Working Toward Rational and Evidence-Based Treatment of Chronic Subdural Hematoma



Yüklə 236 Kb.
Pdf görüntüsü
səhifə1/3
tarix25.03.2017
ölçüsü236 Kb.
#12490
  1   2   3

C

HAPTER


17

Working Toward Rational and Evidence-Based Treatment

of Chronic Subdural Hematoma

Thomas Santarius, MD, PhD, Peter J. Kirkpatrick, FRCS (SN), FMedSci,

Angelos G. Kolias, MSc, MRCS, and Peter J. Hutchinson, FRCS (SN), PhD

Chronic subdural hematoma (CSDH) is one of the most common neurosurgical conditions that can usually be treated with

relatively simple and effective surgical procedures. It affects primarily the elderly, a rising population worldwide. Together with

improved awareness among the medical profession and greater access to modern imaging facilities, the incidence of CSDH is set

to rise significantly. Maximization of the efficiency of management of CSDH is therefore a priority. To this end, a review of the

findings of clinical and laboratory research underpinning the basis of the modern management of CSDH has been carried out.

This review focuses on the pathophysiology and briefly discusses the epidemiology, clinical presentation, and surgical treatments

of CSDH, concluding that a one-for-all management strategy is not appropriate. Creating rational bases for the selection of an

ideal treatment strategy for an individual patient should be the target. This can be achieved through better understanding of the

nature of the condition through systematic basic science research, ascertaining the merits of different surgical techniques in well-

designed and rigorously executed clinical trials, using advances in imaging techniques to classify CSDH (a subject not addressed

here), and training in and ongoing refinement of clinical acumen and surgical skills of individual surgeons.

C

hronic subdural hematoma (CSDH) is one of the most



common neurosurgical conditions that can usually be

treated with relatively simple and effective surgical proce-

dures. However, its management is not always straightforward.

The preferred surgical method continues to attract debate, and

the time for an evidence-based approach is now overdue.

CSDHs affect primarily the elderly. According to the

2001 Report of the US Census Bureau, the proportion of people

$ 65 years of age is expected to double worldwide between

2000 and 2030.

1

A corresponding rise in the incidence of CSDH



is expected, particularly with a more active aging population.

Improved awareness among the medical profession, together

with greater access to modern imaging facilities, has improved

the detection of CSDH; hence, the neurosurgical burden from

CSDH is set to increase significantly.

Here, we review the findings and highlight the targets of

clinical and laboratory research that underpin the basis of the

modern management of CSDH. We focus on the pathophys-

iology and briefly discuss surgical treatments (the latter was

comprehensively reviewed by Weigel et al

2

). The epidemiology



and clinical presentation of CSDH are also included because

they are important for understanding the nature of CSDH.

ANATOMY: THE SUBDURAL SPACE

CSDHs are found between the dura mater and the

arachnoid. Under normal conditions, however, a space or cavity

does not exist at the junction between the dura and the

arachnoid. Instead, a layer of cells with unique morphological

features and a propensity to shear open is found at this point

(Figure 1).

3-6


This layer is called the dural border cell (DBC)

layer.


5,6

It is characterized by a relative paucity of tight junctions

and enlarged extracellular space containing nonfilamentous,

amorphous material. This layer therefore lacks strength and can

easily be dissected, for example, by a surgeon during the

elevation of dura or blood from shearing of a vein traversing the

DBC layer.

7

The veins are anchored firmly within the arachnoid



and the dural layers but less so within the DBC layer. With

increasing brain atrophy, the arachnoid is pulled toward the

center, whereas the dura remains attached to the skull. The

resultant force stretches the DBC layer and veins traversing

through it. Only a minor additional force may be required to

cause shearing of a vein and leakage of blood that will further

dissect the DBC layer, creating a subdural cavity. Indeed, this

has been observed in experimental models.

8

Similarly, a trau-



matic tear of the arachnoid can cause a hygroma, which can

later transform into a CSDH (see more below).

PATHOPHYSIOLOGY

Although it is likely that CSDHs were treated by ancient

civilizations in many parts of the world,

9-13


the first medical

description of CSDH is probably that of Johannes Wepfer

14

in

Copyright



Ó 2010 by The Congress of Neurological Surgeons

0148-396X

112

Clinical Neurosurgery





Volume 57, 2010



his Observationes Anatomicae published in 1675. Uncertain

of its nature, Wepfer described the fluid found in one of his

postmortem cases as ‘‘serum.’’ In his 1857 article ‘‘Das

Ha¨matom der Dura mater,’’ Virchov called CSDH pachyme-

ningitis haemorrhagica interna, recognizing both its in-

flammatory and hemorrhagic elements.

