En los campos de la cardiología y la imagenología médica , la ecocardiografía de seguimiento de motas ( STE ) es una técnica de imagen ecocardiográfica que analiza el movimiento de los tejidos del corazón utilizando el patrón de motas que se produce naturalmente en el miocardio (o el movimiento de la sangre cuando se obtiene una imagen por ultrasonido ).
Este método de documentación del movimiento del miocardio es un método no invasivo de definición tanto de vectores como de velocidad. En comparación con otras tecnologías que buscan una definición no invasiva de la isquemia , el seguimiento de motas parece una iniciativa valiosa. El patrón de motas es una mezcla de patrones de interferencia y reflexiones acústicas naturales. [1] Estas reflexiones también se describen como motas o marcadores .
El patrón es aleatorio, por lo que cada región del miocardio tiene un patrón de moteado único (también llamado patrones , características o huellas dactilares ) que permite rastrear la región. El patrón de moteado es relativamente estable, al menos de un fotograma al siguiente. [2] [3] En el posprocesamiento, esto se puede rastrear consecutivamente fotograma a fotograma y, en última instancia, resolver en secuencias basadas en la deformación bidimensionales ( 2D ) y tridimensionales ( 3D ) independientes del ángulo. [3] [4] [5] Estas secuencias proporcionan información cuantitativa y cualitativa sobre la deformación y el movimiento del tejido.
Como el patrón de moteado es aleatorio, cualquier región del miocardio tiene un patrón de moteado único: dentro de la imagen, se puede definir un "núcleo" de área definido, y como este patrón de moteado es relativamente estable, el núcleo se puede reconocer en el siguiente fotograma, dentro de un área de búsqueda más grande, mediante un algoritmo de búsqueda de "mejor coincidencia". Existen diferentes algoritmos de búsqueda, el más utilizado es el de " suma de diferencias absolutas ", [3] que ha demostrado ser igualmente preciso que la correlación cruzada , que es una alternativa. [6] [7] De este modo, se puede rastrear el movimiento del núcleo a través de la imagen, en principio independientemente del ángulo del haz, a diferencia del Doppler tisular . El rastreo de moteado puede rastrear en dos dimensiones. Sin embargo, como la resolución axial (en la dirección del haz) del ultrasonido es mucho mejor que la transversal, la capacidad de rastreo es menor en la dirección transversal. Además, la resolución transversal (y, por lo tanto, la capacidad de rastreo) disminuye con la profundidad, en un escaneo sectorial donde los haces de ultrasonido divergen.
Diferentes operadores comerciales y no comerciales utilizan entonces diferentes enfoques para derivar parámetros de movimiento y deformación. El movimiento de un solo núcleo puede resolverse en curvas de desplazamiento, y la distancia entre dos núcleos en deformación (deformación). [8] [9] La tasa de deformación será entonces derivada en el tiempo de la deformación. En algunas aplicaciones comerciales, los marcadores acústicos se rastrean de forma más individual, calculando la velocidad a partir del movimiento y el intervalo de muestreo (inverso de la frecuencia de cuadros) generando un campo de velocidad. [4] A diferencia del Doppler tisular, este campo de velocidad no está limitado a la dirección del haz. La tasa de deformación y la deformación se calculan entonces a partir de las velocidades. Se ha demostrado que el rastreo de motas es comparable a la deformación derivada del Doppler tisular, [10] y se ha validado frente a la RM. [9] [11] [12]
La deformación se define como el cambio fraccional o porcentual en la dimensión de un objeto en comparación con la dimensión original del objeto. [13] De manera similar, la tasa de deformación se puede definir como la velocidad a la que se produce la deformación . Matemáticamente, se reconocen tres componentes de la deformación normal (εx, εy y εz) y tres componentes de la deformación por cizallamiento (εxy, εxz y εyz). De manera congruente, cuando se aplica al ventrículo izquierdo , la deformación ventricular izquierda se define por las tres deformaciones normales (longitudinal, circunferencial y radial) y tres deformaciones por cizallamiento (circunferencial-longitudinal, circunferencial-radial y longitudinal-radial). El principal beneficio de las deformaciones por cizallamiento del VI es la amplificación del acortamiento del 15 % de los miocitos en un engrosamiento radial de la pared del VI del 40 %, lo que en última instancia se traduce en un cambio >60 % en la fracción de eyección del VI . El cizallamiento del ventrículo izquierdo aumenta hacia el subendocardio, lo que da como resultado un gradiente de deformación de engrosamiento subepicárdico a subendocárdico. De manera similar a la resonancia magnética, la STE utiliza "deformación lagrangiana" que define el movimiento alrededor de un punto particular en el tejido a medida que gira a través del tiempo y el espacio. [14] A lo largo del ciclo cardíaco , la dimensión tisular telediastólica representa la longitud del material inicial sin estrés. El seguimiento de motas es uno de los dos métodos para obtener imágenes de velocidad de deformación , el otro es el Doppler tisular .
La deformación por torsión o torsión define el gradiente de base a ápice y es el resultado del cizallamiento miocárdico en los planos circunferencial-longitudinal de modo que, cuando se observa desde el ápice, la base rota en sentido antihorario. Asimismo, el ápice del VI rota concomitantemente en sentido horario. Durante la eyección, la torsión del VI produce el almacenamiento de energía potencial en las miofibras deformadas . Esta energía almacenada se libera con el inicio de la relajación, de manera similar a un resorte que se desenrolla, y produce fuerzas de succión. Estas fuerzas se utilizan luego para una restauración diastólica temprana rápida.
Las utilidades de la STE son cada vez más reconocidas. Los resultados de deformación derivados de la STE se han validado utilizando sonomicrometría y resonancia magnética etiquetada y los resultados se correlacionan significativamente con las mediciones derivadas del Doppler tisular . [15] [16] [17] La tecnología Doppler tisular , el método alternativo para la obtención de imágenes de la tasa de deformación a la tecnología de seguimiento de motas, requiere lograr una orientación paralela suficiente entre la dirección del movimiento y el haz de ultrasonidos . Su uso ha permanecido limitado debido a la dependencia del ángulo, la variabilidad sustancial intraobservador e interobservador y la interferencia de ruido. La tecnología de seguimiento de motas ha superado hasta cierto punto estas limitaciones.
Sin embargo, para lograr una calidad de seguimiento suficiente cuando se utilizan marcadores individuales, los algoritmos comerciales recurren muy a menudo a variedades de suavizado de splines que utilizan la información disponible de los ecos más fuertes, muy a menudo el anillo mitral, por lo que las mediciones regionales no son puramente regionales, sino más bien, en cierta medida, funciones de splines del promedio global. Como el método utiliza el modo B, la frecuencia de cuadros del seguimiento de motas se limita a la frecuencia de cuadros relativamente baja del modo B. Si la frecuencia de cuadros es demasiado baja, la calidad del seguimiento se reduce, debido a la decorrelación cuadro a cuadro. Esto también puede ser un problema si la frecuencia cardíaca es alta (lo que de hecho es una disminución relativa de la frecuencia de cuadros: menos cuadros por ciclo cardíaco).
El aumento de la velocidad de fotogramas en el modo B se realiza reduciendo la densidad de línea, es decir, la resolución lateral, y haciendo que el método dependa más del ángulo. Finalmente, el método en algunas aplicaciones depende del tamaño y la forma de la ROI (región de interés). En principio, el seguimiento de motas está disponible para la medición de la deformación en todas las direcciones, sin embargo, debido a la limitación de la resolución lateral en las imágenes apicales, la medición de la deformación circunferencial y transmural necesita vistas transversales paraesternales. [11] Por otro lado, en comparación con el Doppler tisular , ese método solo está disponible principalmente para mediciones longitudinales desde la posición apical. [11]
En el estudio de Cho et al., [11] tanto la deformación longitudinal derivada de TVI como la derivada de speckle tracking mostraron una correlación modesta con la deformación derivada de MRI. El análisis ROC mostró un AUC significativamente mayor para speckle tracking para detectar segmentos disfuncionales. Sin embargo, este estudio solo incluyó pacientes con enfermedad coronaria. Se ha visto que la frecuencia de cuadros más baja es un problema en la ecografía de estrés , ya que el estrés máximo muestra una frecuencia de cuadros bastante alta. [18]
Sin embargo, el principal problema del speckle tracking es cada vez más conocido: la falta de estandarización. Cada proveedor de equipos de ultrasonidos o software de análisis tiene algoritmos diferentes que funcionan de manera diferente durante el análisis. En comparaciones directas, los sesgos entre los análisis pueden ser sustanciales, especialmente cuando se comparan con una referencia externa. [19] Por lo tanto, las mediciones, los límites normales y los valores de corte son específicos solo del proveedor. Debido al secreto industrial, los detalles de los diferentes algoritmos también pueden no estar disponibles en gran medida, por lo que una investigación detallada en el modelado es difícil.
Aplicaciones clínicas de la tecnología de seguimiento de motas: