Диагностика и профилактика осложнений cпортивной черепно-мозговой травмы
- Авторы: Шевелев О.А.1,2, Смоленский А.В.3, Петрова М.В.1,2, Менгисту Э.М.1,2, Менгисту А.А.2, Вацик-Городецкая М.В.1,4, Ханахмедова У.Г.4, Менжуренкова Д.Н.1, Веснин С.Г.5, Горянин И.И.6,7
-
Учреждения:
- Российский университет дружбы народов
- Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии
- Университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма
- Городская клиническая больница имени В.В. Виноградова
- ООО Медицинская микроволновая радиометрия
- Школа информатики Эдинбургского университета
- Институт науки и технологий г. Окинавы
- Выпуск: Том 27, № 2 (2023): ЗАБОЛЕВАНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
- Страницы: 254-264
- Раздел: ТРАВМАТОЛОГИЯ
- URL: https://journals.rcsi.science/2313-0245/article/view/319721
- DOI: https://doi.org/10.22363/2313-0245-2023-27-2-254-264
- EDN: https://elibrary.ru/FTSUAC
- ID: 319721
Цитировать
Полный текст
Аннотация
На долю спортивных черепно-мозговых травм (ЧМТ) приходится до 20 % всех спортивных повреждений, а встречаемость первых возрастает ежегодно за счет прироста числа людей, занимающихся спортом, растущей популярности экстремальных и контактных видов спорта, а также высокого уровня мотивации на достижение рекордных результатов среди молодых спортсменов. Основная цель данного обзора - представить возможности применения методики микроволновой радиотермометрии и технологии краниоцеребральной гипотермии в контексте спортивной ЧМТ. В обзоре рассмотренна наиболее часто встречающаяся форма ЧМТ у спортсменов - легкая ЧМТ, которая в свою очередь может спровоцировать развитие очень широкого спектра осложнений и негативных последствий как в ближайшем, так и отсроченном периоде после полученной травмы. Рассмотрены основные недостатки программ по профилактике осложнений при лечении и реабилитации спортсменов после ЧМТ, которые недостаточно учитывают особенности механизмов развития самой травмы, ее значимые отличия от бытовых, дорожных или криминальных травм с повреждением головного мозга. Авторами описана актуальная проблематика отсутствия объективных методов инструментальной диагностики тяжести травмы. Детализована патофизиологическая составляющая, характерная для спортивных ЧМТ: периодичность повторения, повышение температуры тела и мозга пострадавшего, периферическое перераспределение кровотока и гипокапния, которые значимо влияют на мозговой кровоток. На основании проведенного анализа имеющейся отечественной и зарубежной научной литературы можно сделать вывод, что черепно-мозговая травма является независимой причиной развития церебральной гипертермии, которая существенно усугубляет последствия полученной травмы. Выводы. Авторами предложен новаторский способ использования метода микроволновой радиотермометрии в качестве диагностического инструмента спортивных ЧМТ. Кроме того, в обзоре выделяются основные рекомедации для профилактики осложнений с использованием технологии краниоцеребральной гипотермии, которая позволяет снизить общую физическую и церебральную гипертермию, а также способствует повышению устойчивости нейронов коры головного мозга к гипоксии и травме. Однако авторы считают, что описываемые подходы в спортивной медицине используются нецеленаправленно и связано это с недостаточной осведомленностью тренеров и врачей спортивных команд.
Ключевые слова
Об авторах
О. А. Шевелев
Российский университет дружбы народов; Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии
Email: drmengistu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6204-1110
SPIN-код: 9845-2960
Москва, Российская Федерация
А. В. Смоленский
Университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма
Email: drmengistu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5663-9936
SPIN-код: 4514-3020
Москва, Российская Федерация
М. В. Петрова
Российский университет дружбы народов; Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии
Email: drmengistu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4272-0957
SPIN-код: 9132-4190
Москва, Российская Федерация
Э. М. Менгисту
Российский университет дружбы народов; Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии
Автор, ответственный за переписку.
Email: drmengistu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6928-2320
SPIN-код: 1387-7508
Москва, Российская Федерация
А. А. Менгисту
Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии
Email: drmengistu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8999-6972
Москва, Российская Федерация
М. В. Вацик-Городецкая
Российский университет дружбы народов; Городская клиническая больница имени В.В. Виноградова
Email: drmengistu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6874-8213
SPIN-код: 5531-0698
Москва, Российская Федерация
У. Г. Ханахмедова
Городская клиническая больница имени В.В. Виноградова
Email: drmengistu@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-4893-2846
Москва, Российская Федерация
Д. Н. Менжуренкова
Российский университет дружбы народов
Email: drmengistu@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-7997-0079
Москва, Российская Федерация
С. Г. Веснин
ООО Медицинская микроволновая радиометрия
Email: drmengistu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4353-8962
Эдинбург, Великобритания
И. И. Горянин
Школа информатики Эдинбургского университета; Институт науки и технологий г. Окинавы
Email: drmengistu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8293-774X
Эдинбург, Великобритания; Окинава, Япония
Список литературы
- Theadom A, Mahon S, Hume P, Starkey N, Barker-Collo S, Jones K, Majdan M, Feigin VL. Incidence of Sports-Related Traumatic Brain Injury of All Severities: A Systematic Review. Neuroepidemiology. 2020;54(2):192-199. doi: 10.1159/000505424.
