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Imágenes de la tasa de deformación

La ecocardiografía ( ultrasonido médico ) es un método para medir la deformación regional o global del miocardio (músculo cardíaco). El término "deformación" se refiere a los ca...

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La ecocardiografía ( ultrasonido médico ) es un método para medir la deformación regional o global del miocardio (músculo cardíaco). El término "deformación" se refiere a los cambios de forma y dimensiones del miocardio durante el ciclo cardíaco. Si hay isquemia miocárdica o infarto de miocardio en una parte del músculo cardíaco, esta se debilita y presenta una función sistólica reducida y alterada . Asimismo, en la asincronía regional, como en el bloqueo de rama , existe heterogeneidad regional de la función sistólica. Mediante la ecocardiografía de tasa de deformación, se puede visualizar y medir la función simultánea de diferentes regiones. El método se basó inicialmente en el Doppler tisular a color [ 1 ] , utilizando el gradiente de velocidad miocárdica longitudinal , que ya se empleaba de forma transmural [ 2 ] . Posteriormente, la deformación regional también se ha podido obtener mediante ecocardiografía de seguimiento de patrones (speckle tracking ) [ 3 ] [ 4 ], aunque ambos métodos presentan algunas limitaciones metodológicas, aunque diferentes. Sin embargo, ambos métodos permiten obtener los mismos datos (aunque las mediciones pueden diferir ligeramente, dependiendo del método) y también pueden visualizarse en el mismo tipo de pantalla.

La utilidad de la imagen de deformación radica en que un segmento pasivo del miocardio, por ejemplo, tras un infarto, puede moverse debido a la acción de un segmento adyacente (anclaje). Por lo tanto, el desplazamiento o la velocidad de un segmento no reflejan su función. La imagen de deformación, en cambio, mide las diferencias de movimiento y velocidad dentro del segmento, lo que equivale a la deformación.

Conceptos básicos

La deformación se define como el cambio relativo de longitud. La fórmula lagrangiana ε L = (LL 0 )/L 0 = ΔL/L 0 , donde L 0 es la longitud inicial y L es la longitud resultante, define la deformación en relación con la longitud original como una medida adimensional, donde el acortamiento será negativo y el alargamiento será positivo. Generalmente se expresa en porcentaje. Una definición alternativa, la deformación euleriana, define la deformación en relación con la longitud instantánea: ε E = ΔL/L . Para un cambio a lo largo del tiempo, la deformación lagrangiana será: ε L = Σ ΔL/L 0 , y la deformación euleriana ε E = Σ (ΔL/L) . El término fue utilizado por primera vez por Mirsky y Parmley para describir las diferencias regionales en la deformación entre el miocardio normal e isquémico [ 5 ].

La tasa de deformación es la velocidad de deformación. En ultrasonido, se suele medir a partir del gradiente de velocidad SR = (v 2 - v 1 )/L, donde v 2 y v 1 son las velocidades miocárdicas en dos puntos diferentes, y L es la distancia instantánea entre ellas. Esto equivale a la diferencia de velocidad por unidad de longitud (la derivada espacial de la velocidad) y tiene unidades de s −1 . La deformación se integra a partir de la tasa de deformación. Sin embargo, este método produce la tasa de deformación y la deformación eulerianas. Tradicionalmente se utiliza el gradiente de velocidad , pero al integrar la tasa de deformación se convierte en deformación lagrangiana mediante la fórmula ε L = e ε E - 1 . [ 6 ]

