Peran Neuroimaging dalam Diagnosis Cedera Kepala

Transkripsi

1 Peran Neuroimaging dalam Diagnosis Cedera Kepala Sylvani Alumna Fakultas Kedokteran Universitas Katolik Indonesia Atma Jaya Jakarta, Indonesia Abstrak Cedera kepala adalah perubahan status mental yang terjadi saat kecelakaan. Cedera kepala diklasifikasikan berdasarkan beratnya trauma dan morfologinya. Pemeriksaan neuroimaging yang berperan dalam diagnosis cedera kepala meliputi foto rontgen, Computed Tomography (CT), dan Magnetic Resonance Imaging (MRI). Foto rontgen memiliki peran yang sangat terbatas. CT scan tanpa kontras merupakan pilihan pertama di unit gawat darurat. Pemeriksan MRI lebih sensitif mendeteksi kelainan intrakranial pasien cedera kepala dibandingkan CT scan, khususnya pada cedera kepala ringan. Kata kunci: Cedera kepala, neuroimaging AbstrACT Traumatic brain injury defined as the alteration of mental status during an accident. Traumatic brain injury can be classified based on its morphology and the severity of the trauma. Several neuroimaging studies that play a major role in the diagnosis of a traumatic brain injury include Skull X-Ray, Computed Tomography (CT), and Magnetic Resonance Imaging (MRI) of the brain. X-Ray examination has a limited function in diagnosis. A CT scan without contrast is the main examination in the emergency department. MRI studies appear to be more sensitive than CT scan in detecting an intracranial abnormality especially on patient with mild traumatic brain injury. Sylvani. The Role of Neuroimaging in the Diagnosis of Traumatic Brain Injury Keywords: Neuroimaging, traumatic brain injury PENDAHULUAN Cedera kepala menjadi masalah pada kesehatan masyarakat dan sosial ekonomi di seluruh dunia. 1 Cedera kepala adalah penyebab utama terjadinya kematian dan disabilitas jangka panjang khususnya pada dewasa muda. 1 Banyak pasien cedera kepala berat meninggal sebelum sampai ke rumah sakit; hampir 90% kematian akibat trauma terkait dengan cedera kepala. 2 Sekitar 75% pasien cedera kepala diklasifikasikan sebagai cedera kepala ringan, 15% cedera kepala sedang, dan 10% cedera kepala berat. 2 Computed Tomography (CT) merupakan pemeriksaan pilihan utama untuk diagnosis cedera kepala akut dengan tujuan untuk menentukan apakah terdapat lesi yang mengancam jiwa. 3 Magnetic Resonance Imaging (MRI) lebih sensitif dalam mendeteksi kelainan intrakranial dibandingkan CT scan khususnya untuk cedera kepala ringan. 3 Pemeriksaan radiologi konvensional tidak memiliki peran yang signifikan dalam mendiagnosis kelainan intrakranial. 3 Tabel 1. Klasifikasi cedera kepala 2 Beratnya Trauma Cedera kepala ringan Cedera kepala sedang Cedera kepala berat DEFINISI dan EPIDEMIOLOGI American Congress of Rehabilitation Medicine (ACRM) mendefinisikan cedera kepala sebagai perubahan status mental yang terjadi pada saat kecelakaan (disorientasi atau konfusi). 1 ACRM membatasi penyebab cedera kepala berupa benturan pada kepala, kepala yang terbentur pada suatu objek atau pergerakan akselerasi-deselerasi otak, seperti whiplash, tanpa trauma langsung pada kepala. 1 GCS GCS 9-12 GCS 3-8 Morfologi Fraktur tulang tengkorak Tempurung Linier/Stelata Depresi/nondepresi Terbuka/tertutup Basis Dengan/tanpa kebocoran LCS Dengan/tanpa kelumpuhan N.VII Lesi Intrakranial Fokal Epidural Subdural Intraserebral Difus Concussion Kontusio multipel Hypoxic/ischemic injury Axonal injury Insiden (per penduduk) European Union USA China* Brazil South Africa Pakistan Sweden* Germany Italy* Denmark* Norway* Finland Global Wilayah Eropa Gambar 1. Insidens cedera kepala di berbagai negara 1 Alamat Korespondensi 97

