background image

 

 

 

Baghdad medical college 2015 - 2016 

Neuro-ophthalmology 

 

Optic nerve 

Applied anatomy: 

The optic nerve carries about 1.2 million afferent nerve fibers, which are represent 

the  axons  of  retinal  ganglion  cells.  Most  of  these  (90%)  synapse  in  the  lateral 
geniculate body "LGB" (carrying visual stimulation), and the rest (10%) reach other 
centers, notably the pre-tectal nuclei in the mid brain carrying light pupillary reflex. 
The  afferent  pathway  for  light  pupillary  reflex  is  the  optic  nerve  while  the  efferent 
pathway is the oculomotor nerve. 
The  optic  nerve  is  approximately  5  cm  long  from  globe  to  optic  chiasm,  where 
decussation occurs, the temporal fibers for each nerve pass to ipsilateral optic tract, 
while nasal fiber cross to contralateral optic tract (crossing fibers). 
Any injury to the axons of ganglion cells before LGB causes optic disc atrophy seen 
by  fundoscopy  (ipsilateral  if  pre-chiasmal  and  bilateral  if  post-chiasmal),  while  the 
injury  that  occurs  after  LGB  (optic  radiation  and  occipital  cortex),  will  not  cause 
optic disc atrophy. 
Visual  center  lies  mainly  on the  medial  surface  of the  occipital cortex  (Broadman's 
area no. 17). 
 

 

 

Dr. Najah 

Lecture: 21 


background image

 

Optic nerve can be subdivided into four segments: 

1- Intra-ocular segment (optic disc, nerve head): about 1mm depth & 1.5mm in 

diameter. 

2-  Intra-orbital  segment:  3.0  cm,  this  part  has  S  shape  allowing  the  eye  for 

movement  without  nerve  stretching  (i.e. the  distance  from the  apex of  orbit  to 
the posterior part of eyeball is less than 3.0 cm). 

3- Intra-canalicular segment: 1cm
4- Intra-cranial segment: 6-8 mm, joins the chiasm. 

* The optic nerve is surrounded by pia, arachnoid and duramater, so the CSF reaches 
up to the posterior sclera around the optic nerve. 
 

Axoplasmic transport: 

It  is  the  movement  of  cytoplasmic  organelles  within  a  neuron  between  the  cell 

body and the termina+l synapse of Ganglion cells. 

Retinal cotton-wool spots are the result of accumulation of cytoplasmic organelles 

due  to  interruption  of  axoplasmic  flow  between  the  retinal  ganglion  cells  and  their 
terminal synapses. 

Papilloedema  is  similarly  caused  by  hold-up  of  axoplasmic  flow  at  the  lamina 

cribrosa ( Small pores present at posterior sclera for exit of optic nerve fibers). 
 

 
Signs of optic nerve dysfunction: 

1- Decreased visual acuity. 
2- Diminish light pupillary reflex. 
3- Dyschromatopsia (impairment of color vision):  affected eye sees the colors less 

bright. 

4- Diminished light brightness sensitivity. 
5- Visual field defect: depends on the type of the pathology, e.g. central scotomas, 

centrocaecal scotomas and altitudinal. 

 
Special investigations: 

1- Manual kinetic Perimetry (Goldmann) for assessment of peripheral VF. 
2- Automated Perimetry for assessment of peripheral and central VF.  
3- MRI: detect tumors or degenerative diseases like multiple sclerosis. 
4-  Visual  Evoked  Potential  (VEP):  is  a  recording  of  the  electrical  activity  of  the 

visual  cortex  by  stimulation  of  the  retina  (diagnose  any  damage  from  ganglion 
cell to occipital cortex), while for diseases from receptors to ganglion cell we use 
ERG (Electro-Retinography). 

5-  Fluorescein  angiography:  to  differentiate  between  optic  nerve  diseases  and 

papilloedema, e.g. optic disc drusen and papilloedema, as drusen do not leaking 
fluorescein dye while papilloedema leaking the dye. 

 

 


background image

 

Optic neuritis 

It is an inflammatory or demyelinating process affecting the optic nerve. 

1- Ophthalmoscopic classification: 

a-  Retrobulbar  neuritis:  in  which  the  optic  disc  appearance  is  normal,  at  least 

initially, because the optic nerve head is not involved. It is the most frequent type 
in adult and is frequently associated with multiple sclerosis. 

b-  Papillitis:  in  which  the  pathological  process  affects  the  optic  nerve  head.  It  is 

characterized by variable hyperemia and edema of the optic disc, which may be 
associated  with  parapapillary  flame-shaped  hemorrhages.  Papillitis  is  the  most 
common type of optic neuritis in children, although can also affect adults. 

