Infrascanner az intrakraniális sérülések diagnózisaiban, traumás agysérült gyermekeknél
Zh. B. Semenova, A. V. Marshintsev, A. V. Melnikov, S. V. Meshcheryakov, A. R. Adayev, és V. I. Lukyanov Clinical and Research Institute of Emergency Children’s Surgery and Trauma of the Health Department (HD) of the City of Moscow
Vonatkozás A megnövekedett arány a traumatikus agysérüléseknél (TBI), különösen gyermekek esetén, a világ minden táján látható. Különböző országokban, az alapfrekvencia a traumás agysérülésnél körülbelül 89-281 100.000 lakosra. 1337%-a gyermek az összes TBI-t szenvedő emberek között (1, 2, 3, 4).Az enyhe TBI a leggyakoribb sérülés gyermekek esetén. TBI esetek száma évről évre növekszik, és átlagosan 80 %-ot teszi ki az összes neurotraumás megbetegedés között (2). S.Haskill és A. Merlin által gyerekeken kidolgozott kutatás adatai (1994) azt mutatják, hogy az idősebb gyerekek gyakrabban szenvednek el enyhe traumás sérülést, amely átlagosan 150:100.000 0-4 év közötti gyermekeknél, és a fiataloknál, 15-24 éveseknél pedig 550:100.000. Ezen adatok szerint, figyelemet kell fordítani a súlyos traumás sérülésekre. Az elmúlt évek kutatásai bebizonyították, hogy enyhe TBI sérülések gyakran kedvezőtlen eredményekkel járnak. Relatív probléma súlyos következményekkel az, ha az enyhe traumás sérülést nehezíti a koponyaűri vérzés (9). J. Snoek et al. (1995) szerint, a halálesetek a gyermekek körében, amelyek elszenvedtek traumás agysérülést (TBI) 0,3%-ig is fölmegy. Klinikai és Kutató Intézet Sebészeti és Trauma Sürgősségi Gyermekkórház adatai alapján, gyerekekben meglévő koponyűri vérömleny 13-15 pontos Glasgow Kóma skála pontozással (GCS), amely nem lett időben felfedezve, o,2%-os frekvenciát teszi ki. A vérömlenyek korai diagnózisa még mielőtt komoly szövődmények alakulnának ki, kritikus tényezője lehet a kedvező eredmény kialakulásának. Jelenleg, a legtöbb kutató hajlamos ajánlásokat fejleszteni, amelyeket a kockázati tényezőkre alapozzák, a koponyaűri sérülések számára. Jelentőségét e kockázati tényezőknek széles körben megvitatták a szakirodalomban (11, 17, 18). A kialakított vélemények gyakran ellentmondásosak. Általánosságban, Shireen M.Atabaki et. al (2008) egy prospektív tanulmány elemzése során, ahol 1000 beteg átlagosan 8,9 éves volt, arra a következtetésre jutott, hogy ezeknek a protokolloknak a használata nagy százalékban indokolatlan röntgen vizsgálathoz vezet, ami jelentős költség növekedést okozz az orvosi ellátásban, annak bizonyítéka nélkül, hogy javul a betegség eredménye. Ezeknek a technológiáknak a használatát radioaktív expozíció szempontjából is tárgyalták. Ionizáló sugárzás kockázata egyre nagyobb figyelmet kapott (16). A korai diagnózis kérdése az enyhe traumás koponyaűri sérülés esetén már nagyon releváns lett. Orvosok, akik diagnosztizálás és a traumás sérülések kezelésének a területén dolgoznak, nehéz helyzetben találták magukat, hogy kitalálják, hogyan lehet optimális diagnózist felállítani, minimális költség mellett, és minimális radioaktív sugárzás mellett, objektív jelzésekkel a kórházi kezelésre vonatkozóan, azzal a képességgel,hogy azonosításra kerüljön leghatékonyabb technikai kezelés.
