Биомеханика и нейропатология травмы головы у взрослых и детей

Цель исследования — изучить биомеханические особенности первичных повреждений головного мозга при ЧМТ с учетом возраста, которые определяют исходную тяжесть травмы и последующее прогрессирование повреждения, а также разработать стратегию снижения вариабельности исходов ЧМТ. Для этого до проведения клинических испытаний нейропротективного лечения предполагалось с помощью биомеханической реконструкции определять тип причинного механизма травмы. Методы включали описание биомеханики ЧМТ и патофизиологических механизмов с позиций нейрохирургии и биомеханической инженерии. Разработаны шкалы пороговых значений, при которых возникают повреждение черепа и травма мозга у младенцев, детей и взрослых. Критически рассмотрены диагностические предположения, не учитывающие биомеханические факторы. Обобщены методы ретроспективной реконструкции ЧМТ для профилактики травм. Механизмы ЧМТ зависят от возрастных различий механических свойств головы и шеи. Пороговые значения для перелома черепа связаны с увеличением толщины костей черепа и развитием черепных швов у младенцев и взрослых. Представлены пороговые значения переносимости травмы для трех возрастных групп применительно к сотрясению головного мозга, перелому черепа и трем степеням диффузного аксонального повреждения (ДАП). Масса мозга обратно связана с риском ЧМТ при угловых движениях головы, а локализацию повреждающих напряжений можно предсказать на основании центростремительной теории. Улучшение количественной диагностики типа и тяжести ЧМТ зависит прежде всего от возраста и биомеханического механизма травмы. Биомеханическую реконструкцию можно выполнить; она позволяет количественно стратифицировать тяжесть ЧМТ. В экспериментальных моделях ЧМТ у животных удалось предотвратить прогрессирование повреждения. У людей этого добиться не удалось, поскольку в моделях травму наносили под биомеханическим контролем, а у людей такой контроль отсутствовал. Клиническое сходство пациентов с ЧМТ не обязательно означает, что биомеханика травмы была одинаковой: к сходным повреждениям могут приводить разные механизмы. Для уточнения диагноза и снижения вариабельности исходов рекомендуется проводить детальную реконструкцию механизма травмы методом обратного инженерного анализа.