The subarachnoid space surrounding the optic nerves. An ultrasound study of the optic nerve sheath

Abstract

The presence of enlarged optic nerve sheaths (ONS) suggests that raised intracranial pressure is transmitted to the perineural subarachnoid space (SAS). This phenomenon has gained interest because ultrasound methods are able to quantify the optic nerve sheath diameter (ONSD)in-vivo non-invasively with a resolution below 0.5 mm. In order to study the normal variation and distensibility of the human ONS. Histologic techniques and sonographic measurements were applied to 54 human optic n. specimens before and after exposure to pressure. In untreated postmortem specimens, the largest diameters were found 3 mm behind the globe (baseline range: 2.1 to 4.8 mm). Following volume injection into the orbital perineural SAS, all n. sheaths were enlarged (maximum ONSD 6.5 mm). The sheath expansion affected predominantly its anterior section (mean 1.6 mm, e.g. 50.2%); the posterior regions showed markedly less dilatation (31.6%). No relation was found between the change of ONSD and the baseline diameter. Variance analysis of the sonographic results showed that the observed ONSD change depends on (a) the position of measurement along the nerve, as well as on (b) the origin of the nerve (different/same subject), whereas lateral (left/right) or inter-investigator differences proved negligible. Our results suggest that individual factors determine both baseline sheath diameter and distensibility. The different extent of pressure-induced sheath expansion along the nerve may be partly due to the non-uniform distribution of subarachnoid trabecular fibers between nerve and sheath. In conclusion, measurements of the ONSD for clinical purposes should be targeted to the region immediately behind the globe. Under conditions of raised pressure around the intraorbital optic n., bilateral ONSD measurements should give comparable findings. L'existence d'un élargissement des enveloppes du n. optique suggère que l'augmentation de pression intra-crânienne est transmise aux espaces subarachnoïdiens périnerveux. Ce phénomène est devenu intéressant depuis que les méthodes échographiques sont capables de mesurer le diamètre des enveloppes du n. optiquein vivo de façon non invasive avec une résolution de moins de 0,5 mm. Pour étudier les variations normales et l'élasticité des enveloppes du n. optique, des techniques histologiques et des mesures échographiques ont été utilisées sur 54 préparations de nn. optiques humains avant et après avoir été soumis à la pression. Dans les échantillons non traités postmortem, le diamètre le plus large était de 3 mm en arrière du globe (allant de 2,1 à 4,8 mm). Après injection d'un volume dans l'espace subarachnoïdien périnerveux orbitaire, toutes les enveloppes nerveuses ont été élargies (maximum du diamètre des enveloppes du n. optique : 6,5 mm). L'élargissement des enveloppes a touché de façon prédominante la partie antérieure (moyenne 1,6 mm soit 50,2 %), les régions postérieures ont montré une dilatation moins marquée (31,6 %). Aucune corrélation n'a été trouvée concernant le changement du diamètre des enveloppes du n. optique (ONSD) et le diamètre de la base. L'analyse de variance des résultats échographiques a montré que les changements de valeur concernant les ONSD dépendent (a) de la position de la mesure sur n. optique mais aussi (b) de l'origine du nerf (différent/même sujet) alors que le côté (gauche ou droit) ou les erreurs inter opérateurs étaient négligeables. Nos résultats suggèrent que les facteurs individuels déterminent le diamètre des enveloppes à la base et leur élasticité. La différence d'élargissement induite par la pression sur l'élargissement des enveloppes le long du nerf peut en partie venir de la distribution hétérogène des fibres subarachnoïdiennes trabéculaires entre le nerf et ses enveloppes. En conclusion les mesures du ONSD à des fins cliniques devraient être ciblées sur la région immédiatement située en arrière du globe oculaire. A condition que la pression soit élevée autour de la partie orbitaire du n. optique, la mesure bilatérale du diamètre ONSD devrait donner des résultats comparables.