La ecografía de frecuencia de deformación es un método de ecocardiografía ( ultrasonido médico ) para medir la deformación regional o global del miocardio (músculo cardíaco). El término "deformación" se refiere al cambio de forma y dimensiones del miocardio durante el ciclo cardíaco. Si hay isquemia miocárdica o ha habido un infarto de miocardio , en parte del músculo cardíaco, esta parte se debilita y muestra una función sistólica reducida y alterada . También en la asincronía regional, como en el bloqueo de rama del haz de His , hay heterogeneidad regional de la función sistólica. Mediante la ecografía de frecuencia de deformación, se puede mostrar y medir la función simultánea de diferentes regiones. El método se basó primero en el Doppler tisular en color [ 1 ] utilizando el gradiente de velocidad miocárdica longitudinal , ya en uso transmuralmente [2] Más tarde, la deformación regional también ha estado disponible mediante ecocardiografía de seguimiento de motas [3] [ 4], ambos métodos tienen algunas debilidades metodológicas, pero diferentes. Sin embargo, ambos métodos adquirirán los mismos datos (las mediciones pueden diferir un poco, ya que dependen del método) y también pueden mostrarse mediante el mismo tipo de pantalla.
El objetivo de las imágenes de deformación es que un segmento pasivo del miocardio, por ejemplo después de 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 indican la función de ese segmento. Las imágenes de deformación, por otro lado, miden las diferencias de movimiento y velocidad dentro del segmento, lo que es equivalente a la deformación.
Deformación significa Deformación y se define como un cambio relativo en la longitud. La fórmula lagrangiana ε L = (LL 0 )/L 0 = ΔL/L 0 , donde L 0 es la longitud de referencia 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. Por lo general, 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 en el 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 y el isquémico [5]
La tasa de deformación es la tasa de deformación. En ultrasonidos, se mide generalmente a partir del gradiente de velocidad SR = (v 2 - v 1 )/L donde v 2 y v 1 son las velocidades del miocardio en dos puntos diferentes y L es la distancia instantánea entre ellas. Esto es, por tanto, equivalente a la diferencia de velocidad por unidad de longitud (la derivada espacial de la velocidad) y tiene la unidad s −1 . La deformación se integra a partir de la tasa de deformación. Este método, sin embargo, produce la tasa de deformación euleriana y la deformación. Se ha vuelto tradicional utilizar 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 de cizallamiento. En el corazón, se ha acostumbrado a describir los 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 denominado "radial", pero esto es desafortunado ya que en la ecografía en general el término radial describe "en la dirección del haz de ultrasonidos"). 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 la sístole, se produce un acortamiento longitudinal (tensión negativa), un acortamiento circunferencial (tensión negativa) y un engrosamiento transmural (de la pared) (tensión 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 tensión longitudinal contiene la información principal, mientras que la tensión transmural (engrosamiento de la pared) es una función del acortamiento de la pared, el espesor de la pared y el diámetro de la cámara, mientras que el acortamiento circunferencial es principalmente una función del engrosamiento de la pared. Se ha demostrado clínicamente que la tasa de tensión longitudinal y el engrosamiento de la pared son equivalentes desde el punto de vista diagnóstico. [10]
La obtención de imágenes de velocidad de deformación se puede realizar mediante dos métodos principalmente diferentes.
El método Doppler tisular se basa en el Doppler color, que proporciona un campo de velocidad con vectores de velocidad a lo largo del haz de ultrasonidos en todo el sector. Mide el gradiente de velocidad entre dos puntos a lo largo del haz de ultrasonidos con una distancia establecida. [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 ecocardiografía, [13] angiografía coronaria [10] y RM [14] [15] El método está limitado a una dirección; a lo largo del haz de ultrasonidos, por lo que se puede utilizar principalmente desde la ventana apical, y solo para mediciones de deformación y tasa de deformación longitudinales. Es sensible a la desviación angular entre el vector de velocidad (dirección del movimiento) y el haz de ultrasonidos, y es sensible al ruido, especialmente al ruido de interferencias. Tiene una alta resolución temporal, a costa de una resolución espacial lateral relativamente baja. [ cita requerida ]
La ecocardiografía de seguimiento de motas 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 motas que es una mezcla de pequeñas dispersiones y patrones de interferencia. Como el patrón es aleatorio, cada región del miocardio (denominada "núcleo") tiene un patrón de motas único y este patrón de motas 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 igualmente precisa que la correlación cruzada . [16] [17] De este modo, el método rastrea 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 de nuevo un campo de velocidad sobre todo el sector, como con el Doppler tisular, y se puede derivar la tasa de deformación y, a continuación, se puede integrar la deformación. Alternativamente, la deformación se puede medir directamente a partir del cambio en la distancia entre las motas. [18] [19] (resultando en la deformación lagrangiana directamente), y la tasa de deformación se deriva temporalmente (luego se debe convertir a tasa de deformación euleriana). Los métodos de rastreo de motas varían entre sistemas comerciales y no comerciales. Se ha demostrado que el rastreo de motas es comparable a la deformación derivada del Doppler tisular, [20] y se ha validado contra RM [15] [19] [21]
El método realiza un seguimiento independientemente de las direcciones del haz y, por lo tanto, puede realizar un seguimiento en dos dimensiones. También se dice que es independiente del error angular inherente al algoritmo Doppler. Sin embargo, como la resolución radial (a lo largo del haz) es mucho mejor que la resolución lateral, que también disminuye con la profundidad, tanto la independencia del ángulo como la capacidad de seguimiento a lo largo del sector son menores. Además, en lugar de la independencia del ángulo, los valores de deformación resultantes dependen del tamaño y la forma de la ROI (región de interés). Finalmente, para lograr la calidad del 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, hasta cierto punto, funciones spline del promedio global. Además, el método tiene una frecuencia de muestreo más baja debido a la frecuencia de cuadros limitada del modo B, lo que reduce la validez del seguimiento, especialmente a frecuencias cardíacas altas. [ cita requerida ]
Ambos métodos miden los mismos fenómenos fisiológicos (deformación) y, en principio, los resultados pueden mostrarse de la misma manera.
