Pruebas isotópicas en cardiología

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Pruebas isotópicas en cardiología
J. Candell Rieraa y J. Castell Conesab
a
Servicio de Cardiología. Hospital Universitari Vall d’Hebron. Barcelona.
Servicio de Medicina Nuclear. Hospital Universitari Vall d’Hebron. Barcelona.
b
¿
Para qué sirven las pruebas
isotópicas cardiológicas
?
La ventriculografía isotópica en
equilibrio permite cuantificar los
volúmenes ventriculares y la fracción de
eyección ventricular. La gated-SPECT
o de perfusión miocárdica permite la
valoración de la perfusión miocárdica y
también obtener datos de los volúmenes
ventriculares y de la función ventricular.
Estudio de la función ventricular
En la actualidad se dispone de 2 técnicas que pueden
cuantificar los volúmenes ventriculares y la fracción de
eyección (FE) ventricular: a) la ventriculografía isotópica
en equilibrio, que permite construir de forma dinámica
un ciclo cardíaco promedio a partir del fraccionamiento de múltiples ciclos consecutivos, y b) la tomografía
por emisión de fotones simples gated (gated-SPECT)
de perfusión miocárdica que, mediante la sincronización con el electrocardiograma (ECG) de un estudio de
perfusión miocárdica, también permite la valoración de
los volúmenes y la FE del ventrículo izquierdo. Esta última técnica se analiza en el apartado dedicado al estudio de la perfusión miocárdica.
La ventriculografía isotópica en equilibrio se fundamenta en el análisis de una serie de imágenes secuenciales que permiten reconstruir un ciclo promedio representativo de la dinámica cardíaca. Para este estudio
se emplea un trazador vascular (albúmina o hematíes
marcados con tecnecio 99m [99mTc]) (tabla 1) que se diluya uniformemente en sangre de forma que su concentración sea constante y la radiactividad medida en
cada área sea proporcional al volumen sanguíneo que
contenga. La proyección que se utiliza habitualmente
es la oblicua anterior izquierda, en la que mejor se diferencien espacialmente ambos ventrículos (fig. 1). Dado
que la actividad detectada durante un único ciclo cardíaco sería totalmente insuficiente para formar una ima-
Principales exploraciones
isotópicas en cardiología
Tabla 1
Radiofármaco
Radionúclido
Ventriculografía en equilibrio
Hematíes
Albúmina
Perfusión miocárdica
Cloruro de talio
Isonitrilos
Tetrofosmina
Amoníaco (PET)
Agua (PET)
Rubidio 82 (PET)
Lesión miocárdica
Fosfatos
Metabolismo miocárdico
Ácidos grasos
Ácidos grasos (PET)
Desoxiglucosa (PET)
Inervación simpática
Metayodobenzilguanidina
99m
Tc
Tl
Tc
99m
Tc
13
N
15
O
82
Rb
201
99m
99m
Tc
I
C
18
F
123
11
123
I
PET: tomografía por emisión de positrones.
Imágenes correspondientes a la
telediástole (TD) y la telesístole
(TS) ventriculares obtenidas
mediante una ventriculografía isotópica
en equilibrio (proyección oblicua anterior
izquierda).
Figura 1
CNT/SEC
400.000
TD
VD
320.000
TD
VD
VI
VI
240.000
160.000
TS
80.000
0,2
TS
0,4
SEC
0,6
0,8
Se observan simultáneamente el ventrículo derecho (VD) y el
izquierdo (VI).A la derecha se muestra la curva de actividadtiempo correspondiente a un ciclo cardíaco promedio que
permite cuantificar la actividad en telediástole y telesístole y
calcular la fracción de eyección.
CNT/SEC: cuentas por segundo; SEC: segundos.
