Nykykäsityksiä lapsuusiän aivovammoista ja niiden pitkäaikaisvaikutuksista Olli Tenovuo 15.11.2011

Esityksen sisältö Aivovammojen epidemiologiaa Mitä aivovammassa tapahtuu Lapsuusiän lievistä aivovammoista Pitkäaikaisennusteesta Tapausselostuksia

Joka päivä maailmassa kuolee n Joka päivä maailmassa kuolee n. 3500 henkeä liikenneonnettomuuksissa, suurimmalla osalla heistä on aivovamma joko pääasiallisena syynä tai merkittävänä osasyynä. Tai vammautuu noin 150 000 henkeä… …joista noin 20 % on lapsia.

Aivovammoja syntyy siis liikenneonnettomuuksissa… Lisäksi mm. Kaatumis- ja liukastumistapaturmissa Putoamistapaturmissa Työtapaturmissa Urheilussa Pahoinpitelyissä Sodissa Luonnonkatastrofeissa

Aivovammat lukuina Maailmassa n. 30 miljoonaa uutta aivovammaa vuosittain Noin 3 miljoonaa aivovamman aiheuttamaa kuolemaa vuosittain Aivovamman takia n. 12 milj. pysyvästi työkyvytöntä vuodessa Euroopassa n. 3.5 miljoonaa uutta aivovammaa vuodessa ja n. 125 000 kuolemaa, noin miljoona pysyvästi vammautunutta

Aivovammat lukuina Aivovammaan kuolee alle 40-vuotiaista länsimaissa enemmän kuin kaikkiin sairauksiin yhteensä, lasten yleisin kuolinsyy länsimaissa Puolet vammoista alle 35-vuotiaille – aivovammat aiheuttavat länsimaissa enemmän menetettyjä työvuosia kuin syöpäsairaudet, aivoverisuonisairaudet ja HIV/AIDS yhteensä

Aivovammat aiheuttavat noin 20 milj Aivovammat aiheuttavat noin 20 milj. menetettyä elinvuotta, sokeritauti n. 4.5 milj. Aivovamman jälkitilaa kärsiviä n. 140 miljoonaa, dementiapotilaita n. 25 miljoonaa, HIV potilaita n. 40 miljoonaa Liikennekuolemien määrän on ennustettu n. kaksinkertaistuvan v. 2030 mennessä

Entä hinta? Nuoren henkilön pysyvä työkyvyttömyys 1.6 milj. € Yhdysvalloissa laskettu suoriksi + välillisiksi kustannuksiksi 60 miljardia dollaria vuodessa (väestö n. 300 miljoonaa) → Euroopassa (väestö n. 700 miljoonaa) kustannukset n. 110 miljardia € vuodessa

Entä hinta… Hinta-arviot suomalaisille 1 – 2 miljardia € vuodessa Panostus aivovammatutkimukseen maassamme esim. 2007 alle 100 000 € Yhdysvalloissa panostus vuonna 2008 aivovammojen tutkimukseen 80 milj. $ (esim. Parkinsonin tautiin 230 milj. $) Potilasta kohti aivovammoissa 57 $ ja esim. Alzheimerin taudissa 22 992 $

Lasten epidemiologiaa Lieviä aivovammoja n. 850 / 100 000 lasta vuodessa = noin 8500 lasten lievää aivovammaa vuodessa Suomessa Sairaalassa hoidettuja Suomessa n. 600 – 700 / vuosi Vakavia vammoja noin 150 / vuosi Noin 70 kuollutta / vuosi joista 20 % alle 10-vuotiaita

Mitä aivovamma tarkoittaa? Aivovammoja ei voi ymmärtää tuntematta diffuusia aksonivauriota ja sen merkitystä Yleisin ja tärkein vammamekanismi ja useimmiten syynä aivovamman jälkioireisiin Kyseessä on tapahtumaketju, ei hetkellinen vaurio

Mitä aksonivauriossa tapahtuu? Aivojen joutuessa heilahdusliikkeeseen aksonit venyttyvät ja niiden solukalvot vaurioituvat Solukalvovaurio saa aikaan ionitasapainon häiriön ja käynnistää monimutkaisen tapahtumaketjun Solu saattaa toipua, kuolla tai menettää osan synapsiyhteyksistään

Mitä aksonivauriossa tapahtuu? Aksonivauriota syntyy todennäköisimmin aivojen etuosien valkean aineen ratoihin sekä aivokurkiaisen alueelle Otsa- ja ohimolohkon sekä aivopuoliskojen väliset ratayhteydet häiriytyvät Lapsilla: aksonivaurio vaikeuttaa aivojen etuosien maturaatiota ja psykososiaaliselle selviytymiselle tärkeiden rakenteiden kehittymistä

