Wstęp
Urazy głowy u dzieci są częstym problemem w praktyce pediatrycznej. Stanowią przyczynę nawet do 30% zgłoszeń dzieci z urazami do Szpitalnych Oddziałów Ratunkowych (SOR)1, np. w doświadczeniu SOR Szpitala Copernicus w Gdańsku w 2014 roku odsetek ten wynosił 28,3%, zaś dla Oddziału Klinicznego Medycyny Ratunkowej dla Dzieci USK nr 4 w Łodzi w 2011 roku wynosił on 24,7%. Według statystyk, urazami głowy kończy się 15% wypadków sportowych u nastolatków, w większości u chłopców2. Obrażenia mogą dotyczyć zarówno powłok czaszki, kości twarzo- i mózgoczaszki, jak i struktur położonych wewnątrz czaszki. Zdecydowana większość urazów dotyczy jedynie powłok. Tylko 5% dzieci zgłaszających się do Szpitalnych Oddziałów Ratunkowych doznaje urazu struktur wewnątrzczaszkowych, a około 1% wymaga leczenia operacyjnego3.
Większość urazów głowy u dzieci jest łagodna w swojej naturze i nie wiąże się z uszkodzeniem mózgu i późnymi powikłaniami4. Ze względu na coraz łatwiejszy dostęp do tomografii komputerowej, coraz więcej badań jest przeprowadzanych. U dzieci wiąże się to z nadużyciem badań tomografii komputerowej. Istnieją doniesienia, iż w skrajnych przypadkach badanie TK u pacjentów po urazach głowy jest wykonywane zanim pacjent zostanie zbadany przez lekarza5. Badania są często wykonywane przez techników radiologii w pośpiechu ze względu na znaczną ilość pacjentów, co powoduje niedostateczne dostosowanie dawki promieniowania do danego pacjenta i narażenie na zbyt wysoką dawkę promieniowania.
Mechanizm działania przenośnego spektroskopu bliskiej podczerwieni stosowanego w niniejszym badaniu polega na emisji fali elektromagnetycznej o długości 805 nm, która jest absorbowana przez cząsteczki hemoglobiny bez względu na stopień jej utlenienia. W przypadku wynaczynienia krwi w obrębie mózgowia, stężenie hemoglobiny wzrasta w porównaniu ze stężeniem w krwi pozostającej w naczyniach krwionośnych około dziesięciokrotnie. Im więcej promieniowania zostanie pochłonięte, tym większa będzie różnica względnej gęstości optycznej hemoglobiny w mózgowiu6.
Największym wyzwaniem diagnostycznym i leczniczym jest wyodrębnienie z grupy wszystkich pacjentów dzieci z urazowym uszkodzeniem mózgu z jednoczesnym naciskiem na minimalizację ekspozycji na promieniowanie rentgenowskie oraz ograniczenie liczby niepotrzebnych badań radiologicznych, szczególnie tomografii komputerowych7.
Cel
Celem badania jest ocena korzyści płynących z zastosowania spektroskopii bliskiej podczerwieni (NIRS – Near-Infrared Radiation Spectroscopy) w lekkich urazach głowy u dzieci w warunkach Szpitalnego Oddziału Ratunkowego.
Materiał i Metody
Badanie miało charakter prospektywny.
Urządzeniem wykorzystanym do przeprowadzenia badania był spektroskop bliskiej podczerwieni (Infrascanner© 1000, InfraScan Inc., USA). Badaną grupę stanowili pacjenci zaopatrywani w Szpitalnym Oddziale Ratunkowym po urazach głowy w losowo wybrane dni. Badania były wykonywane przez dwóch lekarzy. Pierwszy lekarz wykonał 75% badań, drugi lekarz 25%. Grupa badana obejmowała 100 pacjentów pediatrycznych spełniających kryteria kwalifikacji. Badanie prowadzono w ciągu sześciu miesięcy: od lutego do lipca 2014 roku w trakcie 20 dyżurów medycznych.
