在过去的十年中，在评估运动相关性脑震荡的方法和确定受伤后临床康复的自然史方面取得重大进展。然而，关于SRC对大脑结构和功能的急性神经生物学影响以及损伤后生理恢复的最终时间进程，仍然存在关键问题。使用先进的神经影像技术进行的研究表明，脑震荡与大脑的代谢和生理变化有关，这与脑震荡后的症状以及急性损伤后阶段神经认知测试的表现有关。同时，新型和选择性血液生物标志物的评估以及创伤性脑损伤的基因检测已迅速扩展，但在SRC研究中应用有限。从更广泛的TBI文献中扩展出来的同时，人们对遗传学在预测与SRC和运动员重复性头部撞击有关的受伤风险，长期康复和长期神经系统健康问题中的作用也越来越感兴趣。临床上，需要诊断性生物标志物作为评估运动员脑震荡的存在严重性的更客观的手段。除了潜在的诊断用途，对SRC后恢复的预后生物标志物的开发也引起了浓厚的兴趣。新兴数据表明，轻度创伤性脑损伤后，生理异常可能会持续到典型的临床恢复范围之外，这引起了人们对在急性恢复阶段重复受伤相关风险的担忧。最令人担忧的是脑部脆弱的窗口当大脑仍在生理上受损并且运动员遭受重复伤害的风险增加时，可能会超出临床恢复的范围。可以可靠地反映出神经元，轴突和神经胶质损伤或微观病理学程度的影像学和血液生物标志物可以诊断和预测SRC后的临床恢复结果。肿瘤基因检测网对现有文献进行系统的综述，内容涉及高级成像，流体生物标志物和基因检测在SRC评估中的实用性。
　　 第5届国际脑震荡国际共识会议采用系统评价方法解决以下核心问题：哪些先进或新颖的测试可以帮助评估SRC？高级神经影像学起什么作用？脑脊髓液，血液以及尿液和唾液生物标志物的作用是什么？基因或表观遗传测试的作用是什么？进行三个独立的系统文献检索，以解决上面列出的每个问题。系统搜索的逐步方法和工作流程已在国际前瞻性系统评价注册簿中进行了注册。先前的评论已经分别评估TBI或SRC的更广泛范围内的成像，生物标志物和遗传学的科学状态，但这对新技术的最新证据的首次综合评论。鉴于系统综述的重点是新兴技术的发展，搜索限于2000年1月1日至2016年12月31日期间的已出版文献。决定纳入2000年以来的已出版文献是基于现代技术具体审查问题；这一发现得到进一步的支持，该发现是符合纳入标准的文章最早发表是MRI2004年，生物标志物2013年和遗传学2015年。搜索策略是与专业的医学图书馆员共同制定的，后者还对该策略进行独立的同行评审。用于这三个搜索的关键词和医学主题词术语的组合。所有三个搜索均使用一组常见的针对颅脑损伤和运动的搜索词，然后与针对神经影像，生物标志物和遗传学的搜索的特定词组合。除了符合MeSH术语标准外，要纳入研究的基本要求还包括：文章以英文发表，代表原始研究，涉及人类研究，仅与SRC有关，包括来自涉及SRC评估中涉及神经影像学，液体生物标志物或基因测试的研究的数据，并且至少收集一个数据受伤6个月内点。两位审稿人共同筛选文章以纳入。首先审查标题和摘要，排除重复和无关的文章，然后进行全文筛选。咨询第三位审稿人以解决有关文章收录的差异。
　　 作者小组的成员从纳入的研究中提取相关数据，以填充每次搜索的数据提取工具。然后，小组根据各自搜索领域的专业知识进行与每次检索相关的评论。对于纳入的研究，使用了标准化的数据提取方法。文章按出版年份的时间顺序排列，以说明研究的模式和随着时间的变化。工作组的两名主题专家独立检查了所有检索到的引文，以确定是否被纳入。根据Cochrane合作组织的建议，QUADAS-2的改进版用于评估已确定的诊断准确性研究的偏倚风险。基于年龄，性别和运动的代表性程度，评估可推广性。每个研究的两名主要审核者独立评估已鉴定研究的偏倚风险。使用改良的QUADAS-2工具，对每个纳入研究的总体偏倚风险进行评估。与独立的三级评等商协商后，差异得以协商解决。根据简单的分级“证据等级”分级系统，对每个搜索区域的总体证据等级进行分级，该分级系统是根据“建议评估，制定和评估分级”工作组。在不确定的情况下，获得了全文，并通过与第三位审稿人进行讨论和协商来解决任何分歧。最后，主题专家对这三项检索中每项检索的总体证据水平进行定性综合，并在每个结果部分进行报告。
