Diffus aksonal skade ved hodetraume

Anne Vik, Kjell Arne Kvistad, Toril Skandsen, Tor Ingebrigtsen Om forfatterne
Artikkel

Hodeskader inndeles klinisk etter alvorlighetsgrad. I Skandinavia brukes ofte Head Injury Severity Scale (1), og skaden graderes da i kategoriene minimal, lett, moderat og alvorlig. Klassifikasjonen er i hovedsak basert på skår etter Glasgow Coma Scale (GCS), og opplysninger om bevissthetstap og/eller amnesi (tab 1). En pasient med GCS-skår 3 er dypt bevisstløs og reagerer ikke på smerte, mens en pasient som har GCS-skår 15, er helt våken, klar og orientert og kan utføre bevegelser på oppfordring. Et hodetraume kan føre til fokal skade, diffus skade eller til en kombinasjon av disse to. Fokale skader omfatter epidurale og subdurale hematomer, kontusjonsblødninger og traumatiske intracerebrale hematomer. Diffuse skader innbefatter diffus aksonal skade, diffust hjerneødem og hypoksisk hjerneskade (2). Diffus aksonal skade forekommer i et kontinuum med økende alvorlighetsgrad fra lett til alvorlig skade, og er en viktig, men lite kjent skadetype. Formålet med artikkelen er å gi en oversikt over denne skadetypen.

Tabell 1  Head Injury Severity Scale (HISS). Modifisert etter Stein & Spettell (1)

HISS-kategori

Kliniske karakteristika

Minimal hodeskade

GCS-skår 15. Intet bevissthetstap

Lett hodeskade

GCS-skår 14 eller 15. Kortvarig (< 5 minutter) bevissthetstap eller amnesi/nedsatt hukommelse eller nedsatt reaksjonsevne

Moderat hodeskade

GCS-skår 9 – 13 eller bevissthetstap ≥ 5 minutter eller fokalnevrologiske utfall

Alvorlig hodeskade

GCS-skår 3 – 8

Historikk

Traumatisk aksonskade som resultat av skjærende traume (shearing injury), ble første gang grundig beskrevet av Strich i 1950-årene (3, 4). Hun antok at det forekom en mekanisk overrivning av aksoner i skadeøyeblikket (primær aksotomi). Videre påviste hun utvikling av gliose og degenerasjon av aksoner (wallersk type) i hvit substans i løpet av månedene etter skaden.

Diffus aksonal skade

I 1982 introduserte Adams og medarbeidere begrepet «diffus aksonal skade» (5). Mikroskopiske undersøkelser av hjernevev etter alvorlig hodeskade viste skade av aksoner i cerebrale hemisfærer, corpus callosum, hjernestamme og av og til også i cerebellum (5, 6). Senere studier har vist at primær aksotomi forekommer sjelden. Oftere vil aksonene ødelegges timer til flere døgn etter skaden. Aksonet har da gjennomgått en oppsvulming som følges av en avsnøring distalt for oppsvulmingen, slik at aksonet deles i to (sekundær aksotomi) (7, 8). Strekkskaden kan også være begrenset slik at den ikke resulterer i aksotomi, og det vil da kun oppstå reversibel oppsvulming av aksoner med påvirket intracellulær transport (2, 8).

Skademekanisme

Diffus aksonal skade ses oftest etter trafikkulykker, og sjeldnere etter fallulykker, da fallet trolig må være fra en viss høyde (5, 6, 9, 10). Vi har også sett denne type skade hos pasienter som har vært utsatt for skiulykker eller andre sportsulykker. Skaden er resultat av en akselerasjons-/deselerasjonsbevegelse med samtidig rotasjon av hjernen (6, 11). Den samme mekanismen er foreslått å forårsake den klassiske tilstanden hjernerystelse. Traumet antas da å gi mindre bevegelse av hjernen slik at en kun får forbigående fysiologisk dysfunksjon (2, 12). Imidlertid har postmortemundersøkelse etter lett hodeskade, vist diffus aksonal skade også hos slike pasienter (13).

