Clinical and instrumental characteristics of mild traumatic brain injury and acubarotrauma due to the impact of an explosive shock wave

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Traumatic brain injuries are widespread and need to be studied, having a serious impact on health and the economy. Every year, about 69 million people experience traumatic brain injuries, including road accidents and military conflicts. A number of studies show that up to 20% of veterans who have returned from Iraq and Afghanistan, got a mild head injury. 83% of those hospitalized between 2001 and 2018 had a mild traumatic brain injuries. Pathophysiological processes in traumatic brain injuries include axon loss and demyelination, which disrupts the functioning of neural networks and manifests itself in the form of instability, cognitive decline, and mental changes. The causes of instability can be associated with damage to the vestibular apparatus, conducting pathways and connections of the cerebellum and cortical analyzers, which can be detected by modern neuroimaging methods. Stabilometry using a power platform is a promising diagnostic method for light therapy. traumatic brain injuries, which allows you to study the equilibrium function.

AIM: to determine the clinical and instrumental characteristics of mild traumatic brain injury and acubarotrauma due to the impact of a shock blast wave separately and in combination.

MATERIALS AND METHODS: 66 patients were selected (n = 66) aged 18 to 56 years (38.28 ± 9.98 years) who were exposed to a shock wave. Of these, 28 (42.4%) patients with mild traumatic brain injury (group 1), 21 (31.8%) patients with isolated acubarotrauma (group 2), with a combination of mild traumatic brain injury and acubarotrauma in 17 (25.8%) patients (group 3). Age, presence of chronic diseases, neurological status, neuropsychological examination, stabilometric examination, computed tomography and magnetic resonance imaging of the brain were evaluated. The table editor (MS Excel 2019) was used for statistical data processing and the program for medical and biological research (STATISTICA 12).

RESULTS: the diagnosis of mild traumatic brain injury and acubarotrauma was established based on clinical recommendations. In the neurological status of all patients in groups 1 and 3, scattered organic symptoms were detected. In group 2, patients had a few isolated unstable neurological signs. According to neuropsychological testing, there was a deterioration in the results in group 3 compared to the group 1 and 2 (p < 0.05). A stabilometric study showed that in group 3 significantly worse indicators of the speed of the general center of pressure, the area of the statokinesiogram with both open and closed eyes were noted compared to the other groups (p < 0.05). According to the data of magnetic resonance imaging of the brain, including using SWI/SWAN sequences, diffuse micro-hemorrhages in the brain substance were not detected in the study groups.

CONCLUSION: the main characteristics of mild traumatic brain injury in combination with acubarotrauma include pronounced postural instability, deterioration of stabilometric parameters and cognitive functions.

About the authors

Vasiliy O. Nikishin

Military medical academy

Author for correspondence.
Email: vo1009@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0009-1239-9796
SPIN-code: 9295-5923
Scopus Author ID: 57202361039
ResearcherId: JFK-5264-2023

MD

Russian Federation, Saint Petersburg

Igor' V. Litvinenko

Military Medical Academy

Email: litvinenkoiv@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-8988-3011
SPIN-code: 6112-2792
Scopus Author ID: 35734354000
ResearcherId: F-9120-2013

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Nikolay V. Tsygan

Military medical academy

Email: 1860n@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5881-2242
SPIN-code: 1006-2845
Scopus Author ID: 37066611200
ResearcherId: H-9132-2016

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Miroslav M. Odinak

Military Medical Academy

Email: odinak@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-7314-7711
SPIN-code: 1155-9732
Scopus Author ID: 7003327776
ResearcherId: I-6024-2016

Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Konstantin M. Naumov

Military Medical Academy

Email: naumov_k@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-7039-2423
SPIN-code: 3996-2007
Scopus Author ID: 8390739200
ResearcherId: I-8567-2016

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Sergey Yu. Golokhvastov

Military Medical Academy

Email: golokhvastov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5316-4832
SPIN-code: 2515-2435
Scopus Author ID: 35795190600
ResearcherId: J-4237-2016

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Saint Petersburg

Aleksander F. Ivolgin

National Medical Research Center for High Medical Technologies — A.A. Vishnevsky Central Military Clinical Hospital, Ministry of Defense

Email: aivolgin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8849-680X
SPIN-code: 3853-0450
Scopus Author ID: 57211353929

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Tatiana T. Zhirnova

1602 military clinical hospital

Email: zhirnova.t.t@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-0604-3953

