Clinical Aspects of Pediatric Head Injury

Abstract

Traumatic head injury is one of the leading causes to severe morbidity and death among children. Specific and national management guidelines for pediatric head injuries are lacking in Sweden, and management routines are consequently based on adult guidelines or local guidelines. The objectives of this thesis were to investigate the current management of pediatric head injury in Sweden and to explore the possibility of introducing a brain injury marker, protein S100B, for optimizing pediatric head injury management.



Paper I, a survey in 51 Swedish hospitals, shows that the management routines vary from hospital to hospital, especially concerning criteria for computed tomography, admission, and discharge. The children are initially managed by general surgeons and pediatricians, although several other departments are involved after the admission of the child. Less than one third of the hospitals reported the use of a standardized observation scheme. The study concludes the urgent need for standardized and updated routines for pediatric head injury management. Paper II shows that children admitted to a neurosurgical unit after head injury do well. However, pediatric head injury management based solely on adult guidelines, loss of consciousness or amnesia is not reliable, since there is a non-negligible risk of missing a clinically relevant intracranial hematoma.



Before a serum marker can be properly evaluated in clinical trials, there is a need for knowing the reference levels of the marker. Capillary sampling in young children is sometimes easier and less painful and time consuming than venous sampling. In Paper III simultaneous capillary, venous and arterial samples were drawn and compared. The results show that analysis of capillary S100B is possible, but differ from venous concentrations by an average of 0.08 µg/L, while arterial and venous samples can be considered nearly equal. Hence, separate reference levels for capillary and venous S100B are required. Paper IV therefore investigates both capillary and venous reference values for S100B in 465 neurologically healthy children. Pediatric S100B reference levels are age-related and higher than those set for adults (venous S100B: 0.14 µg/L for 3-16 year old vs. 0.10 µg/L for adults), while capillary S100B for 3-16 year old is 0.40 µg/L. These reference levels should be used in the evaluation of future studies.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

En av de största orsakerna till svårt handikapp och död i västvärlden är traumatisk hjärnskada som uppstår till följd av våld mot huvudet. Utav vuxna och barn är det generellt sett barn som klarar sig bättre efter våld mot huvudet men det är ändå till stor del barn som söker akutmottagning p.g.a. skallskada. De flesta av barnen har en så kallad lätt skallskada (ca 90 %), medan resten har moderat till svår skallskada. Barnmisshandel, våld mot huvudet eller skakningar med hjärnskada som följd förekommer oftast bland de yngsta barnen (< 2 år) och dessa klarar sig oftast sämre än övriga barn.



För den primära handläggningen utgör de lätta skallskadorna också den största utfordringen; att skilja på dem med större risk att utveckla blödning i hjärnan och de utan risk. Detta bör göras utan att barnen utsätts för alltför många onödiga undersökningar, röntgenstrålning eller sjukhusinläggningar. I Sverige finns inga nationella riktlinjer för handläggning av lätta skallskador hos barn och handläggningen baseras oftast på lokala riktlinjer, vuxnas handläggningsriktlinjer och erfarenhet. De vuxna riktlinjerna baseras på den primära medvetandegrad patienten uppvisar vid ankomst till akutmottagningen, förekomst av kortvarig medvetslöshet eller minnesförlust (amnesi). Dessa symptom är speciellt svåra att värdera på yngre barn som ännu inte utvecklat sina språkfärdigheter. Datortomografi (DT) är liberalt rekommenderat på de med lätta skallskador men inte på de med s.k. minimala skallskador, d.v.s. de utan symptom.



DT är en utmärkt undersökningsmetod för att finna akuta blödningar i hjärnan, men stråldosen är hög. På senare tid har det diskuterats mycket kring DT:s risker att orsaka cancer. DT anses särskilt riskfyllt bland barn eftersom den effektiva dosen i relation till kroppsmassan är större; barn har även flera delande celler och flera levnadsår än vuxna. En del barn kan även behöva lugnande medicin eller sövning inför en DT undersökning, vilket bör undvikas såvida inte misstanken om blödning är stor.



För att ytterligare förbättra handläggningsrutinerna för de lättare skallskadade patienterna håller man nu på att införa ett blodprov för att mäta förekomst av ett protein kallat S100B. Det är en hjärnskademarkör som ökar i blodet vid hjärnskada. Vid avsaknad av detta protein förekommer ingen hjärnskada och risken att utveckla senare komplikationer eller blödningar är ytterst minimala. Forskningen kring S100B och barn med lätta skallskador har nyligen kommit igång och vissa studier har påvisat positiva resultat om att blodprovet även kan användas för att utesluta traumatisk hjärnskada på barn. Markören är inte det mest optimala proteinet men än så länge det bästa som finns på marknaden. Dock krävs ytterligare studier innan markören kan rekommenderas och introduceras i barnhandläggningen.



