放置在桌上的蘋果,當你左右轉動頭部的時後,蘋果還是能清楚成像聚焦在視網模上。但如果腦震盪後前庭系統出現異常,這樣在頭部移動時的聚焦能力就會受到影響,但這又是運動員在重回運動場上需要具備的能力。

前庭系統,不只幫助我們維持日常生活移動時的身體平衡,還有掌管我們頭頸部與視野(visual field)跟周遭環境的相對位置。在VOMS被發展出來之前,用來評估與腦震盪相關的身體平衡檢測,僅限於上一篇提到的BESS以及Sensory Organization test(SOT)5。但是這兩項的檢測只能檢查前庭脊髓束是否異常,並無法有效反映出前庭動眼系統的問題,因此才有VOMS測試的發展。

VOMS總共有七個分項:

  • 順暢追蹤移動(smooth pursuit): 在頭部不動的狀態,眼睛是否可以對焦在移動的物體上,有上下左右四個方向,每個方向個二次。
  • 水平躍視(horizontal saccade): 在頭部不動的的狀態,眼睛是否可以在視野左右兩側的標地快速移動,左右各十次(或是十秒內最快可以多少次,杜克大學版)。
  • 垂直躍視(vertical saccade):在頭部不動的的狀態,眼睛是否可以在視野上下兩側的標地快速移動,上下各十次(或是十秒內最快可以多少次,杜克大學版)。
  • 視線會聚(convergence):不產生複視(double vision),能對焦在最靠近眼睛的物體上,不模糊。
  • 水平前庭動眼反射(horizontal vestibular ocular reflex):在頭部左右轉動下,是否能對焦在同一個物體,左右各十次(或是十秒內最快可以多少次,杜克大學版)。
  • 垂直前庭動眼反射(vertical vestibular ocular reflex):在頭部上下移動下,是否能對焦在同一個物體,上下各十次(或是十秒內最快可以多少次,杜克大學版)。
  • 視覺動態敏感度(visual motor sensitivity):當軀幹移動時,眼睛是否可以對焦在物體上,左右各五次。

監測的症狀有四個:頭痛(headache)、頭暈(dizziness)、噁心想吐(nausea )、腦霧(fogginess)。每做一個分項,都請受試者評分這四個症狀,0-10分,0分表示沒事,10分代表最嚴重,所以每一個分項的總分是0-40分。除了紀錄症狀以外,也需要注意眼睛在移動過程中是有不正常的移動,如果有發現則需要告訴隊醫。仔細看完這七個分項,可以知道這個順序是慢慢的疊加上去,來檢測視覺以及前庭系統的功能,前面四項針對控制眼球移動相關的腦神經(動眼、滑車、外展),後面三項,則是前庭系統。實務操作時要特別注意的,隨著檢測分項的進行,由於挑戰性提升,會越來越容易誘發腦震盪的症狀。

臨床上,在2014匹茲堡團隊發表的 “A Brief Vestibular/Ocular Motor Screening (VOMS) Assessment to Evaluate Concussions” 指出,如果經過任一項檢測後上升超過二分,有很高的機率是有腦震盪的。2

VOMS檢測單chrome-extension://ohfgljdgelakfkefopgklcohadegdpjf/https://blog.summit-education.com/wp-content/uploads/VOMS-explicit-directions.pdf


腦震盪的常見問題

Q:是否有單一的檢測能夠準確評估受傷的人是否有腦震盪?

目前尚未發展出一個或是一套像是核磁共振,來檢測肌肉、韌帶、骨骼傷害的黃金準則,來診斷腦震盪,仍需要更多未來研究,希望能在未來發展出更完善的評估方法。

如果把現階段所有臨床上評估的工具一一比較,只單看一種評估方式,SCAT-5 的症狀評估量表擁有最好的敏感度(sensitivity,真陽性率)6,7。也有文獻提出,綜合幾個評估工具 (SCAT-5的症狀評估量表 + BESS firm only+ SAC)的結果,在受傷的72小時內能夠有效提高診斷腦震盪的敏感度8,但其實也就是幾乎整套的 SCAT-5。再次強調,診斷上還是必須由具有運動醫學背景專業的醫師作審慎的評估。

Q:哪些是腦震盪常見的臨床症狀呢?

2017年由Dr. Zachary Y. Kerr團隊發表的 “Epidemiology of Sport-Related Concussions in High School Athletes: National Athletic Treatment, Injury and Outcomes Network (NATION), 2011–2012 Through 2013–2014”9 對27所美國高中作為期三年腦震盪的流行統計(Epidemiology)。他們發現最常見的五種症狀(下圖)分別是頭痛(94.7%)、頭暈 (74.8%)、難以集中精神(61.0%)、畏光 (46.6%)跟對噪音敏感(39.3%)。相信遇過或經歷過腦震盪的人都蠻認同的,以我自己為例,當初我的狀況是當下沒有任何不適,隔天上課時發現感覺頭的壓力很大,像是有人在推或壓我的頭,我也無法專心聽講,同時覺得自己怪怪的,好像不是百分之百的自己,但是卻無法講出一個明確的理由。後來經由跟老師討論才證實我的猜測,我得到人生第一個腦震盪。

Q:腦震盪需要休息多久才可以完全恢復回到運動場上?

