Kraniocerebrální poranění v dětském věku

Transkript

1 Masarykova Univerzita v Brně Klinika dětské chirurgie, ortopedie a traumatologie Fakultní nemocnice Brno Kraniocerebrální poranění v dětském věku Dizertační práce MUDr. Eva Brichtová Brno 2007

2 Poděkování Dizertační práce Kraniocerebrální poranění v dětském věku byla vypracována v rámci kombinovaného postgraduálního studia na lékařské fakultě Masarykovy Univerzity v Brně. Děkuji mému školiteli prof. MUDr. Vladimíru Smrčkovi, CSc. za metodické vedení v průběhu celého postgraduálního studia i za cenné rady a připomínky k dizertační práci. Chci velmi poděkovat kolegovi MUDr. Jiřímu Ventrubovi, CSc. a všem kolegům z neurochirurgické kliniky Fakultní nemocnice Brno, kteří se v rámci traumatologické pohotovosti výrazně podíleli na operacích dětských pacientů s kraniocerebrálním poraněním, a také kolektivu lékařů a sester kliniky dětské chirurgie, ortopedie a traumatologie pod vedením prof. MUDr. Petra Gála, PhD. a kliniky dětské anesteziologie a resuscitace vedené doc. MUDr. Michalem Fedorou, PhD., kteří se podíleli na léčbě dětí s kraniocerebrálním poraněním. Dále děkuji RNDr. Liboru Kozákovi, CSc. a laborantkám Mgr. Ivoně Blahákové a paní Jitce Prokupkové z Centra molekulární biologie a genové terapie FN Brno za vyšetřování genotypu apolipoproteinu E a Ing. Zdeňku Novotnému za zpracování statistických dat. Ing. Ondřeji Jirouškovi, PhD. a jeho kolegům z Institutu teoretické a aplikované mechaniky Akademie věd České republiky velmi děkuji za významnou spolupráci při vytvoření výpočtového modelu lebky a mozku a výpočtové simulaci reálného poranění hlavy a mozku. Za použitou obrazovou dokumentaci děkuji kolegům z kliniky dětské radiologie FN Brno vedené MUDr. Jarmilou Skotákovou, CSc. Zvláštní dík patří mému manželovi Jaroslavovi za pomoc při zpracování grafů a obrázků i za velkou trpělivost. 2

3 Obsah Poděkování...2 Obsah...3 Seznam použitých zkratek Úvod Cíle dizertační práce Epidemiologie dětských kraniocerebrálních poranění Biomechanika, patofyziologie a rozdělení KCP Biomechanika KCP Patofyziologie KCP Rozdělení KCP Management KCP u dětí Komplikace KCP u dětí Charakteristika a specifika typů kraniocerebrálních poranění ze souboru Fraktury lebky Extrakraniální krvácení Intrakraniální krvácení Kontuze mozku Otřes mozku Difúzní axonální poranění Traumatický edém mozku Poranění hlavových nervů Poranění velkých tepen a žil Penetrující KCP Specifika KCP v dětském věku...67 I. Část první...70 I.1. Materiál a metodika...70 I.2. Výsledky 79 I.3. Diskuze.. 88 II. Část druhá...96 II.1. Úvod. 96 3

4 II.2 Materiál a metodika.. 99 II.3. Výsledky 107 II.4. Diskuze..111 III. Část třetí III.1. Úvod III.2. Materiál a metodika..117 III.3. Výsledky III.4. Diskuze Souhrn a závěry dizertační práce Přílohy Literatura

5 Seznam použitých zkratek ABR - acidobazická rovnováha ADHD - Attention Deficit Hyperactivity Disorder AMPA - alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid APO E - Apolipoprotein E ARO - anesteziologicko- resuscitační oddělení ATB - antibiotikum AV ČR - Akademie věd České republiky AVDO2 - mozková arteriovenózní diference kyslíku CBF - cerebral blood flow - průtok krve mozkem CBV - cerebral blood volume - objem krve v mozku CMRO2 - cerebral metabolic rate of oxygen - metabolická spotřeba kyslíku mozkem CNS - centrální nervový systém CPP - cerebral perfussion pressure - mozkový perfúzní tlak CT - computer tomography - počítačová tomografie DAP - difúzní axonální poranění DMSO - dimethyl sulfoxide DNA - deoxyribonukleová kyselina dntp - deoxyribonucleotid triphosphate EDH - epidurální hematomriphosphate EDTA - ethylenediaminetetraacetic acid GABA - kyselina gama- amino- máselná GCS - Glasgow Coma Scale GOS - Glasgow Outcome Scale GSI - Gadd Severity Index HIC - Head Injury Criteria HSI - Head Severity Index ICP - intracranial pressure - intrakraniální tlak JIP - jednotka intenzivní péče KCP - kraniocerebrální poranění KDCHOT - klinika dětské chirurgie, ortopedie a traumatologie 5

6 K.L. - kontrastní látka KP - konečnoprvkový LS- DYNA - řešič pohybových rovnic MAP - mean arterial pressure - střední arteriální tlak MRI - magnetic resonance imaging - magnetická rezonance NH - nitrolební hypertenze NMDA - N-methyl-D-aspartic acid NSA - nesteroidní antirevmatika NTCDB - National Traumatic Coma Data Bank OTI - orotracheální intubace PCR - polymerázová řetězová reakce PEEP - positive end- expiratory pressure - pozitivní tlak na konci exspiria PM - psychomotorický PNP - přednemocniční péče PTC - polymerázový teplotní cyklus PVI - pressure-volume index tlakově-objemový index RFLP - štěpení restrikčními endonukleázami na fragmenty RZP - rychlá záchranná pomoc SAK - subarachnoideální krvácení SDH - subdurální hematom SIADH - syndrome of inappropriate ADH - syndrom neadekvátní sekrece antidiuretického hormonu TK - tlak krve UPV - umělá plicní ventilace VF - velká fontanela WHO - World Health Organisation - Světová zdravotnická organizace ZKD - zevní komorová drenáž 6

7 1. Úvod Kraniocerebrální poranění v dětském věku jsou ve svém důsledku závažnější než poranění dospělých. Jen obtížně si lze představit, jak zničující dopad mají tato poranění a jejich následky na dětské pacienty i na rodinné příslušníky. Následky dětských poranění jsou více devastující a děsivé ve srovnání s úrazy v dospělém věku, neboť u každého kraniocerebrálního poranění (KCP) u dětí lze předpokládat negativní ovlivnění dalšího vývoje a poškození jak fyzického růstu, tak psychických a mentálních schopností, vedoucí ve svém důsledku ke ztrátě nadání či pracovních schopností. Finanční náklady vynakládané společností na akutní i chronickou lékařskou péči, rehabilitační a reedukační výukové programy a ztráta produktivity v důsledku dětských KCP jsou těžko vyčíslitelné a velmi vysoké. Dítě, kterému je po poranění hlavy poskytnuta adekvátní a úspěšná léčba se v podstatě zdravé vrací do života, může dokončit svá studia a plnohodnotně se zapojit do pracovního procesu. Náklady na akutní i chronickou léčbu, rehabilitaci a speciální výukový program mohou být velmi vysoké, ale v případě úspěchu jsou v konečném důsledku pro společnost přínosem. Hlavními faktory ovlivňujícími KCP u dětí jsou relativní nezralost CNS v procesu myelinizace, arborizace dendritů, proliferace gliálních buněk a integrity hematoencefalické bariéry, charakteristiky kalvy ve smyslu ztenčení, větší elasticity, nesrostlých lebečních švů a relativně vyhlazené baze lební. Léčba všech pacientů s kraniocerebrálním poraněním ze souboru pacientů použitého v této dizertační práci probíhala v rámci dětského traumatologického centra s mezinárodní certifikací ISO 2001/2000 při klinice dětské chirurgie, ortopedie a traumatologie na Pracovišti dětské medicíny Fakultní nemocnice Brno. 7

8 Dizertační práce se skládá ze tří částí. V první části práce analyzuji soubor dětských pacientů s poraněním mozku léčených v letech 2000 až 2005 na Pracovišti dětské medicíny FN Brno. Tento soubor je hodnocen z hlediska etiologického, diagnostického i terapeutického a výsledky jsou srovnávány s literárními udaji. Významné pokroky v oboru molekulární genetiky z posledních let ukazují na možnou souvislost mezi definovaným genotypem a klinickým průběhem a následky poranění mozku. Touto problematikou se zabývám ve druhé části práce, která zkoumá vliv genotypu apolipoproteinu E na klinický průběh a následky poranění mozku u dětí. Nedílnou součástí komplexní léčby kraniocerebrálních poranění je prevence. Vzniká mnoho výchovně preventivních společenských programů zaměřených na bezpečnost a eliminaci dětských poranění hlavy. Vyvíjejí se nové technologie výzkumu v oblasti biomechaniky KCP a testování ochranných přileb. Zde se v poslední době výrazně prosazuje počítačová technika. Ve spolupráci s Institutem teoretické a aplikované mechaniky AV ČR byl vytvořen výpočtový konečnoprvkový matematický model lebky a mozku, na kterém jsme ve třetí, experimentální části dizertační práce simulovali reálné poranění hlavy u 13letého chlapce. Dizertační práce se věnuje dětským kraniocerebrálním poraněním v celém spektru. Nabízí klinický rozbor souboru léčených dětí za určité časové období a srovnává výsledky s publikovanými literárními údaji, dále zkoumá možný vliv genetické predispozice na poúrazový průběh a neopomíjí ani nezbytnou prevenci a její výzkumný základ v oblasti biomechaniky KCP. 8

9 2. Cíle dizertační práce Dizertační práce se zabývá kraniocerebrálními poraněními u dětských pacientů a jak bylo uvedeno, skládá se ze tří částí: 1. Cílem první části je analýza souboru dětských pacientů léčených pro kraniocerebrální poranění z pohledu délky hospitalizace, způsobu léčby, výskytu poúrazové likvorey a výsledného klinického stavu s odstupem 1 roku od úrazu. U podskupiny pacientů s refrakterní nitrolební hypertenzí je cílem posoudit vliv kombinace léčebných metod hypotermie a barbiturátového komatu na hodnoty intrakraniálního tlaku (ICP) a cerebrálního perfúzního tlaku (CPP) a hodnotu výsledného Glasgow outcome scale (GOS) s odstupem 1 roku od úrazu. Analyzovaný soubor obsahuje také pacienty s refrakterní nitrolební hypertenzí, kterým byla provedena jednostranná dekompresní kraniektomie. Sledovala jsem vliv této léčebné metody na hodnoty ICP a CPP a zaznamenávala GOS za 1 rok po úrazu s cílem posoudit přínos této léčebné metody. V diskuzi srovnávám naše výsledky s dostupnými literárními údaji. 2. Cílem druhé části dizertační práce bylo zjistit, zda pacienti s genotypem apolipoproteinu E obsahujícím alelu ε4 vykazují závažnější klinický průběh a méně příznivý další průběh po cerebrálním poranění ve srovnání s pacienty, v jejichž genotypu apolipoproteinu E se alela ε4 nevyskytuje. U vybraného souboru 70 pacientů, kteří utrpěli poranění mozku, jsem vyšetřovala genotyp apolipoproteinu E (ApoE) a sledovala vztah genotypu ApoE ke klinickému průběhu a následkům kraniocerebrálního poranění u těchto dětí. 3. Cílem třetí, experimentální části práce je zjistit korelaci výpočtového konečnoprvkového modelu dětské lebky a mozku a matematické simulace 9

10 kraniocerebrálního poranění se skutečným úrazem srovnáním se zobrazovacím CT vyšetřením a posouzení validity této experimentální metody pro vývoj v oblasti prevence KCP. Experimentální část obsahuje výpočtový konečnoprvkový model lebky a mozku a simulaci konkrétního kraniocerebrálního poranění u 13letého chlapce. Tento experiment vznikl ve spolupráci s Institutem teoretické a aplikované mechaniky Akademie věd České republiky. 10

11 3. Epidemiologie dětských kraniocerebrálních poranění Každou minutu se v České republice stane jeden úraz či nehoda dítěte. Ročně je tak ohroženo kolem půl milionu nejmladších členů naší populace. Na klinice dětské chirurgie, ortopedie a traumatologie Fakultní nemocnice Brno ošetříme ročně kolem 7000 úrazů dětí. Poranění hlavy je hlavní příčinou úmrtí u dětí starších jednoho roku a u dětí do jednoho roku věku zaujímá třetí místo. Úrazovost je asi 2x vyšší u chlapců než u dívek a mortalita je více než trojnásobná. (110). Dvě nejčastější příčiny KCP jsou pády a dopravní nehody, zejména u dětí do 4 let věku. Nejvíce kraniocerebrálních poranění se vyskytuje ve věkové skupině let. Ve Spojených státech amerických se kraniocerebrální poranění vyskytuje s četností 200/ dětí / rok a na následky KCP v USA ročně zemře 10 ze dětí. Poranění hlavy si tak vyžádá ročně v USA asi 7000 dětských životů (4). Úmrtnost na následky poranění hlavy je 5x vyšší než u druhé nejčastější příčiny smrti v dětském věku, leukémie, a dokonce 18x vyšší než úmrtnost na mozkové nádory. Podle údajů National Pediatric Trauma Registry je pak ročně v USA kolem dětských poranění hlavy, počet úmrtí pak od 3000 do 4000 ročně. Více než dětí je v USA dlouhodobě hospitalizováno pro následné postižení neurologického a psychického vývoje. Srovnání dětské úrazovosti v celosvětovém kontextu názorně uvádí obrázek č.1 Následuje další znepokojující skutečnost, že v České republice umírá v dětském věku dvaapůlkrát více dětí než např. ve Švédsku. Přehled úmrtnosti dětí v Evropě v roce 2000 až 2002 znázorňuje obrázek č.2. Signifikantní podíl na dětských poraněních hlavy má velmi pravděpodobně i týrání dětí a to hlavně u městské populace, i když ve statistikách se vyskytuje poměrně zřídka (29). 11

12 Obr. 1 Dětská úrazovost v celosvětovém kontextu (Dle WHO 2002) Obr. 2 Úmrtnosti dětí v Evropě v roce (Dle WHO Euro 2002) Poranění v důsledku pádů a dopravní úrazy jsou nejdůležitějšími aspekty dětských KCP. Poranění jsou různého druhu a rozsahu od povrchních po tříštivá dilacerující poranění. Šance na přežití a úzdravu dětských pacientů závisí nejen na tíží KCP, ale též na bezchybné adekvátní péči. Je obtížné klinicky komplexně zvládat jakoukoliv formu KCP poranění. Lékaři, zdravotní a rehablitační pracovníci kteří se účastní na léčbě a rehabilitaci poraněných dětí by měli spolupracovat a společně se zaměřit na opatření směřující k prevenci dětských poranění. 12

13 4. Biomechanika, patofyziologie a rozdělení KCP Biomechanika KCP Kraniocerebrální poranění je zpravidla výsledkem působení dynamické síly ve velmi krátkém časovém intervalu. K vlastnímu poranění může dojít mechanizmem kontaktním nebo inerciálním. 1. Kontaktním mechanizmem vzniká KCP: 1. nárazem pohybující se hlavy na relativně stacionární povrch 2. úderem do hlavy pohybujícím se objektem 3. kompresí hlavy působením pomalých statických sil Kontaktním mechanizmem dochází nejčastěji k frakturám nebo kontuzím mozku. Malé ostré předměty způsobují impresivní fraktury kalvy nebo otevřená poranění, nárazem hlavy na pevnou plochu vznikají spíše fraktury lineární. Kontuze mozku se mohou rozvinout nejen pod místem nárazu, ale též na straně opačné. Tento machanizmus je nazýván par contre coup. Na straně nárazu vzniká přetlak a na opačné straně podtlak. 2. Inerciální mechanizmus vzniku KCP: Pulzní mechanizmus způsobený akcelerací a decelerací. Způsobuje napětí uvnitř mozku i mezi povrchem mozku a kalvou, jehož výsledkem jsou tenzní síly napínající mozkovou tkáň a kompresní síly mozkovou tkáň stlačující. Následkem mechanizmu krátkodobé akcelerace jsou zejména kortikální mozkové kontuze či subdurální hematomy zapříčiněné rupturou přemosťujících vén. Akcelerace působící v delším časovém intervalu způsobuje různě závažné difúzní axonální poranění. Rozlišujeme dva typy akcelerace: 1. akceleraci translační, obvykle způsobující fokální léze 2. akceleraci rotační, velmi závažnou, kdy se mozek pohybuje opačným směrem nežli lebka. 13

14 4.2. Patofyziologie KCP Z hlediska rozvoje patofyziologických změn je možné rozdělit KCP na: 1. Primární poranění 2. Sekundární traumatické změny Primární poranění vznikají v důsledku přímého kontaktu mozku a lebky nebo poraněním jiné části mozku v důsledku střihových mechanizmů na podkladě rozdílné akcelerace a decelerace šedé a bílé hmoty mozkové. Sekundární traumatické změny vznikají z intrakraniálních příčin - krvácení, edém mozku, hydrocefalus, infekce, vazospasmy nebo zduření (swelling), nebo extrakraniálních příčin - hypoxie, hyperkapnie, hypotenze, anemie, porucha ABR, iontů, hypo nebo hyperglykemie. Mozková tkáň představuje až 90% intrakraniálního prostoru a je považována za relativně nestlačitelnou, tudíž s konstantním objemem. Za fyziologických podmínek hematoencefalická bariéra dovoluje jen minimální změnu objemu mozku. U kraniocerebrálních poranění je hlavní příčinou zvýšení nitrolebního tlaku mozkový edém, hematom nebo obstrukce pasáže mozkomíšního moku. Mozkový edém se podílí na rozvoji nitrolební hypertenze nejen zvětšením objemu mozkové tkáně, ale i snížením jejích viskoelastických vlastností - compliance. Následkem ztráty autoregulace mozkových cév se zvýšenou náplní krevního řečiště může v důsledku vyčerpání kompenzačních mechanizmů dojít ke zvýšení objemu mozku též hemodynamickým zduřením (brain swelling). Nejzávažnějšími důsledky nitrolební hypertenze jsou poruchy mozkové perfúze a přesuny mozkové tkáně, které vedou ke vzniku tzv. mozkové herniace. (Viz Obr.03) Pokud expanze působí jednostranně, dochází ke středočárovému posunu mozkové hmoty, jehož důsledkem vznikají: 14

15 1. cingulární (subfalcinní) herniace - část frontálního nebo parietálního laloku je uskřinuta pod volným okrajem falxu - výsledkem může být ischemie v povodí aa. pericallosae, 2. transtentoriální herniace (conus temporalis) - mediální část temporálního laloku je vtlačena do incisura tentorii - výsledkem může být útlak mozkového kmene nebo n. oculomotorius na ipsilaterální straně, ipsilaterální infarkt v povodí a. cerebri posterior následkem jejího útlaku o okraj tentoria, Pokračováním přesunu mozkové hmoty ze supratentoriálního prostoru nebo v důsledku expanze v zadní jámě lební vznikají tzv. 3. tonzilární herniace (conus occipitalis). Mozečkové tonzily jsou vtlačeny pod úroveň foramen magnum - výsledkem je obliterace cisterna magna a přímý tlak na prodlouženou míchu, což může způsobit zástavu dechu a náhlou smrt (92). Obr. 03 Schéma přesunů mozkové tkáně (Dle Lindsay, Bone, Neurology and Neurosugery Illustrated, 1997) 15

16 Při expanzivních traumatických lézích lokalizovaných infratentoriálně může dojít k 4. ascendentní (rostrální) transtentoriální herniaci, s klinickými příznaky kmenových okohybných poruch, rozvojem obstrukčního hydrocefalu a prohlubující se poruchou vědomí. Vztahem mezi objemem a tlakem uvnitř lební dutiny se v literatuře první zabýval Monro již v roce 1783 (105). Doplněním poznatků Kellieho (71) a Burrowse (16) vznikla Monroova - Kellieho teorie, podle které je lební dutina rigidní a její objem tvoří tři nestlačitelné složky: mozková tkáň, krev a mozkomíšní mok. Změna objemu jednoho z těchto kompartmentů vede ke kompenzační změně objemu ostatních kompartmentů, má-li zůstat tlak uvnitř lebky stacionární. Výjimku tvoří pouze děti s neuzavřenou velkou fontanelou. Exaktní objem každé z vyjmenovaných složek se v závislosti na věku liší, obecně však platí, že tkáň glie a neuronů zaujímá asi 90% nitrolebního prostoru a extracelulární tekutina spolu s objemem krve a mozkomíšního moku představuje zbylých 10%. Vliv objemových změn uvnitř lebeční dutiny na nitrolební tlak závisí na stavu kompenzačních mechanizmů vazokonstrikci mozkových tepen, extrakraniálním přesunu mozkomíšního moku a venózní krve, snížené produkci a zvýšené resorpci likvoru. Podle tlakově objemové křivky roste po vyčerpání kompenzačních mechanizmů nitrolební tlak exponencionálně. (Viz Obr. 04) V roce 1975 publikoval Marmarou tlakově - objemový index PVI, který charakterizuje elasticitu mozkové tkáně a strmost tlakově - objemové křivky. Normální hodnota PVI je 25 ml, tzn. že intratekální injekce 25ml fyziologického roztoku vede k desetinásobnému zvýšení ICP. Důležité je si uvědomit, že trvalému zvýšení ICP může předcházet patologická hodnota PVI nebo patologický průběh tlakově- objemové křivky. Fyziologické hodnoty ICP se u starších dětí stejně jako u dospělých uvádí do 15 mm Hg, což odpovídá 2 kpa či 200 mm H 2 0. Pro mladší děti 16

17 je fyziologická hodnota ICP nižší, a sice v rozmezí 3,0 až 7,4 mm Hg a pro novorozence od 1,5 do 5,9 mm Hg. Obr.04 Tlakově objemová křivka (Dle Mraček, Kraniocerebrální poranění, 1988) U kraniocerebrálních poranění je závažnou příčinou zvýšení nitrolebního tlaku mozkový edém, a to nejen zvětšením objemu mozkové tkáně, ale i snížením compliance. Rozlišujeme několik typů mozkového edému: 1. cytotoxický 2. vazogenní 3. hydrostatický 4. osmotický 5. intersticiální Při kraniocerebrálním poranění se vyskytuje nejčastěji cytotoxický a vazogenní edém mozku. Cytotoxický edém mozku se vyvíjí během prvních hodin po úrazu v místě přímého mechanického poškození mozkové tkáně se zástavou cirkulace nebo 17