Hjernen er delvis fiksert innenfor den harde skallen, slik at den dype og den overflatiske delen av hjernen kan bevege seg med ulik fart (14). Videre kan det oppstå skade i overgangen mellom hvit og grå substans fordi vevet har ulik konsistens og vil bevege seg forskjellig. Falx vil hindre bevegelse av hemisfærene over midtlinjen, men siden corpus callosum er forbindelsen mellom de mer bevegelige hemisfærene, antas denne strukturen og andre midtlinjestrukturer å være spesielt utsatt for skjærekreftene (13, 15).

Klinisk presentasjon

Diffus aksonal skade ses oftere hos unge pasienter enn hos eldre (16). Om lag halvparten av pasientene med alvorlig hodeskade har diffus aksonal skade, og det er den vanligste årsaken til dårlig funksjon etter hodeskader (6, 12). Symptomene vil imidlertid variere fordi pasientene utgjør en heterogen gruppe med skade i ulike strukturer i hjernen. Utfallene vil derfor være avhengige av hvor stor graden av strekkskade har vært, antall aksoner som er affisert og lokalisasjon (2). Mange pasienter vil ha andre intrakraniale skader i tillegg, og dermed eventuelt symptomer også fra fokale lesjoner (8).

Kliniske faser

Pasientene har ofte et forløp med tre kliniske faser: Etter en periode med bevisstløshet følger en periode med desorientering, såkalt posttraumatisk amnesi, og til slutt ses en fase med fullstendig eller delvis gjenvinning av kognitiv funksjon (8). Imidlertid vil over halvparten av pasientene som har en alvorlig diffus aksonal skade, dø i løpet av den første fasen (12). Varigheten av fasene øker med alvorlighetsgraden av skade, slik at man i de mest alvorlige tilfellene gjerne vil se et langtrukkent forløp. Noen pasienter vil etter koma gå inn i en vegetativ tilstand for deretter eventuelt å gå over i en såkalt minimalt bevisst tilstand (8). Vi har likevel observert at de fleste som overlever, vil gjenvinne bevissthet og en form for kommunikasjonsevne, selv om det foreligger omfattende kognitive utfall.

Diffus aksonal skade forekommer imidlertid også ved moderate og lette hodeskader (13, 17, 18). Vår erfaring med pasienter med GCS-skår 11 – 13 og kortvarig bevisstløshet, er at de ofte har fluktuerende bevissthet de første dagene med posttraumatisk amnesi og uttalt tretthet. Dette er pasienter som tidligere trolig ville fått diagnosen «kraftig hjernerystelse». Videre er det også beskrevet diffus aksonal skade hos pasienter med GCS-skår på 14 og 15 (13, 18, 19).

Andre kliniske funn og symptomer

Pupilldilatasjon som ikke skyldes herniering, kan ses ved alvorlig diffus aksonal skade (10, 17, 20). Videre kan økt sympatisk aktivitet, som hypertensjon, takykardi, økt svetting og feber, forekomme på grunn av skade i hjernestammen og i hypothalamus (12, 21). Lesjoner som affiserer pyramidebanene i capsula interna og i hjernestammen kan gi pareser og spastisitet.

Moderate og alvorlige hodeskader vil medføre kognitive utfall hos mange pasienter, imidlertid er det få studier der man spesifikt har undersøkt pasienter med diffus aksonal skade (22, 23). Det er vist redusert hastighet for å bearbeide informasjon (22), og pasientene kan oppleve at de bruker lengre tid på mentale oppgaver, ikke klarer å gjøre flere ting samtidig og blir lettere mentalt slitne. Som hos andre hodeskadepasienter, ser man ofte hukommelsesproblemer og utfall innen eksekutive funksjoner (som for eksempel redusert arbeidshukommelse og redusert evne til planlegging og problemløsning) (23, 24).

Bildediagnostikk med CT

Ved hodeskader vil CT-undersøkelse av hjernen være førstevalg siden undersøkelsen i akuttfasen er en rask og effektiv teknikk for å påvise frakturer, blødninger og ødem (25). Funn ved cerebral CT hos pasienter med skjærende skade ble først beskrevet i slutten av 1970-årene (9). Pasientene hadde alvorlig klinisk status, men CT viste likevel ikke en signifikant intrakranial blødning som kunne forklare bevisstløsheten. Typiske CT-funn ved diffus aksonal skade er små, punktformede blødninger i overgangen mellom grå og hvit substans i storhjernen og sjeldnere i corpus callosum, blod i ventrikkelsystemet og blod i subaraknoidalrommet rundt mesencephalon (fig 1) (10, 17, 20, 26). Ikke-hemoragiske lesjoner er vanskelige å påvise ved CT (25). CT vil derfor undervurdere forekomst og omfang av den diffuse aksonale skaden. Pasienter med slik skade kan ha normal CT (18). I senfasen vil CT i de mest alvorlige tilfellene kunne vise atrofi med økt ventrikkelstørrelse (9).

Figur 1  CT-bilde, tatt to dager etter skaden, av en 17 år gammel gutt med GCS-skår 9. Multiple punktformede hemoragiske lesjoner gir mistanke om diffus aksonal skade (piler)

Bildediagnostikk med MR

MR-undersøkelse er den bildediagnostiske metoden som gir et best grunnlag for å vurdere subakutte og kroniske traumatiske hjerneskader (26), men undersøkelsen har nå også fått en viktig rolle i den mer akutte fasen etter at pasienten er stabilisert. MR gir en klart bedre kontrastoppløsning enn CT og er en mer sensitiv undersøkelse for å påvise både hemoragiske og ikke-hemoragiske hjerneparenkymskader (25).

MR-gradering

Diffus aksonal skade er ikke nødvendigvis diffus i sin utbredelse. Tvert imot forekommer disse lesjonene med et ganske typisk distribusjonsmønster. De fleste lesjoner er små (5 – 15 mm) og lokalisert til hvit substans og overgangen mellom grå og hvit substans i frontallappene og temporallappene (fig 2a). Ved kraftigere traumer kan det i tillegg påvises lesjoner i corpus callosum og i hjernestammen (fig 2b og c). Avhengig av hvilke strukturer som er omfattet av skaden, kan diffus aksonal skade graderes i grad 1 – 3 (tab 2) (25).

Figur 2  a) Diffus aksonal skade grad 1. MR-bilde i transversalplanet med FLAIR-sekvens som viser lesjoner i hvitsubstansen i frontallappene (piler). b) Diffus aksonal skade grad 2. MR-bilde i sagittalplanet med FLAIR-sekvens som viser høyt signal i bakre del av corpus callosum (pil). c) Diffus aksonal skade grad 3. MR-bilde i sagittalplanet med FLAIR-sekvens som viser forhøyet signal i bakre del av corpus callosum (pil) og i mesencephalon (stiplet pil). d) MR-bilde i transversalplanet med T2*-vektet gradientekkosekvens (hemosekvens) viser mikroblødninger i frontallappene (pil). Det er også en liten, traumatisk subaraknoidalblødning (stiplet pil)

Tabell 2  MR-gradering ved diffus aksonal skade (24)

Grad 1

Lesjoner i storhjernehemisfærer

Hvitsubstanslesjoner og/eller mikroblødninger i parasagittale deler av frontallapper og periventrikulære områder av temporallapper.

Eventuelt i capsula interna, capsula externa eller cerebellum

Grad 2

Lesjoner i corpus callosum

Hyppigst i bakre del av truncus og i splenium

Grad 3

Lesjoner i hjernestammen

Typisk i dorsolaterale øvre kvadrant av mesencephalon og øvre del av pons.

Eventuelt i øvre cerebellare pedunkler

Lesjonene er vanligvis multiple, ofte så mange som 15 – 20, og kan deles i hemoragiske og ikke-hemoragiske (25, 27). De ikke-hemoragiske lesjonene som forekommer hyppigst, representerer ødem i hjernevevet, mens de hemoragiske skadene trolig skyldes lekkasje av blod fra små kar som forløper langs aksonene og som rives over ved traumet. Blødningene er typisk punktformede, og de minste betegnes gjerne mikroblødninger (fig 2d).

