1er Parte
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Index FAC La evaluación con ultrasonografía de la vasculatura extra e intracraneal Dr. Carlos Ciancaglini * Jefe del Servicio de Medicina Vascular, Instituto Modelo de Cardiología de Córdoba 1era. Parte REQUISITOS PARA SU REALIZACION En Estados Unidos y Europa, la realizaci ón de estos estudios, fundamentalmente los de Eco Doppler Color, es confiada a personal Té cnico y/o M édicos debidamente calificados; la interpretació n de los mismos queda a cargo exclusivamente de M é dicos Especialistas entrenados para ello. En nuestro país estos estudios son realizados por Médicos generales o de distintas especialidades (Radiólogos, Cardió logos, etc.), a veces sin la debida preparación, tornando un estudio confiable, seguro, no invasivo y barato, en una pr áctica cuyos resultados no suelen correlacionarse con la clínica o con otros estudios menos "operador dependiente" (ej. la angiografía). Este término, que implicar ía una limitació n para alguno de los m étodos que se utilizan es, en realidad, una limitaci ón de los operadores, y, especialmente, un estímulo para que los mismos logren las condiciones de formació n y entrenamiento continuo para obtener resultados óptimos. ESPECIALIDADES BASICAS MAS APROPIADAS Si bien cualquier Médico est á en condiciones de realizar un estudio con ultrasonografía (U.S.) despué s de un adecuado entrenamiento, existen, según el American College of Cardiology (A.C.C.) [1], algunas especialidades más afines, en especial las de Medicina Interna y de Cardiología; entre las múltiples razones se encuentran: adecuado conocimiento del manejo de los factores de riesgo, concepto holístico en la interpretaci ón de los resultados y, en el caso de la última, el hecho determinante de ser quienes primero reciben al enfermo vascular periférico: típicamente, a los "cincuenta y pico" ese paciente probablemente debute con su cardiopatía isqu émica y, siendo las coronarias parte del sistema arterial, padecer de esta patolog ía multiplica varias veces el riesgo de sufrir de enfermedades en otros lechos arteriales (simultáneamente o pocos a ños despu és), comparado con el de los pacientes no coronarios (por ej. el riesgo de padecer de enfermedad carotídea significativa en los sometidos a revascularizaci ón mioc árdica es de alrededor del 20%, es decir 1:5). Sin embargo, más que una especialidad determinada que habilite a realizar estos estudios, es determinante el requisito de un adecuado entrenamiento. La curva de aprendizaje de los estudios de Eco Doppler Color Vascular es plana, probablemente m ás plana que la requerida para realizar los de Ecocardiografía Doppler Color: es decir, el n úmero de estudios necesarios para lograr un entrenamiento que permita resultados confiables es elevado, a pesar de que en muchos casos el tiempo dedicado al aprendizaje y a la realizació n de esta ú ltima práctica guarda relaci ón inversa con la primera. Además esto debe aplicarse a cada lecho en particular, multiplicando las dificultades para considerar apto a un Médico en entrenamiento; la falta de cumplimiento de estos requerimientos básicos determina estudios de calidad no adecuada [2]. Las pautas dictadas por el A.C.C. para el entrenamiento en esta disciplina (publicadas y reformadas recientemente como "C.O.C.A.T.S. II") [3] requieren de un prolongado per íodo de formaci ón, así como de la realizació n de un elevado n ú mero de estudios no invasivos y de la observación y/o ejecución de pr ácticas invasivas (angiogramas e intervenciones perifé ricas), acordes a la capacitación pretendida. Seg ún nuestra experiencia y criterio es necesario haber realizado por lo menos 450 estudios de Eco Doppler Color (distribuidos entre los órganos más frecuentemente evaluados), adecuadamente supervisados, con nombre, domicilio y teléfono/e -mail de cada paciente, fecha, lugar de realizaci ón, protocolo completo del estudio, datos clínicos, obra social, de forma tal que se puedan verificar rá pidamente los datos; obviamente, quien supervis ó los mismos debe reunir los adecuados requisitos para ello (nivel 3 del C.O.C.A.T.S.II). Asimismo, el volumen de estudios a efectuar tiene importancia en cuanto al aprendizaje y entrenamientos continuos, como ocurre con otras pr ácticas médicas o quir úrgicas: un n úmero de 30 estudios mensuales es considerado un mínimo aceptable para tal fin, con el aval de un registro como ya se describió ; también es imprescindible llevar este registro de pacientes permanentemente actualizado para comparar estudios en un mismo paciente y entre varios con patolog ía similar; existen razones m é dico-legales para que estos datos est én disponibles siempre. Conocimientos necesarios: 1) Anatomía: Este es un requisito imprescindible y difícil: el conocimiento de la anatom ía de cada órgano a estudiar, y, fundamentalmente, de su circulación arterial y venosa, requiere de un esfuerzo intelectual extra con respecto a otras pr ácticas como la cinecoronariografía o la Ecocardiografía. Además, es necesario conocer las variantes anató micas, así como la frecuencia con que ocurren en la poblaci ón a estudiar (ej. variantes en la configuración del Pol ígono de Willis para efectuar estudios de Doppler transcraneal). 2) Epidemiología: Se deben conocer la distribución y determinantes de las enfermedades cerebrovasculares (E.C.V.); esto requiere un adecuado entrenamiento en este campo, distante al de muchas especialidades y afín a otras; no só lo el conocimiento de los factores de riesgo, sino la prevalencia de las E.C.V. segú n la edad y sexo, enfermedades asociadas (ej. la cardiopatía isquémica), las zonas más predispuestas seg ú n las distintas etiolog ías de la E.C.V., la evolución natural de la misma, las t écnicas quir úrgicas y de intervencionismo a estudiar (ej. endarterectom ía), así como la experiencia adecuada para interpretar los resultados del estudio en cada paciente. 