Mild Traumatic Brain Injury (mTBI), or concussion, is a major public health concern. There is controversy in the literature regarding the true incidence of postconcussion syndrome (PCS), with the constellation of physical, cognitive, emotional, and sleep symptoms after mTBI. In the current study, we report on the incidence and evolution of PCS symptoms and patient outcomes after mTBI at 3, 6, and 12 months in a large, prospective cohort of mTBI patients. Participants were identified as part of the prospective, multi-center Transforming Research and Clinical Knowledge in Traumatic Brain Injury Study. The study population was mTBI patients (Glasgow Coma Scale score of 13–15) presenting to the emergency department, including patients with a negative head computed tomography discharged to home without admission to hospital; 375 mTBI subjects were included in the analysis. At both 6 and 12 months after mTBI, 82% (n=250 of 305 and n=163 of 199, respectively) of patients reported at least one PCS symptom. Further, 44.5 and 40.3% of patients had significantly reduced Satisfaction With Life scores at 6 and 12 months, respectively. At 3 months after injury, 33% of the mTBI subjects were functionally impaired (Glasgow Outcome Scale-Extended score ≤6); 22.4% of the mTBI subjects available for follow-up were still below full functional status at 1 year after injury. The term “mild” continues to be a misnomer for this patient population and underscores the critical need for evolving classification strategies for TBI for targeted therapy.

Biomarkers are important for accurate diagnosis of complex disorders such as traumatic brain injury (TBI). For a complex and multifaceted condition such as TBI, it is likely that a single biomarker will not reflect the full spectrum of the response of brain tissue to injury. Ubiquitin C-terminal hydrolase L1 (UCH-L1) and glial fibrillary acidic protein (GFAP) are among of the most widely studied biomarkers for TBI. Because UCH-L1 and GFAP measure distinct molecular events, we hypothesized that analysis of both biomarkers would be superior to analysis of each alone for the diagnosis and prognosis of TBI. Serum levels of UCH-L1 and GFAP were measured in a cohort of 206 patients with TBI enrolled in a multicenter observational study (Transforming Research and Clinical Knowledge in Traumatic Brain Injury [TRACK-TBI]). Levels of the two biomarkers were weakly correlated to each other (r=0.364). Each biomarker in isolation had good sensitivity and sensitivity for discriminating between TBI patients and healthy controls (area under the curve [AUC] 0.87 and 0.91 for UCH-L1 and GFAP, respectively). When biomarkers were combined, superior sensitivity and specificity for diagnosing TBI was obtained (AUC 0.94). Both biomarkers discriminated between TBI patients with intracranial lesions on CT scan and those without such lesions, but GFAP measures were significantly more sensitive and specific (AUC 0.88 vs. 0.71 for UCH-L1). For association with outcome 3 months after injury, neither biomarker had adequate sensitivity and specificity (AUC 0.65–0.74, for GFAP, and 0.59–0.80 for UCH-L1, depending upon Glasgow Outcome Scale Extended [GOS-E] threshold used). Our results support a role for multiple biomarker measurements in TBI research. (ClinicalTrials.gov Identifier NCT01565551)

Objective To determine the clinical relevance, if any, of traumatic intracranial findings on early head computed tomography (CT) and brain magnetic resonance imaging (MRI) to 3‐month outcome in mild traumatic brain injury (MTBI). Methods One hundred thirty‐five MTBI patients evaluated for acute head injury in emergency departments of 3 LEVEL I trauma centers were enrolled prospectively. In addition to admission head CT, early brain MRI was performed 12 ± 3.9 days after injury. Univariate and multivariate logistic regression were used to assess for demographic, clinical, socioeconomic, CT, and MRI features that were predictive of Extended Glasgow Outcome Scale (GOS‐E) at 3 months postinjury. Results Twenty‐seven percent of MTBI patients with normal admission head CT had abnormal early brain MRI. CT evidence of subarachnoid hemorrhage was associated with a multivariate odds ratio of 3.5 ( p = 0.01) for poorer 3‐month outcome, after adjusting for demographic, clinical, and socioeconomic factors. One or more brain contusions on MRI, and ≥4 foci of hemorrhagic axonal injury on MRI, were each independently associated with poorer 3‐month outcome, with multivariate odds ratios of 4.5 ( p = 0.01) and 3.2 ( p = 0.03), respectively, after adjusting for head CT findings and demographic, clinical, and socioeconomic factors. Interpretation In this prospective multicenter observational study, the clinical relevance of abnormal findings on early brain imaging after MTBI is demonstrated. The addition of early CT and MRI markers to a prognostic model based on previously known demographic, clinical, and socioeconomic predictors resulted in a >2‐fold increase in the explained variance in 3‐month GOS‐E. ANN NEUROL 2013;73:224–235

A head computed tomography (CT) with positive results for acute intracranial hemorrhage is the gold-standard diagnostic biomarker for acute traumatic brain injury (TBI). In moderate to severe TBI (Glasgow Coma Scale [GCS] scores 3-12), some CT features have been shown to be associated with outcomes. In mild TBI (mTBI; GCS scores 13-15), distribution and co-occurrence of pathological CT features and their prognostic importance are not well understood.To identify pathological CT features associated with adverse outcomes after mTBI.The longitudinal, observational Transforming Research and Clinical Knowledge in Traumatic Brain Injury (TRACK-TBI) study enrolled patients with TBI, including those 17 years and older with GCS scores of 13 to 15 who presented to emergency departments at 18 US level 1 trauma centers between February 26, 2014, and August 8, 2018, and underwent head CT imaging within 24 hours of TBI. Evaluations of CT imaging used TBI Common Data Elements. Glasgow Outcome Scale-Extended (GOSE) scores were assessed at 2 weeks and 3, 6, and 12 months postinjury. External validation of results was performed via the Collaborative European NeuroTrauma Effectiveness Research in Traumatic Brain Injury (CENTER-TBI) study. Data analyses were completed from February 2020 to February 2021.Acute nonpenetrating head trauma.Frequency, co-occurrence, and clustering of CT features; incomplete recovery (GOSE scores <8 vs 8); and an unfavorable outcome (GOSE scores <5 vs ≥5) at 2 weeks and 3, 6, and 12 months.In 1935 patients with mTBI (mean [SD] age, 41.5 [17.6] years; 1286 men [66.5%]) in the TRACK-TBI cohort and 2594 patients with mTBI (mean [SD] age, 51.8 [20.3] years; 1658 men [63.9%]) in an external validation cohort, hierarchical cluster analysis identified 3 major clusters of CT features: contusion, subarachnoid hemorrhage, and/or subdural hematoma; intraventricular and/or petechial hemorrhage; and epidural hematoma. Contusion, subarachnoid hemorrhage, and/or subdural hematoma features were associated with incomplete recovery (odds ratios [ORs] for GOSE scores <8 at 1 year: TRACK-TBI, 1.80 [95% CI, 1.39-2.33]; CENTER-TBI, 2.73 [95% CI, 2.18-3.41]) and greater degrees of unfavorable outcomes (ORs for GOSE scores <5 at 1 year: TRACK-TBI, 3.23 [95% CI, 1.59-6.58]; CENTER-TBI, 1.68 [95% CI, 1.13-2.49]) out to 12 months after injury, but epidural hematoma was not. Intraventricular and/or petechial hemorrhage was associated with greater degrees of unfavorable outcomes up to 12 months after injury (eg, OR for GOSE scores <5 at 1 year in TRACK-TBI: 3.47 [95% CI, 1.66-7.26]). Some CT features were more strongly associated with outcomes than previously validated variables (eg, ORs for GOSE scores <5 at 1 year in TRACK-TBI: neuropsychiatric history, 1.43 [95% CI .98-2.10] vs contusion, subarachnoid hemorrhage, and/or subdural hematoma, 3.23 [95% CI 1.59-6.58]). Findings were externally validated in 2594 patients with mTBI enrolled in the CENTER-TBI study.In this study, pathological CT features carried different prognostic implications after mTBI to 1 year postinjury. Some patterns of injury were associated with worse outcomes than others. These results support that patients with mTBI and these CT features need TBI-specific education and systematic follow-up.