MR-teknikker ved diffus aksonal skade

Hurtige T2-vektede spinnekkosekvenser og FLAIR-sekvenser er MR-teknikker som er følsomme for å påvise endringer i hjernens vanninnhold, og økt vanninnhold vises som områder med høyt signal. Ved FLAIR-sekvensen blir signalet fra det frie vannet i cerebrospinalvæsken undertrykket, og dette øker sensitiviteten for å oppdage ødem i hjernevevet ved diffus aksonal skade (fig 2a og c) (28).

Gradientekko T2*-vektede bilder (såkalt hemosekvens) er velegnet for å påvise blodnedbrytingsprodukter, og lesjoner med blodprodukter fremtrer som signaltomme områder (fig 2d) (25). Størrelsen på disse områdene er betydelig større enn selve blodansamlingen. Dette skyldes at de paramagnetiske blodproduktene forstyrrer magnetfeltet i et større område. Mens lesjonene forårsaket av ødem kan forsvinne etter dager eller uker, vil lesjonene som er forårsaket av mikroblødninger kunne bestå i måneder til år da nedbrytingsproduktene innleires i hjernevevet (14, 25).

Nye MR-teknikker

Diffusjon. Diffusjonsvektet MR er en relativt ny teknikk som viser termisk bevegelse av vannmolekyler i vevet. Ved diffus aksonal skade inntrer endringer i vanndiffusjonen da aksonskade med kollaps av cellestrukturen kan gi endring av vannmolekylenes bevegelighet (29). Områder i hjernevevet med redusert diffusjon tyder på en irreversibel celleskade som vil føre til vevsnekrose (fig 3). Studier har vist at diffusjonsvektet MR er en mer følsom teknikk enn de tradisjonelle MR-sekvensene (27, 30). Siden blant annet mikroblødninger vil være lettere å påvise med andre MR-sekvenser, må diffusjonssekvenser likevel benyttes som et tillegg til, og ikke som erstatning for, de konvensjonelle teknikkene.

Figur 3  Pasient med GCS-skår 4 og høyenergiskade etter front-mot-front-kollisjon. Forandringer på diffusjonsbilder i initialfasen kan indikere prognosen til det skadede hjernevevet. a) Diffusjonsvektet bilde få dager etter skaden viser høyt signal i corpus callosum (pil). Dette sammen med lavt signal på ADC-kartet (ikke avbildet) er et uttrykk for redusert diffusjon i dette området. Dette indikerer en irreversibel celleskade, og sannsynligheten for at dette vevet blir nekrotisk er høy. b) T2-vektet MR-bilde i sagittalplanet fra samme undersøkelse viser høyt signal i corpus callosum (pil), men normalt volum. c) Ny undersøkelse knapt et år senere med samme bildesekvens viser et uttalt substanstap av corpus callosum (pil)

Diffusjonstensorteknikk. Diffusjonstensor-MR er en videreutvikling av diffusjonsvektet MR, hvor man i tillegg til å se på graden av vanndiffusjon i vevet, også kartlegger retningen av diffusjonen. I hjernens hvite substans er vanndiffusjonen mye større på langs av aksonfibrene enn den er på tvers, og metoden kan derfor benyttes til å kartlegge aksonarkitekturen. Ved diffus aksonal skade blir aksonveggene skadet, slik at de ikke lenger hindrer vannmolekylenes diffusjonsbevegelser (31). Tidlige studier viser at diffusjonstensor-MR kan være en svært følsom teknikk for å påvise diffus aksonal skade (31 – 33), og at man kan se forandringer selv ved lette hodeskader (19).

Indikasjoner for MR-undersøkelse

Ved hodetraumer anbefales MR brukt i tidlig fase ved diskrepans mellom CT-funn og kliniske funn (26). Det er foreslått at alle pasienter med alvorlig eller moderat hodeskade bør få utført MR innen to uker (14, 25). Dette kan være av betydning for å vurdere pasientens prognose. Lesjoner som påvises de to første ukene, er ikke alltid synlige senere i forløpet.