Aivojen kokonaistilavuuden muutos keskivaikeassa – vaikeassa aivovammassa

Hippocampus, amygdala and global brain changes 10 years after childhood traumatic brain injury Int. J. Devl Neuroscience 29 (2011) 137–143

Diffusion Tensor Imaging Analysis of Frontal Lobes in Pediatric Traumatic Brain Injury Journal of Child Neurology 2010;25(8):976-984

Longitudinal Changes in the Corpus Callosum following Pediatric Traumatic Brain Injury Dev Neurosci 2010;32:361–373

Lasten ”lievistä” aivovammoista Aivovammojen vakavuus on jatkumo, jossa ei ole selviä rajakohtia Oireettomuus ≠ vauriottomuus

Executive Functioning in the First Year After Pediatric Traumatic Brain Injury Pediatrics 2008;121;e1686-e1695

Epidemiology of Postconcussion Syndrome in Pediatric Mild Traumatic Brain Injury Pediatrics 2010;126;e374-e381

Aivo”tärähdyksen” pitkäaikaisseuranta Vertailu 60-vuotiailla miehillä joilla ei mitään sairauksia eikä päihdeongelmia, kaikki harrastaneet opiskeluaikana urheilua Aivotärähdyksen opiskeluaikana saaneilla (kellään ei myöhempiä vammoja) huonompi episodinen muisti ja lisääntynyt ärsykeherkkyys, viivästyneet P3 vasteet ja hidastuneet liikevasteet De Beaumont et al. Brain function decline in healthy retired athletes who sustained their last sports concussion in early adulthood. Brain 2009;132:695-708.

Ennenaikainen vanheneminen Vamma Aivojen reservi-kapasiteetti Oireiden kynnystaso 20 40 60 80 Ikä

”Ajatusleikki” Aivoissa on noin 100 miljardia hermosolua ja miljoona miljardia (1015) synapsia Aivovammassa menetetään aivokudosta keskimäärin 50 cm3, noin 3.5 % aivojen tilavuudesta = 3.5 miljardia hermosolua Ikääntymisessä menetetään vuosittain noin 31 milj. hermosolua → Vanhenevatko aivot siis vammassa 112 vuotta?

Virhekäsitys: aivovamman oireet lievittyvät aina ajan kuluessa eivätkä ainakaan pahene Brent E. Masel, Douglas S. DeWitt. Traumatic Brain Injury: A Disease Process, Not an Event. Journal of Neurotrauma 2010;27:1529-1540. “The purpose of this article is to encourage the classification of TBI as the beginning of an ongoing, perhaps lifelong process, that impacts multiple organ systems and may be disease causative and accelerative. Our intent is not to discourage patients with TBI or their families and caregivers, but rather to emphasize that TBI should be managed as a chronic disease and defined as such by health care and insurance providers.”

Mitä emme tiedä lasten lievistä aivovammoista? Mikä on lievä aivovamma, tai mikä on vaaraton aivovamma? Onko vaikeusasteen luokitus lapsilla sama kuin aikuisilla? Päteekö se kaiken ikäisille lapsille? Miten lasten ”lievää” aivovammaa pitäisi hoitaa? Pitääkö myös lapsilta kieltää aivojen kuormitus toipumisajaksi?

Emmekä myöskään tiedä… Kuinka suuri osa oppimisvaikeuksista lukihäiriöistä käytöshäiriöistä ADHD-oireyhtymistä epilepsioista lasten- ja nuorten mielenterveysongelmista on mahdollisesti tapaturmaperäisiä?

Lasten vaikeiden aivovammojen hoito 1990-luvulle asti Akuutin hoidon jälkeen arviointi suppeaa, lyhytkestoista ja sattumanvaraista Tietämys lasten vaikeiden aivovammojen seurauksista tutkimustiedonkin osalta vähäistä Pitkäaikaisseuranta ja kuntoutus olematonta

Mitä maksamme tästä tietämättömyydestä? Suuri joukko lapsia ja nuoria on saanut tulla asian kanssa toimeen miten parhaiten on taitanut Monet vammautuneet kamppailevat työkykyongelmia, mielenterveysongelmia ja syrjäytymistä vastaan, tietämättä mistä heidän ongelmansa johtuvat Monet vanhemmat kärsivät tarpeettomasta syyllisyydestä ja mielenterveysongelmista

Mitä siis lapsuusiän vaikeista aivovammoista seuraa? Suomalaisessa tutkimuksessa ennen kouluikää vammautuneista 23 % oli aikuisena kokopäivätyössä Sekä tutkimukset että kliininen kokemus viittaavat siihen, että lapsuusiän vakavien aivovammojen seuraukset ilmenevät erityisesti psykososiaalisen kehityksen häiriintymisenä ja osin myös odotettua huonompana kognitiivisena tasona

Onko vammautumisiällä merkitystä? Tutkimuksen mukaan: alle 2-vuotiaana saatu vamma on kognitiivisesti haitallisin sen sijaan behavioraalisen haitan osalta 7-9 vuotiaana vammautuneet menestyivät huonommin kuin 3-6 vuotiaana vammautuneet Anderson V. et al. Childhood brain insult: can age at insult help us predict outcome? Brain 2009;132:45-56.