18 později následkem vazogenního edému, který způsobí selhání mikrocirkulace. Cytotoxický edém mozku je primárně způsoben poškozením mozkové buňky se sekundárním zduřením a postihuje šedou mozkovou hmotu. Vazogenní edém postihuje bílou mozkovou hmotu a neurony nejsou primárně poškozeny. Vazogenní edém je nejvýraznější druhý až třetí den po KCP a může způsobit přesuny mozkové hmoty a elevaci hodnoty ICP. Brain swelling mozková hyperémie - se vyskytuje častěji u dětí. V důsledku přímého poškození hypotalamu a mozkového kmene s vazoregulačními centry dojde k vazoparalýze a tím k prudkému zvýšení mozkového krevního průtoku, nitrolebního tlaku a obstrukci venózní drenáže. Swelling mozku je způsoben intracelulárním edémem (78, 79). Konečnou dekompenzaci přestavuje snížení CPP a rozvoj mozkové ischemie (82). Na základě mechanického poškození mozku dochází na buněčné úrovni k vyplavení excitatorních aminů (116). Nejdůležitějšími excitatorními neurotransmitery jsou glutamát a aspartát (39, 40, 121, 123). Existují nejméně tři typy receptorů pro tyto aminy: 1. AMPA receptor - iontový kanál pro ionty Na +, K +, Cl -. V důsledku jeho aktivace nastává masivní influx sodíku a vody a eflux draslíku, což způsobí zduření buňky. 2. NMDA receptor - iontový kanál pro kalcium. Aktivací tohoto receptoru dojde k masivnímu influxu kalcia do buňky, což představuje klíčový moment v patofyziologické kaskádě vedoucí až k smrti buňky. 3. metabotropický receptor - aktivuje fosfolipázu C, která generuje inositoltrifosfát, který zvyšuje intracelulární koncentraci kalcia a diacylglycerol, který aktivuje proteinkinázu C a tím potencuje influx kalcia membránovými kanály (121). 18

19 Při úrazu mozku dochází v důsledku mechanického poškození ke zvýšení membránové permeability neuronů a k poruše hematoencefalické bariéry mechanickým postižením endotelu, což spolu s vlivem excitatorních aminů tvoří hlavní příčiny poruchy kalciové homeostázy. Patologické zvýšení koncentrace intracelulárního kalcia vede k: 1. poruše oxidativní fosforylace s následnou poruchou genové transkripce a aktivací apoptózy 2. aktivaci lipolýzy, která způsobuje poruchu membránových funkcí za současného vzniku diacylglyceridů, volných mastných kyselin, lipofosfolipidů a destičkového aktivačního faktoru. Lipázy (fosfolipáza A2, lipooxygenáza, cyklooxygenáza) degradují kyselinu arachidonovou na tromboxan A2, prostaglandiny, leukotrieny a volné mastné kyseliny. Tyto rozpadové produkty dále produkují volné radikály. 3. aktivaci proteolýzy, která konvertuje xantindehydrogenázu na xantinoxidázu, ta dále katalyzuje oxidaci hypoxantinu na xantin a kyselinu močovou za vzniku volných radikálů. Proteolýza způsobuje též dezintegraci mikrotubulů a cytoskeletu. Nejvíce reaktivním volným radikálem je hydroxylový radikál, který způsobuje oxidaci buněčných membrán, tzv. lipidovou peroxidaci. Ta se může šířit i na membrány okolních buněk i na buňky endotelia a podílí se tak na poruše hematoencefalické bariéry. Lipidová peroxidace je zodpovědná také za vazospazmy po traumatickém subarachnoideálním krvácení (11). Buněčnou patofyziologii poranění mozku schematicky popisuje Obr. 05 a 0br

20 Obr. 05 Schema neuronálního poškození (Dle Journal of Chemical Medical Defense, Vol. 3, 2005) Obr. 06 Schema mediátorů neuronálního poškození (Dle Feldmans, Fundamentals of Neuropsychopharmacology, 1997) 20

21 Důležitou veličinou, která se podstatně podílí na vývoji sekundárního ischemického postižení mozku je mozkový perfúzní tlak CPP. Hodnota CPP udává tlak, pod nímž krev proudí mozkem a je určena rozdílem mezi arteriálním a venózním tlakem. V klinické praxi je obtížně stanovitelná hodnota venózního tlaku nahrazena téměř shodnou hodnotou intrakraniálního tlaku a mozkový perfúzní tlak CPP je pak definován jako rozdíl středního arteriálního MAP a nitrolebního ICP tlaku: CPP = MAP ICP Význam CPP spočívá v jeho vztahu k průtoku krve mozkem - CBF, protože samotná hodnota ICP nevypovídá o aktuálním mozkovém krevním průtoku. Vztah mezi CPP a CBF odráží autoregulační křivka. (Viz Obr. 07) Obr. 07 Autoregulační křivka (Dle Youmans, Neurological Surgery, 1996) Pokud není autoregulace narušena, pak při hodnotě CPP v rozmezí mm Hg výkyvy arteriálního tlaku neovlivní průtok krve mozkem - CBF. V průběhu poklesu 21

22 CPP (snížením MAP nebo zvýšením ICP) je udržován průtok krve mozkem kompenzačním snížením odporu mozkových cév vazodilatací, naopak při zvýšení CPP není průtok krve mozkem zvyšován v důsledku kompenzačního zvýšení odporu mozkového cévního řečiště (vazokonstrikcí). Vazodilatace je maximální na dolním konci plateau fáze autoregulační křivky, kdy je kompenzační schopnost cévní stěny vyčerpána. Je-li autoregulace porušena, je třeba vyššího CPP k udržení adekvátního CBF - posun křivky doprava. (Viz Obr. 08) Obr. 08 Autoregulační křivka, posun doprava. (Dle Youmans, Neurological Surgery, 1996) U hypermetabolického stavu je třeba vyšších hodnot CBF k zachování autoregulace - posun křivky vertikálně. (Viz Obr. 09) 22

23 Obr. 09 Autoregulační křivka, posun vertikálně. (Dle Youmans, Neurological Surgery, 1996) Vztah mezi CBF a CPP zprostředkovává veličina zvaná cerebrovaskulární rezistence. Podle Poiseuilleova zákona je nepřímo úměrná čtvrté mocnině průměru cévy. Podstatou autoregulace mozkových cév jsou tak změny cerebrovaskulární rezistence. U pacientů s těžkým poraněním mozku je autoregulační schopnost mozkových cév narušena od 31% (10) do téměř 100% (122) případů. Po kraniocerebrálním poranění je proto dolní limit autoregulace (neboli maximální vazodilatace) často posunut nahoru. Je proto nutný vyšší CPP k udržení dostatečného průtoku krve mozkem. V postižených oblastech mozkové tkáně je CBF často zvýšen v důsledku ztrát tlakové autoregulace a tkáňové acidózy, které vedou k vazodilataci a vazoparalýze s tkáňovou hyperémií. Vedle těchto ložisek lze najít v úrazem postiženém mozku též hypoperfundované oblasti se sníženým CBF nebo též s lokálním vazospazmem (127). 23

24 Výrazný vliv na průtok krve mozkem má parciální tlak oxidu uhličitého v arteriální krvi paco 2. Hyperkapnie vyvolává vazodilataci mozkových cév a tím zvyšuje CBF. Hypokapnie působí naopak vazokonstrikci, čímž CBF snižuje. Reaktivita na změny paco 2 bývá zachována při kraniocerebrálních poraněních déle než tlaková autoregulace. Příznivý vliv hypokapnie na snížení ICP je u pacientů s poruchou autoregulace pouze přechodný a doporučuje se tedy udržovat normokapnii. Průtok krve mozkem CBF má těsný vztah také k úrovni metabolického stavu mozku. Metabolická spotřeba kyslíku mozkem CMRO 2 je dána rovnicí: CMRO 2 = CBF x AVDO 2 kde AVDO 2 je mozková arteriovenózní diference kyslíku. Vztah mezi CBF a CMRO 2 ukazuje Obr. 10. Obr. 10 Vztah mezi CBF a CMRO 2 (Dle R. Gál, 2000) 24

25 Z toho vztahu vychází terapeutické možnosti, tzn. snížení úrovně metabolizmu mozku sedací, antipyretiky, antiepileptiky, aby byla zajištěna rovnováha mezi metabolickou spotřebou kyslíku a průtokem krve mozkem. O skutečném stavu metabolizmu mozku však exaktně nevypovídá ani hodnota ICP, CPP či CBF. V poslední době se do praxe zavádějí metody monitorující metabolické parametry mozkové tkáně, jako je tkáňová oxymetrie (systém Licox) či mikrodialýza. Pomocí mikrodialýzy hodnotíme tkáňové metabolity mozku (glukóza, laktát, pyruvát, glycerol) jako markery anaerobního metabolismu. Nejaktuálnějším trendem je zaměření na subcelulární úroveň a výzkum funkčnosti a kapacity buněčných enzymatických a membránových systémů. Výzkumy posledních let ukazují nové terapeutické možnosti ovlivnění toku kalcia přes kalciové kanály, a to zejména působením N typů blokátorů kalciových kanálů, které regulují již presynapticky uvolňování excitatorních aminů (147). V blokádě lipidové peroxidace způsobené volnými radikály se uplatňují tzv. lazaroidy (51) nebo endogenní antioxidanty (vitamin A, C, E). Experimentálně se ukazují perspektivní též tumor necrosis factor, interleukin 1, interleukin 6 nebo růstové faktory, které mohou aktivovat transkripci nukleových kyselin, což v konečném důsledku zabrání smrti buňky (98). Do klinické praxe se zavádí také metoda řízené hypotermie mozku na 34 až 32 C. Pomáhá udržovat tkáňovou homeostázu snížením metabolizmu, omezením uvolňování volných radikálů a excitatorních aminů (136) a inhibuje cytoskeletární axonální poškození po těžkém traumatu mozku (13). 25

26 4.3. Rozdělení KCP Kraniocerebrální poranění je možno dělit podle časové posloupnosti na: 1. Primární poranění vznikající během úrazu (např. kontuze mozku), 2. Sekundární poranění, způsobené z příčiny 2.1. Intrakraniální (např. edém mozku, vazospasmus) 2.2. Systémové (např. hypoxie, hypotenze, metabolická dysbalance) Dle prostorové charakteristiky se rozlišují kraniocerebrální poranění: 1. Fokální (např. kontuze mozku, traumatický hematom) 2. Difúzní (např. difúzní axonální poranění) Z hlediska komunikace se zevním prostředím dělíme KCP na: 1. otevřená 1.1. nepenetrující (bez porušení tvrdé pleny mozkové) 1.2. penetrující (porušená tvrdá plena mozková) 1.3. skrytě penetrující (patologická komunikace s vnějším prostředím na bazi lební) 2. zavřená (tupá, krytá) 26

27 5 Management KCP u dětí 5.1. Úvod Při ošetření dětských pacientů s kraniocerebrálním poraněním je kladen největší důraz na adekvátní přednemocniční péči, která spočívá v rychlém a správném zajištění vitálních funkcí a transferu do traumacentra s neurochirurgickou dostupností, dále na rychlou a správnou diagnostiku, adekvátní monitoraci pacienta na JIP nebo ARO a na včasnou a správně indikovanou operační nebo konzervativní léčbu. Tyto postupy jsou v akutní fázi po úrazu nezbytné pro záchranu života a minimalizaci poúrazové morbidity. Těžiště následné péče spočívá především v adekvátní rehabilitaci a resocializaci pacientů po kraniocerebrálním poranění. Důležité body v managementu KCP u dětí : 1. stanovení přesné anamnézy od svědků úrazu, personálu RZP nebo policie 2. údaje o bezvědomí, poúrazové amnézii 3. vyšetření celého pacienta a stanovení případných dalších poranění 4. vedení přesné dokumentace s časovými údaji 5. záznam GCS modifikovaného pro dětský věk, velikosti a reakce zornic 6. popis event. záchvatu křečí 7. fotodokumentace (týrané dítě) 5.2. Management lehkých KCP - GCS 15 Prvotní ošetření u dětského praktického lékaře nebo na ambulanci dětské chirurgie. Je nezbytné odebrat podrobnou anamnézu, zjistit mechanizmus úrazu, údaj o bezvědomí, poúrazové amnézii, zvracení či nevolnosti. V případě nejasného údaje o 27

28 bezvědomí či vnějších známkách poranění hlavy (četné exkoriace, hematomy, tržné rány) je pacient odeslán k RTG vyšetření lbi a neurologickému vyšetření. Pokud není při primárním vyšetření zjištěno bezvědomí, pacient nezvrací, RTG lbi je bez traumatických změn a neurolog vyloučil možnost komoce mozku, následuje chirurgické ošetření povrchních poranění, pokud jsou přítomna a dítě je propuštěno domů s následnou ambulantní kontrolou za 24 hodin. Rodiče jsou poučeni, že se v případě zhoršení klinického stavu dítěte okamžitě dostaví k vyšetření na pohotovostní chirurgickou ambulanci. V případě přítomnosti bezvědomí po úraze stanoví obvykle neurolog diagnózu komoce mozku a dítě je přijato k observaci na dětské chirurgii. Je-li RTG lbi bez traumatických změn a pacient je stabilizován a nezvrací, je zpravidla po 3 až 4 dnech hospitalizace dítě propuštěno do domácí péče. Pokud je na RTG zjištěna fisura kalvy a přetrvává vomitus nebo se horší stav vědomí dítěte, je indikováno CT vyšetření mozku a transfer pacienta na traumatologickou JIP nebo ARO. V případě negativního CT nálezu a stabilizaci klinického stavu následuje dimise pacienta po 5 až 7 dnech observace. Přítomnost traumatických změn na kalvě či intrakraniálně při CT vyšetření je indikací k neurochirurgické konzultaci. Následuje operační nebo konzervativní léčba na ARO nebo traumatologické JIP dle tíže klinického stavu a nutnosti eventuální řízené ventilace a farmakologického tlumení. Po stabilizaci stavu je pacient opět přeložen na standardní neurochirurgické oddělení, následuje rehabilitace a propuštění domů nebo do dětského rehabilitačního zařízení. 28

29 5.3. Management středně těžkých KCP (GCS 14-9) a těžkých KCP (GCS 8-3) Rychlost a kvalita přednemocniční péče mají zásadní význam pro léčbu, morbiditu, mortalitu a kvalitu přežití dětí postižených KCP. Přednemocniční péče o těžká kraniocerebrální poranění musí splňovat tři základní atributy: 1. rychlou dostupnost s včasným zahájením adekvátní léčby 2. vysokou odbornou kvalitu 3. kontinuální návaznost na odpovídající nemocniční neodkladnou a specializovanou péči. Prognóza KCP je výrazně lepší u zraněných, kteří jsou kvalitně primárně ošetřeni, šetrně a rychle transportováni a nejpozději do 2 hodin od úrazu ošetřeni ve specializovaném traumacentru (81). K dětským pacientům s podezřením na kraniocerebrální poranění vyjíždí zpravidla tým RZP. Přednemocniční péče se dělí na primární a sekundární zajištění. 1. Primárně musí být zajištěna průchodnost dýchacích cest, adekvátní ventilace, funkční cirkulace s monitorací pulzu, TK (zástava krvácení, podání plasmasubstituentů periferním žilním katétrem) a management bolesti a stresu. Při poruše stavu vědomí a nedostatečné spontánní ventilaci je indikována intubace a napojení na řízenou ventilaci již před transportem do traumatologického centra (normoventilace pco mmHg, PEEP do 5cm H 2 0). 2. Po základní stabilizaci zraněného následuje sekundární zajištění, kdy je provedeno detailnější vyšetření zraněného a stanovena urgentní diagnostika s rozhodnutím o přímém transportu pacienta na specializované traumatologické pracoviště schopné komplexní diagnostiky a definitivní léčby (dostupnost ARO, JIP lůžka, CT a statim laboratorních vyšetření, neurochirurga, neurointenzivisty, 29

30 anesteziologa, neurologa). Během transportu musí pokračovat zahájená neodkladná péče při pečlivé monitoraci pacienta. O přežití zraněného nerozhoduje tolik rychlost transportu, jako stabilita vitálních funkcí během transportu. Základní cíle léčby v přednemocniční péči (PNP): 1. zabránění vzniku sekundárního poškození mozku v důsledku hypotenze a hypoxie 2. včasná diagnostika rozvoje sekundární léze a neodkladné zahájení její léčby 3. časné zajištění komplexní neodkladné nemocniční péče. Dokumentace PNP: 1. čas a mechanizmus poranění 2. úroveň vědomí, GCS modifikované pro dětský věk 3. velikost a reakce zornic, ložiskový neurologický deficit 4. resuscitace: délka, podané léky, parametry UPV 5. krevní tlak, puls, saturace 0 2 v průběhu PNP a transportu 6. extrakraniální poranění, trauma skóre Nemocniční péče u středně těžkých a těžkých KCP: Bezprostředně po přijetí pacientů na ARO či traumatologickou JIP jsou provedeny tyto kroky: 1. převzetí dokumentace s anamnestickými údaji a údaji o PNP od RZP 2. základní klinické vyšetření pacienta (GCS, zornice, vnější známky poranění) 3. napojení na UPV (pokud není spontánní ventilace) a na přístroje monitorující vitální funkce 4. laboratorní vyšetření STATIM 5. zobrazovací vyšetření - CT mozku, CT či sono břicha, CT či RTG hrudníku, krční páteře, pánve - dle klinického nálezu a mechanizmu úrazu 6. neurologické vyšetření, případně chirurgické, ORL, oční, stomatochirurgické konzilium 30

31 Pokud jde o polytrauma a je indikováno urgentní operační řešení, pořadí jednotlivých operačních výkonů závisí na jejich vitální indikaci (závažné nitrobřišní nebo hrudní poranění, poranění velkých cév, intrakraniální traumatické léze). Ve výjimečných případech lze některé operační zákroky provádět souběžně. Indikace pro zavedení čidla pro monitoraci ICP: 1. GCS 8 a méně s traumatickými změnami na CT vyšetření mozku 2. GCS 8 a méně bez traumatických změn na CT mozku, pokud jsou přítomny známky decerebrace či hypotenze Technika monitorace ICP: 1. snímací čidlo lokalizované v mozkové tkáni nebo mozkové komoře 2. ventrikulární katetr spojený s externím snímačem umožní měření ICP i drenáž mozkomíšního moku Monitorace a správná interpretace ICP umožňuje časnou diagnostiku a prevenci vzniku mozkových herniací, optimalizaci mozkové perfúze, účelnou terapii a minimalizaci sekundárního poškození mozku. S ohledem na poznatky o patofyziologii poranění mozku je třeba zmínit, že hodnota ICP je nespecifický fyzikální parametr, jehož vzestup je většinou následkem podstatně dříve probíhajících neurochemických změn v mozku. Novodobé poznatky o patofyziologii poranění mozku vedou k terapeutické snaze udržet dostatečný mozkový perfúzní tlak. K monitoraci mozkové perfúze se v současnosti přidává i monitorace metabolizmu (tkáňová oxymetrie, mikrodialýza) a snaha o zabránění tkáňové hypoxie. Indikace k NCH intervenci 1. Akutní epidurální a subdurální hematomy s expanzivním chováním. 2. Rozsáhlá kontuzně hemoragická ložiska s expanzivním chováním, 31

32 kde provádíme sanace kontuzí a v případě potřeby dekompresivní kraniektomii. Dekompresivní kraniektomie je indikována též u jednostranných traumatických expanzivních lézí s refrakterní nitrolební hypertenzí, výjimečně u oboustranných lézí. Zevní komorová drenáž (ZKD) je indikována u hemocefalu, při refrakterní nitrolební hypertenzi. Otevřené impresivní fraktury lebky operujeme akutně, provádíme elevaci kostních fragmentů a event. plastiku tvrdé pleny mozkové, pokud dojde k její dilaceraci. Indikací k NCH intrevenci je dále imprese větší než šířka kalvy. Implantaci vnitřního drenážního systému provádíme v případě rozvoje aktivního poúrazového hydrocefalu. Antikonvulzivní terapie: Valproáty nebo fenytoin jsou podávány jen v případě ložiskové léze s patologickým nálezem na EEG, s výskytem poúrazových epileptických paroxysmů. 32

33 6 Komplikace KCP u dětí Poúrazová epilepsie vzniká nejčastěji v důsledku penetrujících poranění s korovými kontuzemi a laceracemi mozku, přičemž děti představují rizikovou skupinu populace. Rizikovým faktorem rozvoje potraumatické epilepsie je dále bezvědomí delší než 24 hodin spojené s ložiskovou lézí a neurologickým deficitem, GCS méně než 8, přítomnost intracerebrálního nebo subdurálního hematomu, difúzního edému mozku nebo otevřené impresivní fraktury lbi. Časné epileptické záchvaty, které se vyskytnou v prvním týdnu po úrazu, nemají tendenci k opakování a tím ke vzniku potraumatické epilepsie a jsou obvykle fokální, s incidencí 7 až 9 % u dětí do 5 let věku. Pozdní epileptické záchvaty se manifestují v dalších týdnech po úrazu, bývají generalizované s vyšším sklonem k opakování a jejich incidence je na rozdíl od časných záchvatů u dětí nižší než u dospělých. Na vzniku epileptogenního fokusu se nepochybně podílí poúrazový úbytek tlumivých neurotransmiterů (GABA), což vede k dysbalanci mezi excitací a inhibicí. Až 80% potraumatických epilepsií se rozvine do dvou let od úrazu. 50% paroxyzmů spontánně vymizí do 1 roku bez ohledu na antiepileptickou terapii, 25 až 30% perzistuje, ale reagují na antikonvulzivní terapii a 7 až 15% perzistuje a je refrakterní na terapii. EEG nález epileptického ložiska ukazuje Obr. 11. Aplikace rutinní profylaktické antikonvulzívní medikamentózní terapie po kraniocerebrálním poranění dle studií nesnižuje výskyt pozdní potraumatické epilepsie (149). Podávání fenytoinu nebo karbamazepinu může zabránit jen časným epileptickým záchvatům (90). Farmakoterapie se musí zaměřit spíše na eliminaci sekundárního poškození mozku, jelikož se epileptické fokusy nacházejí především v kolaterální zóně traumatických ložisek mozku. U refrakterních potraumatických epilepsií hraje prioritní roli epileptochirurgická léčba. Již v roce 1890 Horsley provedl první resekci epileptogenního ložiska u pacienta s poúrazovou epilepsií po impresivní fraktuře kalvy. 33

