Análisis de la función ventricular derecha en resonancia

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Radiología. 2015;57(1):50---55
www.elsevier.es/rx
ORIGINAL
Análisis de la función ventricular derecha en resonancia
magnética cardíaca. Comparación de la cuantificación en los
planos eje corto y 4 cámaras
M. Souto Bayarri a,∗ , L. Masip Capdevila a , C. Remuiñan Pereira a , J.J. Suárez-Cuenca a ,
A. Martínez Monzonís b , M.I. Couto Pérez a y J.M. Carreira Villamor a
a
Departamento de Radiología, Complejo Hospitalario Universitario de Santiago (CHUS), Universidad de Santiago de Compostela
(USC), Santiago de Compostela, España
b
Servicio de Cardiología, Complejo Hospitalario Universitario de Santiago (CHUS), Santiago de Compostela, España
Recibido el 19 de septiembre de 2012; aceptado el 3 de febrero de 2013
Disponible en Internet el 23 de abril de 2013
PALABRAS CLAVE
Corazón;
Segmentación;
Resonancia
magnética cardíaca;
Función cardíaca;
Volúmenes
ventriculares
∗
Resumen
Objetivo: Comparar los métodos de segmentación del ventrículo derecho en los planos eje corto
y 4 cámaras, en los estudios de resonancia magnética cardíaca, y realizar una correlación con
el método ecocardiográfico tricuspid annular plane systolic excursion (TAPSE).
Material y métodos: Se estudiaron 26 pacientes con diversas enfermedades cardiovasculares
con un equipo de resonancia magnética de 1,5 T. Se adquirieron en todos los estudios imágenes
en modo cine en eje corto y en 4 cámaras (steady-state free precession, 6 mm de grosor de
corte, desde la base al ápex ventricular). En todos los pacientes se cuantificaron los volúmenes
telediastólico, telesistólico y la fracción de eyección del ventrículo derecho. A 14 pacientes se
les practicó también una ecocardiografía y se calculó la función ventricular derecha (TAPSE),
el mismo día que se realizó el estudio de resonancia magnética cardíaca.
Resultados: No hubo diferencias estadísticamente significativas en los volúmenes y la función
del ventrículo derecho determinados con los 2 métodos de segmentación. La correlación al estimar los volúmenes fue excelente (r > 0,95) y disminuyó levemente para la fracción de eyección
(r > 0,84). La correlación entre fracción de eyección del ventrículo derecho y TAPSE fue muy
baja (r = 0,2; p < 0,01).
Conclusión: Ambos métodos de segmentación ventricular cuantifican adecuadamente la función
del ventrículo derecho. La correlación con el método ecocardiográfico es discreta.
© 2012 SERAM. Publicado por Elsevier España, S.L.U. Todos los derechos reservados.
Autor para correspondencia.
Correo electrónico: [email protected] (M. Souto Bayarri).
0033-8338/$ – see front matter © 2012 SERAM. Publicado por Elsevier España, S.L.U. Todos los derechos reservados.
http://dx.doi.org/10.1016/j.rx.2013.02.004
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Análisis de la función ventricular derecha en resonancia magnética cardíaca
KEYWORDS
Heart;
Segmentation;
Cardiac magnetic
resonance imaging;
Heart function;
Ventricular volumes
51
Cardiac magnetic resonance analysis of right ventricular function: comparison of
quantification in the short-axis and 4-chamber planes
Abstract
Objective: To compare the methods of right ventricle segmentation in the short-axis and 4chamber planes in cardiac magnetic resonance imaging and to correlate the findings with those
of the tricuspid annular plane systolic excursion (TAPSE) method in echocardiography.
Material and methods: We used a 1.5 T MRI scanner to study 26 patients with diverse cardiovascular diseases. In all MRI studies, we obtained cine-mode images from the base to the apex
in both the short-axis and 4-chamber planes using steady-state free precession sequences and
6 mm thick slices. In all patients, we quantified the end-diastolic volume, end-systolic volume,
and the ejection fraction of the right ventricle. On the same day as the cardiac magnetic resonance imaging study, 14 patients also underwent echocardiography with TAPSE calculation of
right ventricular function.
Results: No statistically significant differences were found in the volumes and function of the
right ventricle calculated using the 2 segmentation methods. The correlation between
the volume estimations by the two segmentation methods was excellent (r = 0,95); the correlation for the ejection fraction was slightly lower (r = 0,8). The correlation between the cardiac
magnetic resonance imaging estimate of right ventricular ejection fraction and TAPSE was very
low (r = 0,2, P < .01).
Conclusion: Both ventricular segmentation methods quantify right ventricular function adequately. The correlation with the echocardiographic method is low.
© 2012 SERAM. Published by Elsevier España, S.L.U. All rights reserved.
Introducción
La resonancia magnética cardíaca (RMC) con secuencias
eco de gradiente en estado estacionario (steady-state free
precession [SSFP]) se está erigiendo como la técnica de
imagen más precisa y reproducible para estudiar la anatomía del corazón. Además, la RMC proporciona información
cuantitativa del tamaño y función ventricular y del flujo sanguíneo, así como datos muy valiosos de la viabilidad del
miocardio y la contractilidad segmentaria. Por estas razones es un método de imagen imprescindible en pacientes
con enfermedades de los ventrículos. De hecho, hay un consenso general acerca de su utilidad clínica y el método de
estudio1---5 . En la RMC estándar, el análisis de la función ventricular izquierda ocupa un lugar destacado porque es un
potente indicador diagnóstico y pronóstico de muchas enfermedades cardíacas. Pero también el análisis del volumen
y la función ventricular derecha se ha hecho fundamental,
particularmente para seguir la evolución de pacientes con
cardiopatías congénitas6 .
La cuantificación del volumen y la función del ventrículo izquierdo se basa en el «apilamiento» en el eje
corto1---5 , pero no está tan claro si esta es la mejor
herramienta para el ventrículo derecho. La función del ventrículo derecho ha sido siempre más difícil de evaluar6---8
y las imágenes en el eje corto pueden ser, según algunos autores, menos reproducibles6 . Para resolver este
problema, se ha propuesto como alternativa el plano 4
cámaras y la referencia cruzada o correspondencia biplanar
4 cámaras---eje corto, que determinan con mayor facilidad los planos de las válvulas mitral y tricúspide9---11 . El
objetivo de este trabajo es comparar la segmentación del
ventrículo derecho en los planos eje corto y 4 cámaras
con la RMC, y correlacionar los resultados con los de la
ecocardiografía tricuspid annular plane systolic excursion
(TAPSE).
Material y métodos
Pacientes
La población del estudio consistió en 26 pacientes consecutivos (3 mujeres entre 40 y 61 años, con una media de
49 años; 23 hombres, entre 19 y 75 años, con una
media de 51 años). Veinte pacientes habían sido remitidos para realizar una RMC por diversos motivos clínicos:
6 habían padecido un infarto de miocardio, 2 una posible
miocarditis, 7 por miocardiopatías (4 miocardiopatía dilatadas, una miocardiopatía hipertrófica, 2 miocardiopatías no
compactadas) y 5 pacientes con tetralogía de Fallot corregida y regurgitación pulmonar. En los 6 restantes, el motivo
del estudio fue descartar una displasia arritmogénica del
ventrículo derecho en 3 (uno de ellos resultó positivo), en 2
pacientes una sospecha de trombo apical y en un paciente
una sospecha de síndrome de Tako-Tsubo. Todos los pacientes dieron su consentimiento informado por escrito antes de
la prueba. El comité de ética aprobó el protocolo del estudio. Dadas las características del diseño, este es un estudio
transversal para comparar 2 métodos.
Técnica
Los estudios se realizaron con un equipo de resonancia magnética de 1,5 T gradiente máximo de 30 mT/m y slew rate,
125 T/m/s (Magnetom Symphony Quantum; Siemens Medical Systems, Erlangen, Alemania). Se utilizó una antena de
superficie acoplada en fase (phased array) de 4 canales.
