RSS-Feed abonnieren
DOI: 10.1055/a-1208-1482
Ultrasound Examination of the Pupil – A New Tool for the Neuro-Ophthalmological Assessment
Ultrasonographie der Pupille – eine neue Möglichkeit der Neuro-Ophtalmologischen UntersuchungAbstract
Background Pupil examination represents a diagnostic and prognostic test in the management of several neurological diseases. Infrared video pupillometry (IVP) is the gold standard, since it is not routinely available, a noninvasive bedside ultrasound assessment has been proposed as an alternative. The aim of this study was to assess the feasibility and reproducibility of ultrasound pupillometry (UP) in comparison with IVP.
Materials and Methods 81 subjects (43 men and 38 women, mean age: 52 ± 20 years and 49 ± 19 years, respectively) with no history of neurophthalmologic disease were enrolled. UP was performed with a 12-MHz linear probe according to current guidelines for orbital insonation. Light and painful stimuli were applied to test pupillary light reflex (PLR) and ciliospinal reflex (CR). In 30 of these subjects IVP examination was performed additionally to obtain intra-observer and inter-observer agreement.
Results Increasing age was associated with a decreased pupillary diameter (PD) at rest, after PLR and CR (R –0.728, p < 0.01, R –0.643, p < 0.01, R 0.674, p < 0.001 respectively), while no association was noticed with time to constriction/dilation. UP measurements were reproducible (rate of inter- and intra-observer agreement: R 0.979, p < 0.01, R 0.946, p < 0.01 respectively) and concordant with IVP (PLR R 0.831, p < 0.01; CR R 0.879, p < 0.01).
Conclusion According to our study, ultrasound pupillometry is a feasible and reliable technique for bedside pupillary function assessment, and is a good alternative to infrared video pupillometry. Moreover, it represents the only way for functional pupillary assessment in patients with periorbital hematoma.
Zusammenfassung
Wissenschaftlicher Hintergrund Die Pupillenuntersuchung stellt einen wesentlichen diagnostischen und prognostischen Test bei verschiedenen neurologischen Erkrankungen dar. Der Goldstandard ist die Infrarot-Videopupillometrie (IVP). Da diese nicht routinemäßig verfügbar ist, wäre alternativ eine nichtinvasive Ultraschalluntersuchung der Pupille von großem diagnostischem Wert. Das Ziel dieser Studie war es, die Durchführbarkeit und Reproduzierbarkeit der Ultraschall-Pupillometrie (UP) mit der IVP zu vergleichen.
Material und Methoden 81 Probanden (43 männlich, 38 weiblich, mittleres Alter 52 ± 20 Jahre und 49 ± 19 Jahre) wurden in die Auswertung eingeschlossen. Es bestanden keine ophthalmologischen Vorerkrankungen. Die UP wurde mit einer 12MHz-Linear-Schallsonde entsprechend der derzeit gültigen Richtlinien einer orbitalen Sonografie durchgeführt. Die Pupillenreaktion wurde nach einem Lichtstimulus (Pupillenreflex, PR) sowie nach einer Schmerzapplikation im Bereich des Nackens (Ziliospinalreflex, ZSR) beurteilt. Bei 30 dieser Probanden wurde zusätzlich eine IVP-Untersuchung vollzogen, um zusätzlich die Inter- und Intra-Observer-Reliabilität zu messen.
Ergebnisse Ein höheres Alter war nach Testung des PR sowie des ZSR mit einem geringeren Pupillendurchmesser in Ruhe assoziiert (R = –0,728; p < 0,01; R = –0,643; p < 0,01; R 0,674; p < 0,001), wohingegen keine Assoziation in der Zeit von Pupillenkonstriktion/-dilatation bestand. Die UP-Messungen waren reproduzierbar (Inter- und Intra-Observer Übereinstimmung: R = 0,979; p < 0,01; R = 0,946; p < 0,01) und übereinstimmend mit der IVP (DPR: R = 0,831; p < 0,01; ZSR: R = 0,879; p < 0,01).
Schlussfolgerung Die aktuelle Studie zeigt, dass die Ultraschall-Pupillometrie eine verlässliche und reproduzierbare Methode zur Pupillenuntersuchung ist und eine gute Alternative zur Infrarot-Videopupillometrie darstellt. Insbesondere besteht damit bei traumatischen Augen(lid)verletzungen die einzige Möglichkeit, die Pupillenfunktion zu überprüfen, wenn z. B. das Augenlid aufgrund eines Hämatoms nicht geöffnet werden kann.
Publikationsverlauf
Eingereicht: 09. Februar 2020
Angenommen: 19. Juni 2020
Artikel online veröffentlicht:
20. Juli 2020
© 2020. Thieme. All rights reserved.