34 Obr. 11 EEG nález epileptického ložiska vlevo centroparietálně 6.2. Neuroendokrinní poruchy Poúrazový hypopituitarismus. Postižení gonadotropní nebo somatotropní osy se vyskytuje až u 30% dětských pacientů po KCP, vzácně jde o kombinovaný deficit. Až u 70% případů se tyto endokrinní poruchy rozvíjí do 1 roku po úrazu Diabetes insipidus vzniká v důsledku snížení hladiny cirkulujícího antidiuretického hormonu traumatickým postižením přední části hypotalamu, neurohypofýzy nebo hypofyzární stopky. Diagnostika: laboratorní - hyperosmolarita séra, hypernatremie a specifická hmotnost moči menší než 1005 kg/m 3. Příznaky: polyurie (diuréza větší než 30ml/kg/h). Monitorování hodinové bilance příjmu a výdeje tekutin, kontrola osmolarity séra a hladin iontů v séru. Terapie: substituce ADH, aplikace hypotonických roztoků SIADH syndrom neadekvátní sekrece antidiuretického hormonu se vyznačuje diluční hyponatrémií. Diagnostika: laboratorní - pokles hladiny natria 34

35 v séru. Terapie: restrikce příjmu tekutin, pozvolná korekce hyponatrémie aplikací hypertonického roztoku NaCl Poúrazová likvorea Nazální likvorea - při frakturách baze přední jámy lební Pradoxní nazální likvorea - při fraktuře pyramidy přes Eustachovu trubici při neporušení celistvosti bubínku Othorea- při fraktuře pyramidy s perforací bubínku. Diagnostika likvorey se provádí průkazem beta - 2- transferinu v likvoru pomocí elektroforézy. Terapie: většinou konzervativní, klidový režim, 30st. elevace hlavy, antibiotická léčba, eliminace činností zvyšujících nitrolební tlak (kašel, smrkání, tlak na stolici). Pokud do 5-7 dní likvorea spontánně neustává, pak zavádíme dočasnou lumbální drenáž nebo přistupujeme k operačnímu řešení (plastika tvrdé pleny a kostního defektu baze lební). Cave intrakraniální infekční komplikace (meningitis, vzácně mozkový absces) při penetrující fraktuře spodiny lebeční Poúrazové intrakraniální infekce představují převážně komplikace otevřených a penetrujících KCP, poúrazové likvorey nebo neurochirurgické intervence (operační revize, implantace ICP čidla, zevní komorová drenáž). Profylaktická antibiotická léčba snižuje riziko vzniku infekcí, naopak zvýšené riziko zaznamenáváme u pacientů s imunodeficitem Epidurální absces bývá často sdružen s osteomyelitidou přilehlé oblasti kalvy, vyskytuje se však poměrně vzácně. Diagnostika: Na CT mozku hypodenzní epidurální kolekce a postkontrastním sycením. Terapie: Antibiotická léčba, operační revize, sanace abscesového ložiska a v případě osteomyelitidy kalvy odstranění postižené kosti s odloženou plastikou kalvy Subdurální empyém nebo absces představuje subdurální purulentní kolekci, která může způsobit trombózu kortikálních žil a vede k infarzaci, edému mozku, nitrolební hypertenzi a často i k epileptickému paroxysmu. Příznaky: febrilie, ložisková neurologická symptomatologie, epileptický záchvat, vomitus, bolesti hlavy, světloplachost, meningeální příznaky, deteriorace stavu vědomí. Klinický průběh je dramatičtější než v případě epidurálního abscesu. Diagnostika: CT mozku 35

36 zobrazí subdurální postkontrastně denzní kolekci. Laboratorně leukocytóza a elevace CRP. Terapie: Antibiotická terapie a akutní operační revize - kraniotomie, sanace subdurálního empyému a drenáž subdurálního prostoru (k lokální aplikaci antibiotik) Meningoencefalitida vzniká často jako komplikace sekundárního postižení mozku v důsledku snížení mozkového krevního průtoku a metabolizmu kyslíku. Příznaky: febrilie, meningeální iritace, světloplachost, epileptický paroxyzmus. Pozdní příznak: rozvoj hyporesorpčního hydrocefalu. Diagnostika: CT mozku nativ a po k.l., lumbální punkce. Terapie: konzervativní antibiotická léčba (parenterální aplikace), symptomatická léčba (antipyretika, NSA), v případě rozvoje aktivního komunikujícího hydrocefalu implantace shunt systému Absces mozku způsobí nejčastěji cizí těleso, kostní úlomek nebo části skalpu, které při otevřeném penetrujícím poranění pronikají do mozkové tkáně. V postižené mozkové tkáni se spouští kaskáda zánětlivých reakcí s rozvojem fokální cerebritis až nekrózy a kolaterálního edému mozku s hemoragickými petechiemi. Zrání abscesu pokračuje, za 3 až 5 týdnů dochází k opouzdření abscesu. Příznaky: ložisková neurologická symptomatologie závisí na lokalizaci abscesu, febrilie nejsou pravidlem, někdy též epileptický paroxyzmus. V případě větších abscesů vede mass efekt k elevaci hodnot ICP, dokonce až k mozkové herniaci. Diagnostika: CT mozku nativní a po k.l., u malých dětí s neuzavřenou velkou fontanelou sledujeme orientačně dynamiku zrání abscesu sonograficky. Terapie: Antibiotická léčba celkově i lokálně drenáží umístěnou do centra abscesu stereotakticky nebo pod sonografickou či MRI kontrolou. Operační léčba: Povrchově uložené abscesy exstirpujeme z kraniotomie a cerebrotomie, u hluboko uložených a nevelkých abscesů provedeme punkci (stereotaktickou, navigovanou nebo pod MRI či sonografickou kontrolou), evakuaci abscesu a event. drenáž do abscesové dutiny. Cave ruptura abscesové dutiny a provalení do subarachnoideálního protoru nebo komorového systému prudce zhoršuje klinický průběh a zvyšuje mortalitu Poúrazový hydrocefalus. Poúrazová dilatace komorového systému nemusí vždy znamenat rozvoj aktivního hydrocefalu. V důsledku poúrazové difúzní atrofie mozku (nejčastěji po difúzním axonálním poranění) vzniká pasivní dilatace komorového 36

37 systému bez zvýšeného nitrokomorového tlaku, tzv. hydrocephalus e vacuo. V tomto případě není indikována drenážní operace Obstrukční potraumatický hydrocefalus je způsoben při hematocefalu blokádou odtoku likvoru koagulem vyplňujícím třetí nebo čtvrtou komoru mozkovou. Potraumatická arachnoiditida v oblasti foramen Magendie může být další příčinou obstrukčního hydrocefalu. Vyžaduje neurochirurgickou intervenci, v akutním stadiu dočasnou zevní komorovou drenáž nebo endoskopickou ventrikulocisternoanastomózu či implantaci vnitřního drenážního systému U komunikujícího hydrocefalu je porušena resorpce likvoru poúrazovými změnami v oblasti pacchionských granulací, prokazujeme patologickou dynamiku likvoru a je indikována zkratová operace. Diagnostika: Kvantitativní analýza cirkulace likvoru pomocí CT cisternografie nebo lumbálního infúzního testu. Monitorací ICP získáme informace o dynamice, které nám pomohou odlišit progredující hydrocefalus od zastaveného (arrested hydrocephalus). Cardoso uvádí, že traumatická etiologie hydrocefalu tvoří 5% ze všech paceintů s intrakraniálním shuntem (18) Poúrazový organický psychosyndrom se vyznačuje zpomalením psychomotorického tempa, PM vývoje, ztrátou spontánnosti, poruchami paměti a intelektu i poruchami chování a jednání. U dětí po těžkých KCP se z dlouhodobého sledování ukazuje, že čím mladší dítě bylo postiženo, tím lépe se reparuje neurologický nález, ale tím více bývá porušený psychický vývoj. Vedle ztráty již vyvinutých schopností se předpokládá též porucha geneticky determinovaného vývoje a porucha zrání osobnosti. I mnoho let po úrazu se tak vyskytuje u těchto dětí afektivní chování, syndrom ADHD a jiné psychické poruchy. Po těžkých KCP se proto doporučuje psychologická event. psychiatrická léčba a dispenzarizace. 37

38 7. Charakteristika a specifika typů kraniocerebrálních poranění ze souboru pacientů léčených na KDCHOT FN Brno v letech Fraktury lebky Lineární fisura kalvy je nejjednodušší a u dětí nejčastější typ zlomeniny kalvy. Projeví se lokálním edémem přilehlých měkkých tkání skalpu, s event. subgaleálním nebo subperiostálním hematomem. Případné poranění skalpu je u malých dětí nutné pečlivě ošetřit, protože i malá krevní ztráta může způsobit až rozvoj hemoragického šoku. Diagnostika: RTG lbi ostře ohraničená, zřetelně transparentní, převážně rovně probíhající tenká linie, která se nevětví a prochází napříč kostí. Nutné odlišení od cévních impresí (větví se) a od lebečních švů (okraje švů jsou nerovné, mají typický průběh). (Viz Obr. 12) Obr. 12 Lineární fisura lbi (Pacient K.S., 3 měsíce, KDCHOT FN Brno) 38

39 Terapie: observace za hospitalizace, konzervativní postup. Cave rozvoj epidurálního hematomu krvácením z hojně cévně zásobené spongiózní kosti kalvy nebo krvácením z porušené meningeální arterie. Specifika: Traumatická diastáza lebečních švů (rozšíření lebečních švů nad 3mm) Growing fracture - rostoucí fraktura kalvy - vyskytuje se velmi vzácně (tvoří méně něž 1% všech fraktur kalvy (109)) u dětí do 3 let věku, převážně v parietální lokalizaci. S frakturou kalvy dochází k ruptuře tvrdé pleny mozkové a v důsledku pulzace k výhřezu arachnoidey zevně. Vzniká leptomeningeální cysta vyplněná likvorem a výrazná dilatace okrajů fisury. Terapie: operace- kraniotomie, plastika tvrdé pleny a fixace kostních fragmentů. (Viz. Obr. 13 a Obr. 14) Obr. 13 Growing fracture (Pacientka K. M., 1 měsíc, KDCHOT FN Brno) Obr. 14 Growing fracture 3D 39

40 Impresivní fraktura kalvy vzniká obvykle působením velké síly nebo ostrého předmětu na malou plochu. Lamina externa je vpáčena v místě nárazu a fragment lamina interna je rozsáhlejší. U otevřených impresivních fraktur je viditelná tržně zhmožděná rána, u zavřených poranění je typická pohmatová imprese s otokem okolních měkkých tkání i event. subgaleálním hematomem. Diagnostika: RTG lbi okrouhlé, hvězdicovité fraktury s radiálním šířením lomných linií od centra k periferii, CT vyšetření mozku a kostní okno, event. 3D rekonstrukce lbi dobře zobrazí dislokaci fragmentů (fragmenty mohou být podsunuty pod okolní skelet). (Viz Obr. 15 a Obr. 16) Obr. 15 Impresivní fraktura kalvy v 3D CT, CT a CT kostním okně (Pacient A.V. 1 rok, KDCHOT FN Brno) 40

41 Obr. 16 Impresivní fraktura kalvy (Pacient F.P. 13 let, KDCHOT FN Brno) Terapie: nepenetrující impresivní fraktura operace - kraniotomie a elevace kostních fragmentů kalvy pokud je imprese větší než šířka kalvy. Penetrující otevřená imprese - akutní operace - kraniotomie, plastika tvrdé pleny a elevace kostních fragmentů kalvy, event. sanace kontuzně hemoragických ložisek mozku. Cave impresivní fraktura nad venózním mozkovým splavem (masivní žilní krvácení při rekonstrukci stěny splavu). Specifika: Fraktury frontálního sinu: a) přední stěna sinu - operace při kosmetickém defektu, b) zadní stěna sinu - operace při dilaceraci tvrdé pleny (komunikace paranazálního sinu s intrakraniálním prostorem). 41

42 7.1.4 Ping pong fracture - fraktura typu pingpongového míčku - typická u novorozenců v důsledku vysoké elasticity kalvy. Vzniká např. jako porodní trauma při komplikovaném klešťovém porodu s vpáčením kalvy parietálně nebo méně často i frontálně. Terapie: většinou konzervativní, operace při kosmetickém nebo rozsáhlejším defektu - impresi kalvy. (Viz Obr.17 a Obr.18) Obr. 17 Ping pong fraktura, (Pacientka L.Z.,1 rok, KDCHOT FN Brno) Obr. 18 Ping pong fraktura, 3D Fraktury baze lební mohou vzniknout samostatně nebo pokračováním fisury kalvy na spodinu lebeční. Vznikají buď přímým nárazem na oblast čela či baze lební s penetrací do nitrolebí nebo nepřímým působením síly přenesené z jiné části kalvy nebo obličeje. Tvrdá plena těsně adheruje k bazi lební, proto při frakturách dochází k její ruptuře a komunikaci nitrolebí s vnějším prostředím buď přímo (přes lamina cribrosa) nebo nepřímo přes vedlejší nosní dutiny či středouší. Likvorea je u mladších dětí méně častá, protože dětská lebka vykazuje vyšší pružnost a menší pneumatizaci paranazálních dutin. 42

43 Podle lokalizace rozlišujeme fraktury: a) přední jámy lební - strop orbity, stěny paranazálních dutin, příznaky: brýlový hematom, nazální likvorea, epistaxe, postižení zraku (n. opticus), čichu (n. olfactorius), b) střední jámy lební - pyramidy, turecké sedlo, podélná fraktura pyramidy - poranění tegmen tympani, bubínku, zevního zvukovodu, příčná fraktura pyramidy - poranění n. facialis, n. vestibulocochlearis, labyrintu, fraktura tureckého sedla - poranění hypofýzy, příznaky: battle sign (prokrvácení v oblasti processus mastoideus), krvácení nebo výtok likvoru ze zevního zvukovodu nebo paradoxní nazální likvorea (při zachování celistvosti bubínku cestou Eustachovy trubice), c) zadní jámy lební - foramen occipitale magnum - os occipitale (poranění confluens sinuum či sinus transversus) Fraktury baze lební v uvedených lokalizacích dokumentují Obr 19, Obr. 20, Obr. 21 a Obr.22. Diagnostika: RTG lbi - orientační, CT mozku, kostní okno - CT orbit (koronární řezy), HRCT pyramid. Na CT vyšetření bývá přítomen pneumocefalus (komunikace nitrolebí s vnějším prostředím), patologický obsah (krev) v paranazálních dutinách nebo mastoidálních sklípcích. Diagnostika likvorey se provádí průkazem beta - 2- transferinu v likvoru pomocí elektroforézy. Terapie: většinou konzervativní, klidový režim, 30st. elevace hlavy, antibiotická léčba, eliminace činností zvyšujících nitrolební tlak (kašel, smrkání, tlak na stolici). Pokud do 5-7 dní likvorea spontánně neustává, pak zavádíme dočasnou lumbální drenáž nebo přistupujeme k operačnímu řešení (plastika tvrdé pleny a kostního defektu baze lební). Cave intrakraniální infekční komplikace (meningitis, vzácně mozkový absces) při penetrující fraktuře spodiny lebeční. 43

44 Obr. 19 Mnohočetné fraktury baze lební (Pacientka M.L.,15 let,kdchot FN Brno) Obr. 20 Fraktura baze lební (Pacient L.N., 7let KDCHOT FN Brno) Obr. 21 Fraktura baze lební (Pacientka M.P.,4 roky, KDCHOT FN Brno) Obr. 22 Fraktura baze lební (Pacient P.D:,1 rok, KDCHOT FN Brno) 44

45 7.2. Extrakraniální krvácení Kefalhematom - krvácení do tkání skalpu. Rozlišujeme a) subgaleální hematom - krvácení nad periost kalvy, nekalcifikuje, může se vyskytovat bez i s fisurou kalvy, může přecházet i přes lebeční švy. Terapie: konzervativní (spontánní resorpce do 2-4 týdnů) a hemostyptika, nebo perkutánní punkce a jednorázová evakuace (v akutní fázi nebo ve fázi kolikvace hematomu). b) subperiostální hematom - krvácení pod periost, rozsah je omezen průběhem lebečních švů, méně balotuje, může kalcifikovat. (Viz Obr. 23) Obr. 23 Osifikovaný kefalhematom (Pacient A.Ch., 1 rok, KDCHOT FN Brno) Terapie: konzervativní postup (až 80% resorbuje spontánně do 3 týdnů) a hemostyptika. Perkutánní punkce a evakuace (prevence kalcifikace hematomu), 45

46 Operace: ablace kalcifikovaného kefalhematomu. Cave u rozsáhlejších hematomů novorozenců nutná kontrola krevního obrazu! 7.3. Intrakraniální krvácení Extracerebrální krvácení Epidurální hematom - vzniká krvácením mezi lamina interna kalvy a dura mater. Až v 90% bývá v oblasti epidurálního hematomu současně prokázána fraktura kalvy. Obvykle má typický tvar bikonvexní čočky (nárůstem hematomu dochází k odlučování tvrdé pleny mozkové). U adolescentů a dospělých nejčastěji vzniká poraněním a. meningica media v typické temporoparietální lokalizaci. (Viz Obr. 24). Obr. 24 Epidurální hematom (Pacient M.T., 2 roky, KDCHOT FN Brno) 46

47 U malých dětí je častým zdrojem epidurálního hematomu krvácení ze spongiózní kosti pod fisurou kalvy, nezřídka se vyskytuje v oblasti zadní jámy lební, zde často v důsledku venózního krvácení z poraněných žilních lebečních splavů, takový epidurální hematom má zřetelně nepravidelný tvar. Cave: Prudké zhoršení stavu po několika dnech bolestí hlavy, zvracení a závratí. (Viz Obr. 25 a Obr. 26.) Obr. 25 Epidurální hematom (Pacient J.K.,1 rok, KDCHOT FN Brno) 47

48 Obr. 26 Epidurální hematom v oblasti zadní jámy lební (Pacient D.R., 16 let, KDCHOT FN Brno) Příznaky: závisí na velikosti, lokalizaci a míře útlaku přilehlé mozkové tkáně. Typické trias - lucidní interval, anizokorie (mydriáza na straně hematomu), kontralaterální hemiparéza je v dětském věku zaznamenáno mnohem méně než u dospělých. Lucidní interval je přítomen jen asi u 48% dětských pacientů s epidurálním hematomem, při vědomí je 12% dětí a v komatu 23%. Akutně vzniklé rozsáhlejší epidurální hematomy způsobí kvantitativní poruchu vědomí, anizokorii nebo hemiparézu, pomalu vznikající a menší hematomy se obvykle projeví opakovaným zvracením a postupnou deteriorací stavu vědomí někdy i s několikadenním odstupem od úrazu. Diagnostika: nativní CT vyšetření mozku hyperdenzní kolekce, hypodenzní okrsky svědčí pro přítomnost čerstvé krve (Cave rychlý nárůst hematomu!). MRI 48

49 mozku je vhodné při podezření z lacerace venózních lebečních splavů. Terapie: operace: akutní rozsáhlejší hematomy vyžadují urgentní kraniotomii a evakuaci hematomu, vyšití tvrdé pleny mozkové k okrajům kraniotomie. Konzervativní postup: hematomy menšího rozsahu (do 10mm šíře) bez klinické manifestace, většinou způsobené krvácením z diploe při fisuře kalvy. (Viz Obr. 27). Obr. 27 Epidurální hematom, konzervativní léčba (Pacient A.B.,11 let, KDCHOT FN Brno) Podáváme hemostyptika, je nutná bedlivá observace, v případě progrese hematomu a zhoršení klinického stavu event. operace, kontrolní sono mozku přes velkou fontanelu nebo CT mozku (kontrola spontánní resorpce). 49

50 Subdurální hematom vzniká krvácením mezi tvrdou plenu mozkovou a arachnoideu v důsledku ruptury přemosťujících žil (z povrchu mozku do durálních sinusů), lacerace stěny žilních lebečních splavů, pacchionských granulací nebo po ruptuře kortikálních a subkortikálních žil a drobných korových tepének při střihovém pohybu mozku proti duře a kalvě během nárazu. Obr. 28 ukazuje subdurální krvácení nad levou mozkovou hemisférou a ze zadní části šípového splavu s kontuzně hemoragickým ložiskem okcipitálně vlevo. Obr. 28 Subdurální hematom a hemoragická kontuze mozku (Pacientka E.M., 1 den, KDCHOT FN Brno) Dělení subdurálních hematomů podle časového průběhu: a) akutní - manifestuje se do tří dnů od úrazu, často přidružená kontuze mozku. U malých dětí se objevuje poměrně brzy po úrazu napjatost VF a zvýšená dráždivost, která může vyústit až v generalizované křeče. Diagnostika: nativní CT vyšetření mozku - hyperdenzní lem pod kalvou, interhemisfericky podél falxu nebo podél 50

