Hyperbarisen happiterapian vaikutus potilaisiin, jotka kärsivät traumaattisesta aivovauriosta johtuvasta neurologisesta puutteesta

JOHDANTO Traumaattiset aivovammat (TBI) ovat merkittävä sairastuvuuden ja kuolleisuuden syy maailmanlaajuisesti. Ensiavun, kuljetusten ja erikoistuneiden traumalaitosten parantumisen ansiosta TBI:stä vammautuneen eloonjääneiden määrä on kasvanut merkittävästi viime vuosina. Pitkän aikavälin kognitiiviset seuraukset, jotka eivät usein ole näkyvissä, jatkuvat kauas ilmeisten fyysisten vammojen ratkaisemisen jälkeen. Tämä yhdistettynä suuren yleisön suhteellisen alhaiseen tietoisuuteen on nimennyt TBI:n "hiljaiseksi epidemiaksi" (TBI CDC 2006). Hyperbarista happiterapiaa (HBOT) on ehdotettu mahdolliseksi hoitomuodoksi näissä tapauksissa, ja alustavat tutkimukset ovat lupaavia.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on arvioida HBOT:n tehokkuutta kroonisten lievien traumaattisten aivovaurioiden (mTBI) hoidossa. Aivojen peräkkäisiä SPECT-skannauksia ja neurokognitiivista testausta käytetään aivojen verenvirtausvasteen (CBF) sekä kognitiivisen ja toiminnallisen paranemisen arvioimiseen hoidon jälkeen.

Traumaattiset aivovammat (TBI) Traumaattiset aivovammat ovat merkittävä sairastuvuuden ja kuolleisuuden syy, mikä johtaa vakaviin pitkäaikaisiin seurauksiin sekä henkilökohtaisella että kansallisella tasolla. Arviolta 5,3 miljoonaa amerikkalaista kärsii pysyvistä TBI-vammaista (24). Traumaattisten sairauksien yleisyys Yhdysvalloissa aivovaurion arvioidaan olevan noin 1,5 miljoonaa henkilöä vuodessa (24,25). Tämä ei kuitenkaan sisällä niitä henkilöitä, jotka eivät saaneet hoitoa kansalliseen valvontajärjestelmään kuuluvassa laitoksessa tai eivät saaneet lainkaan lääketieteellistä hoitoa ja siten todennäköisesti aliarvioivat merkittävästi TBI-uhrien todellista määrää. Vuoden 2006 NIH:n konsensuksen mukaan 2,5–6 miljoonaa ihmistä sairastuu vuosittain TBI:stä(23).

Ensiavun, kuljetusten ja erikoistuneiden traumalaitosten parantumisen ansiosta TBI:stä vammautuneen eloonjääneiden määrä on kasvanut merkittävästi viime vuosina. TBI:n pitkän aikavälin seuraukset ovat valtavia, ja ne vaikuttavat suureen määrään ihmisiä ja vaikuttavat merkittävästi potilaisiin itseensä, heidän perheisiinsä ja koko yhteiskuntaan. Nämä vammat aiheuttavat myös merkittävän taloudellisen taakan asianosaisille sekä henkilökohtaisesti että yhteiskunnallisesti. Noin 80 000 - 90 000 henkilöä kärsii pitkäaikaisesta vammasta vuosittain, ja arvioidut kustannukset, mukaan lukien sekä suorat sairaanhoitokulut että välilliset kulut, kuten menetetyt ansaintamahdollisuudet, olivat yli 60 miljoonaa dollaria vuonna 2001 Yhdysvalloissa (28).

TBI:n pitkäaikaiset seuraukset voivat sisältää yksilön fyysisen, kognitiivisen ja psykososiaalisen toiminnan heikkenemistä. Neurologiset seuraukset ovat lukuisia ja monimutkaisia, ja ne vaikuttavat eri paikkoihin ja toimintoihin. Sensoriset, motoriset ja autonomiset järjestelmät voivat vaikuttaa kaikkiin, ja oireita voivat olla päänsärky, kohtaukset, näköhäiriöt, liikehäiriöt ja unihäiriöt. Kognitiiviset seuraukset ovat myös laajat ja vaihtelevat. Yleisimmin havaittuja oireita ovat muistin puutteet sekä huomio- ja keskittymisongelmat. Saattaa olla heikentynyt toimeenpanokyky, ongelmanratkaisukyky ja kielivaikeudet sekä suunnittelu-, tiedonkäsittely-, harkinta- ja näkemysongelmia. Vaikka jotkut näistä oireista voivat ilmetä välittömästi vamman jälkeen, toiset voivat ilmaantua päiviä, viikkoja tai kuukausia alkuperäisen trauman jälkeen (Kushner, 24). Lisäksi vakavuus ja esitystapa voivat vaihdella ja muuttua ajan myötä.