Denna avhandling försöker uppsummera basfakta, presentera forskning som är gjord inom skallskadehandläggningen, diskutera utfordringar inom handläggningen av barnskallskada, samt introducera andra möjliga metoder att optimera de nuvarande handläggningsrutinerna. Den första studien är en enkätundersökning bland 51 sjukhus och akutmottagningar i Sverige som handlägger barn med skallskada. Studien visar förekomsten av stor variation i handläggning av barn, särskilt vad gäller DT, skallröntgen och inläggningskriterier. Barnen handläggs oftast av allmänkirurgerna och till mindre del av barnläkarna. Det är de yngre läkarna (AT-läkare och ST-läkare) som mottar patienterna och barn som är i behov av fortsatt observation läggs oftast in på barnavdelningen eller kirurgiavdelningen, men även i vissa fall på intensivvårdsavdelningen. De flesta sjukhus saknar ett observationsschema specifikt för dessa barn och både frekvensen och längden på observationerna varierar. Från denna studie konkluderas att svenska sjukhus är i behov av handläggningsrutiner för lätta skallskador på barn.



Den andra studien är en journalstudie som undersöker symptom och kliniska faktorer på de barn som överflyttats till en neurointensivvårdsavdelning (NIVA) efter skallskada under åren 2002-2007. Varken kortvarig medvetslöshet eller minnesförlust förekom hos 23 % av de barn som blev inlagda på NIVA, och 6 barn som senare fick påvisat en hjärnblödning hade man enligt de vuxna riktlinjerna kunnat värdera som minimal skallskada vid första undersökningen; 4 av dessa 6 barn opererades för sin blödning i hjärnan. Därmed konkluderas att handläggningsriktlinjer som baseras enbart på vuxenriktlinjer inte är pålitliga att användas i bedömningen av barn med skallskada.



Den tredje studien förflyttar fokus till hjärnskademarkören S100B för att från ett mera laboratoriemässigt perspektiv utreda om protein S100B kan mätas i kapillärt och arteriellt blod, samt jämföra dessa med ett samtidigt taget venöst prov. Kapillärt prov har den fördelen att vara något smidigare att ta, det är mindre smärtsamt för barnet jämfört med ett venöst prov och är att föredra speciellt på yngre barn. Blodprov erhölls från vuxna med svår hjärnskada för att säkerställa förhöjda värden. Den kapillära S100B koncentrationen var i medel 0,08 µg/L högre än det venösa, medan den arteriella var närmast likställt med det venösa. Skattningsfelet vid försök att förutsäga och beräkna venöst S100B från kapillära prover var 0,06 µg/L vilket är rätt högt. Därmed konkluderas att kapillärt S100B prov inte kan likställas med venöst S100B och att det kräver bl.a. separata referensvärden.



Den sista och fjärde studien i avhandlingen ger referensvärden på både kapillärt och venöst S100B på barn utan hjärnskada. Referensvärdena är indelade i åldrarna 1, 2 och 3 år och äldre, eftersom nivåerna är något högre bland de allra yngsta barnen. Referensvärdena för 3-16 åringarna är 0,14 µg/L (venöst) och 0,40 µg/L (kapillärt).



Avhandlingen har visat på problemställningar inom handläggningen av barn med skallskador och har introducerat och försökt optimera användbarheten av hjärnmarkören S100B på barn. Kommande studier bör utvärdera den kliniska rollen och säkerheten av både venöst och kapillärt S100B inom barnskallskadehandläggningen i Skandinavien.

• author: Åstrand, Ramona
• supervisor: Bertil Romner; Johan Undén; Peter Reinstrup
• opponent: Professor Servadei, Franco, Department of Neurosurgery, University Hospital, Parma, Italy
• organization: Neurosurgery
• publishing date: 2011
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Neurology; Surgery
• keywords: Head injury, Traumatic brain injury, Children, Management, Radiology, Biochemical brain injury markers, protein S100B
• in: Lund University Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series
• volume: 2011:46
• pages: 62 pages
• defense location: Skånes Universitetssjukhus, Lund, Föreläsningssal 1
• defense date: 2011-05-12 09:15:00
• ISSN: 1652-8220
• ISBN: 978-91-86671-94-5
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: Errata Paper I: Survey of the management of children with minor head injuries in Sweden. Page 1, paragraph 1, line 18: “based on admission GCS score 9-14” should read “based on admission GCS score 14-15”
• id: dedc3513-e9b5-4e38-9c54-d1cd51cf897e (old id 1895424)
• date added to LUP: 2016-04-01 14:00:43
• date last changed: 2019-05-21 23:46:04