Advances in Clinical and Experimental Medicine

Title abbreviation: Adv Clin Exp Med
5-Year IF – 2.0, IF – 1.9, JCI (2024) – 0.43
Scopus CiteScore – 4.3
Q1 in SJR 2024, SJR score – 0.598, H-index: 49 (SJR)
ICV – 161.00; MNiSW – 70 pts
Initial editorial assessment and first decision within 24 h

ISSN 1899–5276 (print), ISSN 2451-2680 (online)
Periodicity – monthly

Download original text (EN)

Advances in Clinical and Experimental Medicine

2012, vol. 21, nr 1, January-February, p. 55–61

Publication type: original article

Language: English

Assessment of Cerebral Blood Flow During Infusion Test in the Diagnosis of Normal Pressure Hydrocephalus

Ocena mózgowego przepływu krwi podczas testu infuzyjnego w diagnostyce wodogłowia normotensyjnego

Tomasz A. Szczepański1,, Artur Weiser1,, Wojciech L. Zub1,, Włodzimierz Jarmundowicz1,, Marta Koźba-Gosztyła1,, Bogdan Czapiga1,

1 Department of Neurosurgery, Wroclaw Medical University, Wroclaw, Poland

Abstract

Background. Many studies indicate that the increase in intracranial pressure (ICP) leads to cerebral blood flow velocity (CBFV) changes. This relationship was accurately determined in patients with traumatic brain injury.
Objectives. The aim of this study was to determine how the changes in intracranial pressure induced during an infusion test influence cerebral blood flow.
Material and Methods. 40 patients with enlarged ventricular systems (Evan’s ratio > 30%) who underwent a diagnostic lumbar infusion test (LIT) were included. Tests were performed at the Department of Neurosurgery, Wroclaw Medical University. CBFV in the middle cerebral artery was measured using transcranial Doppler (TCD) simultaneously during the standard lumbar infusion test. TCD measurements were continued with simultaneous recording of CSF pressure with a frequency of 100Hz. A total number of 5800 measurements (10-second periods) performed during the three phases of the infusion test (stable, infusion and decrease) was obtained.
Results. In the stable phase of LIT, a weak positive correlation between ICP and mean CBFV (R = 0.193, p < 0.01) was observed. There was no statistically significant correlation between ICP and the pulsatility index (PI, Gosling Index). During the increased-ICP phase of LIT (infusion, decrease), we observed significant changes in CBFV expressed by a decrease of diastolic velocity and an increase of systolic velocity. A simultaneous increase of pulsation correlated with an increase in ICP (R = 0.371, p < 0.01). There were no significant changes in mean CBFV.
Conclusion. In patients with ventriculomegaly, the mean cerebral blood flow is maintained despite a significant increase in ICP, within the limits of the infusion test. It is noted the relative increase of the pulsatility indices of CBF may indicate preserved cerebrovascular reactivity.

