background image

1

 

 

 

Baghdad medical college 2015 - 2016 

The Orbit 

The anatomy of the orbit 

The  orbit  is  a  pear-shaped  cavity,  the  stalk  of  which  is  the  optical  canal 

through which the optic nerve pass from the orbit to the anterior cranial fossa. 

1-  The  Roof:  it  is  made  of  two  bones;  the  lesser  wing  of  sphenoid  and  the 

orbital plate of the frontal bone, located subjacent to the anterior cranial fossa 
and  frontal  sinus.  A  defect  in  the  orbital  roof  (that  occurs  in  some  diseases 
like neurofibromatosis) may cause pulsatile proptosis due to transmission of 
CSF  pulsation  (that  gets  its  pulsation  from  the  pulsation  of  the  intra  cranial 
parts of internal carotid arteries). 

2-  The  Lateral  Wall:  it  is  made  of  two  bones;  the  greater  wing  of  the 

sphenoid and zygomatic bone. It protects only the posterior half of globe, and 
the  anterior  half  is  uncovered,  that  is  why  the  eyeball  liable  for  trauma 
laterally. 

3- The Floor: it is made of three bones; the zygomaticmaxillary (both form 

the anterior 2/3) and palatine (forms posterior 1/3) bones. The posteromedial 
portion of maxillary bone is weak liable for fracture and may be involved in a 
blowout fracture. 

4- The Medial Wall: It is made of four bones; the maxillary (frontal process), 

lacrimal,  ethmoid  and  the  body  of  sphenoid.  Lamina  papyracea  covers  the 
medial wall is a paper-thin and perforated by foramina for nerves and blood 
vessels.  Orbital  cellulitis  is  therefore  commonly  occurs  secondary  to 
ethmoidal sinusitis. 

 

 

Dr. Najah 

Lecture : 22 & 23 


background image

2

 

 

Clinical signs of orbital disease 

 

1- Soft tissue involvement: 

a- Signs: 

i- Lid and periorbital oedema. 
ii- Ptosis: Mechanical ptosis due to swelling of lid. 
iii- Conjunctival chemosis (oedema) and conjunctival injection. 

b- Causes: 

i- Thyroid eye disease. 
ii- Orbital cellulitis. 
iii- Inflammatory orbital disease. 
iv- Arterio-venous shunts. 

 

2- Proptosis:

 

 Abnormal forward displacement of the globe caused by retro-bulbar lesion or 
less  frequently  by  shallow  orbit  which  is  usually  congenital.  Diagnosis  of 
proptosis  by  inspection  from  above  and  behind  is  difficult  especially  if  it  is 
bilateral. 

a-  The  direction  of  proptosis:  it  is  either  axial  or  eccentric  (upwards, 
downwards,  medial  or  lateral).  An  intraconal  mass,  e.g.  cavernous 
haemangioma and optic nerve glioma, will push the eyeball axially. However,  
an extraconal mass will cause eccentric proptosis.' 
b-  The  severity  of  proptosis:  is  usually  evaluated  either  by  simple  plastic 
ruler  (placed  at  the  lateral  margin  to  measure  the  position  of  the  apex  of 
cornea),  or  by  Hertel  exophthalmometer  (a  plate  attached  to  it  2  mirrors 
placed  at  45°).  Normally,  the  apex  of  the  cornea  is  up  to  20  mm  anterior  to 
lateral orbital margin, and anything more than 21 mm is considered proptosis, 
which is divided according to severity into: 
- Mild: 21-23mm. 
- Moderate: 24-27mm. 
- Severe: >28mm. 

                                                                                   

 

proptosis diagnosed by inspection.

 

 
 

 

 
 
 
 
 

 


background image

3

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Exophthalmometry with Hertel instrument. White arrow indicates cornea of left eye as 
viewed  through  right-angle  prism.  Black  arrow  indicates  mires  fixed  at  18  mm.  Open 
arrow indicates baseline gauge. Note position of footplates placed against lateral orbital 
rims.  

c-  Exclude  pseudo-proptosis:  As  in  ipsilateral  lid  retraction,  contralateral 
enophthlamos,  enlargement  of  eyeball  in  unilateral  high  myopia  and 
buphthalmos. 

