Post-traumatic epilepsy as a consequence of gunshot penetrating head injury with intracranial metallic foreign body: epidemiology, prevention, and treatment algorithms

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: The growing number of armed conflicts worldwide is leading to an increase in patients with combat-related traumatic brain injury, including those with intracranial metallic foreign bodies. Acute symptomatic post-traumatic epileptic seizures constitute a cause of secondary brain injury, whereas post-traumatic epilepsy may become the only disabling and quality-of-life-limiting consequence of head trauma, requiring prolonged antiseizure therapy.

AIM: This work aimed to investigate epidemiological features, diagnostic characteristics of epileptic seizures, and post-traumatic epilepsy in military personnel with intracranial metallic foreign bodies, and to evaluate algorithms for preventive antiseizure medication and treatment of post-traumatic epilepsy.

METHODS: A prospective study included 93 military personnel who sustained a gunshot penetrating head injury with an intracranial metallic foreign body. Patients were divided into two groups: group 1 (n = 63) with intracranial metallic foreign body retained; group 2 (n = 30) with intracranial metallic foreign body surgically removed within 4 months post-injury. To assess different approaches to preventive antiseizure therapy, both groups were subdivided into two subgroups: patients receiving prophylactic antiseizure medications (1a and 2a); patients without prophylactic antiseizure treatment (1b and 2b).

RESULTS: Post-traumatic epilepsy was diagnosed in 18 of 93 patients (19.4%). In group 1, a total of 13 patients (20.6%) developed epilepsy: 8 of 27 (29.6%) in subgroup 1a and 5 of 36 (13.9%) in subgroup 1b. In group 2, epilepsy occurred in 5 patients (16.7%): 4 of 16 (25%) in subgroup 2a and 1 of 14 (7.1%) in subgroup 2b. Among group 1 patients with post-traumatic epilepsy (n = 13), epileptiform activity on electroencephalogram was detected in 7 patients (53.8%), and paroxysmal slow-wave activity in 3 patients (23.1%). In subgroups, epileptiform activity was detected in 6 patients (22.2%) and paroxysmal slow-wave activity in 5 patients (18.5%) in 1a; and in 5 patients (13.9%) and 4 patients (11.1%) in 1b, respectively. Among subgroup 2a patients, epileptiform activity or paroxysmal slow-wave activity were detected in 8 of 16 patients (50%), with 4 patients demonstrating either pattern. In subgroup 2b, 13 of 14 patients demonstrated no epileptiform or paroxysmal slow-wave activity on electroencephalogram.

CONCLUSION: An intracranial metallic foreign body is a significant risk factor for post-traumatic epilepsy. The use of antiseizure medications for prophylaxis of epileptic seizures in this group of military personnel is not recommended. Paroxysmal slow-wave activity on electroencephalogram serves as a predictor of post-traumatic epilepsy and may guide preventive and therapeutic decision-making algorithms.

About the authors

Sergey N. Bazilevich

Military Medical Academy

Author for correspondence.
Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0002-4248-9321
SPIN-code: 9785-0471

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Saint Petersburg

Igor V. Litvinenko

Military Medical Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0001-8988-3011
SPIN-code: 6112-2792

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Nikolay V. Tsygan

Military Medical Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0002-5881-2242
SPIN-code: 1006-2845

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Miroslav M. Odinak

Military Medical Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0002-7314-7711
SPIN-code: 1155-9732

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

Russian Federation, Saint Petersburg

Mikhail Y. Prokudin

Medical Military Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0003-1545-8877
SPIN-code: 4021-4432

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Lauren CF Epidemiology of posttraumatic epilepsy: a critical review. Epilepsia. 2003;44(s10):11–17. doi: 10.1046/j.1528–1157.44.s10.4.x
  2. Carney N, Totten AM, O’Reilly C, et al. Guidelines for the Management of Severe Traumatic Brain Injury, Fourth Edition. Neurosurgery. 2017;80(1):6–15. doi: 10.1227/NEU.0000000000001432
  3. Odinak MM, Kornilov NV, Gritsanov AI, et al. Neuropathology of contusion-commotion injuries of world and war times. Gritsanov AI, ed. Saint Petersburg: MORSAR AV; 2000. 432 p. (In Russ.)
  4. Samokhvalov IM, ed. Military field surgery. National guidelines. 2nd ed., rev. and extra. Mоscоw: GEOTAR-Media Publ.; 2024. 1056 p. (In Russ.)
  5. Trishkin DV, Kryukov EV, Chuprina AP, et al. Methodological recommendations for the treatment of combat surgical injury. Moscow: Ministry of Defense of the Russian Federation Main Military Medical Department; 2022. 373 p. (In Russ.)
  6. Bazilevich SN, Litvinenko IV, Odinak MM, Tsygan NV. Epileptic seizures after the combat traumatic brain injury. The role and place of antiepileptic therapy. Russian Military Medical Academy Reports. 2024;43(4):377–392. doi: 10.17816/rmmar636870 EDN: VQDGPM
  7. Guseva EI, Konovalova AN Skvortsova VI, ed. Neurology: National guidelines. Moscow: GEOTAR-Media; 2018. 1064 p. (In Russ.)
  8. Tompson K, Pohlmann-Eden B, Campbell LA, Abel H. Pharmacological treatments for preventing epilepsy following traumatic head injury. Cochrane Database Syst Rev. 2015;2015(8):CD009900. doi: 10.1002/14651858.CD009900.pub2
  9. Odinak MM, ed. Military neurology: textbook. Saint Petersburg: VMedA; 2004. 356 p. (In Russ.)
  10. Lowenstein D. Epilepsy after head injury: An overview. Epilepsia. 2009:50 Suppl 2:4–9. doi: 10.1111/j.1528-1167.2008.02004.x

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. CT scan of the head; (a) — extensive hypodense area in the right temporal and occipital lobes, foreign body of metallic density in the right occipital lobe; (b) — foreign body of metallic density (8.9 × 7.1 mm) in the right occipital lobe.

Download (107KB)
3. Fig. 2. Patient B. EEG monitoring during wakefulness and sleep — no signs of focal, paroxysmal, or epileptiform activity at rest or during functional tests.

Download (380KB)
4. Fig. 3. Patient A. CT scan of the head; (a) — on the axial section, a perforated fracture of the frontal bone on the left, with a blind diametrical ricochet wound from left to right; (b) — on the coronal section, the wound channel passes through the frontal lobes, with a foreign body of metallic density in the right frontal lobe; (c) — on the axial section, a foreign body of metallic density (5 mm) in the cortical section of the right frontal lobe.

Download (168KB)
5. Fig. 4. Patient A. EEG monitoring during wakefulness and sleep — no signs of focal, paroxysmal, or epileptiform activity at rest or during functional tests.

Download (404KB)
6. Fig. 5. Patient A. EEG — transient regional slowing to delta-range waves with an amplitude of 94–236 μV is recorded in the frontal region of the left hemisphere at rest and during functional tests; (a, b) — photos of different sections of the EEG.

Download (319KB)
7. Fig. 6. Patient B. EEG monitoring — in a state of passive wakefulness, isolated and grouped theta and delta waves with an amplitude of 79–138 μV are recorded in the frontal-temporal region of the left hemisphere.

Download (416KB)
8. Fig. 7. Patient B. EEG monitoring — during sleep recording, regional epileptiform activity is registered in the frontal-temporal region of the left hemisphere in the form of "sharp-slow" wave complexes with an amplitude of 69–106 μV.

Download (384KB)

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

License URL: https://eco-vector.com/for_authors.php#07

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».