2 Insidens cedera kepala di seluruh dunia meningkat terutama disebabkan oleh peningkatan penggunaan kendaraan bermotor di negara berpendapatan rendah hingga menengah. 1 Insidens cedera kepala berbeda di berbagai negara di dunia (Gambar 1). 1 Berdasarkan data dari Centers for Disease Control and Prevention (CDC), setiap tahun terdapat 1,7 juta orang di Amerika yang mengalami cedera kepala, dari 1,4 juta orang yang ditangani di unit gawat darurat, orang memerlukan rawat inap, dan orang mengalami cedera fatal. 1 Sebuah studi meta-analisis di 23 negara di Eropa memberikan hasil insidens cedera kepala yang ditangani di rumah sakit sebesar 235 dari penduduk. 1 KLASIFIKASI Cedera kepala diklasifikasikan berdasarkan beratnya trauma dan morfologi (Tabel 1). 2 DIAGNOSIS Pemeriksaan pada pasien cedera kepala meliputi pemeriksaan neurokognitif, EEG, pemeriksaan biomarker dalam darah, CT scan dan MRI (terutama susceptibility-weighted imaging dan diffusion-tensor imaging). Berikut merupakan pemeriksaan neuroimaging yang dapat digunakan untuk mendiagnosis cedera kepala: Foto Rontgen Foto rontgen kepala tidak memiliki peran yang signifikan dalam mendiagnosis kelainan intrakranial. 3 Namun, pemeriksaan ini masih dapat digunakan untuk mendiagnosis fraktur tulang tengkorak. 4 Fraktur memberikan gambaran garis hitam bertepi tajam dan biasanya berbentuk lurus (Gambar 2). 4 Fraktur yang muncul pada area meningea media dapat berkaitan dengan hematoma epidural. 4 Pada fraktur depresi, garis fraktur yang lusen dapat memberi gambaran stelata atau semisirkular (Gambar 3). 4 Pada kondisi demikian, CT scan diindikasikan karena mungkin terjadi cedera jaringan otak. 4 Computed Tomography (CT Scan) CT scan tanpa kontras tetap menjadi pilihan pertama pemeriksaan pada cedera kepala. Pemeriksaan ini bahkan lebih unggul dibandingkan MRI jika dilakukan dalam beberapa hari setelah trauma. 3,10 Pemeriksaan CT scan pada unit gawat darurat difokuskan untuk menentukan efek massa dan perdarahan. 3 Efek massa dapat ditentukan oleh adanya pergeseran atau kompresi struktur intrakranial dari posisi normalnya dengan menganalisis lokasi dan bentuk ventrikel, sisterna basalis dan sulkus. Darah biasanya memberikan gambaran hiperdens dan biasanya terdapat di sisterna basalis, fisura sylvii dan interhemisfer, ventrikel, ruang subdural atau epidural, atau di parenkim otak (intraserebral). 3 Pemeriksaan CT scan diindikasikan untuk semua pasien cedera kepala sedang dan berat. 2 Pada cedera kepala ringan, CT scan dilakukan pada pasien dengan nilai GCS kurang dari 15 dalam 2 jam setelah kejadian, pasien dengan kecurigaan fraktur kranium terbuka atau depresi, adanya tanda-tanda fraktur basis cranii, muntah lebih dari 2 kali, atau usia di atas 65 tahun. 2 CT scan dapat dipertimbangkan pula pada pasien yang mengalami pingsan lebih dari 5 menit, amnesia sebelum kejadian lebih dari 30 menit, dan mekanisme cedera yang berbahaya (seperti pejalan kaki tertabrak oleh kendaraan bermotor, penumpang terlempar dari kendaraan bermotor, jatuh dari lebih dari 5 anak tangga). 2 Berikut merupakan gambaran CT scan yang dapat ditemukan pada pasien cedera kepala: Fraktur kranium linier Merupakan fraktur yang paling sering dan dapat mengakibatkan hematoma epidural. 3 Fraktur di kranium ini paling sering pada area temporal dan parietal (Gambar 4). 3 Fraktur kranium depresi Fraktur depresi sering berakibat pada kerusakan otak dan sering terjadi pada regio frotoparietal 3 biasanya berupa fraktur kominutif (Gambar 5-A). 3 Fraktur basis cranii Fraktur ini merupakan fraktur paling berat berupa fraktur linier pada dasar tulang tengkorak. 3 Pada pemeriksaan CT scan dapat dicurigai terdapat fraktur basis cranii terutama bila terdapat udara dalam otak (traumatic pneumocephalus), cairan di mastoid air cells, atau air fluid level di sinus sfenoid (Gambar 5-B). 3 Hematoma epidural Terjadi akibat rupturnya arteri atau vena meningea media ke dalam ruang antara duramater dan lapisan dalam tulang tengkorak. 3 Hampir 95% hematoma Gambar 2. Fraktur kranium linier. Fraktur kranium (tanda panah) biasanya berupa garis hitam bertepi tajam dan tidak ada tepi yang berwarna putih. Pada posisi anteroposterior (AP) (A), tidak dapat ditentukan apakah fraktur berasal dari tulang tengkorak bagian depan atau belakang. Pada posisi Towne (B), yaitu posisi leher menunduk dan posisi occipital lebih tinggi, fraktur ini dapat terlihat terletak di tulang occipital. 4 Gambar 3. Fraktur kranium depresi. Pada posisi lateral (A) menunjukkan bagian sentral dari fraktur, yaitu gambaran stelata (tanda panah besar), dan sekitarnya terdapat garis fraktur konsentrik (tanda panah kecil). Perhatikan gambaran sutura dan gambaran vaskular normal pada foto tersebut. Pada posisi anteroposterior (AP) (B) menunjukkan dalamnya fraktur depresi, walau gambaran ini terlihat lebih jelas pada pemeriksaan CT scan. 4 Gambar 4. CT scan kepala dengan fraktur kranium linier (B) dan hematoma epidural (A). Pada brain window (A), terdapat gambaran lesi berbentuk lentikular dan hiperdens di regio frontal kiri yang khas untuk hematoma epidural (panah hitam). Bone window (B) menunjukkan fraktur di tulang regio frontal kiri (panah putih). 3 98

3 Gambar 5. Fraktur kranium depresi (A) pada tulang parietal kanan (tanda panah putih). Fraktur basis cranii (B) terdapat fraktur kominutif di tulang temporal kanan (tanda panah putih), cairan di mastoid air cells (lingkaran putih), dan udara di dalam otak (pneumocephalus) (tanda panah terputus). 3 Gambar 6. Hematoma subdural akut (A), subakut (B), dan kronis (C). A, Terdapat gambaran lesi hiperdens berbentuk bulan sabit (tanda panah putih) dengan herniasi otak yang ditunjukkan oleh dilatasi temporal horn kontralateral (tanda panah terputus). B, Hematoma menjadi isodens yang ditunjukkan oleh tidak tampaknya sulkus (tanda panah putih) dibandingkan sisi sebelahnya (tanda panah hitam). C, Gambaran hematoma menjadi hipodens (tanda panah putih) dan masih terdapat pergeseran fisura interhemisfer (tanda panah terputus) dan kompresi ventrikel lateral. 3 epidural terkait dengan fraktur kranium, terutama di tulang temporal. 3 Gambaran hematoma epidural berupa massa hiperdens, ekstraaksial, bikonveks, berbentuk seperti lensa, terletak paling sering di regio temporoparietal, tidak melewati garis sutura, namun dapat melewati tentorium (Gambar 4-A). 3 Hematoma subdural Hematoma ini lebih sering dibandingkan hematoma epidural dan biasanya tidak terkait dengan fraktur kranium. 3 Hematoma subdural biasanya disebabkan oleh kerusakan bridging veins yang menyebabkan perdarahan di ruang antara duramater dan araknoid. Hematoma subdural akut memberikan gambaran lesi hiperdens berbentuk bulan sabit (konkaf) yang dapat melewati sutura dan masuk ke dalam fisura interhemisfer namun tidak melewati garis tengah. 3 Jika hematoma ini menjadi subakut atau darah bercampur cairan LCS, gambarannya bisa menjadi lesi isodens (terlihat berupa pergeseran sulkus). 3 Sedangkan hematoma subdural kronis (setelah 3 minggu) memberi gambaran hipodens (Gambar 6). 3 Perdarahan intraserebral Trauma pada point of impact (disebut coup injuries) dan trauma pada sisi berlawanan dari point of impact (disebut contrecoup injuries) sering terjadi setelah trauma. 3 Coup injuries sering disebabkan oleh robekan pada pembuluh darah kecil intraserebral. 3 Contrecoup injuries terjadi akibat peristiwa aselerasi-deselerasi saat otak didorong ke arah berlawanan dan membentur bagian dalam tulang tengkorak. 3 Mekanisme ini dapat menyebabkan kontusio serebral. 3 Kontusio hemoragik merupakan perdarahan terkait edema yang biasa ditemukan di lobus frontal inferior dan lobus temporal anterior pada atau dekat permukaan otak (Gambar 7). 3 Pada pemeriksaan CT scan, perdarahan intraserebral dapat berubah seiring waktu dan dapat tidak terlihat pada CT scan awal. 3 Berikut gambaran perdarahan intraserebral pada CT scan: Kontusio hemoragik tampak sebagai lesi hiperdens multipel, kecil dengan batas tegas di parenkim otak (Gambar 7-A). 3 Dapat dikelilingi oleh lingkaran hipodens dari edema. (Gambar 7-B). 3 Dapat terdapat perdarahan intraventrikel (Gambar 8). 3 Efek massa merupakan hal yang sering terjadi dan menimbulkan penekanan pada ventrikel, pergeseran ventrikel ke-3 dan septum pellucidum, sehingga menyebabkan kerusakan pembuluh darah dan otak yang berat. Pergeseran ini Gambar 7. Kontusio serebral. A, Kontusio serebral memberikan gambaran lesi hiperdens multipel di dalam parenkim otak (tanda panah putih). B, Kontusio (tanda panah hitam) biasanya dikelilingi oleh lingkaran hipodens yang berasal dari edema (tanda panah hitam putus-putus), dan terdapat efek massa yang ditunjukkan oleh hilangnya sisterna basalis ipsilateral (tanda panah putih putus-putus), pergeseran garis tengah (tanda panah putih) yang menggambarkan herniasi subfalcine, dan dilatasi dari temporal horn kontralateral (lingkaran putih). Terdapat hematoma luas pada scalp (tanda panah kuning). 3 Gambar 8. Perdarahan intraventrikel (tanda panah putih) Wilayah

4 disebut sebagai herniasi (Gambar 9). 3 Diffuse axonal injury (DAI) Gambaran DAI pada CT scan berupa perdarahan kecil (5-15 mm) di substansia alba, perbatasan substansia alba dan nigra di lobus frontal dan temporal, kadang di corpus callosum dan batang otak, sistem ventrikel dan sekitar mesensefalon. Namun demikian, DAI sering tidak terdeteksi pada pemeriksaan CT scan, sehingga pemeriksaan MRI tetap memegang peran besar dalam mendeteksi DAI. 7 Magnetic Resonance Imaging (MRI) MRI merupakan pilihan utama untuk mendeteksi kelainan intrakranial karena lebih sensitif dibandingkan CT scan. 3 Dalam trauma kepala, MRI berperan besar untuk mendeteksi adanya diffuse axonal injury (DAI). 3 DAI merupakan kerusakan akson menyeluruh yang menyebabkan kehilangan kesadaran mendadak dan koma selama lebih dari 6 jam. 5 Penyebab DAI biasanya terkait dengan akselerasi dan deselerasi cepat dari otak. Kerusakan akson ini dapat terjadi segera pada saat trauma (primer) atau beberapa menit sampai jam setelah kejadian (sekunder). 6 Bagian-bagian otak yang lebih rentan terhadap DAI adalah substansia alba di parasagital lobus frontal, lobus parietal (termasuk deep white matter), corpus callosum anterior dan posterior, ganglia basalis (termasuk kapsula interna), serebelum (termasuk middle cerebellar peduncle), dan pons (termasuk dorsolateral rostral brainstem). 6 Gambaran DAI pada MRI adalah sebagai berikut: Perdarahan petekie kecil tampak hiperintens pada gambaran T1-weighted images. 3 Gambaran yang paling sering ditemukan adalah area hiperintens multipel pada T2-weighted images di cervicomedullary junction pada lobus temporal dan parietal atau di corpus callosum (Gambar 10). 3 Gambar 9. Herniasi otak. A, Herniasi subfalcine muncul ketika otak supratentorial bersama dengan ventrikel lateral dan septum pellucidum, mengalami herniasi di bawah falks (tanda panah putih) dan bergeser melewati garis tengah ke arah berlawanan (tanda panah putus-putus). B, Herniasi transtentorial biasa terjadi saat hemisfer serebri bergeser ke bawah melalui insisura di bawah tentorium, menekan temporal horn ipsilateral dan menyebabkan dilatasi temporal horn kontralateral (tanda panah putih). Kedua gambar menunjukkan infark serebral luas dengan edema sitotoksik. 3 Gambar 10. Diffuse axonal injury pada MRI. Gambar ini didapatkan dengan menggunakan pulse sequence yang sama dengan T2, namun dengan menurunkan sinyal hiperintens dari cairan serebrospinal, sehingga meningkatkan penyengatan dari area edema. A dan B. Potongan axial mendemonstrasikan lesi multipel hiperintens di gray-white matter junction (tanda panah putih) dan di dalam bagian splenium dari corpus callosum (tanda panah hitam). 3 Sekuen lain pada MRI yang dapat membantu diagnosis cedera kepala adalah fluid attenuated inversion recovery (FLAIR). FLAIR merupakan pulse sequence yang meniadakan sinyal dari cairan serebrospinal sehingga gambaran hiperintens berkaitan dengan edema. 10 T2 weighted-mri khususnya FLAIRMRI Gambar 11. Gambaran MRI pada cedera kepala akut dan kronis

5 lebih sensitif untuk mendeteksi lesi traumatik dibandingkan CT scan. 8 Gradient-recalled echo (GRE) T2-weighted imaging dan susceptibility weighted imaging (SWI) sering digunakan untuk mengidentifikasi perdarahan yang tampak hipointens pada modalitas ini. Penggunaan tiga sekuen sering digunakan untuk men-diagnosis cedera kepala karena kemampuannya untuk menemukan kelainan tersembunyi; kombinasi T1, T2, FLAIR, dan SWI telah diketahui dapat membuat segmentasi dan model tiga dimensi pada edema dan perdarahan pada substansia alba dan nigra. Contoh gambaran MRI akut dan kronis pada cedera kepala ditunjukkan pada Gambar Gambaran SWI dapat dilihat pada Gambar Diffusion MRI juga memegang peranan besar dalam diagnosis cedera kepala karena kemampuannya untuk mendeteksi efek trauma pada struktur substansia alba. 10 Diffusion MRI lebih sensitif mendeteksi peningkatan kandungan air dibandingkan MRI konvensional. 7 Meskipun demikian, diffusion MRI tidak dapat menggantikan MRI konvensional dalam mendeteksi perdarahan minimal. 7 Diffusion Weighted Imaging (DWI) dapat mendeteksi trauma akson saat pulse sequence lain gagal. 7 DWI telah terbukti dapat mengindentifikasi shearing injury yang tidak terlihat pada T2/FLAIR, sehingga sangat berguna dalam evaluasi cedera kepala tertutup. 8 Gangguan pada jalur akson substansia alba dapat dideteksi secara dini melalui pemeriksaan Diffusion Tensor Imaging (DTI). 7 DTI memeriksa integritas jalur substansia alba dengan mengukur derajat dan arah difusi air. 8 DTI telah menjadi biomarker potensial untuk mendeteksi kelainan pada pasien cedera kepala ringan yang dengan pemeriksaan neuroimaging lain dinyatakan normal. Skala yang paling sering dipakai dalam DTI adalah fractional anisotropy (FA) yang mengukur orientasi dan integritas substansia alba. 9 Penurunan FA mengindikasikan degradasi dan diskontinuitas akson dengan bertambahnya kandungan air di antara jalur akson atau dalam ruang perivaskular khusunya pada corpus callosum. 9 Gambaran DTI dapat dilihat pada gambar Gambar 12. Potongan sagital (kiri) dan aksial (kanan) dari SWI pada otak normal. Area titik hitam menunjukkan pembuluh darah otak yang menyengat karena menggunakan SWI. 11 Gambar 13. Diffusion Tensor Images (DTI). Kiri: Map fractional anisotropy (FA). Area berwarna putih adalah area dengan anisotropy tinggi. Kanan: map orientasi warna. Difusi di arah kanan-kiri ditampilkan dengan warna merah, difusi di arah superior-inferior ditampilkan dengan warna biru, dan difusi di arah anterior-posterior ditampilkan dengan warna hijau. 