1
InfraScan Inc. kifejlesztett Infrascanner Model 1000 szkennert, amely egy kézi detektor, koponyaűri vérömlenyek felfedezésére szolgál, ami közeli infravörös fény (NIR) által működik. Infravörös szkenner használatával történő koponyaűri vérömleny diagnósztizálásának az elve, a NIR fény felszívódásának a különbségére alapul, a vérömleny és a normál agyszövet között. Lefolytatott kísérleti tanulmányok, amelyeket koponyaűri vérzés modellek segítségével, valamint klinikai vizsgálatokkal végezték, az Infrascanner magas érzékenységét mutatták (14, 15). A legkisebb kimutatható vér mennyisége 3,5 ml volt, nem nagyobb, mint 2,5 cm mélységben, a felületről az agykérgig.
Tárgy: megbecsülni az Infrascanner Model 1000 szkenner hatékony felhasználását a koponyaűri vérzések diagnosztizálása során, közepes traumas agyisérült gyermekek körében.
Anyagok és módszerek: A tanulmány alapja 95 beteg volt enyhe traumás agysérüléssel. Az elemzett csoporta alapvető jellemzői az 1. táblázat találhatóak. Jellemzők Rögzített adatok Életkor(években) 7 hónap -17 év Átlagos ± standard eltérés(S D) 9. a ± 4,6 Nem Fiúk 62 (6 5. 3%) Lányok 33 (3 4,7%) Sérülés keletkezése Esés ≤ 1,5 m 71 (7 4. 7%) Közlekedési balesett (KB) 4 (4. 2%) Visszaélés 6 (6. 3%) Más 14 (1 4,7%) GCS-15 alacsony kockázat 52 (5 4. 7%) GCS-1 3 -15 közepes és nagy kockázat között 43 (4, 5. 3%)
Minden beteget standard vizsgálat alá vetettek sürgősségi osztályon lévő feltételek mellett, amely magában foglalt idegsebészi felülvizsgálatot és koponya röntgent 2 prognózisban. Ha összefüggő sérülést találtak, gyermeksebészet, trauma szakemberek, és stb. felvételére került sor. Koponyaűri faktorok jelenléte enyhe traumas sérülések esetén jelezte a CT vizsgálat szükségességét. Ha nem voltak jelzések a CT vizsgálat elvégzésére, elvégezték a vizsgálatot Infrascanner-rel minden betegnél, akiknél gyanították, hogy enyhe traumás agysérülést szenvedett. Betegek ezen csoportját megfigyelés alá helyezték a kórházba 72 órás időszakra.A tudomány protokollját mutatja be az 1. számú ábra. Célszerű volt ezt a csoportot is belevenni a tanulmányba, amelyben az Infrascannert vizsgálták ambuláns körülmények között, mint szűrési technológiát a betegeknél, melyek enyhe traumas agysérülést szenvedtek (trauma központok, klinikák stb.)
2
1. ábra: a tanulmány protokollja Exam in the receiving department Children (GCS 13-15)
Indications for CT
CT
No indications for CT
Study using the Infrascanner
Data comparison
Study using the Infrascanner
Dinamoc observation
.
* Alacsony kockázati tényezők: GCS 15 pont, nincs hányás, nincs tudat vesztés, amnézia, vagy neurológiai szemiológia, és talán lehet fejfájás, szédülés, véraláfutás, és a koponya lágy szövetek karcolásai. Enyhe és magas kockázati tényezők: GCS 13-15 pontot, és egy vagy több a következő tünet jelenléte-eszméletvesztés, emlékezetkiesés, hányás, idegrendszeri károsodás, görcsök, feltételezett törés / depressziós törések, koponyatörések, és így tovább ( Neurotrauma Collaborating Center, Olaszország, 2001) .
Az Infrascanner, vagy a közeli infravörös (IR) eszköz kettő komponensből áll: közeli infravörös sáv szenzorból és szeményes zsebszámítógépből (PPC) (2. ábra).
Ábra: 2: Infrascanner™ (A) egy hordozható tomográf. Vérömleny (B) kimutatására alkalmas technika különböző szintű fény elnyelésére van alapozva a bal és a jobb agyféltekekéről. Normál esetben, mind a két oldal azonos fényt nyel el. Amikor extravaszkuláris vérrög jelen van, a hemoglobin helyi koncentrációja nő és az optikai elnyelés folyamatosan nő, a visszavert fény meg arányosan csökken. A különbség meghatározható szenzorok és érzékelők segítségével, amelyek szimmetrikusan vannak elhelyezve a koponya mind két oldalán.