3) Física de los ultrasonidos y la hemodinamia arterial y venosa normal y patológica [4] : Recordemos que con los distintos elementos del Eco Doppler Color (Eco Modo B, Doppler pulsado y color, "Power Angio" o modo de poder o amplitud) obtenemos información indirecta; es imprescindible conocer la importancia de un adecuado ángulo de insonorizació n (ser á explicada má s adelante), y conceptos como impedancia ac ú stica, lograr una adecuada onda de Doppler pulsado, etc. También es obvio que se debe conocer la hemodinamia de los vasos a estudiar en condiciones normales y patológicas: flujo laminar y turbulento, tipos de perfil, tipos de "circuito" y la resistencia perif érica hallada, la cual puede ser el único indicio de una patolog ía distante a la zona en estudio. Bibliografía 1. Recommendations for training in Vascular Medicine, JACC, August 1993. 2. Brown OW et al.Reliability of extracranial carotid artery duplex ultrasound scanning: Value of vascular laboratory accreditation.J Vasc Surg 2004;39:366 -71) 3. COCATS II. JACC,39,7,2002:1242-1246 4. Ciancaglini C. La hemodinamia de la circulación vascular periférica normal y patológica. Rev. Fed. Arg Cardiología.Abril-Junio2003. NOCIONES DE FISICA DEL ULTRASONIDO El oído humano puede escuchar sonidos cuya frecuencia se ubica entre 20 y 20.000 ciclos (Hertz - Hz) por segundo, ubic ándose cerca del primer extremo los graves y del segundo los agudos (bajas y altas frecuencias, respectivamente). Como el poder de resolución , es decir, la capacidad de diferenciar dos puntos vecinos, varía en forma directamente proporcional a la frecuencia e inversamente proporcional a la longitud de onda, se usan éstas últimas de muy alto rango. Cómo es esto?: la velocidad del sonido es la misma en los tejidos, es decir alrededor de 1560m/s, independientemente de la frecuencia usada. O sea que si enviamos un sonido de, por ejemplo, 7.000.000 de ciclos (7 Megahertz o MHz), éstos deben "caber" en esa distancia; si dividimos ambos valores, obtendremos la longitud de onda: para esa frecuencia de transductor, é sta es de 0,22mm. Si usáramos uno de 3,5MHz, la misma es de 0,46mm; como la resoluci ón equivale al doble de la longitud de onda, es obvio que con el primer transductor podremos diferenciar puntos separados por alrededor de 0,5mm, y con el segundo aquellos distantes alrededor de 1mm. Esto se representa por la fórmula: (1) & = c/f donde c= 1560m/s (velocidad del sonido en los tejidos) y f = frecuencia de emisió n del transductor Sin embargo, cuanto mayor es la frecuencia de emisi ón del sonido, menor es su poder de penetració n en el cuerpo, es decir, podremos ver mejor objetos superficiales; para ver órganos profundos, en cambio (como los intraabdominales) deberemos usar transductores de menor frecuencia, sacrificando poder de resolución; este es el compromiso que el operador de Ecodoppler debe realizar frente a cada estudio: elegir un transductor de frecuencia tal que permita la mejor resolució n para la profundidad del órgano a estudiar, es decir la penetración. Estamos hablando de frecuencias muy elevadas (millones de ciclos por segundo o Megahertz - MHz), muy por encima del nivel audible, por lo que estas frecuencias se denominan ultrasonido. Algo similar a lo que ocurre con la ecografía se da en los estudios de flujo con Doppler: cuanto mayor la profundidad del órgano cuyo flujo queremos estudiar, menor la frecuencia del transductor a utilizar; también, como veremos más adelante, cuanta mayor la velocidad del flujo, mayor la desviación Doppler; para esto tambi én se deben utilizar transductores de baja frecuencia frente a velocidades altas a los fines de evitar el "aliasing" con el Doppler pulsado. ¿Qué es el "aliasing"?; tal vez la mejor forma pr áctica de explicarlo es comenzar por definir los distintos tipos de Doppler. El Doppler continuo es aquel que usa dos transductores: uno para recibir ("escuchar") y otro para emitir el ultrasonido; imaginemos dos personas que se dedican exclusivamente a una u otra tarea; no existir án problemas para detectar el nivel superior de velocidad; lamentablemente, no podremos saber la zona o profundidad en el camino del haz ultras ónico donde se produce el fen ómeno. El Doppler pulsado usa un solo cristal que en forma muy breve emite un "disparo" de ultrasonido y el resto del tiempo "escucha", midiendo el tiempo de retorno del mismo; como conocemos la velocidad de transmisión en los tejidos del sonido (1560m/s), ese tiempo cronometrado y dividido por dos (ida y vuelta) dar á precisamente la distancia en la que se produjo la muestra; variando el tiempo de espera, podremos variar la profundidad de exploraci ón; lamentablemente, como ocurre con las ruedas del carro en las películas (que parecen ir hacia atr ás) puede darse un fenó meno parad ójico: el "aliasing"; la velocidad de transmisión del sonido en los tejidos es invariable y si demoramos mucho tiempo en escuchar porque la profundidad o la velocidad de los flujos son excesivas, no sabremos si los gló bulos rojos van o vienen, dando resultados equ ívocos e imposibilitando la medició n de los mismos; gracias a Dios, la tecnología ha avanzado de tal manera que pueden medirse flujos de muy alta velocidad con los equipos actuales y, a diferencia de la patolog ía valvular card íaca, generalmente el Doppler pulsado sirve adecuadamente para la evaluaci ón de la patolog ía vascular periférica; el agregado del Doppler pulsado a la ecografía en Modo "B" ("brillo") con escala de grises se conoce como ultrasonografía duplex. El Doppler Color es una forma de Doppler pulsado, participando de la mayor ía de sus ventajas y limitaciones; consiste en una serie de muestras de Doppler pulsado efectuadas en una zona relativamente amplia del órgano