 

3- Enophthalmos:

 

 The globe is recessed within the orbit. Causes: 

a- Small globe, congenital anomaly, e.g. microphthalmos or nanophthalmos. 
b-  Structural  bony  abnormalities,  blowout  fracture  of  floor  or  lamina 
papyracea that causes herniation of orbital fatty tissue causing enophthalmos, 
congenital bone defects is another cause for enophthalmos. 
c- Atrophy of orbital contents, after radiotherapy in malignant tumors of the 
orbit or trauma. 
d- Cicatrizing orbital lesions, such as chronic sclerosing inflammatory orbital 
disease,  secondary  malignancy  or  carcinoma  of  orbit  causing  fibrosis  of 
intraorbital structure and traction of eyeball. 

 

4- Ophthalmoplegia: 

 defective ocular motility, caused by: 

a-  Orbital  mass:  Due  to  large  intraorbital  mass,  there  will  be  restriction  of 
movement to one side or another. 
b- Restrictive myopathy in thyroid diseases. 
c- Ocular motor nerves lesions: damage to 3

rd

, 4

th

 or 6

th

 cranial nerves. 

d- Tethering of extraocular muscles or fascia in a blowout fracture: herniation 
of muscles or tethering (entrapment) of these muscles in the fracture. 
e- Splinting of optic nerve by optic nerve sheath meningioma. 

 
 
 


background image

4

 

 

5- Visual dysfunction (reduced visual acuity): 

a- Exposure keratopathy. 
b- Compressive optic neuropathy. 
c- Choroidal folds at macula. 

 

6- Dynamic properties: 

a-  Increasing  venous  pressure:  by  dependant  head  posture,  valsalva 
maneuver,  jugular  compression,  during  the  crying  of  the  child,  there  is 
enlargement of the size of the mass. This is 
seen  in  venous  anomalies,  cavernous  and 
capillary haemangiomas. 
b-  Pulsation:  It  is  caused  by  either  A-V 
communication  or  herniation  of  meninges 
with  CSF  from  the  anterior  cranial  fossa 
through a defect in the orbital roof. 
c-  Bruit:  it  is  a  sign  of  carotid-cavernous 
fistula. 

 

7- Fundus changes: 

a- Optic disc atrophy. Caused by inflammation or compressing on the optic 
nerve. 
b-  Optociliary  shunt;  Optociliary  veins  can  be  seen  only  when  there  is 
central  retinal  vein  occlusion;  so  these  vessels  shunting  the  blood  from  the 
retina  to  the  choroidal  venous  circulation.  Common  tumors  associated  with 
this shunt are optic nerve sheath meningioma and glioma.  
c- Choroidal folds (tumors, Thyroid ophthalmopathy). 
d- Retinal vascular changes (venous dilatation, tortuosity, swollen disc and 
vascular occlusions). 
 

8- Dystopia: 

 

Displacement  of  the  eyeball  across  the  coronal  plane  of  orbit,  as  in  case  of 
tumor of lacrimal gland, that is situated between the roof and the lateral wall, 
which will lead to displacement of the eyeball downwards and medially. The 
degree  of  displacement  can  be  measured  by  a  ruler  whether  horizontal  or 
vertical. 

 

Investigation: 

CT, MRI (contraindicated in  case of metallic  foreign bodies), Plain  X-Ray, 

and  fine  needle  biopsy  (FNB)  under  guidance  of  CT  especially  in  orbital 
metastasis. 
 


background image

5

 

 

Orbital infection 

1- Preseptal cellulitis:  

It  is  relatively  common  infection  of  subcutaneous  tissue  anterior  to  the 

orbital septum. 
Causes: 

a-  Skin  trauma,  lacerations  or  insect  bites.  Organism  is  usually 
staphylococcus aureus or streptococcus pyogenes
b-  Spread  of  local  infection;  such  as  dacryocystitis  and  acute  hordeolum 
(internal or external). 
c-  From  remote  infection:  of  the  upper  respiratory  tract  infection  or  middle 
ear infection by hematogenous spread. 

