BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Stroke merupakan penyebab kematian kedua terbanyak dan penyebab utama

dari disabilitas. Diperkirakan ada 700.000 kasus stroke di Amerika Serikat setiap

tahunnya, dan 200.000 diantaranya dengan serangan berulang. Menurut WHO, ada

15 juta populasi terserang stroke setiap tahun di seluruh dunia dan terbanyak

adalah usia tua dengan kematian rata-rata setiap 10 tahun antara 55 dan 85 tahun.

(Goldstein,dkk 2006; Kollen,dkk 2006; Lyoyd-Jones dkk,2009).

Setiap tahun kira-kira 40.000 penduduk Australia terkena stroke dan

diperkirakan di tahun 2020 jumlah ini meningkat hingga 60%. Penyebab terbanyak

adalah oklusi arteri besar, yang berhubungan dengan trombosis dan emboli.

Gambaran Angiography dan Transcranial Doppler (TCD) pembuluh darah

intrakranial dalam 6 jam onset stroke iskemik menunjukkan oklusi arteri besar

diatas 70% pasien. Oklusi-oklusi ini terbanyak disebabkan oleh emboli dan diduga

sumbernya satu atau lebih dari arteri besar yang letaknya proksimal, aorta atau

jantung. Hampir 66% sepertinya emboli berasal dari penyakit ateromatosa arteri

karotid interna dan eksterna, arteri vertebralis, arteri basilaris dan arteri serebri

media. Sekitar 5 – 8% klinis berhubungan dengan penyakit arteri besar pada

sirkulasi anterior ( arteri karotid, arteri serebri media, arteri serebri anterior). (Levi,

2001).

Transcranial Doppler (TCD) adalah sebuah tes yang mengukur kecepatan

aliran darah melalui pembuluh darah otak. TCD digunakan untuk membantu

dalam diagnosis emboli, stenosis, vasospasme dari subarachnoid hemorrhage

(perdarahan dari pecah aneurisma), dan masalah lainnya. Semasa dilakukan tes

TCD, gelombang bunyi yang tidak bisa didengar oleh manusia akan ditransmisi

melalui jaringan di kepala. Gelombang bunyi ini akan dipantulkan oleh sel darah

yang bergerak di dalam pembuluh darah dimana hal ini bisa membantu para

radiologis menghitung kecepatan gerakan sel darah tersebut. Gelombang bunyi

tersebut akan direkam dan disiarkan di layar monitor. Para dokter

merekomendasikan tes ini untuk menentukan hemodinamik pada sebagian daerah

pada otak. TCD juga bisa digunakan untuk memonitor aliran darah otak sewaktu

dilakukan pembedahan. TCD sering digunakan bersamaan dengan tes lain seperti

MRI, MRA, karotis dupleks USG dan CT scan.

B. Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan Text Book Reading (TBR) ini adalah untuk memberikan

informasi ilmiah mengenai pemeriksaan Transcranial Doppler, meliputi definisi,

indikasi, metode, teknik pemeriksaan, dan aplikasi klinis terkait.

2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Definisi

Trancranial Doppler Sonography (TCD) adalah teknik pencitraan yang

menggunakan arahan tangan dengan kontrol microprocessor, mengggunakan

frekuensi rendah (2-MHz) gelombang dari transduser Doppler untuk mengukur

kecepatan dan pulsasi aliran darah di area sirkulus Wilisi dan sistem

vertebrobasiler. Prosedur TCD termasuk prosedur noninvasif, nonionisasi,

portabel dan aman untuk pemeriksaan serial dan penelitian, serta dapat dilakukan

dengan biaya yang murah (Lupetin et al., 1995).

Penggunaan TCD Ultrasound untuk menilai aliran darah arteri basal

intrakranial mulai dikenalkan oleh Aaslid et al., sejak tahun 1982. Teknologi

ultrasound berkembang pesat beberapa waktu terakhir. Saat ini telah dikenal

kombinasi teknik pencitraan aliran darah Doppler dan Transcranial Colour-

Coded Duplex (B mode tissue imaging). Kombinasi ini dapat mengindentifikasi

pembuluh darah dan arah aliran darah dengan lebih akurat (Levi, Selmes dan

Chambers, 2001).

Gambar 1. Transcranial Doppler dan Transcranial Colour-Coded Duplex

3

Gambar 2. Pemeriksaan Trancranial Doppler

B. Metode dan Peralatan

Keakuratan diagnostik TCD tergantung dari kepandaian, ketrampilan dan

pengalaman pemeriksa yang harus memahami anatomi dan fisiologi pembuluh

darah intrakranial serta patofisiologi stroke dan penyakit neurovaskular lain.

Pada kebanyakan kasus, intepretasi hasil pemeriksaan TCD memerlukan

integrasi analisis hasil pemeriksaan klinis, laborat serta neuroradiologi lain

(Lupetin et al., 1995).

Penggunaan pemeriksaan TCD dan TCCD sebagai tes penapis untuk

penyakit oklusif pada arteri besar intrakranial memerlukan pengkajian mengenai

keakuratan, feasibilitas, dan realibilitas.

Keakuratan

Studi keakuratan TCD dan TCCD untuk mendeteksi stenosis atau oklusi

intrakranial telah banyak diteliti. Secara umum, keakuratan TCD dan TCCD

dianggap dapat diterima ketika dilakukan untuk tes penapis oleh sonografer dan

klinisi yang berpengalaman. Beberapa studi menyebutkan bahwa tingkat

sensitifitas dan spesifisitas teknologi ultrasound dalam mendeteksi stenosis atau

oklusi pada arteri serebra media, mencapai 90-99%. Sementara untuk segmen

arteri vertebralis dan arteri basilaris sensitifitas sebesar 70-80% dan spesifisitas

sebesar 90-99%. Hasil ini tidak berbeda jauh dengan hasil pemeriksaan

4

angiografi dengan kontras. Dibandingkan dengan teknik pencitraan Magnetic

Resonance Angiografi (MRA), teknologi ultrasound tidak berbeda jauh.

Sensitifitas TCCD mendeteksi kelainan pada sirkulasi anterior arteri serebralis

sebesar 75% dan spesifitas 99%, sementara pada sirkulasi posterior

sensitifitasnya mencapai 88% dan spesifisitas 99% (Levi, Selmes dan Chambers,

2001).