cuya vasculatura debemos estudiar; como tal, debe resignar parte del tiempo pues ser ía virtualmente imposible "escuchar" en toda esa zona con la fidelidad del Doppler pulsado; en este caso, los equipos realizan un promedio de los datos; este hecho limita la agudeza diagnó stica del Doppler Color pero permite una visión panor ámica de la regió n en estudio, y as í colocar el volumen de muestreo del Doppler pulsado en el sitio preciso, brindando esta posibilidad de "mapeo", una certeza y rapidez de análisis inalcanzables con los equipos en blanco y negro o "duplex". El Efecto Doppler Han transcurrido muchos años desde que en 1842, el brillante f ísico austríaco Christian Johann Doppler, bas ándose en las herramientas m ás poderosas del ser humano (la observación y la inteligencia), describiera, viendo las estrellas, el fen ómeno que hoy nos ocupa; probablemente ni se imaginaba las consecuencias que en la Ciencia, la guerra y la salud tendr ían tales observaciones; observ ó có mo las estrellas variaban su color hacia el rojo (la mayor ía) o el azul, cuando todas emiten similar tono de luz; debido a que el universo se expande, la mayor ía de las estrellas se alejan, tornando su luz al color rojo (a diferencia de lo que por nomenclatura se da en los equipos de EcoDoppler Color) y las que se acercan lo hacen a la inversa. Este fenó meno ocurre con todas las ondas, a ún las de un bote en el agua, y se basa en el hecho de que, cuando un objeto emite una onda y otro la recibe, si existe una diferencia relativa en la velocidad entre ambos (porque ambos tiene velocidades diferentes o uno est á quieto y el otro no) la frecuencia emitida no es la misma que la recibida; esta última, diferente de la primera, ha sufrido una variació n llamada desviación Doppler (o "Doppler shift", en ingl és) que es directamente proporcional a la diferencia de velocidad entre el emisor y el receptor. Tres añ os más tarde, el físico holand és Buys Ballot, queriendo destruir la teoría de Doppler, sólo consiguió corroborarla (usando m úsicos que tocaban instrumentos de viento en notas o frecuencias preestablecidas sobre el vag ón de un tren en marcha a velocidad constante). Usos comunes del Doppler abundan en nuestra vida de todos los d ías, pero tal vez nos sea ú til recordar el del policía de tránsito y su "radar": nosotros seremos el polic ía, el equipo usado enviará sonido (ultrasonido) en vez de radiofrecuencia y los objetos a evaluar no ser án autos en una autopista, sino los glóbulos rojos en las arterias y venas; nuestra investigaci ón permitir á saber la velocidad de los mismos (no mediremos flujo a menos que se correlacione con el área) y la direcció n o sentido de circulación; si el receptor se acerca al emisor, la frecuencia recibida aumentará y si se aleja é sta se reducirá (Figura 1). Figura 1: El efecto Doppler y la percepción de las ondas según el emisor y el receptor se alejen o acerquen entre sí. Recordemos que, en la correlación con la angiografía para detectar estenosis -o sea reducción del di ámetro vascular - es importante la medición precisa -para lo que es importante ubicar en el sitio más estrecho, de mayor velocidad, a la muestra de volumen o "sample volume"-de las velocidades de los eritrocitos durante las fases del ciclo card íaco; tambi én el Doppler pulsado y el color permiten detectar alteraciones en el orden del "tránsito", que pasa de ser ordenado (laminar) a caó tico (o turbulento), otra de las características de las estenosis; incluso, podemos valorar c ó mo se ordenan los glóbulos rojos a lo largo de la luz (el perfil de flujo), ya sea plano (con velocidades similares desde la periferia hacia el centro) o parab ólico (en continuo aumento desde la pared arterial hacia las capas centrales). En la circulaci ón, los glóbulos rojos act úan como receptores del sonido emitido por el equipo a una frecuencia dada (f 0 ) y, a su vez, como emisores secundarios del mismo de vuelta al transductor; é ste recibe entonces un sonido con una frecuencia diferente (f 1 ); la diferencia entre f 0 y f 1 es la desviación Doppler y, como se dijo, es directamente proporcional a la velocidad de la sangre (pues el transductor est á quieto). Otro hecho muy importante a tener en cuenta es que la velocidad de los flujos sangu íneos constituyen la llamada velocidad real; lo que el equipo de Doppler mide es la "sombra" o proyección de esa velocidad sobre el plano del haz ultras ónico (la llamada velocidad radial o v (R)); é sta constituye el producto de la primera por el coseno del ángulo que forman el flujo del vaso con el haz de insonorizaci ón (ángulo Figura 2); este concepto es muy importante dado que su desconocimiento constituye una muy frecuente causa de error operativo en los estudios vasculares perif éricos con EcoDoppler, como se verá más adelante. En resumen, al efectuar un estudio de este tipo, obtendremos una frecuencia que es la diferencia entre las frecuencias emitida y recibida, y que depende de la velocidad del flujo sangu íneo y del ángulo que exista entre el plano del haz ultras ónico y el plano de la circulaci ón; se cuantifica por la f ó rmula: (2) Desviación Doppler (Dd) (f 0 - f1 ) = v . cos θ (o sea la v (R)) Esta se deriva de: (3) Dd = 2 f 0 v (R) . c El número 2 se aplica porque los eritrocitos se mueven hacia el transductor, duplicando realmente la velocidad; como f 0 es la frecuencia emitida y c (la velocidad del sonido en los tejidos) es muy grande, ambos té rminos pueden ser eliminados, dando (2). ¿Qué es lo que escuchamos al hacer estudios de Doppler?; en realidad, no es exactamente el sonido del flujo sanguíneo como se puede auscultar con el estetoscopio, sino la consecuencia de una coincidencia; veamos: a las velocidades usuales de los flujos sanguíneos (a ún en condiciones patol ógicas de estenosis marcadas), la desviación Dopple r (Dd) está dentro del rango audible; un ejemplo: si usamos un transductor de 7MHz, y estudiamos una estenosis cuya velocidad de flujo sea de 1,8m/s: 2 x 7.000.000 x 1,8 m/s % 1560m/s = 16153 Hz Como este es un sonido cuya frecuencia est á por debajo de los 20.000 Hz, el equipo le asigna un sonido en los parlantes que es perfectamente audible para nuestro o ído humano. Las turbulencias aumentan el poder de reflexi ón pues los remolinos, por la fuerza centr ífuga, separan el plasma de los glóbulos, alter ándose así la distribuci ón uniforme de los mismos, aumentando su poder de reflexión; esta es la explicació n de por qué en los flujos turbulentos se escuchan señales má s fuertes que en el caso de flujos laminares. Recordemos que la energ ía reflejada var ía con la frecuencia de emisión del transductor utilizado, aumentando con la cuarta potencia de la misma; por otra parte, existe el inconveniente de que al mismo tiempo disminuir á el poder de penetraci ón. Representación gráfica de los datos: Génesis de la onda de Doppler Pulsado El equipo emite a trav és del transductor la frecuencia de emisió n o de transporte ("carrier frequency"), la que se reflejar á en los gló bulos rojos, como se dijo; la frecuencia recibida de vuelta representa una mezcla compleja de frecuencias, más complejas cuanto mayor la anarqu ía de las velocidades radiales ( Figura 2) de los eritrocitos (tiene aquí tanta importancia la velocidad real de los mismos como el ángulo entre el haz de insonorizació n y el plano de desplazamiento); es decir, en caso de flujos turbulentos, con desplazamientos aleatorios en remolinos, los ángulos de insonorización van desde el 0 a los 90 °, y, por lo tanto, los cosenos varían entre 1 y el 0, respectivamente; cualquier velocidad real, multiplicada por esos valores de cosenos, dará velocidades radiales muy diferentes. Figura 2: La ecuación Doppler Los equipos de U.S. expresan los resultados en tres planos: un eje x (horizontal) donde se produce un desplazamiento temporal (como ocurre con el papel de registro de los ECG) y representa la variable tiempo; un eje y (vertical) que representa las frecuencias de la Dd o su sinónimo en la cl ínica, las velocidades radiales; y un eje z (sagital) que representa la potencia o amplitud de la onda de reflexió n y que se representa por la intensidad del gris en la pantalla (cuanto mayor el n úmero de reflectantes para una frecuencia dada, más densa la señ al representada) (Figura 3). Figura 3: G énesis de la onda Doppler y los ejes de representación espacial (X, Y, Z) A su vez, en la pantalla se muestra la direcci ón del flujo; como se dijo, si éste se dirige hacia el transductor la onda Doppler ser á "positiva", es decir se inscribir á por encima de la línea de base; a la inversa, cuando el flujo escapa del transductor la onda será negativa, inscribié ndose por debajo de la misma; esto puede ser invertido seg ún la voluntad del operador por medio de una tecla, tanto para la se ñal de Doppler pulsado como para el color (por convención, las se ñales positivas se corresponden con el color rojo y las negativas con el azul). Nomenclatura de la onda de Doppler Pulsado: Las denominaciones a las diferentes partes de la onda Doppler en el tiempo est án claramente representadas en la Figura 4. También se destaca el cambio de perfil desde la s ístole (plano) a la diástole (parabólico) y el cambio secundario en la ventana ac ústica espectral de la onda Doppler (ascenso limpio y "empastamiento" de la pendiente de descenso, respectivamente). Figura 4: Nomeclatura de la onda Dopper v.p.s.: velocidad de pico de s ístole. v.f.d.: velocidad de fin de diástole. v.a.e.: ventana ac ústica espectral. TIPOS DE CIRCUITO VASCULAR SEGÚN LA RESISTENCIA PERIFÉRICA (Figura 5) Los ó rganos nobles (cerebro, miocardio, riñó n, etc.), necesitan el aporte de sangre durante todo el ciclo card íaco (sístole y diá stole); para ello, está n diseñados de manera que las resistencias perif éricas son bajas, esto permite que el flujo sea similar durante ambas fases de la circulación; por lo tanto, debido a la ecuaci ón de continuidad, las velocidades sist ó licas y diastó licas no tienen gran diferencia. Por el contrario, aquellas zonas del cuerpo con gran masa muscular y/o de piel (ej. los miembros), sólo reciben en condición de reposo (la usual) sangre durante breves per íodos; por ello es que están diseñados para funcionar con resistencias periféricas elevadas, y la sangre circula con gran caudal en una fracción de la sístole; no existe pr ácticamente circulaci ón durante el resto del ciclo y, por la ecuaci ón de continuidad ya citada, la velocidad es muy elevada, el perfil de flujo plano y se nota una gran diferencia entre sístole y diástole, siendo un rasgo normal la presencia de flujo retr ógrado (o de "aceleración negativa", de forma similar a lo que ocurre cuando un auto frena: contin úa avanzando aunque la tasa de aceleraci ón se invierte). Obviamente, esto cambia en circunstancias fisiol ógicas (ejercicio muscular, temperatura elevada con vasodilataci ón cutánea secundaria, etc.) y patoló gicas: só lo un cambio en el patró n del flujo del circuito en estudio (de baja a alta resistencia perifé rica o viceversa) puede ser el único indicio de una patolog ía (ej. estenosis cr ítica u oclusión de una car ótida interna en su porci ón intracraneal con cambios proximales en la diástole por presencia de una resistencia anormalmente elevada en la zona enferma o, por lo contrario, vasodilataci ón por isquemia en la arteria tibial posterior o pedia en oclusiones femorales superficiales y/o poplíteas, con onda monofá sica y flujo diast ólico prominente). Figura 5: Los dos tipos de circuito arterial, de alta y de baja resistencia. PRECAUCIONES A TOMAR EN LA INTERPRETACION Y REALIZACION DE LOS ESTUDIOS VASCULARES PERIFERICOS POR ULTRASONIDO: Es com ún que al solicitar el m édico especialista de alguna de las m últiples á reas relacionadas con la patolog ía vascular periférica un estudio por ultrasonido de las mismas reciba un informe detallando aspectos diagn ósticos en ciertas arterias y/o venas basados en ondas denominadas "espectro Doppler" y matizados con términos confusos como "ventana ac ú stica espectral", "envelope", "morfolog ía de la onda Doppler", etc. De igual forma, si se utilizó el Doppler color, observar "mosaico", flujo arterial o venoso "coloreado" en azul o rojo, etc. Deben existir conocimientos b ásicos acerca de la semiolog ía de la onda Doppler para poder interpretar correctamente el test solicitado y evaluar la calidad del estudio, detectando posibles errores cometidos al realizar el estudio. 