Deformación en tres dimensiones : Básicamente, cualquier objeto o cuerpo es tridimensional y puede deformarse en diferentes direcciones simultáneamente. La deformación puede describirse como un tensor con tres deformaciones principales (ε x , ε y y ε z en un sistema de coordenadas cartesianas ) y seis componentes de deformación por cizallamiento. En el corazón, se ha acostumbrado a describir las tres componentes principales de deformación como longitudinal (en la dirección del eje largo de los ventrículos), circunferencial (en la dirección de la circunferencia ventricular) y transmural (la deformación a través de la pared. La deformación transmural también se ha llamado "radial", pero esto es desafortunado ya que en ultrasonido en general el término radial describe "en la dirección del haz de ultrasonido"). Sin embargo, como el músculo cardíaco es incompresible, las tres deformaciones principales deben equilibrarse; ((ε x +1)(ε y +1)(ε z +1) = 1) . [ 7 ] A medida que el ventrículo se contrae en sístole, se produce un acortamiento longitudinal (deformación negativa), un acortamiento circunferencial (deformación negativa) y un engrosamiento transmural (de la pared) (deformación positiva). Debido a esto, y al hecho de que el ventrículo izquierdo en condiciones normales se contrae con un contorno externo relativamente invariable, [ 8 ] [ 9 ] la deformación longitudinal contiene la información principal, mientras que la deformación transmural (engrosamiento de la pared) es una función del acortamiento de la pared, el grosor de la pared y el diámetro de la cavidad, mientras que el acortamiento circunferencial es principalmente una función del engrosamiento de la pared. Se ha demostrado clínicamente que la tasa de deformación longitudinal y el engrosamiento de la pared son diagnósticamente equivalentes. [ 10 ]

Métodos

La obtención de imágenes de la tasa de deformación se puede realizar mediante dos métodos fundamentalmente diferentes.

Doppler tisular

El método Doppler tisular se basa en el Doppler color, proporcionando un campo de velocidad con vectores de velocidad a lo largo del haz de ultrasonido en todo el sector. Mide el gradiente de velocidad entre dos puntos a lo largo del haz de ultrasonido con una distancia fija. [ 1 ] Proporciona el mismo resultado que el gradiente de velocidad. [ 6 ] Este método ha sido validado experimentalmente en un modelo mecánico, [ 11 ] en un modelo animal, [ 12 ] y en pacientes frente a la ecocardiografía, [ 13 ] la angiografía coronaria [ 10 ] y la RM [ 14 ] [ 15 ] El método está limitado a una dirección; a lo largo del haz de ultrasonido, por lo que puede utilizarse principalmente desde la ventana apical, y solo para mediciones de deformación longitudinal y tasa de deformación. Es sensible a la desviación angular entre el vector de velocidad (dirección del movimiento) y el haz de ultrasonido, y es sensible al ruido, especialmente al ruido de fondo. Tiene una alta resolución temporal, a costa de una resolución espacial lateral relativamente baja.

Seguimiento de motas

La ecocardiografía de seguimiento de patrones de moteado se basa en la ecocardiografía en escala de grises (modo B) y en el hecho de que el eco reflejado del miocardio muestra un patrón de moteado que es una mezcla de pequeños puntos dispersos y patrones de interferencia. Dado que el patrón es aleatorio, cada región del miocardio (llamada "núcleo") tiene un patrón de moteado único, y este patrón de moteado es relativamente estable, al menos de un fotograma al siguiente. De esta manera, el movimiento de un núcleo de un fotograma al siguiente se puede rastrear mediante un algoritmo de búsqueda de "mejor coincidencia". El más utilizado es la " suma de diferencias absolutas " [ 4 ] , que ha demostrado ser tan precisa como la correlación cruzada [ 16 ] [ 17 ] . El método rastrea así el movimiento de un núcleo de un fotograma al siguiente. A partir de la frecuencia de fotogramas , se puede calcular el vector de velocidad, tanto en magnitud como en dirección. A partir de esto, se puede generar un campo de velocidad en todo el sector, como con el Doppler tisular, y se puede derivar la tasa de deformación, que luego se puede integrar. Alternativamente, la deformación puede medirse directamente a partir del cambio en la distancia entre los moteados. [ 18 ] [ 19 ] (lo que resulta directamente en la deformación lagrangiana), y la tasa de deformación se deriva temporalmente (luego debe convertirse a tasa de deformación euleriana). Los métodos de seguimiento de moteados varían según los sistemas comerciales y no comerciales. Se ha demostrado que el seguimiento de moteados es comparable a la deformación derivada del Doppler tisular, [ 20 ] y se ha validado frente a la RM [ 15 ] [ 19 ] [ 21 ]

El método realiza el seguimiento independientemente de la dirección del haz, pudiendo así realizarlo en dos dimensiones. También se considera independiente del error angular inherente al algoritmo Doppler. Sin embargo, dado que la resolución radial (a lo largo del haz) es mucho mejor que la resolución lateral, que además disminuye con la profundidad, tanto la independencia angular como la capacidad de seguimiento en todo el sector son menores. Asimismo, en lugar de ser independientes del ángulo, los valores de deformación resultantes dependen del tamaño y la forma de la región de interés (ROI). Finalmente, para lograr una buena calidad de seguimiento, en la mayoría de las aplicaciones comerciales los valores se suavizan mediante una función de suavizado spline a lo largo de la ROI, por lo que las mediciones regionales no son puramente regionales, sino, en cierta medida, funciones spline del promedio global. Además, el método presenta una menor frecuencia de muestreo debido a la limitada velocidad de fotogramas del modo B, lo que reduce la validez del seguimiento, especialmente a frecuencias cardíacas elevadas.

Deformación auricular izquierda codificada por colores evaluada mediante seguimiento de patrones de moteado durante un ciclo cardíaco representativo.
Paciente con esclerosis sistémica (ES): Deformación longitudinal bidimensional del ventrículo derecho. Se tomaron los valores de los segmentos basal, medio y apical de la pared lateral libre para su posterior análisis.

Mostrar

Deformación longitudinal y tasa de deformación: múltiples trazas simultáneas de tres regiones diferentes en el septo. Izquierda: tasa de deformación, Derecha: Deformación. A medida que la deformación sistólica longitudinal se acorta, la deformación sistólica y la tasa de deformación son negativas. Las curvas de deformación muestran la disminución gradual de la longitud durante la sístole y luego el alargamiento gradual durante la diástole, pero la tasa de deformación es negativa durante todo el ciclo cardíaco, ya que la longitud ventricular es más corta que al final de la sístole. La tasa de deformación es la tasa de deformación y es negativa durante la sístole, cuando el ventrículo se acorta . Sin embargo, la tasa de deformación se vuelve positiva cuando el ventrículo se alarga . Por lo tanto, los cambios de fase más rápidos muestran detalles del alargamiento, mostrando que no es homogéneo.
Modo M anatómico curvo con color de tasa de deformación . La línea amarilla se traza desde la base del tabique, a través del ápice y baja por la pared lateral, como se puede ver en las imágenes pequeñas de la izquierda. El área rectangular representa el modo M a color, donde el eje vertical indica la distancia a lo largo de la línea, mientras que el eje horizontal representa el tiempo. La imagen representa un ciclo cardíaco. Los valores de la tasa de deformación varían de amarillo a rojo para una tasa de deformación negativa (acortamiento) y de cian a azul para una tasa de deformación positiva (alargamiento). El verde representa el área y el tiempo sin deformación.

Ambos métodos miden el mismo fenómeno fisiológico (deformación) y, en principio, los resultados pueden mostrarse de la misma manera.

Curvas

La forma más común consiste en mostrar curvas de deformación y tasa de deformación, generalmente a lo largo de un ciclo cardíaco. Cada curva representa la deformación en una región del miocardio, pero la adquisición de un sector completo permite visualizar varias curvas simultáneamente en la misma imagen para su comparación.

Pantalla a color

Los valores de deformación y tasa de deformación pueden reducirse a imágenes codificadas por colores, donde la deformación o la tasa de deformación se muestran como colores en imágenes paramétricas semicuantitativas. Esto hace que el método sea más robusto, pero no se dispone de valores numéricos. Por otro lado, esto puede resultar en una mejor resolución espacial. Las visualizaciones más utilizadas son las de ojo de buey (reconstruidas a partir de múltiples planos apicales), que muestran todas las partes del ventrículo izquierdo simultáneamente, pero solo en un momento dado. Esto es útil tanto para la tasa de deformación mesosistólica como para la deformación telesistólica. La tasa de deformación o la deformación no homogéneas, que representan regiones con contractilidad reducida, suelen ser muy evidentes visualmente.