Włączani do badania byli pacjenci z punktacją w skali śpiączki Glasgow (oraz w modyfikacji Hahna dla dzieci poniżej 3 roku życia) wynoszącą 14 i 15 pkt., bez utraty przytomności bądź z utratą przytomności do 5 min, bez rany skóry głowy bądź z obecnością rany długości do 5 cm niekolidującej z badaniem, bez klinicznych cech złamania czaszki, wydolnych krążeniowo-oddechowo, w stanie stabilnym. Wykluczeni z badania byli pacjenci, u których badanie miało miejsce po upływie ponad 24 godzin od urazu, u których stwierdzono malformacje naczyniowe mózgu a także pacjenci z wadami strukturalnymi ośrodkowego układu nerwowego (wodogłowie, zespół Arnolda-Chiariego itp.). Wszyscy pacjenci byli badani według tego samego schematu (rys. 1).
Pacjenci byli kierowani na badanie TK głowy w przypadkach opisanych w tab. 1 (na podstawie pracy Tyzo i wsp8. Z modyfikacją własną). W przypadku dzieci z niezarośniętym ciemiączkiem, po badaniu spektroskopem, w pierwszej kolejności wykonywano badanie USG przezciemiączkowe, jako ocena przesiewowa. Badania NIRS były wykonywane niezależnie od standardowego postępowania diagnostycznego, a wyniki badania nie wpływały na dalsze decyzje diagnostyczno-terapeutyczne. Wyniki badania NIRS oraz dokumentacja pacjenta zostały zachowane w formie elektronicznej. Radiolog opisujący badania tomografii komputerowej i wykonujący badania USG przezciemiączkowego nie był świadomy wyniku badania NIRS. Statystykę wykonano w programie Microsoft Excel 2016.
Wyniki
Przebadano w sumie 100 pacjentów. Charakterystyka pacjentów przedstawiona jest w tab. 2. Nie stwierdzono istotnej statystycznie różnicy między średnim wiekiem grup dziewczyn i chłopców (p ≤ 0,05 test T-studenta dla prób niezależnych).
U 9 pacjentów wysunięto podejrzenie krwawienia śródczaszkowego na podstawie badania klinicznego. U tych pacjentów otrzymano także dodatni wynik badania NIRS. Wykonano z tego względu 8 badań TK oraz jedno badanie USG przezciemiączkowe.
W 6 przypadkach TK potwierdziło obecność krwiaka w lokalizacji sugerowanej przez NIRS. W jednym przypadku w TK stwierdzono także złamanie czaszki, którego podejrzenie wysunięto we wcześniejszym badaniu RTG. W wykonanym badaniu USG także stwierdzono cechy krwiaka w miejscu sugerowanym przez NIRS. W żadnym wypadku nie było konieczne wdrożenie leczenia neurochirurgicznego. W badaniach kontrolnych wykonanych w trakcie hospitalizacji stwierdzono normalizację wyniku badania spektroskopem w 5 – 7 dobie od urazu. W pozostałych dwóch przypadkach badań TK nie stwierdzono cech krwiaka wewnątrzczaszkowego.
U 8 dzieci wykonano badanie TK ze względu na objawy kliniczne, pomimo prawidłowego wyniku w badaniu NIRS. W badaniach TK nie stwierdzono zmian patologicznych. W tej grupie jedno badanie TK było wykonane u pacjenta ze stwierdzonym upojeniem alkoholowym z utratą przytomności w wywiadzie. Ponadto wykonano 8 badań USG przezciemiączkowych, jednak w żadnym nie stwierdzono zmian pourazowych pomimo uzyskania w 4 przypadkach dodatniego wyniku badania NIRS. U 75 pacjentów nie stwierdzono wskazań do wykonania badania TK. Wynik badania NIRS był we wszystkich przypadkach ujemny. W 24 przypadkach z tej grupy wykonano badanie RTG. W jednym przypadku potwierdzono złamanie czaszki, podejrzewane z powodu obecności krwiaka podczepcowego okolicy skroniowo-ciemieniowej. Ze względu na doskonały stan pacjenta odstąpiono od wykonania badania TK (niemowlę). Dziecko przyjęto na Oddział celem obserwacji. Po zakończeniu wizyty w SOR pacjenci zostali skierowani do Poradni Chirurgii Dziecięcej celem oceny kontrolnej po tygodniu. Pacjenci hospitalizowani z powodu pourazowego uszkodzenia mózgu zostali skierowaniu po zakończeniu leczenia na Oddziale do Poradni Neurologii Rozwojowej. Niezależnie od wizyt kontrolnych przeprowadzono rozmowę telefoniczna / ocenę dotyczącą objawów po tygodniu od urazu. Powyższe dane podsumowuje tab. 3.
Czas badania NIRS wynosił średnio 90 sekund. Najdłużej badanie trwało u dzieci w przedziale 1 rok – 3 lata. Wynosił on średnio 140 sekund (120 – 210 sekund). Badanie u dzieci powyżej ukończonego 3 roku życia nie sprawiało problemów. W tych przypadkach badanie wynosiło średnio 55 sekund (40 – 120 sekund). U wszystkich zakwalifikowanych pacjentów udało się przeprowadzić badanie.
Kontakt telefoniczny / ocena po 7 dniach od urazu został nawiązany / została przeprowadzona z rodzicami 77 pacjentów. U dwóch pacjentów utrzymywały się bóle głowy, podczas gdy u pozostałych nie zaobserwowano żadnych objawów chorobowych.
W 2 przypadkach na 25 wykonanych RTG czaszki stwierdzono złamanie kości czaszki. Jak wyżej zaznaczono, w jednym przypadku na podstawie zdjęcia radiologicznego wysunięto podejrzenie złamania, potwierdzone badaniem TK.
Celem oceny czułości i swoistości NIRS założono, iż prawdziwie ujemny wynik, czyli brak cech pourazowego uszkodzenia mózgu, stwierdzono u 75 pacjentów, u których również w badaniu drogą kontaktu telefonicznego nie odnotowano żadnych nieprawidłowości. Ujemny wynik badania NIRS potwierdzony badaniem TK został uzyskany w 8 przypadkach. Ujemny wynik badania NIRS potwierdzony badaniem USG został uzyskany w 4 przypadkach. W sumie 12 przypadków ujemnego wyniku badania NIRS zostało potwierdzonych badaniami obrazowymi. Dla większej pewności oceny założono, iż 2 pacjentów, którzy prezentowali objawy po 7 dniach, mogło doznać pourazowego uszkodzenia mózgu. Byli to pacjenci, u których nie wykonano badania TK (brak wskazań klinicznych), a wynik badania NIRS był ujemny. Tabela 4 to tabela krzyżowa dla badania spektroskopem bliskiej podczerwieni.
Podsumowanie wszystkich wyników wskazuje na to, iż czułość badania infraskanerem wyniosła 75%, a jego swoistość - 92%. Ponadto wartość predykcyjna dodatnia wyniosła 46% a wartość predykcyjna ujemna 98%. Poziom ufności wyniósł w tym przypadku 89%. Błąd maksymalny wyniósł 8%. Obliczenia poziomu ufności oraz błędu maksymalnego zostały wykonane w oparciu o dane GUS z 2013 oraz o dostępne w literaturze wskaźniki urazów głowy u dzieci w Polsce1,3,9–12.
Dyskusja
Złotym standardem w diagnostyce krwawienia śródczaszkowego zarówno u dorosłych jak i dzieci jest tomografia komputerowa. Istnieje obecnie szereg badań przeprowadzonych wśród dorosłych pacjentów, zgodnych z zasadami medycyny opartej na dowodach, o klasie zaleceń A i 99% ujemną wartością predykcyjna, które pomagają w podjęciu decyzji o konieczności wykonania badania TK w przypadku lekkich urazów głowy13 14. Niestety, jak zauważył prof. Bagłaj12, istnieje tendencja, szczególnie w USA, do wykonywania badania TK głowy jeszcze zanim pacjent zostanie zbadany przez lekarza. Między innymi z tego względu liczba badań TK w USA wzrasta lawinowo. Dla porównania, w roku 1980 wykonano w USA 3 miliony badań TK, a w 2006 roku już 67 milionów badań5. Promieniowanie jonizujące działa szkodliwie na żywe organizmy. Im komórki szybciej się dzielą tym większe ryzyko powstania nowotworu. Poziom referencyjny TK głowy dziecka wynosi 34 mGy. Pearce i wsp. Opublikowali w czasopiśmie Lancet w 2012 niepokojące wyniki15, ujawniające, iż skumulowana dawka 50 mGy zwiększa 3x ryzyko zachorowania na białaczkę w wieku dorosłym, a dawka 50 mGy zwiększa 3x ryzyko powstania nowotworu mózgu w wieku dojrzałym. Niestety zdarzają się przypadki, kiedy dawka promieniowania badania TK głowy dziecka wynosi 95 mGy i więcej. Po wykonaniu jednego badania TK głowy ryzyko zgonu z powodu nowotworu wzrasta 2x w porównaniu z grupą dorosłych15. Z tego względu zastosowanie badania NIR w diagnostyce pourazowego uszkodzenia mózgu wydaje się optymalnym rozwiązaniem.