1) AREA vs. DIAMETRO/ Concepto de ESTENOSIS CRITICA (Figura 6) Figura 6: Relaci ón entre área y diámetro (extremo inferior) y el mecanismo de compensación de reducción de la luz por medio del aumento de la velocidad, así como su agotamiento en estenosis muy cerradas (concepto de estenosis crítica). Para que ocurran cambios en la presión y en el flujo distales, cerca del 90% del área de la aorta debe estar reducida. Los vasos m á s peque ños, como las arterias ilíacas, femorales, caró tidas y renales, requieren reducciones del área luminal algo menores, entre el 70 y el 90%. Es importante diferenciar entre porcentaje de reducci ón en el área o en el di ámetro luminal: por ejemplo, una disminuci ón en el di ámetro del 50% se corresponde con una reducci ón del 75% en el área luminal y, una reducción del 66% del diá metro se corresponde con un estrechamiento del área de aproximadamente el 90%. La repercusión hemodin ámica de una determinada lesión, depende de factores como: 1) la severidad de la estenosis y su longitud (a igual severidad, cuanto más larga sea, mayor ser á su repercusión hemodin ámica), as í como de la presencia de lesiones en serie ("en tandem"), que act úan agravando un determinado porcentaje esten ótico luminal con respecto a una lesió n ú nica de severidad comparable; 2) la irregularidad de la superficie endotelial; 3) la forma de la placa esten ótica (abrupta o gradual); 4) la relaci ón entre el grado de estrechez respecto de la luz del vaso normal; 5) la magnitud del flujo sangu íneo; 6) el gradiente arteriovenoso y 7) la resistencia periférica distal a la estenosis. El concepto de estenosis cr ítica (aquella que causa reducción del flujo y de la presi ón), ocurre en forma relativamente rápida cuando se llega a un grado determinado de estrechamiento en el diá metro y área luminales. Éste es un concepto muy simplificado que, en condiciones fisiopatológicas, varía en función de m ú ltiples factores, en especial con los cambios en la resistencia periférica y los aumentos de flujo, como los que ocurren durante el ejercicio, maniobra utilizada para detectar lesiones no significativas en reposo pero que causan síntomas cuando el paciente camina. Como se dijo, dos o m ás lesiones en serie producen un efecto hemodin ámico mayor que otra lesi ón única cuya longitud sea equivalente a la suma de las anteriores pues la pérdida de energía en las lesiones en tandem, excede largamente a la que resulta de la resistencia por fricci ón de una estenosis solitaria. 2) Efectos proximales y distales de la obstrucción arterial Como se dijo al describir los tipos de circuito circulatorio, en condiciones normales las arterias que irrigan territorios de alta resistencia perifé rica (músculos, piel, etc) presentan ondas Doppler trif ásicas (con un pico sistó lico de ascenso r ápido, seguido de flujo protodiast ó lico invertido y luego de flujo anterógrado hasta la telediástole) o bifásicas (s ólo aparecen los dos primeros componentes), con marcada variació n en la velocidad, y deducimos, en el flujo sangu íneo, en s ístole y diástole. Las arterias que irrigan circuitos de baja resistencia (por ejemplo, la car ótida interna) presentan flujo sistólico y diast ó lico bastante parecidos y, por lo tanto, la velocidad no cae a cero en ningú n momento del ciclo cardíaco. Sin embargo, como ya se dijo, tanto condiciones fisiológicas como patológicas, pueden alterar la morfología de las ondas. Por ejemplo, normalmente despu és de un ejercicio vigoroso que causa vasodilatación y reduce la resistencia perif érica, se puede observar un patr ón de baja resistencia con flujo monofásico, en la arteria de una extremidad. Este mismo patrón monofásico puede detectarse patológicamente ante una vasodilataci ón extrema distal a una obstrucci ón crítica ("damping") ( Figuras 7 a y b ). Por el contrario, se puede ver un patr ón de alta resistencia en presencia de vasoconstricción fisiol ógica (frío) o proximal a una obstrucción arterial distal. Por lo tanto, la interpretación del estudio Doppler requiere conocer las características de la onda normal en un vaso determinado, y las condiciones fisiol ógicas en las que se ha registrado (frío o calor, ejercicio, etc.). Figura 7 a: Efectos de una estenosis sobre la onda Doppler. Figura 7 b: Clasificación de los efectos sobre la onda de Doppler por a una estenosis en primarios, secundarios y terciarios. En condiciones patoló gicas y en reposo, el flujo de una extremidad puede ser normal en presencia de una estenosis severa o incluso frente a una oclusión total, debido al desarrollo de circulaci ón colateral y a una vasodilataci ón periférica máxima secundaria a la isquemia. El flujo está reducido en reposo sólo cuando la oclusión es aguda y la circulación colateral no tuvo tiempo para desarrollarse o, en las obstrucciones cr ó nicas, cuando son muy extensas y/o consisten en dos o más lesiones en serie. En las lesiones únicas, el flujo se afecta cuando aumenta el volumen sanguíneo a su trav és, como acontece durante el ejercicio. En resumen, los efectos de