根據2016年在柏林舉辦的第五屆腦震盪國際演討會公佈的 Consensus Statement 指出,大多數的研究提倡讓受傷的運動選手休息到完全沒有症狀(symptom-free),之後經由醫師評估並得到許可,才可開始為期7天的漸進式回場訓練 (return to play protocol)(下圖),最後再經由醫師評估給予回場的許可。

研究統計,症狀消失,成人(>18歲)平均需要10-14天,小孩(5-12歲)平均需要4週。總結來說成人大約要3週,而小孩大概是5週才可以回場(Unrestricted return to play )。另一方面,承接上一題提到的研究,Dr. Zachary的團隊指出,決大部分的選手(青少年)都在7天內 (40.7%)或是8到14天(21.7%)恢復到沒有症狀。

另一方面在可以比較性別的競技運動(籃球、足球、棒壘球)中,以7天內為例,男生恢復的人數比女生多(44.4% vs. 32.3%),而症狀恢復時間超過14天的選手中,女生的人數比男生高(33.0% vs. 24.4%)。所以作者認為,在相同的比賽模式跟規則下,女生有較高的風險比男生更容易受到腦震盪的傷害,另一方面也有可能女生比較能表達自己的感受,所以會有比較高的機率被運動醫學團隊紀錄到。

我想我們常常會有先入為主的觀念說男性應該會比女性較容易有運動傷害,比方說膝蓋的前十字韌帶,以總數來說可能沒有錯,但是以訓練量(Athletic exposure)來敘述才比較精確,換句話說,在相同的訓練量跟參與競技運動的時間比較,女性其實比男性更容易有前十字韌帶的損傷,當然以這篇研究腦震盪的結果也是。

個人觀點

         希望藉由這二篇介紹大家能對臨床上腦震盪的檢測,有近一步的認識。由於篇幅的問題,我挑選了三個我認為最重要的常見問題,如果還有額外的訊息想要了解,可以來信討論。下一篇,我想要介紹幾個目前新興且還在研究或研發的腦震盪檢測方式,也會提及目前臨床腦震盪檢測的一些瓶頸。

作者:

周宗燁 TsungYeh Chou
博士生 University of Delaware 運動力學與動作學系
Research Coordinator for NCAA-DoD CARE consortium

編修:黃昱倫 Yu-Lun (Anita) Huang


參考資料

1.        Iverson GL, Brooks BL, Collins MW, Lovell MR. Tracking neuropsychological recovery following concussion in sport. Brain Inj. 2006;20(3):245-252. doi:10.1080/02699050500487910

2.        Mucha A, Collins MW, Elbin RJ, et al. Brief VOMS assessment to eval concussions. Am J Sports Med. 2014;42(10):2479-2486. doi:10.1177/0363546514543775.A

3.        Hoffer M, Gottshall K, Moore R, Balough B, Wester D. Characterizing and treating dizziness after mild head trauma. Otol Neurotol. 2004;25(2):135-138.

4.        Cullen K. The vestibular system: multimodal integration and encoding of self-motion for motor control. Trends Neurosci. 2012;35(3):185-196.

5.        Nashner LM, Black FO, Wall C. Adaptation to altered support and visual conditions during stance: patients with vestibular deficits. J Neurosci. 1982;2(5):536-544. doi:10.1523/jneurosci.02-05-00536.1982

6.        Garcia GGP, Lavieri MS, Jiang R, McAllister TW, McCrea MA, Broglio SP. A Data-Driven Approach to Unlikely, Possible, Probable, and Definite Acute Concussion Assessment. J Neurotrauma. 2019;36(10):1571-1583. doi:10.1089/neu.2018.6098

7.        Register-Mihalik JK, Guskiewicz KM, Mihalik JP, Schmidt JD, Kerr ZY, McCrea MA. Reliable change, sensitivity, and specificity of a multidimensional concussion assessment battery: Implications for caution in clinical practice. J Head Trauma Rehabil. 2013;28(4):274-283. doi:10.1097/HTR.0b013e3182585d37

8.        Broglio SP, Harezlak J, Katz B, et al. Acute Sport Concussion Assessment Optimization: A Prospective Assessment from the CARE Consortium. Sport Med. 2019;49(12):1977-1987. doi:10.1007/s40279-019-01155-0

9.        O’Connor KL, Baker MM, Dalton SL, Dompier TP, Broglio SP, Kerr ZY. Epidemiology of sport-related concussions in high school athletes: National athletic treatment, injury and outcomes network (NATION), 2011-2012 through 2013-2014. J Athl Train. 2017;52(3):175-185. doi:10.4085/1062-6050-52.1.15

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