Brain injury is a multifaceted condition arising from nonspecific damage to nervous tissue. The resulting cognitive developmental impairments reverberate through patients' lives, affecting their families, and even the broader economic landscape. The significance of early brain injury detection lies in its potential to stave off severe consequences and enhance the effectiveness of tailored therapeutic interventions. While established methods like neuroimaging and neurophysiology serve as valuable diagnostic tools, their demanding nature restricts their accessibility, particularly in scenarios such as small hospitals, nocturnal or weekend shifts, and cases involving unstable patients. Hence, there is a pressing need for more accessible and efficient diagnostic avenues. Among the spectrum of brain injuries, hypoxic-ischemic encephalopathy stands out as a predominant affliction in the pediatric population. Diagnosing brain injuries in newborns presents challenges due to the subjective nature of assessments like Apgar scores and the inherent uncertainty in neurological examinations. In this context, methods like magnetic resonance and ultrasound hold recommendations for more accurate diagnosis. Recognizing the potential of serum biomarkers derived from blood samples, this paper underscores their promise as a more expedient and resource-efficient means of assessing brain injuries. The review compiles current insights into serum biomarkers, drawing from experiments conducted on animal models as well as human brain pathologies. The authors aim to elucidate specific characteristics, temporal profiles, and the available corpus of experimental and clinical data for serum biomarkers specific to brain injuries. These include neuron-specific enolase (NSE), ubiquitin carboxy-terminal hydrolase L1 (UCH-L1), S100 calcium-binding protein beta (S100B), glial fibrillary acidic protein (GFAP), and high-mobility-group-protein-box-1 (HMGB1). This comprehensive endeavor contributes to advancing the understanding of brain injury diagnostics and potential avenues for therapeutic intervention.
- MeSH
- Biomarkers MeSH
- Child MeSH
- Humans MeSH
- Hypoxia-Ischemia, Brain * diagnostic imaging MeSH
- Infant, Newborn MeSH
- Brain Injuries * MeSH
- Ubiquitin Thiolesterase MeSH
- Check Tag
- Child MeSH
- Humans MeSH
- Infant, Newborn MeSH
- Publication type
- Journal Article MeSH
- Review MeSH
Perinatal hypoxic-ischemic insult (HII) is one of the main devastating causes of morbidity and mortality in newborns. HII induces brain injury which evolves to neurological sequelae later in life. Hypothermia is the only therapeutic approach available capable of diminishing brain impairment after HII. Finding a novel therapeutic method to reduce the severity of brain injury and its consequences is critical in neonatology. The present paper aimed to evaluate the effect of sulforaphane (SFN) pre-treatment on glucose metabolism, neurodegeneration, and functional outcome at the acute, sub-acute, and sub-chronic time intervals in the experimental model of perinatal hypoxic-ischemic insult in rats. To estimate the effect of SFN on brain glucose uptake we have performed 18F-deoxyglucose (FDG) microCT/PET. The activity of FDG was determined in the hippocampus and sensorimotor cortex. Neurodegeneration was assessed by histological analysis of Nissl-stained brain sections. To investigate functional outcomes a battery of behavioral tests was employed. We have shown that although SFN possesses a protective effect on glucose uptake in the ischemic hippocampus 24 h and 1 week after HII, no effect has been observed in the motor cortex. We have further shown that the ischemic hippocampal formation tends to be thinner in HIE and SFN treatment tends to reverse this pattern. We have observed subtle chronic movement deficit after HII detected by ladder rung walking test with no protective effect of SFN. SFN should be thus considered as a potent neuroprotective drug with the capability to interfere with pathophysiological processes triggered by perinatal hypoxic-ischemic insult.
- MeSH
- Fluorodeoxyglucose F18 therapeutic use MeSH
- Glucose MeSH
- Hypoxia complications MeSH
- Isothiocyanates MeSH
- Rats MeSH
- Brain diagnostic imaging pathology MeSH
- Hypoxia-Ischemia, Brain * diagnostic imaging drug therapy MeSH
- Animals, Newborn MeSH
- Brain Injuries * MeSH
- Sulfoxides MeSH
- Animals MeSH
- Check Tag
- Rats MeSH
- Animals MeSH
- Publication type
- Journal Article MeSH
Cíle: 1. Zhodnotit a klasifikovat nálezy na MR mozku novorozenců s hypoxicko-ischemickou encefalopatií, kteří podstoupili hypotermii, podle dostupných MR skórovacích systémů. 2. Stanovit, který ze skórovacích systémů nejlépe předpovídá úmrtí nebo těžké postižení u těchto dětí ve věku 18 měsíců. Metodika: Soubor tvořilo 32 donošených novorozenců, u kterých bylo zhotoveno MR vyšetření mozku s využitím standardních sekvencí (T1, T2, T1 TIRR, DWI a ADC). Nálezy na mozku byly klasifikovány podle pěti různých MR skórovacích systémů (autorů Barkovich et al, Jyoti et al. Rutherfordová et al, Shankaran et al, Rollinsová et al.) nalezených v elektronické databázi PubMed (Public/Publisher MEDLINE). Neurologický vývoj dětí byl zhodnocen podle klasifikace České neonatologické společnosti pro sledování pozdní morbidity novorozenců ve věku 18 měsíců. Statisticky byla stanovena míra shody jednotlivých skórovacích systémů s neurologickým nálezem v 18 měsících. Výsledky: Patologický nález na MR mozku byl celkově přítomen v 78,1%, dominantním nálezem bylo poškození hlubokých struktur šedé hmoty mozkové (thalamů v 56,2 %, bazálních ganglií ve 40,6 %) a kortikální a subkortikální leze (43,8 %). Vzájemné korelace mezi MR skórovacími systémy a neurologickým vývojem byly ve všech případech statisticky významné, nejsilnější vztah byl mezi skórovacím systémem Jyotiho etal. (p< 0,0001). Závěr: MR mozku zhotovené po ukončení léčebné hypotermie u novorozenců s hypoxicko-ischemickou encefalopatií dokáže předpovědět neurologický vývoj u těchto dětí. Z dostupných MR skórovacích systémů nejlépe predikuje úmrtí nebo závažné postižení ve věku 18 měsíců Jyotiho skorovací systém.
Aims: 1. To evaluate and classify the brain MRI findings in neonates with hypoxic-ischemic encephalopathy who underwent therapeutic hypothermia using accessible MRI scoring systems. 2. To determine which scoring system is the best in prediciton of death or severe disability at the age of 18 months. Method: The brain MRI using standard sequences (T1, T2, T1 TIRR, DWI and ADC) was performed in 32 term neonates. The findings were classified by 5 different MRI scoring systems (Barkovich et al., Jyoti et al., Rutherford et al, Shankaran et al. and Rollins et al.) found in the electronic PudMed (Public/ Publisher MEDLINE) database. The neurological outcome was evaluated according to the Czech Neonatal Society classification for monitoring of late neonatal morbidity at the age of 18th months. The degree of agreement of each MRI scoring system with neurological outcome at the age of 18th months was statistically analysed. Results: The pathological findings on brain MRI were present in 78.1%. The most common findings were changes of deep gray matter (thalami in 56.2%, basal ganglia in 40.6%) folloved by cortical and subcortical lesions (43.8%). Correlations between MRI scoring systems and neurological outcome were in all cases statistically significant. The strongest relationship was to Jyotis scoring system (p < 0.0001). Conclusion: Brain MRI performed after the therapeutic hypothermia completition in neonates with hypoxic-ischemic encephalopathy is able to predict their neurological outcome. The best MRI scoring system in prediction of death or severe disability in children at the age of 18th months is Jyotis scoring system.
- MeSH
- Hypothermia MeSH
- Clinical Studies as Topic MeSH
- Humans MeSH
- Magnetic Resonance Imaging * utilization MeSH
- Hypoxia-Ischemia, Brain * diagnostic imaging MeSH
- Infant, Newborn MeSH
- Prognosis MeSH
- Severity of Illness Index MeSH
- Organ Dysfunction Scores MeSH
- Check Tag
- Humans MeSH
- Male MeSH
- Infant, Newborn MeSH
- Female MeSH
Cíl: Analýza nálezů ultrasonografického a MR vyšetření mozku u donošených novorozenců s hypoxicko-ischemickou encefalopatií indikovaných k léčebné hypotermii. Soubor a metodika: Soubor tvořilo 39 novorozenců, 25 chlapců a 14 děvčat. U 32 dětí (82 %) bylo ultrazvukové vyšetření vyhotoveno v průběhu léčebné hypotermie, u sedmi dětí (18 %) po jejím ukončení. MR vyšetření bylo u všech dětí realizováno po ukončení hypotermie. Následně byla provedena analýza výsledků ze zobrazovacích metod. Výsledky: Mezi nejčastější patologie nalezené při UZ vyšetření patřily snížení hodnoty indexu rezistence (v průběhu hypotermie v 53,1 %, po jejím ukončení ve 42,9 %), poškození bazálních ganglií a thalamů (v průběhu hypotermie v 15,6 %, po jejím ukončení v 28,6 %) a difuzní zvýšení echogenity mozkového parenchymu (v průběhu hypotermie ve 12,8 %). Dominantním nálezem při MR vyšetření bylo postižení bazálních ganglií a thalamů (82,1 %), následovaly kortikální a subkortikální léze (35,9 %) a změny v zadních raméncích capsula interna (30,8 %). Vysoké procentuální zastoupení představovalo krvácení (35,9 %). Závěr: Patologický nález na ultrazvukovém vyšetření mozku u novorozenců s hypoxicko-ischemickou encefalopatií zhotoveném v průběhu léčebné hypotermie byl přítomen v 68,7 %, po jejím ukončení v 57,1 %. Při MR vyšetření byl patologický nález detekován v 82,1 %.
Aim: The analysis of ultrasonographic and MRI brain findings in term neonates with hypoxic-ischemic encephalopathy referred for therapeutic hypothermia. Material and methods: The study included 39 neonates (25 boys and 14 girls). In 32 cases (82%) US was done during the therapeutic hypothermia, in seven cases (18%) after it ‘s completition. The brain MRI was performed after the therapy in all cases. Subsequently the results from the imaging methods were analyzed. Results: The most common pathological US findings were low value of the resistive index (53.1% during the hypothermia, 42.9% after it’s completition), the basal ganglia and thalamus injury (15.6% during the hypothermia, 28.6% after it’s completition) and diffuse increased echogenicity of the brain parenchyma (12.8% during the hypothermia). The dominant findings on the brain MRI were the basal ganglia and thalami injuries (82.1%), followed by cortical and subcortical lesions (35.9%) and changes of the posterior limb of the internal capsula (30.8%). The haemorrhage occured in high percentage (35.9%). Conclusion: Pathological US brain findings in neonates with hypoxic-ischemic encephalopathy performed during the therapy and after the treatment were present in 68.7% and 57.1%, resp. MRI examinations depicted pathology in 82.1%.
- MeSH
- Echoencephalography MeSH
- Humans MeSH
- Magnetic Resonance Imaging MeSH
- Brain diagnostic imaging pathology MeSH
- Hypoxia-Ischemia, Brain * diagnostic imaging therapy MeSH
- Cerebrovascular Circulation MeSH
- Infant, Newborn MeSH
- Hypothermia, Induced MeSH
- Ultrasonography, Doppler, Color MeSH
- Check Tag
- Humans MeSH
- Male MeSH
- Infant, Newborn MeSH
- Female MeSH
- Publication type
- Research Support, Non-U.S. Gov't MeSH
Hypoxicko-ischemická encefalopatie (HIE) je významnou příčinou morbidity a mortality donošených novorozenců. Rozsah postižení CNS závisí zejména na závažnosti asfyxie a délce jejího trvání a také na stupni zralosti mozku. Klinickou symptomatologii HIE hodnotíme nejčastěji podle modifikovaného Sarnat skóre. Jedinou terapeutickou metodou, která prokazatelně zlepšuje prognózu dětí s HIE, je léčebná hypotermie. Diagnostika je založena na klinickém obraze, laboratorních nálezech, elektroencefalografickém vyšetření a zobrazovacích metodách, ze kterých nejvyšší senzitivity a specificity dosahuje MR vyšetření. Při těžké hypoxii nacházíme na MR mozku většinou postižení bazálních ganglií, thalamu a capsula interna. Mohou být přítomny i patologické leze v hipokampu, perirolandické lokalitě, oblastí kortikospinálního traktu, senzomotorického kortexu a mozkovém kmeni. Středně těžká hypoxie vede k rozvoji stranově symetrických parasagitálních hemisferálních infarktů. Mírná hypoperfuze zapříčiní postižení kůry nejčastěji kolem sukus centralis, interhemisferické fissury a insuly doprovázené i změnou signálu v přilehlé subkortikální bílé hmotě. MR zobrazení mozku novorozence s HIE může ovlivnit výběr dalších diagnostických vyšetření a terapeutického postupu a předpovědět vývoj a následky.
Hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE) is an important cause of morbidity and mortality in term newborns. The precise pattern of CNS injury depends mainly on the severity of asphyxia and time of it's duration and also on the degree of brain maturation. Neonatal encephalopathy has been graded by modified Sarnat score. The only therapeutic method, which provably improve the prognosis in newborns with HIE, is hypothermia (cooling). The diagnosis is based on a clinical history, laboratory findings, electroencephalographic investigation and imaging methods. From last mentioned the magnetic resonance imaging has the highest sensitivity and specificity. In severe hypoxia we can find lesions mostly in the basal ganglia, thalami and capsula interna. Pathological lesions in hippocampi, perirolandic regions, corticospinal tract, sensomotor cortex and brain stem can also be found. Moderate hypoperfusion leads to the symmetric parasagittal hemispheric infarcts. Mild hypoperfusion causes damage of the cortex, most often around sulcus centralis, interhemispheric fissura and insula, which is accompanied by changes in the adjacent sub-cortical white matter. Brain magnetic resonance imaging in newborns with HIE can affect the indication of the other diagnostic investigations and therapeutical interventions and predict the prognosis of the disease.
- MeSH
- Humans MeSH
- Magnetic Resonance Imaging * utilization MeSH
- Hypoxia-Ischemia, Brain * diagnostic imaging therapy MeSH
- Infant, Newborn MeSH
- Hypothermia, Induced methods MeSH
- Check Tag
- Humans MeSH
- Infant, Newborn MeSH
- Publication type
- Review MeSH
