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Martin Lin, Taiwan, currently in UK

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震盪效應 Concussion 你聽過慢性創傷性腦病變(Chronic Traumatic Encephalopathy)嗎?

Updated: Aug 20, 2021


今天要談的主題可能在台灣的運動產業裡頭比較少見。Concussion(震盪效應)是一部 2015年由威爾史密斯(Will Smith)主演的電影。內容主要是在講述一位在匹茲堡的腦神經科學醫師 Omalu(有興趣可以看Wikipedia的介紹)在 2002 年幫前匹茲堡鋼鐵人傳奇Mike Webster進行死後解剖時發現了他的大腦外表上看起來很正常,但在病理玻片下可以說是一場災難。他將這樣的疾病稱為慢性創傷性腦病變(Chronic Traumatic Encephalopathy, CTE)並於2005年在期刊 Neurosurgery 中發表了 “Chronic Traumatic Encephalopathy in a National Football League Player” 的一篇文章,正式的將 CTE 與美式足球連結了起來。

這樣的舉動等於是和整個 NFL (美國國家橄欖球聯盟)宣戰,官方一直不願意承認事實,直到2009年才開始對這個問題進行處理,更是到了2016年 NFL 的 Senior vice president for health and safety policy, Jeff Miller 在國會上承認美式足球和 CTE 之間的關聯。有興趣的人真的可以去看看這部電影,Will Smith 的演技,自如的轉換口音令人嘆為觀止。另外一位醫師為了人、為了科學和整個產業抗衡,看得我渾身雞皮疙瘩。以下就進入重點,來看看何謂 CTE 吧!


慢性創傷性腦病變(Chronic Traumatic Encephalopathy)

歷史

關於 CTE 的研究最早可以追溯到 1920 年代,當時的醫師主要是在拳擊手身上發現他們會有顫抖、移動緩慢、失智、語言與情緒問題,他將這樣的疾病稱作 Dementia Pugilistica。而在1949 年一位醫師以 “Punch-drunk syndromes: the chronic traumatic encephalopathy of boxers” 讓 CTE 這個名詞出現在醫界,而 CTE 在一開始被認為只和拳擊手有關,與其他運動並沒有關係。一直到 Omalu 2002年在 Mike Webster 身上發現了類似的狀況並於 2005 年發表了第一篇 CTE 與美式足球員的文獻,才開啟了這之間的關聯。


流行病學

在 2019 年的 Annals of Neurology 中指出 CTE 在美式足球員中的風險與嚴重程度和球員遭受過的 Concussion(腦震盪)的次數無關,但是和球員的生涯長度有關。此外,在 266 位已故的美式足球員中,有 223 位被發現有 CTE 的存在。球員獲得 CTE 的風險以每年 30% 的機率增加(每2.6年會增加一倍)。


症狀

CTE 最主要的症狀是一些神經學與認知功能的受損。CTE 大概可以分為四個階段。在第一個階段通常沒有什麼特殊的症狀;第二個階段就會開始出現一些情緒上的變化例如易怒、衝動、憂鬱等等,這些症狀的出現通常是在經過長期腦部創傷的八到十年之後;第三個階段則會開始出現一些記憶衰退與認知功能異常的狀況;第四個階段也就是最後一個階段就會演變成嚴重的失智。


成因

CTE 是一種神經性退化疾病(Neurodegenerative Disease),目前認為最主要的成因是腦部受到不斷的衝擊(Repetitive Brain Trauma)引起慢性的腦損傷所造成的。現在最常發生衝撞性的運動例如拳擊、橄欖球等等。目前對於要經歷過多少的撞擊與撞擊的嚴重程度才會造成 CTE 還沒有定論。

病理玻片上會發現很多的 p-tau 蛋白的沉積,這個沉積同樣也會在阿茲海默症( Alzheimer's Disease)中被發現。p-tau 蛋白的沉積一開始只會發生在特定的腦部位置(以前額葉 Frontal lobe 最常見)並只是零星的散佈。但隨著時間的進展沉積的範圍會越來越大,慢慢侵犯到顳葉、海馬迴、杏仁核(Temporal lobe, hippocampus, amygdala)等地方進而影響到我們的情緒與記憶。最後 p-tau 的沉積會遍佈幾乎整個大腦,而大腦中許多的神經細胞也會因為這些沉積而死亡,整個腦部也會看到萎縮的情形。

下面的圖片來自 Evan Walxer October 8, 2013 包含了不同的 CTE 的症狀,圖中所看到的褐色小點就是 p-tau 蛋白的沈積。隨著時間的推展,沉積的範圍也越來越大。


診斷

CTE 的確診目前只能夠經由死後解剖而得知,腦部的 p-tau 蛋白沉積沒有辦法從 CT 或是 MRI 看出有明確的病變。不過就在2017年,Dr. Omalu 同樣在期刊 Neurosurgery上發表了一篇文章 “Postmortem Autopsy-Confirmation of Antemortem [F-18]FDDNP-PET Scans in a Football Player With Chronic Traumatic Encephalopathy” ,這是第一篇文章在活人身上確定有 CTE 的診斷。透過這種特殊的放射性影像檢查,有機會可以對 CTE 進行診斷,但這個影像檢查仍然需要更多的實驗及案例證實其效力。有興趣的可以看這個影片

目前對於 CTE 的診斷還是比較偏向臨床症狀與病史的詢問,針對高危險群(反覆頭部創傷的歷史),如果再加上一些 Cognitive problem(認知功能障礙),如同上面症狀所述,就必須要懷疑 CTE 的診斷。