W piśmiennictwie istnieją rozbieżności w definicji urazu głowy i jego stopniowalności. Trudno jest wytyczyć jasne granice, co jest spowodowane iż konsekwencje urazu głowy stanowią pewnego rodzaju kontinuum. W piśmiennictwie zagranicznym pojawia zróżnicowanie definicji urazu głowy w zależności od wieku. U dzieci poniżej drugiego roku życia lekki uraz głowy definiuje się jako obecność w wywiadzie lekarskim zdarzenia, w którym doszło do urazu głowy bądź cechy urazu powłok czaszki, kości czaszki bądź mózgowia w badaniu przedmiotowym u czuwającego dziecka bądź dziecka, które można wybudzić głosem bądź lekkim dotykiem. U dzieci w wieku dwóch lat i starszych stosuje się, jako główne kryterium podziału, punktację według skali śpiączki Glasgow16–18
. Przyczyną powyższego podziału są trudności w ocenie stanu klinicznego młodszych dzieci, częsty brak objawów urazu śródczaszkowego, możliwość wystąpienia pourazowego uszkodzenia mózgu i
złamania czaszki pomimo wystąpienia lekkiego urazu głowy oraz fakt częstszego występowania obrażeń zadanych celowo.
Na potrzeby artykułu przyjęliśmy definicję stosowaną już w piśmiennictwie polskim z modyfikacją zgodną z dotychczasowym postępowaniem w Szpitalnym Oddziale Ratunkowym naszej jednostki.
Bardzo ważnym krokiem w kierunku ujednolicenia postępowania w urazach głowy u dzieci są polskie wytyczne postępowania1. Trudno jest porównać poszczególne badania kliniczne między sobą, ze względu na różne stosowane kryteria. Do popularnych kryteriów i reguł kwalifikacji do badania TK należą: Kanadyjska reguła Tomografii Komputerowej13, reguła CATCH, czyli Kanadyjska Ocena Wskazań do Tomografii w Dziecięcych Urazach Głowy19, reguła CHALICE20 oraz PECARN21. Można także odnaleźć w piśmiennictwie pozycję nawiązującą do polskich wytycznych postępowania22. Jednakże, niniejsza praca została zakończona zanim jeszcze pojawiły się nowe wytyczne Polskiego Towarzystwa Chirurgii Dziecięcej dotyczące postępowania w lekkich urazach głowy u dzieci1.
Ważna próba przedstawienia algorytmu diagnostyki i postępowania w łagodnych urazach głowy miała miejsce na początku 2014 roku8. Należy także podkreślić, że wcześniejsza propozycja algorytmu postępowania w lekkich urazach głowy u dzieci miała miejsce już w 2010 roku3.
Istnieje niewiele badań klinicznych potwierdzających skuteczność zastosowania spektroskopii bliskiej podczerwieni8,23–30, a tylko trzy z nich oceniają skuteczność w grupie pediatrycznej23,24,28. Porównanie otrzymanych wyników z najważniejszych badań znajduje się w tabeli 5.
Ocenia się, iż już samo zastosowanie czytelnie określonych reguł postępowania może zmniejszyć liczbę wykonywanych badań tomografii komputerowej o 20% do 40%21,31, a dodatkowe wykorzystanie spektroskopii bliskiej podczerwieni - do dalszych 60%26.
Badanie techniką NIRS dzieci poniżej 3 roku życia jest zdecydowanie trudniejsze i wymaga wcześniejszego przygotowania opiekuna oraz opracowania instrukcji, jak dziecko ma być unieruchomione. W przypadku niniejszego artykułu badanie rozpoczęto po wykonaniu 100 badań na zdrowych ochotnikach, stąd prawdopodobnie wynikał stosunkowo krótki czas badania przedstawiony w niniejszym artykule. W artykule Bressan i wsp.24 średni czas badania wynosi 260 sekund, podczas gdy w niniejszej pracy średni czas badania wynosił 90 sekund. Należy podkreślić, iż prawidłowa pozycja dziecka w trakcie badania znacznie przyspiesza czas trwania badania.