Feasibilitas

Penilaian feasibilitas alat meliputi keamanan, toleransi, ketersediaan dan

efektifitas biaya. Keterbatasan utama teknik TCC adalah kurangnya acoustic

window pada tulang temporal atau foramen magnum. Lebih dari 10% pasien

yang diperiksa dengan TCC, dan 20% pasien yang dilakukan TCCD memiliki

acoustic window yang kurang optimal untuk pengkajian.

TCD dan TCCD tidak pernah dilaporkan memiliki efek samping. Oleh

karena itu, dianggap lebih aman dibanding X-ray Angiografi yang berisiko

menimbulkan alergi terhadap bahan kontras dan stroke. Selain itu juga dianggap

lebih aman dibandingkan dengan CT angiografi yang menggunakan radiasi ion

dan media kontras intravena. Pemeriksaan ultrasound dapat ditoleransi baik dan

berpotensi unggul dibandingkan Magnetic Resonance Angiografi (MRA) yang

terkadang menimbulkan claustrophobia dan penggunaan sedasi intravena (Levi,

Selmes dan Chambers, 2001).

Secara umum, kelebihan dari alat TCD adalah sebagai berikut,

1. Menggunakan teknik sonografi yang non invasif sehingga menghindarkan

pasien dari rasa tidak nyaman selama pemeriksaan.

2. Aman, karena teknik ini bebas dari bahaya radiasi.

3. Tidak memerlukan ruangan khusus dalam pelaksanaan. 

4. Dapat dilakukan berulang kali untuk monitoring tanpa adanya efek samping.

5. Tidak memerlukan penggunaan zat kontras yang mempunyai resiko terjadinya

efek samping seperti alergi.

6. Biaya yang lebih murah dibandingkan dengan teknik lain seperti arteriografi.

5

Sementara itu, kekurangan pemeriksaan TCD adalah sebagai berikut, (Sarkar

et al., 2007)

1. Ketidakakuratan hasil pemeriksaan karena acoustic window yang buruk

(pada 5-20% pasien)

2. Hasil pemeriksaan sangat bergantung pada keterampilan dan pengalaman

operator

Reliabilitas

Salah satu keterbatasan alat diagnostik ultrasound untuk dilakukan adalah

pemeriksaan tersebut memerlukan teknik tinggi dan keterampilan prosedural

pemeriksa untuk mendapatkan hasil gambar maksimal. Sebagai tambahan,

pemahaman yang baik mengenai pertanyaan klinis diperlukan agar pemeriksa

dapat meningkatkan ketelitian hasil pemeriksaan (Levi, Selmes dan Chambers,

2001).

C. Indikasi Pemeriksaan TCD dan TCCD (AIUM, 2012)

1. Deteksi dan follow up stenosis atau oklusi pada arteri besar intrakranial di

sirkulus Wilisi dan sistem vertebrobasilar, termasuk monitoring terapi

trombolitik patda pasien stroke akut

2. Deteksi vaskulopati serebral.

3. Deteksi dan monitoring vasospasme pada pasien dengan perdarahan

subarachnoid spontan atau traumatik.

4. Evaluasi jalur kolateral aliran pembuluh darah intrakranial, termasuk setelah

intervensi

5. Deteksi mikroemboli pada pembuluh darah serebral

6. Deteksi right to left shunts

7. Menilai reaktivitas vasomotor serebral

8. Konfirmasi tambahan dalam mendiagnosis kematian batang otak

9. Tindakan intraoperatif dan periprocedural untuk mendeteksi emboli serebral,

trombosis, hipoperfusi ataupun hiperperfusi

6

10. Evaluasi risiko stroke pada penyakit sel sabit (Sickle cell disesase)

11. Menilai adanya arterivenus malformasi (AVM).

12. Deteksi dan follow up aneurisma intrakranial

13. Evaluasi vertigo posisional dan sinkop

Penggunaan klinis tambahan TCD pada anak anak adalah sebagai berikut

(AIUM, 2012)

1. Menilai tekanan intrakranial dan hidrosefalus

2. Menilai ensefalopati hipoksik iskemik

3. Menilai patensi sinus dural dan vena

D. Prinsip Pemeriksaan

Prinsip pemeriksaan TCD berdasar pada penggunaan gelombang ultrasonik

dan Efek Doppler. Gelombang ultrasonik adalah energi suara dengan frekuensi

lebih dari 20.000 gelombang per detik. Energi suara ini melebihi ambang batas

suara yang dapat didengar manusia. Efek Doppler pertama dikemukakan oleh

Christian Andreas Doppler pada tahun 1842, merupakan perubahan panjang

gelombang bunyi (atau gelombang lainnya) karena terjadi pergerakkan relatif

antara sumber (source) gelombang dan penerima (receiver) gelombang. Apabila

gelombang dipantulkan dari objek yang sedang bergerak, frekuensi gelombang

yang diterima berbeda dari frekuensi yang dihantarkan. Perubahan frekuensi ini

adalah Doppler Shift. Penambahan atau pengurangan frekuensi gelombang ini

tergantung kecepatan, arah gerakan dan frekuensi yang dihasilkan oleh sumber

(Baker, 2001).

Pada tahun 1982, Aalid dkk mengenalkan pemeriksaan Doppler 2 Mhz

yang dapat menembus tulang tengkorak. Sinyal gelombang yang dipancarkan

transducer kemudian dipantulkan kembali oleh permukaan sel sel darah merah di

dalam pembuluh darah intrakranial. Informasi ini dianalisis oleh komputer

7

dengan output numerical dan visual sehingga dapat digunakan untuk mengetahui

karakteristik aliran darah pembuluh darah (Sarkar et al., 2007)

Gambar 3. Gelombang ultrasonik yang dipantulkan alat ke Eritrosit.

Pembuluh darah tertentu mungkin dapat diidentifikasi letaknya superfisial

ataupun profunda (proximal atau distal) – sebagai contoh, arteri serebri media

mungkin dapat dikenali pada kedalaman antara 30-60 mm melalui window

transtemporal (Sarkar et al., 2007)

Hemodinamik rutin yang dinilai pada TCD adalah peak velocity sistol

maupun distol, mean flow velocity dan Gosling pulsatility index (PI). Diagnosis

TCD dibuat berdasarkan deteksi pada perubahan kecepatan aliran darah,

kekurangan aliran darah, perubhan pada spectral waveform atau perubahan pada

pulsasi pembuluh darah tertentu (Sarkar et al., 2007).

Bila pembuluh darah sempit, apapun penyebabnya, kecepatan aliran darah

akan meningkat. Peningkatan kecepatan itu dideteksi oleh TCD. Kecepatan juga

meningkat bila ada peningkatan aliran darah sehubungan dengan kontribusi

kolateral terhadap teritori vaskuler yang lain atau suplai darah ke suatu arterio-

venous malformation (AVM) yang besar.(DeWitt, 1988).

8

Gambar 4. Perubahan frekuensi gelombang pada keadaan penerima yang

bergerak atau sumber yang bergerak.

E. Identifikasi Arteri

Identifikasi arteri menggunakan TCD didasari dari penggunaan acoustic

window, angulasi gelombang pulsa, kedalaman insonasi, arah aliran dan

kemampuan menjejak segmen. Reaksi pembuluh darah terhadap kompressi arteri

karotis komunis ipsilateral dapat membantu dalam mengidentifikasi segmen

arteri. Pada pasien tua dan pasien dengan kondisi patologis, perasat kompresi ini

dapat membantu dalam mengevaluasi status kolateral.

Gambar 5. Pembuluh darah serebral

9

F. Indeks Pengukuran TCD

Perbedaan rata-rata kedalaman, arah aliran dan rata-rata flow velocity

dihubungkan dengan usia yang normal telah ditetapkan pada setiap arteri.

Pengukuran TCD dipengaruhi oleh faktor fisiologik dan patologik serta obat-obat

vasoaktif (Kassab dkk, 2007).

Nilai sistolik, diastolik dan nilai rata-rata digunakan untuk mendeskripsikan

tekanan, aliran dan kecepatan aliran pada sistem arterial. Dari nilai-nilai ini, nilai

rata-rata memiliki signifikansi fisiologis yang tertinggi karena ia tidak

bergantung pada faktor kardiovaskular sentral seperti denyut jantung,

kontraktilitas, resistensi perifer total dan komplians aorta dibandingkan dengan

nilai sistolik dan diastolik. Selanjutnya nilai rata-rata kecepatan lebih berkorelasi

dengan perfusi dibandingkan dengan nilai peak (Strebel, 1996).

Saat ini alat TCD dapat menunjukkan Gosling’s pulsatility index (PI) yang

didapat dari persamaan sebagai berikut:

Dimana V = CBF-v (cerebral blood flow velocity) yang diperoleh dari pemeriksaan TCD.

Pada vaskulatur serebral, PI dapat menunjukkan tingginya resitensi

pembuluh darah perifer, yang seiring dengan peningkatan tekanan intrakranial

(Intracranial Pressure , ICP). Peningkatan ICP mempengaruhi waveform TCD,

ditunjukkan dengan meningkatnya PI dan selanjutnya bila ICP terus menekan

perfusi terjadi penurunan pada CBF-v. Pulsatility digambarkan dengan bentuk

dari waveform spektral dan normal bila Vs> Vd, abnormal atau spiked (Vs>>Vd)

atau menurun (Vd > 50% Vs). Pulsatility index dianggap normal bila nilainya

0,8-1,2. Peningkatan PI> 1,2 biasanya terjadi karena peningkatan resistensi

perifer serebral, sekunder terhadap peningkatan tekanan intrakranial atau

hipokapnia, meskipun pada beberapa kasus bisa disebabkan oleh abnormalitas

kardiak, seperti insufisiensi aorta atau bradikardia. Penurunan PI < 0,8 tipikalnya

ditunjukkan oleh pembuluh darah yang mensuplai suatu AVM, dikarenakan

10

penurunan resistensi perifer atau downstream hingga high grade stenosis,

dikarenakan aliran darah yang rendah (Lupetin et al., 1995).

Resistance Index (RI) merupakan estimasi lain dari resistensi vaskular,

dimana resistensi vaskular yang rendah berhubungan dengan peningkatan FVd,

dan resistensi vaskular yang tinggi dikarakteristikkan dengan penurunan FVd.

Resistance Index of Pourcelot didapat dari persamaan sebagai berikut,

Baik PI maupun RI dipengaruhi oleh sejumlah faktor, termasuk tekanan

arterial sistemik, resistensi distal terhadap aliran, ICP, vascular compliance dan

CO2, membatasi nilai diagnostiknya di praktek klinis, namun hal ini mungkin

memiliki peran kualitatif dalam menilai perubahan dalam resistensi terhadap

aliran pada area spesifik dari sirkulasi serebral. Penting untuk diingat bahwa

TCD hanya mengukur kecepatan darah serebral (cerebral blood velocity) dan

aliran (flow). Hubungan antara keduanya adalah sebagai berikut ,

Oleh karenanya, bila flow masih konstan, sementara diameter menurun, FV

akan meningkat (Jacobs et al., 2008).

11

Gambar. Tampilan pulsed-wave spectral waveform. Identifikasi arah aliran, skala

kecepatan (velocity), kedalaman insonasi (depth), kecepatan sweep dan pengaturan

power. Panah kecil menunjukkan pengukuran cardiac cyle untuk menghitung peak,

mean dan end-diastolic (ED) flow velocities. PI, pulsatility index , RI resistancy

index. (Alexandro, 2004)

Tabel. Nilai Normal Panduan Pengukuran TCD pada Arteri Intrakranial (Kassab et

al., 2007)

12

Tabel. Efek berbagai status fisiologik pada flow velocity TCD (Kassab, 2007)

G. Teknik dan Cara pemeriksaan

Alat ini menggunakan transduser gelombang pulsa berfrekuensi-rendah (2-

MHz) yang dapat menembusi tulang kranium. Tulang tengkorak memblok

tranmisi dari ultrasound maka daerah dengan dinding yang tipis atau acoustic

window harus digunakan untuk analisa, karena itu dilakukan perekaman pada

daerah temporal di atas dari tulang pipi/arcus zygomaticus, melalui mata, di

bawah rahang, dan dari belakang kepala.

Keberhasilan penggunaan TCD tergantung pada keberadaan “jendela

akustik” (acoustic windows) pada tengkorak. Terdapat beberapa area dimana

densitas tulang cukup tipis untuk ditembusi oleh gelombang ultrasound sehingga

prinsip Droppler bisa diaplikasikan. Usia pasien, jenis kelamin, ras, dan faktor

lainnya dapat mempengaruhi ketebalan tulang, sehingga membuat beberapa

pemeriksaan menjadi lebih sulit, bahkan tidak mungkin dilakukan. Terdapat

kurang lebih 15% pasien tidak mempunyai jendela yang sesuai untuk

pemeriksaan ini (Phipipp, 1995).

Tempat tersering untuk ditempelkan transduser adalah :

1. Transtemporal

2. Transorbital

3. Subossipital

13

4. Submandibula

Gambar 6. posisi transduser pada Acoustic Window dalam posisi sagital

1. Transtemporal

Transtemporal window dilakukan pada tulang paling tipis di temporal

(os pterion) terletak di atas arkus zigomaticus dan anterior dari telinga. Probe

atau transduser ditempelkan pada tulang temporal, anterosuperior kepada

tragus. Umumnya, transduser dimainkan ke anterior dan superior bagi

mendapatkan bacaan pembuluh darah yang berbeda secara optimal (AIUM,

2012).

Segmen M1 dari arteri serebri media, arteri karotis siphon dan segmen

A1 dari arteri serebri anterior dapat dibaca alirannya pada bagian anterior.

Pada bagian posterior, segmen P1 dari arteri serebri posterior dan arteri

komunis posterior dapat dibaca.

14

Gambar 7. Sirkulus Wilisi melalui Pemeriksaan TCD dan TCCD Transtemporal

Pada pencitraan, penanda utama (referrenced landmark) adalah

pedunkulus serebri yang berbentuk hati dan echogenic star-shaped cisterna

basilaris (AIUM, 2012).

15

Gambar 8. Sinyal Doppler dari arteri serebral media

2. Subossipital

Foramen magnum dapat digunakan untuk menilai arteri basilaris dan arteri

vertebralis. Pasien diposisikan berbaring ke satu sisi dan leher fleksi hingga

dagu menyentuh dada. Transducer digerakkan dari leher bagian atas di dasar

kranium dan digerakkan melingkari foramen magnum melalui hidung.

Penanda utama adalah medula yang hipoechoic. Arteri vertebralis harus

dinilai pada interval 2-5 mm. Pada TCCD, arteri vertebralis memiliki

konfigurasi V-shaped karena melebar keatas menuju arteri basilaris. Aliran

di arteri vertebralis dan basilaris menjauhi transducer dan harus dinilai

hingga ujung arteri basilaris (AIUM, 2012).

16

Gambar 9. Tranducer suboksipital dan pembuluh darah yang dapat diperiksa

3. Transorbital2

Dapat menilai arteri karotis interna bagian distal dan arteri oftalmik

dan terutama pada pasien yang dicurigai mengalami stenosis karotis.

Dilakukan dengan menurunkan kekuatan dengan index mekanik tidak

melebihi 0,23 untuk mencegah cedera mata (AIUM, 2012).

17

Gambar 10. Transorbital

4. Submandibular

Dapat menilai segmen distal dari arteri karotis interna bagian

ekstradural. Berguna dalam mendeteksi:

a. Diseksi pada arteri karotis interna

b. Menilai adanya oklusi pada arteri karotis interna

Gambar 11. Submandibular

18

H. Transcranial Doppler pada Stroke Iskemik Akut.

Evaluasi segera dari pasien stroke iskemik akut menunjukkan gambaran

TCD abnormal dengan frekuensi yang tinggi seperti oklusi, dissolusi clot arteri,

embolisasi distal, reoklusi dan stenosis. Tidak ada alasan dalam menunda

penilaian pembuluh darah secara bedside dengan TCD karena informasi ini

secara khusus bermanfaat pada waktu pemeriksaan klinis awal dilakukan

terhadap pasien dengan stroke iskemik akut. (Alexandrov, 1999)

Transcranial Doppler dapat mendeteksi oklusi arteri serebri media yang juga

tampak pada pemeriksaan angiography dengan sensitivitas 85% sampai 96%.

Pada kasus oklusi arteri serebri media, rasio rata-rata kecepatan aliran darah

(cerebral blood flow velocity/ CBF-V) ipsilateral dengan kontralateral dianggap

dapat mendeteksi adanya oklusi arteri serebri media jika rasio ≥ 0,6 dan memiliki

kemungkinan nilai prediksi terhadap tingkat keparahan stroke. Outcome klinis

dapat diperkirakan oleh adanya gambaran patologis dari pemeriksaan TCD pada

sirkulasi anterior.(Schatlo dkk, 2007, Iranmanesh dkk, 2006)

Untuk pasien stroke iskemik yang menerima terapi thrombolysis dengan

tissue-plasminogen activator (tPA), TCD telah dianggap sebagai monitor yang

baik dan pengukur peningkatan terapi. Transcranial Doppler dapat digunakan

untuk mengenali lokasi yang tepat dari oklusi pembuluh darah parsial atau

komplit. Kriteria untuk mengenali lokasi lesi berdasarkan pola spektrum

Thrombolysis in Brain Ischemia (TIBI) dan tanda-tanda aliran kolateral.

Perubahan lain yang menggambarkan adanya stenosis fokal atau trombus

termasuk perubahan pulsatility index dan CBF-V yang mengindikasikan adanya

stenosis dan signal mikroemboli yang terjadi secara fokal. (Schatlo, 2007)

Dalam studi menggunakan pemeriksaan TCD yang dilakukan terhadap 130

pasien secara konsekutif pada unit gawat darurat pada waktu pemeriksaan

neurologi dan CT sken kepala juga dilakukan, ditemukan bahwa insonasi melalui

transtemporal window tidak mungkin dilakukan pada 15% dari keseluruhan

pasien. Meskipun demikian, secara keseluruhan tingkat akurasi TCD terhadap

oklusi, stenosis dan patensi pembuluh darah yang normal sekitar 88% bila

19

dibandingkan dengan angiography. Transcranial Doppler dapat menunjukkan

adanya suatu oklusi arteri intra atau ekstrakranial proksimal pada 69% pasien

yang memenuhi syarat untuk thrombolysis dalam 6 jam pertama, dibandingkan

dengan 24% pasien yang berada diluar rentang waktu untuk tindakan

thrombolysis dan 0% pasien yang mengalami perbaikan defisit secara spontan.

(Alexandrov dkk,1999)

Peran paling penting dari TCD pada stroke akut adalah menentukan adanya

dan lokasi dari oklusi arteri sebagaimana juga adanya sisa aliran signal di

sekeliling clot. Salah satu tantangan terbesar dari pemeriksaan TCD untuk

mendiagnosa oklusi arteri adalah ketergantungan terhadap suatu serial yang rumit

dari gambaran aliran darah pada pembuluh darah yang berbeda dan tingkat

kedalaman yang berbeda untuk menentukan arteri mana yang terkena. Untuk

menyederhanakan interpretasi ini telah dikembangkan kriteria oklusi berdasarkan

temuan aliran darah yang berbeda dari setiap pembuluh darah intrakranial dan

arteri karotis interna ekstrakranial. Gambaran aliran utama yang dihubungkan

dengan adanya oklusi secara langsung yang dapat dinilai dengan TCD ialah suatu

gelombang abnormal yang terletak pada lokasi yang dianggap sebagai tempat

clot. Selain itu, oklusi arteri serebri media akut dapat menghasilkan pengaliran

aliran darah terhadap pembuluh darah sekitarnya atau cabang-cabangnya, dan

peningkatan kecepatan aliran darah dapat terlihat pada arteri serebri anterior.

(Alexandrov dkk, 1999). Dalam satu studi yang dilakukan oleh Andrew dkk,

2000 dijelaskan bahwa tingkat obstruksi sirkulasi anterior dapat dikonfirmasi

dengan deteksi aliran-aliran kolateral, seperti arteri kommunikan ataupun arteri

opthalmika. Kadang-kadang aliran arteri opthalmika dapat tidak terdeteksi atau

arah aliran yang normal jika terdapat oklusi arteri serebri media atau arteri

karotis interna di bagian distal. Oklusi yang terisolasi pada tingkat arteri serebri

media menghasilkan bentuk gelombang abnormal tanpa adanya aliran

kolateralisasi melalui arteri opthalmika atau arteri kommunikan. Jika muncul,

aliran kolateral ini biasanya mengindikasikan lesi arteri karotis interna bersamaan

dengan arteri serebri media termasuk pengalihan aliran ke arteri serebri anterior

20

atau arteri serebri posterior. Oklusi arteri serebri media dan saluran kolateral

utama, yang mengindikasikan adanya suatu lesi proksimal pada pembuluh darah

yang memberi nutrisi (feeding vessel)(Demhuck, 2000)

Adanya bentuk gelombang abnormal dari arteri vertebralis atau arteri

basilaris dapat menandakan kemungkinan bahwa oklusi dari pembuluh darah ini

juga terjadi. Gambaran ini harus diinterpretasikan secara hati-hati dan

dikonfirmasi dengan mengenali pengalihan aliran atau peningkatan aliran

kompensasi. (Demhuck, 2000).

Penilaian ultrasound terhadap pembuluh darah otak menunjukkan suatu

gambaran khusus yang memfokuskan terhadap lokasi clot dan memonitor aliran

signal disekitarnya yang berkaitan dengan pergerakan minimal pembuluh darah.

Telah dikembangkan suatu sistem tingkatan terhadap aliran pembuluh darah

untuk gambaran TCD untuk mengukur sisa aliran pembuluh darah, yang dikenal

sebagai tingkatan aliran Thrombolysis In Brain Ischemia (TIBI). Klassifikasi

TIBI membagi tingkatan aliran darah ke dalam 6 kelompok. Grade 0 : absent,

grade 1 : minimal, grade 2 : blunted, grade 3 : dampened, grade 4 : stenotic dan

grade 5 : normal waveform. Tingkatan aliran TIBI dapat diukur pada semua

pembuluh darah dengan perhatian khusus terhadap daerah atau di bagian distal

dari letak arteri yang dianggap mengalami oklusi. Tujuan klassifikasi TIBI ini

adalah untuk menentukan kecepatan aliran darah sisa seperti halnya juga

kaitannya dengan tingkat keparahan stroke iskemik akut.(Syme, 2006)

Jika suatu clot menyebabkan obstruksi komplit untuk aliran darah, kemudian

tidak ada perubahan frekuensi yang terjadi sehingga tidak ada signal doppler

yang dapat terdeteksi, hal ini disebut sebagai tidak ada aliran darah (absent).

Akan tetapi aliran darah yang tidak ada secara komplit pada letak clot tersebut

cenderung jarang terjadi karena pergerakan darah yang terdapat di sekitar clot

sering menghasilkan suara bunyi di sekitar garis dasar yang sering disebut

sebagai “minimal flow”. Aliran bergaung (reverberating flow) merupakan suatu

bentuk lain dari aliran minimal dan kadang-kadang dapat dideteksi di bagian

proksimal dari clot. Bentuk lain dari aliran minimal juga dapat terlihat pada

21

tempat clot dimana aliran sistolik intensitas rendah dapat ditemukan berkaitan

dengan tahanan tinggi dengan tanpa adanya aliran darah selama diastol. Dibagian

distal dari clot, arteri akan sepenuhnya mengalami vasodilatasi dan aliran darah

akan muncul, signal arteri ini memiliki pulsatility index, kecepatan dan intensitas

yang rendah. Hal ini disebut dengan istilah “blunted flow” dan jika sedikit lebih

berat disebut “dampened flow”(Syme, 2006).

Stenosis ekstrakranial juga akan mengurangi sensitivitas TCD untuk

mendeteksi stenosis intrakranial berkaitan dengan berkurangnya mean flow

velocity (MFV). Akan tetapi perubahan bentuk gelombang pada keadaan stenosis

menunjukkan karakteristik perubahan dan TCD dapat memperkirakan aliran

yang mengalami penyumbatan telah terlihat berkaitan erat dengan progresifitas

dari stenosis yang terlihat dari gambaran TCD dapat memprediksikan kejadian

vaskuler yang lebih jauh lagi (Syme, 2006)

Dengan adanya suatu penyempitan yang cukup parah (berkurangnya

diameter lumen >50%) yang berkaitan dengan pembentukkan clot yang secara

akut ataupun atheroma, maka kecepatan (velocity) akan meningkat secara

dramatis pada lokasi penyempitan (MFV ≥80 cm/s dan perbedaan kecepatan ≥

30% jika dibandingkan dengan letak kontrol). Meskipun kecepatan meningkat

berkaitan dengan penyempitan pembuluh darah, aliran darah tetap terbatas

sehingga signal yang timbul memiliki intensitas yang rendah. Dalam keadaan ini

juga mungkin terdapat turbulensi pada baseline (garis dasar) dan kadang-kadang

bruit juga dapat terdeteksi. Akan tetapi bentuk gelombang ini tidak khas untuk

stenosis dan dapat ditemukan juga untuk spasme arteri yang berhubungan dengan

perdarahan subarakhnoid atau perdarahan intraserebral ringan sampai sedang

(Syme, 2006)