El modo M anatómico curvo [ 22 ], obtenido desde una pared o ambas simultáneamente, proporciona un diagrama espacio-temporal de la deformación, mostrando inhomogeneidades espaciales y temporales. Resulta especialmente útil al aplicarse a la tasa de deformación, debido a los rápidos cambios de fase visibles en la figura. Los valores de la tasa de deformación se reducen a una representación visual semicuantitativa, pero este modo permite medir la temporalidad y la profundidad, y es el más adecuado para la medición de relaciones espacio-temporales.

Uso clínico

Es fundamental tener en cuenta que la ecografía de deformación es solo una parte de un examen ecocardiográfico integral. Al igual que otras mediciones, la precisión de la deformación es limitada y debe considerarse junto con el resto de los hallazgos. Asimismo, es ventajoso conocer las limitaciones y los artefactos de los métodos específicos. Sin embargo, estos métodos ofrecen formas únicas de visualizar la disfunción regional, lo que puede reforzar la conclusión.

Función regional

Los valores normales para la deformación y la tasa de deformación se han establecido mediante el estudio HUNT. [ 23 ]

Infarto de miocardio

En el infarto de miocardio, una región limitada del músculo cardíaco tiene una función reducida o totalmente ausente. Se ha demostrado que es al menos tan preciso como la ecocardiografía en modo B. [ 10 ] [ 13 ] [ 24 ] También se ha demostrado que la imagen de deformación es útil para seguir la recuperación de un área miocárdica infartada, para determinar la cantidad de aturdimiento miocárdico frente a necrosis. [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]

isquemia miocárdica

En la ecocardiografía de estrés (véase Prueba de estrés cardíaco ), la disfunción regional debida a la isquemia se hará evidente cuando la demanda de oxígeno miocárdico supere la reserva de flujo coronario de una arteria coronaria estenosada. Se ha demostrado que la imagen de tasa de deformación durante el estrés proporciona un valor incremental sobre la ecocardiografía ordinaria, tanto diagnóstico [ 28 ] [ 29 ] como pronóstico. [ 30 ] En la ecocardiografía de estrés, el aumento de la frecuencia cardíaca tiene el seguimiento de patrones de moteado en desventaja, debido a la velocidad de fotogramas limitada que afecta el seguimiento a frecuencias cardíacas más altas.

disincronía ventricular

En el bloqueo de rama izquierda (BRI), la activación asincrónica del ventrículo izquierdo produce también una contracción asincrónica. Esta asincronía puede visualizarse mediante ecocardiografía convencional. [ 31 ] También puede demostrarse mediante velocidades tisulares, pero la ecografía de tasa de deformación mostrará además la distribución de la asincronía y la cantidad de trabajo ineficiente realizado por el ventrículo asincrónico. Lamentablemente, los estudios a gran escala no han podido establecer criterios ecográficos adicionales para la selección de pacientes con insuficiencia cardíaca y BRI que puedan responder a la terapia de resincronización cardíaca , [ 32 ] aunque estudios más pequeños son prometedores. [ 33 ]

Función global

En años posteriores, la deformación global por seguimiento de patrones de moteado ha alcanzado popularidad como medida funcional global. Presenta una ventaja sobre la fracción de eyección (FE), ya que muestra una función cardíaca reducida también en corazones hipertróficos con ventrículos pequeños y fracción de eyección normal (HFNEF), que se observa con frecuencia en la cardiopatía hipertensiva , la miocardiopatía hipertrófica y la estenosis aórtica . La FE no es una medida funcional pura, ya que también depende del grosor de la pared [ 34 ]. También se ha demostrado que es más sensible que la FE [ 35 , 36 ] . Sin embargo, el valor diagnóstico y pronóstico incremental de la medición del acortamiento del ventrículo izquierdo ya se había demostrado para la medida absoluta [ 37 , 38 , 39 , 40 ] .

La deformación global es básicamente el acortamiento del ventrículo izquierdo dividido por la longitud telediastólica del ventrículo izquierdo , lo que significa que se trata de una normalización del acortamiento del ventrículo izquierdo en función del tamaño del corazón. Aún queda por demostrar que esto realmente aporta información adicional.

Referencias

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Lecturas adicionales

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