Georg Thieme Verlag KG
Rüdigerstraße 14, 70469 Stuttgart, Germany
-
References
- 1 Loewenfeld IE. The pupil: Anatomy, Physiology, and Clinical Applications. 1st ed. Detroit: Wayne State University Press; 1993. DOI: 10.1136/bjo.85.1.121e
- 2 McDougal DH, Gamlin PD. Autonomic control of the eye. Compr Physiol 2015; 5: 439-473 . doi:10.1002/cphy.c140014
- 3 Carney N, Totten AM, O'Reilly C. et al Guidelines for the Management of Severe Traumatic Brain Injury. Neurosurgery 2017; 80: 6-15 . doi:10.1227/NEU.0000000000001432
- 4 Clusmann H, Schaller C, Schramm C. Fixed and dilated pupils after trauma, stroke, and previous intracranial surgery: management and outcome. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2001; 71: 175-181 . doi:10.1136/jnnp.71.2.175
- 5 Larson MD. Mechanism of opioid-induced pupillary effects. Clin Neurophysiol 2008; 199: 1358-1364 . doi:10.1016/j.clinph.2008.01.106
- 6 Payen JF, Isnardon S, Lavolaine J. et al Pupillometry in anesthesia and critical care. Ann Fr Anesth Reanim 2012; 31: 155-159 . doi:10.1016/j.annfar.2012.04.020
- 7 Wilhelm H. Neuro-ophthalmology of pupillary function- practical guidelines. J Neurol 1998; 245: 573-583 . doi:10.1007/s004150050248
- 8 Olson DM, Stutzman S, Saju C. et al Interrater reliability of pupillary assessments. Neurocrit Care 2015; 24: 251-257 . doi:10.1007/s12028-015-0182-1
- 9 Almendárez JE, Vargas DM, González C. et al Ultrasound findings in ocular trauma. Arch Soc Esp Oftalmol 2015; 90: 572-577 . doi:10.1016/j.oftal.2015.07.010
- 10 Sargsyan AE, Hamilton DR, Melton SL. et al Ultrasonic evaluation of pupillary light reflex. Crit Ultrasound J 2009; 1: 53-57 . doi:10.1007/s13089-009-0012-9
- 11 Farina F, Brunner C, Schreiber SJ. et al Ultrasound examination of the pupil suggestive for carotid dissection. Neurology 2017; 89: 973-974 . doi:10.1212/WNL.0000000000004299
- 12 Barnett SB. World Federation for Ultrasound in Medicine and Biology (WFUMB) Symposium on safety of ultrasound in medicine: Conclusions and recommendations on thermal and non-thermal mechanisms for biological effects of ultrasound. Ultrasound Med Biol 1998; 24: 1-55 . doi:10.1016/j.ultrasmedbio.2006.07.004
- 13 Chapman CR, Oka S, Bradshaw DH. et al Phasic pupil dilation response to noxious stimulation in normal volunteers: relationship to brain evoked potentials and pain report. Psychophysiology 1999; 36: 44-52 . doi:10.1017/s0048577299970373
- 14 Chin WW. The partial least squares approach for structural equation modeling. In: Marcoulides GA. eds Methodology for business and management. Modern methods for business research. Lawrence Erlbaum Associates Publishers; 1998: 295-336
- 15 Schmidt FA, Ruprecht K, Connolly F. et al B-mode ultrasound assessment of pupillary function: Feasibility, reliability and normal values. PLoS One 2017; 12: e0189016 . doi:10.1371/journal.pone.0189016
- 16 Bremner FD. Pupillometric evaluation of the dynamics of the pupillary response to a brief light stimulus in healthy subjects. Invest Opthalmol Vis Sci 2012; 53: 7343-7347 . doi:10.1167/iovs.12-10881
- 17 Bergamin O, Zimmerman MB, Kardon RH. Pupil light reflex in normal and diseased eyes: diagnosis of visual dysfunction using waveform partitioning. Ophthalmology 2003; 110: 106-114 . doi:10.1016/s0161-6420(02)01445-8
- 18 Lobato-Rincó LL, Cabanillas-Campos MC, Bonnin-Arias C. et al Pupillary behavior in relation to wavelength and age. Front Hum Neurosci 2014; 8: 221 . doi:10.3389/fnhum.2014.00221
- 19 Havelius U, Heuck M, Milos P. et al The enhanced ciliospinal reflex in asymptomatic patients with cluster headache is due to preganglionic sympathetic mechanisms. Headache 1997; 37: 496-498 . doi:10.1046/j.1526-4610.1997.3708496.x
- 20 Guly CM, Guly HR, Bouamra O. et al Ocular injuries in patients with major trauma. Emerg Med J 2006; 23: 915-917 . doi:10.1136/emj.2006.038562
- 21 Poon A, McCluskey PJ, Hill DA. Eye injuries in patients with major trauma. J Trauma 1999; 46: 494-499 . doi:10.1097/00005373-199903000-00027
- 22 Morelli P, Oddo F, Ben-Hamouda N. Role of automated pupillometry in critically ill patients. Minerva Anestesiologica 2019; 85: 995-1002 . doi:10.23736/S0375-9393.19.13437-2