Streszczenie

Wprowadzenie. Obserwacja kliniczna potwierdzona badaniami wskazuje, że w przypadku wzrostu ciśnienia wewnątrzczaszkowego dochodzi również do zmian mózgowego przepływu krwi. Zjawiska te zostały szczegółowo zbadane u chorych po ciężkich urazach czaszkowo-mózgowych. Istnieje uzasadnione podejrzenie, że zmiany mózgowego przepływu krwi mogą występować również podczas indukowanego nadciśnienia wewnątrzczaszkowego podczas testu infuzyjnego w diagnostyce wodogłowia normotensyjnego.
Cel pracy. Określenie, w jaki sposób zmiany ciśnienia wewnątrzczaszkowego (ICP), które występują w czasie wykonywania testu infuzyjnego, wpływają na mózgowy przepływ krwi.
Materiał i metody. Badaniami objęto 40 pacjentów z poszerzonym układem komorowym, u których wykonano test infuzyjny podczas diagnostyki wodogłowia normotensyjnego. Badania prowadzono w Klinice Neurochirurgii Akademii Medycznej we Wrocławiu. Podczas standardowej procedury testu infuzyjnego lędźwiowego monitorowano prędkość przepływu krwi w tętnicy środkowej mózgu z użyciem ultrasonografii przezczaszkowej (TCD). Zapis TCD odbywał się w sposób ciągły z częstotliwością 100 Hz i był rejestrowany symultanicznie z zapisem ciśnienia płynu mózgowo-rdzeniowego (PMR) w kanale kręgowym. Analizę przeprowadzono we wszystkich trzech okresach testu infuzyjnego, tj. spoczynek, infuzja i swobodny spadek ciśnienia.
Wyniki. W badanej grupie pacjentów w początkowym, stabilnym okresie testu infuzyjnego wykazano słabą pozytywną korelację między ICP a średnią prędkością przepływu krwi (R = 0,193). W tym okresie nie było istotnej korelacji ICP z pulsacją przepływu oznaczaną z użyciem współczynnika PI (Gosling Pulsatility Index). Podczas DOPindukowanych zmian ciśnienia w okresach infuzji oraz swobodnego spadku zmiana zapisu prędkości przepływu wyrażała się spadkiem końcowo rozkurczowej prędkości oraz wzrostem prędkości skurczowej. Jednoczesny wzrost pulsacji przepływu dodatnio korelował ze zmianą ICP (R = 0,371). Nie wykazano istotnych zmian średniej prędkości przepływu krwi.
Wnioski. W grupie pacjentów z poszerzonym układem komorowym średni przepływ mózgowy krwi jest stały pomimo istotnego wzrostu ciśnienia PMR w granicach wyznaczonych przez test infuzyjny. Stwierdza się natomiast względny wzrost pulsacji i współczynników oporowych przepływu mózgowego, co może świadczyć o zachowanej reaktywności naczyń mózgowych.

Key words

normal pressure hydrocephalus, cerebral blood flow, transcranial Doppler

Słowa kluczowe

wodogłowie normotensyjne, przepływ mózgowy, Doppler przezczaszkowy

References (29)

