Doppler imaging of orbital vessels in the assessment of the activity and severity of thyroid-associated orbitopathy

• Authors: Dorota Walasik-Szemplińska , Magdalena Pauk-Domańska , Urszula Sanocka , Iwona Sudoł-Szopińska

Title variants

PL

Przydatność ultrasonografii dopplerowskiej naczyń oczodołu w ocenie aktywności i ciężkości orbitopatii tarczycowej

• Languages of publication: EN PL

Abstracts

EN

Patients with symptoms of thyroid-associated orbitopathy are classified on the basis of the clinical activity score (CAS) proposed by Mourits in 1989. Despite its undoubted clinical usefulness, it has several limitations which can decide about the success or failure of the implemented treatment. Numerous reports mention the presence of hemodynamic changes in orbital and bulbar vessels in the course of an orbitopathy called Graves’ disease. The usage of Doppler sonography in the diagnosis of numerous ophthalmologic vascular diseases suggests that changes in thyroid-associated orbitopathy can correlate with the activity and severity of the disease. This paper presents the overview of the state-of-the-art concerning the usefulness of Doppler imaging in patient selection for the treatment of thyroid-associated orbitopathy. It has been shown that the velocity of blood flow in the superior ophthalmic vein, which is the most susceptible to changes in anatomical conditions in the enclosed orbital space, decreases in a statistically significant way. A decrease in blood flow velocity is closely associated with the active stage of the disease whereas reverse flow or its absence attest to severe orbitopathy and constitute a risk factor of ocular neuropathy. The activity of the inflammatory process in the eyeball is also confirmed by an increase in peak systolic velocity (PSV) in the ophthalmic artery and central retinal artery as well as end-diastolic velocity (EDV) in the ophthalmic artery. Resistance index values decrease in the ophthalmic artery and increase in the central retinal artery mainly in cases with considerable expansion of the extraocular muscles.

PL

Podstawą kwalifikacji do leczenia pacjentów z objawami orbitopatii tarczycowej jest skala aktywności choroby (clinical activity score, CAS), zaproponowana przez Mouritsa w 1989 roku. Mimo jej niewątpliwej przydatności klinicznej cechuje ją kilka ograniczeń, które mogą stanowić o sukcesie lub porażce zastosowanego leczenia. W licznych doniesieniach wykazywano zmiany hemodynamiczne, do jakich dochodzi w naczyniach oczodołu i gałki ocznej w przebiegu orbitopatii związanej z chorobą Gravesa. Wykorzystanie ultrasonografii dopplerowskiej w diagnostyce wielu schorzeń okulistycznych o podłożu naczyniowym pozwala sądzić, że również w orbitopatii tarczycowej zmiany te mogą korelować z aktywnością i ciężkością choroby. W poniższym opracowaniu przedstawiamy przegląd aktualnej wiedzy dotyczącej przydatności ultrasonografii dopplerowskiej w kwalifikacji pacjentów do leczenia orbitopatii tarczycowej. Wykazano statystycznie znamienne obniżenie prędkości przepływu krwi w żyle ocznej górnej, która jest naczyniem najbardziej podatnym na zmianę warunków anatomicznych w zamkniętej przestrzeni oczodołu. Obniżenie prędkości było ściśle związane z aktywną fazą choroby, natomiast przepływ odwrócony lub brak przepływu świadczyły o ciężkiej postaci orbitopatii i stanowiły czynnik ryzyka wystąpienia neuropatii nerwu wzrokowego. Aktywność procesu zapalnego w oczodole potwierdzają również: wzrost prędkości skurczowej (PSV) w tętnicy ocznej i tętnicy środkowej siatkówki oraz prędkości końcoworozkurczowej (EDV) w tętnicy ocznej. Natomiast wartości wskaźnika oporu ulegają obniżeniu w tętnicy ocznej, a rosną w tętnicy środkowej siatkówki, głównie w tych przypadkach, w których dochodzi do znacznego powiększenia objętości mięśni gałkoruchowych.

Keywords

EN

Graves’ophthalmopathy; Graves’ disease; choroba Gravesa; color Dopplerimaging; oftalmopatia Gravesa; ophthalmic artery; tętnica oczna; ultrasonografiadopplerowska kolorowa

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Journal: Journal of Ultrasonography
• Year: 2015
• Volume: 15
• Issue: 63
• Pages: 388-397

Contributors

author

Dorota Walasik-Szemplińska

• Sensor Cliniq, Warsaw, Poland,

author

Magdalena Pauk-Domańska

• Clinic of Retinal Diseases, Mazovian Bródno Hospital, Warsaw, Poland

author

Urszula Sanocka

• Clinic of Nuclear Medicine, Mazovian Bródno Hospital, Warsaw, Poland

author

Iwona Sudoł-Szopińska

• Department of Radiology, National Institute of Geriatrics Rheumatology and Rehabilitation, Warsaw, Poland Department of Medical Imaging, Second Faculty of Medicine, Medical University of Warsaw, Warsaw, Poland

References

• Perros P, Crombie AL, Matthews J, Kendall-Taylor P: Age and gender influence the severity of thyroid-associated ophthalmopathy: a study of 101 patients attending a combined thyroid-eye clinic. Clin Endocrinol (Oxf) 1993; 38: 367–372.
• Vestergaard P: Smoking and thyroid disorders – a meta-analysis. Eur J Endocrinol 2002; 146: 153–161.
• Eckstein A, Plicht M, Lax H, Neuhäuser M, Mann K, Lederbogen S et al.: Thyrotropin receptor antibodies are independent risk factors for Graves’ ophthalmopathy and help to predict severity and outcome of the disease. J Clin Endocrinol Metab 2006; 91: 3464–3470.
• Bednarczuk T, Gopinath B, Ploski R, Wall JR: Susceptibility genes in Graves’ ophthalmopathy: searching for a needle in a haystack? Clin Endocrinol (Oxf) 2007; 67: 3–19.
• Wiersinga W, Kahaly G: Graves’ Orbitopathy. A Multidiscpilinary Approach – Questions and Answers. Karger 2010, p. 152.
• Mourits MP, Koornneef L, Wiersinga WM, Prummel MF, Berghout A, van der Gaag R: Clinical criteria for the assessment of disease activity in Graves’ ophthalmopathy: a novel approach. Br J Ophthalmol 1989; 73: 639–644.
• Eckstein AK, Plicht M, Lax H, Neuhäuser M, Mann K, Lederbogen S, Heckmann C et al.: Thyrotropin receptor autoantibodies are independent risk factors for Graves’ ophthalmopathy and help to predict severity and outcome of the disease. J Clin Endocrinol Metab 2006; 91: 3464–3470.
• Nowicki A, Lewin AP, Łypacewicz G: Dopuszczalne dawki mocy akustycznych w ultradźwiękowych urządzeniach diagnostycznych. Ultrasonografia 2000; 4: 17–25.
• Ho AC, Lieb WE, Flaharty PM, Sergott RC, Brown GC, Bosley TM et al.: Color Doppler imaging of the ocular ischemic syndrome. Ophthalmology 1992; 99: 1453–1462.
• Tamaki Y, Nagahara M, Yamashita Y, Kikuchi M: Blood velocity in the ophthalmic artery determined by color Doppler imaging in normal subjects and diabetics. Jpn J Ophthalmol 1993; 37: 385–392.
• Kaiser HJ, Schoetzau A, Stümpfig D, Flammer J: Blood-flow velocities of the extraocular vessels in patients with high-tension and normaltension primary open-angle glaucoma. Am J Ophthalmol 1997; 123: 320–327.
• Modrzejewska M: Zastosowanie ultrasonografii doplerowskiej w okulistyce. Część I: metody ultrasonograficzne stosowane w diagnostyce schorzeń gałki ocznej i oczodołu. Ultrasonografia 2006; 26: 9–10.
• Ustymowicz A: Ultrasonografia dopplerowska z obrazowaniem przepływu krwi w kolorze (USG-kolor Doppler) w diagnostyce okulistycznej – doświadczenia własne i przegląd literatury. Klinika Oczna 2008; 110: 108–111.