治療

關於 CTE 目前並沒有一個有效的治療方式,他是一種不可逆的腦部退化,所以一旦發生基本上是沒有辦法痊癒,只能就症狀進行治療。因此,如何預防其產生就相當重要。


預防

在談到如何預防疾病的時候,首先我們必須要知道疾病的成因。以 CTE 來說,目前知道的是他和美式足球或是拳擊這類會不斷造成頭部創傷的運動有關。因此,要預防 CTE 最有效的方式就是從這個方向下手。

就預防運動傷害來說可以分為三個部分:

  • Primary:防止頭部受到撞擊,例如曲棍球中在一定年齡前限制不能有身體衝撞

  • Secondary:加強對於在頭部受到撞擊後的醫療照護,避免併發症

  • Tertiary:透過教育宣導不要繼續進行危險的撞擊性運動,以預防長期的併發症的發生

Benson 等人於 2009 年做的一篇 Systemic Review 中可以得到以下的結論:

  • 頭盔的使用可以減少滑雪、腳踏車的頭部創傷風險,但並無法減少 Concussion 的風險

  • 並沒有強力證據指出 mouth guard(牙套)或面罩的使用可以減少 Concussion 的風險

  • 完整的面部保護可能可以減輕 Concussion 的嚴重程度(以缺席比賽的時間當指標)

Benson 又在2013年發表了另一篇的文章也得到類似的結論但這次他提出:

  • 訓練頸部肌肉和降低 Concussion 的風險也沒有明確的證據

  • 沒有足夠的證據指出規則的改變和 Concussion 的預防有明確相關

然而就理論上來說,增強頸部肌力應該會對預防 Concussion 有幫助,所以目前訓練頸部肌肉還是會被放在這類衝擊性運動的訓練或是復健中。而這樣的概念也被 Collins 等人在 2014 年的研究間接證實,他們發現頸部肌肉減少一磅會增加 5% 得到 Concussion 的機率。然而護具的使用也會有潛在讓選手覺得安全因而更放膽地進行衝撞的疑慮。


在規則的修改上,目前如英國的橄欖球聯盟與世界橄欖球大賽也不斷的研究如何可以減少 Concussion 的風險。他們發現 76% 的 Concussion 和 Tackle(擒抱)有關,其中 High tackle 受到 Concussion 的風險比一般高出 72% ,而執行擒抱的人又比持球者高出 4 倍的風險。因此絕大多數的橄欖球聯盟目前都慢慢更改了 Tackle height,並且嚴格禁止 High tackle。在 Rugby World Cup 2019 年的 Concussion rate 比 2015 年低了 35%,可以看到規則的修改還是會有些幫助的。

這裡有一個有趣的小事件,英國橄欖球聯盟(Rugby Football Union)在 2019 年一月分的時候終止了他們將 Tackle height 修改到 below armpit(腋下,原本是肩膀)的試驗給終止了。他們確實達到將 tackle above armpit 的比例降低,但是卻意外的發現了 Concussion 的比例卻增高了 67% 。目前合理的解釋在於,因應了新的規則,被擒抱者採行了一個彎腰的動作,導致擒抱者的頭部與肩膀直接撞上了被擒抱者的骨盆,這樣的衝擊力與所帶來的旋轉加重了 Concussion 的風險。不過在 2019 年的八月份他們又重新開始了新的研究,將規則改到只能在腰部撞擊,希望看看這樣的改變是否可以減少傷害的產生。

除了上述的重點以外,教育以及如何進行復健以確保選手能夠安全的回到場上是一大重點。如果沒有良好的教育與告知球員關於 Tackle 的技巧與可能的結果,也會造成傷害的比率提高。而在復健的部分將不會在這篇文章中敘述,之後會另外找一篇文章好好講述關於 Concussion 的種種。但簡單來說就是要漸進性的回到場上,各個聯盟基本上都有一套屬於自己的 Graduated Return to Play 的流程以確保選手已經康復。所有運動傷害復健的重點都在於回到場上,但更重要的是如何安全的回到場上以避免二度的傷害


總結

希望透過這篇文章可以讓大家了解到不同運動可能會面臨的運動傷害,以及如何處理的概念。雖然在台灣這類衝撞性的運動比較不盛行,但是關於疾病預防的一些概念是通用的。運動本身當然會有不同的危險性,但更重要的是從事運動的人對於這項運動的了解,包含技巧、規則與風險等等有多少。另外,從國外的例子也可以看到何謂科學精神與如何將科學融入在整個運動產業之中。


Dr. M 我們下次見!


References

1. Omalu BI, DeKosky ST, Minster RL, Kamboh MI, Hamilton RL, Wecht CH. Chronic traumatic encephalopathy in a National Football League player. Neurosurgery. 2005;57(1):128-34.

2. Omalu B, Small GW, Bailes J, Ercoli LM, Merrill DA, Wong K-P, et al. Postmortem autopsy-confirmation of antemortem [F-18] FDDNP-PET scans in a football player with chronic traumatic encephalopathy. Neurosurgery. 2017;82(2):237-46.

3. Collins CL, Fletcher EN, Fields SK, Kluchurosky L, Rohrkemper MK, Comstock RD, et al. Neck strength: a protective factor reducing risk for concussion in high school sports. The journal of primary prevention. 2014;35(5):309-19.

4. Mez J, Daneshvar DH, Abdolmohammadi B, Chua AS, Alosco ML, Kiernan PT, et al. Duration of American football play and chronic traumatic encephalopathy. Annals of neurology. 2019.

5. Benson BW, Hamilton GM, Meeuwisse WH, McCrory P, Dvorak J. Is protective equipment useful in preventing concussion? A systematic review of the literature. British journal of sports medicine. 2009;43(Suppl 1):i56-i67.

6. Benson BW, McIntosh AS, Maddocks D, Herring SA, Raftery M, Dvořák J. What are the most effective risk-reduction strategies in sport concussion? Br J Sports Med. 2013;47(5):321-6
















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