Stenosis atau spasme pembuluh darah juga dapat dibedakan dengan

mengenali apakah perubahan seperti apa yang dijelaskan sebelumnya terjadi

diatas suatu segmen arteri kecil (stenosis) atau diatas suatu segmen yang lebih

panjang dan/atau melibatkan banyak arteri (spasme) (Syme, 2006)

22

Signal TCD yang terlihat pada arteri yang lebih besar pada bagian proksimal

dari clot bervariasi tergantung dari ukuran obstruksi di bagian distal dan dekanya

dengan clot. Dengan oklusi cabang distal yang kecil, pembuluh darah utama yang

memberi nutrisi dapat terlihat normal secara khusus dengan sirkulasi kolateral

yang baik. Ketika oklusi yang lebih besar terjadi, signal juga dapat menjadi

“dampened” dengan pengurangan intensitas, kecepatan dan PI yang sangat kecil.

Dengan adanya obstruksi yang lebih berat di bagian distal, signal pada pembuluh

darah nutrisi (feeding vessel) yang ukurannya lebih besar menunjukkan gambaran

kasar “blunting” yang lebih jauh lagi dengan perubahan yang kecil dalam

intensitas tetapi penurunan yang lebih jauh lagi dalam kecepatan dan pulsatility.

Penurunan pulsatility sepertinya berkaitan dengan dilatasi bagian proksimal arteri

dan mencerminkan elastisitas dari arteri ini serta ketersediaan cabang-cabang

pembuluh darah yang terbuka yang menyebabkan sebagian aliran melalui

proksimal arteri berkaitan dengan oklusi tersebut. (Syme, 2006)

Alexandrov dkk, telah menggunakan skor TIBI sebagai suatu pengukuran

terhadap tingkat keparahan obstruksi arteri, akan tetapi perubahan bentuk

gelombang arteri bervariasi tergantung daripada dekatnya jarak terhadap clot,

ukuran clot, ukuran arteri yang mengalami oklusi dan tidak hanya derajat dari

oklusi tersebut. Berdasarkan hal ini, berkenaan dengan kurangnya spesifisitas

dari gelombang TIBI yang pasti, hal ini berarti bahwa pemeriksa harus berhati-

hati dalam menggunakan klassifikasi ini untuk pemeriksaan terhadap stroke akut.

Lebih jauh lagi, asumsi apapun tentang derajat rekanalisasi hanya dapat

dilakukan dengan posisi pemeriksa yang sesuai dan pasti untuk memonitor pada

suatu letak tertentu. Rekanalisasi pada arteri proksimal juga dapat tidak

mencerminkan pembukaan cabang arteri bagian distal yang mengalami oklusi

dan dapat menjelaskan mengapa tidak ada hubungan yang ditemukan antara

peningkatan ultrasound yang berhubungan dengan rekanalisasi yang diukur

dengan menggunakan skor TIBI dan outcome klinis. (Syme, 2006)

Oklusi akut dari arteri intrakranial dapat mengahsilkan perubahan dalam

aliran residual melalui suatu arteri yang disumbat oleh suatu clot yang masih

23

baru dan sering melalui perkembangan saluran/aliran kolateral untuk kompensasi

lesi tersebut. Dissolusi clot dapat dihubungkan dengan munculnya signal

mikroemboli (Mikulik R dkk,2006)

Suatu oklusi arteri akut berbeda dari oklusi kronik berdasarkan 2 alasan

yaitu: oklusi arteri akut sering bersifat parsial dan membentuk beberapa pola

yang tidak komplit dari aliran residual (residual flow) dan oklusi arteri akut

merupakan suatu proses yang dinamis dari dissolusi trombus, propagasi dan

reoklusi, yang sering menyebabkan perubahan-perubahan dalam pola aliran

darah. Morfologi bentuk gelombang daripada kecepatan aliran itu sendiri

memberikan informasi yang lebih dekat tentang lokasi clot, hemodinamik yang

signifikan dari obstruksi dan tahanan dalam pembuluh darah di daerah distal.

(Mikulik dkk, 2006).

Untuk menjelaskan morfologi bentuk gelombang pada TCD, pembagian

tingkatan residual dengan sistem TIBI telah dikembangkan, yang berasal dari

klassifikasi angiography dari aliran residul yang disebut Thrombolysis In

Myocardial Infarction (TIMI). Pembagian tingkatan TIBI bervariasi dari 0

sampai 5 : absent, minimal, blunted, dampened, stenotic dan aliran normal

Mikulik dkk, 2006).

24

Gambar 12. Skoring Derajat Oklusi (TIBI).

Gambar 13. Contoh Skoring derajat TIBI pada kedalaman yang berbeda di oklusi

arteri serebral media akut.

25

Tabel 1. Kriteria Diagnosis Oklusi Intrakranial.

Mean flow velocity (MFV) dari arteri serebri media secara normal lebih

besar daripada arteri serebri anterior ataupun arteri serebri posterior. Dengan

adanya suatu oklusi bagian proksimal arteri serebri media ipsilateral (oklusi M1),

aliran darah kontralateral pada arteri serebri anterior dapat menjadi lebih besar

daripada arteri serebri kontralateral (figure 4J), arteri serebri anterior dan arteri

opthalmika pada sisi ipsilateral juga dapat menunjukkan aliran balik dan bagian

proksimal arteri serebri posterior juga dapat meningkat alirannya. Aliran darah

yang menyerupai gambaran stenosis atau bruit juga dapat dideteksi pada arteri

komunikan anterior dan arteri kommunikans posterior ipsilateral jika terdapat

keadaan hipoplasia. Dengan adanya aliran darah kolateral yang sempurna, maka

26

perubahan ini mungkin semuanya menyebabkan deteksi suatu oklusi arteri

serebri media ipsilateral dan juga dapat menjelaskan mengapa stenosis berat atau

oklusi pada suatu arteri karotis interna ipsilateral dapat dihubungkan dengan

bentuk gelombang arteri serebri media yang normal dan suatu stroke minor atau

TIA (Syme,2006)

Pada pasien dengan oklusi arteri serebri media akut yang diterapi dengan

pemberian Tissue Plasminogen Activator (TPA) secara intravena, gambaran TCD

setelah terapi dibandingkan dengan DSA (Digital Subtraction Angiography)

ataupun Magnetic Resonance Angiography (MRA). Oklusi komplit diartikan

oleh adanya signal TCD yang absent atau minimal, oklusi parsial oleh signal

blunted atau dampened dan rekanalisasi komplit oleh signal normal atau low-

resistance stenotic signal yang menyatakan secara tidak langsung aliran

pembuluh darah distal yang terobstruksi terhadap adanya lesi residual

(Alexandrov dkk, 2004).