  1. Markdus HS: Transcranial Doppler ultrasound. J Neurol Neurosurg Psychiatry 1999, 67(2), 135–137.
  2. Tseng MY, Czosnyka M, Richards H et al.: Effects of acute treatment with pravastatin on cerebral vasospasm, autoregulation, and delayed ischemic deficits after aneurysmal subarachnoid hemorrhage: a phase II randomized placebo-controlled trial. Stroke 2005, 36, 1627–1632.
  3. Soehle M, Chatfield DA, Czosnyka M et al.: Predictive value of initial clinical status, intracranial pressure and transcranial Doppler pulsatility after subarachnoid haemorrhage. Acta Neurochir (Wien) 2007, 149(6), 575–583.
  4. Reinhard M, Neunhoeffer F, Gerds TA et al.: Secondary decline of cerebral autoregulation is associated with worse outcome after intracerebral hemorrhage. Intensive Care Med 2010, 36, 264–271.
  5. Diedler J, Sykora M, Rupp A et al.: Impaired cerebral vasomotor activity in spontaneous intracerebral hemorrhage. Stroke 2009, 40, 815–819.
  6. Hunter G, Voll C, Rajput M: Utility of transcranial Doppler in idiopathic intracranial hypertension. Can J Neurol Sci 2010, 37(2), 235–239.
  7. Rainov NG, Weise JB, Winfried B: Transcranial Doppler sonography in adult hydrocephalic patients. Neurosurg Rev 2000, 23, 34–38.
  8. Schmidt B, Czosnyka M, Raabe A et al.: Adaptive Noninvasive Assessment of Intracranial Pressure and Cerebral Autoregulation. Stroke 2003, 34, 84–89.
  9. Lavinio A, Rasulo FA, De Peri E et al.: The relationship between the intracranial pressure–volume index and cerebral autoregulation. Intensive Care Med 2008.
  10. Zweifel Ch, Lavinio A, Steiner LA et al.: Continuous monitoring of cerebrovascular pressure reactivity in patients with head injury. Neurosurg Focus 2008, 25(10), 1–8.
  11. Schmidt B, Klingelhofer J, Perkes I et al.: Cerebral Autoregulatory Response Depends on the Direction of Change in Perfusion Pressure. J Neurotrauma 2009, 26, 1–6.
  12. Rasulo FA, De Peri E, Lavinio A: Transcranial Doppler ultrasonography in intensive care. Eur J Anaesth 2008, 25(Suppl 42), 167–173.
  13. Barzo P, Doczi T, Csete K et al.: Measurements of regional cerebral blood flow velocity in experimental intracranial hypertension infusion via the cisterna magna in rabbits. Neurosurgery 1991, 28, 821–825.
  14. Richards UK, Czosnyka M, Kirkpatrick P et al.: Estimation of laser Doppler flux biological zero using basilar artery flow velocity in rabbit. Am J Physiol 1995, 268, H212–H217.
  15. Bishop CCR, Powell S, Rutt D et al.: Transcranial Doppler measurement of middle cerebral artery blood flow velocity. A validation study. Stroke 1986, 17, 913–915
  16. Romner B, Brand L, Berntman L et al.: Simultaneous transcranial Doppler sonography and cerebral blood flow measurements of cerebrovascular CO2-reactivity in patients with aneurismal subarachnoid hemorrhage. Br J Neurosurg 1991, 5, 31.
  17. Aaslid R, Newell DW, Stooss R et al.: Assessment of cerebral autoregulation dynamics from simultaneous arterial and venous transcranial Doppler recordings in humans. Stroke 1991, 22, 1148–1154.
  18. Newell DW, Aaslid R, Lam AM et al.: Comparison of flow and velocity during dynamic autoregulation testing in humans. Stroke 1994, 25, 793–797.
  19. Newell DW, Aaslid R, Stooss R et al.: Evaluation of hemodynamic responses in head injury patients with transcranial Doppler monitoring. Acta Neurochir 1997, 139, 804–817.
  20. Giulioni M, Ursino M, Alvisi C et al.: Correlations among intracranial pulsatility, intracranial hemodynamics, and transcranial Doppler wave form: literature review and hypothesis for future studies. Neurosurgery 1988, 22(5), 807–812.
  21. Lenfeldt N, Koskinen LO, Bergenheim AT et al.: CSF pressure assessed by lumbar puncture agrees with intracranial pressure. Neurology 2007, 68(2), 155–158.
  22. Czosnyka Z, Czosnyka M, Whitfield P et al.: Cerebral autoregulation among patients with symptoms of hydrocephalus. Neurosurgery 2002, 50, 526–533.
  23. Jarus-Dziedzic K, Jurkiewicz J, Czernicki Z et al.: Przezczaszkowa ultrasonografia dopplerowska (TCD) u chorych z poszerzonym układem komorowym – poszukiwanie dodatkowych wskaźników kwalifikacji do zabiegu implantacji układu zastawkowego. Pol J Radiol 2005, 70(1), 27–34.
  24. Śliwka S, Pawłowski G, Korsak-Śliwka J et al.: Skomputeryzowany test infuzyjny. I. Metoda. Neurol Neurochir Pol 1984, 18 (34), 533–560.
  25. Behrens A, Lenfeldt N, Ambarki K et al.: Transcranial Doppler pulsatility index: not an accurate method to assess intracranial pressure. Neurosurgery 2010, 66, 1050–1057.
  26. Schmidt B, Czosnyka M, Schwarze JJ et al.: Evaluation of method for noninvasive intracranial pressure assessment during infusion studies in patients with hydrocephalus. J Neurosurg 2000, 92, 793–800.
  27. Haubrich Ch, Czosnyka Z, Lavinio A et al.: Is There a Direct Link Between Cerebrovascular Activity and Cerebrospinal Fluid Pressure-Volume Compensation? Stroke 2007, 38, 2677–2680.
  28. Rudziński W, Swiat M, Tomaszewski M, Krejza J: Cerebral hemodynamics and investigations of cerebral blood flow regulation. Nucl Med Rev Cent East Eur 2007, 10(1), 29–42.
  29. Ursino M, Giulioni M, Lodi CA: Relationships among cerebral perfusion pressure, auto-regulation, and transcranial Doppler waveform: a modeling study. J Neurosurg 1998, 89, 255–266.
© Wroclaw Medical University