　　 电子文献数据库搜索确了3222篇文章。在应用其他要求并消除重复的文章后，共有98位患者有资格进一步审查。总结各个领域研究的主要发现。使用神经影像学和电生理学方法进行的76项研究显示，评价中评估的每种方式均对SRC产生显着影响。包括弥散张量成像，基于任务的功能性MRI，脑电图与定量EEG，磁共振波谱和静止状态fMRI，以及较少使用脑血管反应性，动脉自旋标记，经颅磁刺激的研究，磁化率加权成像和功能性近红外光谱。尽管分配的复习问题中未明确提及脑电图和TMS，基于SRC研究中使用这些技术的已发表报告，决定将它们包括在评价的神经影像部分。对于任何特定标记物的研究数量有限，时间框架不同，缺乏标准化以及所采用的分析方法不同，因此很难确定一致的模式。但确实出现一致的模式。使用MRS时白质中的N-乙酰天门冬氨酸减少最多，有证据表明急性减少，随后在受伤后30天恢复。其他人则报告说其NAA水平下降的趋势更为长期。很少有研究观察到SRC对其他代谢物的影响，尽管也没有报道。DTI的大多数工作报告在受伤后6个月内白质的平均扩散率降低或分数各向异性增加，尽管已报道相反的模式或结果无效。此外，已描述大多数观察到的径向扩散系数的减小，而轴向扩散系数的增大和减小均已描述。
　　 任务功能磁共振成像研究的结果更具可变性。大多数人使用工作记忆范式，导致发现的结果各不相同，似乎相互矛盾，据报道，与任务相关的网络增加和活动减少。然而，多项研究报告说，在SRC之后，在各种任务中核心任务区域以外的活动也有所增加。受伤后的时间，任务变量和症状表现可能是影响因素。此外，尽管研究都对工作记忆进行研究，但是所使用的刺激的类型和数量相差很大，这可能解释过度激活与过度激活结果之间明显的不一致。静止状态fMRI文献的发现也有所不同，可能是因为方法不同。尽管如此，默认模式网络是SRC文献中研究最广泛的网络。结果因研究而异，但是研究之间和研究之内，DMN区域之间的连通性都有所增加和减少。与执行功能，视觉和运动网络相比，功能连接性也发生变化。SRC对静止或不同工作条件下的EEG/qEEG的影响。相对于损伤前的基线测量，多项研究评估损伤后的电生理变化。例如相对于基线，几种脑电图指标在受伤后的差异。qEEG的测量结果也显示，SRC后第8天相对于基线发生了改变并且与脑震荡的严重程度有关，这突显电生理测量在SRC评估中的潜力。由于研究数量有限，很难评估其他方法的一致性结果。然而，在研究SRC后脑血流量的五项研究中，有四项报告说在急性和亚急性阶段，甚至在更慢性的时间点有所减少。另一项研究报告静息脑血流量没有差异，尽管确实报告CVR升高，但与其他显示CVR受损的研究一致。
　　 根据改进的QUADAS-2工具中概述的评分标准，大多数神经影像学研究虽然质量高且内容丰富，但至少具有中等偏倚风险。最常见的是由于包含有限的年龄范围，男性运动员的注意力有限的样本量而缺乏通用性。其他因素包括缺少适当的对照组，缺乏伤前登记以及由于关于mTBI/SRC的定义诊断的信息有限而导致的测量偏差。同样，应该承认出版偏见限制了报告无效结果的报道，尽管这个问题并不是当前文献所独有的。鉴于上述情况，肿瘤基因检测网认为神经影像和电生理措施在SRC的临床评估中作用的证据水平很低，因为所审查的大多数研究并非旨在专门评估临床潜力。相反，他们旨在使用该标记物评估SRC的效果。因此出于本综述的目的，在将这些标记物用于SRC的临床评估的证据水平与其用于表征所涉及的病理生理学的证据之间进行区分。神经成像和电生理措施在表征SRC的病理生理方面具有重要作用。十六篇论文符合纳入排除标准，涉及使用液体生物标志物进行脑震荡后的诊断或预后。14篇论文分析血液生物标志物，1篇论文分析唾液皮质醇，1篇论文分析CSF。