Menyelami Otak Tanpa Bedah: Panduan Keterampilan Klinis USG Transcranial Doppler (TCD) untuk Dokter Umum

Pendahuluan: USG TCD - Jendela Non-Invasif ke Pembuluh Darah Otak

Ultrasonografi Transcranial Doppler, atau yang lebih dikenal sebagai USG TCD, merupakan sebuah teknik pemeriksaan non-invasif yang memanfaatkan gelombang ultrasonik berfrekuensi rendah (umumnya <2 MHz) untuk mengevaluasi aliran darah di dalam arteri-arteri utama di dasar otak secara real-time. 

Prinsip dasar yang digunakan adalah efek Doppler, di mana alat TCD memancarkan gelombang suara yang akan dipantulkan kembali oleh sel darah merah (eritrosit) yang bergerak di dalam pembuluh darah. Perubahan frekuensi antara gelombang yang dipancarkan dan yang dipantulkan kembali, dikenal sebagai "Doppler shift frequency", berbanding lurus dengan kecepatan aliran sel darah merah tersebut. 

Dengan demikian, USG TCD memungkinkan kita mengukur kecepatan aliran darah serebral (Cerebral Blood Flow Velocity - CBFV) dan menganalisis hemodinamika serebrovaskular. Informasi fisiologis dinamis yang didapatkan dari USG TCD ini bersifat komplementer terhadap data struktural yang diperoleh dari modalitas pencitraan lain seperti CT atau MRI Angiografi.

Bagi dokter umum, pemahaman mengenai USG TCD menjadi semakin relevan. Keunggulan utamanya terletak pada sifatnya yang non-invasif, relatif murah, portabel sehingga dapat dilakukan di samping tempat tidur pasien (bedside), dapat diulang sesuai kebutuhan, dan bebas radiasi pengion. 

Hal ini menjadikan USG TCD alat yang potensial untuk skrining awal atau penilaian pada kondisi-kondisi tertentu di layanan primer, membantu dalam pengambilan keputusan klinis, termasuk kapan perlu merujuk pasien. Pemeriksaan ini ibarat "stetoskop untuk otak", memberikan informasi fungsional mengenai bagaimana darah mengalir, bukan hanya gambaran anatomis pembuluh darah.

Namun, penting untuk menyadari keterbatasan signifikan dari USG TCD. Keberhasilan dan akurasi pemeriksaan ini sangat bergantung pada keahlian dan pengalaman operator (operator dependent). 

Membutuhkan kurva belajar yang panjang untuk menguasai pemahaman anatomi serebrovaskular tiga dimensi yang diperlukan. Selain itu, sekitar 10-20% pasien mungkin memiliki "jendela akustik" (area tulang tengkorak yang relatif tipis) yang tidak memadai, terutama jendela temporal, sehingga menyulitkan atau bahkan menghalangi gelombang ultrasonik untuk menembus dan mendapatkan sinyal yang baik. 

Keterbatasan ini menggarisbawahi bahwa meskipun USG TCD adalah alat yang mudah diakses dan berpotensi besar, aplikasinya tidak universal dan memerlukan pelatihan khusus serta pemahaman akan potensi kegagalannya.

Menguasai Teknik Dasar USG Transcranial Doppler

Pelaksanaan USG TCD membutuhkan pemahaman mengenai konsep "jendela akustik" – area spesifik pada tulang tengkorak yang cukup tipis untuk memungkinkan penetrasi gelombang ultrasonik berfrekuensi rendah. Terdapat empat jendela akustik utama yang digunakan :

1. Jendela Temporal: Terletak di area pelipis, di atas arkus zigomatikus. Ini adalah jendela yang paling sering digunakan dan memungkinkan visualisasi Arteri Serebri Media (Middle Cerebral Artery - MCA), Arteri Serebri Anterior (Anterior Cerebral Artery - ACA), Arteri Serebri Posterior (Posterior Cerebral Artery - PCA), dan segmen terminal Arteri Karotis Interna (Internal Carotid Artery - ICA).