Należy również zauważyć, iż niniejsze badanie wiązało się z pewnymi ograniczeniami. Przede wszystkim, ze względów etycznych, badanie nie mogło być randomizowane. Ponadto, nie u wszystkich pacjentów wykonano badanie TK, zaś sam kontakt telefoniczny mógł nie być wystarczający dla należytej oceny stanu dziecka. Dlatego nie można mieć pewności, iż pacjenci, u których wystąpiły bóle głowy w okresie kontroli po 7 dniach, nie przebyli krwawienia śródczaszkowego. Trzeba też podkreślić, iż w badaniu skupiono się jedynie na wynikach krótkoterminowych.
Wnioski
Przeprowadzenie badania spektroskopem bliskiej podczerwieni u dzieci z lekkim urazem głowy wydaje się być dobrym testem przesiewowym w celu wykrycia klinicznie istotnego pourazowego uszkodzenia mózgu. Konieczne jest jednak powiązanie wyniku tego badania z całościową oceną kliniczną pacjenta. Wydaje się również, że jego szersza popularyzacja może zmniejszyć liczbę niepotrzebnie wykonywanych badań tomografii komputerowej. Konieczne jest jednak przeprowadzenie dalszych badań w tym zakresie, szczególnie porównujących wyniki badania spektroskopem bliskiej podczerwieni (NIRS) oraz tomografii komputerowej celem jednoznacznej oceny skuteczności badania NIRS.
Piśmiennictwo:
1. Skotnicka-Klonowicz G, Godziński J, Hermanowicz A, et al. Postępowanie w lekkich i średniociężkich urazach głowy u dzieci - wytyczne Polskiego Towarzystwa Chirurgów Dziecięcych. Stand Med Probl Chir Dziecięcej. 2014;(4):42-50.
2. Ścisło I. Opieka nad chorym z urazem czaszkowo-mózgowym. In: Walewska E, ed. Podstawy Pielęgniarstwa Chirurgicznego. Warszawa: PZWL; 2012:216-231.
3. Hilger T, Bagłaj M, Zagierski J, Błazyński R, Mańka R, Płoszyński Z. Minor head injury in children--proposed algorithm for clinical management. Med Wieku Rozwoj. 2010;14(1):28-36.
4. Da Dalt L, Marchi AG, Laudizi L, et al. Predictors of intracranial injuries in children after blunt head trauma. Eur J Pediatr. 2006;165(3):142-148.
5. Schenkman L. Second Thoughts About CT Imaging. Science (80- ). 331(6020):1002-1004.
6. InfraScan I. Infrascanner White Paper. 2014. http://infrascanner.com/wp-content/uploads/2014/12/Infrascanner-white-paper.pdf.
7. Applegate KE, Cost NG. Review article: Image Gently: A Campaign to Reduce Children’s and Adolescents’ Risk for Cancer During Adulthood. J Adolesc Heal. 2013;52(Supplement):S93-S97.
8. Tyzo B, Trojanowski T, Szczepanek D, Rola R. Algorytm wstępnego postępowania w łagonych urazach głowy z wykorzystaniem przenośnego spektroskopu bliskiej podczerwieni. Neurol Prakt. 2014;2:13-20.
9. Radecka P, Kwiatkowski S, Milczarek O. Analiza wytycznych dotyczących postępowania w lekkich i średniociężkich urazach głowy u nieletnich w latach 2000 -2012 . Czy istnieje możliwość ujednolicenia wskazań do wykonywania badań obrazowych ? Ostry dyżur 2013;6;3:99-104.
10. Hilger T, Baglaj M. Late Sequelae of Minor Head Injury in Children - Is Routine Follow-Up Necessary? Adv Clin Exp Med. 2009;18(2):169-176.
11. Bagłaj M, Ładogórska J. Lekki uraz głowy u dzieci - czy hospitalizacja i badanie radiologiczne są konieczne w każdym przypadku? Badania ankietowe wśród chirurgów dziecięcych. Przegląd pediatryczny. 2007;37(1).