MD

Russian Federation, Rostov-on-Don

References

  1. Sabirov DM, Rosstalnaya AL, Makhmudov MA. Epidemiological features of traumatic brain injury. Bulletin of Emergency Medicine. 2019;12(2):61–66 (In Russ.) EDN: SBLVSI
  2. Nikishin VO, Litvinenko IV, Naumov KM. Features of blast-induced traumatic brain injury. Russian Military Medical Academy Reports. 2023;42(4):451–458. (In Russ.) EDN: ZLUUQK doi: 10.17816/rmmar61115
  3. Rusnak M. Traumatic brain injury: giving voice to a silent epidemic. Nat Rev Neurol. 2013;9:186–187. doi: 10.1038/nrneurol.2013.38
  4. Rubiano AM, Carney N, Chesnut R, Puyana JC. Global neurotrauma research challenges and opportunities. Nature. 2015;527: 193–S197. doi: 10.1038/nature16035
  5. Khan A, Prince M, Brayne C, Prina AM. Lifetime prevalence and factors associated with head injury among older people in low and middle income countries: a 10/66 study. PLoS One. 2015;10: e0132229. doi: 10.1371/journal.pone.0132229
  6. Dewan MC, Rattani A, Gupta S, et al. Estimating the global incidence of traumatic brain injury. Journal of neurosurgery. 2018;130(4):1080–1097. doi: 10.3171/2017.10.JNS17352
  7. Dengler BA, Agimi Y, Stout K, et al. Epidemiology, patterns of care and outcomes of traumatic brain injury in deployed military settings: Implications for future military operations. J Trauma Acute Care Surg. 2022;93(2):220–228. doi: 10.1097/TA.0000000000003497
  8. Exline JE. Targeting the Subacute Progression of Hippocampal Cellular Senescence Following Repetitive Mild Traumatic Brain Injury: [doctoral dissertation]. Loyola: University Chicago; 2023.
  9. Kobeissy FH, ed. Brain Neurotrauma: Molecular, Neuropsychological, and Rehabilitation Aspects. Boca Raton (FL): CRC Press/Taylor & Francis; 2015.
  10. Litvinenko IV, Naumov KM, Lobzin VYu, et al. Traumatic brain injury as risk factor of Alzheimer’s disease and possibilities of pathogenetic therapy. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2024;124(1): 45–54. (In Russ.) EDN: FJEDCR doi: 10.17116/jnevro202412401145
  11. Posis AIB, Alcaraz JE, Parada H Jr, et al. Association Between Traumatic Brain Injury and Cognitive Decline Among Middle-to-Older Aged Men in the Vietnam Era Twin Study of Aging. Neurotrauma Reports. 2024;5(1):563–573. doi: 10.1089/neur.2024.003
  12. Lennon MJ, Brooker H, Creese B, et al. Lifetime traumatic brain injury and cognitive domain deficits in late life: the PROTECT-TBI cohort study. J Neurotrauma. 2023;40(13–14):1423–1435. doi: 10.1089/neu.2022.0360
  13. Chapman JC, Diaz-Arrastia R. Military traumatic brain injury: a review. Alzheimers Dement. 2014;10(3 Suppl):97–104. doi: 10.1016/j.jalz.2014.04.012
  14. Kim E, Seo HG, Lee HH, et al. Altered white matter integrity after mild to moderate traumatic brain injury. J Clin Med. 2019;8(9):1318. doi: 10.3390/jcm8091318
  15. Hadi Z, Mahmud M, Seemungal B. Brain mechanisms explaining postural imbalance in traumatic brain injury: a systematic review. Brain Connectivity. 2024;14(3):144–177. doi: 10.1089/brain.2023.00
  16. Hageman G, Hof J, Nihom J. Susceptibility-Weighted MRI and Microbleeds in Mild Traumatic Brain Injury: Prediction of Posttraumatic Complaints? Eur Neurol. 2022;85(3):177–185. doi: 10.1159/000521389
  17. Skvortsov DV. Stabilometric study. M.: Maska; 2010. (In Russ.) EDN: QKTHYN
  18. Campbell KR, King LA, Parrington L, et al. Central sensorimotor integration assessment reveals deficits in standing balance control in people with chronic mild traumatic brain injury. Front Neurol. 2022;13:897454. doi: 10.3389/fneur.2022.897454
  19. Michaylenko AA, Odinak MM, Litvinenko IV, et al. Neurological symptoms in acute period of brain concussion. Neurological Journal. 2015;20(3):29–36. (In Russ.) EDN: UDRMUH
  20. Clinical recommendations from 13.05.2022 г. “Ochagovaya travma golovnogo mozga” Available from: https://cr.minzdrav.gov.ru/schema/732_1 (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. SKG of a patient with mild traumatic brain injury and acubarotrauma with open (area 881.33 mm2, COP speed 15.07 mm/s) and closed (area 3328.56 mm2, COP speed 25.4 mm/s) eyes

Download (188KB)
3. Fig. 2. SKG of a patient with isolated mild traumatic brain injury (without acubarotrauma) with open (area 197.04 mm2, COP speed 13.14 mm/s) and closed (area 615.89 mm2, COP speed 21.71 mm/s) eyes

Download (173KB)
4. Fig. 3. Significantly significant differences in the area of the statokinesiogram between all study groups and the control group (p < 0.05) with open (OE) and closed (CE) eyes

Download (107KB)
5. Fig. 4. MRI of the brain in SWI/SWAN mode of a patient with mild brain injury. A type 2 contusion lesion in the parietal lobe on the right is marked in red. No diffuse microbleeds were detected

Download (72KB)
6. Fig. 5. MRI of the brain in SWI/SWAN mode of a patient with a concussion. No diffuse microbleeds were detected

Download (92KB)

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».