2- Etiological classification: 

a- Demyelinating: which is by far most common cause usually young females with 

Multiple Sclerosis (MS).  

b- Para-infectious: it is follow a viral infection or immunization. 
c- Infectious: which may be sinus-related or associated with syphilis, lyme disease, 

cat-scratch  fever  and  cryptococcal  meningitis.  patients  with  AIDS  or  Herpes 
zoster can be presented with optic neuritis. 

d- Autoimmune: may be associated with systemic autoimmune disease. 

 
Treatment of optic neuritis: 
 is according to the etiology. 
 if the cause is demyelination in MS, the patient need urgent IV methylprednisolone, 
then oral prednisolone because the vision is severely affected.

 

 
 

Optic atrophy 

It is an important sign of advanced optic nerve disease. It is of two types: 

1- Primary optic atrophy: 

It is occurs without antecedent swelling of the optic nerve head. It may be caused 

by  lesions  affecting  the  visual  pathways  from  the  retro  laminar  (behind  lamina 
cribrosa)  portion of the optic nerve to the lateral geniculate body. Lesions anterior 
to the optic chiasm  result in unilateral optic  disc  atrophy, whereas those involving 
the chiasm and optic tract will cause bilateral optic disc atrophy. 
 
Causes: 

- Retro bulbar neuritis (but not Papillitis, as it is preceded by disc swelling) 
- Compressive lesions, such as tumors and aneurysms. 
- Hereditary optic neuropathies. 
- Toxic and nutritional optic neuropathies. 

Signs: 

- Pale, flat disc with clearly delineated margin. 
- Reduction in number of small blood vessels on the disc surface. 

 


background image

 

2- Secondary optic atrophy: 

It is preceded by swelling of the optic nerve head. 

Causes: 

   - Papillitis. 

- Chronic papilledema. 
- AION (Anterior Ischemic Optic Neuropathy): usually occurs in old age patients, it 
is of two types; non arteritic [in diabetes, hypertension] and arteritic .e.g.  Giant cell 
arteritis. 

 
Signs: 

-  White  or  dirty  grey,  slightly  raised  disc  with  poorly  delineated  margins  due  to 

gliosis. 

- Reduction in number of small blood vessels on the disc surface. 

 

Papilledema 

It is swelling of the optic nerve head secondary to raised intracranial pressure. It is 

nearly always bilateral, although it may be asymmetrical. 

All other causes of disc edema in the absence of raised ICP are referred to as "disc 

swelling" and usually produce visual impairment. 

All  patients  with  bilateral  discs  swelling  should  be  suspected  of  having  an 

intracranial  mass  until  proved  otherwise.  However,  not  all  patients  with  raised  ICP 
(intra cranial pressure) have necessarily developed papilledema. 
1- Early features of papilledema: 

- Visual symptoms are absent and visual acuity is normal. 
- Optic disc shows hyperemia and mild elevation. 

2- Established papilledema: 

- Transient visual obscurations lasting a few seconds. 
- Visual acuity is normal or reduced. 
- Optic disc shows severe hyperemia, moderate elevation and indistinct margin. 

3- Atrophic papilledema: 

- Visual acuity is severely impaired. 
- Optic discs are dirty grey color, slightly elevated and indistinct margin. 

 
Other differential diagnosis of bilateral discs swelling: 

1- Malignant hypertension. 
2- Bilateral simultaneous Papillitis. 
3- Bilateral compressive thyroid ophthalmopathy. 
4- Bilateral simultaneous AION. 
5-  Bilateral  compromised  venous  drainage  in  central  retinal  vein  occlusion  or 

carotid-cavernous fistula. 

 

 
 
 


background image

 

Abnormal pupillary reaction 

Applied anatomy 

LIGHT REFLEX 

The pupillary light reflex consists of four neurons

1.  The first connects the retina with the pre-tectal nucleus in the mid-brain at the 

level of the superior colliculus. The reflex is mediated by the retinal 
photoreceptors. Impulses originating from the nasal retina are conducted by fibers 
which decussate in the chiasm and pass up the optic tract to terminate in the 
contralateral pre tectal nucleus. Impulses originating in the temporal retina are 
conducted by uncrossed fibers which terminate in the ipsilateral pre tectal nucleus.  

2.  The second connects the pre tectal nucleus to both Edinger-Westphal nuclei by 

internuncial fibers. This is why a unilateral light stimulus evokes a bilateral and 
symmetrical pupillary constriction. Damage to these internuncial neurons is 
responsible for light-near dissociation in neurosyphilis and pinealomas.  

3.  The third connects the Edinger-Westphal nucleus to the ciliary ganglion inside 

the orbit. In the orbit, these parasympathetic fibers pass in the inferior division of 
the third cranial nerve and reach the ciliary ganglion via the nerve to the inferior 
oblique muscle.  

4.  The fourth leaves the ciliary ganglion and passes with the short ciliary nerves to 

innervate the sphincter pupillae. The ciliary ganglion is located within the muscle 
cone, just behind the globe. It should be noted that, although the ciliary ganglion 
contains other nerve fibers (sensory and sympathetic), only the parasympathetic 
fibers synapse there. 