12. Baglaj M. Minor Head Injury in Children - an Urgent Plea for Definition. Adv Clin Exp Med. 19(6):661-668.
13. Stiell IG, Wells GA, Vandemheen K, et al. The Canadian CT Head Rule for patients with minor head injury. Lancet. 2001;357(9266):1391.
14. Haydel MJ, Preston CA, Mills TJ, Luber S, Blaudeau E, DeBlieux PMC. Indications for computed tomography in patients with minor head injury. N Engl J Med. 343(2):100-105.
15. Pearce MS, Salotti JA, Little MP, et al. Radiation exposure from CT scans in childhood and subsequent risk of leukaemia and brain tumours: a retrospective cohort study. Lancet. 380(9840):499-505.
16. Schutzman SA, Greenes D, Barnes P, et al. Evaluation and management of children younger than two years old with apparently minor head trauma: Proposed guidelines. Pediatrics. 2001;107(5):983-993.
17. Duhaime AC, Alario AJ, Lewander WJ, et al. Head injury in very young children: Mechanisms, injury types, and ophthalmologic findings in 100 hospitalized patients younger than 2 years of age. Pediatrics 90:179–185 Aug 1992. Ann Emerg Med. 1993;22:143.
18. Schutzman SA, Greenes DS. State of the Art: Pediatric minor head trauma. Ann Emerg Med. 2001;37:65-74.
19. Osmond MH, Klassen TP, Wells GA, et al. CATCH: a clinical decision rule for the use of computed tomography in children with minor head injury. C Can Med Assoc J = J L’association Medicale Can. 2010;182(4):341-348.
20. Dunning J, Daly JP, Lomas J-P, Lecky F, Batchelor J, Mackway-Jones K. Derivation of the children’s head injury algorithm for the prediction of important clinical events decision rule for head injury in children. Arch Dis Child. 2006;91(11):885-891.
21. Kuppermann N, Holmes JF( 1 ), Dayan PS( 6 ), et al. Identification of children at very low risk of clinically-important brain injuries after head trauma: a prospective cohort study. Lancet. 2009;374(9696):1160-1170.
22. Lewartowska-Nyga D, Skotnicka-Klonowicz G. Minor head trauma - trivial matter or serious diagnostic and therapeutic problem? The role of Infrascanner in the diagnostic process. Dev period Med. 2016;20(2):126-133.
23. Salonia R, Bell MJ, Kochanek PM, Berger RP. The utility of near infrared spectroscopy in detecting intracranial hemorrhage in children. J Neurotrauma. 2012;29(6):1047-1053.
24. Bressan S, Daverio M, Martinolli F, et al. The use of handheld near-infrared device (Infrascanner) for detecting intracranial haemorrhages in children with minor head injury. Child’s Nerv Syst. 2014;30(3):477-484.
25. Leon-Carrion J, Dominguez-Roldan JM, Leon-Dominguez U, Murillo-Cabezas F. The Infrascanner, a handheld device for screening in situ for the presence of brain haematomas. Brain Inj. 2010;24(10):1193-1201.
26. Braun T, Kunz U, Schulz C, Lieber A, Willy C. Near-infrared spectroscopy for the detection of traumatic intracranial hemorrhage: Feasibility study in a German army field hospital in Afghanistan. Unfallchirurg. 2015;118(8):693-700.
27. Ghalenoui H, Azar M, Khalatbari M, Saidi H, Yahyavi ST, Razavi HB. Near-infrared laser spectroscopy as a screening tool for detecting hematoma in patients with head trauma. Prehosp Disaster Med. 2008;23(6):558-561.
28. Semenova ZB, Marshintsev A V., Melnikov A V., Mesheryakov S V., Adaev AR, Lukyanov VI. Infrascanner in diagnosing intracranial injuries of children with the craniocerebral trauma. Pediatr Neurosurg Neurol. 2011;4(30):73-87.
29. Robertson CS, Zager EL, Narayan RK, et al. Clinical evaluation of a portable near-infrared device for detection of traumatic intracranial hematomas. J Neurotrauma. 2010;27(9):1597-1604.
30. Coskun F, Sezer EA, Karamercan MA, Akinci E, Vural K. An assessment on the use of infrascanner for the diagnosis of the brain hemotoma by using support vector machine. 2010;5(14):1911-1915.