2. Jendela Orbital: Dilakukan melalui kelopak mata yang tertutup. Jendela ini digunakan untuk menilai Arteri Oftalmika (Ophthalmic Artery - OA) dan sifon ICA.

3. Jendela Suboksipital (Foraminal): Terletak di bawah tulang oksipital di bagian belakang leher, biasanya memerlukan posisi leher sedikit fleksi. Jendela ini digunakan untuk menginsonasi Arteri Vertebralis (Vertebral Artery - VA) terminal dan Arteri Basilaris (Basilar Artery - BA).

4. Jendela Submandibular: Terletak di bawah mandibula, juga seringkali dengan leher fleksi. Jendela ini penting untuk mendeteksi segmen distal ICA ekstrakranial, yang kecepatannya diperlukan untuk menghitung Rasio Lindegaard (dibahas nanti).

Gambar 1. (A) Ultrasonic probe. (B) transorbital, (C) suboksipital, (D) transtemporal

Fokus utama pemeriksaan TCD adalah mengevaluasi arteri-arteri besar yang membentuk Sirkulus Willisi. Arteri target utama meliputi MCA, ACA, PCA, ICA (terminal dan sifon), VA, BA, dan OA. Identifikasi arteri didasarkan pada kombinasi jendela yang digunakan, kedalaman insonasi, arah aliran darah (mendekati atau menjauhi probe), dan karakteristik bentuk gelombang spektral Doppler. 

Sebagai contoh, melalui jendela temporal, MCA biasanya ditemukan pada kedalaman 30-60 mm dengan aliran menuju probe, sedangkan ACA pada kedalaman 60-75 mm dengan aliran menjauhi probe.

Protokol pemeriksaan standar melibatkan penempatan transduser pada jendela akustik yang sesuai, mengoptimalkan sinyal Doppler, dan kemudian secara sistematis mengidentifikasi segmen arteri target. Idealnya, pemeriksaan TCD yang lengkap harus mencakup penilaian melalui keempat jendela akustik untuk mendapatkan gambaran hemodinamik serebral yang komprehensif. 

Tujuan utamanya adalah untuk mendapatkan bentuk gelombang spektral (spectral waveform) yang optimal dari setiap segmen arteri yang diperiksa. Sudut insonasi, yaitu sudut antara berkas ultrasonik dan arah aliran darah, juga penting; idealnya mendekati 0 derajat untuk pengukuran kecepatan yang paling akurat.

Keberhasilan teknik ini sangat bergantung pada pemahaman mendalam operator mengenai anatomi serebrovaskular tiga dimensi. Operator harus mampu memetakan temuan ultrasonik (kedalaman, arah aliran) ke struktur vaskular yang sebenarnya di dalam kepala pasien. Kompleksitas inilah yang mendasari sifat operator-dependent dari TCD dan menekankan pentingnya pelatihan yang terstruktur dan pengalaman klinis.

Gambar 2. Pengukuran Cerebral Blood Flow Velocity (CBFV) pada MCA dengan TCD

Membaca Gelombang USG TCD: Interpretasi Praktis

Gelombang Doppler spektral yang dihasilkan oleh TCD memberikan informasi berharga tentang hemodinamika serebral. Bentuk gelombang normal biasanya menunjukkan puncak sistolik yang tajam (sharp systolic upstroke) diikuti penurunan diastolik yang bertahap (gradual diastolic downslope), dengan aliran darah positif sepanjang siklus jantung, mencerminkan pola resistensi rendah yang khas pada arteri intrakranial.

Analisis spektral menghasilkan beberapa parameter kuantitatif kunci :

• Kecepatan Puncak Sistolik (Peak Systolic Velocity - PSV): Kecepatan aliran darah tertinggi selama fase sistolik.

• Kecepatan Akhir Diastolik (End-Diastolic Velocity - EDV): Kecepatan aliran darah pada akhir fase diastolik. Nilai EDV yang rendah (misalnya, <20 cm/s atau <20-50% dari PSV) dapat mengindikasikan peningkatan resistensi vaskular distal.

• Kecepatan Aliran Rata-rata (Mean Flow Velocity - MFV): Kecepatan rata-rata selama satu siklus jantung. MFV adalah parameter penting untuk mendeteksi stenosis atau vasospasme (MFV tinggi) atau kondisi aliran rendah (MFV rendah). Normalnya, MCA memiliki MFV tertinggi di antara arteri intrakranial utama.

• Indeks Pulsatilitas (Pulsatility Index - PI): Dihitung dengan rumus PI=(PSV−EDV)/MFV. PI mencerminkan resistensi atau pulsatilitas aliran di bagian distal dari titik pengukuran. Nilai normal umumnya <1.2 atau <1.4 (terdapat sedikit variasi antar sumber). PI yang meningkat (>1.2 atau >1.4) menunjukkan peningkatan resistensi distal, yang bisa disebabkan oleh peningkatan tekanan intrakranial (TIK), penyakit mikrovaskular, atau stenosis proksimal yang berat. Keunggulan PI adalah nilainya tidak bergantung pada sudut insonasi.

• Indeks Resistensi (Resistance Index - RI): Dihitung dengan rumus RI=(PSV−EDV)/PSV. Ini adalah ukuran lain dari resistensi distal. Nilai normal <0.75.

Penyimpangan dari pola dan nilai normal ini dapat menunjukkan adanya patologi:

• MFV Tinggi: Mengarah pada kecurigaan stenosis (penyempitan) atau vasospasme (penyempitan arteri akibat kontraksi). Interpretasi lebih lanjut memerlukan konteks klinis dan parameter lain seperti Rasio Lindegaard.

• MFV Rendah: Dapat disebabkan oleh stenosis atau oklusi di proksimal, aliran darah serebral (CBF) yang rendah secara umum, TIK tinggi, atau bahkan kematian batang otak.

• PI Tinggi / EDV Rendah: Merupakan indikator kuat adanya peningkatan resistensi distal, sering dikaitkan dengan peningkatan TIK.

• Pola Kematian Batang Otak: Terdapat pola TCD spesifik yang dapat mendukung diagnosis kematian batang otak, seperti aliran reverberasi (reverberating flow), paku sistolik (systolic spikes), atau tidak adanya aliran intrakranial sama sekali.

Salah satu parameter penting dalam interpretasi TCD, terutama pada kasus perdarahan subaraknoid (SAH), adalah Rasio Lindegaard (LR). LR dihitung dengan membagi MFV pada MCA dengan MFV pada ICA ekstrakranial ipsilateral (diukur melalui jendela submandibular). 

Rasio ini sangat krusial untuk membedakan antara peningkatan MFV akibat vasospasme sejati dengan peningkatan MFV akibat hiperemia (peningkatan aliran darah global). Nilai ambang batas yang umum digunakan adalah: LR <3 dianggap normal; LR 3.0-4.5 menunjukkan vasospasme ringan; LR 4.5-6 menunjukkan vasospasme sedang; dan LR >6 menunjukkan vasospasme berat.

Perlu diingat bahwa nilai normal kecepatan aliran darah dapat bervariasi tergantung usia pasien (cenderung lebih tinggi pada anak-anak dan menurun seiring bertambahnya usia) dan faktor fisiologis lainnya.

Untuk membantu interpretasi, berikut adalah tabel ringkasan nilai referensi TCD pada orang dewasa (perhatikan bahwa nilai ini adalah rata-rata dan dapat bervariasi):

Tabel 1: Parameter Normal Rata-Rata USG TCD pada Dewasa

Sumber: Disintesis dari. Nilai MFV adalah perkiraan rata-rata ± SD. Arah aliran dan kedalaman dapat bervariasi.