- Brazinova A, Rehorcikova V, Taylor MS, Buckova V, Majdan M, Psota M, Peeters W, Feigin V, Theadom A, Holkovic L, Synnot A. Epidemiology of Traumatic Brain Injury in Europe: A Living Systematic Review. J Neurotrauma. 2021;38(10):1411-1440. doi: 10.1089/neu.2015.4126.
- Potapov AA, Lichterman LB, Kravchuk AD, Okhlopkov VA, Aleksandrova EV, Filatova MM, Maryakhin AD, Latyshev YA. Mild traumatic brain injury: clinical recommendations. - Moscow: Association of Neurosurgeons of Russia, 2016. (In Russian).
- Clinical Guidelines. Concussion of the brain. Association of Neurosurgeons of Russia, Approved by the Ministry of Health of the Russian Federation, revision 2021. (In Russian).
- Ugryumov VM. Severe closed injury of the skull and brain. Leningrad: Medicine, 1974, 318 p. (In Russian).
- Sun YJ, Zhang ZY, Fan B, Li GY. Neuroprotection by Therapeutic Hypothermia. Front Neurosci. 2019;13:586. doi: 10.3389/fnins.2019.00586.
- Dietrich WD, Bramlett HM. Therapeutic hypothermia and targeted temperature management for traumatic brain injury: Experimental and clinical experience. Brain Circ. 2017;3(4):186-198. doi: 10.4103/bc.bc_28_17.
- Lee JH, Zhang J, Yu SP. Neuroprotective mechanisms and translational potential of therapeutic hypothermia in the treatment of ischemic stroke. Neural Regen Res. 2017;12(3):341-350. doi: 10.4103/1673-5374.202915.
- Vaity C, Al-Subaie N, Cecconi M. Cooling techniques for targeted temperature management post-cardiac arrest. Crit Care. 2015;19(1):103. Published 2015 Mar 16. doi: 10.1186/s13054-015-0804-1.
- Hine K, Hosono S, Kawabata K, Miyabayashi H, Kanno K, Shimizu M, Takahashi S. Nasopharynx is well-suited for core temperature measurement during hypothermia therapy. Pediatr Int. 2017;59(1):29-33. doi: 10.1111/ped.13046.
- Ibragimov N.K. Сraniocerebral hypothermia + nasopharyngeal cooling: effects on cerebral blood flow, intracranial pressure, cerebral perfusion pressure in patients with craniocerebral trauma. Central Asian Journal of Medicine. 2018;4:47-56. https://uzjournals.edu.uz/tma/vol2018/iss4/5.
- Gard A, Tegner Y, Bakhsheshi MF, Marklund N. Selective head-neck cooling after concussion shortens return-to-play in ice hockey players. Concussion. 2021;6(2): CNC90. doi: 10.2217/cnc-2021-0002.
- Shevelev OA, Saidov SK, Petrova MV, Chubarova MA, Usmanov ES. Craniocerebral hypothermia as a method of therapy of disorders of the temperature balance of the brain in patients in the postcomatous period. Physical and rehabilitation medicine, medical rehabilitation. 2020;2(1):11-19. doi: https://doi.org/10.17816/rehab20411. (In Russian).
- Mrozek S, Vardon F, Geeraerts T. Brain temperature: physiology and pathophysiology after brain injury. Anesthesiol Res Pract. 2012;2012:989487. doi: 10.1155/2012/989487.
- Guatteo E, Chung KK, Bowala TK, Bernardi G, Mercuri NB, Lipski J. Temperature sensitivity of dopaminergic neurons of the substantia nigra pars compacta: involvement of transient receptor potential channels. J Neurophysiol. 2005;94(5):3069-3080. doi: 10.1152/jn.00066.2005.
- Fohlmeister JF, Cohen ED, Newman EA. Mechanisms and distribution of ion channels in retinal ganglion cells: using temperature as an independent variable. J Neurophysiol. 2010;103(3):1357-1374. doi: 10.1152/jn.00123.2009.
- Yu Y, Hill AP, McCormick DA. Warm body temperature facilitates energy efficient cortical action potentials. PLoS Comput Biol. 2012;8(4): e1002456. doi: 10.1371/journal.pcbi.1002456.
- Craig AD, Chen K, Bandy D, Reiman EM. Thermosensory activation of insular cortex. Nat Neurosci. 2000;3(2):184-190. doi: 10.1038/72131.
- Kiyatkin EA. Brain temperature homeostasis: physiological fluctuations and pathological shifts. Front Biosci (Landmark Ed). 2010;15(1):73-92. doi: 10.2741/3608.
- Nybo L. Brain temperature and exercise performance. Exp Physiol. 2012;97(3):333-339. doi: 10.1113/expphysiol.2011.062273.
