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Publicação
What are the main non-invasive methods of accurate measurement of ICP applicable in human subjects? : a systematic review
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Orientador(es)
Resumo(s)
A Pressão Intracraniana (ICP) é a força exercida pela circulação cerebral, líquido cefalorraquidiano (CSF) e parênquima cerebral sobre o crânio. É considerada dentro do espectro do normal quando assume valores entre 5-15mmHg. Existem diversas variáveis que têm influência na ICP. Aspetos fisiológicos como o débito cardíaco, volémia, tensão arterial, ventilação, posição da cabeça do doente ou a presença de lesões ocupantes de espaço podem causar oscilações nos valores medidos. O principal aspeto que interfere na regulação da ICP é a drenagem de CSF através das vilosidades aracnóideias. Diversas patologias alteram esta drenagem, entre as quais tumores cerebrais, hemorragias e infeções. Quando a adequada drenagem de CSF é impedida, existe um consequente aumento da ICP. Segundo as guidelines da Brain Trauma Foundation, existem diversas apresentações clínicas que sugerem, com diferentes graus de recomendação, a monitorização da ICP. Os atuais métodos gold standard para a medição da ICP assentam em técnicas invasivas, tais como a implantação de cateteres intraventriculares ou intraparenquimatosos. A avaliação da pressão de abertura do CSF por punção lombar é também um método válido de avaliação da ICP, no entanto, é igualmente uma técnica invasiva. Todas as técnicas atualmente com evidência científica comprovada para a medição eficaz da ICP envolvem riscos relevantes para o doente, nomeadamente risco infecioso, hemorrágico e de falência da técnica. Adicionalmente, existem diversas condições clínicas que dificultam ou que contraindicam o uso destas técnicas. Assim, têm sido estudados e desenvolvidos métodos não invasivos para a avaliação da ICP, oferecendo uma alternativa promissora e menos arriscada para a medição e monitorização deste parâmetro fisiológico. A crescente evolução tecnológica e o aumento da exploração espacial, com a consequente exposição à microgravidade, tem levantado questões em relação ao seu impacto na fisiologia humana. Sabe-se que a ausência de gravidade promove uma redistribuição dos fluídos corporais, e a sua acumulação na região cervical e cefálica. Este facto, aliado à ausência do estímulo de drenagem promovido pela gravidade, leva a um aumento da ICP. 3 Os atuais métodos gold standard de medição da ICP não são passíveis de ser aplicáveis em ambientes de microgravidade, pelo que se torna necessário explorar opções não invasivas, validando a sua precisão e eficácia. Métodos Definiu-se como objetivo primário do estudo responder à pergunta PICO “Quais são os principais métodos não invasivos de medição precisa da ICP aplicáveis em sujeitos humanos?” e como objetivo secundário a resposta à pergunta “Quais desses métodos são aplicáveis em voos espaciais?". Realizou-se uma revisão da literatura em três bases de dados, com os termos de pesquisa "intracranial pressure", "intracranial hypertension", "non-invasive monitoring" e "intracranial pressure monitoring". Após a seleção de 135 artigos, estes foram submetidos ao programa Rayyan, para a realização de uma verificação duplamente cega. Dos 135 artigos inicialmente selecionados, foram excluídos os que preenchiam algum dos seguintes critérios: artigos duplicados; escritos em língua estrangeira que não o inglês; artigos que se baseassem em estudos de modelos animais, modelos fisiológicos ou modelos matemáticos ou estudos que se baseassem na aplicação dos métodos não invasivos exclusivamente em população pediátrica; que se baseassem na avaliação exclusiva de outros parâmetros fisiológicos distintos da ICP; e ensaios clínicos. A seleção dos artigos teve por base estarem escritos em inglês, publicados há menos de 40 anos, estarem disponíveis na sua totalidade nas bases de dados consultadas, ter como assunto a medição e monitorização da ICP por métodos não invasivos em população adulta e com aplicabilidade na prática clínica. Foram incluídos 70 artigos, cuja análise permitiu a classificação em métodos imagiológicos, neurofisiológicos, oftalmológicos e métodos otológicos. Resultados Os principais métodos imagiológicos foram a tomografia computorizada (CT), a ressonância magnética (MRI) e o doppler transcraniano (TCD). Estas técnicas baseiamse na avaliação da presença de determinadas alterações imagiológicas e/ou hemodinâmicas associadas à elevação da ICP. 4 Determinou-se que existem alterações neurofisiológicas que precedem o aumento da ICP, em particular na perfusão e metabolismo cerebrais e na atividade neuronal. Estas alterações são responsáveis por disfunção da compliance intracraniana (ICC), que pode ser avaliada através de métodos neurofisiológicos. Foram encontradas quatro principais técnicas, entre as quais a eletroencefalografia (EEG), Near-Infrared Spectroscopy (NIRS), avaliação das vibrações cranianas e Ultrasonic Time of Flight. Em relação aos métodos oftalmológicos para a avaliação não invasiva da ICP, a sua maioria baseia-se na relação anatómica entre o olho e o espaço subaracnoideu. Assumese