Toinen TBI:n aiheuttama vaikeusalue sisältää käyttäytymis-, emotionaali- ja psyykkiset häiriöt. Persoonallisuudessa voi tapahtua valtavia muutoksia, mukaan lukien kyvyn aloittaa reaktiot ja toiminnot menetys tai heikkeneminen, estoton, impulsiivisuuden, aggressiivisen käyttäytymisen - sekä sanallisen että fyysisen - ja muutokset seksuaalisessa käyttäytymisessä. TBI:n jälkeen saattaa ilmetä persoonallisuus- ja mielialahäiriöitä, ja masennusta, ahdistusta ja muutoksia tunnehallinnassa havaitaan usein.(23) Sosiaaliset seuraukset voivat myös olla laajalle levinneitä ja usein tuhoisia. Avioerojen, kroonisen työttömyyden, itsemurhien ja päihteiden väärinkäytön ilmaantuvuus lisääntyy TBI:n jälkeen. Myös kroonisemmissa vaiheissa, kun potilas on toipumisvaiheessa, hänelle työpaikalla tai uusiin tehtäviin asetettavat kohonneet vaatimukset voivat paljastaa toistaiseksi huomaamattomia ongelmia johtamistoiminnoissa ja suunnittelukyvyssä.

Nämä ongelmat ja näistä henkilöistä huolehtimisen taakka pitkällä aikavälillä kuormittavat perhettä ja heidän tukiverkostoaan kumulatiivisesti. Perheenjäsenet ja hoitajat raportoivat masennuksen, vihan ja sosiaalisen eristäytymisen lisääntymisestä. Nämä yhdessä aiheuttavat häiriöitä perheen toiminnassa ja ihmissuhteissa, ja nämä ongelmat voivat jatkua tai pahentua ajan myötä.(24)

HBO for TBI Hyperbaric Oxygen Therapy (HBOT) on ollut käytössä 1930-luvulta lähtien, jolloin sitä käytettiin alun perin dekompressiotautien hoitoon. Pian tämän jälkeen lääkärit alkoivat käyttää HBOTia moniin muihin sairauksiin. HBOT:n käyttö neurologisissa indikaatioissa aloitettiin 1960-luvun alussa Smithin et al. työssä, joka osoitti sen suojaavan vaikutuksen aivoiskemiassa ja Saltzmanin tehokkuutta aivohalvauspotilailla. (Jain) HBOT on 100-prosenttisen hapen hengittäminen paineissa, jotka ylittävät 1 ilmakehän absoluuttisen paineen (ATA) veren ja kehon nesteiden liuenneen hapen määrän lisäämiseksi, mikä mahdollistaa hapen kuljetuksen kudoksiin. Mekanismi, jolla HBOTin uskotaan parantavan aivovamman lopputulosta, on monitahoinen.

Neubauerin ja Walkerin (2000) teoria olettaa, että HBOT parantaa aivojen aineenvaihduntaa parantamalla lepotilassa olevien hermosolujen toimintaa ja stimuloimalla aksonien kasvua (10). Zhang ym. ehdottavat, että happiterapian mahdollisia kohteita ovat apoptoosin ehkäisy, hermotulehduksen ja BBB-vaurion estäminen (Zhang pathophysiology 2005, Rossignol). Se stimuloi angiogeneesiä ja uudissuonittumista, samoin kuin suoria vaikutuksia aivojen verisuoniin ja ylläpitää BBB:n eheyttä. (1((5-12)),20). Samoin SPECT-skannaukset ovat osoittaneet positiivisen vaikutuksen aivoverenkiertoon (CBF) vaurioituneissa aivoissa HBOT:n jälkeen (2,8,10,16,19,17,suljetun pään neubauer HBOT,20,). HBOT parantaa myös kroonisesta aivovauriosta kärsivien potilaiden neurokognitiivista toimintaa. (14,9,6,13,20,21).

Normobarisissa olosuhteissa vereen liuenneen hapen määrä on vain 0,3 ml/dl. 1,5 ATA:lla tämä määrä kasvaa 10-kertaiseksi arvoon 3,2 ml/dl. Käyttämällä eläinmallia aivovammautuneista hiiristä Daughrty et al (rockswall 9) havaitsivat 250 %:n nousun paikallisen aivokudoksen happitasoissa 100 %:n hapen välillä, kun annettiin 1 ATA:lla (103 mmHg) verrattuna 1,5 ATA:n (247 mmHg) annokseen. ). Tämä näyttää viittaavan siihen, että tämä liuennut O2 on helpommin aivokudoksen saatavilla kuin hemoglobiiniin sitoutunut happi (20). Lisäksi useiden tutkijoiden työ näyttää osoittavan, että HBOT mahdollistaa vaurioituneen aivokudoksen lähtötason happipitoisuuksien tehokkaamman käytön hoitojen jälkeen, mikä puolestaan ​​johtaa positiiviseen pysyvään vaikutukseen tähän kudokseen (20).

On teoriassa, että mistä tahansa syystä aiheutuneen aivovaurion jälkeen iskeemisellä penumbravyöhykkeellä on alue "joutokäynnillä olevia hermosoluja", jotka ovat edelleen elinkelpoisia ja mahdollisesti pelastavia, jos niille annetaan oikea hoito. Tämä alue koostuu lepotilassa olevista neuroneista kuolleen kudoksen alueiden ja sitä ympäröivän terveen kudoksen välissä. .(2,16,17,18,19,jain,22). Näillä soluilla näyttää olevan riittävästi happea, joka ylläpitää solujen elämää ja ionipumppumekanismeja, mutta ei tarpeeksi toimintapotentiaalin luomiseksi ja niiden toimimiseksi toimivina neuroneina (17, 19).

HBOT:n aiheuttama hyperoksia aiheuttaa aivojen verisuonten supistumista, minkä on osoitettu aiheuttavan aivojen turvotuksen ja ICP:n vähenemistä (11,13,6,7,12 fr rockswald). Tällä verisuonten supistumisella ei näytä olevan haitallista vaikutusta aivokudokseen, koska kudoksen hapen saatavuus on huomattavasti lisääntynyt. Sillä on myös myönteinen vaikutus BBB:hen, todisteena iskeemisen BBB:n läpäisevyyden vähentämisestä (jaine,veltkamp, ​​rockswald 52,55,63).

On olemassa hyvin dokumentoituja TBI:n eläinmalleja ja kasvava määrä kirjallisuutta, jossa käytetään HBOT:ia näissä eläinmalleissa, mikä vahvistaa edellä esitetyt hypoteesit ja havainnot.

Sun ym. osoittivat parantuneen penumbraalisen hapettumisen HBO-hoidon jälkeen fokaaliskemiassa käyttämällä eläinmallia mittaamalla sekä ulkoisia että sisäisiä hypoksian (SUN) markkereita. Harch ym. käyttivät TBI:n rotan mallia arvioidakseen HBO:n vaikutuksia spatiaaliseen oppimiseen ja muistiin sekä sen vaikutusta verisuonten tiheyteen. Sen jälkeen kun Long-Evans-rotat olivat saaneet yksipuolisen aivokuoren ruhjeen, ne testattiin Morris Water Taskissa (MWT) 31-33 päivää vamman jälkeen. Rotat jaettiin käsittelemättömään kontrolliryhmään, valekäsiteltyyn normobaariseen ilmaryhmään ja HBO-ryhmään, jotka saivat 80 bid HBO-käsittelyä nopeudella 1,5 ATA/90 minuuttia. Rotat testattiin myöhemmin uudelleen MWT:ssä ja lopetettiin sitten. Verisuonten tiheys mitattiin kahdenvälisesti hippokampuksessa ja korreloi MWT-suorituskykyyn. HBOT aiheutti merkittävän kasvun hippokampuksen verisuonitiheydessä (p < 0,001) ja siihen liittyvän merkittävän parannuksen spatiaaliseen oppimiseen (p < 0,001) verrokkiryhmiin verrattuna. Vastaavasti lisääntynyt verisuonitiheys ja parantunut MWT HBOT-ryhmässä korreloivat voimakkaasti (p < 0,001). (11)

SPECT tutkimukseen ja seurantaan Yhden fotoniemission CT (SPECT) -skannaukset on todettu tehokkaiksi arvioitaessa trauman jälkeisiä vaurioita mTBI-potilailla ja ovat hyödyllisiä toipumisen seurantavälineenä.