Signs: 

Unilateral, tender, red periorbital and lid swelling, proptosis is absentvisual 

acuity and pupillary reaction and ocular motility are normal (to differentiate it 
from orbital cellulitis). 
Treatment: 

Oral  co-amoxiclav  250mg  is  given  every  6  hours.  Severe  infections  are 

requiring  IM  benzyl  penicillin  2.4  -  4.8mg  in  four  divided  doses  and  oral 
flucloxacillin  250-500mg  every  6  hours  in  addition  to  topical  antibiotic  in 
forms of drop and ointment. (e.g. Gentamycin or chloramphenicol) 

 
2- Bacterial orbital cellulitis: 

An  infection  of  the  soft  tissues  behind  the  orbital  septum,  it  is  a 

polymicrobial  infection  including  anaerobes,  streptococcus  pneumonia
staphylococcus  aureus  and  streptococcus  pyogenes,  and  in  children  under  5 
years, haemophilus influenza may be included. 
Causes: 

a-  Sinus-related:  The  most  common  one  is  ethmoidal  sinusitis  (as  there  is 
only the thin plate in between "lamina papyracea". 
b- Extension of Preseptal cellulitis. 
c- Spread from adjacent dacryocystitis, mid-facial and dental infection. 
d-  Post-traumatic:  Develops  within  72  hours  of  injury  that  penetrates  the 
orbital septum. 
e- Post-surgical: May complicates retinal, lacrimal or orbital surgery. 
f- Haematogenous spread. 

Clinical features: 

Occur  at  any  age  but  more  common  in  children  (as  they  are  more  prone  to 

develop upper respiratory tract infection), patient usually presented with severe 
malaise, fever, pain and visual impairment. 
Signs: 

a- Swollen, tender, red and warm lids (unilateral). 


background image

6

 

 

b- Proptosis. 
c- Painful ophthalmoplegia (may cause diplopia). 
d- Signs of optic nerve dysfunction (seen in advanced cases). 

Complications: 

a-  Ocular:  Exposure  keratopathy  (due  to  proptosis),  increased  intraocular 
pressure (due to pressure from outside), central retinal vein occlusion CRVO, 
central retinal artery occlusion CRAO (also due to external pressure). 
and optic neuritis (infection).  
b- Intracranial: They are rare like; meningitis, brain abscess and cavernous 
sinus thrombosis. 
c- Orbital abscess. 

Management: 

a- Hospitalization: It is mandatory as the infection is life threatening. 
b- Antibiotics:  - IV Ceftazidine 1g x 3. 

- IV Metronidazole 500mg x 3. 
- IV Penicillin (or vancomycin). 

* We must use triple antibiotics (for anaerobes, G+ve and G-ve) 

c- Optic nerve function: should be monitored every four hours: 

i- Light pupillary reaction. 
ii- Visual acuity. 
iii- Color vision. 
iv- Light brightness appreciation. 

d- Investigations: 

i- WBC count. 
ii- Blood culture (to exclude Haematogenous spread and septicemia). 
iii-  CT  of  the  orbit,  sinuses  and  brain.  It  is  used  to  differentiate  Preseptal 

from orbital cellulitis. 

iv- Lumbar puncture: if meningeal or cerebral signs develop. 

e- Surgical intervention: should be considered in: 

i- Unresponsiveness to antibiotics. 
ii- ↓ visual acuity. 
iii- Orbital abscess. 
iv- Atypical picture, which may merit diagnostic biopsy. 

* Surgery is done to drain abscess or decompress the walls of orbit to decrease 
pressure on optic nerve. 
 

3- Rhino-orbital mucormycosis: 

It  is  an  opportunistic  infection  caused  by  fungi  of  the  family  mucoraceae, 

which 

typically 

affects 

patients 

with 

diabetic 

ketoacidosis 

or 

immunosuppression. 


background image

7

 

 

This  aggressive  and  fatal  infection  is  acquired  by  the  inhalation  of  spores, 

which give rise to upper respiratory tract infection. The infection then spreads 
to the sinuses, orbit and brain. 

Invasion of blood vessels by the hyphae results in occlusive vasculitis with 

ischemic infarction of orbital tissues. 
Presentation: 

Gradual  onset  facial  and  periorbital  swelling,  diplopia  (due  to 

ophthalmoplegia) and visual loss. 
Signs: 

-  Ischemic  infarction  superimposed  on  septic  necrosis  is  responsible  for  the 
black eschar which may develop on the hard palate,  turbinate, nasal septum, 
skin and eyelids 
- Ophthalmoplegia. 
- Progression is slower than in orbital cellulitis. 

Treatment: 

a- IV amphotericin. 
b- Daily irrigation of involved area with amphotericin. 
c- Wide excision of necrotic tissue. 
d- Hyperbaric O2. 
e- Exenteration (in severe unresponsive cases). 

 

Orbital inflammatory diseases 

1-  Idiopathic  orbital  inflammatory  disease  IOID  (Orbital  pseudo 
tumor): 

Non-neoplastic, 

non-infectious, 

space 

occupying 

orbital 

lesions, 

inflammatory  process  may  involve  any  or  all  soft  tissue  components  of  the 
orbit. In adultsunilateral involvement is the rule, while in children; there is 
bilateral involvement in 30% of cases. 
Clinical features: 

Presentation is usually at 20-50 years old with abrupt painful onset, usually 

unilateral. 
Signs: 

a- Periorbital swelling, chemosis and Conjunctival inflammation. 
b- Proptosis. 
c- Painful ophthalmoplegia. 
d-  Due  to  pressure  effect,  Optic  nerve  dysfunction  (impaired  visual  acuity, 
color vision, visual field, diminished light brightness appreciation). 

Clinical course: 

- Spontaneous remission after a few weeks. 
- Prolonged intermittent episodes of activity with eventual remission (on/off). 


background image

8

 

 

-  Severe  prolonged  inflammation  leading  to  fibrosis  of  orbital  tissues 
"Frozen orbit"

Management: 

- Systemic steroids: effective in 50-75%, we use oral 60-80mg Prednisolone. 
- Radiotherapy: if there is no response to systemic steroids. 
- Cytotoxic drugs: cyclophosphamide 200 mg/day. 
-  Biopsy  may  be  needed  in  persistent  cases  (to  exclude  other  differential 
diagnoses). 

 
Differential diagnosis: 

a- Bacterial orbital cellulitis. 
b- Severe acute thyroid eye disease (TED). 
c- Systemic disorders (Wegener's granulomatosis, polyarthritis nodosa). 
d- Malignant orbital tumors. 
e- Rupture dermoid cyst.   

 
 2- Acute dacryoadenitis:

 

Is inflammatory process involving the lacrimal gland, which occurs in about 

25% of IOID. More commonly, it occurs in isolation. 

It usually resolves spontaneously and does not require treatment

Presentation: 

Is acute discomfort in the region of the lacrimal gland (upper lateral part of 

orbit). 
Signs: 

- Swelling of lacrimal aspect of the eyelid causing ptosis (mechanical ptosis). 
- Mild downward and inward dystopia
- Tenderness over the gland. 
-  Injection  of  the  palpebral  portion  of  the  lacrimal  gland  and  adjacent 
conjunctiva. 
- Decreased lacrimal secretion. 

Differential diagnosis: 

a- Infection of the lacrimal gland. 
b- Ruptured dermoid cyst. 
c- Malignant tumors of the lacrimal gland. 

  

 
 
 


background image

9

 

 

Thyroid eye diseases 

Thyrotoxicosis (Graves' disease): 

- It is an autoimmune disorder. 
- Usually presents in the 3

rd

-4

th

 decades of life. 

- Affects women more than men. 
- It is the most common cause of unilateral and bilateral proptosis. 