los procesos obstructivos sobre el flujo de un vaso, se manifiestan por alteraciones en la morfolog ía de la velocidad que pueden verse en forma proximal y distal a la lesión, y que han sido clasificados por Spencer en primarios (en la zona de la estenosis), secundarios (proximales o distales a la misma) y terciarios, a nivel de la circulación colateral ( Figuras 7 a y b ). Hay aspectos que deben remarcarse: Estas manifestaciones de lesió n arterial son rasgos diagnósticos claves y por lo tanto, deben conocerse perfectamente. l l Los cambios en la pulsatilidad proximal y distal ocurren en casos de estenosis severas u obstrucci ón total, sin diferenciar entre ambas. Las alteraciones proximales y distales de la onda Doppler pueden atenuarse si existe una excelente circulaci ón colateral. Por ejemplo, la onda en la caró tida primitiva puede ser normal incluso en presencia de oclusión de la carótida interna, si se desarrolló flujo colateral masivo a través de las ramas de la carótida externa. l Más importante, los efectos distales de las lesiones obstructivas pueden ser detectables solamente en presencia de stress hemodinámico. Por ejemplo, la onda distal a una estenosis de la arteria il íaca puede ser normal en reposo, pero se altera marcadamente ("damping") al ejecutar ejercicio sobre una banda deslizante (treadmill) o al inducir hiperhemia en el miembro afectado. 3) Efecto del ángulo de incidencia sobre la morfologáa del espectro de la onda doppler: Si recordamos la ecuación Doppler (Fig 2): fD = fr - fo = 2 fo v/c x cos θ , vemos que todos los factores deben multiplicarse por el coseno del á ngulo formado entre la incidencia del haz ultras ónico y la luz del vaso en estudio; así, por ejemplo, con un ángulo de 90° cuyo coseno es cero, se altera dram áticamente el resultado final, cualquiera que sean los valores de las otras variables. Las mejores señ ales Doppler se obtienen cuando el ángulo est á entre 30 ° y 60° y se recomienda que sea inferior a 60°, dado que ángulos m ás obtusos producen una rá pida progresió n del margen de error ( Figuras 8 y 9). Aún con la correcció n artificial que ofrecen los equipos de U.S., existe un error probable ("correcci ón de ángulo") dada la sobre o infravaloración del mismo: por cada grado de equivocaci ón en la correcci ón el error es del 3% para un ángulo de 60 ° y superior al 5% para otro de 70° ; es decir que si nos equivocamos apenas en 10° en la corrección (margen muy factible) el error final ser á , respectivamente del 30% y del 55%; un ejemplo: una velocidad real de 1m/s resultará en una de 1,30 para un ángulo de 60 ° y de 1,55m/s para otro de 70°. Figura 8: Velocidad real radial y coseno del ángulo Figura 9: Efecto del ángulo sobre la velocidad radial. También existen modificaciones en la onda Doppler que son imposibles de corregir ( Figura 10 ). Figura 10: Cambios en la morfología de la onda Doppler por un ángulo incorrecto (foto izquierda) y su comparación con un ángulo correcto (foto derecha), que son imposibles corregir . Debido a la discordancia entre los requerimientos del estudio de la imagen (interfases) y el de los flujos sanguíneos (Doppler) en diagn óstico vascular, es muy importante poder dirigir separadamente las im ágenes en la escala de grises respecto a los obtenidos con Doppler color. Esto también es útil para evaluar obstrucciones calcificadas. 4) Tamaño y localización de la muestra de doppler pulsado (Figura 11 y Figura 12): El espectro de la onda Doppler surge de la información contenida en un pequeño espacio o volumen acerca de la desviació n (o "shift") producida en la frecuencia de emisión. Según la localización y el tamaño de la muestra, se producen importantes variaciones en su morfología. Cuando es muy grande, el transductor recibe una amplia distribución de velocidades que var ían segú n la distancia a la que se encuentran los eritrocitos respecto a las paredes del vaso en estudio (recordemos que a ún con flujo laminar, son má ximas en la zona central y que se reducen por fricción cuanto mas nos aproximamos a la periferia del vaso). Si se abarca todo ("ventana espectral" máxima) se provoca un ensanchamiento espectral artificial, que simula condiciones patol ógicas de flujo turbulento. En consecuencia, la muestra Doppler en estudios diagn ósticos vasculares debe ser lo m ás peque ña posible y debe ubicarse en el centro del vaso. Figura 11: Tamaño de la muestra y morfolog ía de la onda Doppler. Figura 12: Localización de la muestra a lo largo de la luz del vaso y morfología de la onda Doppler. 5) Criterios para seleccionar la frecuencia optima del estudio: Para estudiar en escala de grises, se debe tener en cuenta que existe una p érdida significativa de penetración del haz ultras ónico a medida que aumenta la frecuencia. Adem á s, para una misma frecuencia, se produce una rápida p érdida en la potencia de los ecos que retornan, a medida que se incrementa la profundidad de la estructura en estudio. Para estudios de flujo, la frecuencia Doppler transportadora ("Doppler carrier frequency"), o sea, la frecuencia enviada por el transductor (frecuencia de emisió n), y sobre la cual se producen las desviaciones ("shifts") ocasionadas por el movimiento de los eritrocitos en forma directamente proporcional a su velocidad de desplazamiento (dado que el transductor tiene velocidad 0), var ía con la profundidad del vaso a estudiar y as í, a medida que aumenta la profundidad, disminuye la velocidad m á xima del flujo que podemos detectar. A cualquier velocidad, las frecuencias m ás bajas permiten detectar las velocidades m ás altas. 