Фон. Сотрясение мозга – это форма черепно-мозговой травмы, обычно вызванная ударом по голове или другим событием, в результате которого мозг внезапно меняет положение в черепе. Сотрясение мозга связано с различными симптомами: головная боль, головокружение, спутанность сознания, проблемы со зрением, трудности с концентрацией внимания, раздражительность, депрессия и т. Д. Некоторые молодые пациенты испытывают симптомы сотрясения мозга лишь на короткое время, но у других симптомы сохраняются. Когда симптомы исчезают в течение нескольких недель после инцидента, они известны как временные симптомы после сотрясения мозга (TPCS); когда три или более симптома, связанных с сотрясением мозга, длятся более четырех недель после происшествия, они называются стойкими симптомами после сотрясения мозга (PPCS).
Изучение. Чтобы определить биомеханику ударов головы, приводящих к преходящим или стойким симптомам после сотрясения мозга у молодых людей, канадская группа исследователей сотрясения мозга набрала пациентов в возрасте от 5 до 18 лет, которые лечились от сотрясения мозга в любом из девяти отделений неотложной помощи в педиатрической больнице.
Сеть Research Canada (PERC). Анкету об инциденте заполнили пациенты или их родители / опекуны; вопросы позволили получить информацию о типе удара головой, о том, какая поверхность ударила по голове и какая область головы подверглась удару, а также подробное описание события. На основе информации, предоставленной в анкетах, исследователи смогли реконструировать отдельные случаи удара головой в своей лаборатории.
Заполненные анкеты от 233 педиатрических пациентов (182 с TPCS и 51 с PPCS) содержали достаточно информации для воссоздания события удара головой.
Реконструкция сценариев сотрясения мозга ограничивалась ударами головы в результате вертикального падения под действием силы тяжести – например, на пол, траву или лед. Падение могло произойти дома или во время спортивного мероприятия, с высоты или стоя.
Молодые люди могли быть в шлемах или без головного убора во время удара. Вся эта информация была учтена при реконструкции.
Чтобы смоделировать удары головой у подростков с преходящими или стойкими симптомами, исследователи использовали модель головы размером примерно с голову пациента и монорельсовую установку для сброса модели головы, которая сбрасывала модель головы на наковальню со скоростью удара, рассчитанной для каждого случая удара головой. Поверхность наковальни, на которую воздействовала модель головы, была покрыта материалом, соответствующим поверхности, ударяемой головой пациента: бетон, древесина твердых пород, трава, лед и т. Д. Угол наклона модели головы при падении был отрегулирован таким образом, чтобы область удара о модель головы соответствовала месту удара на голове пациента.
Если на момент травмы на пациенте был шлем и / или маска, при моделировании использовался аналогичный шлем или маска.
Помимо физических моделей удара головой, исследователи использовали вычислительные модели и модели конечных элементов для определения силы, энергии, пикового линейного и вращательного ускорения и максимальной основной деформации в ткани мозга, а также для измерения совокупного деформационного повреждения, связанного с падениями у молодых пациентов. Затем исследователи сравнили значения этих переменных между пациентами с TPCS и пациентами с PPCS.
Они не обнаружили статистически значимых различий между двумя группами пациентов по любой из этих переменных.
Исследователи также изучили, могут ли одна или несколько биомеханических переменных предсказать возникновение стойких симптомов (PPCS). Опять же, они не обнаружили статистически значимых доказательств того, что какие-либо из исследованных биомеханических переменных привели к PPCS, хотя «тенденция, показанная для некоторых переменных, указала на то, что большая величина ответа была связана с PPCS."
Важным открытием у этих педиатрических пациентов стало «более высокая реакция на деформацию ткани мозга при более низкой энергии и скорости удара, чем у взрослых, что позволяет предположить, что молодые люди подвержены более высокому риску сотрясения мозга при более низкой степени тяжести событий."
Используя те же методы у взрослых с травмами головы, исследователи ранее смогли выявить статистически значимые различия между группами пациентов. Они предлагают несколько предложений относительно того, почему этого не произошло с молодыми людьми, и предлагают другие средства, с помощью которых можно отличить TPCS от PPCS, такие как структурная магнитно-резонансная томография, диффузионно-тензорная визуализация и мечение артериального спина.
Они также предполагают возможность того, что PPCS могут быть больше связаны с количеством мозговой ткани, измененной травмой, чем с симптоматикой. Исследователи предполагают, что будущие биомеханические исследования травм головного мозга у детей должны включать количественные измерения травмы, связанные с клиническими исходами, предрасположенностью пациента и сотрясениями мозга в анамнезе.
Хотя это исследование не смогло окончательно идентифицировать биомеханические переменные, которые различают TPCS и PPCS у молодых людей, исследователи считают, что это первый биомеханический анализ большого количества случаев сотрясения мозга у детей. Таким образом, собранные данные могут быть использованы в более поздних исследованиях сотрясений мозга у молодежи, как в качестве справочной информации для будущих исследований, так и в качестве проверки физических и вычислительных моделей, которые использовались.
Подробности исследования изложены в статье «Сотрясение мозга у детей: биомеханические различия между исходами преходящих и стойких (> 4 недель) симптомов после сотрясения мозга» Эндрю Поста, доктора философии.D., и коллеги (опубликовано сегодня в Журнале нейрохирургии: педиатрия).
Когда его спросили о важности этой статьи, д-р.
Пост заявил: «Эта работа является первой, в которой исследуется биомеханика черепно-мозговой травмы у молодежи с использованием таких методов. Он предоставил первый взгляд на механику травмы и предоставляет подробный набор данных, на основе которого мы можем лучше понять травму головного мозга в педиатрической популяции."