3
Az érzékelő fel van szerelve 808 mm-es lézer diódával és szilikon detektorral. Az érzékelő továbbítja a közeli infravörös fényt optikus szálon keresztül a szövethez, amely az érzékelő alatt helyezkedik el, és a detektor a fényt megkapja követve annak kölcsönhatását a szövettel. A detektor a jelet ezután digitalizálja és továbbítja PPC felé vezeték nélküli Bluetooth kapcsolaton keresztül. PPC megkapja a szenzor adatatait, majd feldolgozza azokat, és az eredményt a monitoron megjeleníti. Optikai szálak a hajan keresztül vannak elvezetve a koponyáig, így lehetséges elvégezni a vizsgálatot anélkül, hogy kopaszra kellene borotválni a fejet. A következő betegeket kizárták a vizsgálatból, amely magában foglalja az Infrascanner használatát: 1. Azok a betegek, akiknek 3 napnál régebbi sérülésük van, és: 2. Azok a betegek, akiknél nagy fejbőr sérülés található, vagy nyilvánvaló lágyrész sérülés azon a területen, amelyet vizsgálták (8 megtekintés). Jelentős mértekben ezeket a kivételeket gyermekek jelentetettek, amelyek legfeljebb 1 évesek voltak, akiknél koponya törés során tipikusak a tágas subperiosteal vérömlenyek, az anatómiai és fiziológiai felépítésük miatt (3. ábra).
3.ábra: 8 hónapos csecsemő CT-je, aki parietális csonttörést szenvedett, és kiterjedt subperiostealis vérömlenye van
Szolgálatban lévő idegsebész készített Infrascanner segítségével infravörös képet. (4. Ábra)
4
4.ábra: Javasolt és megengedett szűrési területek
-megengedett szűrési területek, amikor a lágyrész sérülés jelen van a javasolt a javasolt területek közelében -ajánlott szűrési területek¹ FPFF P
Amikor apró szöveti károsodás jelen volt a javasolt szűrési pontok közelében, elfogadható volt azokra a szkennelési pontokra váltani, amelyek olyan területen voltak, amely nem sérült. A szűrés fő követelménye a maximális szimmetria a beolvasott pontok között volt (ahogy azt a fejlesztők javasolták).
Intracranialis haematoma észlelése, abban az esetben tekinthető megalapozottnak, ha a kialakult optikai sűrűség (OD) különbsége > 0,2, a specifikus pár kétoldalú mérése esetén. Ha a mérés eredményét 0, 2 vagy annál nagyobb (OD) különbséget mutatott, akkor a mérést 3-szor megkellett ismételni annak érdekében, hogy meghatározzák a vérömleny jelenlétét. A <0,2 vagy 0,2 OD érték= negatív eredményt. CT adatok értékelése során, a vérömleny méretét és helyét is figyelték.
Az általános érzékenység és specificitás elemzését, az infravörös spektroszkópia eredményei a CT eredmények, és a klinikai tünetek összehasonlítása segítségével végezték el. Valódi pozitív, hamis pozitív, valódi negatív és hamis negatív eredményeket összeszámolták, és felhasználták, hogyértékeljék az érzékenységet (valódi pozitív / valódi pozitív + hamis pozitív) és specificitást (valódi negatív / valódi negatív + hamis negatív). Erre a paraméterekre kiszámított konfidencia intervallum 95%-os volt.
¹: F-frontális, P-parietális, T-temporális, O-nyakszirti
5
Eredmények
CT vizsgálatot 43 betegnél végeztek (45%), míg 52 beteget (55%), alacsony kockázattal az intracranialis sérülésre, dinamikus megtekintés alá vonták, kivéve egy beteget, akinek agyi CT-t 24 óraval később végezték el, az állandó hányás és fejfájás miatt. CT vizsgálatok során, először diagnosztizáltak Sylvian repedés pókhálószerű cisztát, és a kapott adatok nem mutattak koponyaűri vérzéseket, ami Infrascanner-rel történő vizsgálat során is előállt (5. ábra). 5.ábra Sylvian repedés pókhálószerű ciszta egy betegeknél, akinél TBI-t vizsgáltak
Koponyaűri vérzések megjelenítése CT vizsgálatok során az alábbi eredmények szerint jelent meg: negatív CT eredmény 34 betegnél, kontuzív góc-1 beteg, epiduralis haematoma-8 betegnél és 1 beteg, akinél szükség volt műtétre. CT adataira alapuló 4 példa koponyaűri vérzésről, amelyeket Ifrascanner használata segítségével érzékelték, amelyet a tanulmány során végezték el. 6. ábrán látható. 6.ábra Példa a koponyaűri vérzésre gyermekeknél, amelyeknél nagy a kockázat az intracranialis sérülésre ( - ).
