eRapport

Diffus aksonal skade ved hodetraume: MR funn og funksjon fra tidlig fase til langtidsoppfølgning

Prosjekt
Prosjektnummer
46044600
Ansvarlig person
Kent Gøran Moen
Institusjon
NTNU, INM
Prosjektkategori
phd-stipend 2011
Helsekategori
Injuries and Accidents, Neurological
Forskningsaktivitet
4. Detection and Diagnosis
Rapporter
2014 - sluttrapport
Traumatisk aksonal skade (TAI) er en skadetype av nervefibrene i hvit substans i hjernen, som kan oppstå ved traumatiske hjerneskader. I dette ph.d-prosjektet som ble avsluttet med disputas i september 2014 ble denne denne skadetypen studert ved hjelp av ulike MR teknikker, og man så blant annet på hvordan skadene utviklet seg over tid og hvilken prognostisk betydning de ulike skadetypene og lokalisasjonene hadde. Formålet med studiene i dette ph.d.- prosjektet var å studere hvordan synlige skader på konvensjonell MR utvikler seg i løpet av det første året. Hjernebjelken (corpus callosum) er et av predileksjonsstedene for TAI. Vi ønsket å studere denne strukturen i mer detalj, både med hensyn på synlige lesjoner, men også hvordan mikrostrukturen endres over tid etter en hodeskade. Vi så også på i hvilken grad mikrostrukturen i kronisk fase har blitt ødelagt etter de ulike skadene som ble påvist i tidlig fase. Avhandlingen består av totalt fire studier, hvorav tre er publisert og den siste er inne til review. Undertegnede har vært førsteforfatter på samtlige av disse studiene. Den første studien ble publisert i 2012 i Journal of Neurology, Neruosurgery and Psychiatry (JNNP). I denne studien har vi longitudinalt sett på hvordan skader på ulike MR sekvenser utviklet seg gjennom det første året hos 58 pasienter med moderat og alvorlig hodeskade. Vi fant at de ikke-hemorrhagiske (ikke-blødende) lesjonene allerede forsvant i løpet av de første 3 måneder, og at disse skadene i stor grad kunne predikere senere utfall. De mikrohemorrhagiske lesjonene forsvant i mindre grad og gjorde det først 12 måneder etter skade, disse lesjonene hadde også mindre å si for utfallet. Den kliniske konsekvensen av studien var at tidlig MRI må utføres tidlig for å oppdage lesjoner som kan være prognostisk viktige å oppdage. Den andre studien i avhandlingen ble publisert i Journal of Neurotrauma i 2014. Her studerte man utviklingen av ikke synlige lesjoner i hjernebjelken i den samme pasientpopulasjonen (57 pasienter) som i nevnte studie. Dette har man gjort ved å se på pasientens diffusjonsverdier, som indirekte sier noe om den mikrostrukturelle organiseringen av nervefibrene. Man hadde også en frisk kontrollgruppe på 47 individer. I studien fant man at diffusjonsverdien i tidlig fase ikke var forandret fra normale kontroller, men at det gradvis tilkom en økning av diffusjonen over tid, og da særlig i bakre deler av hjernebjelken. Endringen i diffusjonsverdiene var relatert til nevropsykologisk (motorisk) funksjon etter skaden. Den tredje studien er også publisert i Journal of Neurotrauma. Her har vi i et større materiale på 128 pasienter sett spesifikt på synlige og ikke synlige lesjoner i hjernebjelken ved MRI tatt innen 4 uker etter skaden. Vi fant at de synlige ikke-hemorrhagiske lesjonene i hjernebjelken og hjernestammen funnet på tidlig MR hadde en egeneffekt i å predikere utfallet etter en hodeskade. Vi fant ikke forskjeller i diffusjonsverdiene i hjernebjelken når vi sammenlignet med friske kontroller. Den fjerde og siste studien i dette PhD prosjektet er inne til review i Journal of Neurotrauma. Her har vi for 38 av pasientene med tidlig MR og for 42 friske kontroller fått gjennomført en avansert MR undersøkelse kalt DTI (diffusion tensor imaging) i kronisk fase (median 3 år) etter skaden. I denne studien har vi sett på om TAI lesjonene påvist i akutt fase også kan påvises ved endringer i mikroarkitekturen på DTI bildene i disse områdene. Vi fant en lineær og gradvis ødeleggelse av mikrostruktur både for ikke-hemorrhagiske og mikrohemorrhagiske lesjoner fra permanente via non-permanente (forsvinnende) og videre til pasienter uten synlige skader og til friske kontroller. I tillegg til de fire PhD artiklene nevnt