15

In 1914, Trotter



16

suggested the role of trauma to the

bridging veins in the pathogenesis of the subdural hemorrhagic

cyst, and Yamashima and Friede

17

later demonstrated, using



electron microscopic data, that human bridging veins have thin

walls of variable thickness, circumferential arrangement of

collagen fibers, and a lack of outer reinforcement by arachnoid

trabecules, all likely contributory factors to the subdural portion

of the vein being more fragile than its subarachnoid portion.

Today, it is widely accepted that CSDHs are a result of the

failure of acute subdural hematomas to heal. Indeed, trans-

formation of acute subdural hematoma is observed by neuro-

surgeons in daily practice, and it has been documented in patients

followed up with serial computed tomography.

18

However, in



some cases, CSDH seems to have developed from an initial

subdural hygroma.

19-26

Some authors maintain that, in fact, the



majority of CSDHs develop from subdural hygromas rather than

acute subdural hematomas.

20

Park et al



25

studied 145 cases of

post-traumatic subdural hygroma of whom 13 developed into

CSDH. The proportion of CSDHs arising from hygromas was

even higher (6 out of 24) in a series by Yamada et al.

27

Kristof



et al

28

found b-trace protein in subdural fluid in 90% of CSDHs,



and b-trace protein was predictive of recurrence. It is possible

that leakage of cerebrospinal fluid into the CSDH, at least in

some cases, may play a role in hematoma growth.

Both blood and cerebrospinal fluid are likely to shear

open the DBC layer and create a subdural collection. It is

possible that hemorrhage from a blood vessel traversing the

DBC occurs even in the case of hygroma as the primary

FIGURE 1. Schematic represen-

tation of the ultrastructure of the

meninges (adapted from Haines

et al

5

) The dura mater is com-



posed of fibroblasts and a large

amount of collagen. The arach-

noid barrier cells are supported

by a basement membrane and

bound together by numerous

tight junctions (red diamonds).

The dural border cell layer (light

blue) is formed by flattened

fibroblasts with no tight junc-

tions and no intercellular colla-

gen. It is therefore a relatively

loose layer positioned between

the firm dura matter and arach-

noid. The subdural space is

a potential space that can form

within the dural border cell layer.

FIGURE 2. Age distribution of chronic subdural hematoma of

the cohort of patients published by Santarius et al.

88

q

2010 The Congress of Neurological Surgeons



113

Clinical Neurosurgery



Volume 57, 2010



Chronic Subdural Haematoma-Review

pathology. As in other tissue injuries, this triggers a complex

reparatory response that aims to heal the tissues. Whatever

the primary insult, it triggers an early inflammatory reaction

characterized by proliferation of the DBCs, formation of

granulation tissue with collagen fibers, and deposition of

macrophages.

6,29,30

New blood vessels form that supply



cellular and noncellular components necessary for tissue

remodeling and final healing. It is likely that such a process is

successfully completed in many cases, especially in young and

healthy patients with nonatrophic brain.

20,31-33

However, in

a proportion of cases, the repair process fails to achieve

healing, and CSDH ensues.

The CSDH consists of a subdural fluid surrounded by

a membrane arising within the DBC layer.

29,30

Its visceral part



is adjacent to the arachnoid and is relatively thin and

avascular.

29,30

The parietal membrane is composed of



multilayered tiers and clusters of cells derived from the

DBCs, transfixed by multiple capillaries, with collagen fibrils

and elastic fibers between them (Capillaries and collagen

fibrils are absent from the normal DBC layer).

29,30

What causes CSDH hematoma to enlarge? All surgeons



have observed a great variety of subdural fluid types, ranging

from bright red liquid through to thick engine oil to light, serous

fluid. Similarly, some CSDHs contain a very think parietal

membrane, whereas in others the membrane is hardly visible

with a naked eye. Therefore, it is likely that multiple factors are

responsible for the maintenance and enlargement of CSDH, the

relative importance of which varies from case to case.

In 1925, Putnam and Cushing

34

proposed rebleeding



from thin-walled sinusoidal blood vessels in the outer

neomembrane. Since then compelling evidence for repeated

hemorrhages as an important cause of for CSDH enlargement

has been accumulated. Ito et al

35

infused 50 CSDH patients



with 51 Cr- labeled erythrocytes and studied their concentra-

tion in a fluid obtained during craniotomy performed between

6 and 24 hours later. They estimated that the new hemorrhages

accounted on average for 6.7% of the hematoma content.

Similarly, in an experimental mouse model of CSDH, Aikawa

et al


36

observed fresh hemorrhages surrounded by hemosid-

erin-laden macrophages in the outer membrane. Friede and

Schachenmayr

29

reported that the loose and irregular de-



position of collagen and DBCs provides little mechanical

support for the sprouting new capillaries, which are fragile and

bleed easily. Yamashita et al

37

studied the ultrastructure of the



microcapillaries using an electron microscope. They reported

that the endothelial cells have numerous large gap junctions

(6-8 mm) and the basement membrane is either thin or absent,

rendering the capillaries fragile and susceptible to bleeding.

Moreover, erythrocytes and plasma were observed in the gap

junctions, providing direct evidence of blood leakage.

Murakami et al

38

identified high levels of plasma soluble



thrombomodulin in the subdural fluid, an indication of

an ongoing injury to the sinusoidal capillaries, thus

demonstrating another potential mechanism of rebleeding.

Thrombomodulin itself can inhibit coagulation by forming

a complex with thrombin and activating protein C

111


.

Under normal circumstances, capillary leaks would be

stopped with blood clots. However, subdural and the parietal

membrane are awash with profibrinolytic and anticoagulation

factors. Indeed, subdural fluid was shown to accelerate

fibrinolysis, a finding consistent with the clinical observation

of a liquid, nonclotting contents of CSDH.

39

High levels of



tissue plasminogen activator were measured in the subdural

fluid and parietal membrane.

8,40-44

This enhanced fibrinolytic



activity is further documented by the high concentration of

fibrin degradation products in both the subdural fluid and the

parietal membrane.

43,45,46


Moreover, Katano et al

42

have found



tissue plasminogen activator to be predictive of recurrence,

and Rughani et al

47

reported a patient with plasminogen



activator inhibitor type I deficiency whose recurrent CSDH

healed only after a course of aminocaproic acid. Relative

reduction in the concentration of the profibrinolytic agents in

the subdural fluid has frequently been used to explain the

highly effective therapeutic burr hole drainage.

33,40,48,49

In addition to coagulation factors, the role of inflamma-

tory and growth factors in CSDH has been investigated. High

concentrations of vascular endothelial growth factor (VEGF)

were found in subdural fluid and high expression of the VEGF

receptor subtype 1 (FLT1) in the cells of the parietal

membrane.

50-52

Hohenstein et al



50

found a markedly higher

level of VEGF mRNA expression in cells floating in the

hematoma fluid compared with cells obtained from the outer

membrane. Thus, the hematoma fluid itself appears to be a

strong promoter of ongoing angiogenesis and hyperperme-

ability in CSDH rather than a mere reflection of an abnormally

high demand for healing-associated angiogenesis. VEGF is also

known to increase the permeability of capillaries and thus

contribute directly to the increase in the volume of CSDH.

Weigel et al

53

analyzed 310 patients, 81 of whom were



taking angiotensin-converting enzyme (ACE) as a treatment

for hypertension. Hypothesizing that hyperangiogenesis

plays an important role in the pathogenesis of CSDH, the

authors studied retrospectively the recurrence rate of patients

with and without concurrent treatment with ACE inhibitors,

agents that had been shown to inhibit angiogenesis.

53

Indeed,


the recurrence rate was 5% in patients taking and 18% in

those not taking ACE inhibitors (P = .003). Moreover, the

VEGF content was significantly lower (P = .012) in the

hematomas of patients taking than those not taking ACE

inhibitors.

High concentrations of various molecules known to play

a role in inflammation such as platelet-activating factor,

interleukin-6 and -8, and bradykinins have also been found

in subdural fluid.

55-59


Because of the important role of both

inflammation and angiogenesis in CSDH, corticosteroids have

been proposed in the management of CSDH. Steroids inhibit

114


q

2010 The Congress of Neurological Surgeons

Santarius et al

Clinical Neurosurgery



Volume 57, 2010



tissue plasminogen activator activity

60

and interleukin-6 and -8,



and VEGF expression can be inhibited with corticosteroids.

61-63


Despite the fact that corticosteroids are used to treat CSDH,

especially if conservative management is adopted, surprisingly

few systematic studies of their role in CSDH have been

published. Glover and Labadie

64

have shown that cortico-



steroids inhibit the growth CSDH membrane. Although the use

of steroids in the management of CSDH has been reported.

65-71

treatment with steroids has never been compared in a meaning-



ful way with no treatment (in the case of nonoperative

management). Similarly, we are not aware of a study that

provides useful guidance about the role of steroids in surgically

treated CSDH. Thus far, the rationale for using steroids has

largely been based on theory, and clearly, more research into

their treatment of CSDH is warranted.

A once popular explanation for the maintenance and

growth of CSDH, the osmotic theory, introduced by Gardner

72

in 1932 and later modified by Zollinger and Gross,



73

was largely

abandoned after Weir’s

74,75


1971 and 1980 publications. The

osmotic theory was based on the premise that fluid is attracted

into the subdural space along the osmotic gradient created by

the breakdown of blood products of the acute hematoma.

However, Weir

74

compared the osmolality of the subdural



hematoma fluid, venous blood, and cerebrospinal fluid and

found no significant difference between them. Weir

75

also


found no significant difference between oncotic pressures of the

fluid from subdural hematoma and venous blood, whereas the

oncotic pressure of subdural hygroma was significantly lower.

Similarly, Markwalder et al

48

found that the concentration of



proteins in CSDH fluid is similar to that of blood. Recently,

Heula et al

76

and Sajanti and Majamaa



77

found very high

concentrations of the propeptides of type I and type III

protocollagens in the subdural fluid (relative to their concen-

trations in serum), suggesting sustained collagen synthesis.

These concentrations were similar to those observed in wound

fluid during the first few days after a surgical operation.

78-80


The

authors suggest that the increased synthesis of the components

of the extracellular matrix and their deposition in the subdural

fluid may lead to the increase in its oncotic pressure.

77

This


notion also seems to be in line with data suggesting that

exudation plays an important role in CSDH. Fujisawa et al

81

and


Tokmak et al

82

have observed a significant uptake of



99m

Tc-


labeled human serum albumin into the subdural fluid, thus

demonstrating that exudation takes place.

EPIDEMIOLOGY

The age distribution of patients with CSDH varies

somewhat between published series, depending on the

population from which it is derived. In a series of 2300

patients from Tivandrum, India, by Sambasivan

83

(patients



treated between 1966 and 1996), the most frequent decade of

presentation was 41 to 50 years. Similar to most other published

series,

84-87


our recently published cohort

88

was substantially



older (Figure 1). CSDH has a strong male preponderance, with

a male-to-female ratio approximately 3:1.

84-87

To the best of our



knowledge, a satisfactory explanation of this striking gender

difference has not been published, nor has its biological basis

been thoroughly investigated.

PRESENTATION

Most commonly, the presentation is subacute or chronic

with gait disturbance, mental deterioration, headache, and

limb weakness. In 10% to 20% of cases, patients present

acutely with depressed level of consciousness. The relative

frequency of presenting symptoms varies in different series,

depending on the way the symptoms are categorized, the

historical and cultural context, and the accuracy with which

these were documented (Table 1). History of trauma can

usually be elicited in 50% to 70% cases.

26,86-89


Numerous articles have listed predisposing factors

identified in the studied populations. These are listed in Table 2.

MANAGEMENT

Surgical drainage is well recognized as an effective

treatment of CSDH. Drainage can be achieved via craniotomy,

burr hole craniostomy (BHC; 5-30 mm in diameter according

to Weigel et al

2

) or twist drill craniostomy (TDC; , 5 mm in



diameter). General or local anesthesia can be used, and the

procedure can be performed in the operating theater or at

bedside. Numerous variations of each technique have been

developed and are practiced (see also recent reviews by

Weigel et al

2

and Lega et al.



90

Burr Hole Craniostomy

Probably the most widely practiced treatment is

evacuation via burr holes.

83,84,86,87,89,91-93

Both the systematic

review by Weigel et al

2

and the decision analysis model based



on the previously published data by Lega et al

90

have identified



BHC as the most efficient choice to treat an ‘‘uncomplicated’’

CSDH because it balances a low recurrence rate against

morbidity and mortality better than craniotomy and TDC.

Over the last 2 decades, evidence has been emerging that

the usage of drains with BHC is associated with lower

recurrence rates.

84,87,89,94-98

In the review by Weigel et al,

2

the


use of drains was endorsed with Type B recommendation. The

results of a Monte Carlo simulation in the 2009 article by Lega

et al

90

suggest a trend toward better outcomes with insertion of



an in-dwelling drain. Many surgeons remain unconvinced

about the role of drains in burr hole evacuation. Results of

a survey commissioned by the Society of British Neurological

Surgeons in 2006 showed that most neurosurgeons in the

United Kingdom and the Republic of Ireland do not use drains

most of the time.

93

The perceived risk, surgeons’ experience of



a patient with complications, and insufficient or a perception

of insufficient evidence might play a part in their decision.

q

2010 The Congress of Neurological Surgeons



115

Clinical Neurosurgery



Volume 57, 2010



Chronic Subdural Haematoma-Review

Recently, we published results of a randomized con-

trolled trial of the use of drains versus no drains after BHC

for primary (nonrecurrent) CSDH in adults.

88

The primary



end point was recurrence (reoperation) rate. The secondary


Yüklə 236 Kb.

Dostları ilə paylaş:
  1   2   3




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©www.azkurs.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

gir | qeydiyyatdan keç
    Ana səhifə


yükləyin