十一篇论文发现以下一种或多种血液生物标志物的显着改变，可能会有助于SRC的诊断：α-氨基-3-羟基-5-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸受体肽，S100钙结合蛋白B，总tau，海蟾蜍毒素，血浆可溶性细胞朊病毒蛋白，胶质纤维酸性蛋白，神经元特异性烯醇化酶，钙蛋白酶衍生的αII-血影蛋白N末端片段，tau-C和代谢组学分析。相反，NSE，visinin样蛋白-1，总tau的tau-A和唾液皮质醇没有从非脑震荡运动员区分脑震荡的运动员。几种血清生物标志物，例如SNTF，喹啉酸，催乳素和tau-A在预测脑震荡后的结局方面显示出早期证据。最后，脑震荡后综合征的运动员观察到脑脊液中淀粉样B-42水平降低和神经丝光增加，尽管结果很大程度上是由脑震荡后综合征持续时间超过1年的运动员所驱动。流体生物标记纸的总体偏倚评级风险为中度到高度。偏见的高风险最常见是由于外部有效性有限以及在性别，年龄和运动方面的通用性差。导致中度到高风险的其他因素包括样本量小，没有对照组和缺乏季前评估。认为在SRC的临床评估中使用液体生物标志物的总体证据水平较低。但早期但有限的证据确实表明，流体生物标志物可能有助于对人类脑震荡的潜在病理生理学进行科学了解。
　　 SRC后的结果是可变且不可预测的，表明除损伤严重程度以外的其他因素是重要的调节因子。有关TBI遗传预测因子的新兴文献强调它们的相关性，并提出遗传变异可以调节结果的四个广泛背景：就损伤程度而言调节给定神经创伤“剂量”的影响，对创伤的调节修复机制，从而影响恢复的轨迹和最终的功能结局；调节损伤前性状或认知，以及遗传易感性与神经行为障碍和神经创伤之间的相互作用。搜索策略确定六篇专门针对SRC中遗传因素的论文。其中，两个人在本质上相同的同一组队列研究中，在脑震荡后和亚急性研究了基因表达。在这组大学生运动员的赛前基线和损伤后样本中进行比较，结果显示，驱动免疫和炎症途径的基因表达差异明显，而下丘脑-肾上腺-垂体轴功能则亚急性。其他四篇论文检验与特定候选基因有关的假设。在一组87名脑震荡的运动员中研究可变数目串联重复等位基因在GRIN2A启动子区域中的作用。60天以上的恢复时间与等位基因的长变异有关。在一组受伤的大学运动员中，APOEe4等位基因与总症状评分，认知和身体症状以及头痛的存在和严重程度之间的关联性经过评估，平均受伤时间为10天。另一项针对40名脑震荡大学运动员的研究对SLC17A7基因启动子区域的rs74174284多态性进行研究，发现C等位基因与恢复时间延长和运动能力较弱有关。总体而言，在已审查的研究中，偏倚的风险为中度到较高作为对照。临床应用的总体证据水平被确定为低，从而禁止通过基因检测进行SRC的临床评估或管理。然而，现有的研究提供了“概念证明”，即遗传评估可能会识别出那些有可能因SRC而导致不良结局的风险，甚至在受伤之前。尽管尚不能将遗传评估作为SRC管理中的临床工具，但它肯定值得进行进一步的研究。
　　 在过去的20年中，从基础动物模型和人体研究中对mTBI的潜在神经生物学和病理生理学以及脑震荡的理解有显着进步。肿瘤基因检测网的系统评价中包括近100项研究在过去15年中采用专门用于SRC的先进技术，这一事实清楚地表明该领域的研究进展。也就是说，这项工作的当前状态受到几个因素的限制，包括研究每种方式的研究数量相对较少，研究样本量小，研究设计变化，结果测量和分析方法的多样性以及研究时间的缺乏一致性。损伤后的数据收集点，以及由于研究之间的通用性非常有限而产生的偏见风险。根据肿瘤基因检测网的评估，系统评估中包括的集体机构至少被认为具有中等偏见风险。偏见评级的风险显然受到局限性的影响更大，而不是受到与研究者冲突，研究设计，外部影响等相关的传统意义上固有的或固有的偏见的影响。普遍性在很大程度上受到研究样本的大小和范围的限制。这将是将来要克服的研究工作的重要考虑因素。最终，确定这些先进技术的实用性可能会分为两个平行的讨论：将其用作研究工具以研究与SRC相关的大脑结构和功能的变化；将其作为损伤的诊断和预后指标的临床应用除了肿瘤基因检测网目前的临床工具外，还可以进行恢复以协助SRC运动员的评估和管理。在其目前的准备情况方面的临床应用，肿瘤基因检测网的系统回顾额定证据的水平低，先进的神经影像学，低流体生物标记物和低的基因检测。但是，与此同时系统评价总体上支持先进的神经影像，流体和遗传生物标记物在旨在鉴定脑震荡的神经生物学作用和损伤后神经生物学恢复的自然史的研究中的实用性。