ovenfor, hvorav to er publisert i løpet av 2014 har kandidaten vært innvolvert i et større prosjekt i form av 2.forfatter med Veronika Brezova (se forskerproduksjon). Dette PhD prosjektet (som nå altså er sluttført) har medført økt kunnskaper om skader påvist ved MR hos pasienter med moderat og alvorlig hodeskade. Den har gitt økt innsikt i hvilke skader som er viktige prognostisk sett, og også gitt mer informasjon om hvordan skadene utvikler seg over tid. Dette er blant annet viktig for planlegging av rehabilitering og ressursbruk, men det er også viktig for pasienten selv og pårørende. Prosjektet har også vært med på å gi viktig informasjon om når MR bør tas etter hodeskade, hvilket vil kunne få konsekvenser for den rutinemessige bildediagnostikken av disse pasientene både nasjonalt, men også internasjonalt.
2013
Traumatisk aksonal skade (TAI) er en skadetype av nervefibrene i hvit substans i hjernen, som kan oppstå ved traumatiske hjerneskader. I dette ph.d-prosjektet studeres denne skadetypen ved hjelp av ulike MR teknikker, og man ser blant annet på hvordan skadene utvikler seg over tid og hvilken prognostisk betydning de ulike skadetypene og lokalisasjonene har.Hodeskader (TBI; traumatic brain injury) inndeles etter grad av bevisstløshet like etter skaden, og ved moderate og alvorlige hodeskader er bevisstheten betydelig påvirket. Det er rutine ved norske sykehus at alle disse pasientene i akuttstadiet skal få gjennomført CT-undersøkelse av hodet. Vi vet imidlertid at denne undersøkelsen ikke er helt optimal for å visualisere alle skader, og særlig overses traumatisk aksonal skade (TAI). Ved denne type skade blir nervefibrene i hvit substans i hjernen skadet, og studier har nå vist at denne skademekanismen er vanlig. Formålet med studiene i dette ph.d.- prosjektet er å studere hvordan synlige skader på konvensjonell MR utvikler seg i løpet av det første året. Hjernebjelken (corpus callosum) er et av predileksjonsstedene for TAI. Vi ønsker å studere denne strukturen i mer detalj, både med hensyn på synlige lesjoner, men også hvordan mikrostrukturen endres over tid etter en hodeskade. Vi vil også se på i hvilken grad mikrostrukturen i kronisk fase har blitt ødelagt etter de ulike skadene som ble påvist i tidlig fase. Det er planlagt at avhandlingen skal bestå av 4 del studier. Den første studien ble publisert i 2012, og finnes også i en populærvitenskapelig versjon på følgende nettsider; www.ntnu.no/inm eller www.ntnu.edu/inm. I denne studien har vi longitudinalt sett på hvordan skader på ulike MR sekvenser utviklet seg gjennom det første året hos 58 pasienter med moderat og alvorlig hodeskade. Vi fant at de ikke-hemorrhagiske (ikke-blødende) lesjonene allerede forsvant i løpet av de første 3 måneder, og at disse skadene i stor grad kunne predikere senere utfall. De mikrohemorrhagiske lesjonene forsvant i mindre grad og gjorde det først 12 måneder etter skade, disse lesjonene hadde også mindre å si for utfallet. Den kliniske konsekvensen av studien var at tidlig MRI må utføres tidlig for å oppdage lesjoner som kan være prognostisk viktige å oppdage. Den andre studien i doktorgradsavhandlingen ble publisert i Journal of Neurotrauma i januar i år. Her har man studert utviklingen av ikke synlige lesjoner i hjernebjelken i den samme pasientpopulasjonen (57 pasienter) som i første studie. Dette har man gjort ved å se på pasientens diffusjonsverdier, som indirekte sier noe om den mikrostrukturelle organiseringen av nervefibrene. Man hadde også en frisk kontrollgruppe på 47 individer. I studien fant man at diffusjonsverdien i tidlig fase ikke var forandret fra normale kontroller, men at det gradvis tilkom en økning av diffusjonen over tid, og da særlig i bakre deler av hjernebjelken. Endringen i diffusjonsverdiene var relatert til nevropsykologisk (motorisk) funksjon etter skaden. Den tredje studien er inne til review i Journal of Neurotrauma. Her har vi i et større materiale på 128 pasienter sett spesifikt på synlige og ikke synlige lesjoner i hjernebjelken ved MRI tatt innen 4 uker etter skaden. Vi fant at de synlige ikke-hemorrhagiske lesjonene i hjernebjelken