Clinical Assessment of Acute Mild Traumatic Brain Injury

Abstract

Lievän traumaattisen aivovamman saaneita potilaita kohdataan usein erilaisissa päivystystilanteissa. Lievien aivovammojen ilmaantuvuus on arviolta jopa 600 / 100 000 ja nämä vammat aiheuttavat merkittävän määrän sairaalakäyntejä ja -hoitojaksoja. Keskeisimmät asiat lievien aivovammojen akuutissa hoidossa ovat: (i) vamman tunnistaminen, (ii) vakavimpien, jopa henkeä uhkaavien, kallonsisäisten vammojen pois sulkeminen, ja (iii) pitkittyneelle toipumiselle alttiiden potilaiden varhainen tunnistaminen. Pään tietokonetomografialla (TT) on keskeinen rooli pään vamman saaneiden potilaiden hoitoketjussa. Sillä voidaan todeta kallonsisäiset vammamuutokset, jotka liittyvät vakavimpiin aivovammoihin. Lievien aivovammojen diagnostiikassa TT:sta ei ole suurta hyötyä. Lievä traumaattinen aivovamma diagnosoidaankin kliinisten löydösten ja kognitiivisten oireiden perusteella, jotka usein ovat subjektiivisia ja epäspesifisiä. Myös monet muut sairaustilat ja vammat voivat simuloida vastaavanlaisia löydöksiä ja oireita kuin lievä aivovamma. Lievän aivovamman diagnostiset kriteerit ja varhaiset oireet eivät ole suoraan yhteydessä toipumisennusteeseen. Tämän väitöskirjan keskeisin tavoite oli parantaa akuuttien lievien traumaattisten aivovammojen kliinistä tunnistamista päivystystilanteissa. Myös toipumista ennustavia tekijöitä pyrittiin löytämään. Lisäksi tutkittiin Sport Concussion Assessment Tool 2 (SCAT2) –työkalun validiteettia. Tällaista tutkimusta ei ensiapu-olosuhteissa ole aiemmin tehty. Väitöskirja perustuu prospektiiviseen seurantatutkimukseen, joka toteutettiin yhdessä tutkimuskeskuksessa. Potilasmateriaalin muodostivat TT-kuvatut pään vamman saaneet potilaat (n = 3023). Potilaita hoidettiin Tampereen yliopistollisen sairaalan ensiavussa kahden vuoden ajanjakson aikana (elokuu 2010 – heinäkuu 2012). Tavoitteena oli tutkia työikäisiä lievän aivovamman saaneita potilaita, joilla ei ollut diagnosoituja neurologisia tai psykiatrisia sairauksia. Potilasrekrytoinnissa käytettiin kolmea inkluusiokriteeriä ja yhdeksää ekskluusiokukriteeriä. Lopullinen rekrytoitu potilaskohortti koostui 75 lievän aivovamman saaneesta potilaasta. Näistä potilaista kerättiin perusteelliset tiedot liittyen sosiodemografiaan, vammatapahtumaan, sekä kliinisiin löydöksiin. Kliininen arviointi ensiavussa sisälsi SCAT2- sekä Military Acute Concussion Evaluation – testauksen. Aivot magneettikuvattiin (MK, 3 Teslaa) vamman jälkeisen kahden viikon aikana. Toipumista arvioitiin kahden viikon, yhden kuukauden ja kuuden kuukauden kuluttua vammasta Rivermead Post-concussion Symptoms Questionnaire-kyselyllä. Töihin palaamisajankohtaa käytettiin toipumismittarina. Lievän aivovamman saaneita potilaita verrattiin 40 verrokkipotilaaseen, jotka rekrytoitiin samoja tutkimuskriteereitä käyttäen. Tiukkojen tutkimuskriteerien vuoksi tutkimusaineisto oli erittäin valikoitunut. Seulottujen 3023 potilaan joukosta tutkimukseen otettiin mukaan vain 2.5 % potilaista. Ikä sekä todetut neurologiset ja psykiatriset sairaudet olivat merkittävimpiä syitä tutkimuksesta poissulkuun. Koko aineistossa tasamaalla kaatuminen oli vallitseva (52 %) vammautumismekanismi ja enemmistö kaatuneista oli iäkkäitä. Muihin vammautumismekanismeihin verrattuna tasamaalla kaatumisen seurauksena syntyi yhtä paljon kallonsisäisiä TT:lla todettavia vammamuutoksia. Tasamaalla kaatuneiden joukossa ikääntyminen, pitkäaikainen alkoholin käyttö sekä kaatuneena löytyminen lisäsivät kallonsisäinen vamman riskiä. Retrogradinen amnesia ja perinteiset lievän aivovamman diagnostiset kriteerit eivät olleet yhteydessä vamman toiminnalliseen toipumisennusteeseen tai neuroradiologisiin löydöksiin. SCAT2-osatestien validiteettia tarkasteltiin viidestä eri näkökulmasta. Osatestien validiteetti oli vaihtelevaa. Standardized Assessment of Concussion (SAC) –osatesti (ns. kognitiivinen seulontatutkimus) erotteli aivovammapotilaat verrokeista. SAC-testitulos oli yhteydessä traumaattisiin MK-löydöksiin, parani kuukauden kuluttua vammasta, ja ennusti työhön paluuajankohtaa. SCAT2:n oirekysely erotteli aivovammapotilaat verrokeista, sekä ennusti pitkittynyttä oireilua kuukauden kuluttua vammasta. Valikoiduilla tutkimusaineistoilla saatuja tuloksia ei voida suoraan soveltaa kliiniseen käyttöön lievän aivovamman saaneiden potilaiden hoidossa. Tasamaalla kaatumista ei tulisi väheksyä aivovamman aikaan saavana vammamekanismina. Tasamaalla kaatumiset ovat yleisiä erityisesti iäkkäämmillä henkilöillä, joita usein suljetaan pois lieviä aivovammoja käsittelevistä tutkimuksista. Retrogradisen amnesian ja klassisten aivovammakriteerien kliininen merkitys lienee vähäinen, kun arvioidaan lievän aivovamman saaneen potilaan toiminnallista toipumista sekä aivojen kuvantamisen tarvetta. SCAT2-työkalun osatesteistä oirekysely ja SAC ovat erityisen hyödyllisiä lievään aivovammaan liitettävien oireiden ja kognitiivisten poikkeavuuksien tunnistamisessa, ennusteen määrittämisessä, sekä toipumisen seurannassa.

Patients with acute mild traumatic brain injury (MTBI) are frequently treated in emergency departments (ED). With an estimated annual incidence of up to 600 / 100,000, MTBI causes a considerable number of hospital visits and admissions. Key points in the acute management of MTBI are (i) injury identification; (ii) exclusion of more severe, even life-threatening, intracranial injuries; and (iii) early identification of individuals at risk for prolonged recovery. Computed tomography (CT) has a crucial role in revealing intracranial lesions related to more severe brain injury, but is not helpful for diagnosing MTBI. Typically, MTBI is diagnosed on the basis of clinical and cognitive symptoms, which are generally based on self-report, and are non-specific because they overlap with other injuries, conditions, and diseases. Furthermore, these diagnostic signs and very early symptoms of MTBI are poorly related long-term outcome. The central objective of this thesis was to improve the clinical identification of acute MTBI among patients with minor head injury (HI) admitted to an ED. Additional emphasis was on discovering clinical factors related to outcome. An additional objective was to test the validity of the Sport Concussion Assessment Tool – Second Edition (SCAT2) in a civilian trauma sample with MTBI. This is a prospective follow-up study performed at a single institution. All consecutive patients who underwent head CT due to an acute HI (n = 3,023) at the Emergency Department of Tampere University Hospital between August 2010 and July 2012 formed the initial patient pool for this study. In order to examine a sample of working aged adults without pre-injury medical or mental health problems who had sustained an acute MTBI, three inclusion criteria and nine exclusion criteria were used during enrolment. The final enrolled sample consisted of 75 patients with MTBI. For the final MTBI sample, a detailed prospective data collection was conducted that included socio-demographics, injury-related data, and clinical information from the ED. The clinical assessment in the ED included the SCAT2 and the Military Acute Concussion Evaluation. Within two weeks from the injury, a magnetic resonance imaging (MRI, 3 Tesla) of the head was performed. Also, 2-week, 1-month, and 6-month follow-up assessments were completed. Post-concussion syndrome symptomatology measured with Rivermead Post-concussion Symptoms Questionnaire and the time to return to work (RTW) were used as outcome variables. Forty community-dwelling, previously orthopedically-injured patients were enrolled as controls using similar study criteria and assessment protocol. Applying strict enrolment criteria resulted in a highly selected sample. Of the initial sample of 3,023 patients with HI, only 2.5% of the patients were recruited. Age and pre-existing psychiatric and neurological problems were the most common causes of exclusion. The strict enrolment process considerably modified the characteristics of the study population of interest. The majority (52%) of the HIs were caused by ground-level falls (GLFs) with an over-representation of older adults. CT-positive traumatic intracranial lesions were as likely to occur in GLFs as in other causes of injury. Age, chronic alcohol abuse, and being found on the ground after a GLF were associated with more frequent lesions on acute CT scanning. Retrograde amnesia and the classic diagnostic criteria for MTBI were unrelated to functional outcome after MTBI. None of these factors were meaningfully associated with traumatic findings on neuroimaging. The scoreable components of the SCAT2 performed variably across five dimensions of validity. The Standardized Assessment of Concussion (SAC; i.e., cognitive screening) component distinguished patients with MTBI from controls, was associated with acute traumatic lesions on MRI, improved over one month post-injury, and predicted RTW. Symptom Scores differentiated patients with MTBI from controls, and elevated initial symptom scores in patients with MTBI were associated with a greater risk of persistent post-concussion symptoms at one month following injury. In conclusion, studying strictly selected MTBI samples has serious limitations in terms of translating research findings into everyday clinical practice. GLFs should not be underestimated as a serious causal mechanism for TBI. They are especially common in the elderly, who are often excluded from MTBI studies. The relevance of retrograde amnesia and traditional diagnostic signs of MTBI seems minor in terms of making estimations of functional long-term outcome or decisions about neuroimaging. The SCAT2 Symptom Score and the SAC appear useful for detecting acute MTBI-related symptoms and cognitive impairment, refining prognosis, and monitoring recovery in civilian trauma patients.