• Benning H, Lieb W, Kahaly G, Grehn F: Color Doppler ultrasound findings in patients with thyroid ophthalmopathology. Ophthalmologe 1994; 91: 20–25.
• Hansen F, Bergqvist D, Mangell P, Rydén A, Sonnesson B, Länne T: Non-invasive measurement of pulsatile vessel diameter change and elastic properties in human arteries: a methodological study. Clin Physiol 1993; 13: 631–643.
• Monteiro M, Angotti-Neto H, Benabou J, Betinjane AJ: Color Doppler imaging of the superior ophthalmic vein in different clinical forms of Graves’ orbitopathy. Jpn J Ophthalmol 2008; 52: 483–488.
• Konuk O, Onaran Z, Ozhan Oktar S, Yucel C, Unal M: Intraocular pressure and superior ophthalmic vein blood flow velocity in Graves’ orbitopathy: relation with the clinical features. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 2009; 247: 1555–1559.
• Hudson HL, Levin L, Feldon SE: Graves exophthalmos unrelated to extraocular muscle enlargement. Superior rectus muscle inflammation may induce venous obstruction. Ophthalmology 1991; 98: 1495–1499.
• Saber E, McDonnell J, Zimmermann K, Yugar J, Feldon SE: Extraocular muscle changes in experimental orbital venous stasis: some similarities to Graves’ orbitopathy. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 1996; 234: 331–336.
• Nakase Y, Osanai T, Yoshikawa K, Inoue Y: Color Doppler imaging of orbital venous flow in dysthyroid optic neuropathy. Jpn J Ophthalmol 1994; 38: 80–86.
• Alp MN, Ozgen A, Can I, Cakar P, Gunalp I: Colour Doppler imaging of the orbital vasculature in Graves’ disease with computed tomographic correlation. Br J Ophthalmol 2000; 84: 1027–1030.
• Somer D, Ozkan SB, Ozdemir H, Atilla S, Söylev MF, Duman S: Colour Doppler imaging of superior ophthalmic vein in thyroid-associated eye disease. Jpn J Ophthalmol 2002; 46: 341–345.
• Yanik B, Conkbayir I, Acaroglu G, Hekimoglu B: Graves’ ophthalmopathy: comparison of the Doppler sonography parameters with the clinical activity score. J Clin Ultrasound 2005; 33: 375–380.
• Pérez-López M, Sales-Sanz M, Rebolleda G, Casas-Llera P, González-Gordaliza C, Jarrín E, Muñoz-Negrete FJ: Retrobulbar ocular blood flow changes after orbital decompression in Graves’ ophthalmopathy measured by color Doppler imaging. Invest Ophthalmol Vis Sci 2011; 52: 5612–5617.
• Mercé J, Ferrás S, Oltra C, Sanz E, Vendrell J, Simón I et al.: Cardiovascular abnormalities in hyperthyroidism: a prospective Doppler echocardiographic study. Am J Med 2005; 118: 126–131.
• Morikawa Y, Morikawa A, Makino I: Relationship of thyroid states and serum thrombomodulin (TM) levels in patients with Graves’ disease: TM, a possible new marker of the peripheral activity of thyroid hormones. J Clin Endocrinol Metab 1993; 76: 609–614.
• Modrzejewska M: Zastosowanie ultrasonografii doplerowskiej w okulistyce. Część II: technika badania gałki ocznej i oczodołu, określenie norm pracownianych prędkości przepływu krwi w naczyniach oka dla zdrowych ochotników. Ultrasonografia 2006; 26: 15–20.
• Ustymowicz A: Ultrasonografia Duplex-Doppler w diagnostyce okulistycznej. Ultrasonografia 2010; 10: 9–13.
• Kurioka Y, Inaba M, Kawagishi T, Emoto M, Kumeda Y, Inoue Y et al.: Increased retinal blood flow in patients with Graves’ disease: influence of thyroid function and ophthalmopathy. Eur J Endocrinol 2001; 144: 99–107.

• Document Type: review