Prospektiivitutkimuksessa, jossa arvioitiin SPECT-skannausten hyödyllisyyttä mTBI-potilaiden diagnosoinnissa ja sen korrelaatiota yleisten kliinisten oireiden, kuten aivotärähdyksen jälkeisen oireyhtymän (PCS), posttraumaattisen amnesia (PTA) ja tajunnanmenetyksen (LOC) kanssa, Gawda et Kaikki havaitsivat perfuusiohäiriöitä 63 %:lla potilaista. Tämä verrattuna positiivisiin TT-löydöksiin vain 34 %:lla näistä potilaista. Aikuisilla etulohkoon sairastui yleisimmin, kun taas lapsilla ohimolohkot olivat todennäköisemmin mukana. SPECT-skannaus todettiin herkemmäksi kuin CT potilailla, joilla oli LOC, PTA ja PCS (14).

Jacobs ym. arvioivat SPECT-skannausten ennustusarvon kliinisen tuloksen osalta 136 mTBI-potilaalla prospektiivisessa tutkimuksessa. Yhdelläkään potilaista ei ollut poikkeavia löydöksiä TT:ssä. Kaikille potilaille tehtiin ensimmäiset SPECT- ja CT-kuvat 4 viikon sisällä traumasta. Seurantaarvioinnit suoritettiin 3, 6 ja 12 kuukautta vamman jälkeen. Kaikille potilaille, joilla oli epänormaalit SPECT-tutkimukset tai heikentyneet kliiniset löydökset, suoritettiin seuranta-SPECT-skannaukset myöhemmässä arvioinnissa.

Alkuperäinen SPECT oli positiivinen 54 %:lla potilaista, ja positiivisten skannausten määrä väheni asteittain ajan myötä. Kliininen normalisoituminen tapahtui nopeammin kuin kuvantamistutkimusten normalisoituminen. SPECT:llä osoitettiin olevan korkea herkkyys ja negatiivinen ennustearvo 3 kuukaudesta vamman jälkeen, joten negatiivinen varhainen SPECT on luotettava kriteeri kliinisten seurausten poissulkemisessa. Positiivinen alkuperäinen SPECT-skannaus ei sulkenut pois positiivista kliinistä lopputulosta, mutta positiivinen SPECT-skannaus 12 kuukautta vamman jälkeen oli luotettava kliinisen lopputuloksen ennustaja (13). Golden et al osoittivat parantunutta verenkiertoa mitattuna peräkkäisillä SPECT-tutkimuksilla 50 potilaalla, joilla oli kroonisia neurologisia häiriöitä (10).

SHI Xiao -yan esitteli laajan tutkimuksen 310 potilaalla, jossa tutkittiin HBOT:n vaikutusta CBF:ään sekä SPECT:n hyödyllisyyttä TBI:n jälkeisten neurokognitiivisten häiriöiden diagnosoinnissa ja arvioinnissa. Ennen hoitoa ja sen jälkeisiä skannauksia verrattiin, ja positiivisten alkuperäisten SPECT-skannausten prosenttiosuus oli huomattavasti korkeampi kuin pelkällä CT-kuvauksella (81,3 % vs. 15,2 %). HBOT:n jälkeen 63,5 % SPECT-skannauksista oli normalisoitunut ja samanaikaisesti päänsäryn, huimauksen, huonon keskittymiskyvyn ja huonon muistin kliiniset oireet paranivat merkittävästi. Lisäksi 36,5 % alkuperäisistä positiivisista SPECT-skannauksista osoitti 33-66 %:n parannusta CBF:ssä ja myös kliinisen paranemisen.

Ehdotettu tutkimussuunnitelma Rekrytoidaan 60 suostumusta TBI-potilasta missä tahansa iässä ja joilla on vähintään yksi vuosi vamman jälkeen ja joilla on vakaat kognitiiviset puutteet. Kaikki potilaat, joilla on aiempi neurologinen puutos, päävamma tai päihteiden väärinkäyttö, suljetaan pois, samoin kuin kaikki, joilla on vasta-aiheita HBOT-hoitoon. Kaikki potilaat tai heidän edunvalvojansa allekirjoittavat kirjallisen tietoisen suostumuksen ennen ottamistaan ​​mukaan ja tutkimusprotokolla hyväksyy paikallinen Helsingin toimikunta.