Objectives An estimated 14–23% of patients with traumatic brain injury (TBI) incur multiple lifetime TBIs. The relationship between prior TBI and outcomes in patients with moderate to severe TBI (msTBI) is not well delineated. We examined the associations between prior TBI, in-hospital mortality, and outcomes up to 12 months after injury in a prospective US msTBI cohort. Methods Data from hospitalized subjects with Glasgow Coma Scale score of 3–12 were extracted from the Transforming Research and Clinical Knowledge in Traumatic Brain Injury Study (enrollment period: 2014–2019). Prior TBI with amnesia or alteration of consciousness was assessed using the Ohio State University TBI Identification Method. Competing risk regressions adjusting for age, sex, psychiatric history, cranial injury and extracranial injury severity examined the associations between prior TBI and in-hospital mortality, with hospital discharged alive as the competing risk. Adjusted HRs (aHR (95% CI)) were reported. Multivariable logistic regressions assessed the associations between prior TBI, mortality, and unfavorable outcome (Glasgow Outcome Scale-Extended score 1–3 (vs. 4–8)) at 3, 6, and 12 months after injury. Results Of 405 acute msTBI subjects, 21.5% had prior TBI, which was associated with male sex (87.4% vs. 77.0%, p=0.037) and psychiatric history (34.5% vs. 20.7%, p=0.010). In-hospital mortality was 10.1% (prior TBI: 17.2%, no prior TBI: 8.2%, p=0.025). Competing risk regressions indicated that prior TBI was associated with likelihood of in-hospital mortality (aHR=2.06 (1.01–4.22)), but not with hospital discharged alive. Prior TBI was not associated with mortality or unfavorable outcomes at 3, 6, and 12 months. Conclusions After acute msTBI, prior TBI history is independently associated with in-hospital mortality but not with mortality or unfavorable outcomes within 12 months after injury. This selective association underscores the importance of collecting standardized prior TBI history data early after acute hospitalization to inform risk stratification. Prospective validation studies are needed. Level of evidence IV. Trial registration number NCT02119182 .

Neuroimaging biomarkers show promise for improving precision diagnosis and prognosis after mild traumatic brain injury (mTBI), but none has yet been adopted in routine clinical practice. Biophysical modeling of multishell diffusion MRI, using the neurite orientation dispersion and density imaging (NODDI) framework, may improve upon conventional diffusion tensor imaging (DTI) in revealing subtle patterns of underlying white matter microstructural pathology, such as diffuse axonal injury (DAI) and neuroinflammation, that are important for detecting mTBI and determining patient outcome. With a cross-sectional and longitudinal design, we assessed structural MRI, DTI and NODDI in 40 mTBI patients at 2 weeks and 6 months after injury and 14 matched control participants with orthopedic trauma but not suffering from mTBI at 2 weeks. Self-reported and performance-based cognitive measures assessing postconcussive symptoms, memory, executive functions and processing speed were investigated in post-acute and chronic phase after injury for the mTBI subjects. Machine learning analysis was used to identify mTBI patients with the best neuropsychological improvement over time and relate this outcome to DTI and NODDI biomarkers. In the cross-sectional comparison with the trauma control group at 2 weeks post-injury, mTBI patients showed decreased fractional anisotropy (FA) and increased mean diffusivity (MD) on DTI mainly in anterior tracts that corresponded to white matter regions of elevated free water fraction (FISO) on NODDI, signifying vasogenic edema. Patients showed decreases from 2 weeks to 6 months in white matter neurite density on NODDI, predominantly in posterior tracts. No significant longitudinal changes in DTI metrics were observed. The machine learning analysis divided the mTBI patients into two groups based on their recovery. Voxel-wise group comparison revealed associations between white matter orientation dispersion index (ODI) and FISO with degree and trajectory of improvement within the mTBI group. In conclusion, white matter FA and MD alterations early after mTBI might reflect vasogenic edema, as shown by elevated free water on NODDI. Longer-term declines in neurite density on NODDI suggest progressive axonal degeneration due to DAI, especially in tracts known to be integral to the structural connectome. Overall, these results show that the NODDI parameters appear to be more sensitive to longitudinal changes than DTI metrics. Thus, NODDI merits further study in larger cohorts for mTBI diagnosis, prognosis and treatment monitoring.