Parameter PI memberikan jendela unik ke dalam kondisi resistensi vaskular distal dari titik pengukuran. Karena nilainya tidak bergantung pada sudut insonasi, PI menjadi indikator yang kuat untuk kondisi seperti peningkatan TIK atau masalah mikrovaskular, memberikan informasi di luar kecepatan arteri besar saja.

Namun, sangat penting untuk diingat bahwa interpretasi TCD tidak boleh hanya berdasarkan satu parameter abnormal. Konteks klinis adalah raja. Interpretasi yang akurat memerlukan integrasi beberapa parameter (misalnya, MFV dan LR untuk vasospasme), mempertimbangkan kondisi klinis pasien (misalnya, riwayat SAH, penyakit sel sabit), dan seringkali membandingkan dengan hasil sebelumnya atau sisi kontralateral. 

Dokter umum harus berhati-hati dalam menafsirkan temuan TCD yang terisolasi dan memahami bahwa laporan TCD yang komprehensif mengintegrasikan berbagai data dalam konteks klinis spesifik pasien.

Aplikasi Klinis USG TCD yang Relevan untuk Praktik Umum

Meskipun beberapa aplikasi TCD lebih dominan di lingkungan perawatan intensif atau subspesialistik, terdapat beberapa indikasi klinis yang mapan dan relevan bagi dokter umum, terutama dalam hal skrining, deteksi dini, atau justifikasi rujukan.

1. Skrining Risiko Stroke pada Penyakit Sel Sabit (Sickle Cell Disease - SCD): USG TCD memiliki peran yang sangat mapan dalam skrining tahunan anak-anak (dimulai usia 2 tahun) dengan SCD, khususnya tipe HbSS, untuk menilai risiko stroke. Berdasarkan studi STOP (Stroke Prevention Trial in Sickle Cell Anemia), pengukuran MFV pada MCA dan/atau ICA distal digunakan untuk stratifikasi risiko. MFV <170 cm/s dianggap normal, 170-199 cm/s dianggap conditional (memerlukan pemantauan lebih ketat), dan MFV >/=200 cm/s dianggap abnormal, menunjukkan risiko stroke yang tinggi. Temuan abnormal ini menjadi indikasi kuat untuk memulai terapi transfusi darah reguler guna menurunkan risiko stroke. Perlu dicatat bahwa mungkin terdapat perbedaan nilai ambang batas antara penggunaan TCD non-imaging (teknik "buta" yang lebih bergantung pengalaman) dan TCD imaging (yang memberikan visualisasi anatomis).

2. Deteksi Shunt Kanan-ke-Kiri (Right-to-Left Shunt - RLS) pada Stroke Kriptogenik: Pada pasien, terutama usia muda, yang mengalami stroke tanpa penyebab yang jelas (stroke kriptogenik), Patent Foramen Ovale (PFO) menjadi salah satu etiologi potensial melalui mekanisme emboli paradoksal. USG TCD dengan kontras saline teragitasi (agitated saline contrast atau bubble study) adalah metode yang sensitif, non-invasif, dan dapat dilakukan di samping tempat tidur untuk mendeteksi adanya RLS. Pemeriksaan ini melibatkan penyuntikan saline yang telah dikocok (mengandung mikrobubble udara) ke vena perifer sambil memonitor arteri serebri media (MCA) dengan TCD. Munculnya sinyal mikroemboli (microembolic signals - MES) pada spektrum Doppler MCA dalam beberapa detik setelah injeksi menandakan adanya shunt yang memungkinkan mikrobubble melewati sirkulasi paru dan masuk ke sirkulasi arteri sistemik. TCD memiliki potensi sebagai alat skrining awal yang efektif sebelum mempertimbangkan pemeriksaan yang lebih invasif seperti Ekokardiografi Transesofageal (TEE).

