床旁超声和CT重建测量视神经鞘直径监测颅内压的比较研究

乐元洁 贲志飞

床旁超声和CT重建测量视神经鞘直径监测颅内压的比较研究

乐元洁 贲志飞

目的 证实视神经鞘直径（ONSD）测量可以用于神经重症患者的颅内压（ICP）判断，且对超声和CT两种方法的诊断效能进行比较。方法 对35例患者使用有创ICP监测仪监测ICP，完成床旁超声ONSD测量，在CT室内再次完成床旁超声ONSD测量及颅脑及眼眶CT检测，24h内完成视神经三维重建。运用ROC曲线判断ICP升高（ICP＞20mmHg）的ONSD最佳临界值。并对比床旁超声和CT重建两种方法测定ONSD的相关性及差异。结果 （1）床旁超声ONSD中位值0.45（0.42～0.50）cm。ICP≤20mmHg组ICP与ONSD呈正相关（r=0.276，P=0.025），ICP＞20mmHg组ICP与ONSD呈正相关（r=0.748，P=0. 001）。ROC曲线其AUC为0.922（95%CI：86.5%～98%，P=0.001），最大值约登指数为0.741，相应ONSD临界值为0.48cm（灵敏度86%，特异度88%）。（2）视神经CT重建技术测量视神经鞘直径，中位值0.61（0.58～0.66）cm。ICP≤20mmHg组ICP与CT测量ONSD呈正相关（r=0.342，P=0.041），ICP＞20mmHg组ICP与CT测量ONSD呈正相关（r=0.662，P=0.001）。ROC曲线其AUC为0.931（95%CI：87.2%～99%，P=0.001），约登指数为0.648，相应ONSD临界值为0.62cm（灵敏度73.1%，特异度92%）。（3）对床旁超声及CT扫描测量ONSD进行对比，其中床旁超声ONSD中位值0.45（0.39～0.50）cm，CT重建ONSD中位值0.61（0.58～0.66）cm，两侧成线性相关，相关系数为0.812。结论 床旁超声及CT重建两种方法测量ONSD对于判断ICP＞20mmHg均具有良好的灵敏度和特异度，两者均为无创监测ICP的重要手段。

视神经鞘直径 颅内压 计算机断层扫描

在神经重症监护的患者中，颅内压（intracranial pressure,ICP）升高是一个普遍存在的问题。对于急性颅脑损伤，目前出版的指南推荐控制目标是ICP＜20～25mmHg[1-2]。侵入性ICP监测技术是测量ICP的金标准。当无法进行有创ICP监测时，常用能提示ICP升高的CT和MRI征象（包括基底池消失、弥漫性的脑沟消失和明显的中线移位）来判断，但是这些征象具有主观性和不确定性，所以临床上急需可靠的非侵入性监测手段来判断ICP是否升高。包绕在视神经周围的鞘膜实际上是一种硬脑膜的延续，同时蛛网膜下腔在视神经鞘膜内延伸，最终成为视神经盘的膨大部分和视神经乳头[3]。人体研究提示ICP增高几秒内即可引起球后视神经鞘的扩张[4-5]，通过测量视神经鞘直径（optic nerve sheath diameter，ONSD）可以用来判断ICP是否升高，尤其是创伤性颅脑损伤及颅内出血的患者[6-8]。视神经鞘超声检查操作简单，且可重复测量。另外，随着CT重建技术的不断进步，多层螺旋CT检查重建视神经的影像相对于一些提示ICP升高的CT或MRI征象具有更直观和可以定量的优势[9-10]。笔者对神经外科重症患者分别进行超声和CT重建检测ONSD，比较两者用于判断ICP的效能，现将结果报道如下。