Tärkeitä aukkoja tiedossa… Lasten aivovammojen osalta emme tiedä: Ovatko vauriomekanismit samanlaiset kuin aikuisilla, erityisesti solutasolla? Mikä on perinnöllisten ominaisuuksien vaikutus? Miten lapsen ikä pitäisi ottaa hoidossa huomioon? Mikä on erilaisten vammojen todellinen ennuste eri-ikäisillä lapsilla?

Factors Affecting Neurobehavioral Outcome after TBI Impaired Arousal Impaired Attention Slowed Processing Working Memory Problems Memory Disturbance Functional Communication Impairments Executive Dysfunction Depression Anxiety Irritability/Lability Rage Agitation Aggression Disinhibition Apathy Sleep Disturbance Fatigue Headaches Pain Visual Problems Dizziness/Vertigo Seizures Pre-Injury Factors Cognitive Disturbance Emotional Disturbance Traumatic Brain Injury Behavioral Disturbance Physical Disturbance Post-Injury Factors (Courtesy by D.B. Arciniegas, Univ. of Colorado)

Vamman toipumisennusteen arviointi kuvantamisella Tutkimusten perusteella diffuusiokuvaukset (DTI, DWI), suskeptibiliteettikuvaus (SWI) ja spektroskopia akuutissa vaiheessa otettuna korrreloivat kaikki pitkän ajan toipumis-ennusteeseen Sen sijaan on lähes täysin tutkimatta se, keille potilaille tällainen kuvaus tulisi tehdä Oma ongelmansa on siinä, että SWI-kuvausta lukuun ottamatta tarvitaan laitekohtainen verrokkiaineisto

Fig 1. (A) Conventional GRE (fast imaging with steady-state precession, 500/18, 15° flip angle, 78Hz per pixel, 2 signals acquired, 4mm thick sections) and (B) SWI (3-dimensional fast low-angle shot, 57/40, 20° flip angle, 78Hz per pixel, 64 partitions, 1 signal acquired, 2-mm thick sections reconstructed over 4mm) MR images from the same brain region in a child with TBI illustrating the increased ability of SWI to detect hemorrhagic DAI lesions.

Journal of Head Trauma Rehabilitation. 14(4):406-423, August 1999. Neuroimaging in Pediatric Traumatic Head Injury: Diagnostic Considerations and Relationships to Neurobehavioral Outcome. Bigler, Erin Journal of Head Trauma Rehabilitation. 14(4):406-423, August 1999. Copyright © 1999 by Aspen Publishers, Inc. Published by Lippincott Williams & Wilkins, Inc. 7

Toisin sanoen… Lapsuusiällä ilman kunnollista selvitystä ja seurantaa jäänyt aivovamma voi johtaa tilanteeseen, jossa aikuisiän selviytymisen ja työkyvyn ongelmien syy on mahdotonta selvittää luotettavasti Tähän liittyvä epätietoisuus ja vaikeudet oikean hoidon määrittelyssä ovat etenkin potilaalle huomattava taakka

Lapsuusiällä saadun aivovamman jälkitilan arviointiin liittyviä ongelmia Kuvauslöydökset normalisoituvat Jos elämä menee huonosti, mikä siitä on vamman syytä ja mikä siitä riippumatonta? Miten erottaa elimellinen psykiatrinen häiriö ei-elimellisestä? Mikä olisi ollut henkilön kognitiivinen taso ja pärjääminen ilman vammaa?

Lopuksi Aikuisten aivovammat ovat lääketieteemme laiminlyödyin osa-alue, lasten aivovammat sitäkin laiminlyödympi Keskeiset ongelmat ovat hoidon ja osaamisen pirstaleisuus, erikoisalakohtaisen vastuun puuttuminen ja tutkittavan ongelman valtava monimuotoisuus

Lopuksi Hoitoratkaisujen suhteen tulemme todennäköisesti jatkossakin edistymään observaatiotutkimusten kautta Joka tapauksessa: Alkuvaiheen huolellinen arviointi ja vammautuneiden asiantunteva ja kattava seuranta säästävät monilta myöhemmiltä, osin korjaamattomilta murheilta ja ongelmilta