3. Pemantauan Vasospasme pasca Perdarahan Subaraknoid (SAH): Meskipun manajemen SAH akut umumnya dilakukan di unit perawatan intensif neurologi/bedah saraf, dokter umum perlu mengetahui peran vital TCD dalam pemantauan harian untuk deteksi dini vasospasme serebral. Vasospasme adalah komplikasi serius yang dapat menyebabkan iskemia serebral tertunda. Peningkatan progresif MFV pada arteri intrakranial (terutama MCA) yang disertai peningkatan Rasio Lindegaard (LR >3) merupakan tanda khas berkembangnya vasospasme, yang memungkinkan intervensi terapeutik lebih dini.

4. Deteksi Stenosis/Oklusi Arteri Intrakranial: USG TCD dapat digunakan sebagai alat non-invasif untuk mendeteksi adanya penyempitan (stenosis) atau sumbatan (oklusi) yang signifikan pada arteri-arteri besar intrakranial seperti MCA, ACA, PCA, atau sifon ICA. Beberapa studi menunjukkan TCD memiliki sensitivitas dan spesifisitas yang baik, terutama untuk lesi di MCA, dibandingkan dengan standar referensi seperti CT Angiografi (CTA) atau MR Angiografi (MRA). Ini menjadikannya pilihan pemeriksaan awal yang cepat dan tanpa radiasi pada pasien stroke akut atau suspek penyakit serebrovaskular.

5. Aplikasi Potensial Lainnya: Dokter umum mungkin juga akan menjumpai laporan TCD atau mempertimbangkan rujukan untuk indikasi lain, seperti penilaian cadangan vasomotor serebral atau reaktivitas CO2 (untuk menilai kesehatan pembuluh darah kecil) , evaluasi pada kecurigaan peningkatan TIK (berdasarkan pola PI tinggi dan EDV rendah) , atau sebagai salah satu tes konfirmasi dalam diagnosis kematian batang otak.

Penting untuk melihat peran TCD tidak hanya sebagai alat diagnostik satu kali, tetapi juga sebagai instrumen untuk stratifikasi risiko dan pemantauan serial. Pada SCD, TCD membantu mengidentifikasi pasien berisiko tinggi yang memerlukan intervensi preventif. Pada deteksi PFO, TCD membantu mengidentifikasi pasien yang mungkin mendapat manfaat dari penutupan PFO. Pada SAH, pemantauan TCD serial melacak perkembangan vasospasme dari waktu ke waktu. Kemampuan pemantauan dinamis ini memberikan nilai tambah yang signifikan dalam manajemen pasien dengan kondisi serebrovaskular.

Kesimpulan: Peran USG TCD dalam Meningkatkan Pelayanan Klinis

USG Transcranial Doppler (TCD) telah membuktikan dirinya sebagai modalitas yang berharga dalam bidang neurologi dan perawatan kritis. Kemampuannya untuk menyediakan penilaian hemodinamika serebral secara non-invasif, real-time, relatif murah, dan dapat dilakukan di samping tempat tidur pasien merupakan keunggulan signifikan.

Namun, potensi penuh USG TCD hanya dapat dicapai dengan mengatasi tantangan utamanya, yaitu ketergantungan pada keahlian operator. Pelatihan yang terstruktur, kepatuhan terhadap protokol pemeriksaan standar, dan implementasi sistem jaminan kualitas (quality assurance) sangat penting untuk memastikan hasil yang andal dan reprodusibel. Pedoman praktik (practice standards) telah dikembangkan untuk membantu standardisasi ini.

Bagi dokter umum, USG TCD bukan hanya alat diagnostik untuk spesialis. Memahami prinsip dasar, teknik, interpretasi, dan indikasi klinis TCD akan memberdayakan dokter umum untuk membuat keputusan rujukan yang lebih tepat, memahami laporan TCD dengan lebih baik, dan pada akhirnya berkontribusi pada peningkatan kualitas pelayanan pasien dengan gangguan serebrovaskular. 

Perannya dalam skrining kondisi seperti risiko stroke pada SCD atau deteksi RLS pada stroke kriptogenik menyoroti relevansinya yang semakin meningkat dalam lingkup pelayanan kesehatan primer.