Transcranial Doppler memiliki spesifisitas sekitar 90% dalam

menunjukkan oklusi arteri serebri media pada pasien dengan stroke arteri serebri

media akut dalam 5 jam pertama setelah serangan. Alexandrov dkk menemukan

oklusi arteri utama pada 69% pasien dengan stroke akut, yang mungkin dapat

sesuai untuk diberikan terapi thrombolysis. Rekanalisasi dapat diduga dengan

TCD oleh adanya gambaran aliran dalam pembuluh darah atau adanya suatu

perbaikan dalam aliran darah, dengan atau tanpa berkurangnya PI pada bagian

proksimal dari pembuluh darah. Itu sebabnya, dalam keadaan stroke iskemik

akut, TCD dapat menunjukkan gambaran oklusi arteri dan juga dapat

menunjukkan apakah rekanalisasi dapat terjadi setelah pemberian thrombolysis

intravena. (Sarkar dkk, 2007)

27

Gambar 14. Stenosis extracranial arteri karotis interna (ICA). A. Penurunan mean flow velocity dari MCA kanan (ipsilateral). B. Aliran normal pada MCA kiri (kontralateral) dengan peningkatan aliran di kiri (kontralateral) ACA (akibat aliran kolateral). C. aliran balik ACA kanan (ipsilateral). D. Peningkatan aliran di ACA kiri (kontralateral).

I. Transcranial Doppler pada Penyakit Arteri Intrakranial

1. Penyakit steno-oklusi intrakranial

Atherosklerosis intrakranial merupakan penyebab 10% TIA dan stroke.

Sensitivitas, spesifitas serta nilai prediksi positif dan negatif TCD lebih

tinggi untuk mendeteksi abnormalitas sirkulasi anterior dibanding sirkulasi

vertebrobasilar karena variasi anatomis dan kesulitan insonasi TCD (Sarkar,

2007).

28

TCD dapat mengetahui derajat stenosis (berdasarkan kecepatan aliran

darah) dengan akurat. Namun demikian, peran TCD dalam mendeteksi

stenosis derajat ringan tidak diketahui dengan baik. Tanda utama stenosis

adalah peningkatan mean flow velocity fokal pada daerah lumen yang

menyempit. Stenosis sekunder pada TCD ditandai dengan penurunan

kecepatan dan peningkatan pulsatilitas di atas lesi dan aliran abnormal di

bawah lesi (Sarkar, 2007).

Penyempitan parah (>50% penurunan diameter lumen), kecepatan

meningkat secara dramatis pada daerah yang menyempit (mean flow

velocity > 80 cm/s dan perbedaan kecepatan > 30% dibanding kontrol).

Sebagai tambahan, terdapat penurnan intensitas sinyal karena aliran darah

yang menyempit. Stenosis MCA telah banyak diteliti dan dapat didiagnosis

dengan TCD dengan sensitifitas 86% dan spesifitas 99% .

Namun demikian, stenosis MCA distal, terkadang tidak dapat

didiagnosis dengan TCD karena cabang bagian bawah tidak dapat

tervisualisasi dengan baik. Stenosis like waveform, dapat terjadi pada

kondisi spasme arterial seperti perdarahan subarachnoid (SAH) atau

intraserebral hemoragi (ICH) akibat peningkatan aliran kolateral melalui

komunikator hipoplastik. Pada kasus spasme, perubahan cenderung terjadi

pada segmen panjang dan atau melipatkan beberapa arteri.

Oklusi intrakranial dapat didiagnosis dengan TCD dengan akurasi

yang lebih baik menggunakan skor TIBI (Thrombolysis in Brain Ischaemia)

clasification untuk mendeskripsikan perubahan pada bentuk gelombang yang

berkaitan dengan rekanalisasi selama terapi plasminogen.

29

Gambar 15. Tanda stenosis dan oklusi arterial.

J. Transcranial Doppler pada Abnormalitas Ekstrakranial

1. TCD dan Tanda Transient Mikroemboli

Microemboli dalam sirkulasi serebral dapat berasal dari lesi

atherothrombotik arteri karotis dan jantung. Prosedur intervensi seperti

angiografi serebral, angioplasty karotis, endarterektomi dan

cardiopulmonary Bypass juga dapat menimbulkan microemboli. Di Selain

itu, pada right to left shunt, microemboli mungkin terjadi (Sarker, 2007).

Microemboli gas atau padat dalam MCA dapat terdeteksi oleh

TCD intensitas tinggi sinyal transien (HITS), juga disebut sinyal

microembolic (MES). Mereka dicirikan oleh: (1) memiliki durasi, < 300 ms;

(2) amplitudo yang 3 dB lebih tinggi dari sinyal aliran darah normal; (3)

adalah biasanya searah dan terjadi secara acak dalam siklus jantung; dan (4)

menghasilkan suara yang khas seperti '' moan '' atau '' chirp '' pada sinyal

audio. Pembuluh darah tersebut harus dimonitor selama setidaknya 30-60

menit untuk mendeteksi MES. Sebuah MES tidak menimbulkan gejala

neurologis tapi mungkin merupakan suatu tanda peringatan dini untuk risiko

yang lebih besar di masa depan TIA / stroke. Mengenai karakterisasi sifat

emboli, itu telah menunjukkan bahwa emboli gas memiliki sinyal yang lebih

30

tinggi amplitudo dan intensitas dibandingkan dengan membentuk particles

padat (Forteza, 1996)

MES berkorelasi dengan baik dengan kejadian iskemik

sebelumnya dan mungkin merupakan risiko lebih tinggi untuk kejadian

iskemik kekambuhan di masa depan. Angka prevalensi lebih tinggi dari

MES telah dilaporkan pada stroke disebabkan oleh penyakit pembuluh besar

dan stroke kardioembolik sebagai dibandingkan dengan lacunar strokes.