1 资料和方法

1.1 一般资料 收集2014年10月1日至2015年10月1日我院EICU的神经外科重症患者35例，男25例，女10例，年龄21～73岁，平均51岁。排除标准：年龄＜18岁；存在眼眶损伤；既往有视神经或眼球疾病者；先天性视神经病变。临床诊断为蛛网膜下腔出血7例，脑外伤21例，自发性脑出血6例，大面积脑梗死1例。所有患者均在手术治疗中留置ICP探头，无ICP探头置入相关的感染和出血并发症。根据有创监测ICP值分为ICP＞20mmHg组10例和ICP≤20mmHg组25例，两组患者入院时一般情况比较差异均无统计学意义（均P＞0.05），详见表1。

表1 两组患者入院时一般资料的比较

1.2 方法

1.2.1 超声检查 使用美国生产的多功能飞利浦CX50的超声仪，I3-6MZ的线性排列探头。超声测量和有创ICP监测同时进行，并采用双盲法。超声测量由1年有经验的超声科医生完成。当进行床旁超声测量ONSD时，有创ICP仪背对超声检查者，并由EICU管床护士和转运护士记录ICP有创监测的数值。超声测量时探头放置于眼眶的外上侧，闭眼后对准上部的眼皮。视神经鞘表现为一个线性、边界清楚的低回声区，ONSD在视神经起始部远端3mm处测量。由于视神经鞘的线性低回声区和眼球后方伪影可能会互相重叠造成视神经鞘边界模糊不清，如果出现这种情况则不录入该数据。在EICU内完成1次ONSD的床旁超声测量，每侧眼球进行2次测量，并且在CT室内CT检查前再次进行1次ONSD的床旁超声测量，每侧眼球进行1次测量。

1.2.2 CT检查 至CT室后完成1次床旁超声ONSD测量后立即行颅脑及眼眶CT检查，记录扫描时的ICP数据。视神经三维重建在24h内完成。使用Philips Brilliance 64层CT行颅脑和眼眶扫描，仰卧位，头保持正中位，扫描时眼睑自然闭合。行颅脑1mm层厚容积扫描，螺距1mm，管电压120kV，管电流400mA，视野（FOV）250mm。选择图像清晰、无伪影的原始图像，传至extended Brilliance Workspace V4.5.2图像后处理工作站。ONSD的三维CT重建测量由2位3年以上影像学经验的影像科医生完成。所有图像由同一位检测者选择Advanced Vessel Analysis应用程序，从球后视神经起始处开始，沿着视神经走行至视神经管入口附近为止，进行视神经的曲面重建处理。取球后视神经起始部远端3mm处为视神经鞘测量点，取ONSD最大值为测量值。

1.2.3 有创ICP监测 采用Codman微压力探头（美

国Johnson&Johnson公司）和CAMINO光纤探头（美国INTEGRA公司）。探头均在入院后行开颅手术时放置于侧脑室内，术后应用相应公司专用ICP监护设备持续ICP监测，探头放置时间3～5d。

1.3 统计学处理 应用SPSS 18.0统计软件。正态分布的计量资料以 表示，组间比较采用配对t检验，非正态分布的计量资料以中位数和四分位数表示，组间比较采用Mann-Whitney U检验；计数资料组间采用χ2检验。相关性分析采用Pearson相关分析。采用ROC曲线评价ONSD、CT对ICP的判断效果，计算AUC、灵敏度、特异度。

2 结果

2.1 有创ICP监测与超声检查测量ONSD的比较 35例患者共进行140次床旁超声ONSD测量，测量同时记录即时ICP数值。去除显示不清或者干扰严重的超声图像24个（17.1%），最终获得床旁超声ONSD及即时有创ICP数值116组，ONSD中位值为0.45（0.42～0.50）cm，ICP中位值为16（13～28）mmHg，其中ICP≤20mmHg 66组，ICP＞20mmHg 50组。进一步比较ICP＞20mmHg组ONSD中位值0.51（0.48～0.55）cm，ICP中位值30（23～34）mmHg；ICP≤20mmHg组ONSD中位值0.42（0.41～0.45）cm，ICP中位值14（13～15）mmHg，两组ONSD值比较差异有统计学意义（P＜0.01）。ICP≤20mmHg组ICP与超声测量ONSD呈正相关（r=0.276，P=0.025），ICP＞20mmHg组ICP与超声测量ONSD呈正相关（r=0.748，P=0.001），详见图1-2。以ICP＞20mmHg为诊断标准，应用ROC曲线评价床旁超声ONSD值对ICP＞20mmHg判断效果，其AUC为0.922（95%CI：86.5%～98%，P=0.001）。具体坐标值计算最大值约登指数为0.741，相应ONSD临界值为0.48cm（灵敏度86%，特异度88%），详见图3。

2.2 有创ICP监测与CT检查测量ONSD的比较 对35例患者进行视神经CT扫描和床旁视神经超声测量，提示ICP升高的CT表现有：弥漫性的脑沟减少15例（42.9%），基底池消失8例（22.8%），中线移位＞5mm 12例（34.2%），脑水肿7例（20.0%）；其中有4例患者在超声检查和CT扫描时ICP的变化范围超过了1mmHg，予以排除。最终31例患者完成视神经CT扫描和床旁超声测量对比研究，两组患者共得到62组数据，ONSD中位值为0.61（0.58～0.66）cm，ICP中位值为17（13～28）mmHg。其中ICP＞20mmHg的患者9例18组数据，ICP≤20mmHg的患者22例44组数据。ICP≤ 20mmHg组ONSD中位值为0.58（0.57～0.60）cm，ICP中位值为15（12～17）mmHg；ICP＞20mmHg组ONSD中位值为0.67（0.63～0.72）cm，ICP中位值为28（23～33）mmHg。两组ONSD值比较差异有统计学意义（P=0.001）。ICP≤20mmHg组ICP与CT测量ONSD呈正相关（r= 0.342，P=0.041），ICP＞20mmHg组 ICP与 CT测量ONSD呈正相关（r=0.662，P=0.001），见图4-5。应用ROC曲线评价床旁视神经CT重建测量ONSD值对ICP＞20mmHg判断效果，其AUC为0.931（95%CI：87.2%～99%，P=0.001），具体坐标值计算最大值约登指数为0.648，相应ONSD临界值为0.62cm（灵敏度73.1%，特异度92%），详见图6。

图1 ICP≤20mmHg组ICP与超声测量的ONSD之间的相关关系

图2 ICP＞20mmHg组ICP与超声测量的ONSD之间的相关关系

图3 超声ONSD判断ICP升高的ROC曲线

图4 ICP≤20mmHg组ICP与CT测量的ONSD之间的线性关系

图5 ICP≤20mmHg组ICP与CT测量的ONSD之间的线性关系

图6 CT重建ONSD判断ICP升高的ROC曲线

2.3 超声测量ONSD和CT三维重建测量ONSD的对比研究 对床旁超声测量的ONSD和视神经鞘CT扫描测量的ONSD进行对比。ICP中位值17（13～28）mmHg，床旁超声ONSD中位值0.45（0.39～0.50）cm，CT重建ONSD中位值0.61（0.58～0.66）cm。超声测量ONSD和CT三维重建测量ONSD呈正相关（r=0.812，P＜0.05），详见图7。

图7 CT重建测量的ONSD与超声之间测量的ONSD的线性关系

3 讨论

由于大面积脑梗死和脑出血保守治疗患者大多无法取得有创ICP监测，并且有创ICP监测技术存在继发出血和感染的风险[11-13]。所以在ICU可靠的无创ICP监测技术非常必要。近几年无创ICP监测的探索已成为热点，并且取得了较大的进步。无创监测技术种类繁多：视神经鞘直径、闪光视觉诱发电位（flash visual evoked potentials，f-VEP）、经颅多普勒（transcranial doppler，TCD）、生物电阻抗法（electric impedance，EI）、眼内压（intraocular pressure，IOP）测定法、基于脑电信号分析的ICP无创监测等[14]。其中视神经鞘直径测量技术应用最为广泛，包括超声测量、CT、MRI检查。床旁超声具有价格低廉、无辐射、无创、操作方便、可培训等优点，缺点是测量不够精确，人为主观因素会影响准确性。视神经CT扫描受机器设备限制，测量不精确，但是通过后期三维重建，可以较精确地测定ONSD值。MRI检查能够准确测定视神经鞘直径，但是受到检查时限的限制，不适用于脑疝等危重患者。

本研究作为国内首个结合CT和超声测量ONSD的对比研究，运用床旁超声和CT技术对神经重症患者进行了即时ONSD评估，并对ICP升高的ONSD临界值进行了分析。本研究显示超声测量和CT测量ONSD无论是在ICP≤20mmHg组还是ICP＞20mmHg组均呈正线性关系。同时，无论是超声测量ONSD还是CT测量 ONSD，ICP＞20mmHg组和 ICP≤20mmHg组的ONSD值差异均有统计学意义（均P＜0.01）。本研究显示ICP升高（ICP＞20mmHg）的超声测量ONSD临界值为0.48cm（灵敏度86%，特异度88%），而通过CT重建技术判断ICP升高的ONSD临界值为0.62cm（灵敏度73.1%，特异度92%），结果具有高可信度。同时对比研究超声测量ONSD和CT三维重建测量ONSD发现，两者呈正相关，相关系数为0.812。国内外对于超声测量ONSD来评估ICP已经有大量研究，但是超声ONSD评估ICP升高（ICP＞20mmHg）的临界值存在争议。本研究发现超声测量ONSD临界值略低于目前普遍认为的临界值0.5cm[15-16]。但是近年来的几项多中心RCT研究显示临界值要略低于0.5cm[17-19]，这可能和研究的不同种族人群有关。本研究CT重建测量ONSD临界值为0.62cm，符合近些年国外的研究显示CT平扫测量ONSD显示ICP升高（ICP＞20mmHg）的临界值在0.6～0.7cm[20]。本研究发现CT重建技术所测得的ONSD要大于超声测得的ONSD，但是两侧呈良好的线性正相关。这可能是由于视神经鞘的最小直径和最大直径是有差别的，也就是说视神经鞘横断面并不是圆形，而是椭圆形，并且随着ICP升高，横断面的最小直径和最大直径差值增大[4-5，21-23]。本研究视神经鞘CT重建取ONSD最大值，而超声测量过程中受到眼眶解剖结构的限制，探头位置相对固定，所取的兴趣平面不一定为ONSD最大直径面。另外超声测量是一种平面测量，通常是测量视网膜边缘后3mm处阴影，关于该阴影到底是视盘投影还是视神经鞘，目前还有一些争议[24]。但是相对来说，床旁超声更加便捷，整个操作时间大约在2min，在急危重症领域更有应用前景。

本研究仅仅是单中心研究，且样本量不大。由于设备条件的限制，无法进行床旁CT扫描视神经，需要转运患者至CT室进行检查，这可能会造成一定的时间延误，而且患者的搬动转运会导致轻微的ICP改变。视神经鞘直径测量是基于视乳头水肿，而视乳头水肿要滞后于ICP升高，所以床旁超声和CT重建测量可能不够准确。但是总而言之，在处理复杂患者或者病情紧急还来不及放置有创ICP监测的患者，床旁超声视神经鞘直径测量技术不失为一种可选择可信赖的ICP监测方法。床旁超声结合CT重建技术测量视神经鞘直径，可能会提高判断ICP升高的准确率，需要更多样本量的临床研究来进一步证实。

[1] Bratton S L,Chestnut R M,Ghajar J,et al.Guidelines for the management of severe traumatic brain injury.VI.Indications for intracranialpressure monitoring[J].Journalof neurotrauma,2007, 24(Suppl1):S37-44.

[2] Morgenstern L B,Hemphill J C,Anderson C,et al.Guidelines for the management of spontaneous intracerebral hemorrhage:a guideline for healthcare professionals from the American Heart Association/American Stroke Association[J].Stroke;a journal of cerebralcirculation,2010,41(9):2108-2129.