og hjernestammen funnet på tidlig MR hadde en egeneffekt i å predikere utfallet etter en hodeskade. Vi fant ikke forskjeller i diffusjonsverdiene i hjernebjelken når vi sammenlignet med friske kontroller. Den fjerde og siste studien i dette PhD prosjektet er inne til review i NeuroImage: Clinical. Her har vi for 38 av pasientene med tidlig MR og for 42 friske kontroller fått gjennomført en avansert MR undersøkelse kalt DTI (diffusion tensor imaging) i kronisk fase (median 3 år) etter skaden. I denne studien har vi sett på om TAI lesjonene påvist i akutt fase også kan påvises ved endringer i mikroarkitekturen på DTI bildene i disse områdene. Vi fant en lineær og gradvis ødeleggelse av mikrostruktur både for ikke-hemorrhagiske og mikrohemorrhagiske lesjoner fra permanente via non-permanente (forsvinnende) og videre til pasienter uten synlige skader og til friske kontroller.
2012
Diffus aksonal skade (DAI) eller traumatisk aksonal skade (TAI) er en skadetype av nervefibrene i hvit substans i hjernen, som kan oppstå ved traumatiske hodeskader. I dette ph.d-prosjektet studeres denne skadetypen ved hjelp av ulike MR teknikker, og man ser blant annet på hvordan skadene utvikler seg over tid og hvilken prognostisk betydning de har.Hodeskader (TBI; traumatic brain injury) inndeles etter grad av bevisstløshet like etter skaden, og ved moderate og alvorlige hodeskader er bevisstheten betydelig påvirket. Det er rutine ved norske sykehus at alle disse pasientene i akuttstadiet skal få gjennomført CT-undersøkelse av hodet. Vi vet imidlertid at denne undersøkelsen ikke er helt optimal for å visualisere alle skader, og særlig overses traumatisk aksonal skade (TAI). Ved denne type skade blir nervefibrene i hvit substans i hjernen skadet, og studier har nå vist at denne skademekanismen er veldig vanlig blant disse pasientene. Formålet med studiene i dette ph.d.- prosjektet er å studere hvordan synlige skader på konvensjonell MR utvikler seg i løpet av det første året. Hjernebjelken (corpus callosum) er et av predileksjonsstedene for TAI. Vi ønsker å studere denne strukturen i mer detalj, både med hensyn på synlige lesjoner, men også hvordan mikrostrukturen endres over tid etter en hodeskade. Vi vil også se på i hvilken grad mikrostrukturen i kronisk fase har blitt ødelagt etter de ulike skadene som ble påvist i tidlig fase. Det er planlagt at avhandlingen skal bestå av 4 delstudier. Den første studien ble publisert i høst, og finnes også i en populærvitenskapelig versjon på følgende nettsider; www.ntnu.no/inm eller www.ntnu.edu/inm. I denne studien har vi altså longitudinalt sett på hvordan skader på ulike MR sekvenser utviklet seg gjennom det første året hos 58 pasienter med moderat og alvorlig hodeskade. Vi fant at de ikke-hemorrhagiske (ikke-blødende) lesjonene allerede forsvant i løpet av de første 3 måneder, og at disse skadene i stor grad kunne predikere senere utfall. De mikrohemorrhagiske lesjonene forsvant i mindre grad og gjorde det først 12 måneder etter skade, disse lesjonene hadde også mindre å si for utfallet. Den kliniske konsekvensen av studien er at MRI må utføres tidlig for å oppdage lesjoner som kan være prognostisk viktige. Den andre studien i doktorgradsavhandlingen er innsendt til vurdering hos tidskrift. Her har man studert utviklingen av ikke synlige lesjoner i hjernebjelken i den samme pasientpopulasjonen som i første studie (n=57). Dette har man gjort ved å se på pasientens diffusjonsverdier, som indirekte sier noe om den mikrostrukturelle organiseringen av nervefibrene. Man hadde også en frisk kontrollgruppe på 47 individer. I studien fant man at diffusjonsverdien i tidlig fase ikke var forandret fra normale kontroller, men at det i bakre deler av hjernebjelken gradvis tilkom en økning av diffusjonen over tid. Endringen i diffusjonsverdiene var relatert til nevropsykologisk (motorisk) funksjon etter skaden. Den tredje studien vil innsendes til tidsskrift i løpet av vinteren, og her har vi i et større materiale på 128 pasienter sett spesifikt på synlige og ikke-synlige lesjoner i hjernebjelken ved MR tatt innen 4 uker etter skaden. Vi fant at