Non-invasive intracranial pressure estimation using ultrasonographic measurement of area of optic nerve subarachnoid space

利用超声测量视神经蛛网膜下腔面积无创评估颅内压

Br J Ophthalmol. IF=5.908

*Yue Zhang and Kai Cao contributed equally.

Corresponding author:

Dr. Hanruo Liu, Beijing Institute of Ophthalmology, Beijing, China.

内容速递：

眼部超声检查被认为是评估颅内压的一种无创和可重复的方法，然而近年来发表的多项通过视神经鞘直径预测颅内压升高的研究结果仍有较大的变异性，这限制了其可靠性和进一步应用。王宁利教授团队通过纳入90名接受连续有创ICP监测的神经系统疾病患者，行眼部超声检查，记录的指标包括视神经直径、视神经鞘直径、距视盘3mm处两侧的视神经蛛网膜下腔宽度以及距视盘3至7mm之间的整个视神经蛛网膜下腔面积。通过探索和比较五个数学模型，确定了最佳的拟合模型，得到预测颅内压的加权函数为：颅内压=2.050×视神经蛛网膜下腔面积-0.051×体重指数+0.036*平均动脉血压-5.837。若以20mmHg作为颅内压升高或降低的分界点，视神经蛛网膜下腔面积预测颅内压升高的敏感性和特异性为1.00和0.92。综上，使用超声测量视神经蛛网膜下腔面积有可能成为快速量化颅内压的一种方法，这一研究结果可能在评估正常眼压性青光眼的发病机制方面也具有潜在价值。

Abstract 摘要

Objective:To verify whether the area of the ONSAS (ONSASA) obtained by transorbital ultrasonography can be used to accurately evaluate the intracranial pressure (ICP).

目的：评估经眶超声检查获得的视神经蛛网膜下腔面积是否可用于准确评估颅内压。

Methods: The recorded indexes included the optic nerve diameter, the optic nerve sheath diameter (ONSD), the width of both sides of the ONSAS (ONSASW) at 3 mm from the optic nerve head and the entire ONSASA outlined between 3 and 7 mm. After exploring and comparing five models to describe the relationship between body mass index (BMI), mean arterial blood pressure (MABP), ONSASA and ICP, the

best model was determined.

方法：记录的超声检查指标包括视神经直径、视神经鞘直径、距视盘3mm处两侧的视神经蛛网膜下腔宽度以及距视盘3至7mm之间的整个视神经蛛网膜下腔面积。通过探索和比较五个数学模型来描述体重指数、平均动脉血压、视神经蛛网膜下腔面积和颅内压之间的关系后，确定了最佳的拟合模型。

Results: In all, 90 patients with neurological diseases undergoing continuous invasive ICP monitoring were included in the study. In the training group, the correlation coefficient for the association between the ICP and ONSASA (Pearson’s correlation r=0.953) was higher than that for the association of the ICP with the ONSD (r=0.672; p<0.0001) and ONSASW at 3 mm behind the globe (r=0.691; p<0.0001). In the training group, the weighting function for prediction of the ICP was as follows: non-invasive ICP=2.050×ONSASA−0.051×BMI +0.036*MABP−5.837. With 20 mm Hg as the cut-off point for a high or low ICP, the sensitivity and specificity of ONSASA predicting ICP was 1.00 and 0.92. Receiver operator curve analysis revealed that the calculated cut-off value for predicting elevated ICP was 19.96 (area under curve= 0.960, 95% CI 0.865 to 1.00).

结果：本研究共纳入了90名接受连续有创ICP监测的神经系统疾病患者。在训练组中，颅内压与视神经蛛网膜下腔面积之间的关联系数（r=0.953）高于颅内压与视神经鞘直径（r=0.672；p<0.0001）和球后3mm两侧的视神经蛛网膜下腔宽度（r=0.691；p<0.0001）。在训练组，预测颅内压的加权函数如下：颅内压=2.050×ONSASA-0.051×BMI+0.036*MABP-5.837。若以20mmHg作为颅内压升高或降低的分界点，视神经蛛网膜下腔面积预测颅内压升高的敏感性和特异性为1.00和0.92。接受者曲线分析显示，预测颅内压升高的截止值为19.96（此时曲线下面积= 0.960，95% 置信区间为 0.865至1.00）。

Conclusions: Measurement of the ONSASA using ultrasonography can serve as a practical method for rapid and non-invasive quantification for evaluating ICP through an accurate mathematical formula with the BMI and MABP considered as contributing parameters.

结论：使用眼超声测量视神经蛛网膜下腔面积可以作为一种实用的方法，通过拟合公式实现快速和无创地量化颅内压，并将BMI和MABP作为贡献参数。

前言：

视神经超声检查被认为是确定颅内压的一种无创和可重复的方法，Xie等人通过MRI测量了视神经鞘直径并建立了一个拟合公式。然而由于设备的限制，MRI很昂贵且难以实施，且近年来发表的多项通过视神经鞘直径预测颅内压升高的研究结果仍有较大的变异性，这限制了其可靠性和进一步应用。我们的研究通过超声检查测量视神经蛛网膜下腔面积的无创方法，可通过一个准确的数学公式在患者床旁快速量化颅内压，也可能对正常眼压性青光眼的发病机制研究具有潜在价值。

RESULTS 结果

表1：纳入研究人群的人口学特征和测量指标

表2：训练数据集中颅内压测量值与视神经蛛网膜下腔面积、BMI和MABP之间的多元线性回归分析

图1：视神经超声扫描示例和说明示意图。左图：显示了超声探头、眼球和带视神经鞘的视神经；右图在距视盘3毫米处测量视神经直径、视神经鞘直径和视神经蛛网膜下腔宽度，并在距视盘后3至7毫米处勾画和计算视神经蛛网膜下腔面积。

图2：Bland-Altman图显示了通过拟合公式预测的颅内压和真实颅内压之间的差异。

图3：颅内压升高前后，球后3mm处的视神经鞘截面变化示意图。

CONCLUSIONS 结论

使用超声测量视神经蛛网膜下腔面积有可能成为快速量化颅内压的一种方法，这种非侵入性的技术可以通过一个数学拟合公式来准确评估颅内压，这一研究结果可能在评估正常眼压性青光眼的发病机制方面也具有潜在价值。

专家简介

王宁利教授，主任医师，博士生导师，北京学者，国际眼科学院院士。现任北京同仁医院院长，党委副书记，眼科中心主任，北京市眼科研究所所长，首都医科大学眼科学院院长。前任中华医学会眼科学分会主任委员，候任中国医师协会眼科学分会主任委员，《中华眼科杂志》主编；国际眼科学院院士，世界青光眼学会联合会常务理事，国际眼科学会常务理事，亚太眼科学会副主席，《Asia-Pacific Journal of Ophthalmology》副主编。卫生部突出贡献中青年专家、享受国务院特殊津贴。2015年荣获全国先进工作者荣誉称号。