| dc.description.abstract | Traumatisk aksonal skade: Sammenhengen mellom funn på klinisk MR, skademekanisme og alvorlighetsgrad av hodeskader
Traumatisk aksonal skade (TAI) – også kjent som diffus aksonal skade – er en av de viktigste årsakene til nedsatt funksjonsnivå etter hodeskader. Selv om CT er svært god til å avdekke andre skader på hjernevevet, slik som knusningsskader og blødninger, vil CT i svært liten grad være i stand til å avdekke tegn på TAI. Indirekte tegn på TAI kan imidlertid vises på klinisk MR. Med økende tilgjengelighet og bruk av tidlig MR hos pasienter med hodeskade har man nå muligheten til å beskrive disse lesjonene hos langt flere og i større detalj enn tidligere. Likevel er det mye man ikke vet om hvordan TAI-lesjoner er relatert til skademekanisme og alvorlighetsgraden av hodeskader.
For å undersøke dette nærmere gjennomførte vi tre prospektive studier av pasienter med tidlig MR. Dette resulterte i tre vitenskapelige artikler som presenteres i denne avhandlingen. Først ønsket vi å finne ut hvordan ulike skademekanismer var assosiert med forekomst og grad av TAI-lesjoner. Etterpå utforsket vi hvordan TAI-lesjoner unilateralt og bilateralt i hjernestammen, thalamus og basalgangliene var assosiert med graden av bevissthetsnedsettelse målt ved Glasgow Coma Scale (GCS)-skår i akuttfasen. Deretter ønsket vi å undersøke hvordan en mer detaljert beskrivelse av den totale mengden og lokaliseringen av TAI-lesjoner var assosiert til pasientens GCS-skår, og til forlenget varighet av posttraumatisk amnesi (over fire uker).
Hodeskadeprosjektet er en prospektiv database startet i 2004, hvor alle innlagte pasienter med moderate og alvorlige hodeskader blir registrert fortløpende. I den første studien studerte vi 219 pasienter innlagt i perioden fram til 2013 som hadde blitt undersøkt med MR innen 5 uker etter skaden. Vi fant at TAI-lesjoner var vanligere etter trafikkulykker enn etter fall. Fotgjengere i trafikkulykker hadde høyest forekomst og grad av TAI av alle skademekanismer, etterfulgt av pasienter skadet i alpinulykker, i bil, og ved fall fra stor høyde. TAI-lesjoner ble imidlertid også funnet etter skader assosiert med lavere energinivå; hos nesten to tredjedeler av de som ble skadet ved fall i trapp og hos en tredjedel av de som falt fra egen høyde eller lavere. Vi fant også at flere enn halvparten av pasientene med TAI-lesjoner på klinisk MR også hadde knusningsskader på hjernen eller store blødninger inni kraniet på CT. Graden av TAI var dessuten assosiert med nedsatt funksjonsnivå ett år etter skaden.
I vår andre studie studerte vi de samme pasientene som i vår første. Her ekskluderte vi imidlertid pasienter med store blødninger i og utenpå hjernen, og analyserte de resterende 158. Her fant vi at pasienter med TAI-lesjoner bilateralt i hjernestammen, thalamus eller basalgangliene hadde særlig lav bevissthet ved innleggelse. Disse lesjonene var svært sjeldent synlige på CT. Pasienter med bilaterale TAI-lesjoner i hjernestammen eller thalamus hadde også lavere bevissthetsnivå enn de med unilaterale lesjoner.
I den tredje studien studerte vi pasienter registrert i hodeskadeprosjektet fram til 2017, pasienter med mild hodeskade som oppsøkte sykehus eller legevakt i Trondheim mellom 2014 og 2015, samt pasienter innlagt med alvorlig hodeskade i Oslo mellom 2009 og 2011. Dette utgjorde 490 pasienter med MR innen 6 uker, hvilket er en av de største prospektive kohortene av pasienter med tidlig MR til dags dato. Vi fant at den totale mengden av TAIlesjoner, spesielt volumet av lesjoner målt på MR-sekvensene FLAIR og DWI var assosiert både med bevissthetsnivået ved innleggelse og forlenget fase av posttraumatisk amnesi. Etter å ha kontrollert for TAI-lesjoner i andre lokalisasjoner, og også for den totale mengden av TAI, fant vi at TAI-lesjoner bilateralt i hjernestammen var assosiert med størst hemming av bevissthetsnivået. På samme måte ga TAI-lesjoner bilateralt i thalamus den største risikoen for posttraumatisk amnesi utover fire uker.