de synlige ikke-hemorrhagiske lesjonene i hjernebjelken var mest prediktive for utfallet ved hodeskade, og at de var vel så viktige som skader funnet i hjernestammen. Vi fant at diffusjonsverdiene ikke var forskjellig fra friske kontroller eller hadde noen relasjon til prognose. Den fjerde og siste studien vil også innsendes til tidsskrift i vinter. Her har vi for 38 av pasientene med tidlig MR og for 42 friske kontroller fått gjennomført en avansert MR undersøkelse kalt DTI (diffusion tensor imaging) i kronisk fase (1-5 år etter skaden). I denne studien har vi sett på om TAI lesjonene påvist i akutt fase også kan påvises ved endringer i mikroarkitekturen på DTI bildene i kronisk fase. Vi fant en lineær og gradvis ødeleggelse av mikrostrukturen både for ikke-hemorrhagiske og mikrohemorrhagiske lesjoner fra permanente via non-permanente (forsvinnende) og videre til pasienter uten synlige skader og til friske kontroller. For lesjonene i corpus callosum og hjernestamme var det relasjon mellom DTI parametre og prognose.
2011
Hodeskadeprosjektet er en pågående prospektiv studie ved St.Olavs Hospital, hvor alle pasienter med moderat eller alvorlig hodeskade fortløpende inkluderes. I dette ph.d.-prosjektet studeres MR-funn med konvensjonelle og avanserte MR-teknikker både i tidlig fase og longitudinelt, og man relaterer funnene til global og nevropsykologisk funksjon.Hodeskader inndeles etter grad av bevisstløshet like etter skaden, og ved moderate og alvorlige hodeskader er bevisstheten betydelig påvirket. Det er rutine ved norske sykehus at alle disse pasientene i akuttstadiet skal få gjennomført CT-undersøkelse av hodet. Vi vet imidlertid at denne undersøkelsen ikke er helt optimal for å visualisere alle skader, og særlig overses en skadetype kalt diffus aksonal skade (DAI). Ved denne type skade blir nervefibrene i hvit substans i hjernen skadet, og studier med både konvensjonelle og avanserte MR-teknikker har nå vist at denne skademekanismen er veldig vanlig blant disse pasientene. Formålet med studiene i dette ph.d.- prosjektet er å studere hvilke MR lesjoner disse pasientene har i tidlig fase etter skaden, og hvordan lesjonene forandrer seg i løpet av det første året. Vi ønsker også å studere hvilke av disse synlige lesjonene som er ”farligst” for pasientene med hensyn på prognose. Samtidig som vi ved hjelp av mer avanserte MR-teknikker ønsker og avsløre om det kan påvises skade i tilsynelatende friskt vev, og om dette i så fall har betydning for globalt utfall eller kognitiv funksjon. Det er planlagt at avhandlingen skal bestå av 4 del studier, hvorav de to første er såpass ferdige at de vil sendes inn til publisering i løpet av de nærmeste månedene. I den første studien har vi sett på konvensjonell MR tatt i tidlig fase hos 61 pasienter (11-65 år) og sett hvordan lesjonene forandrer seg over det første året, og relatert dette til global funksjon. Mens i den andre del studien har man studert utviklingen av ikke synlige lesjoner i hjernebjelken (corpus callosum) i den samme pasientpopulasjonen. Dette har man gjort ved å se på pasientens diffusjonsverdier, som indirekte sier noe om den mikrostrukturelle organiseringen av nervefibrene. Man har så relatert disse diffusjonsverdiene til både globalt utfall og nevropsykologiske test data, samt sammenlignet verdiene mot en frisk normalpopulasjon. I den tredje del studien er det planlagt å undersøke en større pasientpopulasjon på 138 pasienter (13-70 år) med MR tatt tidlig i forløpet. I denne studien ønsker vi å avklare den prognostiske betydningen av blant annet antall og volum av ulike DAI- lesjoner og diffusjonsverdiene i hjernebjelken. I den siste studien har vi for 38 av pasientene med tidlig MR også fått gjennomført en avansert MR undersøkelse kalt DTI (diffusion tensor imaging) i kronisk fase (1-5 år) etter skaden. I denne studien ønsker vi å se på om DAI lesjonene påvist i akutt fase også kan påvises ved endringer i mikroarkitekturen i disse områdene (regions of interests) på DTI bildene.
Vitenskapelige artikler
Moen Kent Gøran, Håberg Asta Kristine, Skandsen Toril, Finnanger Torun Gangaune, Vik Anne