- Hayward JN, Baker MA. Role of cerebral arterial blood in the regulation of brain temperature in the monkey. Am J Physiol. 1968;215(2):389-403. doi: 10.1152/ajplegacy.1968.215.2.389.
- Cabanac M, Brinnel H. Blood flow in the emissary veins of the human head during hyperthermia. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1985;54(2):172-176. doi: 10.1007/BF02335925.
- Janssen FE, Van Leeuwen GM, Van Steenhoven AA. Modelling of temperature and perfusion during scalp cooling. Phys Med Biol. 2005;50(17):4065-4073. doi: 10.1088/0031-9155/50/17/010.
- Weiwu Ma, Wenxin Liu, Min Li. Analytical heat transfer model for targeted brain hypothermia. International Journal of Thermal Sciences. 2016;100:66-74. doi: 10.1016/j.ijthermalsci.2015.09.014.
- Uyğun M, Küçüka MS, Çolpan CÖ. “3B modeling and temperature distribution of human brain”. 2016. 20th National Biomedical Engineering Meeting (BIYOMUT). Izmir, Turkey. 2016. pp. 1-4. doi: 10.1109/BIYOMUT.2016.7849378.
- Vesnin SG, Sedankin MK. Development of a series of antenna applicators for non-invasive measurement of the temperature of human body tissues in various pathologies. Bulletin of the Bauman Moscow State Technical University. 2012; 43-61. (In Russian).
- Polyakov MV, Khoperskov AV. Mathematical modeling of the spatial distribution of the radiation field in biological tissue: determination of the brightness temperature for diagnostics, Vestn. Volgogr. state University. Ser. 1, Mat. Phys.. 2016; 5(36): 73-84. doi.org/10.15688/jvolsu1.2016.5.7. (In Russian).
- Maloney SK, Mitchell D, Mitchell G, Fuller A. Absence of selective brain cooling in unrestrained baboons exposed to heat. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2007;292(5): R2059-R2067. doi: 10.1152/ajpregu.00809.2006.
- Shevelev OA, Butrov AV, Cheboksary DV, Khodorovich NA, Lapaev NN, Pokatilova NS. Pathogenetic role of cerebral hyperthermia in brain lesions. Clinical medicine. 2017;(95)4:302-309. (In Russian).
- Sharma HS. Hyperthermia induced brain oedema: current status and future perspectives. Indian J Med Res. 2006;123(5):629-652.
- Bain AR, Morrison SA, Ainslie PN. Cerebral oxygenation and hyperthermia. Front Physiol. 2014;5:92. doi: 10.3389/fphys.2014.00092.
- Nybo L, Nielsen B. Middle cerebral artery blood velocity is reduced with hyperthermia during prolonged exercise in humans. J Physiol. 2001;534(Pt 1):279-286. doi: 10.1111/j.1469-7793.2001.t01-1-00279.x.
- Campos F, Pérez-Mato M, Agulla J, Blanco M, Barral D, Almeida A, Brea D, Waeber C, Castillo J, Ramos-Cabrer P. Glutamate excitoxicity is the key molecular mechanism which is influenced by body temperature during the acute phase of brain stroke. PLoS One. 2012;7(8): e44191. doi: 10.1371/journal.pone.0044191.
- Konov AV, Shevelev OA, Smolensky AV, Belichenko OI, Tarasov AV, Khusyainov ZM, Garakyan AI. The use of local therapeutic craniocerebral hypothermia for the prevention of complications of mild traumatic brain injury in sports. Therapist. 2015;11:21-28. (In Russian).
- Smolensky AV, Shevelev OA. Approaches to the prevention of mild traumatic brain injuries in basketball/ Collection of articles based on the materials of the III International Scientific and Practical Conference “Integration processes of Science and practice”. Moscow, November 25, 2020. (In Russian).
- Shevelev OA, Smolensky AV, Tarasov AV, Miroshnikov AB, Khusyainov ZM, Garakyan AI. Temperature balance of the cerebral cortex in athletes boxers during training and competitions. Sports and pedagogical education. 2020;4:59-66. (In Russian).
- Smolensky AV, Shevelev OA, Tarasov AV, Miroshnikov AB, Kuzovleva EV, Khusyainov ZM. Optimization of post-exercise recovery and approaches to the prevention of complications of mild traumatic brain injury in boxing. Almanac Sport. 2020:32-34. (In Russian).
- Smolensky AV, Shevelev OA, Tarasov AV, Miroshnikov AB, Kuzovleva EV. Optimization of post-loading recovery in boxing. Theory and methodology of impact sports of martial arts / Collection of articles based on the materials of the “All-Russian Scientific and Practical Conference with international participation”; Moscow. 2021:100-105. (In Russian).
- Shevelev OA, Grechko AV, Petrova MV. Therapeutic hypothermia. Monograph. Moscow: RUDN. 2020. 272 p. (In Russian).
- Jackson TC, Kochanek PM. A New Vision for Therapeutic Hypothermia in the Era of Targeted Temperature Management: A Speculative Synthesis. Ther Hypothermia Temp Manag. 2019;9(1):13-47. doi: 10.1089/ther.2019.0001.
Дополнительные файлы