51 tentoria, u dětí častěji parasagitálně parietookcipitálně. Terapie: indikace operačního řešení (kraniotomie, durotomie, evakuace hematomu) závisí na rozsahu a expanzivitě hematomu a na klinickém neurologickém nálezu. b) subakutní klinicky se manifestuje mezi 3. až 12. dnem po úrazu. Diagnostika: nativní CT vyšetření mozku (Cave - asi po 10 dnech se subdurální hematom zobrazuje jako kolekce izodenzní s mozkovou tkání). MRI mozku subakutní stadium subdurálního hematomu se zobrazí jako hyperintenzita v T1 i T2 váženém obraze. Terapie: postupujeme podle stejných indikačních kritérií jako v případě akutního subdurálního hematomu. c) chronický manifestuje se po třech týdnech od úrazu. Diagnostika: nativní CT vyšetření mozku - hypodenzní kolekce, orientačně sono mozku u dětí do uzávěru velké fontanely. Specifika pro dětský věk: V roce 1986 navrhl Carolan termín extraaxiální kolekce efúze, protože je obtížné odlišit, zda je kolekce uložena subdurálně či subarachnoideálně. Podle klinického průběhu je dělíme na: a) benigní efúze lokalizované nejčastěji bifrontálně, etiologie je nejasná, uvažuje se o následku perinatálního traumatu. Diagnostika: sono mozku, CT mozku, MRI mozku rozliší subdurální od subarachnoideální kolekce. (Viz Obr. 29) Terapie: konzervativní (během 8-10 měsíců dochází ke spontánní regresi) s monitorací dynamometrie lbi a kontrolními vyšetřeními sono mozku. V důsledku ruptury přemosťující žíly může dojít k prokrvácení efúze, ke kterému přistupujeme aktivněji jako v případě symptomatické efúze. b) symptomatické chronické extraaxiální efúze chronický subdurální hematom nebo hygrom (hemolyzovaný hematom), symptomatické rozšíření subarachnoideálních prostorů. (Viz Obr. 30 a Obr. 31) 51

52 Obr. 29 Rozšíření subarachnoideálních prostorů (Pacientka K.T., 8 měsíců, KDCHOT FN Brno) Obr.30 Symptomatické potraumatické subdurální efúze (Pacientka I.K.,3 měsíce, KDCHOT FN Brno) 52

53 Obr. 31 Subdurální hygrom (Pacientka L.H., 9 let, KDCHOT FN Brno) Příznaky: klinické známky nitrolební hypertenze (cefalea, vomitus), psychomotorická retardace s makrokranií, epileptický paroxyzmus, krvácení na sítnici. Diagnostika: sono, CT, MRI vyšetření. Terapie: konzervativní postup u menších kolekcí (do 10mm šíře) - observace klinického stavu, monitorace dynamometrie lbi, kontroly sono mozku. Perkutánní punkce subdurálního prostoru přes otevřenou velkou fontanelu a evakuace kolekce. U dětí s uzavřenou velkou fontanelou operace - trepanace a drenáž subdurálního prostoru připojená na uzavřený sběrný systém dle gravitačního spádu, profylakticky ATB. Pokud subdurální kolekce přetrvává po 5 až 10 dnech na zevní drenáži (pro riziko vzniku infekčních komplikací výjimečně déle), pak indikujeme implantaci subduro - peritoneálního shuntu s ventilem s nejnižším přepouštěcím tlakem. Pokud je podle sono nebo MRI vyšetření odlišeno rozšíření subarachnoideálních prostorů a 53

54 je-li indikována neurochirurgická intervence, pak provádíme implantaci lumboperitoneálního nebo ventrikuloperitoneálního vnitřního drenážního systému. Subdurální hydrom vzniká poraněním arachnoidey bez krvácení, kdy se likvor hromadí v subdurálním, vzácně i epidurálním prostoru a může se chovat expanzivně. Příznaky: dle rozsahu a lokalizace (klinické příznaky nitrolební hypertenze, epileptické paroxyzmy). Diagnostika: sono, CT, MRI vyšetření, Terapie: konzervativní postup u menších kolekcí, operace: trepanopunkce, trepanace a zevní drenáž, při perzistenci implantace subduroperitoneálního shuntu Traumatické subarachnoideální krvácení. Převážně provází kontuze mozku a dochází k němu spíše lokálně v cisternách blízkých kontuzně - hemoragické lézi, podél falxu nebo tentoria. Příčinou může být ruptura kortikomeningeálních cév. (Viz Obr. 32 ) Obr. 32 Traumatické subarachnoideální krvácení (Pacient D.R,16 let, KDCHOT FN Brno) 54

55 Příznaky: meningeální iritace v důsledků vazospazmů, světloplachost, cefalea, nauzea a vomitus. Diagnostika: CT vyšetření (hyperdenzní výplň postižených cisteren, hyperdenzní kolekce v subarachoideálním prostoru přilehlém k traumatické lézi, podél falxu nebo tentoria). Terapie: medikamentózní - Nimodipin Intracerebrální traumatické krvácení. Vzniká poraněním mozkových arterií v ložisku mozkové kontuze. Lze ho tedy charakterizovat jako pokročilý stupeň prokrvácení zhmožděné mozkové tkáně. Porušením penetrujících mozkových cév střihovým mechanizmem může dojít ke vzniku objemného, expanzivně se chovajícího intracerebrálního hematomu, který se často objevuje se zpožděním několika dnů po traumatu a je příčinou zhoršení klinického stavu pacienta. Specifika: v dětském věku jsou traumatické intracerebrální hematomy poměrně vzácné. V důsledku odstupu perforátorů z a. cerebri media pod ostrým úhlem může dojít u malých dětí při rotaci hlavy k ruptuře těchto drobných arterií a krvácení do bazálních ganglií. Traumatický intracerebrální hematom se může mozkovou tkání provalit do subdurálního prostoru nebo ependymem do komorového systému, čímž vzniká traumatický hematocefalus. Nitrokomorové hemoragie mohou být též důsledkem poranění subependymálních žil nebo ruptury chorioidálního plexu. (Viz Obr. 33) Příznaky: výraznější klinické projevy nitrolební hypertenze než u prosté kontuze mozku (cefalea, vomitus, deteriorace stavu vědomí). Diagnostika: CT mozku (různě homogenní hyperdenzní ložisko), MRI mozku, orientačně i sono mozku přes VF. Terapie: Konzervativní postup u menších hematomů. Operace: v případě progresivní deteriorace klinického stavu. U rozsáhlých expanzivně se chovajících hematomů subkortikálně uložených provedeme evakuaci hematomu z kraniotomie a co nejmenší cerebrotomie. V případě rozsáhlejších hluboko uložených a vcelku 55

56 homogenních hematomů je možná stereotaktická nebo navigovaná punkční evakuace z trepanace. Obr. 33 Traumatické intracerebrální krvácení s hematocefalem (Pacient J.H.,12 let, KDCHOT FN Brno) Traumatický hematocefalus řešíme v akutní fázi zevní komorovou drenáží. Pokud se s časovým odstupem vyvine posthemoragický vnitřní hyporesorpční nebo obstrukční hydrocefalus, pak přistupujeme k implantaci ventrikuloperitoneálního shuntu Kontuze mozku. Jde o ložiskové traumatické postižení mozkové tkáně v místě přímého nárazu na lamina interna kalvy, na falx či tentorium nebo v místě protilehlém nárazu 56

57 mechanizmem par contre coup. Nejčastěji je postižena tkáň kůry mozkové a přilehlé části bílé hmoty, vzácněji v hlubokých strukturách mozku, např. v bazálních gangliích nebo mozkovém kmeni. Bohatě vaskularizovaná kůra mozková reaguje petechiálním krvácením z poškozených kapilár, edémem a nekrotickými změnami. Obvykle jsou kontuze lokalizovány do přední, zevní a dolní části frontálního laloku mozku, temporobazálně a okcipitálně. Kontuzní ložiska se vyskytují nezřídka bilaterálně a mnohočetně. (Viz Obr. 34 a Obr. 35). Příznaky: klinický ložiskový neurologický nález v závislosti na lokalizaci kontuze, u mnohočetných a rozsáhlých kontuzních ložisek převládá deteriorace stavu vědomí. Diagnostika: CT vyšetření mozku (různě velká nepravidelně denzní ložiska, hyperdenzity představují krvácení z porušených kortikálních a subkortikálních cév, hypodenzity uvnitř kontuzních ložisek zobrazují nekrózy, hypodenzity v okolí jsou obrazem perifokálního edému). Kontuzní ložisko má svůj časový vývoj i v CT obraze: přibližně po třech dnech přibývá edému a expanzivních změn, snižuje se denzita hemoragií a s dalším odstupem se stává izodenzním s okolím. Po 2 až 3 týdnech je postkontuzní ložisko hypodenzní, vzniká gliová jizva nebo pseudocysticky změněná tkáň. Dynamika vývoje kontuzního ložiska je závislá na celé řadě patofyziologických faktorů, na hodnotě ICP, CPP, CBF, na stavu hematoencefalické bariéry atd. Terapie: na prvním místě musíme terapii zaměřit na prevenci sekundárního poškození mozku, které významně zhoršuje klinický průběh i prognózu KCP. Terapie: U dětí je snaha o zachování mozkové tkáně, proto v převážné většině případů převládá konzervativní postup zaměřený na eliminaci sekundárního postižení (udržení homeostázy, hemodynamické stability), hemostyptika, antiedematózní léčba. U rozsáhlých a mnohočetných kontuzí s významným okolním edémem mozku při elevaci hodnot intrakraniálního tlaku, kdy je pacient ohrožen rozvojem mozkové herniace, je indikována dekompresivní kraniektomie. 57

58 Obr. 34 Kontuze mozková (Pacientka I.N.,11 let, KDCHOT FN Brno) Obr. 35 Kontuze mozková (Pacient P.D., 5 let, KDCHOT FN Brno) 58

59 7.5. Otřes mozku. Otřes mozku je klinickou jednotkou, která představuje nejlehčí stupeň difúzního mozkového poranění. Jde o funkční, plně reverzibilní postižení mozku bez morfologického nálezu a klinických následků. Příznaky: ztráta vědomí bezprostředně po úrazu, bezvědomí je obvykle jen krátkodobé. Podle délky bezvědomí je možné dělit komoce na lehké (několik vteřin), střední (5-15 minut), těžké (do 60 minut). Nauzea a vomitus - u dětí téměř pravidelný příznak u komoce mozku, vomitus je i opakovaně a nemusí znamenat vážnější typ poranění mozku. Amnézie - častěji prokazujeme retrográdní amnézii (výpadek paměti na okolnosti těsně předcházející úrazu), vzácněji též anterográdní amnézii (na okolnosti bezprostředně po odeznění bezvědomí). Diagnostika: neurologické vyšetření - obvykle fyziologický neurologický nález, možná lehká opozice šíje či omezení dynamiky krční páteře u distorze krční páteře nebo v důsledku natažení krčních svalů. U malých dětí občas nacházíme přechodnou anizokorii nebo vyšší dráždivost. Rutinně provádíme i RTG lbi k vyloučení fraktury lebky. Terapie: observace za hospitalizace, monitorace klinického stavu, symptomatická léčba cefaley a nauzey, klidový režim 24 hodin, poté vertikalizace, po propuštění do domácího ošetření doporučujeme týdenní klidový režim a necvičit 2 až 3 týdny. Šetřící režim slouží k prevenci rozvoje postkomočního syndromu, který se projevuje bolestmi hlavy, nauzeou, vertigem, únavností, poruchami koncentrace, výkonnosti, spánku a různými vegetativními obížemi (113) Difúzní axonální poranění. Představuje primární difúzní poranění mozku, které vzniká jako následek úhlového rotačního zrychlení mozku akceleračně - deceleračním mechanizmem. Na mikroskopické úrovni jsou postiženy axony, zejména vlákna kolmá na směr zrychlení, obvykle lokalizovaná na hranici struktur různé hustoty v bílé hmotě mozkové a na její hranici s mozkovou kůrou, nejčastěji parasagitálně frontálně, 59

60 periventrikulárně temporálně, v zadní části corpus callosum, capsula interna, dorsolaterálně v rostrálním úseku kmene mozkového. Mikroskopický nález: Dynamika DAP: Přetržením axonu dojde v době od 4 hodin do 2 týdnů od úrazu k vypuzení axoplazmy, což se projeví drobnými kulovitými ložisky v bílé hmotě tzv. retrakčními kuličkami. Kolem přetržených axonů bují mikroglie a tvoří hvězdicovité shluky jizevnatých změn, které jsou prokazatelné již od 3. dne po úrazu. Zhruba od 5. týdne po úrazu dochází k ascendentní a descendentní degeneraci axonů, která postihuje zejména pyramidové dráhy, lemniscus medialis a mozečkové pedunkly. Za několik měsíců se rozvíjí atrofie bílé hmoty mozku. Klinický obraz difúzního axonálního poranění je velmi rozmanitý. Hlavním příznakem je bezvědomí. Postižením retikulokortikální dráhy dojde k rozpojení mozkového kmene od mozkové kůry a ke ztrátě vědomí. Hloubka a délka bezvědomí je určena množstvím a závažností postižených axonů. Z tohoto pohledu je obraz mozkové komoce jako nejlehčí formy difúzního poranění určen natažením axonů s přechodným přerušením synapsí v retikulokortikální dráze. Pokud dojde k přetržení velkého množství axonů, bývá bezvědomí dlouhé a hluboké, jsou postiženy retikulární dráhy, dráhy v oblasti capsula interna oboustranně nebo dráhy v mozkovém kmeni, což se klinicky projeví kmenovými syndromy a decerbrační rigiditou. Pacienti s těžkým difúzním axonálním poraněním mnohdy přežívají ve vegetativním stavu, u méně závažných stavů jsou častým následkem poruchy kognitivních funkcí. Těžší difúzní axonální poranění vykazují vysokou mortalitu. Diagnostika: CT mozku může vykazovat negativní grafický nález nebo tečkovitá mnohočetná hypodenzní nebo hyperdenzní (hemoragická) ložiska v bílé hmotě mozkové. Na rozdíl od ostatních typů KCP má v diagnostice DAP nezastupitelné místo MRI vyšetření. MRI vyšetření prokáže drobná hypointenzní ložiska v T1 vážených obrazech a hyperintenzní ložiska v T2 vážených obrazech. Klasifikaci DAP podle NTCDB z r představuje Tabulka

61 Tabulka 01 Klasifikace DAP podle NTCDB z r I. - Negativní nález na CT II. - Subarachnoideální prostory normální šířky - Malý (<5mm) přesun středočarových struktur - Absence velké (>25cm 3 ) hyperdenzní nebo heterodenzní léze (nitrolebí může obsahovat cizí tělesa, fragmenty kostí aj., zobrazující se jako malá ložiska nebo ložiska s nižší denzitou) III. IV. - Subarachnoideální prostory zúžené nebo zaniklé - Ostatní jako II - Větší (>5mm) přesun středočarových struktur - Ostatní jako III Terapie: konzervativní, pokud je sdruženo s jiným typem kraniocerebrálního poranění, pak tomu odpovídá léčba Traumatický edém mozku. Difúzní edém mozku se vyskytuje u 29 až 44% pacientů s těžkým KCP. Projeví se deteriorací neurologického klinického stavu. Na CT mozku je patrné zúžení komorového systému i zevních likvorových prostor, komprese nebo obliterace mesencefalických cisteren, absence jiné intrakraniální patologie. (Viz Obr. 36) Úmrtnost u dětí s difúzním edémem mozku je 53%, což je třikrát více než u dětí bez difúzního edému (16%) (111). Hypoxie a hypotenze je spojena s edémem sekundárním, který také hraje významnou roli. 61

62 Obr.36 Difúzní edém mozku (Pacientka L.P.,1 rok,kdchot FN Brno) 7.8. Traumatické postižení hlavových nervů. Hlavové nervy nemají v intrakraniálním průběhu perineurium, epineurium ani plexiformní uspořádání, a proto jsou vystaveny většímu riziku postižení než ve svém extrakraniálním průběhu. Hlavové nervy bývají poraněny přímo, např. při fraktuře baze lební nebo mechanizmem nepřímým, v důsledku avulze či natažení nervu. Při poranění mozkového kmene mohou být postiženy též jádra hlavových nervů, přítomnost kmenových příznaků vykazuje špatnou prognózu. N. olfactorius, n.i. Potraumatické poškození čichu je relativně častým následkem fraktur baze přední jámy lební s kontuzí bulbus či tractus olfactorius. Anosmie se až v 74% případů spontánně upraví do 3 měsíců od úrazu (Sumner, 1964). N. opticus, n.ii. N. opticus bývá nejčastěji postižen intraorbitálně v důsledku natažení, poruchy 62

63 cévního zásobení nebo tlaku retrobulbárního hematomu. V průběhu optickým kanálem může n. opticus poranit kostní fragment. Velmi vzácně vzniká poranění optického chiasmatu při prudkém předozadním pohybu hlavy. Chirurgická léčba je indikována akutně a jen v případě klinického zhoršení vizu při verifikované kompresi optického nervu kostním fragmentem. N. oculomotorius, n. III. K poranění dochází přímo kostním fragmentem při fraktuře orbity nebo nepřímo jeho kompresí o ligamentum petroclinoideum nebo o arterie cerebri posterior. Klinickými příznaky kompletní parézy jsou mydriáza, ptóza víčka a deviace bulbu. N. trochlearis, n. IV. Tento okohybný nerv bývá traumatem postižen zcela vzácně a klinicky se projeví diplopií při pohledu dolů. N. trigeminus, n. V. Častěji je poraněn v extrakraniálním průběhu a projeví se poruchou čití v obličeji. Podélná fraktura pyramidy může způsobit traumatickou lézi ggl. Gasseri. U dětských pacientů s poraněním mozku vzácně dochází k tzv. trigeminovaskulárnímu reflexu v důsledku traumatické stimulace n. V, což může vést k mozkové hyperemii. N. abducens, n. VI. Dlouhý průběh tohoto okohybného nervu je příčinou jeho náchylnosti k natažení. Může být postižen i přímo frakturou v orbitě nebo v místě klivu. N. facialis, n. VII. Příčná fraktura pyramidy je nejčastější příčinou kompletní léze n. facialis bezprostředně po úrazu. (Viz Obr. 37) Pozdní parézy vznikají v důsledku edému nervu nebo poruchy cévního zásobení a obvykle se spontánně upraví. N. vestibulocochlearis, n. VIII. Úplná potraumatická ztráta sluchu nastává poškozením nervu u příčné fraktury pyramidy, bývá doprovázena poraněním n. facialis. Poúrazové poškození sluchu je poměrně časté a pro stanovení stupně postižení hraje důležitou roli závažnost poškození n. VIII a kochley i vestibulárního aparátu. N. glossopharyngeus, n. IX, N. vagus, n. X, N. accessorius, n.xi. Postranní smíšený systém bývá úrazem postižen zřídka, a to nepřímo v důsledku zlomenin baze lební v oblasti foramen jugulare. Při střelných nebo řezných poraněních jsou nervy postranního smíšeného systému poraněny přímým mechanizmem a vzhledem k blízkému uložení jsou v tom případě poraněny současně. N. hypoglossus, n. XII. Velmi vzácně dochází k poranění tohoto hlavového nervu izolovaně, převážně při střelném poranění přímým mechanizmem nebo nepřímo u zlomenin okcipitálního kondylu. Vyznačuje se hemiatrofií a poruchou hybnosti jazyka. 63

64 Obr. 37 Příčná fraktura pravé pyramidy (Pacientka M.P.,4 roky, KDCHOT FN Brno) 7.9. Poranění mozkových tepen a žil. Arterie a vény menšího kalibru bývají v důsledku střihových mechanizmů nejčastěji postiženy rupturami. Velké mozkové tepny a žilní splavy jsou poraněny nejčastěji při penetrujících poraněních nebo při tříštivých, střelných poraněních vlivem posunu kostních fragmentů. Může dojít k ruptuře, disekci, pseudoaneuryzmatu nebo tromboze, hematomům. Potraumatická karotidokavernózní pístěl je přímá, vznikající rupturou stěny vnitřní karotidy v jejím kavernózním úseku (obvykle při tupém poranění s frakturou nebo bez ní) nebo transorbitálním penetrujícím poraněním. Projeví se pulzujícím exoftalmem, chemózou spojivek, intrakraniálním šelestem, i parézami některých hlavových nervů (20). 64

65 7.10. Penetrující poranění. Dochází při něm k porušení celistvosti kůže, kosti a tvrdé pleny mozkové. Penetrující poranění způsobují otevřené impresivní fraktury kalvy s lacerací tvrdé pleny a kontuzně hemoragickými ložisky v blízké mozkové tkáni. Jde o střelná, bodná nebo sečná poranění. Střelná poranění jsou u dětí mnohem vzácnějších než u dospělých a vyznačují se vysokou úmrtností. Při postřelu střela poraní pouze skalp, tečuje lebku a pokračuje dál, při zástřelu střela proniká do nitrolebí, kde mění svou dráhu podle změny kinetické energie, při průstřelu střela proniká lebkou a zase ji opouští, takže lokalizujeme vstřel, střelný kanál a výstřel. (Viz Obr. 38) Diagnostika: CT mozku. Terapie: operační revize, antibiotická léčba. Obr. 38 Střelné poranění (Pacientka L.K., 16 let, KDCHOT FN Brno) 65

66 Bodná poranění postihují děti nejčastěji při hře s ostrými předměty, které pronikají do nitrolebí přes očnici, squamu temporální kosti nebo paranazální dutiny. Rozsah poranění závisí na velikosti a tvaru bodného nástroje, na jeho trajektorii a razanci a lokalizaci průniku do nitrolebí. Diagnostika: CT mozku. (Viz Obr. 39). Terapie: u rozsáhlejších poranění operační revize, u menších konzervativní postup a vždy antibiotická léčba. Obr.39 Bodné poranění ocelovým drátem (Pacient J.P.,11 let, KDCHOT FN Brno). Sečná poranění způsobují odletující části od rotačních strojů, sekera, meč či mačeta. V nejlehčí formě je postižen pouze skalp, pokud dojde k průniku do nitrolebí, pak se mohou vyskytnout různé typy poranění a krvácení. (Viz Obr. 40). Cave: Prioritou u dětí je hemostáza pro riziko exsangvinace. 66

67 Obr. 40 Sečné poranění sekacím strojem na trávu (Pacientka A. M. A., 6 let, KDCHOT FN Brno) Specifika KCP dětského věku Syndrom týraného dítěte - battered child. Nejčastěji se vyskytuje do 2 let věku dítěte. Cave: diskrepance mezi anamnestickými údaji od rodičů a klinickým nálezem. Typické nálezy suspektní pro týrané dítě: mnohočetné fraktury lebky převážně v parietální lokalizaci, chronické subdurální hematomy bilaterálně, mnohočetné podkožní hematomy různého stáří, fraktury a traumata v různém stupni hojení na jiných částech těla, retinální krvácení Třesené dítě - shaken baby. Při třesení dovolují slabé krční svaly dítěte poměrně značné exkurze hlavy. Akceleračně deceleračním mechanizmem na podkladě úhlového zrychlení tak vznikají prudké otřesy, které způsobují poranění mozku charakteru difúzního axonálního poranění nebo interhemisfericky lokalizované subdurální hematomy. Ischemické projevy spojené s edémem mozku jsou podmíněny spíše traumatem indukovanou apnoickou pauzou než mechanizmem úrazu (65). Diagnostika: RTG lbi, sono mozku, CT či MRI vyšetření mozku. Na CT mozku často interhemisferická lokalizace subdurálního hematomu, někdy má 67

68 hypodenzní chronický subdurální hematom hyperdenzní příměs čerstvé hemoragie, což je známkou opakovaných atak. Dále se může na zobrazovacím vyšetření vyskytnout subarachnoideální krvácení, kontuzní ložisko nebo traumatický edém mozku. Difúzní edém se projeví setřelou diferenciací kůry a bílé hmoty mozku a nastává obvykle v důsledku strangulace nebo hypoxie. Hemoragická ložiska v bazálních gangliích jsou způsobena rupturou drobných perforátorů. Tkáň mozečku je více rezistentní na hypoxii, proto zde nemusíme nalézt změnu dezity. Na MRI vyšetření mozku jsou častá drobná kulovitá vícečetná ložiska axonálního postižení, která se zobrazí hyperintenzitou v T2 vážených obrazech. Pokud se prokáže syndrom týraného dítěte, je nutné řešit sociálně právní aspekty Perinatální kraniocerebrální poranění. Pro nepoměr mezi velikostí hlavy a šířkou porodních cest je porod spojen s jistým rizikem poranění hlavy novorozence, která se mohou vyznačovat následujícími klinickými stavy: Porodní nádor (caput succedaneum) je nahromadění serózně hemoragického transudátu mezi galea aponeurotica a periost. Projeví se zduřením kůže a podkoží v místě naléhání hlavy na rozvíjející se děložní čípek a spontánně mizí do 24 hodin po porodu. Kefalhematom je subperiostální hematom nad konvexitou plochých lebečních kostí, nejčastěji v parietální lokalizaci (viz. Obr. 23, str. 45). Ping pong fracture = Indentace lebeční kosti je vpáčení pružné ploché lebeční kosti novorozence, obvykle do průměru 3-4 cm. Na lamina interna kosti kalvy bývá prasklina (viz. Obr. 17, Obr. 18, str. 42). Fraktury plochých kostí mají tvar štěrbin běžících radiálně a periferně od vyvýšené části kosti. Častá je kombinace s kefalhematomem. Osteodiastáza okcipitální kosti. U novorozence je okcipitální kost složena ze 4 částí spojených synchondrózou. Posunem v synchondróze může dojít k natržení 68

69 sinus transversus i k poškození mozkového kmene. Častá je u porodu koncem pánevním. Deformace hlavičky. Přibližně kulovitý tvar hlavičky zralého plodu se postupem porodními cestami lehce válcovitě protahuje. Při úzkých porodních cestách je deformace nadměrná, okraje plochých kostí se přes sebe přesouvají a mozek je tlakově deformován, případně zhmožděn. Může dojít k přetržení venózní spojky vén pia mater se sinusy tvrdé pleny, se vznikem trhlin falxu, tentoria nebo venózního sinu. Vzácně zasahují až do vena magna Galeni, čímž vzniká objemný hematom v subarachnoideálním prostoru s možným provalením subdurálně. Nejzávažnějším a často fatálním je objemné krvácení z vena magna Galeni a krvácení pod tentorium, kde i malé hematomy tlačí na oblongatu, pons a mozkový kmen. Malé ploché hematomy nad konvexitou se spontánně vstřebávají bez klinických následků. 69

70 I. Část první Analýza souboru pacientů s kraniocerebrálním poraněním, léčených na Pracovišti dětské medicíny FN Brno v období let I.1. Materiál, metodika Soubor tvoří 281 dětských pacientů léčených pro poranění mozku na Pracovišti dětské medicíny Fakultní nemocnice Brno od do Pacienti byli hospitalizováni na klinice dětské anesteziologie a resuscitace, na JIP nebo neurochirurgickém oddělení kliniky dětské chirurgie, traumatologie a ortopedie FN Brno. Pacient byl zařazen do souboru kraniocerebrálních poranění, pokud u něho byly prokázány traumatické změny v mozkové tkáni na zobrazovacím vyšetření. Pro celkový přehled uvádím též počty případů komoce mozku a prostých fraktur lebky bez dalšího intrakraniálního poranění. Do skupiny prostých fraktur lebky byli zařazeni též pacienti, kteří nepodstoupili pro dobrý klinický stav CT vyšetření mozku, ale pouze RTG lbi a nebyly u nich tedy vyloučeny intrakraniální traumatické změny. Pak bychom museli tyto pacienty přeřadit do skupiny pacientů s kraniocerebrálním poraněním. U všech nejmladších pacientů ze skupiny prostých fraktur lebky bylo však provedeno sono vyšetření mozku, které u všech 111 pacientů jinou intrakraniální traumatickou lézi vyloučilo (Viz. Graf 02). Od do jsme léčili 281 pacientů s poraněním mozku, z toho bylo 167 chlapců (59,4%) a 114 dívek (40,6%), 2000 pacientů s komocí mozku, z toho 1156 chlapců (57,8%) a 844 dívek (42,2%) a 246 pacientů s prostou frakturou lebky, z toho 158 chlapců (64,2%) a 88 dívek (35,8%). (viz Tab. 02) 70

71 Tab. 02 Počet léčených pacientů v období I/2000 XII/2005 KCP Komoce mozku Fraktury lbi Chlapci Dívky Celkem Dětských pacientů s komocí mozku jsme na klinice dětské chirurgie, traumatologie a ortopedie hospitalizovali v roce , v roce , v roce , v roce , v roce a v roce Pokud jde o dětské pacienty s prostou frakturou lebky bez dalšího intrakraniálního poranění, těch jsme hospitalizovali v roce , v roce , v roce , v roce , v roce a v roce Počty dětí léčených pro poranění mozku jsou následující: v roce , v roce , v roce , v roce , v roce a v roce Rozložení úrazů v jednotlivých letech přehledně zobrazuje Graf 01. Graf 01 Rozložení úrazů v období I/2000 XII/ Počet Rok KCP Komoce Fraktury lbi 71

72 U dětských pacientů závisí typ poranění na věku, proto jsem rozdělila soubor do věkových skupin, a sice na děti do 2 let věku, děti od 2 do 6 let, od 7 do 10 let, od 11 do 14 let a dospívající od 15 do 18 let věku. Rozdělení typů poranění do věkových skupin je znázorněno v Grafu 02. Graf 02 Rozložení úrazů do věkových skupin. Počet Věková skupina v letech KCP Komoce Fraktury lbi Další rozbor se týká souboru 281 pacientů s poraněním mozku. U všech těchto pacientů bylo provedeno vstupní neurologické vyšetření, RTG lbi a CT vyšetření mozku. Prvotní léčba a monitorace pacienta byla prováděna na klinice dětské anesteziologie a resuscitace nebo na JIP kliniky dětské chirurgie, ortopedie a traumatologie (KDCHOT), následná péče probíhala na neurochirurgickém standardním oddělení KDCHOT. Rozdělení kraniocerebrálních poranění podle pohlaví v jednotlivých věkových skupinách ukazuje Graf

73 Graf 03 Rozdělení KCP podle pohlaví a věkových skupin 90 Počet Věková skupina v letech Clapci Dívky Celkem V souboru jsem zjišťovala etiologii úrazu v jednotlivých věkových skupinách i s ohledem na pohlaví dítěte. Do etiologické podskupiny upadnutí jsem zařadila pády při chůzi, při hře, pády s postele, přebalovacího pultu, pády na schodech aj. Podskupinu pád za jízdy tvoří úrazy na kole, koloběžce, kolečkových bruslích či skateboardu, při sáňkování, lyžování, bobování nebo pády na snowboardu. Také jsou zde zařazeny pády s koně nebo traktoru. Do kategorie pád z výšky jsou zařazeny pády s okna, se skály, se stromu, střechy nebo zídky. Autonehody obsahují úrazy v dopravě, kdy je zraněné dítě členem posádky vozidla a sražení dopravním prostředkem představuje poranění dítěte jako chodce nebo cyklisty. Etiologická podskupina úder předměty zahrnuje úrazy, při nichž je hlava dítěte poraněna padajícím předmětem, (např. kamenem, brankou, dřevěným polenem, kovovou tyčí, televizním přijímačem) nebo je při hře zasažena např. větví, kamenem atd. Dále sem patří kopnutí do hlavy motykou, koněm, nohou nebo holí. Náraz hlavou do pevné 73

74 překážky tvoří úrazy, při kterých dítě narazí při běhu nebo jízdě hlavou do zdi, stromu, stojícího auta, sloupu nebo doma do stolu, dveří či skříně. V dalších podskupinách jsou zahrnuta porodní traumata mozku, syndrom týraného dítěte a bodné poranění. Rozbor souboru do jednotlivých etiologických podskupin podle věkových skupin a pohlaví je zobrazen v tabulce Tab. 03. Tab. 03 Etiologické podskupiny dle věku a pohlaví 0-2 let 2-6 let 7-10 let let let Chlapci Dívky Chlapci Dívky Chlapci Dívky Chlapci Dívky Chlapci Dívky Σ Upadnutí Pád za jízdy Pád z výšky Autonehody Sražení dopravním prostředkem Úder předmětem Náraz do pevné překážky Porodní trauma Týrané dítě Bodné poranění

75 Pacienti s poraněním mozku jsou přivezeni na pracoviště dětské medicíny FN Brno leteckou nebo pozemní záchrannou službou. Vstupní Glasgow Coma Scale (GCS) při přijetí do nemocnice podle jednotlivých věkových skupin a pohlaví znázorňuje přehledně Graf 04. Graf 04 GCS dle věku a pohlaví Počet Věková skupina v letech GCS GCS 12-9 GCS 8-3 Všichni pacienti ze souboru podstoupili vstupní RTG lebky a CT vyšetření mozku. Traumatický subdurální hematom se vyskytl ve 41 případech (14,6%), z toho u 25 chlapců a 16 dívek, epidurální hematom jsme diagnostikovali u 107 dětí (38,1%), z toho u 67 chlapců a 40 dívek, traumatické subarachnoideální krvácení utrpělo 83 pacientů (29,6%), z toho 52 chlapců a 31 dívek a hemocefalus 15 dětí (5,3%), z toho 10 chlapců a 5 dívek. Kontuzi mozku jsme zaznamenali celkem u 137 pacientů (48,8%), z toho u 75 chlapců a 62 dívek. Traumatický edém mozku postihl 98 dětí ze 75

76 souboru (34,9%), z toho 49 chlapců a 49 dívek. S diagnózou difúzní axonální poranění jsme léčili 47 pacientů (16,7%), z toho 24 chlapců a 20 dívek. Impresivní frakturu lebky utrpělo též 47 pacientů (16,7%), z toho 31 chlapců a 16 dívek a frakturu baze lební celkem 88 dětí ze souboru (31,3%), z toho 57 chlapců a 31 dívek. Přehled diagnóz podle pohlaví v jednotlivých věkových skupinách ukazuje Tabulka 04. Tab 04 Přehled diagnóz dle věku a pohlaví 0-2 let 2-6 let 7-10 let let let Chlapci Chlapci Chlapci Chlapci Chlapci Σ Dívky Dívky Dívky Dívky Dívky Traumatický SDH EDH Traumatické SAK Hemocefalus Kontuze mozku Traumatický edém mozku Difúzní axonální poranění Impresivní fraktura lbi Fraktura baze lební

77 Poranění mozku se ve sledovaném souboru vyskytovala převážně jako monotrauma, v menším počtu jako součást polytraumat. Ve věkové skupině 0-2 roky se poranění mozku jako součást polytraumatu vyskytlo třikrát (v 11,1%) a ve věkové skupině 2-6 let dvanáckrát (v 18,8%). U 7-10 letých pacientů bylo poranění mozku sdruženo s polytraumatem ve 23 případech (ve 28,0%) a u letých ve 22 případech (v 31,9%). Ve věkové skupině let jsme zazanamenali 14 případů (35,9%) poranění mozku s polytraumatem. Tyto údaje znázorňuje Graf 05. Graf 05 Zastoupení polytraumat u KCP Počet Věková skupina v letech KCP celkem KCP + Polytrauma Soubor 281 dětských pacientů s kraniocerebrálním poraněním rozdělený do pěti věkových skupin jsem podrobila důkladné analýze. Zkoumala jsem vliv pohlaví na počet, etiologii a druh poranění a srovnávala též rozdíly v závislosti na věku. Zaznamenávala jsem průměrnou dobu hospitalizace na ARO nebo JIP a průměrnou celkovou dobu hospitalizace v naší nemocnici a srovnávala výsledky v jednotlivých věkových skupinách, dále počty konzervativně léčených a operovaných pacientů opět dle věkových skupin. 77

78 U podskupiny 88 pacientů s frakturou baze lební jsem sledovala výskyt likvorey a způsob léčby. Dalším sledovaným kritériem byla přítomnost ložiskových neurologických příznaků při přijetí a propuštění pacienta v závislosti na jeho věku a neurologický stav pacienta s odstupem 1 roku od úrazu hodnocený dle Glasgow Outcome Scale (GOS), a to opět v jednotlivých věkových skupinách. Ve sledovaném souboru jsme zaznamenali 5 pacientů, z toho 4 chlapce a 1 dívku (průměrný věk 9,5 let), kterým byla provedena jednostranná dekompresní kraniektomie. Tato unilaterální sekundární dekomprese byla indikována u pacientů s GCS > 3, s refrakterní nitrolební hypertenzí (ICP >25 torr bez reakce na běžnou hyperosmolární či chirurgickou terapii a barbiturátové koma) a s CT nálezem vhodným pro tuto metodu (jednostranná mass léze, midline shift > 5 mm). Sledovali jsme vliv dekomprese na hodnoty ICP a CPP. Zaznamenané GOS s odstupem 1 roku jsme srovnávali s údaji z Trauma Coma Data Bank. Vyřadili jsme pacienty s GCS 3 s areaktivní mydriázou. 5 pacientů ze sledovaného souboru bylo na klinice dětské anesteziologie a resuscitace FN Brno léčeno pro refrakterní nitrolební hypertenzi kombinací hypotermie a barbiturátového komatu. Jednalo se o 3 chlapce a 2 dívky, průměrný věk 10,5 roku s GCS při přijetí 4-5. Všichni tito pacienti utrpěli kraniotrauma v rámci závažného polytraumatu. U těchto 5 pacientů s refrakterní nitrolební hypertenzí jsme ověřovali vliv kombinace hypotermie - barbiturátové koma na hodnoty ICP, CPP a porovnávali jsme GOS našich pacientů s výsledky uváděnými v Trauma Coma Data Bank. U pacientů s GCS > 3 s refrakterní nitrolební hypertenzí (ICP>25 torr po dobu alespoň 10 minut bez reakce na běžnou hyperosmolární či chirurgickou terapii) bylo nasazeno barbiturátové koma v obvyklé dávce (thiopental 10-15mg/kg, udržovací dávka 3-5mg/kg/hod, účinná hladina 20-40mg/l, vymizení EEG aktivity). Během 2-5 hodin došlo k poklesu TT na 33 C. Tato teplota byla poté udržována. Sledovali jsme vliv kombinace hypotermie-barbiturátového komatu na ICP, MAP, CPP. Pacient byl 78

79 postupně vyveden z hypotermie-barbiturátového komatu, pokud vykazoval hodnoty ICP dlouhodobě < 20torr. S odstupem 1 roku jsme zaznamenávali GOS. Příloha 1 obsahuje skórovací systém Glasgow Coma Scale pro dospělé i modifikaci pro dětské pacienty a hodnotící systém Glasgow Outcome Scale. I.2. Výsledky V souboru 281 pacientů s kraniocerebrálním poraněním v letech rozdělených do 5 věkových skupin jsem hodnotila: 1. průměrnou dobu hospitalizace na ARO/JIP a průměrnou celkovou dobu hospitalizace 2. způsob léčby (konzervativní versus operační léčba) 3. přítomnost ložiskových neurologických symptomů v době přijetí a propuštění pacienta 4. výskyt a terapii likvorey u pacientů s frakturou baze lební 5. tíži neurologického deficitu s odstupem 1 roku od úrazu hodnoceného dle Glasgow Outcome Scale 6. vliv dekompresní kraniektomie na hodnoty ICP a CPP a na klinický výsledek 7. vliv kombinace hypotermie barbiturátové koma na hodnoty ICP a CPP a na prognózu Ad.1. Průměrná doba hospitalizace na ARO/JIP zaokrouhlená na dny byla zaznamenána u věkových skupin 0 až 2 roky, 7 až 10 let a 11 až 14 let shodná, a sice 8 dní. U věkové skupiny 2 až 6 let je průměrná doba hospitalizace na ARO a JIP o 2 dny kratší, a to 6 dní, naopak u skupiny 15 až 18 letých pacientů je o 2 dny delší, tedy 10 dní. Průměrná celková doba hospitalizace je kratší u nižších věkových skupin, u 79

80 věkové skupiny 0 až 2 roky 19 dní a u 2 až 6 letých dětí 17 dní. 7 až 10 letí pacienti s poraněním mozku byli hospitalizováni v průměru 25 dní, 11 až 15 letí 23 dní a 15 až 18 letí 27 dní. Výsledky zobrazuje přehledně Graf 06. Graf 06 Průměrná doba hospitalizace Počet dní Věková skupina v letech JIP Celkem Ad 2. Srovnání způsobu léčby kraniocerebrálních poranění podle věku ukazuje, že pouze v nejmladší věkové skupině 0 až 2 roky převažuje operační léčba nad konzervativním postupem, v poměru 14: 13. Naopak u nejstarší věkové skupiny 15 až 18 let bylo 30 pacientů léčeno konzervativně a pouze 9 bylo operovaných. Ve věkové skupině 2 až 6 letých pacientů podstoupilo operaci 17 a konzervativní léčbu 47 dětí. Ve skupině 7 až 10 letých dětí je rozdíl způsobu léčby méně výrazný, 36 operovaných versus 46 konzervativně léčených pacientů. 21 pacientů z věkové skupiny 11 až 14 letých se podrobilo operaci a u 48 dětí z této skupiny byl zvolen konzervativní postup. Výsledky znázorňuje přehledně Graf

81 Graf 07 Operační a konzervativní léčba Počet Věková skupina v letech Operace Konzervativní léčba Ad 3. Ložiskový neurologický deficit vykazovalo při přijetí 10 a při propuštění 5 pacientů z věkové skupiny 0 až 2 roky, z věkové skupiny 2 až 6 letých to bylo 24 dětí při přijetí a jen 11 dětí při propuštění a u skupiny 7 až 10 letých mělo 40 dětí ložiskový neurologický nález při přijetí a pouze 18 při propuštění. Z 31 pacientů s neurologickým deficitem v době přijetí z věkové skupiny 11 až 14 letých mělo přetrvávající ložiskový nález při propuštění 14 pacientů a ve věkové skupině 15 až 18 letých přetrvával neurologický deficit při propuštění u 9 z 13 pacientů, u nichž byla ložisková symptomatologie zaznamenána v době přijetí. Z výsledků vyplývá, že u všech věkových skupin vyjma 15 až 18 letých pacientů je přítomen ložiskový neurologický nález při propuštění jen asi u poloviny pacientů ve srovnání s přítomností neurologické ložiskové symptomatologie při přijetí. (Viz Graf 08) 81

82 Graf 08 Přítomnost ložiskového neurologického deficitu při přijetí a propuštění Počet Věková skupina v letech Přijetí Propuštění Ve skupině 15 až 18 letých, tedy již téměř dospělých pacientů, je vymizení ložiskových neurologických příznaků od přijetí do propuštění pacienta zaznamenáno v menším počtu případů. Ad 4. U 88 pacientů s frakturou baze lební jsem zaznamenala u 11 pacientů (12,5 %) výskyt otorey, u 6 pacientů (6,8%) nazální likvoreu a kombinaci nazální likvorey a otorey u 2 pacientů (2,2 %). (Viz Tabulka 05) Otorea se spontánně upravila u všech 13 (100%) pacientů, a to do 5 dnů po úrazu. Nazální likvorea ustala při konzervativní léčbě u 3 chlapců a 1 dívky (50%). 3 chlapci a 1 dívka z nejstarší věkové skupiny (15 až 18 let) podstoupili akutní operační plastiku baze přední jámy lební, po níž u všech 4 pacientů nazální likvorea také vymizela (100%). Z výsledků vyplývá, že otorea u dětských pacientů s frakturou 82

83 pyramidy téměř vždy spontánně vymizí a u mladších pacientů do 10 let věku se často spontánně upraví též rhinorea. U malých dětí vykazuje konzervativní léčba vysokou úspěšnost, u adolescentů byla v polovině případů nutná neurochirurgická intervence. Tabulka 05 Výskyt likvorey Chlapci Otorea Dívky Chlapci Rhinorea Dívky Oto+Rhinorea Chlapci Dívky Σ 0-2 let let let let 0 2 1* let Σ * Pacient s purulentní meningitidou x Akutní operační plastika baze lební Jeden pacient s poúrazovou nazální likvoreou v důsledku fraktury přední jámy lební byl léčen pro purulentní meningitidu. Po konzervativní antibiotické léčbě nazální likvorea vymizela a nebyla nutná operační intervence. 83

84 Ad 5. Po propuštění jsou pacienti s kraniocerebrálním poraněním dále dispenzarizováni na neurochirurgické ambulanci a bylo tedy možné zaznamenat jejich klinický stav s odstupem 1 roku od úrazu. Použila jsem hodnotící systém Glasgow Outcome Scale, který rozeznává 5 skupin klinických výsledků po KCP (Viz. Příloha 1). Ve věkové skupině 0 až 2 roky vykazovalo dobrý výsledek (GOS 5) 18 pacientů (6,4%), střední postižení (GOS 4) 3 děti (1,1%), těžké postižení (GOS 3) 1 pacient (0,4%), vegetativní stav (GOS 2) 1 pacient (0,4%) a 4 pacienti (1,4%) zemřeli ( GOS 1). Ve věkové skupině 2 až 6 let jsme zaznamenali nejvyšší úmrtnost, 8 dětí (2,8%) GOS 1, naopak žádný pacient z této věkové kategorie nebyl ve vegetativním stavu, 2 pacienti (0,7%) vykazovali těžké a 5 pacientů (1,8%) střední postižení a 49 pacientů (17,4%) mělo po roce dobrý výsledek. Ve věkové kategorii 7 až 10 let vykazovala převážná většina dobrý výsledek, 59 pacientů (21%) GOS 5, 10 pacientů (3,5%) střední a 5 pacientů (1,8%) těžké postižení, 2 děti (0,7%) zůstaly ve vegetativním stavu a 6 dětí (2,1%) na následky KCP zemřelo. Podobné výsledky vykazuje věková skupina 11 až 14 letých pacientů: 50 pacientů (17,8%) s GOS 5, střední postižení u 9 dětí (3,2%) a těžké postižení u 3 dětí (1,1%), 2 pacienti (0,7%) ve vegetativním stavu a 5 pacientů (1,8%) zemřelo. V nejstarší věkové kategorii od 15 do 18 let skončilo 24 pacientů (8,5%) s dobrým výsledkem, 9 pacientů (3,2%) se středním a 1 pacient (0,4%) s těžkým postižením, 1 pacient (0,4%) přetrvává po roce ve vegetativním stavu a 4 pacienti (1,4%) zemřeli. Výsledky přehledně udává Tabulka 06. Tabulka 06 Hodnoty GOS ve věkových skupinách 0-2 let 2-6 let 7-10 let let let GOS GOS GOS GOS GOS

85 Z výsledků uvedených v Tabulce 06 vyplývá průměrná 10% úmrtnost v našem souboru. (Viz Tabulka 07) Tabulka 07 Úmrtnost v souboru 0-2 let 2-6 let 7-10 let let let Úmrtnost 14% 12% 7% 7% 10% Nejvyšší úmrtnost vykazují nejmladší věkové kategorie dětí do 6 let. V souladu s tímto zjištěním jsme zaznamenali dobrý výsledek nebo střední postižení u více než 80% pacientů ze všech věkových skupin, vyjma právě nejmladších dětí do 2 let věku (Viz. Tabulka 08) Tabulka 06 GOS 5+4 s odstupem 1 roku od úrazu 0-2 let 2-6 let 7-10 let let let GOS % 84% 84% 85% 85% Ad 6. U podskupiny 5 dětských pacientů po těžkém KCP s refrakterní nitrolební hypertenzí jsme naměřili průměrnou hodnotu ICP 1 hodinu před provedením dekompresní kraniektomie 27,5 torr a průměrné hodnoty CPP 55 torr za současné aplikace katecholaminů. 85

86 Po dekompresi ICP poklesl na 8,5 torr a CPP se zvýšil na 76,5 torr. Po 12 hodinách došlo k mírnému nárůstu ICP na 14,6 torr a poklesu CPP na 71 torr. V dalším průběhu léčby se u všech pacientů dařilo udržovat ICP < 20 torr. (Viz Graf 09) Graf 09 Hodnoty ICP a CPP před a po dekompresivní kraniektomii 90 torr , , ,5 14,6 0 1 hod před KE Ihned po KE 12 hodin po KE ICP CPP Žádný z pacientů nezemřel, všichni přežili s příznivým klinickým výsledkem. S odstupem 1 roku vykazovali 4 pacienti GOS 5 a 1 pacient GOS 4. Z našich výsledků vyplývá, že správně indikovaná a včas provedená dekompresní kraniektomie snižuje hodnoty ICP a zlepšuje CPP i outcome dětských pacientů s těžkým KCP. 86

87 Ad 7. 5 pacientů ze sledovaného souboru bylo pro refrakterní nitrolební hypertenzi léčeno kombinací hypotermie a barbiturátového komatu. Průměrný ICP v okamžiku zahájení monitorace činil 34,4 torr, MAP 78 torr, CPP 43,6 torr. Po 6 hodinách došlo k poklesu ICP na 12,8 torr (pokles o 63%), vzestupu CPP na 70,4 torr. Celková doba hypotermie činila 15 dnů. Žádný z pacientů nezemřel, GOS po 1 roce 4,8. Hodnoty ICP, CPP a MAP ukazuje Graf 10. Graf 10 Hodnoty ICP, CPP a MAP u hypotermie-barbiturátového komatu torr , ,6 34, ,8 0 Počátek monitorace Po 6 hod ICP MAP CPP Z naměřených výsledků lze konstatovat, že kombinace hypotermie-barbiturátové koma je účinnou metodou ke zvládnutí refrakterní nitrolební hypertenze. 87

88 I.3. Diskuze I.3.1 Vliv pohlaví Kraniocerebrální poranění nezávisle na věku postihují častěji mužskou část populace. V dětském věku je v literatuře popisováno rozmezí poměru počtu KCP u chlapců a dívek od 1,3 : 1 do 2,2 : 1 (54, 57, 83). V našem souboru jsem zaznamenala poměr počtu KCP u chlapců a dívek 1,5 : 1. U dospělých je tento poměr ještě výraznější, a sice 2 až 2,8 : 1 v neprospěch většího počtu KCP u mužů. (133). I.3.2. Vliv věku Incidence dětských poranění hlavy a mozku se různí také v závislosti na věku. Kraus (1990) uvádí, že u chlapců má incidence poranění hlavy s věkem vzrůstající tendenci, kdežto u dívek incidence KCP s věkem klesá (83). V našem souboru souhlasně klesá u dívek s věkem počet poranění mozku od 10. roku věku. Ve věkové skupině do dvou let věku a 7 až 10 let nacházíme menší rozdíly v počtu poraněných dětí podle pohlaví, největší rozdíl vykazuje věková skupina 11 až 14 let. Menší počet ve skupině 15 až 18 letých pacientů je možné vysvětlit tím, že tito téměř dospělí pacienti mohou být kromě naší dětské nemocnice hospitalizováni na neurochirurgických pracovištích pro dospělé. I.3.3. Etiologické faktory Dvě nejčastější příčiny KCP jsou pády a dopravní nehody, zejména u dětí do 4 let věku (4). Podle údajů The Royal Society for the Prevention of Accidents z roku 2006 u mladších jedinců převažují pády v domácím prostředí. U věkové skupiny 0 až 4 roky dochází nejčastěji k úrazům doma. Úrazy v domácnosti jsou nejčastěji v obývacím pokoji, ale závažnější úrazy se stávají nejvíce v kuchyni nebo na schodech. Nejčastěji dochází k úrazům dětí v pozdním odpoledni nebo časně navečer, v létě, o prázdninách nebo o víkendu. Starší děti se nejčastěji poraní na hlavě v souvislosti s dopravní nehodou. V našem souboru bylo nejvíce dětí sražených dopravním 88

89 prostředkem z věkové skupiny 7 až 10 let a pouze v této skupině dokonce početně převažují dívky nad chlapci. Mezi rizikové faktory zvyšující úrazovost dětí patří: stres, smrt v rodině, stěhování, změna zaběhaného denního rytmu, spěch, hyperprotektivita rodičů, nevhodné sociální prostředí v rodině. Podíl na dětských poraněních hlavy má velmi pravděpodobně i týrání dětí a to hlavně u městské populace, i když ve statistikách se vyskytují zřídka (29). Ve sledovaném souboru KCP za 6 leté období byly prokázány pouze 3 případy týraných dětí, což je číslo nižší, než bychom ve skutečnosti předpokládali (a které zřejmě neodráží skutečnost). I.3.4. Potraumatická likvorea Výskyt potraumatické likvorey u dětí je procentuálně nižší než u dospělých - zhruba v poměru 10 : 1 (17) a je přítomna u méně než 10% dětských pacientů s frakturou baze lební (28). Z 281 pacientů s KCP ve sledovaním souboru utrpělo 88 frakturu baze lební, což představuje 31,3 % a z těchto 88 pacientů se likvorea vyskytla u 19 dětí, tzn. 21,6 %. Otoreu po fraktuře pyramidy jsme zaznamenali u 13 dětí, ve všech případech spontánně ustala. U žádného z těchto pacientů s popsanou otoreou nebyl proveden průkaz beta- 2- tansferinu, proto nelze vyloučit jisté procento falešně pozitivního nálezu otorey, která byla diagnostikována jen na základě ORL klinického vyšetření. Akutní plastiku baze pro frakturu přední jámy lební s nazální likvoreou podstoupili 4 pacienti (3 chlapci a 1 dívka), všichni z věkové skupiny 15 až 18 let věku. Zaznamenali jsme 100 % úspěšnost vymizení nazální likvorey po operaci. V našem souboru se vyskytl 1 případ purulentní meningitidy ze souboru 19 pacientů s poúrazovou likvoreou, což představuje 5,2%. 89

90 I.3.5. ICP čidlo Dle literárních údajů je ICP zvýšen až u 86% dětí s GCS menším než 8 (97, 129). Indikací monitorace intrakraniálního tlaku je vstupní GCS 8 a nižší a patologický nález na CT vyšetření mozku (např. hematom, kontuze, mozkový edém nebo komprese bazálních cisteren). U dospělých pacientů je indikována implantace ICP čidla též při negativním CT nálezu, pokud je u pacienta přítomný neurologický motorický deficit, systémová hypotenze nebo věk nad 40 let. U pacientů se středním nebo lehkým kraniocerebrálním poraněním není monitorace ICP rutinně indikována, doporučuje se jen v případě, že není možné sledování neurologického stavu pro sedaci nebo anestezii. Z 281 pacientů v našem souboru vykazovalo 141 při přijetí GCS 8 až 3. Z těchto 141 dětí mělo pouze 16 zavedeno ICP čidlo, což představuje 11,3%. Tato hodnota však nevypovídá zcela přesně o skutečnosti. Mnoho dětských pacientů po poranění hlavy je ještě před přijetím do dětské nemocnice lékařem RZP tlumeno a zaintubováno, takže hodnota GCS po úrazu a hodnota GCS při přijetí do nemocnice není totožná, a většina pacientů z této skupiny GCS 8 až 3 není dle dalších kritérií indikována k implantaci ICP čidla. V posledních 5 letech je dostupnost ICP čidel a monitorovacích jednotek na klinice dětské anesteziologie a resuscitace FN Brno naprostou samozřejmostí a počet implantovaných ICP čidel má vzrůstající tendenci. I.3.6. Nitrolební hypertenze Nitrolební hypertenze (NH) je u dětí definována jako ICP > 20 torr. U závažných dětských kraniocerebrálních poranění s GCS < 8 je riziko rozvoje NH 53-63% (111). Dále se uvádí, že asi u 21-42% pacientů s NH dojde k rozvoji nitrolební hypertenze, která nereaguje na běžnou hyperosmolární či chirurgickou terapii, hovoříme o refrakterní nitrolební hypertenzi (9, 38). U pacientů s ICP dlouhodobě nad 30 torr je literárně uváděná úmrtnost % (38). Mezi metody doporučované ke zvládnutí refrakterní NH patří barbiturátové koma, hypotermie, dekompresní kraniektomie a 90

91 hyperventilace. Není však jasné, kterou metodu použít u konkrétního pacienta, ani neexistují práce, které by přímo srovnávaly účinnost jednotlivých metod mezi sebou. Mechanizmus účinku barbiturátů spočívá ve snížení CMRO 2 (až o 50%), snížení CBF a následném poklesu CBV. Druhým mechanizmem je pravděpodobně vazokonstrikce mozkových cév. Barbituráty mají i přímý neuroprotektivní efekt - působí jako zametače kyslíkových radikálů. Barbiturátové koma snižuje ICP u respondérů až o 25%. Střední hypotermie (33 C) snižuje ICP opět dvojím mechanizmem: dochází k poklesu CBF (o 26%) a ovlivnění vazogenního edému, druhým mechanizmem hypotermie je stabilizující efekt na buněčné membrány a ovlivnění intracelulárního edému (snížení ICP až o 40%). Pokles ICP u našich pacientů činil až 63%, dochází pravděpodobně k sumaci účinků obou metod. K zachování optimálního MAP všichni pacienti léčení kombinací hypotermie a barbiturátového komatu vyžadovali dobutamin, jeden pacient i noradrenalin. Nepozorovali jsme vyšší procento infekčních komplikací. 4 pacienti vykazovali s ročním odstupem GOS 5, 1 pacient GOS 4, což je ve srovnání s údaji z Trauma Coma Data Bank dosti překvapivý výsledek. Dle Trauma Coma Data Bank má až 90% pacientů s obdobným CT nálezem, GCS a ICP nepříznivé outcome (GOS 1-2). I.3.7. Dekompresní kraniektomie Sekundární dekompresní kraniektomie je u závažných dětských kraniotraumat v praxi stále ještě považována spíše za,,ultimum refugium než za jednu z možností léčby refrakterní nitrolební hypertenze. Tato metoda umožňuje kontrolovat ICP a tak udržet dostatečný CPP a cerebrální oxygenaci, stejně jako předejít herniaci v případě refrakterního mozkového edému. Přes renesanci této metody v posledních letech, zejména u dospělých kraniotraumat, problémem stále zůstává především indikace této metody a nepříznivé outcome pacientů. 91

92 Podle Guidelines for the acute medical management of severe traumatic brain injury in infants, children and adolescents z r je dekompresní kraniektomie v léčbě refrakterní nitrolební hypertenze doporučována jako second-tier terapie, stejně jako barbiturátové koma, hypotermie a hyperventilace a to na úrovni options, vzhledem k malému počtu prací na relevantní úrovni. Není jasně stanoveno, kdy kterou metodu použít ani neexistují práce, které by porovnávaly účinnost jednotlivých metod mezi sebou (19). Přesto však z jednotlivých studií vyplývá (23, 118, 137), že dekompresní kraniektomie účinně snižuje ICP a zlepšuje outcome. Naše vynikající výsledky (100% příznivé GOS) ve srovnání s literárně uváděnými (Polin at al., 44% příznivé GOS) a s kontrolní skupinou z Trauma Coma Data Bank (16% příznivé GOS), jsou dány přísnou (vyloučení pacientů s GCS 3, oboustranně fixovanými mydriatickými zornicemi) a časnou indikací dekomprese. Svůj vliv má jistě i relativně malý počet pacientů v hodnoceném podsouboru. I.3.8. Prognóza Nejrozšířenější metodou vyhodnocení výsledků léčby pacientů po kraniocerebrálním poranění je Glasgow Outcome Score (GOS) se škálou 1-5. (Viz. Příloha č.1) Z velkých statistických souborů vyplývá, že ve skupině lehkých úrazů je kolem 40% dětí po vyšetření na ambulanci odesláno domů, 35% je propuštěno po krátké observaci a pouze 20% je hospitalizováno déle než 48hodin. Při kontrole s odstupem 2 měsíců je dosaženo GOS 5 až v 99% případů. U závažnějších poranění hlavy může přetrvávat neurologický deficit, zhoršení psychomotorického vývoje, což je spojeno s obtížnou sociální adaptací. Prognóza závisí na tíži poranění, přítomnosti fokální léze, trvání komatu a hodnotách ICP. Vigilní koma se vyskytuje u 1 až 2% dětských pacientů s KCP. Trvá-li koma dobu kratší než tři měsíce, je šance na úpravu až 90% (12). 92

93 U dětí je obecně lepší prognóza následků KCP než u dospělých. Všeobecně akceptovatelné jsou údaje o úmrtnosti % a dobré prognóze ve více než 60% případů. Až 90% dětí mladších 15 let se uzdraví do 3 let od úrazu hlavy a mozku do klinického stavu GOS 5 nebo 4 (110). Ve své práci jsem hodnotila skóre GOS s odstupem 1 roku po úrazu. GOS 5 nebo 4 vykazovalo 83% dětských pacientů mladších 15 let. Vzhledem k dobré plasticitě mozku a obecně lepší poúrazové prognóze u dětí můžeme předpokládat další zlepšování klinického stavu v delším časovém odstupu. Průměrná úmrtnost u dětí s poraněním hlavy je udávána mezi 9 až 38%. Akutní subdurální hematomy mívají nejvyšší mortalitu (83%), zatímco impresivní zlomeniny lební s kortikální lacerací mozku menší než 2% (110). Úmrtnost v našem souboru je nejvyšší v nejmladší skupině do 2 let věku (14%), pouze 7% úmrtnost jsem zaznamenala u 7 až 14 letých pacientů a průměrná hodnota pro všechny věkové skupiny činí 10%, což je ve srovnání s literárními údaji uspokojivé. Překvapivý je však poměr chlapců a dívek. Zatímco Frankowski (41) uvádí čtyřnásobnou úmrtnost u chlapců, v našem souboru zemřelo v důsledku KCP 13 chlapců a 14 dívek. I.3.9. Prevence V České republice vyhledá ročně lékařskou péči pro poranění hlavy 30% dětí, 6,4% z nich je nutno hospitalizovat. Celkový počet hospitalizovaných pacientů ve věkové skupině 0 14 let v roce 2005 dosáhl Mortalita je udávána 6,6/ dětí. (EuroSafe, 2006) Významnou roli v prevenci úrazů v automobilové dopravě hraje použití bezpečnostních pásů, dětských autosedaček a ochrana posádky při nárazu pomocí airbagů. Dětská autosedačka je až desetkrát bezpečnější než běžné sedadlo bez ní. 93

94 Podobný je poměr při užívání přilby při jízdě na kole. Zvláštní kapitolou v nehodovosti jsou pak přechody pro chodce, na nichž jsou každoročně zaznamenávány tisíce vážných nehod a zranění. Chodci umírají ve 22 % smrtelných nehod, zatímco cyklisté v 8 %. V roce 2004 zavinily děti 681 dopravních nehod. Z tohoto důvodu je nutná vhodná výchova a kampaně na prevenci dopravních nehod. Ze studií zabývajících se prevencí vzniku KCP vyplývá, že používání bezpečnostních pásů snižuje mortalitu o 40 až 50% i výskyt závažných kraniocerebrálních traumat o 45 až 55%. Používání ochranných přileb u cyklistů a motocyklistů snížilo až o 85 % riziko poranění mozku. Více než 7 z 10 dětí ve věku 5 až 14 let, tedy 28 milionů dětí v USA jezdí na kole. V r více než 200 dětí z této skupiny cyklistů zemřelo a bylo hospitalizováno pro poranění. Na následky poranění mozku zemřelo 125 z těchto 200 dětí, což je 65% a z hospitalizovaných jich bylo pro poranění mozku, což představuje 20%. Přilby snižují riziko KCP o 69 až 88%. Avšak jen 50% dětí v USA vlastní přilbu a jen 25% ji používá. Jen 18 států a 80 měst z USA mělo v devadesátých letech uzákoněnou povinnost používání cyklistických přileb u dětí. Děti z oblastí uzákoněného užívání používaly přilbu 2x častěji (Cote 1993). Celosvětově vznikají preventivní programy, jejichž cílem je snížení výskytu KCP. Jedním z nejrozšířenějších je program Think First, který vznikl v USA v roce Hlavními body tohoto programu jsou podpora technologického vývoje prostředků pasivní ochrany v dopravě, uzákonění povinného užívání bezpečnostních pásů, ochranných přileb a dětských autosedaček a dále také preventivně výchovné akce. Národní strategie bezpečnosti silničního provozu pro rok v České republice již zahrnuje zvláštní opatření pro prevenci nehod týkajících se dětí, která se zaměřují na zlepšení infrastruktury a vzdělávání a školení v oblasti bezpečnosti silničního provozu. Ministerstvo dopravy řídilo několik kampaní, v roce 2004 např. Viditelnost, která propagovala využití reflexních nášivek a oblečení u dětí a 94

95 cyklistů; Bezpečná cesta do školy, založená na britské iniciativě organizované společně s Centrem pro dopravní výzkum, Národní sítí zdravých měst a Centrem pro prevenci zranění. Je třeba nadále podporovat osvědčené formy dopravní výchovy dětí a mládeže, budovat dopravní hřiště a učebny a zapojit základní školy do preventivních programů, jakými jsou například Dopravní soutěž mladých cyklistů nebo kampaň ke zvýšení pasivní bezpečnosti v dopravě Já se poutám. 95

96 Část druhá Vztah genotypu apolipoproteinu E ke klinickému průběhu a následkům kraniocerebrálních poranění u dětí II.1. Úvod Traumatická postižení mozku zůstávají závažnou příčinou významné morbidity, neurologickopsychologického postižení i mortality u dětí a mladistvých. I přes výrazné pokroky v klinické léčbě mozkových poranění stále není k dispozici prostředek k ovlivnění buněčných a molekulárních mechanizmů, které jsou patofyziologickým podkladem výsledného klinického postižení. Současný výzkum se zaměřuje na celulární a subcelulární mechanizmy komplexních kaskádových systémů, které jsou spouštěny poraněním nervové tkáně. Rozdílný průběh onemocnění a odlišná odpověď na léčbu u pacientů s kraniocerebrálním poraněním je zřejmě geneticky determinována a podložena odlišnou mírou neuroplasticity, schopnosti novotvorby neurálních synapsí a imunologické odpovědi na cerebrální insult. Poslední výzkumy ukazují na významnou roli apolipoproteinu E (ApoE) v modifikaci průběhu a výsledku léčby cerebrálních poranění. Apolipoprotein E je lipoprotein zodpovědný za transport lipidů v tkáni centrálního nervového systému a udržování strukturální integrity mikrotubulů cytoskeletárního systému neuronů (112, 125). ApoE je syntetizován v astrocytech a je tvořen lipid-proteinovým komplexem vylučovaným do extracelulárního prostoru. Zde je vázán na ApoE receptory na povrchu nervových buněk, transportován intracelulárně a přenosem lipidů se účastní procesů reparace a údržby buněčných membrán, růstu neuritů a synaptogenezy (48, 49, 101). Apolipoprotein E je aktivní též v mozkomíšním moku, kde představuje nejdůležitější transportní mechanizmus cholesterolu a fosfolipidů. Předpokládá se, že 96