La forma más habitual es mediante la visualización de curvas de deformación y tasa de deformación, normalmente la evolución temporal durante un ciclo cardíaco. Cada curva representará entonces la deformación en una región del miocardio, pero la adquisición de un sector completo permite la visualización de múltiples curvas simultáneamente en la misma imagen para su comparación. [ cita requerida ]
Los valores de deformación y tasa de deformación se pueden reducir 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 dar como resultado una mejor resolución espacial. Las representaciones más utilizadas son la de ojo de buey (reconstruida a partir de múltiples planos apicales), que muestra todas las partes del ventrículo izquierdo simultáneamente, pero solo en un punto en el tiempo. 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. [ cita requerida ]
El modo M anatómico curvo [22] de una o ambas paredes simultáneamente proporciona un diagrama espacio-temporal de la deformación, que muestra inhomogeneidades espaciales o temporales en la deformación. Es más útil cuando se aplica 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 visualización semicuantitativa, pero este modo permite la medición del tiempo, así como de la profundidad, y es más adecuado para la medición de la relación espacio-temporal [ cita requerida ]
Un punto importante es que las imágenes de la tasa de deformación son solo una parte de un examen ecocardiográfico integrado. Al igual que todas las demás mediciones, las mediciones de la deformación tienen una precisión limitada y deben considerarse junto con el resto de los hallazgos. Además, es una ventaja conocer las dificultades y los artefactos de los métodos específicos. Sin embargo, los métodos ofrecen formas únicas de obtener imágenes de la disfunción regional, que pueden reforzar la conclusión. [ cita requerida ]
El estudio HUNT ha establecido valores normales de deformación y velocidad de deformación. [23]
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 precisa como la ecocardiografía en modo B. [10] [13] [24] También se ha demostrado que la obtención de imágenes de deformación es útil en el seguimiento de la recuperación de un área miocárdica infartada, para determinar la cantidad de aturdimiento miocárdico frente a necrosis. [25] [26] [27]
En la ecocardiografía de estrés (ver Prueba de estrés cardíaco ), la disfunción regional debida a la isquemia se hará evidente cuando la demanda de oxígeno del miocardio supere la reserva de flujo coronario de una arteria coronaria estenosada. Se ha demostrado que las imágenes de frecuencia de deformación durante el estrés brindan un valor incremental con respecto a la ecocardiografía ordinaria, tanto para diagnóstico [28] [29] como para pronóstico. [30] En la ecocardiografía de estrés, el aumento de la frecuencia cardíaca hace que el seguimiento de moteado sea una desventaja, debido a la frecuencia de cuadros limitada que afecta el seguimiento a frecuencias cardíacas más altas. [ cita requerida ]
En el bloqueo de la rama izquierda del haz de His (BRIH), la activación asincrónica del ventrículo izquierdo también produce una contracción asincrónica. Esta asincronía se puede visualizar mediante ecocardiografía convencional. [31] También se puede demostrar mediante velocidades tisulares, pero las imágenes de frecuencia de deformación también demostrarán 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 con BRIH que puedan responder a la terapia de resincronización cardíaca , [32] aunque estudios más pequeños son prometedores [33].
En años posteriores, la deformación global por speckle tracking ha alcanzado popularidad como la medida funcional global. Tiene una ventaja sobre la fracción de eyección (FE), muestra una función cardíaca reducida también en corazones hipertróficos con ventrículos pequeños y fracción de eyección normal (HFNEF), que a menudo se ve en la enfermedad cardíaca 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 VI ya se demostró para la medida absoluta [37] [38] [39] [40]
La deformación global es básicamente el acortamiento del VI/longitud diastólica final del VI , lo que significa que se trata de una normalización del acortamiento del VI para el tamaño del corazón del VI. Queda por demostrar que esto realmente confiere información adicional. [ cita requerida ]