Use of Ultrasound-Measured Optic Nerve Sheath Diameter in the Emergency Department to Differentiate Hypertensive Emergency and Urgency

Abstract

Objectives: Hypertensive patients may present with varying degrees of clinical severity and target organ damage (TOD). Bedside ultrasound measurement of optic nerve sheath diameter (ONSD) is a rapid and non-invasive bedside imaging method increasingly used in emergency settings. The primary aim of this study was to evaluate the association between baseline ONSD and clinical severity in hypertensive patients presenting to the emergency department (ED). Methods: This prospective, single-center, observational study included adult patients presenting to the ED with hypertension and suspected acute TOD, consistent with hypertensive emergency (HE). Demographic and clinical data, blood pressure measurements, and pre- and post-treatment ONSD values were recorded. The associations between ONSD, TOD, treatment response, and hospitalization were analyzed, and the discriminative ability of ONSD for clinical outcomes was assessed using receiver operating characteristic (ROC) analysis. Results: A total of 113 hypertensive patients were included in the study. ONSD values were significantly higher in patients with TOD compared to those without (4.88±0.76 mm vs. 4.45±0.46 mm, p=0.007). A significant decrease in ONSD values was observed after antihypertensive treatment (p<0.001). ROC analysis revealed that the ONSD threshold value associated with HE was 4.62 mm (sensitivity: 69%, specificity: 69%), and for predicting hospitalization it was 4.57 mm (sensitivity: 65%, specificity: 60%). A moderate positive correlation was found between ONSD and age, systolic and diastolic blood pressure, and TOD. Conclusion: Bedside ultrasound measurement of ONSD may serve as an adjunctive, non-invasive parameter associated with clinical severity and hospitalization requirement in hypertensive patients presenting to the ED.

Keywords

• Hypertensive Crisis
• Hypertension
• Optic Nerve Sheath Diameter
• Ultrasonography; Emergency Department
• Target Organ Damage

Acil Serviste Hipertansif Acil ve İvedi Ayrımında Ultrason ile Ölçülen Optik Sinir Kılıf Çapı Kullanımı

Abstract

Amaç: Hipertansif hastalar, farklı klinik şiddet dereceleri ve hedef organ hasarı (HOH) ile başvurabilmektedir. Yatak başı ultrason ile optik sinir kılıf çapı (OSKÇ) ölçümü, acil servis ortamlarında giderek daha yaygın olarak kullanılan hızlı ve non-invaziv bir yatak başı görüntüleme yöntemidir. Bu çalışmanın temel amacı, acil servise (AS) başvuran hipertansif hastalarda başlangıç OSKÇ değerleri ile klinik şiddet arasındaki ilişkiyi değerlendirmektir. Yöntemler: Bu prospektif, tek merkezli, gözlemsel çalışma; AS’ye yüksek kan basıncı ve hipertansif acil (HA) ile uyumlu şüpheli akut HOH ile başvuran yetişkin hastaları dahil etmiştir. Hastaların demografik ve klinik verileri, kan basıncı ölçümleri, tedavi öncesi ve sonrası OSKÇ değerleri kaydedilmiştir. OSKÇ ile HOH, tedavi yanıtı ve hastaneye yatış arasındaki ilişkiler analiz edilmiş; OSKÇ'nin klinik sonuçları öngörme yeteneği "Alıcı İşletim Karakteristiği" (ROC) analizi ile değerlendirilmiştir. Bulgular: Çalışmaya toplam 113 hipertansif hasta dahil edilmiştir. Hedef organ hasarı olan hastaların OSKÇ değerleri, olmayanlara göre anlamlı derecede yüksek bulunmuştur (4,88±0,76 mm ve 4,45±0,46 mm, p=0,007). Antihipertansif tedavi sonrası OSKÇ değerlerinde anlamlı bir azalma gözlenmiştir (p<0,001). ROC analizi sonucunda, hipertansif acil durum ile ilişkili OSKÇ eşik değeri 4,62 mm (duyarlılık: %69, özgüllük: %69); hastaneye yatışı öngören eşik değer ise 4,57 mm (duyarlılık: %65, özgüllük: %60) olarak saptanmıştır. OSKÇ ile yaş, sistolik ve diyastolik kan basıncı ve HOH arasında orta düzeyde pozitif bir korelasyon saptanmıştır. Sonuç: Yatak başı ultrason ile OSKÇ ölçümü, acil servise başvuran hipertansif hastalarda klinik şiddet ve hastaneye yatış gerekliliği ile ilişkili, yardımcı ve invaziv olmayan bir parametre olarak hizmet edebilir.

Keywords

• Hipertansif Kriz; Hipertansiyon
• Optik Sinir Kılıf Çapı
• Ultrasonografi; Acil Servis
• Hedef Organ Hasarı.