Praktiske ulemper med MR er at undersøkelsen er tidkrevende og pasienten bør ligge helt i ro. Det siste kan være vanskelig for hodeskadepasienter som ofte er urolige og forvirret. Et annet problem er at mange av pasientene er multitraumatiserte, og noen kan derfor ha eksterne fiksasjoner og annet utstyr som ikke er MR-kompatibelt. Det kan også være komplisert å overvåke intensivpasienter i MR-maskinen.

Ved lette skader finnes det ikke klare indikasjoner for bruk av MR (26). Foreløpig finnes det få studier der man har tatt i bruk de nye og mest sensitive teknikkene som kan påvise diffus aksonal skade også hos enkelte pasienter i denne kategorien (19, 26). Dersom forskning viser sammenheng mellom posttraumatiske symptomer og lesjoner påvist ved MR, bør man imidlertid vurdere å øke bruken av MR i akuttfasen også ved lette skader.

Behandling

Akuttbehandling

Det finnes ingen spesifikk behandling for pasienter med diffus aksonal skade. Vi vet at primær aksotomi forekommer sjelden, og i fremtiden vil vi derfor forvente nye angrepspunkter for behandling for å begrense sekundær aksotomi. Omfanget av den diffuse aksonale skaden vil dermed kunne reduseres (8, 12).

I akuttbehandling av pasienter med alvorlig hodeskade som skyldes diffus aksonal skade, vil vanlige retningslinjer følges: Primært, adekvat oksygenering og sirkulasjon, og videre monitorering av intrakranialt trykk (34). Mange av disse pasientene har ikke forhøyet intrakranialt trykk (35), mens andre kan ha uttalt ødem (20).

Rehabilitering

Ettersom diffus aksonal skade ses hos pasienter med ulike kliniske forløp og alvorlighetsgrad, må rehabiliteringsopplegget være tilpasset funksjonsnivået til hver enkelt pasient. Det er viktig å være oppmerksom på at skaden kan være utbredt og påvirke potensielt flere funksjonelle nettverk i hjernen (36). Alle pasienter med påvist diffus aksonal skade ved bildediagnostikk, bør henvises til en rehabiliteringsinstitusjon med kompetanse på traumatiske hjerneskader. De som har alvorlige skader, bør tilbys tidlig intensiv rehabilitering, mens pasienter med mindre alvorlige skader like gjerne kan ha en poliklinisk basert utredning med nevropsykologisk vurdering og rehabilitering (37, 38). Langvarig oppfølging er viktig, fordi bedringsprosessen kan ta tid. Personer med hodeskade vil møte stadig nye utfordringer etter som de gjenvinner funksjon og blir møtt med større krav fra omgivelsene.

Prognostiske faktorer

Høy alder (16, 20), lav GCS-skår og lang varighet av posttraumatisk amnesi (8, 16) er negative prognostiske faktorer som ved hodeskader generelt. Videre er pupilldilatasjon (17), samt kirurgisk masselesjon i tillegg til diffus aksonal skade, ofte dårlige tegn (39, 40). Pasienter med ikke-hemoragiske lesjoner har bedre prognose enn pasienter med hemoragiske lesjoner (39, 41). Det er vist korrelasjon mellom størrelse på corpus callosum-skade og klinisk sluttresultat (42). Likevel er det også vår erfaring at noen pasienter med skade i corpus callosum kan oppnå full restitusjon (39). MR-graderingen er til en viss grad relatert til prognose, og pasienter med hjernestammelesjon har oftere, men ikke alltid, et dårlig resultat (39). Sensitive bildeteknikker som for eksempel diffusjon, kan tidlig i forløpet indikere graden av vevsskade, men foreløpig er ikke korrelasjonen mellom disse bildefunnene og det kliniske forløpet godt dokumentert (27, 30).

Konklusjon

Diffus aksonal skade kan påvises hos en større andel av hodeskadepasientene enn man har vært klar over tidligere. Økende bruk av MR med stadig mer sensitive teknikker har ført til at man er blitt mer oppmerksom på diffus aksonal skade også ved lette og moderate hodeskader. MR vil ofte være nødvendig for å diagnostisere diffus aksonal skade og bør derfor benyttes hyppigere hos pasienter med hodeskade. Dette kan føre til en mer adekvat rehabilitering og oppfølging.

Anbefalte artikler