The occurrence of signs of Graves' disease in a patient who is not clinically 

hyperthyroid is referred to as euthyroid or ophthalmic Graves' disease. 
Pathogenesis: 

1-  Inflammation  of  extraocular  muscles  (pleomorphic  cellular  infiltration, 
increase  secretion  of  glycosaminoglycans  and  osmotic  imbibitions  of  water) 
causes muscles enlargement up to 8 times and may compress the optic nerve. 
Subsequently,  muscles  degeneration  occurs  and  eventually  leads  to 

fibrosis 

which exerts a tethering effect on the involved muscle, resulting in restrictive 
myopathy and diplopia

2-  Inflammatory  cellular  infiltration  with  Lymphocytes,  plasma  cells, 
macrophages and mast cells of  interstitial tissues, orbital fat and lacrimal 
glands 
associated with accumulation of glycosaminoglycans and retention of 
fluid.  This  causes  increase  in  the  volume  of  orbital  contents  and  secondary 
elevations  of  intraorbital  pressure,  which  may  itself  cause  further  fluid 
retention within the orbit.  

  

Clinical manifestations: 
There are two stages in the development of the disease: 

1- Congestive (inflammatory or acute) stage: 
The eyes are red and painful. This stage leads to remit within 3 years. 
2- Fibrotic (quiescent) stage: 
The eyes are white, painless and motility defects are present. 

There are mainly five clinical manifestations: 

1- Soft tissue involvement. 

2- Lid retraction. 3- Proptosis. 4- Optic neuropathy. 5- Restrictive myopathy. 

 
1- Soft tissue involvement: 

Symptoms: 

Grittiness, photophobia, lacrimation and retrobulbar discomfort. 

Signs: 

- Periorbital and lid swelling. 
- Conjunctival and episcleral hyperaemia. 
- Chemosis. 
- Keratoconjunctival sicca (due to lacrimal gland involvement). 
- Superior limbic keratoconjunctivitis. 

 


background image

11

 

 

Management: 

a-  Topical  lubricant:  e.g.  artificial  eye  drops,  for  superior  limbic 
keratoconjunctivitis, corneal exposure (proptosis) and dryness. 
b- Head elevation: to decrease periorbital oedema. 
c- Taping of the eyelids: during sleep to prevent exposure keratopathy. 

 
2- Lid retraction:   

Retraction  of  upper  and  lower  lids  occurs  in  about  50%  of  patients  with 

Graves' disease. (It is something differs from lid lags. What is lid lags?) 
Pathogenesis of lid retraction: 

a- Fibrotic contracture of the levator palpebrae superioris (for upper lid) and 
inferior  rectus  (for  lower  lid)  is  one  cause  for  lid  retraction.  Usually  the 
upper lid covers 2mm below the superior limbus and the lower lid lies at the 
lower  limbic  margin,  when  the  lids  are  away  from  these  sites  and  there  is 
appearance of sclera between lid margin and limbus called lid retraction. 
b-  Overaction  of  levator-superior  rectus  complex  due  to  fibrosis  and 
tethering  of  the  inferior  rectus  muscle.  The  first  (&  most  common)  muscle  
involved  is  the  inferior  rectus,  so  the  superior  rectus  try  to  compensate  for 
overactivity of inferior rectus, but as there is a complex between super rectus 
and  levator  palpebrae  superioris    (both  lies  in  a  common  sheath),  this  will 
cause contraction of the levator muscle and elevation of the upper lid. 
c-  Overaction  of  Muller  muscle  due  to  sympathetic  overstimulation 
secondary to high level of thyroid hormones. 

Signs: 

-  The  upper  lid  margin  is  either  at  level  with  or  above  the  superior  limbus 
(allowing the sclera to be visible). 

Treatment

Mild cases usually resolve spontaneously specially if there is good control of 

hyperthyroidism. 

Surgical correction is indicated only with significant and stable retraction. 