11 Diffusion spectrum imaging (DSI) merupakan teknik terbaru yang membuat pemetaan arsitektur jaras saraf yang komplek menggunakan teknologi spektrum tiga dimensi. 10 Teknik ini sangat efektif bila dikombinasikan dengan CT/MRI untuk mengetahui efek cedera kepala terhadap struktur spesifik substansia alba dan mengindetifikasi abnormalitas yang tidak terdeteksi oleh modalitas lain. 10 Pada pasien cedera kepala anak, kombinasi T2, FLAIR, dan SWI memberikan hasil yang lebih akurat terhadap tingkat keparahan kerusakan substansia alba dan deteksi dampak lesi dibandingkan CT scan. 10 RINGKASAN Neuroimaging memegang peranan yang sangat besar dalam diagnosis cedera kepala. Jenis pemeriksaan berupa foto rontgen kranium, CT scan, dan MRI. Peranan foto rontgen dalam diagnosis cedera kepala sangat terbatas, yaitu hanya dapat digunakan untuk melihat adanya fraktur pada tulang tengkorak. CT scan merupakan pilihan pertama di unit gawat darurat. CT scan tanpa kontras sangat berguna untuk melihat perdarahan dan efek massa intrakranial. Kelainan yang dapat dilihat pada CT scan berupa fraktur kranium, hematoma epidural, subdural, dan perdarahan intraserebral. MRI lebih sensitif dibandingkan CT scan untuk menilai kelainan intrakranial khususnya mendeteksi diffuse axonal injury (DAI). Sekuen MRI yang sangat bermanfaat dalam mendiagnosis cedera kepala meliputi FLAIR, GER, SWI, dan diffusion MRI. 101

6 DAFTAr Pustaka: 1. Bob R, Andrew IR, David KM. Changing patterns in the epidemiology of traumatic brain injury. E-Jnl Nature Reviews Neurology [Internet] [cited 2016 June 14]; 9: Available from: 2. American College of Surgeons Commite On Trauma. ATLS. 9 th ed. Chicago; 2012(6).p William H. Learning radiology recognizing the basic. 3 rd ed. 2016;27: Fred AM. Essentials of radiology. 2 nd ed. Philadelphia: Saunders; Pawan M. Diffuse axonal injury: Pathological and clinical aspects. E-Jnl Forensic Research & Criminology International Journal [Internet] [cited 2016 June 23]; 1(4): Available from: 6. Tibor H, Safa AS. The significance of diffuse axonal injury: How to diagnose it and what does it tell us? E-Jnl Advances in Clinical Neuroscience & Rehabilitation [Internet] [cited 2016 June 23];8(2):16-8. Available from: 7. Sanjith S. Traumatic axonal injury in mild to moderate head injury an illustrated review. E-Jnl The Indian Journal of Neurotrauma [Internet] [cited 2016 June 23]; 8(2):71-5. Available from: 8. Cecilia VM, Robin AH, Maryse L, Liying Z, Katherine HT. Mild traumatic brain injury: Neuroimaging of sports-related concussion. E-Jnl Neuropsychiatry Clin Neurosci [Internet] [cited 2016 June 14];17(3): Available from: 9. Yuta A, Ryota I, Masataka G, Naoki Y, Hiroshi S. Diffusion tensor imaging studies of mild traumatic brain injury: A meta-analysis. E-Jnl J Neurol Neurosurg Psychiatry [Internet] [cited 2016 June 14]; 83(9): Available from: Andrei I, Bo Wa, Stephen RA, Marcel W, Danielle FP, Guido G, et al. Neuroimaging of structural pathology and connectomics in traumatic brain injury: Toward personalized outcome prediction. E-Jnl NeuroImage: Clinical [Internet] [cited 2016 June 14]; 1:1-17. Available from: article/pii/s ?np=y. 11. Shenton ME, Hamoda HM, Schneiderman JS, Bouix S, Pasternak O, Rathi Y, et al. A review of magnetic resonance imaging and diffusion tensor imaging findings in mild traumatic brain injury. E-Jnl Brain Imaging Behav [Internet] [cited 2016 February 7];6(2): Available from: watch?v=que597xbmk0. 102