Kunnskapen presentert i denne avhandlingen kan hjelpe helsepersonell i å identifisere pasienter i risikosonen for TAI, samt å forklare lavt bevissthetsnivå hos pasienter med hodeskader uten store blødninger eller knusningsskader på hjernen. Videre kan avhandlingen gi kunnskap om hvilke pasienter som har høy risiko for å oppleve en forlenget periode med forvirring og hukommelsestap. Alt dette kan ha betydning for klinisk håndtering av pasienter med hodeskader og videre forskning på mer målrettet behandling. | nb_NO |
| dc.description.abstract | Summary
Traumatic axonal injury (TAI) – otherwise known as diffuse axonal injury – has been shown to be one of the most important pathological features of traumatic brain injury (TBI). While the CT scan readily depicts other traumatic lesions such as contusions and hematomas, clinical MRI has a much higher sensitivity for detecting TAI lesions. With the increased use of early clinical MRI, it is now possible to describe TAI lesions in TBI survivors to a greater degree and in greater detail than ever before. Still, much of how these lesion features are related to the cause and clinical severity of TBI remains unknown.
To investigate this matter further, three prospective studies of patients with early MRI were performed. First, we aimed to investigate how the cause of injury was associated to the occurrence and grade of TAI lesions. Then, we sought to explore how unilateral and bilateral TAI lesions in the brainstem, thalamus and basal ganglia were related to the Glasgow Coma Scale (GCS) score at the scene or admission. Finally, we investigated how a more detailed description of TAI lesion burden and location were related to patient GCS scores and prolonged duration of post-traumatic amnesia (PTA).
In the first and second papers of this thesis, we studied the 396 patients aged 7-70 years with moderate and severe TBI admitted to St. Olav’s Hospital, Trondheim University Hospital during a nine-year period. For the first paper, all 219 patients examined by MRI within 5 weeks and for whom cause of injury was known were included. For the second, all 158 patients examined with 1.5 T MRI within 5 weeks, without intracranial mass lesions, and for whom the GCS score at admission (or, if intubated, at the scene of injury) was known were included. TAI lesions were evaluated in a blinded manner, and the TAI grade was recorded: grade 1, lesions in the hemispheric/cerebellar white matter; grade 2, lesions in the corpus callosum; grade 3, lesions in the brainstem. Any unilateral or bilateral TAI lesions in the brainstem, thalamus and basal ganglia were also recorded. In the third paper, we studied a sample of 490 patients aged 5–70 with early MRI (within 6 weeks) from three prospective cohorts: (1) The cohort used in Papers I and II, (recruited over 13 years); (2) a cohort of patients with mild TBI recruited from the Trondheim University Hospital and Municipal outpatient emergency clinics; and (3) a cohort of patients with severe TBI admitted to Oslo University Hospital. The MRIs were scored in accordance with an extensive template, where the TAI lesion burden (the volume and number of lesions on different sequences) and location were recorded.
In the first paper, we found that TAI lesions were more common in patients injured in RTAs than in falls. Pedestrians in RTAs had the highest prevalence and grade of TAI of all the injury categories, followed by those injured in alpine skiing accidents, as car occupants, and falling from heights. However, TAI lesions were also found after more low energy trauma: in almost two-thirds of those who fell on stairs and in a third of those who fell from their own height or less. Bilateral TAI lesions in the brainstem or thalamus, on the other hand, were associated with more high-energy trauma. Importantly, in more than half of all patients with TAI on clinical MRI, the CT scan showed cortical contusions or significant mass lesions. TAI grade was also found to be predictive of patient outcome after controlling for CT findings and other known clinical predictors. Thus, physicians managing moderate and severe TBI patients in the acute phase should be aware of the possibility of TAI no matter the cause of injury and also when the CT scan shows cortical contusions or intracranial hematomas.
In the second paper, we found that TBI patients with TAI lesions bilaterally in the brainstem, thalamus or basal ganglia, had particularly low consciousness at admission, even though they had no intracranial mass lesion. Moreover, TAI lesions in these locations were very seldom visible on the CT scan. Patients with bilateral TAI lesions in the brainstem or thalamus had lower GCS scores than those with unilateral lesions, who in turn had lower scores than those without such lesions. Still, unilateral TAI lesions in the brainstem, thalamus or basal ganglia could be found in almost a third of patients with GCS score 13.
In the third paper, we used multiple regression analysis to control for potential confounders in the largest prospective TBI cohort with early MRI to date. We found that the total burden of TAI lesions, especially the volume of lesions on FLAIR and diffusion weighted imaging (DWI), were related to both the level of consciousness at admission and prolonged duration of PTA. After controlling for TAI lesions in other locations, and even for the total burden of TAI lesions, TAI lesions bilaterally in the brainstem were associated with the largest drop in GCS scores. Likewise, TAI lesions bilaterally in the thalamus were found to infer the largest risk of having a prolonged duration of PTA.
The findings of the second and third paper provide knowledge which could help physicians explain low level of consciousness in patients with modest findings on CT, and of MRI-biomarkers that predict late recovery of orientation and memory. These results are a first step towards the development of an improved classification system for TAI, which can serve as a guide for upcoming studies that will evaluate the predictive ability of TAI lesion burden and location on patient outcome. | nb_NO |