97 ApoE hraje roli v regeneraci neuronů - představuje neurotrofický faktor a ovlivňuje imunitní odpověď na poranění mozkové tkáně. Apolipoprotein E je tvořen 229 aminokyselinami, vykazuje relativní molekulární hmotnost Da a je pruduktem jediného genu. Gen apolipoproteinu E (APOE) je lokalizován na choromozomu 19, v rozsahu 3,7 kilobazí a má 4 exony. (Viz Obr. 41 a Ob. 42). Obr. 41 Model lidského ApoE (dle BMSF Human ApoE Project) Obr. 42 Lokalizace genu ApoE (dle Gen. Home Ref., PennState, Evol.Genetics) Izoelektrickou fokuzací a elektroforézou byly detekovány tři základní izoformy APOE, označované jako APOE 2, APOE 3 a APOE 4 produkty tří alel (epsilon 2, epsilon 3 a epsilon 4) na stejném lokusu. Četnost výskytu v populaci je udávána 7%, 78% a 15%. Různá exprese každé z těchto tří alel dává vznikout třem homozygotním fenotypům (APOE 2/2, APOE 3/3, APOE 4/4) a třem heterozygotním fenotypům (APOE 2/3, APOE 3/4 a APOE 2/4). (Viz Obr.43) 97

98 Obr. 43 Fenotypy a izoformy ApoE Přítomnost APOE 3/3 genotypu je spojena s redukcí rizika rozvoje Alzheimerovy nemoci a lepší prognózou v případě cerebrálního traumatu. Nejčastější APOE 3/3 genotyp je zapojen v neuroprotektivních a neroregenerativních mechanizmech (72). APOE 3/3 genotyp se ukazuje též jako zásadní prediktivní faktor pro přežití a dobrou neurologickou prognózu v případě kardiopulmonální resuscitace. Přítomnost APOE epsilon 4 má důležitý dopad na nervový systém. Nosičství APOE epsilon 4 alely je spojeno s vyšší náchylností ke kognitivním poruchám, menší odolností proti neurotoxinům a výskytem hippokampální atrofie (30, 42, 126). V této spojitosti je zmiňováno i vyšší riziko rozvoje Alzheimerovy demence po předchozím poranění mozku (58, 88). Cerebrální poranění podněcuje ukládání depozit beta amyloidu u geneticky náchylných nositelů APOE epsilon 4 alely a je tak možným podkladem pozdějšího rozvoje Alzheimerovy choroby. Buněčné a molekulární mechanizmy, které jsou ovlivňovány genotypem APO E při reakci na akutní poranění mozku, jsou komplexní a nejsou zcela známy. APO E epsilon 4 alela je asociována s protekcí oxidativního stresu (93, 104), excitotoxicity a zvýšeného intracelulárního kalcia (141), snížením imunosupresivního efektu na 98

99 mikrogliální proliferaci (5), zvýšením rizika aterosklerózy (56), změnou krevní srážlivosti, snížením produkce tumor necrosis factoru alfa (86). Jak jednotlivě, tak v kombinaci tyto efekty APO E genotypu mohou vést ke zvýšenému množství lipidové peroxidace, zvýšení kapilární permeability s tvorbou edému (95), diapedézi erytrocytů a parenchymálnímu krvácení. II.2. Materiál a metodika Soubor tvoří 70 pacientů s poraněním mozku, léčených v letech 2002 až 2005 na klinice dětské chirurgie, ortopedie a traumatologie FN Brno. V souboru je obsaženo 48 chlapců (68,6%) a 22 (31,4%) dívek. Všichni pacienti podstoupili vstupní a výstupní neurologické vyšetření, RTG lbi a CT vyšetření mozku. Nejčastější diagnózou je mozková kontuze, která se vyskytovala u 45 pacientů (64,3%), z toho u 32 chlapců (71,1%) a 13 dívek (28,9%). Dále jsme diagnostikovali u pacientů z našeho souboru traumatické subdurální hematomy v 11 případech (15,7%), epidurální hematomy v 30 případech (42,8%), traumatické subarachnoideální krvácení v 19 případech (27,1%), hemocefalus u 3 pacientů (4,2%), traumatický edém mozku v 19 případech (27,1%) a difúzní axonální poranění u 6 pacientů (8,6%). Impresivní frakturu utrpělo 11 pacientů (15,7%) a frakturu baze lební 17 pacientů (24,3 %) ze souboru. Rozdělení souboru podle pohlaví a diagnóz uvádí Graf

100 Graf 11 Rozdělení dle pohlaví a diagnóz Počet SDH EDH SAK Hemocefalus Kontuse Edem Fraktura impr. Dignóza 5 Chlapci 2 Dívky Fraktura baze 5 5 DAP 1 U všech pacientů v souboru byl vyšetřen genotyp apolipoproteinu E ve spolupráci s Centrem molekulární biologie a genové terapie na Pracovišti dětské medicíny FN Brno. Analytické postupy v molekulární biologii obecně používají metody centrifugační, metody extrakce a purifikace DNA (RNA), elektroforetické, hybridizační a amplifikační metody. V praxi se tyto metody vzájemně překrývají. Biologické funkce enzymů jsou použity pro specifické reakce in vitro. K vyšetření APO E se používá metoda PCR/ RFLP. Nejprve se příslušný úsek DNA naamplifikuje a poté se podrobí restrikční analýze. Následuje elektroforéza v agarovém gelu. Podle délek fragmentů se určí jednotlivé alely (77). Polymerázová řetězová reakce (PCR) byla vyvinuta v Cetus Corporation v Emeryville v Kalifornii. Jedná se o enzymatickou amplifikaci DNA in vitro syntézou mnoha kopií vybrané sekvence DNA v cyklické reakci o třech teplotních fázích. Dvouvláknová DNA je nejprve denaturována na dvě jednovláknové 100

101 matricové molekuly DNA. Nukleotidová sekvence cílové DNA nemusí být známa, ale musí být známé alespoň sekvence krátkých úseků na obou koncích cílové amplifikované DNA. Oligonukleotidové primery, které hybridizují na obou stranách cílové DNA, řídí syntézu nových vláken. Jejich syntézu katalyzuje termostabilní DNA polymeráza od 5 konce ke 3 konci vždy začínající od primerů. Během prvního cyklu syntéza nového vlákna pokračuje dále až za sledovanou sekvenci, ale následné cykly již amplifikují převážně pouze úsek mezi dvěma vybranými primery. Oligonukleotidové primery jsou syntetizovány tak, aby hybridizovaly s komplementární sekvencí na obou vláknech dubletu DNA a jsou obvykle nukleotidů dlouhé. Teplotní fáze PCR cyklu: - denaturace optimálně při 95 C, toleranční rozpětí C, pro fragmenty do 1 kb 15 sekund, pro větší fragmenty 0,5-1 minutu - hybridizace optimálně podle denaturační teploty duplexu matricové DNA s primerem minus 12, obvykle mezi 50 a 55 C, nízká teplota podstatně snižuje specifitu, vysoká teplota zamezí amplifikaci - syntéza obvykle mezi 70 a 74 C, pro fragmenty do 1kb 0,5-1 minuta, pro úseky 6-10 kb je potřebná doba 15 minut, pro primery bohaté na obsah GC je někdy vhodná teplota 80 C Restrikční analýza DNA je metodou charakterizace DNA pomocí jejího štěpení restrikčními endonukleázami na fragmenty (RFLP). Identifikace a analýza produktů štěpení se provádí elektroforetickým dělením. Restrikční endonukleázy štěpí DNA na různě dlouhé fragmenty podle individuálního pořadí bází a podle rozpoznané sekvence. Za daných podmínek vzniká reprodukovatelný počet restrikčních fragmentů o určité opět reprodukovatelné délce. Počet i délka fragmentů je pro daného jedince specifická. (Viz. Obr. 44) 101

102 Obr. 44 Restrikční analýza DNA Genomická DNA je extrahována z 5ml EDTA antikoagulované krve použitím standardních metod. Rychlá, na PCR/RFLP založená DNA analýza se používá k identifikaci APO E alel epsilon 2, 3 nebo 4. Genomická DNA (500 ng) je amplifikována v 50 µl reakční směsi složené z 10 mm Tris- HCl (ph 8,8), 50 mm KCl, 0,8% Nonidet P40, 1,5 mm MgCl2, 0,2 mm každé dntp, 0,5µM každého primeru, 5% DMSO a 1,25 U Taq DNA polymerázy v teplotním cyklu PTC Teplotní cyklus zahrnuje nejdříve 95 C denaturaci po dobu 5 minut, následuje 30 cyklů denaturace při 95 C (1 minutu), dále při 68 C (1 minuta) a extenze při 72 C (1 min 15s) s finální extenzí po dobu 7 minut při 72 C. Enzymatické štěpení produktů polymerázové řetězové reakce a analýza získaných fragmentů v 5% MetaPhor agaru je hodnocena dle popisného vzoru. (Viz Obr. 45) 102

103 Obr. 45 Popisný vzor hodnocení PCR V příloze č. 2 je uveden formulář k vyšetření ApoE, v příloze č. 3 laboratorní postup vyšetření ApoE. Soubor 70 pacientů jsme na základě výsledků zjištěných genotypů rozdělili do čtyř skupin: APO ε2/ε3, ε3/ε3, ε2/ε4 a ε3/ε4. Genotyp APO ε2/ε3 vykazovalo 7 pacientů (10,0%, z toho 4 chlapci a 3 dívky), genotyp ε3/ε3 52 pacientů (74,4%, z toho 38 chlapců a 14 dívek), genotyp ε2/ε4 2 chlapci (2,9%) a genotyp ε3/ε4 vykazovalo 9 pacientů (12,7%, z toho 4 chlapci a 5 dívek). Rozložení genotypů v souboru pacientů přehledně zachycuje Graf

104 Graf 12 Rozložení genotypů ApoE v souboru pacientů Počet ε2/ε3 ε3/ε3 ε2/ε4 ε3/ε4 Genotyp ApoE Chlapci Dívky V souboru jsme sledovali zastoupení diagnóz v jednotlivých genotypech a způsob léčby (operační versus konzervativní postup) ve skupinách dle genotypů. Traumatický subdurální hematom se celkem vyskytl ve 11 případech (15,7%), epidurální hematom jsme diagnostikovali v 30 případech (42,9%), traumatické subarachniodeální krvácení v 19 případech (12,9%), a hemocefalus ve 3 případech (4,3%). Kontuzi mozku jsme zaznamenali celkem 45x (64,3%), traumatický edém mozku v 19 případech (27,1%), difúzní axonální poranění v 5 případech (7,1%). Impresivní fraktura lebky se vyskytla v 11 případech (15,7%) a fraktura baze lební v 18 případech (25,7%). Výskyt těchto diagnóz v souboru pacientů rozděleně dle genotypů ApoE přehledně uvádí Tabulka

105 Tab 08 Výskyt diagnóz v souboru pacientů dle genotypů ApoE ε2/ε3 ε3/ε3 ε2/ε4 ε3/ε4 Σ Traumatický SDH EDH Traumatické SAK Hemocefalus Kontuze mozku Traumatický edém mozku Difúzní axonální poranění Impresivní fraktura lbi Fraktura baze lební Rozdělení souboru podle genotypů a způsobu léčby zobrazuje Graf 13. Ve skupině s genotypem ε2/ε3 byli léčeni operačně 2 pacienti (28,6%), 5 pacientů (71,4%) bylo léčeno konzervativně. Ve skupině ε3/ε3 byl stejný počet 26 pacientů léčených operačně (50%) a konzervativně (50%) a ve skupině ε2/ε4 byl též léčen operačně 1 (50%) a konzervativně 1 (50%) pacient. Ve skupině ε3/ε4 bylo operačně léčeno 5 pacientů (55,5%) a konzervativně 4 pacienti (54,5%). Celkově bylo v souboru 70 pacientů léčeno operačně 34 (48,6%) a konzervativně 36 (51,4%) dětí. 105

106 Graf 13 Rozdělení dle genotypu ApoE a způsobu léčby Počet ε2/ε3 ε3/ε3 ε2/ε4 ε3/ε4 Genotyp ApoE Operace Konzervativně Dále jsem zaznamenávala průměrnou dobu hospitalizace na ARO/JIP a průměrnou celkovou dobu hospitalizace v jednotlivých genotypových skupinách. Podle vstupního GCS při přijetí rozdělujeme poranění na lehká s hodnotou GCS 15-13, středně těžká s GCS 12-9 a těžká s GCS 8-3. Zastoupení pacientů v souboru podle tíže poranění mozku v jednotlivých genotypových skupinách je uvedeno v Tabulce 09. Tab 09 Rozdělení dle genotypu ApoE a tíže poranění ε2/ε3 ε3/ε3 ε2/ε4 ε3/ε4 GCS GCS GCS

107 II.3. Výsledky Cílem práce bylo sledovat klinický průběh a následky kraniocerebrálních poranění u dětí v závislosti na genotypu apolipoproteinu E. Zjišťovala jsem přítomnost ložiskové neurologické symptomatologie u pacientů v době přijetí a propuštění z nemocnice. Rozdělení dle jednotlivých genotypů znázorňuje Graf 14. Graf 14 Ložiskové příznaky dle genotypů ApoE Počet ε2/ε3 ε3/ε3 ε2/ε4 ε3/ε4 Genotyp ApoE Přijetí Propuštění Sledovala jsem také neurologický klinický stav pacientů ze souboru s odstupem 1 roku od úrazu, který byl hodnocen podle škály Glasgow Outcome Scale (GOS). (Viz Příloha 1). V našem souboru jsem nezaznamenala žádného pacienta ve vegetativním stavu, tedy s GOS 2. Ve skupině genotypu ε2/ε3 byli 3 pacienti s GOS 5, 2 pacienti s GOS 4, 1 pacient s GOS 3, žádný pacient z této skupiny nebyl ve vegetativním stavu, 1 pacient zemřel. Skupina pacientů s genotypem ε3/ε3 vykazuje s odstupem 1 roku 42 případů GOS 5, 4 pacienty s GOS 4, 5 případů GOS 3, 1 pacient s GOS 2 a 107

108 žádný pacient z této skupiny nezemřel. Pacienti s genotypem ε2/ε4 byli pouze 2, a vykazovali 1 rok po úrazu GOS 5. U pacientů s genotypem ε3/ε4 bylo s ročním odstupem od úrazu zjištěno GOS 5 u 6 pacientů, žádní pacienti nevykazovali GOS 4, s GOS 3 byli 3 pacienti. Opět nikdo nezemřel nebo nesetrvává ve vegetativním stavu. Výsledky hodnocení GOS s odstupem 1 roku po KCP uvádí Tabulka 10. Tab 10 GOS po 1 roce dle genotypu ApoE ε2/ε3 ε3/ε3 ε2/ε4 ε3/ε4 GOS GOS GOS GOS GOS II.3.1 Statistické zpracování Zjištěné výsledky byly podrobeny statistické analýze a výsledky zpracování dat jsou uvedeny v Tabulkách 11, 12 a 13 a Grafech 15 až 18. Získaná data byla hodnocena korelační 2x2 tabulkou, Wilcoxonovým párovým testem a t-testem pro závislé vzorky. Nejzřetelněji se statisticky významný rozdíl jevil při hodnocení tíže klinického stavu a následků pomocí 2x2 table Chí kvadrát u genotypů neobsahující ε4 alelu. (Viz Tabulka 11). Zpracování Wilcoxonovým párovým testem bylo limitováno omezeným počtem vzorků ve skupině genotypu ε2/ε4. Výsledky t-testu pro závislé vzorky znázorňuje Graf 15 až 18, kde při porovnání rozdílů hodnot GCS a GOS pro jednotlivé genotypy vyplývá statisticky významný rozdíl při hladině významnosti p < 0,05 pro genotypy neobsahující ε4 alelu

109 Tab 11 2x2 Table Těžká Symptom. Střední Symptom. Lehká Symptom. Těžký Deficit Střední Deficit Lehký Deficit Žádný Deficit Lehký + Žádný Deficit ε2/ε ε2/ε Chí kv. p=,5403 P=,5403 p=,4386 p=,4386 p=,2207 p=,4386 Fisher p. p=,6000 P=,6000 p=,6667 p=,6667 p=,4000 p=,6667 Pacientů ε3/ε ε3/ε Chí kv. p=,0194 p=,9133 P=,0017 p=,0024 p=,5879 p=,4999 p=,1997 p=,0381 Fisher p. p=,0334 p=,7048 P=,0136 p=,0326 p=,7689 p=,6697 p= 2412 p=,0993 Tab 12 Wilcoxonův párový test Počet T Z Úroveň p ε2/ε4 GCS_ ε2/ε4 GOS 2 0, ε2/ε3 GCS_ ε2/ε3 GOS 7 0, , ,043115* ε3/ε4 GCS_ ε3/ε4 GOS 9 10, , , ε3/ε3 GCS_ ε3/ε3 GOS 52 0, , ,000000* Tab 13 t-test pro závislé vzorky * p < 0,05 Průměr Sm.odch. N Rozdíl Sm.odch. t sv P ε2/ε4 GCS 2, , ε2/ε4 GOS 1, , , , , , ε2/ε3 GCS 2, ε2/ε3 GOS 1, , , , , ,011696* ε3/ε4 GCS 2, , ε3/ε4 GOS 1, , , , , , ε3/ε3 GCS 2, , ε3/ε3 GOS 1, , , , , ,000000* * p < 0,05 109

110 Graf Výsledky t-testu pro závislé vzorky ε2/ε4 GCS vs. ε2/ε4 GOS ε2/ε3 GCS vs. ε2/ε3 GOS ε3/ε4 GCS vs. ε3/ε4 GOS ε3/ε3 GCS vs. ε3/ε3 GOS Z výše uvedeného lze usuzovat na statisticky významnou závislost mezi genotypem a klinickým průběhem a tíží neurologických následků kraniocerebrálních poranění u dětí ve sledovaném souboru. Pacienti, v jejichž genotypu je obsažena alela ε4 vykazují závažnější klinickou symptomatologii a nepříznivější další průběh i u lehčích a středně těžkých poranění mozku ve srovnání se statisticky signifikantně lepším průběhem a menšími následky po KCP u dětí s genotypem, ve kterém se alela ε4 nevyskytuje. 110

111 II. 4. Diskuze Nathoo (112) v klinické studii prováděl semikvantitativní zhodnocení cerebrálních kontuzí u pacientů s cerebrálním traumatem a stanovil kontuzní cerebrální index. U těchto pacientů pak byl zjištěn APOE genotyp polymerázovou řetězovou reakcí (PCR) z bioptických vzorků DNA mozkové tkáně. Mimo apolipoprotein E byl v této studii sledován též amyloid beta protein (Abeta), který se účastní patogenezy chronických neurodegenerativních onemocnění, ale je též zahrnut v reakci mozkové tkáně na akutní cerebrální trauma (112, 114, 115). Současné sledování hladin APOE a Abeta v mozkomíšním moku prokázalo významný pokles hladin po poranění mozku, v závislosti na elevaci markerů tíže cerebrálního poškození - proteinů S100B a tau proteinu (69, 70). Výsledky studií prokazují signifikantní asociaci mezi genotypem APOE a průběhem i další prognózou traumatického poškození mozku. Pacienti s APOE epsilon 4 alelou mají častěji nepříznivý klinický průběh po cerebrálním poranění. (22, 42, 66, 85, 139). Teasdale (139) uvádí ve své studii, že u pacientů s APOE epsilon 4 po KCP vykazuje 57% nepříznivý výsledek (smrt, vegetativní stav nebo těžký neurologický deficit), ve srovnání s nepříznivým výsledkem u 27% pacientů, kteří nejsou nositeli APO E epsilon 4 alely. Bylo též poukázáno na vztah mezi výskytem potraumatické amyloidní angiopatie a genotypem apolipoproteinu E - s nosičstvím APOE epsilon 4 alely byla signifikantně asociována zvýšená přítomnost cerebrální amyloidní angiopatie (87) a zvýšené riziko intracerebrální hemoragie při této angiopatii (115). Rozsah intracerebrálního krvácení byl také větší u pacientů s přítomností APOE epsilon 4 (3, 91, 99). APOE epsilon 4 alela se tak jeví jako důležitá genetická determinanta klinického průběhu a následků traumatického cerebrálního poškození s prediktivní klinickou hodnotou. Zmiňované klinické studie ukazují, že nosičství nejméně jedné APOE 111

112 epsilon 4 alely je spojeno se špatným průběhem a nedobrou dlouhodobou prognózou u pacientů zejména s těžkým cerebrálním poraněním. Přítomnost APOE epsilon 4 alely predikuje též rozvoj demence po cerebrálním poranění (6, 75). Některé práce poukazují též na zhoršení průběhu roztroušené sklerózy v případě nosičství APOE epsilon 4 alely. U lehčích poranění není role APOE epsilon 4 alely tak jasná (21). Některé práce však prokazují, že genotyp APOE ovlivňuje neuropsychologické funkce u pacientů po lehčích poraněních hlavy nosičství nejméně jedné APOE epsilon 4 alely bylo spojeno s poklesem výkonů v psychologických testech i po lehčích poraněních mozku (27, 135). Difúzní zduření (swelling) mozku je popisováno až u 70% dětských pacientů s fatálním poraněním mozku ve srovnání s 17% u dospělých (48). Quinn a kol. však ve své studii z roku 2004 u 106 dětí s traumatickým difúzním zduřením mozku neprokázal signifikantní souvislost mezi difúzním zduřením mozku a genotypem APOE epsilon 4 (120). Přítomnost APOE epsilon 4 alely predikuje též zvýšené riziko pozdní potraumatické epilepsie. Pozdní potraumatická epilepsie je častou komplikací středních a těžších cerebrálních poranění. Nosičství APOE epsilon 4 alely je spojeno s vyšším rizikem rozvoje pozdní potraumatické epilepsie (32, 42). Porozumění funkce APOE na molekulární rovni může vést k vývoji nových účinných protizáchvatových farmak. Uvedená zjištění svědčí pro mnohočetnou roli apolipoproteinu E v centrálním nervovém systému a významnou úlohu v odpovědi mozkové tkáně na akutní traumatické poškození. Jednou ze základních úloh je funkce mediátoru neurální protekce, reparace a remodelace. Modulace endogenní zánětlivé odpovědi nervového systému na cerebrální poranění může být mechanizmem, jak APOE ovlivňuje prognózu u cerebrálních traumat (86, 95). 112