 

NEAR REFLEX 

The near reflex triad consists of: (1) increased accommodation, (2) convergence of the 
visual axes and (3) constriction of the pupils. The term 'light-near dissociation' refers to 
a condition in which the light reflex is absent or abnormal, although the near response is 
intact. Vision is not a prerequisite for the near reflex, and there is no clinical condition in 


background image

 

which the light reflex is present but the near response absent. Although the final 
pathways for the near and light reflexes are the same (i.e. third nerve, ciliary ganglion, 
short ciliary nerves), the center for the near reflex is ill-defined. There are probably two 
supra nuclear influences: the frontal and occipital lobes. The mid-brain center for the 
near reflex is probably located in a more ventral location than the light reflex (in pre-
tectal nucleus) and this may be one of the reasons why compressive lesions such as 
pinealomas preferentially involve the dorsal pupillomotor fibers, sparing the ventral 
fibers until late. 

SYMPATHETIC SUPPLY 

The sympathetic supply consists of three neurons

1.  The first starts in the posterior hypothalamus and descends, uncrossed, down the 

brain stem to terminate in the ciliospinal center of Budge located between C8 and 
T2.  

2.  The second passes from the ciliospinal center of Budge to the superior cervical 

ganglion in the neck. During its long course, it is closely related to the apical 
pleura where it may be damaged by bronchial carcinoma (Pancoast's tumor) or 
during surgery on the neck.  

3.  The third ascends along the internal carotid artery to enter the skull, where it 

joins the ophthalmic division of the trigeminal nerve. The sympathetic fibers are 
also passing through ciliary ganglia but without relay and it are reaching the 
ciliary body and the dilator pupillae muscle via the nasociliary nerve and the long 
ciliary nerves.  

 

 


background image

 

 

Afferent pupillary conduction defects 

A total afferent pupillary defect (TAPD, Amaurotic pupil) is caused by a complete optic 
nerve lesion and is characterized by the following: 

1.  The involved eye is completely blind (i.e. no light perception).  
2.  Both pupils are equal.  
3.  When the affected eye is stimulated neither pupil reacts but when the normal eye 

is stimulated both pupils react normally.  

4.  The near reflex is normal in both eyes.  

A relative afferent pupillary defect (RAPD, Marcus Gunn pupil) is caused by an 
incomplete optic nerve lesion or severe retinal disease, but not by a dense cataract or 
vitreous hemorrhage. The clinical features are those of an Amaurotic pupil but more 
subtle. The difference between the pupillary reactions is enhanced by the 'swinging-
flashlight test'
 in which each pupil is stimulated in rapid succession. When the 
abnormal pupil is stimulated it dilates instead of constricting. This paradoxical reaction 
of the pupil to light occurs because the dilatation of the pupil, by withdrawing the light 
from the normal eye, outweighs the constriction produced by stimulating the abnormal 
eye. 

Idiopathic intracranial hypertension

 

 

Definition: it is elevation of intracranial pressure (ICP) without an identifiable cause, 
typical Patients are young adult obese females, and certain medications have also been 
implemented such as oral contraceptives and tetracyclines.

 

 

Symptoms and signs:

 

is present in more than 90% of patients, usually in the early morning and may 

 

Headache

 

awaken the patient from sleep and is exacerbated by coughing or bending, nausea and

g is 

localizing sign, disc swellin

-

as a non

 

6th cranial nerve palsy

 

 

projectile vomiting,
bilateral and progressive, vision is initially normal but once papilledema is established 

become 

enlargement of the blind spot 

of vision and 

 

transient ( 30 seconds) obscurations
evident.

 
 

Investigations:

 

tic nerve sheath diameter just behind 

can be used to measure the op

 

scan ultrasound

-

B
the globe.

 

is used to exclude intracranial mass and typically demonstrates slit like ventricles, 

MRI 
additionally MRV can be used to exclude cerebral venous thrombosis.

 
 
 
 
 


background image

 

Treatment:

 

ontrolling ICP; this can be achieved by dietary 

is very effective in c

 

Weight loss
intervention and bariatric surgery.

 

Stopping offensive medications.

 

are controversial  but might be 

 

steroids

( acetazolamide, furosemide ), 

 

diuretics

using 
used in sever papilledema.

 

Lumboperitoneal shunting is reserved for resistant and sight threatening cases.

 
 

 

Follow up and prognosis:

 
 

Conjoined management between ophthalmologist and neurologist is essential,  
monitoring signs of optic nerve damage is very important, well controlled patients have 
good visual prognosis, while 25% of poorly managed patients will have permanent 
visual impairment.

 
 
 

 
 
 
 

 

 
 

 

 

 

  

 




رفعت المحاضرة من قبل: BMC Students
المشاهدات: لقد قام 94 عضواً و 258 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل