ETD

• neurocritical care

This thesis investigates the temporal behaviour of the optic nerve sheath diameter (ONSD) as a non-invasive neuromonitoring tool in patients with acute brain injury admitted to the Neuro-Intensive Care Unit. ONSD, measurable at the bedside via transorbital ultrasonography, has been established as a surrogate marker of intracranial pressure (ICP) due to the anatomical continuity between the optic nerve sheath and the intracranial subarachnoid space. However, its dynamic properties — particularly its recoil behaviour following resolution of intracranial hypertension — remain poorly understood.
This prospective observational study, conducted at the Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana, enrolled adult neurocritical patients with conditions including traumatic brain injury, subarachnoid haemorrhage, and intracerebral haemorrhage. Serial ONSD measurements were performed to characterise the time course of sheath distension and recovery, and a novel concept of "ONSD burden" — the cumulative area of ONSD elevation above a defined threshold over time — was developed and analysed in relation to patient outcomes.
Key findings indicate that the recoil capacity of the optic nerve sheath is highly variable and influenced by individual anatomical and histological factors, including tissue elasticity. Additional investigations explored the effect of gaze deviation and bed inclination on ONSD measurements, ONSD asymmetry in unilateral brain lesions, methodological considerations regarding measurement distance, and ONSD behaviour during cerebral circulatory arrest. The results support the use of ONSD as a screening tool for initial ICP elevation, while underscoring its limitations in longitudinal monitoring and advocating for its integration within a comprehensive neuro-POCUS approach.

Questa tesi indaga il comportamento temporale del diametro della guaina del nervo ottico (ONSD) come strumento di neuromonitoraggio non invasivo nei pazienti con danno cerebrale acuto ricoverati in Unità di Terapia Intensiva Neurochirurgica. L’ONSD, misurabile al letto del paziente tramite ecografia transorbitale, è stato riconosciuto come un marcatore surrogato della pressione intracranica (ICP) grazie alla continuità anatomica tra la guaina del nervo ottico e lo spazio subaracnoideo intracranico. Tuttavia, le sue proprietà dinamiche — in particolare il comportamento di ritorno elastico (recoil) dopo la risoluzione dell’ipertensione intracranica — rimangono poco comprese.
Questo studio osservazionale prospettico, condotto presso l’Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana, ha arruolato pazienti neurocritici adulti con condizioni quali trauma cranico, emorragia subaracnoidea ed emorragia intracerebrale. Sono state eseguite misurazioni seriali dell’ONSD per caratterizzare l’andamento temporale della distensione e del recupero della guaina; inoltre, è stato sviluppato e analizzato un nuovo concetto di “ONSD burden” — definito come l’area cumulativa di aumento dell’ONSD al di sopra di una soglia prestabilita nel tempo — in relazione agli esiti clinici dei pazienti.
I risultati principali indicano che la capacità di ritorno elastico della guaina del nervo ottico è altamente variabile ed è influenzata da fattori anatomici e istologici individuali, inclusa l’elasticità dei tessuti. Ulteriori analisi hanno esplorato l’effetto della deviazione dello sguardo e dell’inclinazione del letto sulle misurazioni dell’ONSD, l’asimmetria dell’ONSD nelle lesioni cerebrali unilaterali, le considerazioni metodologiche relative alla distanza di misurazione e il comportamento dell’ONSD durante l’arresto della circolazione cerebrale.
I risultati supportano l’uso dell’ONSD come strumento di screening per l’identificazione iniziale dell’aumento della pressione intracranica, evidenziandone al contempo i limiti nel monitoraggio longitudinale e suggerendone l’integrazione all’interno di un approccio neuro-POCUS completo.