Updates on Ultrasound Techniques for the Diagnosis of Cerebral Ischemia

Abstrak

Teknik ultrasound (US) telah meningkatkan kemampuan ahli neurologi terutama dibidang stroke untuk mengevaluasi dengan cepat pasien stroke, menentukan kemungkinan terjadinya iskemik otak, menentukan patensi arteri, mengukur keparahan stenosis, dan menentukan penatalaksanaan klinis yang paling tepat. Selain itu, perkembangan dari teknik terbaru dalam US yang berdasarkan deteksi US contrast agent, dapat memungkinkan dilakukannya evaluasi terhadap mikrosirkulasi otak dan identifikasi daerah angiogenesis, peradangan, serta thrombus selama terjadinya iskemik otak.Pendahuluan

Tes cepat untuk mendeteksi dan mengukur patensi arteri serta perfusi otak pada stroke iskemik akut, dapat digunakan untuk menentukan terapi reperfusi, invasif angiografi, dan terapi yang mendesak, serta untuk menilai prognosis jangka pendek dan jangka panjang. Computed tomografi angiografi (CTA) dan magnetic resonance angiography adalah teknik pencitraan non invasif yang mampu menilai obstruksi pembuluh darah pada stroke akut. Tetapi, metode tersebut tidak selalu tersedia di sistem pengelolaan stroke di seluruh dunia dan dibatasi oleh kerjasama dari pasien, membutuhkan waktu yang lebih lama untuk rekonstruksi pencitraan dan untuk interpretasi dari ahli. Selain itu, kedua metode pencitraan tersebut tidak ada yang menawarkan potensi untuk dapat memonitor aliran darah arteri secara berkelanjutan dan tepat.Transcranial dan carotid ultrasound (US) memiliki keunggulan diantaranya adalah tidak mahal, portable, dan non invasif dengan kemampuan monitoring secara tepat dan berkelanjutan, serta hanya membutuhkan kerjasama pasien yang minimal. Teknik US terutama sangat berguna untuk memantau rekanalisai arteri dengan tissue plasminogen activator (tPA) pada stroke akut. Selain itu, penelitian terbaru telah menunjukkan potensi dari transcranial color-coded sonography (TCCS) dengan agen contrast microbubble untuk menilai perfusi otak dan untuk mengidentifikasi daerah angiogenesis, peradangan, dan trombus.Pada penelitian ini, kami meninjau peran dari teknik neurosonologi dalam diagnosis oklusi arteri intra- dan ekstra cranial, karakterisasi plak karotid, perfusi otak, dan deteksi tanda molekuler selama cerebral iskemik. Transcranial US pada stroke akut

Peran dari Transcranial Doppler US (TCD) dan TCCS dalam evaluasi diagnostik dan penatalaksanaan pasien stroke akut meliputi penentuan keberadaan dan lokasi oklusi arteri, stenosis, embolisasi, serta mengukur residu aliran sinyal disekitar sumbatan dan pemantauan rekanalisasi.

Dalam upaya untuk mengembangkan metode evaluasi dan interpretasi cepat cerebrovaskuler, jalur cepat pada protokol pemeriksaan neurovaskuler US telah dikembangkan. Hal tersebut mengkombinasikan protokol pemeriksaan intra dan ekstrakranial yang merupakan pemeriksaan parsial mengacu pada temuan neurologis yang dapat diselesaikan dalam waktu kurang dari 15 menit di dalam ruang gawat darurat. Selain itu, protokol sroke iskemik akut ini dapat mengidentifikasi lesi akut untuk melakukan terapi intervensi (LAITs) lebih baik dari TCD atau carotid duplex (CD) saja. LAITs didefinisikan sebagai oklusi atau dekat oklusi atau 50% stenosis dari segmen M1 atau M2 pda arteri cerebri media (MCA), Arteri carotis interna (ICA), tandem ICA/MCA, atau arteri vertebrobasiler pada variable atau bahkan pada defisit neurologis akut yang telah sembuh.Dua keterbatasan utama pada transcranial US adalah tingginya ketergantungan terhadap operator dan sekitar 10-15% ketidakmampuan dalam melihat sisi temporal, yang dapat dikoreksi melalui pelatihan dan penggunaan agen kontras.Oklusi arteri intracranial