A longitudinal magnetic resonance imaging study of the apparent diffusion coefficient values in corpus callosum during the first year after traumatic brain injury.

J Neurotrauma 2014 Jan 1;31(1):56-63.

PMID: 23837731 - Inngår i doktorgradsavhandlingen

Moen Kent G, Brezova Veronika, Skandsen Toril, Håberg Asta K, Folvik Mari, Vik Anne

Traumatic axonal injury: the prognostic value of lesion load in corpus callosum, brain stem, and thalamus in different magnetic resonance imaging sequences.

J Neurotrauma 2014 Sep 1;31(17):1486-96. Epub 2014 jul 1

PMID: 24773587 - Inngår i doktorgradsavhandlingen

Brezova Veronika, Moen Kent Gøran, Skandsen Toril, Vik Anne, Brewer James B, Salvesen Oyvind, Håberg Asta K

Prospective longitudinal MRI study of brain volumes and diffusion changes during the first year after moderate to severe traumatic brain injury.

Neuroimage Clin 2014;5():128-40. Epub 2014 mar 28

PMID: 25068105

Schirmer-Mikalsen K, Moen K G, Skandsen T, Vik A, Klepstad P

Intensive care and traumatic brain injury after the introduction of a treatment protocol: a prospective study.

Acta Anaesthesiol Scand 2013 Jan;57(1):46-55. Epub 2012 okt 24

PMID: 23095138

Iversen Johanne Marie, Gulati Sasha, Moen Kent Gøran

[Penetrating head trauma].

Tidsskr Nor Laegeforen 2013 May 28;133(10):1083.

PMID: 23712173

Jakola Asgeir S, Moen Kent Gøran, Solheim Ole, Kvistad Kjell-Arne

"No growth" on serial MRI scans of a low grade glioma?

Acta Neurochir (Wien) 2013 Dec;155(12):2243-4. Epub 2013 okt 22

PMID: 24146183

Moen Kent Gøran, Skandsen Toril, Folvik Mari, Brezova Veronika, Kvistad Kjell Arne, Rydland Jana, Manley Geoffrey T, Vik Anne

A longitudinal MRI study of traumatic axonal injury in patients with moderate and severe traumatic brain injury.

J Neurol Neurosurg Psychiatry 2012 Dec;83(12):1193-200. Epub 2012 aug 29

PMID: 22933813 - Inngår i doktorgradsavhandlingen

Strand Ingrid Haavde, Solheim Ole, Moen Kent Gøran, Vik Anne

Evaluation of the Scandinavian guidelines for head injuries based on a consecutive series with computed tomography from a Norwegian university hospital.

Scand J Trauma Resusc Emerg Med 2012;20():62. Epub 2012 sep 4

PMID: 22947500

Skandsen Toril, Kvistad Kjell Arne, Solheim Ole, Lydersen Stian, Strand Ingrid Haavde, Vik Anne

Prognostic value of magnetic resonance imaging in moderate and severe head injury: a prospective study of early MRI findings and one-year outcome.