References

1. 1.World Health Organization. Hypertension. 2023[cited 2025 Sep 8]. Available from:https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/hypertension.
2. 2.Sözmen K, Ergör G, Ünal B. Hipertansiyon sıklığı,farkındalığı, tedavi alma ve kan basıncı kontrolünüetkileyen etmenler. Dicle Med J. 2015;42(2):199-207.doi: 10.5798/diclemedj.0921.2015.02.0558
3. 3.Miller J, McNaughton C, Joyce K, Binz S, Levy P.Hypertension management in emergencydepartments. Am J Hypertens. 2020;33(10):927–34.doi: 10.1093/ajh/hpaa068
4. 4.Öksüz F, Yayla C. SCORE Kardiyovasküler riskpuanlama sistemi ile non-dipper hipertansiyonarasındaki ilişki. Dicle Med J. 2018;45(4):379-86.doi: 10.5798/dicletip.497883
5. 5.Miller JB, Hrabec D, Krishnamoorthy V, Kinni H,Brook RD. Evaluation and management ofhypertensive emergency. BMJ. 2024;386:e077205.doi: 10.1136/bmj-2023-077205
6. 6.Alley WD, Schick MA. Hypertensive emergency.[Internet]. Treasure Island (FL): StatPearlsPublishing; 2023 Jul- [updated 2023 Jul 24; cited2025 Sep 8]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470371/
7. 7.da Costa MM, Sousa ALL, Correia MC, et al.Intracranial pressure waveform in patients withessential hypertension. Front Cardiovasc Med.2023;10:1288080. doi:10.3389/fcvm.2023.1288080
8. 8.Tavakoli S, Peitz G, Ares W, Hafeez S, Grandhi R.Complications of invasive intracranial pressuremonitoring devices in neurocritical care. NeurosurgFocus. 2017;43(5):E6. doi:10.3171/2017.8.FOCUS17450

9. 9.Danış F, Kudu E, Öztürk İnce E, Karaca MA, Erbil B.The value of optic nerve sheath measurement inpatients presenting to the emergency departmentwith hypertensive crisis. Medicine (Baltimore).2025;104(18):e42361. doi:10.1097/MD.0000000000042361
10. 10.Viarasilpa T. Managing intracranial pressurecrisis. Curr Neurol Neurosci Rep. 2025;25(1):12.doi: 10.1007/s11910-024-01392-5
11. 11.Rangel-Castilla L, Gopinath S, Robertson CS.Management of intracranial hypertension. NeurolClin. 2008;26(2):521-41. doi:10.1016/j.ncl.2008.02.003.
12. 12.Robba C, Pozzebon S, Moro B, et al. Multimodalnon-invasive assessment of intracranial hypertension: an observational study. Crit Care. 2020;24(1):379. doi: 10.1186/s13054-020-03105-z.
13. 13.Ohle R, McIsaac SM, Woo MY, Perry JJ.Sonography of the optic nerve sheath diameter fordetection of raised intracranial pressure comparedto computed tomography: A systematic review andmeta-analysis. J Ultrasound Med. 2015;34(7):1285-94.doi: 10.7863/ultra.34.7.1285
14. 14.Castilho VA, Mendonça JA, Maciel RC, et al.Ultrasound and CT agreement for non-invasiveONSD measurement: a systematic review and meta-analysis. Ultrasound Med Biol. 2025;51(10):1660-5. doi: 10.1016/j.ultrasmedbio.2025.06.004
15. 15.Hassen GW, Bruck I, Donahue J, et al. Accuracy ofoptic nerve sheath diameter measurement byemergency physicians using bedside ultrasound. JEmerg Med. 2015;48(4):450-7. doi:10.1016/j.jemermed.2014.09.054.
16. 16.Wang LJ, Yao Y, Feng LS, et al. Noninvasive andquantitative intracranial pressure estimation usingultrasonographic measurement of optic nervesheath diameter. Sci Rep. 2017;7:42063. doi:10.1038/srep42063
17. 17.Jiang HD, Shao HG, Pan L, Li H. Ultrasound-basedmeasurement of optic nerve sheath to evaluateincreased intracranial pressure on patients inemergency department. Front Neurol. 2025;16:1539213.doi: 10.3389/fneur.2025.1539213
18. 18.Robba C, Cardim D, Tajsic T, et al. Ultrasoundnon-invasive measurement of intracranial pressurein neurointensive care: A prospective observationalstudy. PLoS Med. 2017;14(7):e1002356. doi:10.1371/journal.pmed.1002356
19. 19.Koziarz A, Sne N, Kegel F, et al. Bedside opticnerve ultrasonography for diagnosing increasedintracranial pressure: A systematic review andmeta-analysis. Ann Intern Med. 2019;171(12):896-905.doi: 10.7326/M19-0812.
20. 20.Can Ö, Yalçınlı S, Akarca FK, Akay A, Özgiray E.Şant disfonksiyonu tanısında optik sinir kılıf çapıölçümünün tanısal etkinliğinin değerlendirilmesi.Dicle Med J. 2025;52(4):837-43. doi:10.5798/dicletip.1841135
21. 21.Kaur A, Gautam PL, Sharma S, Singh VP, SharmaS.Bedside ultrasonographic assessment of opticnerve sheath diameter as a means of detectingraised intracranial pressure in neuro-traumapatients: A cross-sectional study. Ann Indian AcadNeurol. 2021;24(1):63-8. doi:10.4103/aian.AIAN_51_20.