[3] Killer H E,Laeng H R,Fflammer J,et al.Architecture of arachnoid trabeculae,pillars,and septa in the subarachnoid space of the human optic nerve:anatomy and clinical considerations[J].The British journalof ophthalmology,2003,87(6):777-781.

[4] Hansen H C,Lagreze W,Krueger O,et al.Dependence of the optic nerve sheath diameter on acutely applied subarachnoidal pressure-an experimental ultrasound study[J].Acta ophthalmologica,2011,89(6):e528-532.

[5] Helmke K,Hansen H C.Fundamentals of transorbitalsonographic evaluation of optic nerve sheath expansion under intracranial hypertension.I.Experimental study[J].Pediatric radiology,1996, 26(10):701-705.

[6] Moretti R,Pizzi B,Cassini F,et al.Reliability of optic nerve ultrasound for the evaluation of patients with spontaneous intracranial hemorrhage[J].Neurocriticalcare,2009,11(3):406-410.

[7] Moretti R,Pizzi B.Optic nerve ultrasound for detection of intracranial hypertension in intracranial hemorrhage patients:confirmation of previous findings in a different patient population[J]. Journalof neurosurgicalanesthesiology,2009,21(1):16-20.

[8] Geeraerts T,Merceron S,Benhamou D,et al.Non-invasive assessment of intracranial pressure using ocular sonography in neurocritical care patients[J].Intensive care medicine,2008,34 (11):2062-2067.

[9] Mascioli G,Salvolini S,Cavola G L,et al.Functional MRI examination of visual pathways in patients with unilateral optic neuritis [J].Radiology research and practice,2012,2012:265306.

[10] Hassen G W,Bruck I,Donahue J,et al.Accuracy of optic nerve sheath diameter measurement by emergency physicians using bedside ultrasound[J].The Journal of emergency medicine, 2015,48(4):450,457.

[11] Ngo Q N,Ranger A,Singh R N,et al.External ventricular drains in pediatric patients[J].Pediatric critical care medicine:a journal of the Society of Critical Care Medicine and the World Federation of Pediatric Intensive and Critical Care Societies,2009, 10(3):346-351.

[12] Sadaka F,Kasal J,Lakshmanan R,et al.Placement of intracranial pressure monitors by neurointensivists:case series and a systematic review[J].Brain injury,2013,27(5):600-604.

[13] Le Roux P.Physiological monitoring of the severe traumatic brain injury patient in the intensive care unit[J].Current neurology and neuroscience reports,2013,13(3):331.

[14] 杨赟.无创颅内压监测的现状[J].中华神经外科杂志,2015,1(31): 104-106.

[15] Dubourg J,Javouhey E,Geeraerts T,et al.Ultrasonography of optic nerve sheath diameter for detection of raised intracranial pressure:a systematic review and meta-analysis[J].Intensive care medicine,2011,37(7):1059-1068.

[16] Amini A,Kariman H,Arhami Dolatabadi A,et al.Use of the sonographic diameter of optic nerve sheath to estimate intracranial pressure[J].The American journal of emergency medicine,2013,31(1):236-239.

[17] Rajajee V,Vanaman M,Fletcher J J,et al.Optic nerve ultra-sound for the detection of raised intracranial pressure[J].Neurocriticalcare,2011,15(3):506-515.

[18] Shirodkar C G,Rao S M,Mutkule D P,et al.Optic nerve sheath diameter as a marker for evaluation and prognostication of intracranial pressure in Indian patients:An observational study [J].Indian journal of critical care medicine:peer-reviewed,official publication of Indian Society of Critical Care Medicine, 2014,18(11):728-734.

[19] Maude R R,Hossain M A,Hassan M U,et al.Transorbital sonographic evaluation of normal optic nerve sheath diameter in healthy volunteers in Bangladesh[J].PloS one,2013,8(12): e81013.

[20] Sekhon M S,Griesdale D E,Robba C,et al.Optic nerve sheath diameter on computed tomography is correlated with simultaneously measured intracranial pressure in patients with severe traumatic brain injury[J].Intensive care medicine,2014,40(9): 1267-1274.

[21] 游勇.正常人眶内段视神经的CT重建和参数测量[J].中华实验眼科杂志,2015,11(33):1015-1018.

[22] Geeraerts T,Newcombe VF,Coles J P,et al.Use of T2-weighted magnetic resonance imaging of the optic nerve sheath to detect raised intracranial pressure[J].Critical care(London, England),2008,12(5):114.

[23] Liu D,Kahn M.Measurement and relationship of subarachnoid pressure of the optic nerve to intracranialpressures in fresh cadavers[J].American journalofophthalmology,1993,116(5):548-556.

[24] CopettiR,CattarossiL.Optic nerve ultrasound:artifacts and real images[J].Intensive care medicine,2009,35(8):1488-1489.

Comparison of bedside ultrasonography and CT reconstruction technology in measurement of optic nerve sheath diameter

LE Yuanjie, Ben Zhifei.Department of Emergency,Ningbo Second Municipal Hospital，Ningbo 315000,China

Optic nerve sheath diameter Intracranial pressure Computed tomography

2016-09-23）

（本文编辑：严玮雯）

10.12056/j.issn.1006-2785.2017.39.10.2016-1494

315000 宁波市第二医院急诊科（乐元洁），超声科（贲志飞）

乐元洁，E-mail：leyuanji83@163.com

【 Abstract】 Objective To compare bedside ultrasonography and CT reconstruction technique in measurement of optic nerve sheath diameter(ONSD). Methods Thirty five patients admitted in Emergency ICU of Ningbo Second Hospital from October 2014 to October 2015 were enrolled in the study.The intracranial pressure(ICP)was monitored by invasive intracranial pressure monitoring device and the completed ONSD measurement was performed by ultrasonography in EICU.Completed brain and orbit CT scanning was performed and bedside ultrasound ONSD was measured again,then optic nerve three-dimensional reconstruction was completed within 24h.When intracranial pressure change exceeded 5 mmHg and lasted for 5min,the bedside ultrasound ONSD measurement was immediately completed.ROC curve was used to decide the best ONSD cut-off value to judge ICP rise (＞20mmHg).And the correlation between ONSDs measured by bedside ultrasound and CT reconstruction was analyzed. Results The median ONSD measured by bedside ultrasound was 0.45(0.42-0.50)cm.ICP was positively correlated with ONSD (ICP≤20mmHg group r=0.276,P＜0.05;ICP＞20mmHg group r=0.748,P＜0.05).AUC of ROC curve was 0.922 (95%CI:86.5%-98%,P=0.001).When the cut-off value of ONSD was 0.48cm,sensitivity,specificity and Youden index were 86%,88%and 0.741,respectively.The mean value of ONSD measured by optic nerve CT reconstruction technology was 0.61(0.58-0.66)cm.ICP was positively correlated with ONSD(ICP≤20mmHg group r=0.342,P＜0.05;ICP＞20mmHg group r=0.662,P＜0.05).AUC of ROC curve was 0.931(95%CI:87.2%-98%,P=0.001),when the cut-off value of ONSD was 0.62cm,the sensitivity,specificity and Youden index were 73.1%,92%and 0.648,respectively.Thirty one patients completed ultrasound and CT scanning measurement ONSD within 1h.Bedside ultrasound ONSD median was 0.45(0.39-0.50) cm,average value was(0.45±0.057)cm.CT reconstruction ONSD median was 0.61(0.58-0.66)cm,average value was(0.63± 0.068)cm,the two sides were linearly dependent(r=0.812,P＜0.01). Conclusion Bedside ultrasonography and CT reconstruc-tion both have good sensibility and specificity for noninvasive monitoring of ICP.