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gen con una resolución adecuada, deben sumarse en
una sola imagen fracciones idénticas de múltiples ciclos
cardíacos, unos 300. Esto se consigue sincronizando la
detección sobre el área cardíaca con la onda R del ECG
(gating). La curva de variación de la actividad del área
del ventrículo en las sucesivas imágenes del ciclo cardíaco traduce las variaciones del volumen ventricular y,
de esta forma, puede calcularse también la FE. Dado
que al final de la detección el trazador permanece en
la corriente sanguínea es posible, sin necesidad de administrar una nueva dosis, la repetición de la prueba en
condiciones diferentes, como el esfuerzo u otras maniobras de provocación.
Estudio de la perfusión miocárdica
En la actualidad se utilizan 2 tipos de trazadores para
el estudio de la perfusión miocárdica con emisores
gamma convencionales de fotón simple (SPECT): el talio 201 ( 201Tl) en forma de cloruro y el 99mTc marcando
los isonitrilos o la tetrofosmina (tabla I).
El 201Tl, elemento metálico con un comportamiento biológico similar al del potasio, es un producto de
ciclotrón con un período de semidesintegración de
73 h. La incorporación del talio al miocito, en condiciones de integridad celular, es directamente proporcional al flujo coronario y aumenta en condiciones de
hiperemia y de mayor consumo de oxígeno, como sucede durante el ejercicio o con la administración de
fármacos vasodilatadores como el dipiridamol o la
adenosina. En condiciones normales durante el primer
minuto se incorpora ya un 80% del máximo, y entre los
20 y 25 min se alcanza el pico máximo. Pero en los territorios isquémicos esta incorporación es menor y más
tardía. Una vez alcanzada la máxima concentración intracelular de talio, comienza el proceso de redistribución, que se explica por el equilibrio que se establece
entre los territorios que presentaban diferentes concentraciones: la del espacio intravascular que lo pierde en favor de las principales vías de eliminación (renal y biliar), y la del espacio intracelular que, a su vez, y
dependiendo de su concentración previa, tiende a alcanzar la concentración de equilibrio con el espacio intravascular en condiciones de reposo. El protocolo de
exploración se realiza, en general, junto con una prueba de esfuerzo o de provocación (dipiridamol, adenosina, dobutamina) cuando el paciente no pueda realizar ejercicio físico. Se inyecta la dosis de 201Tl por una
vena antecubital, en el momento del máximo esfuerzo, que debe prolongarse unos 30-60 s más. La detección de las imágenes postesfuerzo debe comenzar entre 5 y 10 min después de la inyección de la dosis. Tras
un período de 3-4 h se repite la detección (gammagrafías de redistribución) sin necesidad de inyectar nueva
dosis del radiofármaco.
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La SPECT de perfusión miocárdica con compuestos
marcados con 99mTc es una técnica que ha ido desplazando al 201Tl. Dada la mayor energía de la radiación
gamma del 99mTc, la atenuación secundaria a la interposición de otros órganos durante la detección (mama,
diafragma) es mucho menor que con el 201Tl. El metoxiisobutilisonitrilo (MIBI) y la tetrofosmina marcados con
99m
Tc son los compuestos que mejores propiedades biológicas presentan para su aplicación clínica. Se trata de
compuestos lipófilos con gran afinidad miocárdica, cuya
captación se realiza por difusión a través de la membrana celular e incorporación mitocondrial, siendo proporcional también al flujo coronario. No presentan prácticamente el fenómeno de redistribución, por lo que, en
la práctica, es necesario efectuar 2 inyecciones separadas: una al final de la prueba de esfuerzo o de provocación y otra en reposo.
Los defectos segmentarios de perfusión permiten situar la localización del defecto y, en la mayoría de casos, asignarlo a un determinado territorio coronario.
Tomografía por emisión de
fotones simples (SPECT)
de perfusión miocárdica de
esfuerzo (E) y reposo (R) en los 3 ejes
ventriculares.
Figura 2
A
EC
ELH
ELV
EC
ELH
ELV
E
R
B
E
R
A) Defecto importante en las regiones anterior, septal y apical
de esfuerzo con reversibilidad total en reposo correspondiente a
una estenosis grave de la arteria coronaria descendente anterior.