Referensi :

1. Transcranial Doppler Ultrasonography as a Diagnostic Tool for ..., diakses April 26, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9101315/

2. Transcranial Doppler Ultrasound: A Review of the Physical ..., diakses April 26, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3876587/

3. Doppler Trans-Cranial Assessment, Protocols, and Interpretation ..., diakses April 26, 2025, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK570636/

4. Transcranial Doppler Ultrasound: Physical Principles and Principal Applications in Neurocritical Care Unit - PMC, diakses April 26, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5224659/

5. (PDF) Transcranial Doppler Ultrasonography as a Diagnostic Tool for Cerebrovascular Disorders - ResearchGate, diakses April 26, 2025, https://www.researchgate.net/publication/360277268_Transcranial_Doppler_Ultrasonography_as_a_Diagnostic_Tool_for_Cerebrovascular_Disorders

6. Transcranial Doppler Ultrasound: Technique and Application - PMC, diakses April 26, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3902805/

7. Transcranial Doppler sonography for detecting stenosis or occlusion of intracranial arteries in people with acute ischaemic stroke - PubMed, diakses April 26, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32072609/

8. Transcranial doppler: Technique and common findings (Part 1) - PMC, diakses April 26, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3724069/

9. Transcranial Doppler ultrasound: technique and application - PubMed, diakses April 26, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23361485/

10. An Educational Study Promoting the Delivery of Transcranial Doppler Ultrasound Screening in Paediatric Sickle Cell Disease: A European Multi-Centre Perspective - PubMed Central, diakses April 26, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7019609/

11. Practice standards for transcranial Doppler ultrasound: part I--test ..., diakses April 26, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17238867/

12. Competencies for Point-of-care Ultrasonography in ICU: An ISCCM Expert Panel Practice Recommendation - PMC - PubMed Central, diakses April 26, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9989871/

13. Curriculum Innovations: Near-Peer Learning in Neurology Residency Training on Cerebrovascular Disease in a Teaching Hospital in China - PMC, diakses April 26, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11499057/

14. How I use Transcranial Doppler - PMC, diakses April 26, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6929281/

15. Clinical experience with transcranial Doppler ultrasonography as a confirmatory test for brain death: a retrospective analysis - PubMed, diakses April 26, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20694525/

16. Recommendations for the use of transcranial Doppler ultrasonography to determine the existence of cerebral circulatory arrest as diagnostic support for brain death - PubMed, diakses April 26, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20157994/

17. Revising the Interpretation of Transcranial Doppler Ultrasound Examinations in Pediatric Cerebral Malaria - PMC - PubMed Central, diakses April 26, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11448540/

18. Practice standards for transcranial Doppler (TCD) ultrasound. Part II ..., diakses April 26, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20977531/

19. Transcranial Doppler as a Primary Screening Tool for Detecting Right-to-Left Shunt in Cryptogenic Stroke Patients? - PubMed, diakses April 26, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39551961/

20. Applications of transcranial Doppler in the ICU: a review - PubMed, diakses April 26, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16791661/

21. The role of transcranial Doppler ultrasonography in the diagnosis and management of vasospasm after aneurysmal subarachnoid hemorrhage - PubMed, diakses April 26, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20380971/

22. Cerebral autoregulation in stroke: a review of transcranial Doppler studies - PubMed, diakses April 26, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20930158/

23. Transcranial Doppler in Autonomic Testing: Standards and clinical applications - PMC, diakses April 26, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5891134/

24. American Society of Neurophysiologic Monitoring and American Society of Neuroimaging joint guidelines for transcranial doppler ultrasonic monitoring - PubMed, diakses April 26, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20331498/

25. Lacunar Stroke - StatPearls - NCBI Bookshelf, diakses April 26, 2025, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK563216/

26. Power M-mode transcranial Doppler examination of the ophthalmic artery in pregnancy: standard operating procedure and review of the literature - PubMed, diakses April 26, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23980230/