Pada pasien asimtomatik dengan ICA stenosis, ketika tingkat sinyal

microembolic > 2/jam di ipsilateral MCA, memiliki risiko berkembangnya

ischaemia. MES yang timbul dari jantung memiliki kekuatan sinyal yang

lebih tinggi keseluruhan, durasi sinyal lebih lama, dan presentasi lebih tinggi

pada sinyal diastol dibandingkan dengan penyakit arteri karotis (Sarker,

2007).

Gambar 16. TCD pada emboli

2. TCD pada stroke iskemik akibat right to left shunt

Pada pasien muda dengan stroke kriptogenik, right-to-the left shunts

(termasuk patensi foramen ovale) merupakan risiko stroke iskemik yang

harus dinilai. Hingga sekarang, transesophageal echochardiography (TOE)

31

dengan agen kontras merupakan alat diagnostik yang penting untuk pirau

jantung kanan-kiri (right to the left intracardiac shunts). Pemeriksaan

tersebut memiliki keterbatasan semi invasive teknik yang tergantung pada

luas shunts. TCD dengan medium kontras gas sekarang merupakan diagnosis

penting untuk right to the left shunts.

Ketika agen kontras gas diinjeksikan ke vena perifer pasien dengan

shunt, mikrrobubles melewati sirkulasi kanan ke kiri dalam siklus kardial

dan memasuki sirkulasi sistemik. TCD menangkap mikrobubles sebagai

sinyal microembolic di MCA. Dua agen kontras utama digunakan: garam

yang mengandung gelembung udara kecil, dan agen galaktosa. Berbagai

penulis telah menggunakan berbagai Prosedur mengenai rute injeksi, jenis

zat kontras, dan waktu sehubungan dengan manuver provokatif (Valsava

manuver).

Tes ini dianggap positif jika penampilan setidaknya satu microbubble

dicatat pada jejak TCD dalam 40 s setelah mengakhiri injeksi. Untuk

kuantifikasi kanan-ke-kiri shunt, hasilnya diklasifikasikan seperti yang

ditunjukkan dalam kotak

Gambar 17. Kriteria right to the left shunt

32

3. Subclavian Steal Syndrome

TCD (transforaminal window) dapat digunakan bersama dengan

duplex vertebral sonography pada diagnosis kondisi. Incomplete steal

menyebabkan penurunan kcepatan aliran darah sistolik dan pda kasus berat

dapat merubah arah aliran darah pada arteri vertebralis di sebelah subclavian

steal. Aliran darah balik total dapat terjadi pada kasus berat (Sarker et al,

2007).

4. TCD pada carotid endarterectomy

TCD intraoperatif meliputi monitoring kecepatan aliran darah MCA

selama enarterectomi karotis. Pemeriksaan tersebut menilai kecukupan aliran

darah otak selama arteri karotis diklam silang.Iskemik selama klam silang

merupakan komplikasi klasik dan termasuk berat bila penurunan kecepatan

aliran > 85%, ringan-sedang bila penurunan kecepatan 60-85% dan normal

bila penurnannya < 60%. Hiperaeremik fenomena terjadi dan menyebabkan

peningkatan mendadak kecepatan aliran darah MCA (Sarker et al, 2007).

33

BAB III

KESIMPULAN

1. Trancranial Doppler Sonography (TCD) adalah teknik pencitraan yang

menggunakan arahan tangan dengan kontrol microprocessor, mengggunakan

frekuensi rendah (2-MHz) gelombang dari transduser Doppler untuk

mengukur kecepatan dan pulsasi aliran darah di area sirkulus Wilisi dan

sistem vertebrobasiler.

2. TCD digunakan untuk menilai hemodinamik serebral meliputi stenosis,

oklusi, vasopasme, mikroemboli, kolateral aliran darah, arteri vena

malformasi (AVM), evaluasi risiko stroke pada penyakit sel sabit, ataupun

monitoring selama prosedur operatif.

3. Teknik pemeriksaan TCD dilakukan pada lokasi transtemporal, transorbita,

subosipital dan submandibula.

4. TCD dan TCCD memiliki kelebihan dan keakuratan yang baik dibanding alat

diagnostik lain sehingga dapat dipertimbangkan menjadi modalitas utama

dalam mendiagnosis gangguan aliran serebral.

34

DAFTAR PUSTAKA

Alexandrov AV, Neumyer MM. Intracranial cerebrovascular ultrasound examination techniques. In : Alexandrov AV. Cerebrovascular ultrasound in stroke prevention and treatment. Blackwell publishing 2004: 17-25.

American Institute of Ultrasound in Medicine. 2012. AIUM Practice Guideline-Transcranial Doppler Ultrasound Examination for Adults and Children.

Kassab M Y., Majid A., Farooq M U., Azhary H., Hershey L A., Bednarczyk E M., Graybeal D F., Johnson M D. 2007. Transcranial Doppler: An introduction for Primary Care Physicians. J Am Board Fam Med;20:65-71

Lupetin, Anthony R., Donalee A, Davis., Irwin, Beckman dan Nilima, Dash. 1995. Transcranial Doppler Sonography. Part 1. Principles, Technique, and Normal Appearance. RadioGraphics. 15: 179-191

Levi, C.R., C, Selmes., B.R Chambers. 2001. Transcranial Ultrasound-Clinical Application in Cerebral Ischaemia. Australian Prescriber. Vol. 24 No. 6 2001

Mikulik R., Alexandrov A.V.2006. Acute Stroke: Therapeutic Transcranial Doppler Sonography. Handbook on Neurovascular Ultrasound.21:150-161

Philip, C. Neurovascular Surgery. McGraw-Hill. USA 1995.

Sarkar, Sanjukta et al., 2007. Role of Transcranial Doppler Ultrasonography in Stroke. Postgrad Med J 2007;83:683–689. doi: 10.1136/pgmj.2007.058602

Zainal M. 2006. Transcranial Doppler Technique. Aplikasi Diagnostik Doppler Transkranial (TCD) dalam Neurologi dan Neurosurgery. PT. Setio Harto, Jakarta :2006.

35