B) Defecto moderado inferolateral de esfuerzo correspondiente
a un infarto por oclusión de la arteria coronaria circunfleja.
EC: eje corto; ELH: eje largo horizontal; ELV: eje largo vertical.
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Figura 3
Tomografía por emisión de fotones simples gated (gated-SPECT) de perfusión
miocárdica normal.
Motilidad
Engrosamiento
200
200
TS
TD
TS
Volumen (ml)
TD
150
150
100
50
100
1
50
2
3
4
5
6
7 8
Imágenes
En la parte superior izquierda se muestran 2 cortes tomográficos de eje corto y uno de eje largo vertical en telediástole (TD) y telesístole (TS).
En la parte superior izquierda se exponen las imágenes tridimensionales de motilidad y engrosamiento del ventrículo izquierdo. En todas ellas
se puede observar un desplazamiento y engrosamiento normal de todos los segmentos ventriculares. La curva de volumen durante el ciclo
cardíaco permite calcular una fracción de eyección normal (58%).
Esta actividad es tanto más acusada cuanto mayor es
la isquemia. Su comportamiento posterior en las imágenes de redistribución con el 201Tl o de reposo en el
caso de los compuestos tecneciados permitirá la valoración de estos defectos. Cuando el defecto que se observa en la SPECT de estrés es totalmente reversible en
las imágenes tardías, corresponde a isquemia miocárdica y se define como patrón de reversibilidad total. El
patrón de reversibilidad parcial (defecto en estrés parcialmente reversible en las imágenes de redistribución)
corresponde a una isquemia más grave o a una isquemia periinfarto. El patrón de reversibilidad nula (defecto en esfuerzo que persiste idéntico en reposo) corresponde a necrosis (fig. 2).
Las imágenes tomográficas obtenidas con estos compuestos son de gran calidad. Su sensibilidad y especificidad, que oscilan alrededor del 90%, son claramente
superiores a las de la prueba de esfuerzo convencional.
Estos valores son muy parecidos a los obtenidos mediante la administración de dipiridamol o adenosina intravenosa. Estas pruebas estarán indicadas en aquellas
situaciones en las que hay discrepancia entre la sintomatología del paciente y el resultado de la ergometría
convencional (pacientes asintomáticos con prueba de
esfuerzo positiva y pacientes con dolor indicativo y prueba de esfuerzo negativa) o bien los enfermos con ECG
anormales en condiciones basales que no permitan una
correcta valoración de su respuesta al ejercicio. Por otra
parte, cada vez son más frecuentes las indicaciones de
la SPECT de perfusión para la valoración pronóstica y
de seguimiento de la cardiopatía isquémica. En muchas
ocasiones interesa practicar esta técnica antes de la coronariografía, para conocer la repercusión funcional de
una lesión coronaria determinada, para detectar la lesión “culpable” o para valorar la viabilidad miocárdica.
Imagen gammagráfica positiva
de necrosis miocárdica aguda
localizada en la región inferior
del ventrículo izquierdo con extensión al
ventrículo derecho (flechas), visible en las
3 proyecciones, y obtenida mediante la
inyección de metildifosfonato marcado
con 99mTc.
Figura 4
ANT
OAI
LI
ANT: proyección anterior; LI: proyección lateral izquierda;
OAI: proyección oblicua anterior izquierda.
Con la técnica denominada gated-SPECT se sincroniza la adquisición de las imágenes con el ECG y permite obtener la representación de cada uno de los cortes
tomográficos y tridimensional del ventrículo izquierdo, durante todas las fases del ciclo cardíaco (fig. 3).
La importancia de este procedimiento radica en que se
puede evaluar la perfusión y la función del ventrículo
izquierdo (contractilidad global y segmentaria y engrosamiento sistólico de la pared) en una sola exploración
y, en la actualidad, ya se aplica de forma sistemática en
la mayoría de gabinetes de cardiología nuclear.