J Neurotrauma 2011 May;28(5):691-9. Epub 2011 apr 26

PMID: 21401308

Moen KG, Skandsen T, Folvik M, Brezova V, Kvistad KA, Rydland J, Manley G, Vik A.

A longitudinal MRI study of traumatic axonal injury in patients with moderate and severe traumatic brain injury.

Forumpresentation, CNS annual meeting 2012 – Chicago, Illinois, USA (06.-10.10.12)

Moen KG, Vik A, Haberg A, Olsen A, Skandsen T, Eikenes L.

TAI in patients with moderate to severe TBI: The relationship between non-hemorrhagic MRI findings in early phase with DTI...

Poster presentation, CNS annual meeting 2012 – Chicago, Illinois, USA (06.-10.10.12)

Moen KG, Haberg A, Skandsen T, Finnanger TG, Vik A.

Corpus callosum in moderate and severe TBI: A longitudinal study of ADC values in diffusion MRI during the 1st year post-injury.

Poster presentation, CNS annual meeting 2012 – Chicago, Illinois, USA (06.-10.10.2012)

Skandsen T, Moen KG, Folvik M, Brezova V, Kvistad KA, Rydland J, Vik A.

Magnetic Resonance Imaging of diffuse axonal injury. Serial quantitative assessment and relation to patient outcome.

Presentation at the 9th World Congress on Brain Inury – Edinburgh, Scotland (21-25.03.2012)

Skandsen T, Moen KG, Folvik M, Brezova V, Kvistad KA, Rydland J, Vik A.

Should MRI be performed early or late after traumatic brain injury. Serial MRI during the first year post-injury.

Presentation at the 9th World Congress on Brain Inury – Edinburgh, Scotland (21-25.03.2012)

Lund SB, Skandsen T, Moen KG, Hara S, Bliksås A, Vik A.

Patients with moderate head injury; investigation of the acute phase.

Poster presentation, EuroNeuro 2012 – Vienna, Austria (16-18.02.2012)

Schirmer-Mikalsen K, Vik A, Skandsen T, Moen KG, Klepstad P.

Severe TBI: treatment and extracranial complications in the intensive care unit after the introduction of a treatment protocol.

Poster presentation, EuroNeuro 2012 – Vienna, Austria (16-18.02.2012)

Moen Kent Gøran, Skandsen Toril, Folvik Mari, Brezova Veronika, Kvistad Kjell Arne, Rydland Jana, Manley Geoffrey T, Vik Anne

Tidlig MR viktig ved traumatiske hjerneskader

Publisert på nett: www.ntnu.no/inm og www.ntnu.edu/inm

Schirmer-Mikalsen K, Moen KG, Skandsen, T, Vik A, Klepstad P.

Intensive care treatment of severe traumatic brain injury after the introduction of a treatment protocol: a prospective study.

Acta Anaesthesiol Scand. 2013 Jan;57(1):46-55. doi: 10.1111/j.1399-6576.2012.02785.x Epub Oct24_2012

Moen KG, Skandsen T, Kvistad KA, Folvik M, Rydland J, Vik A

Diffuse axonal injury in different MR sequences in patients with moderate and severe traumatic brain injury

J Neurotrauma - published abstract - INTS Shanghai 2011

Lund SB, Skandsen T, Moen KG, Hara S, Bliksås A, Vik A

Patients with moderate head injury: From the acute phase to long-term outcome

Journal of Neurotrauma - published abstract - INTS Shanghai 2011

Doktorgrader
Kent Gøran Moen

Traumatic axonal injury in traumatic brain injury: Conventional and advanced MRI from early to chronic phase...

Disputert:
september 2014
Hovedveileder:
Anne Vik
Deltagere
  • Asta Kristine Håberg Prosjektdeltaker
  • Live Eikenes Medveileder, biveileder
  • Toril Skandsen Medveileder, biveileder
  • Anne Vik Hovedveileder
  • Kent Gøran Moen Doktorgradsstipendiat

eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT

Alle henvendelser rettes til Helse Midt-Norge RHF - Samarbeidsorganet og FFU

Personvern  -  Informasjonskapsler