　　 对神经影像学证据的评级与北美放射学会最近发表的关于在评估TBI中使用先进的神经影像学方法的立场声明相一致。先进的神经影像学必将在SRC的未来研究中发挥关键作用。同样，液体生物标志物的使用使肿瘤基因检测网对SRC的病理生理学有了更深入的了解，但标志物的验证尚处于初步阶段。在临床上，血液生物标志物需要数小时的分析并需要获得基础科学实验室的支持，目前在竞争性运动环境中评估急性SRC尚不可行。未来的研究将采用更大的样本量，标准化的方案以及更严格的研究设计，包括基线测试，适当的对照，分析和现实结果评估，进一步的研究对于确定神经生物学恢复的时间过程是否与临床或主观恢复“耦合”或神经生物学恢复的尾部延伸到超出观察到的终点的程度至关重要临床康复。在研究环境中，这项工作是理解人类脑震荡的病理生理学的关键性下一步。从临床角度来看，沿着这些思路进行的发现对于确定运动员何时能够完全康复并适合安全地恢复活动而又不会增加风险或不易造成其他伤害，具有重大意义。此外，新技术可以使研究人员更好地确定重复性头部撞击对大脑结构和功能的影响，应当承认，基因检测并非旨在用于脑震荡的诊断，但在确定影响SRC后受伤和恢复风险的因素方面具有重要意义。尽管缺乏有关这种差异基因表达如何影响结局的数据，但来自遗传学研究的数据可能会提供有关宿主对脑震荡反应的有趣见解，从而无法推断这些变化是否构成疾病的致病机制或修复性宿主反应。显然，需要进行大规模的研究工作，以确定遗传学在更广泛的TBI空间中所起的作用，并与SRC运动员特别相关。
　　 考虑到脑震荡的复杂病理生理学，认为单一的诊断和预后生物标志物解决方案不太可能占上风。而是，特定成像，液体和遗传生物标记的整合组合预计将在临床护理中发挥最大的作用。最终对SRC的神经生物学和遗传学方面的研究预计将对基于证据的SRC运动员的临床管理方法具有重大的转化意义，就像过去20年来的应用临床研究一样。肿瘤基因检测网提供以下建议，以进一步加深对SRC病理生理学的了解，并确定这些先进技术在SRC临床评估中的潜力：更大样本量的参与者，在运动，年龄和性别上都有更大的代表，尤其是涉及青年和女运动员的研究。运动员的伤前登记可以真正预期地招募连续的伤员。尽管对于神经成像通常不切实际，但在损伤前收集生物标志物将代表理想的研究设计。先验假设驱动的研究基于临床前模型和非运动性颅脑损伤的脑震荡的神经病理生理学的最新证据。探索性的研究也可能导致重要的突破。为了更好地理解脑震荡和重复性头部撞击对大脑结构和功能的影响，肿瘤基因检测网对所使用的对照组进行了仔细考虑。采用标准的损伤标准，评估的时间框架以及结果和恢复的多维度量，以及方法中的度量和处理策略，以允许在各个研究之间进行比较。同时评估多种生物标志物，以确定SRC临床评估中每种标志物的累加值。与其简单地显示测量值与诊断或结果之间的关联，还不如证明新型生物标志物相对于当前方法的其他好处，这一点很重要。临床效用更可能来自生物标志物的组合，而不是单个生物标志物。肿瘤基因检测网建议在技术内或跨技术探索生物标志物面板。系统地进行搜索和审查的一些限制值得考虑。首先，指定的系统评价的范围是有目的的，以便为第五届国际运动脑震荡国际共识会议提供信息，但仍进行较少的合格研究，尤其是在流体生物标志物和遗传学方面。除了上述方法上的局限性会影响所审查研究的证据质量之外，还认识到发表偏见的可能性会影响肿瘤基因检测网的系统评价结果。此外，收录以供审阅的文章仅限于以英语发表的文章，这增加以其他语言发表的研究未在此处代表的可能性。结果表明，先进的神经成像，液体生物标志物和基因检测作为SRC研究的研究工具具有广阔的前景，但需要进行大量进一步的研究才能确定其在临床中的最终用途。未来的研究工作应解决当前的差距，以帮助指导和加速临床翻译。