El estudio cuantitativo del flujo sanguíneo tisular y
del estado metabólico del miocardio in vivo se realiwww.jano.es | enero 2010
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Figura 5
Tomografía por emisión de positrones (PET) de un paciente con infarto anterior
y criterios de viabilidad miocárdica (patrón mismatch).
Flujo
Metabolismo
EC
ELV
ELH
NH3
13
18
FDG
En las imágenes de flujo con 13NH3 se observa un grave defecto de perfusión en la región anteroapical. En las imágenes de metabolismo con
18
FDG se observa una captación conservada en la misma región. EC: eje corto; ELH: eje largo horizontal; ELV: eje largo vertical.
za mediante la tomografía por emisión de positrones
(PET) (tabla 1). Los radiofármacos más empleados en
cardiología son el carbono 11 ( 11C) marcando sustratos energéticos como los ácidos grasos y el acetato,
el flúor 18 ( 18F) marcando un análogo de la glucosa
( 18F-fluorodesoxiglucosa), y como trazadores de flujo el nitrógeno 13 ( 13N) marcando el amonio, el oxígeno 15 ( 15O) marcando el agua y el rubidio 82 ( 82Rb).
Su producción en instalaciones complejas (ciclotrón),
vida media muy corta (de escasos minutos a 2 h como
máximo) y sistemas de detección muy especializados
limitan la aplicación de la PET en la práctica, por lo
que su papel se reserva a la investigación y a situaciones específicas en las que otros métodos diagnósticos no son suficientes.
Detección de daño miocárdico
activo
La gammagrafía cardíaca con fosfatos marcados con
99m
Tc es la técnica utilizada para la detección de daño
miocárdico reciente (tabla 1). Los mecanismos por los
que los radiofosfatos quedan fijados al miocardio necrótico no están bien definidos, pero se ha observado una buena correlación entre la captación y el contenido cálcico. Así pues, en la lesión miocárdica el
pirofosfato tiende a quedar fijado en las zonas que
presentan una elevada concentración de precipitados
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fosfocálcicos (cristales de hidroxiapatita en las mitocondrias). La obtención de las imágenes gammagráficas se realiza al cabo de unas 3 h de la inyección del
radiofármaco. Es recomendable practicar la exploración entre el segundo y el quinto día después del infarto, puesto que es cuando la sensibilidad de la técnica es mayor.
La interpretación de las imágenes cardíacas en el
infarto se basa en el análisis de la intensidad y en
la localización de la captación patológica (fig. 4) en
el tórax. La amiloidosis cardíaca, las miocarditis, las
miocardiopatías dilatadas y los aneurismas ventriculares pueden producir también imágenes difusamente positivas. La sensibilidad de la técnica, cuando se
practica entre las 24 y las 72 h del inicio del dolor, es
del 90-96% para los infartos con onda Q y claramente
inferior para los infartos sin onda Q. La especificidad
varía entre el 60 y el 80%.
La gammagrafía cardíaca con pirofosfato o fosfonatos de 99mTc está indicada en las situaciones en las
que el diagnóstico de infarto agudo de miocardio no
puede establecerse con los criterios clínicos, electrocardiográficos y enzimáticos habituales. Ello ocurre,
básicamente, en los infartos de más de 48 h de evolución, cuando hay algún trastorno de conducción intraventricular en el ECG, en las necrosis peroperatorias y en los infartos sin onda Q. También puede
emplearse en el diagnóstico de extensión del infarto
inferior al ventrículo derecho.
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Valoración de la viabilidad
miocárdica
Estudios con trazadores
de inervación
Puede haber un grave defecto de contractilidad (hipocinesia grave, acinesia o discinesia) en presencia de miocardio recuperable, ya sea porque éste ha sufrido una situación de isquemia prolongada (miocardio hibernado) o
bien porque todavía no se ha recuperado de una isquemia intensa no suficientemente prolongada para causar
una necrosis irreversible (miocardio aturdido). En el primer caso puede ser fundamental conocer la viabilidad del
territorio si se plantea un tratamiento revascularizador.