Potilaat suljetaan pois, jos heillä on jokin seuraavista kriteereistä:

1. Heitä oli hoidettu HBOT-hoidolla mahdollisten oireiden vuoksi ennen niiden sisällyttämistä.
2. Onko sinulla muita viitteitä HBOT:lle
3. Rintakehän patologia, joka ei sovi yhteen paineen muutosten kanssa
4. Sisäkorvan sairaus
5. Potilaat, jotka kärsivät klaustrofobiasta.
6. Potilaan tai hänen edunvalvojansa kyvyttömyys antaa kirjallista suostumusta. Täydellinen historia, mukaan lukien lääketieteelliset ja samanaikaiset lääkkeet, kirjataan. Potilaille suoritetaan päivittäisen elämän toiminnan arviointi (ADL), fyysinen tutkimus, neurokognitiivinen testi ja SPECT-skannaus suoritetaan lähtötilanteessa. Lievä traumaattinen aivovamma määritellään vuoden 1993 American Congress of Rehabilitation Medicine -määritelmän mukaan päätraumaksi, jossa tajunnan menetys kestää alle 30 minuuttia, Glasgow Coma Score (GCS) -pistemäärä on 13 tai enemmän ja posttraumaattinen amnesia, joka kestää alle 30 minuuttia. 24 tuntia. (Kay et ai.).

Potilaat jaetaan satunnaisesti kahteen ryhmään. Ryhmä I saa aluksi 40 peräkkäistä HBOT-hoitoa ja ryhmä II ei HBOT-hoitoa. Tämän noin kahden kuukauden ensimmäisen vaiheen lopussa molemmat ryhmät arvostetaan uudelleen toisella SPECT-skannauksella ja neurokognitiivisella testillä. Sitten tehdään kahden ryhmän risteytys ja ryhmä II (aiemmin ei hoidettu) saa HBOT-hoitoa, kun taas ryhmä I (aiemmin hoidettu) ei saa enää muita hoitoja. Jälleen tämän toisen vaiheen lopussa molemmille ryhmille tehdään SPECT-skannaukset ja neurokognitiiviset testit. Lisäksi jokaisen vaiheen lopussa on yksityiskohtainen kysyjä, joka arvioi haittavaikutuksia ja arvioi ADL:n muutoksia.

Tulokset arvioidaan ensimmäisen vaiheen jälkeen, jossa verrataan eroja käsiteltyjen ja käsittelemättömien ryhmien välillä sekä mahdollistetaan spontaanin muutoksen arvioiminen hoitamattomassa ryhmässä, joka johtuu ajan kulumisesta tai oppimiskäyrästä. kognitiivinen arviointi.

Toisen vaiheen päättymisen jälkeen tuloksista suoritetaan uusi arviointi, jossa verrataan HBOT:n vaikutusta ryhmään II verrattuna niiden lähtötasoon sekä arvioidaan, säilyvätkö ryhmässä I havaitut vaikutukset kahden kuukauden jälkeen ilman hoitoa.

HBOT-hoito koostuu 40 peräkkäisestä tunnin hoidosta 1,5 ATA:lla 100 % O2:lla joko moni- tai yksipaikkaisessa yksikössä potilaan mieltymyksen mukaan. Hoidot annetaan kerran päivässä viisi kertaa viikossa.

Kognitiivinen arviointi

Tilastollinen analyysi Tämä on satunnaistettu pilottitutkimus. Otoskoko 30 potilasta kussakin alaryhmässä (yhteensä 60 potilasta) iskeemisen aivohalvauksen sekä verenvuotoa aiheuttaneen aivohalvauksen jälkeisessä aivohalvauksessa määritettiin 90 % tehon saavuttamiseksi seuraavan oletuksen perusteella, joka liittyy neurologisen arvioinnin odotettuun muutokseen: keskimääräinen ero ryhmien välillä on vähintään 25 % pudotusnopeudella 16 % ja alfa 5 % ennen ristiinsovitusjaksoa.

Tilastollinen analyysi suoritetaan tilastoohjelmistolla SPSS-versio 13. Parametriset tiedot ilmaistaan ​​keskiarvoina ± keskihajonnat ja niitä verrataan yksisuuntaisella ANOVA:lla. Ei-parametrisia tietoja verrataan Kolmogorov-Smirnov-testillä. Erot tulosten välillä, jotka tuottavat p-arvot alle 0,05 (p<0,05), katsotaan tilastollisesti merkitseviksi.