Diagnosis menggunakan TCD pada oklusi intracranial dapat ditegakkan jika tidak terdapat sinyal Doppler dalam arteri cerebral dari pasien dengan accoustic window yang terbukti sesuai dari bukti deteksi setidaknya pada satu arteri cerebral ipsilateral. Diagnosis oklusi intracranial dengan TCCS dapat ditegakkan jika tidak terdapat warna dan spektral sinyal Doppler pada pembuluh darah, sedangkan jendela insonasi yang memadai juga dapat ditunjukkan dengan gambaran struktur vena intracranial yang berdekatan. Namun, diagnosis dari oklusi akut arteri intracranial dengan menggunakan trancranial US sangat kompleks dan dapat menghasilkan informasi lebih lanjut tentang trombus intracranial dibandingkan dengan kriteria yang telah dikenal sebelumya. Meskipun tidak ada sinyal terdeteksi di lokasi oklusi atau kecepatan asimetri antara segmen homolog pada TCD, berbagai aliran sinyal disekitar trombus dapat terdeteksi. Akibatnya, temuan aliran utama yang berhubungan dengan oklusi apapun merupakan gelombang abnormal dilokasi yang diduga merupakan lokasi terjadinya bekuan, termasuk hilangnya sinyal arus yang dijelaskan oleh Thrombolysis in Brain Ischemia (TIBI) residual flow grading scale. Temuan TCD lainnya yang berperan dalam melokalisasi oklusi sirkulasi anterior meliputi colateral, bentuk atau kecepatan gelombang abnormal, dan arus pengalihan ke cabang utama. Kriteria diagnostik ini memiliki akurasi 92% dibandingkan dengan magnetic resonance angiography atau angiografi konvensional. Sensitivitas dari tiap lokasi oklusi adalah diatas 90% dengan oklusi proksimal ICA dan MCA. Arteri vertebral atau oklusi arteri basilaris memiliki sensitifitas lebih rendah yaitu 56-60%. Jika TCD normal, setidaknya terdapat 94% peluang bahwa hasil angiografi akan negatif. Disisi lan, kecepatan aliran dan gelombang MCA yang terpengaruh (MFV)/ rasio kontrlateral MCA MFV 0,6 adalah sangat spesifik dan sensitif untuk oklusi arteri intracranial proksimal yang merupakan kandidat untuk terjadinya intra-arterial (IA) lisis seperti yang ditunjukkan oleh penelitian IMS jika ketahanan dari oklusi MCA proksimal selama invus infus intravena (IV) tPA dilakukan. Beberapa penelitian terbaru telah mengembangkan kriteria oklusi untuk MCA untuk power M-mode Doppler TCD menggunakan angiografi digital sebagai gold standar. Variabel yang dianalisis adalah MFV, indeks pulsasi, dan kekuatan M-Mode dalam MCA, ACA dan arteri cerebral posterior, serta rasio antara nilai MFV dari segemen arteri yang homolog. Kriteria ini dapat digunakan unbtuk oklusi mCA proksimal, meskipun penelitian lebih lanjut harus dilakukan untuk melakukan validasi terhadap hal tersebut.Beberapa pebelitian menunjukkan bahwa perbedaan antara oklusi dan patensi pembuluh daarah adalah dengan penurunan kecepatan aliran yang dapat dideteksi lebih baik menggunakan TCCS dengan kontras daripada menggunakan TCD, tetapi data tentang hal tersebut masih terbatas.Mengukur arus residual

Sebuah oklusi arteri lengkap harus tidak menghasilakn sinyal arus yang dapat terdeteksi. Namun, dengan dengan oklusi akut oleh emboli atau trombus in situ, beberapa aliran residual menuju atau disekitar trombus mungkin dapat terlihat sebagai trombus akut yang memiliki bentuk tidak teratur dan pulsasi darah sistolik mampu memperluas pembuluh darah dan memberikan aliran disekitar permukaannya.Dalam upaya untuk mengembangkan sistem penilaian pada TCD dalam mengukur skala residual flow yang berhubungan dengan thrombolisis pada miocardial infark (TIMI), klasifikasi tingkatan residual flow telah diperkenalkan, yang disebut skala penilaian tingkatan Thrombolysis in Brain Ischemia (TIBI). Klasifikasi TIBI terbagi menjadi 6 keategori. Garde 0 adalah tidak ada, grade 1 minimal, grade 2 tumpul (blunted) , grade 3 basah (dumpened), grade 4 stenosis, grade 5 gelombang normal.