 
3- Proptosis: 

It is axial (as all muscles, intraorbital tissues and fat are involved), unilateral 

or bilateral, symmetrical or asymmetrical and frequently permanent. 
Management: 

a- Systemic steroids: in rapidly progressive and painful proptosis. 

- Initially; we start with 60-80 mg oral Prednisolone. 
- IV methyl Prednisolone (o.5 gm. in 200 ml saline over 30 min) which may 
be  repeated  after  48  hours.  It  is  indicated  if  there  is  compressive  optic 
neuropathy  (at  the  annulus  of  Zinn,  muscular  enlargement  leads  to 
compression of optic nerve). 


background image

11

 

 

b-  Radiotherapy:  when  steroids  are  contraindicated  or  when  there  is 
compressive optic neuropathy or to prevent it. 
c- Combined therapy (Irradiation, azathioprine and low dose of steroids), it 
is more effective than steroids or radiotherapy alone. 
d-  Surgical  decompression:  either  as  primary  treatment  or  when  non-
invasive methods are  ineffective. It  is two-wall (inferior  and medial  walls), 
three-wall (inferior, medial and lateral walls) or four-wall (inferior,  medial, 
lateral and lateral part of the roof). 

 
4- Optic neuropathy: 

It  is  a  serious  complication  affecting  about  5%  of  patients.  It  is  caused  by 

compression of the nerve or its blood supply by congested and enlarged recti 
muscles.  It  may  lead  to  severe  and  permanent  but  preventable  visual  acuity 
impairment. 
Presentation: 

a- Decreased visual acuity. 
b- Impaired color vision, e.g. TV screen. 

Signs: 

- RAPD (Relative Afferent Pupillary Defect)  
-  Abnormal  visual  parameters:  e.g.  Decreased  visual  acuity,  Color 
desaturation  (lighter  colors),  Diminished  light  brightness  appreciation,  and 
Visual field defect, like central and paracentral defects. 
- Increased intraocular pressure. 
- Optic disc: it is normal, but occasionally swollen and rarely atrophic. 

Treatment: 

a- IV methyl Prednisolone (it is a serious condition). 
b- Orbital decompression if (a) not effective. 

 
5- Restrictive myopathy: 

Between 30-50% of patients with TED develop ophthalmoplegia which may 

be permanent. 
Signs: 

-  Restriction  of  ocular  motility,  initially  by  inflammatory  oedema  and  later 
by fibrosis. 
-  Increased  intraocular  pressure  in  up-gaze  due  to  ocular  compression  a 
fibrotic inferior rectus. 

 
In order of frequency: 

a- Elevation defect by inferior rectus involvement. 
b- Abduction defect by medial rectus involvement. 
c- Depression defect by superior rectus involvement. 
d- Adduction defect by lateral rectus involvement. 


background image

12

 

 

 
Treatment: 

a- Surgery: 

Indication: Diplopia in primary or reading positions. 
Goal: to achieve binocular single vision in primary and reading positions. 
Technique: Recession of restricted muscle. 

b- Botulinum toxin injection: 
Into the involved muscle may be useful in selected cases (it is of temporary 
effect). 

 

General information's out of this lecture: 

 
In ophthalmology we should differentiate between those 3 terms: 

 
*  Exenteration:
  Complete  excision  of  the  lids,  conjunctiva,  eyeball  and  all 
other  intraorbital  structures  (extraorbital  muscles  and  orbital  fat).  In  modified 
type  exenteration,  the  lids  are  splitting  through  the  gray  line  in  to  2  lamellae, 
anterior  and  posterior,  the  posterior  lamellae  is  excised  only  in  addition  to 
conjunctiva, eyeball and other intra orbital structures. (anterior lamellae of lids 
left for cosmetic reason)  
* Evisceration: is excision of the cornea and take it out, then evacuation of all 
intraocular contents.  (We are leaving empty sclera only) 
* Enucleation: excision of the eyeball as a whole 
 
 
 
 
 
 


background image

 

13 

 




رفعت المحاضرة من قبل: BMC Students
المشاهدات: لقد قام 92 عضواً و 236 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