Infrascanner eredményei a 2. és 3. táblázatban láthatóak.
6
2.
Táblázat Azoknak a betegeknek a csoportja, amelyeknél a CT vizsgálat szükséges volt (magas faktorral a koponyaűri vérzésre)
Vérömleny jelenléte Δ O D ma x > 0 .2 ΔO D ma x ≤ 0,2 Total
8 (1 9. 0 5%)
0 (0 0%)
8 (1 9. 0 5%)
Vérömleny hiánya
Total
3 (7. 14%)
1 1 (2 6,19%)
3 1 (7 3,81%)
3 1 (7 3,81%)
3 4 (8 0,95%)
42 (10 0%)
A vizsgálat eredményei azoknál a betegek, amelyek beleegyeztek abba, hogy CT-vel és Infrascanner-re is megvizsgálják őket-39 esetben, akik közül 8 esetben találtak koponyaűri vérzést. 3 esetben találtak hamis-pozitív eredményt. Az eljárás érzékenysége a betegek ezen csoportjában, ahol enyhe és nagy kockázatú a koponyaűri vérzés előfordulása 1.00 (0, 66, 1.00) lett. A specifikáció 0, 91 (0, 81, 1,00), arányai és 95% konfidenciaintervallum. A hamis-pozitív kockázat egyenlő 0, 27 (0, 00, 0, 58). Olyan betegek eredményei, akiknél alacsony a kockázat a koponyaűri sérülés keletkezésére, a 3. Táblázatban vannak szemléltetve. Egy esetben sem jelentek meg, olyan klinikai jelek, amelyek koponyaűri vérömleny jelenlétére utalnának. Gyors regressziója a teljes agy szemiológiának, és a fokális neurológiai megnyílvánulás hiánya jellemző ebben a csoportban. Infravörös szűres alkalmával, hamis pozitív esetet 4 betegnél kaptak, és hamis negatív eredményt nem jelentettek. Hisszük, hogy fontos felhívni a figyelmet, arra, hogy 5 betegből álló csoport rendelkezett klinikai tünetekkel a lágyrész sérülésre, érintésre fájdalom formájában és mérsékelt puffadással, anélkül, hogy lettek volna bőrre-hajra kiterjedő külső jelek és sérülések. CT-t alkalmaztak, amikor láthatóak voltak a lágyszövetek sérülései (7. ábra). 7.ábra: 8 hónapos csecsemő CT-je, 12 órával a sérülés után. A nyíl a lágyszövet sérülésének a központját jelöli, a parietotemporális területen.
7
Pozitív eredmény minden esetben mutatkozott, ami az Infrascanner nagy érzékenységét jelzi a koponyán belüli lágy szövetkben lévő vérre, de ugyanakkor, ez tévesen koponyaűri vérzésnek is tekinthető.
3. táblázat Azon betegek csoportja, akik dinamikus megfigyelés alatt álltak (72 óra)
Lágyszövet sérülés Δ O D ma x > 0,2 ΔO D ma x ≤ 0,2 Total
5 (9. 43%) 0 (0%) 5 (9. 43%)
Nincs lágyszövet sérülés
Total
4 (7. 55%)
9 (16. 9 8%)
4 4 (8 3,02%)
4 4 (8 3,02%)
4 8 (9 0.57%)
53 (10 0%)
Infrascanner érzékenysége, azoknál a betegeknél, ahol alacsony a kockázata a koponyaűri vérömleny kialakulására 1,00 (0,89, 1,00). A specifikáció ebben a csoportban egyenlő a 0,92 (0,84, 0,99). A hamis-pozitív kockázat egyenlő a 0,44 (0.06;0.82), amíg a hamis-negatív kockázat egyenlő a 0.00 (0.0, 0.1).
Vita
Jelentős következtetése a munkánknak az Infrascanner magas érzékenysége és specifikációja a vérzési góc érzékelése során. Az eszköz specifikációja eléri a 0.91, miközben az érzékenysége 1, 00 (0,89, 1,00), azaz arról beszélünk, hogy magas a valószínűsége a vérzési fókusz felfedezésére. Az a lehetőség, hogy korán fedezzük fel a vérömlenyt (epidurális és szubdurális) enyhe traumás agysérüléssel társulva, amely veszélyezteti a létfontosságú funkciókat, mindig is kiemelt tárgy volt az orvosok számára. Emiatt, egy következő feladatot hoztuk létre a munkánkbant, és az az, hogy értékeljük Infrascanner azon képességét, hogy kizárja a koponyaűri vérzéseket olyan gyerekenél, akik enyhe traumas agysérülést szenvedtek. Bíztatónak tűnik annak a kilátása, hogy felkutassuk azokat a javallotak, miszerint agyi CT-t Infrascannerrel végezzék, mint a diagnózis első lépését. Irodalmi adatok alapján, pontosabb meghatározása a sérülés súlyosságának, és javallatok azonosítása a CT vizsgálat elvégzésére, még nyitott kérdés maradt. Konkrétan Shireen M. Atabaki (2008) adatai szerint, 1000 áldozat között, csak 65 esetben találtak koponyaűri vérzést, 9%-nál (6 beteg) volt szükség sebészi kezelésre. A kérdés amit feltettünk az volt, hogy mi az Infrascanner képessége ezekben az esetekben. A tapasztalat, amit munkánk során nyertünk lehetővé tette, hogy definiáljuk Infrascanner képességét ebben a sérült emberek alkotta kategóriájában. Nyilvánvaló, hogy ez a vizsgálat nem volt olyan hatékony gyermekeknél 2 éves korig ebben a kockázati csoportba, a további diagnosztikai lépés meghatározására. Kiterjedt subperiosteal vérömleny, amely koponya töréssel társul tipikus ennél a korfüggő kockázati csoportnál. Extrakraniális jelentős mennyiségű vér felhalmozódása és a szorongás szignifikánsan csökkenti az Infrascanner diagnosztikai képességét.
8
Ebből a nézőpontból, a leghatékonyabb technika a gyerek prakszisába manapság tartalmazza a neuroszonográfiát és további állasfoglalást a kérdésre, hogy van-e szükség CT vizsgálatra (3,4) Ez még mindig meghagyja lágyszöveti koponyatetői károsodás (sérülés) problémáját, ami szintén traumatikus agysérüléssel társul. Infrascanner nagy érzékenysége és specifikussága az extracraniális vér felhalmozodásának előfordulásához képest, amikor akár kisebb elváltoztatások is jelen vannak a lágy szövetekben (3. Táblázat), gyakran alkotja az okot, amit hamis-pozitív választ ad. Tény, hogy mindkét tárgyalt példa további problémát jelent a gyártónak, a felbontás amely észrevehetően megváltoztatná az eredményt- szűrési mélységet vizsgálva. Ezen felül, számításba véve a technika magas specifikusságát és érzékenységét, valamint az egyszerű használatát, a kapott eredmény lehetővé teszi, hogy tekintsük az Infracsanner-t, mint szűrési technikát koponyaűri vérzések diagnosztizálására a kezdeti speciális orvosi ellátás során (ambulanciákban és trauma központokban), annak érdekében, hogy döntéseket stabilizáljon, CT elvégzése, valamint előterjesztés az idegsebésznek. Infrascanner használata a koponyaűri sérülesek kockázati tényezőinek az értékelésében, elősegítheti az “üres” vizsgálatok számának a csökkentését. Ezeknek a problémáknak a megoldására, az Infrascanner további tanulmányozását igényeli.
Referenciák: 1. Artaryan A. A., Likhterman L. B., Banin A. V., and Brodskiy Yu. S. Clinical classification of traumatic brain injuries in children / Traumatic brain injuries. A clinical guide. Edited by A. N. Konovalov, L. B. Likhterman, and A. A. Potapov, Volume 1 – Antidor Publishing House, Moscow, 1998, pp. 69-76. 2. Likhterman L. B., Kravchuk A. D., and Filatova M. M. Brain concussions: Tactics and Outcomes. Moscow, 2008, 158 pp. 3. Potapov A. A., et al. Evidence-based neurotraumatology. Moscow, 2003. 4. Traumatic brain injuries in children / A. A. Artaryan, A. S. Iova, Yu. A. Garmashov, and A. V. Banin. Traumatic brain injuries. A clinical guide, Volume 2. Antidor Publishing House, Moscow, 2001, pp. 6 5. Calzavacca, P., Licari, E., Tee, A., Egi, M., Haase, M., Haase-Fielitz, A., Bellomo, R., A prospective study of factors influencing the outcome of patients after a Medical Emergency Team review.// 2008.- 34 - 2112-2116. 6. G J Browne & L T Lam Concussive head injury in children and adolescents related to sports and other leisure physical activities //British Journal of Sports Medicine - 2006- 40:163-168. 7. GUIDELINES FOR THE SURGICAL MANAGEMENT OF TRAUMATIC BRAIN INJURY // NEUROSURGERY. VOLUME 58 NUMBER 3 MARCH 2006 SUPPLEMENT. 8. Hamilton et al. Incidence of Delayed Intracranial Hemorrhage in Children After Uncomplicated Minor Head Injuries Pediatrics 2010;126:e33-e39. 9. Hawley, C.A., Ward, A.B., Magnay, A., Long, J. ‘Outcomes following head injury: A population study’. Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry. 2004. 75: 737-742. 10. Head injury. Triage, assessment, investigation and early management of head injury in infants, children and adults Published by the National Institute for Clinical Excellence June 2003. 11. Jane M. Lavelle, MD; Kathy N. Shaw, MD. MS Evaluation of Head Injury in a Pediatric Emergency Department Pretrauma and Posttrauma System. Arch Pediatr Adolesc Med. 1998; 152: 1220 – 1224.
9
12. Jörgen Borg, Lena Holm, J. David Cassidy, Paul M. Peloso, Linda J. Carroll, Hans von Holst and Kaj Ericson, DIAGNOSTIC PROCEDURES IN MILD TRAUMATIC BRAIN INJURY: RESULTS OF THE WHO COLLABORATING CENTRE TASK FORCE ON MILD TRAUMATIC BRAIN INJURY, J Rehabil Med 2004; Suppl. 43: 61–75. 13. Karen D. Gruskin, MD; Sara A. Schutzman, Head Trauma in Children Younger Than 2 Years. Are There Predictors for Complications? Arch Pediatr Adolesc Med. 1999; 153: 15 – 20. 14. Robertson, C., Zager, E., Narayan, R., Handly, N., Sharma, A., Hanley, D., Garza, H., Maloney-Wilensky, E., Plaum, J., and Koenig, C., "Clinical Evaluation of a Portable NearInfrared Device for Detection of Traumatic Intracranial Hematomas," Journal of Neurotrauma 2010, 27(9), pp. 1597-1604. 15. Leon-Carrion J., Dominguez-Roldan J.M., Leon-Dominguez U., Murillo-Cabezas F. The Infrascanner, a handheld device for screening in situ for the presence of brain haematomas. Brain Inj. 2010;24(10):1193-201. 16. Schynol W., Overton D., Krome R., Wesolowski D. A prospective study to identify highyield criteria associated with acute intracranial computed tomographic findings in head-injured patients// Am. J. Emerg. Med. – 1993. №11. – P. 321-326. 17. Shireen M. Atabaki, MD, MPH; Ian G. Stiell, MD, MSc et al A Clinical Decision Rule for Cranial Computed Tomography in Minor Pediatric Head Trauma Arch Pediatr Adolesc Med. 2008;162(5):439-445. 18. Stiell IG, Wells G, Vondemheem K, et al. The Canadian CT Head Rule for patients with minor head injury. Lancet. 2001;357:1391-139
10