Los trazadores idóneos para identificar el miocardio
viable disfuncionante son los que se incorporan al miocardio vivo aun en condiciones de intensa reducción del
flujo (tabla 1). Se ha comprobado que los estudios PET
con 18F-fluorodesoxiglucosa y 11C-acetato presentan la
máxima precisión en la diferenciación de las regiones
acinéticas que son viables, ya que identifican los segmentos que conservan la capacidad metabólica. El patrón característico de hibernación miocárdica (mismatch
perfusión-metabolismo) se caracteriza por la presencia
de baja captación de trazadores de flujo junto con una
incorporación conservada de sustratos energéticos de
la vía aerobia o anaerobia (fig. 5).
En los estudios de perfusión miocárdica con 201Tl se
ha observado que puede haber tejido miocárdico viable aunque no haya redistribución alguna a las 3 h y se
ha comprobado también que hasta un 45% de los segmentos con redistribución nula se normalizan después
de la revascularización.
Algunos autores han practicado gammagrafías de redistribución con 201Tl entre las 12 y las 24 h, y han observado que en una proporción significativa de casos hay
una mejoría más tardía de la fijación. También se ha propuesto practicar una reinyección de 201Tl en los pacientes con redistribución nula en la gammagrafía de reposo
a las 3 h. Se ha observado que casi la mitad de los segmentos en apariencia irreversibles en la gammagrafía de
redistribución a las 3 h mejoran o se normalizan con la
reinyección, y también se ha comprobado que este método presenta una buena correlación con los estudios
del metabolismo de la glucosa realizados con PET.
La gammagrafía de perfusión con 201Tl y reinyección
en los casos en los que no haya redistribución a las 3 h
y la cuantificación de la captación en reposo del MIBI o
de la tetrofosmina marcados con 99mTc junto al análisis
de la contractilidad y engrosamiento sistólico (gatedSPECT) son las exploraciones isotópicas más recomendables para la valoración de la viabilidad miocárdica
cuando no se dispone de PET. Los criterios de viabilidad con la gated-SPECT con compuestos tecneciados
son una captación en reposo superior al 30-40% con
respecto a la máxima junto con la presencia de engrosamiento sistólico y la presencia de isquemia si se practica una SPECT de estrés.
La 123I-metayodobenzilguanidina (MIBG) es un análogo
de la adrenalina que permite la obtención de imágenes
representativas de la distribución de la inervación adrenérgica en los tejidos (tabla 1). Los estudios con MIBG
se han empleado para la valoración de la inervación
simpática en diversas enfermedades cardíacas. En los
pacientes con infarto de miocardio se han demostrado áreas de denervación que sobrepasan ampliamente
los límites del área de necrosis, de forma que se ha propuesto la presencia de áreas de miocardio viable pero
denervado en pacientes con cardiopatía isquémica. Los
pacientes con grandes áreas de denervación presentan
una mayor probabilidad de arritmias ventriculares, frente a los pacientes sin esta característica. Se ha iniciado
la realización de estudios prospectivos con MIBG junto con exploraciones de perfusión para evaluar el riesgo de arritmias ventriculares malignas mediante la identificación de pacientes con zonas de miocardio viable
denervado (discordancia perfusión/inervación) que podrían ser tratados de forma específica.
J
Bibliografía recomendada
Candell-Riera J, Castell-Conesa J, Aguadé-Bruix
S. Myocardium at risk and viable myocardium.
Evaluation by SPET. Dordrecht: Kluwer Academic
Publishers; 2001.
Candell-Riera J, Castell-Conesa J, Aguadé-Bruix S.
Cardiología nuclear en la práctica clínica. Madrid:
Grupo Aula Médica; 2003.
De Puey EG, García EV, Berman DS. Cardiac SPECT
imaging. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins;
2001.
Iskandrian AE, Verani MS. Nuclear cardiology
imaging: principles and applications. Oxford:
University Press; 2003.
Zaret BL, Beller GA. Clinical nuclear cardiology. State
of the art and future directions. Philadelphia: Elsevier
Mosby; 2005.
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