Objective: The aim of this study was to estimate the prognostic value of magnetic resonance imaging (MRI) classification of traumatic brain lesion localization and levels in patients with a brain injury of various severity in a few days to three weeks after the injury.
Material and methods: The cohort of 278 patients with traumatic brain injury (TBI) of various severity aged 8-74 y.o. (average -31.4±13.8, median - 29 (21.3; 37.0) was included in the analysis. The severity of TBI at admission varied from 3 to 15 Glasgow coma scores (GCS) (average - 8±4, median - 7 (5; 12). The main indications and conditions for MRI were: inconsistency between computed tomography (CT) data and neurological status, the necessity to clarify the location and type of brain damage, the absence of metal implants, the stabilization of the patient's vital functions, etc. MRI was performed during the first three weeks after the injury using T1, T2, T2-FLAIR, DWI, T2*GRE, SWAN sequences. The damage to the brain was classified according to 8 grades depending on the lesion levels (cortical-subcortical level, corpus callosum, basal ganglia and/or thalamus, and/or internal, and/or external capsules, uni- or bilateral brain stem injury at a different level). Outcomes were assessed by the Glasgow outcome scale (GOS) 6 months after injury.
Results: The significant correlations were found for the entire cohort between MRI grading and TBI severity (by GCS) and outcome (by GOS) of the injury (R=-0.66; p<0.0001; R=-0.69; p<0.0001, respectively). A high accuracy (77%), sensitivity (77%) and specificity (76%) of the proposed MRI classification in predicting injury outcomes (AUC=0.85) were confirmed using the logistic regression and ROC analysis. The assessment of MRI-classification prognostic value in subgroups of patients examined during the first, second, and third weeks after injury showed significant correlations between the GCS and the GOS as well as between MRI-grading and GCS, and GOS in all three subgroups. In the subgroup of patients examined during the first 14 days after the injury, the correlation coefficients were higher compared with those obtained in a subgroup examined 15-21 days after the injury. The highest correlations between MRI grading, TBI severity, and the outcome were found in the subgroup of patients who underwent MRI in the first three days after the injury (n=58).
Conclusion: The proposed MRI classification of traumatic brain lesion levels and localization based on the use of different MR sequences reliably correlated with the clinical estimate of TBI severity by GCS and the outcomes by GOS in patients examined during the first three weeks after injury. The strongest correlation was observed for patients examined during the first three days after the injury.
Цель исследования - оценить прогностическую значимость магнитно-резонансно-томографической (МРТ) классификации локализации и уровней повреждения головного мозга при обследовании пациентов с травмой мозга разной степени тяжести в сроки от нескольких дней до 3 нед после травмы. Материал и методы. В анализ включены 278 пациентов с черепно-мозговой травмой (ЧМТ) разной степени тяжести в возрасте от 8 до 74 лет (средний возраст - 31,4±13,8 года, медиана - 29 (21,3; 37,0 года). Тяжесть состояния пациентов при поступлении варьировала от 3 до 15 баллов по шкале комы Глазго (ШКГ) и составляла в среднем 8±4 балла, медиана - 7 (5; 12) баллов. Основными показаниями для МРТ-исследования были несоответствие данных компьютерной томографии и неврологической картины, необходимость уточнения локализации и вида повреждения мозга при условии стабильности витальных функций, отсутствия металлических имплантатов и других противопоказаний. МРТ-исследования проводили в течение первых 3 нед после травмы с использованием Т1, Т2, T2-FLAIR, ДВИ, T2*GRE, SWAN последовательностей. Повреждения мозга классифицировали по 8 градациям (кортикально-субкортикальный уровень, мозолистое тело, подкорковые структуры, включающие базальные ганглии, таламусы, внутреннюю и наружную капсулы, ствол мозга с одной или двух сторон на разных уровнях). Исходы оценивали по шкале исходов Глазго (ШИГ) через 6 мес после травмы. Результаты. Для всей обследованной группы выявлены достоверные корреляции (R=–0,66; p<0,0001; R=–0,69; p<0,0001 соответственно) между предложенной МРТ-градацией уровня поражения мозга, тяжестью состояния пострадавших по ШКГ и исходами ЧМТ по ШКГ. С помощью методов логистической регрессии и ROC-анализа подтверждена высокая точность (77%), чувствительность (77%) и специфичность (76%) предложенной МРТ-классификации в прогнозировании исходов травмы (AUC=0,85). Анализ прогностической значимости МРТ-классификации в подгруппах пациентов, обследованных в течение 1, 2 и 3-й недели после травмы показал достоверные корреляции между ШКГ, ШИГ и МРТ-градацией во всех трех подгруппах. В группе пациентов, обследованных в первые 14 дней после травмы, коэффициенты корреляции были выше по сравнению с аналогичными показателями в подгруппе пациентов, обследованных на 15-21-е сутки после травмы. Наиболее высокие коэффициенты корреляции между МРТ-градацией, тяжестью состояния и исходами травмы были определены в подгруппе пациентов, обследованных в первые 3 дня после ЧМТ (n=58). Выводы. Предложенная МРТ-классификация уровней и локализации травматического повреждения мозга, основанная на данных, полученных при использовании разных МР-последовательностей, достоверно коррелировала с клинической оценкой тяжести состояния по ШКГ и исходами по ШИГ при обследовании пациентов в первые 3 нед после травмы. Наиболее сильную корреляцию между этими параметрами наблюдали у пациентов, обследованных в первые 3 дня после травмы.
Keywords: classification; magnetic resonance imaging; traumatic brain injury.