que a ICP é indiretamente transferida para a via orbital, influenciando a pressão intraocular (IOP), configuração do nervo ótico e anatomia venosa. Foram identificadas oito principais técnicas – fundoscopia, avaliação da IOP, pupilometria, presença de pulsações venosas espontâneas, oftalmodinamometria, resposta a potenciais visuais evocados, tomografia de coerência ótica (OCT) e avaliação do diâmetro da bainha do nervo ótico (ONSD). As duas técnicas otológicas para a medição não invasiva da ICP têm também por base a relação anatómica entre o ouvido interno e o espaço subaracnoideu. Estas estruturas comunicam-se através do aqueduto coclear, o que explica que a pressão do fluido coclear seja influenciada pela ICP. As duas técnicas otológicas identificadas são a medição do deslocamento da membrana timpânica e o produto de distorção das emissões otoacústicas. Discussão Foram analisadas as diferentes características das dezassete técnicas descritas nos resultados, de forma a compreender qual a que melhor poderá substituir os métodos invasivos gold standard. As técnicas imagiológicas de MRI e CT são essencialmente limitadas pela forma como as alterações detetadas se correlacionam com a ICP medida invasivamente. Oferecem uma imagem estática da ICP, o que não permite a sua monitorização contínua. O TCD colmata esta falha, podendo inclusivamente ser usado em situações agudas. No entanto, há opiniões dispares quanto à sua eficácia e correlação com a ICP, em particular para valores apenas ligeiramente aumentados. É uma técnica operador dependente, que não pode ser aplicada numa porção da população por ausência de janela acústica. 5 As técnicas neurofisiológicas EEG e NIRS baseiam-se em parâmetros fisiológicos extremamente variáveis, dificultando a sua interpretação. Não existe também um consenso em relação à sua correlação com a ICP. Os sensores de vibrações cranianas e a oftalmodinamometria, apesar de apresentarem uma elevada correlação com a medição invasiva da ICP, necessitam de mais investigação, uma vez que os sensores podem estar sujeitos a importantes interferências externas, e a oftalmodinamometria não pode ser aplicada para monitorização contínua. Tanto a fundoscopia como a OCT avaliam a presença de papiledema, que necessita de tempo para se instalar. Também não há evidência de que o aumento da IOP se correlacione diretamente com o aumento da ICP. As SVP estão ausentes em 10% da população saudável, não sendo a sua presença uma ferramenta confiável para a medição da ICP. De igual modo, a reatividade pupilar também não foi associada a valores específicos de ICP, pelo que necessita de mais investigação. Os VEPs medem atividade elétrica cerebral, pelo que são influenciados pelo estado de consciência do individuo. São sujeitos a uma variabilidade significativa, pondo em causa a sua fiabilidade. A medição ecográfica do ONSD é a técnica mais promissora para a medição não invasiva da ICP. É rapidamente aprendida, reproduzível e exequível à cabeceira do doente, podendo ser aplicada em situações agudas. No entanto, é limitada pela ausência de um cutoff bem definido e achados hiperecogénicos, que podem dificultar a interpretação das medidas sub-milimétricas. As avaliações do ONSD por CT ou MRI são mais precisas, mas envolvem técnicas mais dispendiosas, com acesso mais limitado. Tanto o TMD como o DPOAE são técnicas que apresentam resultados dispares em relação ao seu relacionamento com a ICP, e que exigem uma medição base. Implicam a presença de algumas premissas, tais como um aqueduto coclear patente, reflexo estapédico integro, integridade da membrana timpânica e ausência de perda auditiva. Com o progresso das viagens espaciais, o comportamento da ICP em ambientes de microgravidade tem causado algumas preocupações. Em indivíduos submetidos a estes ambientes registou-se uma elevação ligeira da ICP, causada por alterações hemodinâmicas na circulação intracraniana e privação de pressão hidrostática no CSF, 6 que foi definido como Spaceflight Associated Neuro-ocular Syndrome (SANS) pela NASA Space Medicine Division. O estudo das técnicas anteriormente mencionadas para a sua medição não invasiva da ICP em ambientes de microgravidade revelou que existem algumas opções potencialmente viáveis, tais como a técnica de TCD, EEG, NIRS, avaliação das vibrações cranianas, oftalmodinamometria, VEPs, OCT, medição ecográfica do ONSD e TMD. São necessários mais estudos, uma vez que nenhum destes métodos parece ser inteiramente capaz de substituir com eficácia, sensibilidade e especificidade suficientes os atuais gold standard. Conclusão Existem vários métodos não invasivos para medir monitorizar a ICP. No entanto nenhum deles substitui adequadamente as técnicas invasivas gold standard. Os métodos aparentemente mais promissores são a avaliação por TCD e a medição do ONSD, uma vez que mostraram os resultados mais robustos entre os diferentes métodos. No entanto, são necessários mais estudos para avaliar a precisão, sensibilidade e especificidade dessas técnicas. A medição da ICP em ambientes de microgravidade é ainda um desafio. A técnica que concluímos ser a mais adequada é a medição ecográfica do ONSD, mas ainda apresenta importantes limitações.
Intracranial pressure (ICP) is an essential parameter in the assessment and monitoring of patients with traumatic injuries, brain tumours, intracranial haemorrhages, and other severe neurological conditions. Traditionally, direct measurements of ICP are performed using invasive procedures, such as intraparenchymal or intraventricular probes, which are associated with significant risks and complications. This limits the application in the gold standard technique for ICP measurement in certain clinical contexts. Given this situation, non-invasive methods have been studied and developed for the evaluation of ICP, aiming to offer a promising and less risky alternative. This study aims to conduct a systematic review of the literature on the main non-invasive methods used in the assessment of ICP, analysing different techniques and their limitations. Additionally, we reflect on which of these methods could be applied in microgravity environments, given the increasing relevance of space travel and the concern of current space agencies regarding Spaceflight Neuro-ocular Syndrome. Firstly, we present methods based on imaging techniques, followed by neurophysiological, ophthalmological, and otological ICP evaluation methods, which provide indirect information about ICP. Some techniques, such as transcranial doppler and measurement of the optic nerve sheath diameter, show potential as reliable and easily applicable tools in the clinical assessment of ICP. It is important to emphasize that these methods have relevant limitations, including lack of standardization, need for further validation, and their inapplicability in different populations and clinical conditions. Finally, we conclude that non-invasive methods for measuring ICP represent an evolving field with promising results for clinical practice. Although there are still challenges to be overcome, these techniques offer the possibility of safer and more accessible ICP monitoring, contributing to early diagnosis, appropriate management, and improved prognosis in patients with cerebral dysfunction.
Intracranial pressure (ICP) is an essential parameter in the assessment and monitoring of patients with traumatic injuries, brain tumours, intracranial haemorrhages, and other severe neurological conditions. Traditionally, direct measurements of ICP are performed using invasive procedures, such as intraparenchymal or intraventricular probes, which are associated with significant risks and complications. This limits the application in the gold standard technique for ICP measurement in certain clinical contexts. Given this situation, non-invasive methods have been studied and developed for the evaluation of ICP, aiming to offer a promising and less risky alternative. This study aims to conduct a systematic review of the literature on the main non-invasive methods used in the assessment of ICP, analysing different techniques and their limitations. Additionally, we reflect on which of these methods could be applied in microgravity environments, given the increasing relevance of space travel and the concern of current space agencies regarding Spaceflight Neuro-ocular Syndrome. Firstly, we present methods based on imaging techniques, followed by neurophysiological, ophthalmological, and otological ICP evaluation methods, which provide indirect information about ICP. Some techniques, such as transcranial doppler and measurement of the optic nerve sheath diameter, show potential as reliable and easily applicable tools in the clinical assessment of ICP. It is important to emphasize that these methods have relevant limitations, including lack of standardization, need for further validation, and their inapplicability in different populations and clinical conditions. Finally, we conclude that non-invasive methods for measuring ICP represent an evolving field with promising results for clinical practice. Although there are still challenges to be overcome, these techniques offer the possibility of safer and more accessible ICP monitoring, contributing to early diagnosis, appropriate management, and improved prognosis in patients with cerebral dysfunction.
Descrição
Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2023
Palavras-chave
Intracranial pressure Intracranial pressure monitoring Intracranial hypertension Non-invasive monitoring Medicina aeroespacial