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M. Souto Bayarri et al
Figura 1 Definición de contornos endocárdicos para el ventrículo derecho, en los planos eje corto (arriba) y 4 cámaras (abajo).
En cada uno de los 2 planos hay que prestar especial atención a una cuestión fundamental: en el plano eje corto, a la identificación
exacta del plano valvular; y en el plano 4 cámaras, a la inclusión completa del cono arterioso (tracto de salida). Secuencia SSFP:
steady-state free presesión; TD: telediástole; TS: telesístole.
El protocolo del estudio consistió en imágenes EG
balanceadas en modo cine de todo el corazón, con SSFP sincronizadas con el corazón. Las imágenes se obtuvieron en
apnea al final de la espiración, en los planos eje largo vertical, 4 cámaras y eje corto (estos 2 últimos se utilizaron para
cuantificar la función cardíaca). Se hicieron además otras
secuencias (y planos) de uso habitual en RMC, apropiadas
para cada indicación clínica. El paciente estaba en decúbito supino. En todos los estudios se realizaron entre 10 y 14
cortes en los planos de eje corto y 4 cámaras. Se utilizó una
matriz de 156 × 192 y se calcularon 25 fases para cada corte.
Grosor de corte 6 mm; TR 4,26 ms; TE 1,3 ms; flip angle 60.
Tiempo de apnea de cada corte entre 10 y 12 s. Todos los
casos fueron de calidad adecuada, y, por lo tanto, la segmentación del ventrículo derecho fue técnicamente viable.
A 14 pacientes se les practicó también una ecocardiografía el mismo día del estudio de RMC. Para estudiar la función
ventricular derecha se utilizó el análisis del desplazamiento
sistólico del plano del anillo de la válvula tricúspide (TAPSE).
Un ecografista con 14 años de experiencia (AM) se encargó
de recoger los datos.
Análisis de las imágenes
Se cuantificaron los siguientes parámetros para el ventrículo
derecho: volumen telediastólico (VTD), volumen telesistólico (VTS) y fracción de eyección (FE). Los cálculos se
realizaron a partir de las secuencias cine EG balanceadas
(SSFP) en el eje corto y 4 cámaras. Se sumaron los volúmenes
de todos los cortes del ventrículo izquierdo y del ventrículo derecho en la fase de mayor relajación y en la fase de
mayor contracción para obtener los volúmenes telediastólico y telesistólico, respectivamente (método Simpson). Se
calculó la FE en porcentaje (%) como (VTD-VTS)*100/VTD.
Para trazar los contornos del ventrículo derecho (fig. 1),
se revisaron cuidadosamente los cortes basales, próximos
al plano valvular, para no incluir la aurícula derecha. Los
músculos papilares y trabéculas se consideraron parte de
los volúmenes ventriculares. Las trabeculaciones propias del
ventrículo derecho se incluyeron en el cálculo de los volúmenes y la FE, en ambos planos, eje corto o 4 cámaras, para
disminuir la variabilidad interoperador. Se prestó especial
atención a la inclusión completa del tracto de salida12,13 .
El análisis de la función ventricular se llevó a cabo en
una estación de trabajo externa (Leonardo, Siemens Medical
Solutions, Erlangen, Alemania) equipada con un paquete de
software dedicado al posprocesado de las imágenes adquiridas en los estudios de RMC (Argus, Syngo, Siemens Medical
Solutions, Erlangen, Alemania). Para ello nos basamos en
el trazado manual de los contornos ventriculares, método
considerado como el estándar de referencia en la práctica
clínica actual. El final de la diástole (telediástole) y la sístole
(telesístole) se estableció visualmente en las secuencias en
modo cine en los planos eje corto y 4 cámaras, identificando
las imágenes de máxima relajación diastólica y de máxima
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Análisis de la función ventricular derecha en resonancia magnética cardíaca
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Tabla 1 Cuantificación de los parámetros de función ventricular derecha según los métodos de segmentación en 4 cámaras y
eje corto
Eje corto
FE (%)
VTD (ml)
VTS (ml)
Cuatro cámaras
Eje corto frente a 4 cámaras
*
Media
DE
Media
DE
rp
42,6
97,3
58,0
10,3
40,5
32,1
44,4
100,6
58,0
10,0
35,8
29,2
0,840
0,955
0,964
0,066
0,090
0,490
Los parámetros valorados se presentan como la
media ± desviación estándar. Se comprobó la distribución normal de los datos con el test de Kolmogorov-Smirnov
y se utilizó la prueba de la t de Student para muestras
pareadas para estudiar las diferencias entre los resultados obtenidos mediante ambos métodos. El intervalo de
confianza se definió en el 95% y los valores de p ≤ 0,05
fueron considerados como estadísticamente significativos.