113 Apolipoprotein E se tedy jeví jako genetický faktor, který modifikuje odpověď mozku na akutní poranění a který tedy může modifikovat prognózu akutního cerebrálního poranění a tíži výsledného neuropsychologického postižení. Rozdíly v izoformách APOE jsou podkladem geneticky determinované vnímavosti a náchylnosti k pozdější Alzheimerově chorobě (72). Zavedení stanovení APOE genotypu do klinické praxe může napomoci predikovat délku bezvědomí a nedobrou funkční prognózu u těžších kraniocerebrálních poranění. 113

114 Část třetí Deformačně - napěťová anylýza výpočtového modelu hlavy při nárazu na pevný povrch s využitím metody konečných prvků. III.1. Úvod S narůstajícím počtem dopravních nehod se ukazuje nutným detailní studium podmínek nárazu během dopravní nehody na přibližném konečnoprvkovém (KP) matematickém modelu lidské lebky a mozku. Výsledky získané použitím KP modelu jsou srovnávány s experimentálními výsledky standardního drop testu. Tyto standardní experimenty používají definovanou kovovou hlavovou formu různé velikosti. Po důkladném ověření platnosti KP modelu je možné tento model použít ke komplexnějším numerickým simulacím stejně jako ke stanovení HIC kritérií (Head injury criteria). Pro stanovení HIC kritérií je možné použít experimentální křivku zrychlení v závislosti na čase získanou drop testem nebo využitím výpočtového modelování. Existuje řada KP modelů lidské lebky. Jedním z prvních je model Hardyho a Marcalla (52). Ovšem tyto první prostorové modely jsou pouze modely lebky a nikoli mozku. S rozvojem dokonalejších metod konečných prvků vznikly i první KP modely mozku. První modely znázorňovaly mozek jako lineárně elastické kontinuum, později jako neviskózní tekutinu. O několik let později se objevilo mnnoho prací, které se již zabývají viskoelastickými vlastnostmi lidského mozku (130, 143). Ještě přesnější prostorový model lidské lebky a mozku byl vytvořen s použitím CT scanů při vysokém rozlišení. Tyto modely obvykle uvažovaly lidskou lebku i mozek jako lineárně elastické kontinuum. Je však důležité si uvědomit, že je zapotřebí lidskou hlavu uvažovat se všemi jejími složkami - lebkou, mozkovou tkání, skalpem atd. Dosavadní modely jsou geometricky velmi zjednodušené v důsledku výpočtové náročnosti a neznalosti vstupních údajů o materiálových 114

115 charakteristikách jednotlivých tkání hlavy. Pouze několik z nich bylo srovnatelných s výsledky vyplývajících z experimentálního modelování (151). V posledních letech obsahují komplexní výpočtové modely nejen lidskou lebku a mozek, ale také tvrdou plenu, subarachnoideální prostor vyplněný mozkomíšním mokem a také byly vytvořeny modely krční páteře a míchy. Tyto přesnější modely kladou při matematickém modelování nárazu lidské hlavy na překážku důraz na stanovení nových kritérií poranění. Velký důraz je zaměřen především na prostor mezi mozkem a lebkou, kde se počítá s reakcí tekutých složek. Ověření platnosti modelu vyvinutého Willingrem a Baumgartnerem ukazují na dobrou korelaci s mnoha experimenty na kadaverech (145). Předpokládaný nitrolební tlak koresponduje velmi dobře s experimentálními údaji. Ovšem pro déle trvající nárazy má tento model svá omezení. Většina výpočtových modelů je založena na bázi zjednodušené geometrie lebky, mozku a ostatních struktur. V této práci prezentujeme jiný přístup - vývoj geometricky detailního modelu lidské hlavy a mozku vytvořeného plně automaticky na základě série CT scanů. Geometrie lebky a mozku je rekonstruována z volumetrických údajů za použití řady matematických postupů. Hlavní výhodou tohoto přístupu je jeho nezávislost na zásahu uživatele, jednoduchá reprodukovatelnost a možnost vytvoření modelu pro specifického pacienta. Tento přístup též umožňuje zkoumání potraumatického poškození mozku střižným mechanizmem, který vznikne v důsledku úhlového zrychlení. A navíc, tento model je schopen odrazit individuální odlišnosti jednotlivých pacientů co se týká rozměrů lebky, tloušťky kalvy, anomálií a materiálových vlastností kostní tkáně. To vše je možné na základě faktu, že tyto materiálové vlastnosti jsou závislé na denzitě tkání a použitím CT scanů je možné denzitu jednotlivých tkání měřit. Na základě těchto skutečností je Youngův modul pružnosti zavislý na hodnotě CT denzity v Hounsfieldových jednotkách. Při vytváření KP modelu je geometrie lebky sestavena na základě série CT scanů s řezy po 1 mm a s rozlišením 512 x 512 pixelů. Pro oddělení kostní tkáně je 115

116 používána plně automatická procedura založená na tresholdingu kombinovaném s repetitivní aplikací Gaussianova vyhlazení a následného odstranění ostrůvků (tedy odstranění oblastí tkáně menší než specifické hodnoty). Pro rekonstrukci povrchu je pak používán zobecněný marching cubes algoritmus k identifikaci vnitřního a vnějšího povrchu popisované lebky. Algoritmus využívá divide and conquer techniky k určení povrchu orgánu. Dříve tento algoritmus produkoval velké množství trojúhelníkových prvků (v našem případě detailních CT dat by to bylo více než milion trojúhelníků) popisujících povrch za použití relativně jednoduchého decimačního algoritmu. Triangulární síť povrchu byla vyhlazena použitím Laplacianova postupu a konečně Delaunayovou tetrahydralizací byl vyplněn objem tetrahedrálními konečnými prvky. Protektivní kapacita ochranných přileb je obvykle zkoumána použitím drop testů. Test se skládá z kontrolovaného nárazu, přičemž přilba je umístěna na kovové formě hlavy a je shozena řízeným pádem. Jsou používány různé steel anvils testy, aby simulovaly nárazy na různé povrchy. Hlavová forma je vybavena snímačem zrychlení ve třech směrech, který měří zrychlení jednotlivých složek a je tak možno měřit špičkovou hodnotu síly G. V našich podmínkách je používána standardní hlavová forma podle ČSN EN 960 změna A Tyto hlavové formy jsou různých velikostí a jsou vyrobeny ze slitiny s inertními vlastnostmi korespondujícími přibližně s lidskou hlavou. K vytvoření popisných kategorií jednotlivých možných typů poranění lidské hlavy je používáno několi postupů. Jedno z prvních kritérií poranění hlavy, které bere v úvahu závislost zrychlení na čase, je Head Severity Iindex (HSI) nebo Gadd Severity Index (GSI) (142). V současné době jsou ke stanovení potenciálního poranění hlavy při automobilovém testu nárazu s modelovou figurínou používána Head Injury Criteria (HIC). HIC je vypočteno ze zrychlení versus časových křivek používajích kritické časové rozpětí. To je založeno na průměrné hodnotě výsledného translačního zrychlení nad nejkritičtější oblastí zpomalení. Průměrná hodnota zrychlení v časovém intervalu je dána z výsledné křivky zrychlení: 1/(t 2 -t 1 ) fakt. a(t)dt, a HIC je vypočteno podle následující rovnice: 116

117 Podle této rovnice je maximální hodnota HIC nad kritickým časovým obdobím t 1 do t 2 vyjádřená v závorkách. Kritické časové období se mění tak jako maximální výsledné HI kritérium (62). III.2. Materiál a metodika Cílem experimentu bylo vytvoření výpočtového konečnoprvkového modelu lebky a mozku, který bude schopný charakterizovat dynamiku skutečného úrazu a určit, zda je výpočtový model schopný predikovat poranění způsobená padajícím tělesem. III.2.1. Popis poranění Na výpočtovém modelu jsme rekonstruovali sportovní úraz 13 letého chlapce o hmotnosti 40 kg a výšce 158 cm, na kterého spadla házenkářská branka o hmotnosti 70 kg při školní sportovní aktivitě. Chlapec byl ihned po úrazu v bezvědomí a přivolanou RZP byl bezprostředně zaintubován a na řízené ventilaci letecky transferován do FN Brno na Pracoviště dětské medicíny. Na akutním CT vyšetření mozku je nález impresivní otevřené fraktury temporoparietálně vlevo, v místě kontaktu hlavy s padající brankou, s lacerací tvrdé pleny mozkové, epidurálním krvácením, prokrvácenou kontuzí mozkové tkáně temporoparietálně vlevo a v oblasti bazálních ganglií vlevo a rozsáhlým subgaleálním hematomem temporoparietálně vpravo. (Viz Obr.46) 117

118 Obr. 46 Poranění házenkářskou brankou Byla provedena akutní operace kraniotomie, sanace kontuzí, evakuace epidurálního hematomu, plastika dury a kalvy, zavedeno intracerebrální čidlo k měření intrakraniálního tlaku. 7. den po operaci byl pacient převeden na spontánní ventilaci a extubován. V klinickém nálezu byla patrna těžká pravostranná hemiparéza, expresivní fatická porucha. Neurologem zavedena preventivní antiepileptická medikace. 22. den byl stav komplikován hlubokou žilní trombózou pravé dolní končetiny. Diagnostikována byla poúrazová těžká percepční nedoslýchavost vlevo. Probíhá intenzivní rehabilitace a logopedická péče, ambulantní kontroly neurologické, neurochirurgické, hematologické, psychologické. Dochází k postupnému mírnému zlepšování hybnosti i řeči a v září 2006 byla zahájena integrovaná školní docházka ve spádové základní škole s osobním pedagogickým asistentem. V listopadu 2006 bylo provedeno kontrolní MRI vyšetření mozku, kde jsou patrné rozsáhlé potraumatické pseudocysty temporo-parietálně vlevo s atrofií okolní mozkové tkáně. (Viz Obr.47) 118

119 Obr. 47 Kontrolní MRI vyšetření mozku po 1 roce 119

120 III.2.2. Konečnoprvkový výpočtový model Detailní KP model lebky použitý k simulaci poranění byl vytvořen na základě CT vyšetření hlavy pacienta. CT vyšetření bylo provedeno před i po operaci. Z předoperačních CT zobrazení jsme mohli rekonstruovat poranění lebky. Poranění lebky a rozsáhlý subgaleální hematom na straně kontaktu s brankou představuje Obr. 48. Obr. 48 Vyšetření CT a CT 3D lbi Geometrie modelu je založena na pooperačním CT zobrazení. Geometrie lbi byla zjednodušena s ohledem na to, aby povrch geometrického modelu pokrytý konečnými prvky zůstal uspokojivě hladký. Geometrický KP model mozku byl sestaven za použití stejných CT dat. Přestože jsou měkké tkáně lépe zobrazitelné na MRI scanech, pro naše účely bylo nezbytné použití stejných zobrazovacích dat a předoperační MRI vyšetření mozku nebylo provedeno. Geometrie lebky i mozku byla sestavena s použitím dat CT scanů. Scany mají jednotlivé řezy v požadoveném rozlišení po 1mm a jsou v rozlišení 512 x 512 pixelů. Pro vytvoření geometrického modelu bylo použito automaticky řízeného generování objemové tetrahedrální sítě založeného na matematické metodě marching cubes 120

121 algorithm, Laplacianově vyhlazení a Delaunayově tetrahedralizaci. Povrch mozku v celém setu CT zobrazení byl definován podle vnitřního povrchu lebky, z něhož byla odvozena redukovaná intrakraniální oblast. V tomto případě bylo automatické detekování povrchu mozku komplikovanější, a proto byl použit sofistikovanější contour tracking postup, dále byly nezbytné některé manuální zásahy. Výsledná KP síť lebky a mozku je znázorněna na Obr. 49 a Obr. 50. Obr. 49 KP model lebky (vlevo) ve srovnání s CT 3D (vpravo) Obr. 52 KP model mozku 121

122 Pro účely dalšího výpočtového modelování byly uvažovány rozdílné materiálové vlastnosti, určené těmito veličinami: Youngovým modulem pružnosti v tahu, Poissonovým číslem, hustotou a mezí pevnosti v tahu. Byly definovány elastickoplastické materiálové vlastnosti pro lebku, intrakraniální objem byl zaplněn tetrahedrálními elementy a mozek byl modelován jako lineárně viskoelastický materiál. Maximální velikost subarachnoideálního prostoru byla zvolena 0,75mm a při modelování prostoru mezi lebkou a mozkem bylo zvoleno, že vertex bude nejvzdálenější od lebky díky váze mozku a jeho schopnosti pohybovat se horizontálně. Experimentální výpočtový KP model se tedy skládá z těchto oddílů: 1. Lebka. Je tvořena objemovými tetrahedrálními prvky odpovídajícími spongiózní kosti, krytými vnitřní a vnější vrstvou skořepinových prvků kortikální kosti jednotné tloušťky 1mm. Spongiózní kost je uvažována jako elastickoplastické kontinuum s následujícími materiálovými vlastnostmi: Youngův modul pružnosti E spon = 2,200 MPa, Poissonovo číslo ν = 0,01, hustota materiálu ρ = 1500 kg/m 3, mez pevnosti v tlaku σ - ult = 32 MPa a mez pevnosti v tahu σ + ult = 30 MPa. Kortikální kost je uvažována jako elastickoplastické kontinuum s těmito materiálovými vlastnostmi: Youngův modul pružnosti E spon = 12,000 MPa, Poissonovo číslo ν = 0,21, hustota materiálu ρ = 1800 kg/m 3, mez pevnosti v tlaku σ - ult = 80 MPa a mez pevnosti v tahu σ + ult = 140 MPa. 2. Mozek. Tkáň mozku je uvažována jako viskózně elastický materiál, bez rozlišení materiálových vlastností šedé a bílé hmoty mozku. Modul objemové pružnosti je nastaven na hodnotu K = 2200 MPa, hustota mozkové tkáně je uvažována stejná jako pro vodu, ρ = 1000 kg/m 3, okamžitý modul pružnosti ve smyku G 0 = 1,036 kpa, modul pružnosti ve smyku G = 0,0185 kpa a převrácená hodnota součinitele útlumu 1/β = 0,0165 m/s. 3. Subarachnoideální prostor. V našem experimentu je subarachnoideální prostor modelován s modulem objemové pružnosti K = 0,105 MPa, hustotou ρ =

123 kg/m 3,, Poissonovým číslem ν = 0,495 a modulem pružnosti ve smyku G = 1,086 MPa. III.2.3. Ostatní veličiny Povrch hřiště tvoří materiál CONIPUR, který absorbuje náraz, propustná polyuretanová vrstva, která bývá často používána jako povrch hracích ploch a pro své příznivé vlastnosti je schválena Švýcarským sportovním institutem a Asociací International Knowledge of Sport Surfaces. Povrch hřiště je modelován dvěmi vrstvami prvků SOLID s elastickoplastickými materiálovými chrakteristikami s následujícími vlastnostmi: Youngův modul pružnosti 4209 MPa, mez kluzu 132 MPa, hustota 1050 kg/m 3, Poissonovo číslo 0, 41. Házenkářská branka byla modelována podle stejných materiálových vlastností průřezu jako ve skutečnosti, ale bylo vytvořeno jen horní břevno. Branka je vyrobena z pozinkované oceli s těmito materiálovými vlastnostmi (uvažujeme ji jako elastickoplastické kontinuum): Youngův modul pružnosti 195 GPa, mez kluzu 230 MPa, hustota 8030 kg/m 3, Poissonovo číslo 0, 3. III.2.4. Explicitní dynamika Odpovídající KP geometrický model lebky a mozku byl vložen do explicitního dynamického softwaru Ansys LS - DYNA (řešič pohybových rovnic). Explicitní metoda řešení je výhodná pro procesy probíhající v krátkém čase s velkou deformací nebo pro quazistatické úlohy s velkými deformacemi. V tomto případě byl explicitní kód měněn podle kontaktní povahy modelovaného problému (kontakt mezi měkkým mozkem a relativně tuhou lebkou, který je také v kontaktu s rigidním cílem). Z povahy explicitní formulace je žádoucí použití hexagonálních sítí. Pro tak komplikovaný model v tetrahedrální síti proto byla nutná optimalizace a redukovaná integrace k získání kvalitního tvaru a rychlejší formulace elementů výsledné 123

124 tetrahedrální sítě. Toto řešení šetří výpočtový čas a je vhodné pro velké deformace (vysokorychlostní nárazy). Kontaktu mezi povrchem mozku a vnitřním povrchem dury bylo dosaženo použitím kontaktních elementů se třením. Předpokládali jsme, že koeficient tření je závislý na relativní rychlosti kontaktních povrchů a na statickém a dynamickém koeficientu tření. Uzly sítě lebky byly postupně uspořádány paralelně k uzlům sítě na geometrickém modelu mozku tak, aby se napomohlo konvergenci kontaktního algoritmu. Tvar průběhu rozložení závislosti silového působení na výchylce matematicky předpokládaný byl obdobný jako při experimentu. Základní model byl modifikován vložením kontaktní klouzavé sliding hranice mezi měkkou plenou a vrstvou likvoru. Algoritmus nedovoluje oddělení vrstev měkké pleny a likvoru, a tak zabraňuje vytvoření prostoru mezi likvorem a mozkem. Byly použity materiálové vlastnosti modulu objemové pružnosti vody a velmi nízká hodnota modulu pružnosti ve smyku. Pro všechna klouzavá sliding rozhraní byl použit koeficient tření 0,2. Mechanizmus dopadu hlavy při pádu chlapce byl rekonstruován za využití MADYMO 50% modelu lidského chodce. MADYMO lidský model byl vyvinut se zaměřením na matematické modelování situací dopadů jednoho tělesa na druhé a byl vytvořen v 5 velikostech. Tyto lidské modely jsou multisměrové, a proto použitelné nejen pro jeden typ nárazu, frontálního nebo laterálního, ale jsou vhodné též pro komplikovanější scénáře nárazu, jako kutálení. Tyto modely jsou více biofidelické nežli figuríny vyvinuté pro zatížení pouze v jednom konkrétním směru. MADYMO model je vybaven snímači uloženými na 16 registračních místech, určujících výchylku, rychlost, akceleraci a sílu v každém okamžiku. (Viz Obr. 51). Ze simulací pádu mohou být snadno získány důležité hodnoty, např. zrychlení v těžišti hlavy apod. Z výsledné historie zrychlení je možné vypočítat kritérium poranění hlavy pro uvažovaný pád. 124

125 Obr. 51 MADYMO 50% model III.3. Výsledky III.3.1 Modelování úrazu s uvažováním tuhých těles Modelová situace byla vytvořena podle skutečného úrazu: chlapcovo tělo a hlava dopadá na povrch hřiště a převržená branka padá na levou stranu hlavy. Situaci znázorňují Obr. 52, Obr. 53 a Obr

126 Obr. 52 Modelování pádu házenkářské branky Obr. 53 Modelování pádu chlapce 126

127 Obr. 54 Modelování poranění hlavy Dopad byl studován v 10 ms časovém intervalu, poté co lebka udeřila na povrch hřiště krytý CONIPUR materiálem. Počáteční poloha hlavy dopadající na zem, stejně jako počáteční rychlost pozinkované ocelové branky byly získány z modelování situace v MADYMO systému, ve kterém byla tělesa uvažována jako tuhá. Model chodce byl použit pouze pro zjištění počátečních podmínek hlavy v čase nárazu na zem a tato simulace sloužila pouze pro zhodnocení původní rychlosti pro pozdější analýzu poranění hlavy metodou konečných prvků. Rychlost a zrychlení byly získány v těžišti hlavy chodce. Ze záznamu historie zrychlení byly vypočítány různé parametry poranění, konkrétně HIC 15 a HIC 36. Limity pro poranění lbi a mozku byly uvažovány podle Baumgartnera a Willingera a počítají s 20 kpa pro cerebrální komoci a 40 kpa pro těžké cerebrální poranění, limit pro frakturu lbi byl nastaven na energii 2 J a pro subdurální krvácení na energii 5 J. III.3.1 Explicitní dynamické modelování Za použití vytvořeného KP modelu a explicitního dynamického softwaru byly pak vypočítány tlakové síly působící na lebku a mozek v místě dopadu branky a na protilehlé straně, stejně jako v ostatních oblastech lbi a mozku. V temporálních oblastech maximální hodnoty tlakových sil dosahovaly 47 kpa a 23 kpa, a tedy jasně 127

128 predikovaly poranění mozku na obou stranách. Byla též predikována fraktura lbi vzhledem k maximální vypočítané energii 4,3 J působící na lebku a subdurální krvácení vzhledem k energii 8 J v subdurálním prostoru. Výsledky matematického modelování ukazují Obr. 55 až 60. Vizualizaci modelování tlakových sil v prvních 10 ms po nárazu zachycují videozáznamy 01, 02 a 03 na přiloženém CD (viz Příloha č. 4) Obr. 55 Tlakové napětí lbi v oblasti dopadu branky Obr. 56 Hodnoty tlakového napětí mozku a lbi v místě dopadu branky v průběhu 10ms 128

129 Obr. 57 Hodnoty tlakového napětí lebky modelované v intervalech 2 ms od dopadu Obr. 58 Hodnoty tlakového napětí mozku modelované v intervalech 2 ms od dopadu 129

130 Obr. 59 Hodnoty tlakového napětí lbi a mozku 0,002 s po dopadu Obr.60 Srovnání s CT vyšetřením Za povšimnutí stojí fakt, že fraktura lebky nastala pouze na straně kontaktu hlavy s brankou, kdežto na straně kontaktu hlavy s podložkou zůstává lebka intaktní. Nejpravděpodobnějším vysvětlením je vlastnost povrchu hřiště, které je pokryto 16 mm vrstvou měkkého materiálu (Conipur 2S) absorbujícího většinu deformační energie při dopadu objektu. 130