6) Alteraciones normales del flujo: La presencia de flujo turbulento puede indicar alteraciones patol ógicas, pero no siempre es as í: "kinks" (tortuosidades), curvas y ramificaciones arteriales pueden producir flujo anormal en vasos sin estenosis. Su ejemplo más notorio es la presencia de un área de flujo reverso normal en el bulbo carotídeo que es detectable con Doppler color y su desaparició n puede, parad ójicamente, significar presencia temprana de patología vascular. Como se dijo previamente, la distribución de las velocidades del flujo sangu íneo sigue un patr ón laminar con forma plana o parcialmente parabó lica, siendo más altas en el centro del vaso y disminuyendo hacia la periferia en función del cuadrado de la distancia, hasta alcanzar las paredes, donde el flujo es casi est ático. Este patr ón normal se altera en bifurcaciones o en segmentos tortuosos, adoptando un perfil oblicuo, donde las velocidades más altas se sitúan, dependiendo del perfil de ingreso, en la zona de curvatura externa (si el mismo es parab ólico) o en la interna (si es plano), la cual se detecta con Doppler pulsado y/o color (Figura 13). Generalmente en los vasos normales no existen alteraciones marcadas del flujo. Las formas más manifiestas y aún las vibraciones transmitidas a la pared arterial ("soplos visibles", Zwiebel) indican patolog ía hemodin ámicamente significativa. 7) Diferenciación entre car ótida externa e interna: El punto más crucial en un estudio de la porción extracraneal de las arterias del cuello, pobablemente radique en no confundir ambas ramas de la car ótida primitiva. Los rasgos de pulsatilidad -típicos de arterias de alta resistencia -, la maniobra de "tapping" o golpeteo en la zona preauricular y la presencia de colaterales, en general permiten identificar f á cilmente la carótida externa y diferenciarla de la interna ( Figura 14 ). Sin embargo, en ciertas condiciones -como ante lesiones severas u oclusiones de é sta última-, la car ótida externa brinda importante circulaci ón colateral a la interna homolateral, adquiriendo ciertas caracter ísticas de flujo de baja resistencia (flujo y velocidades diast ólicas elevados), que hacen dif ícil el diagn ó stico diferencial. También, en caso de lesi ón distal severa de la car ótida interna, se puede alterar la onda Doppler, aumentando su pulsatilidad y perdiendo las caracter ísticas de flujo diast ólico aumentado. Es por esto que la evaluación y diferenciación de ambas car ótidas debe hacerse utilizando todas las maniobras diagn ósticas disponibles, no pasando al siguiente paso del estudio sin haber logrado un trazado convincente de ambas. Figura 14: Maniobra de "tapping" por el golpeteo de la zona preauricular. 8) Limitaciones y utilidad del doppler color: Como con cualquier técnica Doppler -y el Doppler color es una variante del Doppler pulsado, con un n úmero muy elevado de muestras promedio simultáneas de éste-, el flujo sangu íneo no es detectable en los vasos perpendiculares al haz ultras ónico (el coseno de un ángulo perpendicular, de 90 ° es cero). Por lo tanto, cuando el ángulo Doppler no es adecuado, se puede hacer un diagnó stico falso positivo de oclusión vascular. También debe recordarse que los colores son un código num é rico de direcció n, velocidad, amplitud o número de reflectores y variancia o dispersi ón de las velocidades, por lo que no se debe tomar al rojo como arterial y al azul como venoso. Tampoco siempre el rojo indica flujo hacia el transductor y el azul la dirección opuesta, pues ambos pueden y deben ser manejados discrecionalmente por el operador. Si los controles de ganancia del Doppler color se ajustan incorrectamente y se utilizan valores muy elevados, el color puede inundar las im ágenes de la escala de grises de estructuras vecinas, oscureciendo potencialmente la patología vascular. Por ejemplo, en estudios de patología venosa, se pueden enmascarar trombos no oclusivos y, en las car ótidas, las placas de ateroma. La capacidad del Doppler color para detectar flujo de baja velocidad en una luz residual muy pequeña, puede diferenciar una oclusión arterial de una suboclusión con poco flujo residual; sin embargo, el uso del modo de poder o amplitud (o "power angio") es superior al primero para este fin, lo cual es muy importante para decidir conductas quir úrgicas de revascularizaci ón o endarterectomía (carotídea por ejemplo). Otra utilidad del Doppler color es la posibilidad de evaluar lesiones "escondidas" tras placas calcificadas, donde el haz ultras ónico del Doppler pulsado no puede penetrar. Las caracter ísticas del flujo inmediatamente distal a la lesió n, su velocidad, y sobre todo la presencia de "mosaico" (flujo turbulento) permiten detectar estenosis significativas. 9) Correlación con la angiografía: Se debe recordar que el estudio ultras ónico de las carótidas, especialmente en las internas, permite evaluar lesiones del 50% o mayores, dado que los cambios en la velocidad del flujo son m ínimos cuando las estenosis reducen el diámetro de la luz en menos del 50%. Si bien el ensanchamientro de la ventana espectral puede significar grados menores de lesión, dicho hallazgo no es espec ífico, debido a que, como se dijo anteriormente, depende de factores técnicos. En los protocolos de estudio de arterias car ótidas internas utilizados en la mayoría de los estudios multic éntricos y, actualmente, en los servicios de diagnó stico vascular, las lesiones se categorizan en grupos, de acuerdo al criterio usado en los grandes trabajos multic éntricos: por encima del 50% (lesiones significativas, es decir que alteran el flujo y adem á s adquieren importancia clí nica)aquellas nosotros utilizamos el criterio de clasificació n siguiente: lesiones moderadas (entre un 50 y un 69%; lesiones severas (entre el 70 y el 89%); del 90 al 99% (lesiones cr íticas) y oclusiones totales ( éstas evaluadas con "power angio", Doppler color y Doppler pulsado); las lesiones menores al 50% se llaman no significativas. Por lo tanto, es riesgoso y probablemente inexacto (adem ás de innecesario), informar una lesión de la carótida interna como " lesión de un 30%, o "de un 40%", o dar cifras exactas "de un 75%". 10) limitaciones de las mediciones de pico de sístole y fin de diástole: El parámetro mejor documentado y más confiable para medir la severidad de la estenosis carotídea es la velocidad sistólica pico medida en la zona esten ótica, la cual guarda una relació n lineal con la magnitud de la estenosis hasta un diá metro luminal residual de 1 a 1,5 mm (reducción del di ámetro de aproximadamente 90%). Por encima de este valor, la velocidad cae como consecuencia de la resistencia al flujo (Figura 6). Ambas velocidades pueden variar ligeramente entre un estudio y otro por cambios en la fisiolog ía cardiovascular (tensi ón arterial, frecuencia card íaca, gasto cardíaco, resistencia perif érica y elasticidad arterial) que alteran los resultados tanto en personas normales como en pacientes con estenosis. En ausencia de patolog ía arterial, un hipertenso tiene valores superiores a los de un normotenso; incluso en presencia de estenosis, las velocidades pueden estar falsamente reducidas en pacientes con bajo d ébito card íaco. Otro factor que altera las mediciones de las velocidades sist ólicas y diastólicas es la presencia de obstrucci ón carotídea contralateral o en las arterias vertebrales; el aumento resultante, consecuencia de la circulació n colateral, incrementa engañ osamente las velocidades en la car ótida contralateral. Por el contrario, una estenosis proximal de la car ótida primitiva o del tronco braquiocefálico, puede reducir el flujo y las velocidades, enmascarando posibles lesiones de la car ótida interna homolateral. Para detectar estas potenciales causas de error se deben comparar las velocidades de ambos lados (en caso de cardiopatía con bajo débito éstas est án reducidas sim é tricamente). También deben usarse los índices de velocidad para medir las estenosis y evitar los efectos de las variaciones fisiol ógicas y de las lesiones en tandem (en carótida primitiva e interna del mismo lado): una relaci ón sist ó lica pico car ótida primitiva/car ótida interna de 1,8 indica una lesió n de por lo menos el 60% y una de 3,7 mayor o igual al 80%. La relació n de velocidad diastó lica pico car ótida primitiva/car ótida interna es muy útil para lesiones severas de la car ótida interna: un valor mayor de 5,5 es altamente predictivo de reducciones en el di ámetro luminal de por lo menos el 80%. CONCLUSIONES: Las mediciones se refieren a reducciones del diámetro luminal que se corresponden con valores muy inferiores del área luminal residual. Se debe conocer el trazado normal del vaso a estudiar y las condiciones fisiol ógicas en las que se efectu ó el estudio. Tambi én las alteraciones que sobre la onda Doppler proximal y distal a una lesi ón crítica, son producidas por ésta ("damping" y/o aumento de la pulsatilidad). Comprobar que el ángulo de incidencia entre el haz ultras ó nico y la luz del vaso en estudio est á bien tomado y que su valor est á por debajo de 60 °-70°. Evaluar que la elección del transductor (o de la frecuencia de estudio) sea adecuada en funci ón de la profundidad del vaso o vasos a estudiar y la velocidad probable del/los mismo/s. Evaluar si la muestra de Doppler pulsado es lo m ás peque ña posible y si est á correctamente ubicada en la zona central del vaso. Ante alteraciones en la velocidad sistólica pico o flujo turbulento discreto, descartar que sea normal para ese vaso (ej. bulbo carotídeo) o que sea secundario a curvaturas, simulando condiciones patoló gicas. Frente a un informe de vasos de cuello, confirmar que la car ótida interna y externa han sido individualizadas, utilizando todos los criterios disponibles para su diferenciaci ón. Creemos que el Doppler color es imprescindible en diagnó stico ultrasó nico vascular; se deben conocer sus limitaciones y utilidades. El informe debe correlacionar las lesiones con la angiografía utilizando protocolos ampliamente difundidos. Es conveniente ubicar la severidad de la estenosis en rangos; por el contarios es arriesgado evaluar las lesiones pretendiendo dictaminar valores exactos difíciles de confirmar por debajo del 50% o en lesiones significativas (ej."65%"). A los fines de desenmascarar lesiones en tandem o alteraciones secundarias a patología card íaca central, en los informes se deben comparar los valores de ambos lados y utilizar los índices sist ólico pico y, eventualmente el diastó lico, carótida primitiva/car ó tida interna homolateral. BIBLIOGRAFIA 1. 2. 3. 4. Hatle L., Angelsen B.: En:Doppler Ultrasound in Cardiology. Segunda Edición. Lea and Febiger. Philadelphia. 1985. Zwiebel W.: Introduction to Vascular Ultrasonography. Fourth Edition. Saunders Company. Philadelphia. 2000. Bernstein E.: Noninvasive Diagnostic Techniques in Vascular Disease. The C.V. Mosby Co., St. Louis, Missouri. 1990. Polak J.: Peripheral Vascular Sonography. Williams and Wilkins. Philadelphia.1991. 2da. Parte >> * Jefe del Servicio de Medicina Vascular, Instituto Modelo de Cardiología de Córdoba * Director de los Cursos del Comité de Enfermedades Vasculares Periféricas, Federación Argentina de Cardiología * Ex-Presidente del Comité de Enfermedades Vasculares periféricas, Federación Argentina de Cardiología Tope Publicación: Noviembre de 2004 Preguntas, aportes y comentarios serán respondidos por el relator o por expertos en el tema a través de la lista de Stroke. Llene los campos del formulario y oprima el botón "Enviar" Preguntas, aportes o comentarios: Nombre y apellido: País: Argentina Direcci ón de E-Mail: Enviar Dr. Diego Garófalo Dr. Daniel Paolantonio Borrar Dr. Conrado Estol Presidente Comité Organizador Correo electrónico Presidente Comité Stroke FAC Correo electrónico Presidente Comité Cient ífico Correo electrónico ©1994-2004 CETIFAC - Bioingeniería UNER Webmaster - Actualización: 4-nov-04