Para el análisis de la correlación lineal se utilizó el test de
correlación de Pearson. Para evaluar la concordancia entre
ambos métodos se utilizó el método propuesto por Bland y
Altman14 .
Resultados
No se observaron diferencias estadísticamente significativas
entre los parámetros de función ventricular derecha cuantificados en los planos eje corto y 4 cámaras (tabla 1). La
correlación entre ambos planos al estimar el VTD y el VTS
fue excelente (r > 0,95 en ambos casos), y disminuyó levemente en el caso de la función ventricular (r > 0,84) (fig. 2).
La diferencia media entre los valores de los parámetros de
función ventricular obtenidos con los métodos de segmentación en los planos eje corto y 4 cámaras fue -1,8 ± 5,8%
para la FE; -3,3 ± 12,3 para el VTD; 0,0 ± 8,6 para el VTS. La
correlación entre la FE de ventrículo derecho y TAPSE fue
discreta (r = 0,2; p < 0,01).
15
10
+1,96SD
9,5
5
0
0
C
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Media
-1,8
100
-5
-10
-1,96SD
13,1
-15
-20
B
VTD eje corto - VTD cuatro cámaras
(ml)
Análisis estadístico
A
VTS eje corto - VTS cuatro cámaras
(ml)
contracción sistólica. Los contornos ventriculares se trazaron manualmente en una imagen telediastólica medial y se
propagaron a través de las imágenes telediastólicas restantes, de la base al ápex ventricular. Una vez corregidos por el
usuario, los contornos resultantes se propagaron de la telediástole a la telesístole, y se corrigieron nuevamente en caso
necesario. Un operador (MS) con 6 años de experiencia en
RMC fue el responsable de recoger los datos.
FE eje corto-FE cuatro cámaras
(%)
DE: desviación estándar; FE (%): fracción de eyección en porcentaje; VTD (ml): volumen telediastólico en mililitros; VTS (ml): volumen
telesistólico en mililitros; r: coeficiente de correlación de Pearson.
* Se considera p significativa si ≤ 0,05.
Promedio FEejo corto y cuatro cámaras (ml)
30
+1,96SD
20,8
20
10
0
0
50
100
150
200
250
Media
-3,3
300
-10
-20
-1,96SD
27,4
-30
Promedio VTD ejo corto y cuatro cámaras (ml)
-40
25
20
+1,96SD
16,9
15
10
5
0
0
50
100
150
200
Media
0,0
250
-5
-10
-15
-20
Promedio VTS ejo corto y cuatro cámaras (ml)
-1,96SD
-16,9
Figura 2 Gráficos de Bland-Altman de los parámetros de
función ventricular derecha. A) Fracción de eyección (FE). B)
Volumen telediastólico (VTD). C) Volumen telesistólico (VTS).
Discusión
Nuestros resultados muestran que la FE y los volúmenes del
ventrículo derecho, tanto en casos con ventrículos normales como dilatados, se pueden medir correctamente y con
precisión, utilizando tanto la segmentación en el eje corto
como en el plano 4 cámaras.
La evaluación de la función ventricular, y en concreto
de la función ventricular derecha, es muy importante en
las malformaciones cardíacas congénitas y enfermedades
adquiridas, y tiene un valor pronóstico determinante en los
pacientes intervenidos por tetralogía de Fallot, transposición de las grandes arterias, e hipertensión pulmonar7,9,15 .
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Por lo tanto, un método rápido, reproducible y no invasivo
que cuantifique la función ventricular derecha es de gran
utilidad clínica16,17 .
La ecografía permite determinar adecuadamente la FE
del ventrículo izquierdo18 . Sin embargo, no hay un método
ecocardiográfico apropiado para calcular la función ventricular derecha19---21 porque sus características geométricas lo
dificultan. Se han descrito varios métodos volumétricos para
cuantificar la función sistólica del ventrículo derecho. La
medida más utilizada, que se puede cuantificar como índice
de la función sistólica del ventrículo derecho, es el TAPSE
en el plano apical 4 cámaras, que en condiciones normales ha de ser superior a 2 cm. Es una medida de función
global muy dependiente de las condiciones de carga. Otros
parámetros utilizados son la velocidad S’ del anillo tricuspídeo establecido por Doppler tisular, que es un parámetro
muy reproducible, menos influido por condiciones de carga;
el índice Tei o índice de funcionamiento miocárdico, que
se utiliza para identificar el inicio exacto de la contracción
isovolumétrica; y el Strain o grado de deformación miocárdica, que puede medirse en diferentes orientaciones del
espacio (longitudinal, transversal o circunferencial). No obstante, la medida de la función ventricular por RMC se sigue
considerando como el estándar de referencia tanto para el
ventrículo derecho como para el izquierdo7,20 .
Este trabajo se ha centrado en comparar 2 métodos de
segmentación del ventrículo derecho en los planos eje corto
y 4 cámaras en estudios de RMC. En nuestro estudio, la
FE calculada en el eje corto fue ligeramente inferior a
la obtenida con la segmentación en 4 cámaras. Los resultados, sin embargo, no fueron estadísticamente significativos.
En la muestra estudiada, la segmentación en eje corto tendió a subestimar los volúmenes telediastólicos (18 de los 26
pacientes) y, por consiguiente, también la FE. Estas diferencias, en todo caso no significativas, pueden ser debidas a
que, al igual que en otros trabajos, el efecto de volumen parcial y la dificultad para analizar los cortes más basales con
la RMC pudieron haber propiciado la exclusión involuntaria
de una pequeña porción de ventrículo en la segmentación
en el eje corto. Es conocida la dificultad para delinear el
nivel valvular en el eje corto10,16 . Otro factor a tener en
cuenta, en este caso en el cálculo del volumen telesistólico
en ambos planos, es el de las trabeculaciones del ventrículo
derecho, que se hacen más prominentes en sístole y pueden dificultar la identificación del borde endocárdico. Estas
cuestiones, derivadas de las características morfológicas del
ventrículo derecho, muy trabeculado, y también debidas a
que hay efectos de volumen parcial que plantean problemas, como la definición del sector que se debe incluir en
el estudio en los cortes más basales y apicales, son de gran
importancia. La inclusión o exclusión de los cortes basales
en el eje corto es de particular interés, ya que el volumen
auricular puede ser incluido por error.
Cuando se comparan los datos que se extraen de nuestro estudio con los de trabajos de otros autores, hay que
resaltar que algunos de nuestros casos corresponden a ventrículos patológicos, aunque se han incluido pacientes con
ventrículo derecho normal, y también que hemos incluido
enfermedades de ambos ventrículos, en concreto pacientes
con tetralogía de Fallot corregida y regurgitación pulmonar, lo que puede haber producido algún sesgo en nuestro
estudio. Alfakih et al.6 compararon los planos axial y eje
M. Souto Bayarri et al
corto y establecieron que los volúmenes derivados de los
cortes axiales fueron inferiores a los derivados del eje corto
(en concreto, un 4,8% menor el volumen tediastólico). Para
estos autores, los valores calculados en el plano axial fueron
más reproducibles que los del eje corto, y, en consecuencia, recomendaron el plano axial para evaluar la función del
ventrículo derecho. Mooij et al.10 estudiaron a pacientes con
enfermedades del ventrículo derecho y la reproducibilidad
de los resultados derivados de la segmentación del eje corto
fue buena. Estos autores utilizaron la referencia cruzada
biplanar para determinar los planos basales que se incluyeron en el análisis. La referencia cruzada o correspondencia
biplanar, 4 cámaras−eje corto se ha propuesto como una
alternativa para determinar mejor los planos de las válvulas
mitral y tricúspide, y resolver el problema de la inclusión
por error de la aurícula9,10 . La fórmula parece plausible, por
lo que será objeto de nuestras futuras investigaciones.
Las limitaciones de este trabajo son varias. En particular,
la población del estudio es corta. Es necesario evaluar estas
técnicas de segmentación en un mayor número de pacientes.
Sería interesante estudiar la función ventricular derecha en
eje corto y 4 cámaras en una población general, en más
pacientes y en diferentes tipos de enfermedad cardiovascular. En concreto, sería interesante estudiar a pacientes
intervenidos para corregir la tetralogía de Fallot y la regurgitación pulmonar22 . Por otro lado, no se ha realizado en
este trabajo un análisis de la variabilidad interobservador.
Aunque ese no fue el principal objetivo de nuestro trabajo,
es importante estudiar la reproducibilidad de estas técnicas
aplicadas al ventrículo derecho, porque hay pocos estudios
que lo hayan hecho. Dada la complejidad del trazado manual
de los contornos ventriculares, la segmentación multiplanar, y las características anatómicas del ventrículo derecho,
el trazado de los contornos ventriculares fue supervisado y
consensuado por el equipo multidisplinar de autores y, en
todo caso, siempre por un radiólogo, la cardióloga participante, y un físico o un experto informático, todos con años
de experiencia en segmentación ventricular en RMC. Esto
palia en parte el no haber incluido un estudio de variabilidad, que plantearemos en un próximo estudio diseñado
específicamente a tal efecto.
En conclusión, nuestros resultados indican que tanto el
plano eje corto como el plano 4 cámaras son apropiados para
segmentar el ventrículo derecho y estudiar su función. La
correlación de los parámetros obtenidos con ambos planos
es buena. El plano 4 cámaras es una alternativa útil al plano
eje corto en pacientes en los que puede haber dificultad
para analizar los cortes más basales. La correlación entre
FE de ventrículo derecho y TAPSE fue discreta.
Responsabilidades éticas
Protección de personas y animales. Los autores declaran que los procedimientos seguidos se conformaron a las
normas éticas del comité de experimentación humana responsable y de acuerdo con la Asociación Médica Mundial y
la Declaración de Helsinki.
Confidencialidad de los datos. Los autores declaran que
han seguido los protocolos de su centro de trabajo sobre la
publicación de datos de pacientes y que todos los pacientes
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Análisis de la función ventricular derecha en resonancia magnética cardíaca
incluidos en el estudio han recibido información suficiente
y han dado su consentimiento informado por escrito para
participar en dicho estudio.
Derecho a la privacidad y consentimiento informado. Los
autores han obtenido el consentimiento informado de los
pacientes y/o sujetos referidos en el artículo. Este documento obra en poder del autor de correspondencia.
7.
8.
9.
Autorías
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Responsable de la integridad del estudio: MSB.
Concepción del estudio: MSB, LMC, CRP, JCV.
Diseño del estudio: MSB, LMC, CRP, JSC, AMM, MCP, JVC.
Obtención de los datos: MSB, LMC, CRP, MCP.
Análisis e interpretación de los datos: MCP, LMC, JSC,
JVC.
Tratamiento estadístico: MCP.
Búsqueda bibliográfica: MSB, LMC, AMM, MCP.
Redacción del trabajo: MSB, LMC, CRP, AMM, MCP, JCV.
Revisión crítica del manuscrito con aportaciones intelectualmente relevantes: JSC, JCV.
Aprobación de la versión final: Todos los autores.
10.
11.
12.
13.
Financiación
Trabajo financiado en parte por: Xunta de Galicia (expte, n◦
PGIDIT06BTF20802PR).
14.
15.
Conflicto de intereses
Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
16.
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