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Artículo especial
Perspectivas presentes y futuras de la resonancia magnética en cardiopatías congénitas: evaluación integral de forma, función y flujo
Current and future perspectives of magnetic resonance imaging in congenital heart diseases: comprehensive evaluation of form, function and flow
Israel Valverdea,b,
Autor para correspondencia
isra.valverde@kcl.ac.uk

Autor para correspondencia.
, Silvia Navarroc, María Pilar Serranoc, Sergio Uribed, Jose Félix Coserriaa, Francisco García-Angleua, Moisés Rodrígueze, José Santos de Sotoa
a Unidad de Cardiología Infantil, Hospital Universitario Virgen del Rocío, Sevilla, España
b Division of Imaging Sciences and Biomedical Engineering, King's College London, NIHR Biomedical Research Centre at Guy's & St Thomas’ NHS Foundation Trust, Londres, Reino Unido
c Servicio de Radiología, Hospital Universitario Virgen del Rocío, Sevilla, España
d Departamento de Radiología y Biomedical Imaging Center, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile
e Servicio de Pediatría, Hospital Universitario Puerta del Mar, Cádiz, España
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ventr&#237;culo derecho&#44; anomal&#237;as de la aorta tor&#225;cica&#44; cuantificaci&#243;n de shunts cardiovasculares&#44; evaluaci&#243;n de shunts&#44; patolog&#237;a univentricular&#44; malformaciones coronarias<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0010"><span class="elsevierStyleSup">2</span></a>&#44; tumores cardiacos y cardiomiopat&#237;as&#44; entre otras indicaciones&#46; Dichas indicaciones quedan recogidas en uno de los m&#225;s recientes art&#237;culos de revisi&#243;n publicados por miembros de nuestro grupo&#44; al cual remitimos<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0015"><span class="elsevierStyleSup">3</span></a>&#46; Sin embargo&#44; a pesar de dichos avances&#44; la esperanza de vida de los pacientes con cardiopat&#237;as cong&#233;nitas sigue siendo reducida en comparaci&#243;n con la poblaci&#243;n normal&#46; Es por ello que la RMC precisar&#237;a de un nuevo impulso si se pretende que sea una herramienta &#250;til para identificar precozmente los procesos patol&#243;gicos antes de que se hayan instaurado&#46; Las directrices de la investigaci&#243;n en imagen deben tener por objetivo la visualizaci&#243;n y la detecci&#243;n temprana de los cambios metab&#243;licos y celulares que se producen en los estadios iniciales de la enfermedad y que nos permitan redefinir nuestros criterios de actuaci&#243;n terap&#233;utica&#46; Esta ambiciosa y desafiante tarea solo puede ser lograda mediante la cooperaci&#243;n y el abordaje multidisciplinar entre cardi&#243;logos infantiles&#44; radi&#243;logos&#44; bioingenieros y bi&#243;logos&#44; sin olvidar la necesaria implicaci&#243;n de la industria que favorezca el desarrollo de nuevas secuencias y dispositivos adaptados a la poblaci&#243;n pedi&#225;trica&#46; Este art&#237;culo editorial versa sobre las nuevas secuencias de RMC y sobre c&#243;mo las nuevas l&#237;neas de investigaci&#243;n y cooperaci&#243;n multidisciplinar se est&#225;n trasladando&#44; ya en la actualidad&#44; a la pr&#225;ctica cl&#237;nica&#46;</p><span id="sec0005" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle">La forma se adapta a la funci&#243;n</span><p id="par0010" class="elsevierStylePara elsevierViewall">La adaptaci&#243;n de las c&#233;lulas musculares cardiacas es un proceso secuencial y complejo&#46; Tal capacidad de respuesta din&#225;mica ante procesos patol&#243;gicos de mayor demanda funcional ocurre por ejemplo en la insuficiencia cardiaca&#44; donde complejos mecanismos cardiacos de interacci&#243;n molecular&#44; neurohormonal y celular modulan la interacci&#243;n entre ambos ventr&#237;culos&#46; Es por ello que la identificaci&#243;n temprana de pacientes con riesgo de desarrollar insuficiencia cardiaca&#44; los cuales se podr&#237;an beneficiar de tratamiento precoz&#44; ser&#237;a de incalculable valor considerando que m&#225;s de la mitad de las muertes por insuficiencia cardiaca producidas en ni&#241;os se deben a cardiopat&#237;as cong&#233;nitas&#46;</p><p id="par0015" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Los par&#225;metros y las escalas actuales de estratificaci&#243;n de riesgo se basan en la valoraci&#243;n de la contractilidad <span class="elsevierStyleItalic">global</span> mioc&#225;rdica por t&#233;cnicas de imagen convencional como la ecocardiograf&#237;a o la RMC&#46; Sin embargo&#44; dichas t&#233;cnicas rutinarias son incapaces de detectar reducciones en la contractilidad <span class="elsevierStyleItalic">regional</span> y&#44; por tanto&#44; pueden pasar por alto la presencia de patolog&#237;a subyacente&#46; En este campo&#44; la cuantificaci&#243;n detallada de la contractilidad <span class="elsevierStyleItalic">regional</span> mediante par&#225;metros como strain&#44; strain-rate y torsi&#243;n se presentan como una t&#233;cnica muy prometedora para la mejora en la identificaci&#243;n temprana de individuos en riesgo de fallo cardiaco&#46; El tagging mioc&#225;rdico <span class="elsevierStyleItalic">&#40;myocardial tagging&#41;</span> se basa en la creaci&#243;n no invasiva de finas perturbaciones ortogonales en varios planos del campo magn&#233;tico con el fin de obtener una malla de marcadores <span class="elsevierStyleItalic">&#40;tags&#41;</span>&#44; como se muestra en la <a class="elsevierStyleCrossRef" href="#fig0005">figura 1</a>A&#46; Tradicionalmente&#44; el tagging mioc&#225;rdico se reconstru&#237;a mediante adquisiciones de varios planos en 2D&#44; pero hoy en d&#237;a es posible la adquisici&#243;n de un verdadero volumen en 3D y&#44; por tanto&#44; la evaluaci&#243;n aut&#233;ntica de la deformaci&#243;n cardiaca mediante t&#233;cnicas de post-procesado avanzadas<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0020"><span class="elsevierStyleSup">4</span></a>&#46; El tagging mediante RMC ha demostrado ser una herramienta &#250;til para la detecci&#243;n de disfunci&#243;n mioc&#225;rdica precoz en pacientes con miocardiopat&#237;as que de otra forma hubiesen pasado inadvertidas mediante las t&#233;cnicas de imagen convencional&#46; En los pacientes con distrofia muscular de Duchenne se evidenci&#243; que&#44; a pesar de mantener fracci&#243;n de eyecci&#243;n global y vol&#250;menes de ventr&#237;culo izquierdo normales&#44; el tagging mioc&#225;rdico demostraba una reducci&#243;n significativa en la deformaci&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">&#40;strain&#41;</span> de los segmentos basales y medio al ser comparados con controles sanos<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0025"><span class="elsevierStyleSup">5</span></a>&#46; Poco a poco estamos comenzando a utilizar el tagging mioc&#225;rdico en pacientes con cardiopat&#237;as cong&#233;nitas&#44; pero es evidente que a&#250;n son necesarias mejoras t&#233;cnicas adicionales para aumentar tanto la resoluci&#243;n espacial como la temporal&#44; particularmente para extender tambi&#233;n la evaluaci&#243;n al ventr&#237;culo derecho&#46; En comparaci&#243;n con otras t&#233;cnicas&#44; la ecocardiograf&#237;a speckle tracking posee mayor disponibilidad a pie de cama del paciente&#44; menor coste y mejor resoluci&#243;n temporal que el tagging RMC &#40;&#60;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>4 vs&#46; 15-20<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>ms&#47;frame&#41;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0030"><span class="elsevierStyleSup">6</span></a>&#46; Esta limitaci&#243;n en la resoluci&#243;n temporal puede resultar insuficiente para evaluar la fase diast&#243;lica de llenado r&#225;pido&#44; y por tanto puede resultar ineficaz para detectar disfunci&#243;n diast&#243;lica&#46; Sin embargo&#44; y pese a dichas limitaciones&#44; el tagging mioc&#225;rdico podr&#237;a ser considerado una de las herramientas diagn&#243;sticas de mayor calidad para la cuantificaci&#243;n de la contractilidad regional cardiaca debido a su solidez&#44; independientemente del sistema o equipo utilizado&#44; su reproducibilidad interobservador y los estudios de validaci&#243;n publicados<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0035"><span class="elsevierStyleSup">7</span></a>&#46; En resumen&#44; a&#250;n existe poca bibliograf&#237;a de estudios en pacientes con cardiopat&#237;as cong&#233;nitas&#44; y el tagging mioc&#225;rdico permanece m&#225;s como una herramienta de investigaci&#243;n que como una t&#233;cnica de aplicaci&#243;n cl&#237;nica&#46; Futuras mejoras en la t&#233;cnica de adquisici&#243;n y an&#225;lisis ayudar&#225;n con certeza a su incorporaci&#243;n en la pr&#225;ctica cl&#237;nica y a la detecci&#243;n precoz y el manejo de pacientes con insuficiencia cardiaca&#46;</p><elsevierMultimedia ident="fig0005"></elsevierMultimedia><p id="par0020" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Dentro del campo de la morfolog&#237;a y de la funci&#243;n cardiaca&#44; otras l&#237;neas de investigaci&#243;n de imagen tratan de cuantificar la funci&#243;n cardiaca a niveles estructurales m&#225;s profundos a&#250;n&#46; Desde largo tiempo atr&#225;s es conocido que la estructura de las fibras mioc&#225;rdicas juega un papel determinante en la propagaci&#243;n del impulso el&#233;ctrico y la fisiolog&#237;a de la contractilidad cardiaca&#46; La conducci&#243;n del impulso el&#233;ctrico es 3 veces m&#225;s r&#225;pida en la direcci&#243;n de las fibras mioc&#225;rdicas y&#44; por tanto&#44; el remodelado de la geometr&#237;a ventricular y de la orientaci&#243;n de sus fibras puede ser determinante en la inducci&#243;n de arritmias y fallo ventricular&#46; En esta l&#237;nea cabe destacar el inter&#233;s que ha despertado la t&#233;cnica de tensores de difusi&#243;n de RMC &#40;<span class="elsevierStyleItalic">diffusion tensor imaging</span>&#44; DTI&#41;&#46; El DTI se basa en la teor&#237;a de la difusi&#243;n ca&#243;tica preferencial de las mol&#233;culas de agua en los tejidos&#46; Dentro de su movimiento an&#225;rquico y al azar&#44; las mol&#233;culas de agua difunden de forma m&#225;s r&#225;pida en la direcci&#243;n en la que est&#225;n orientadas las fibras mioc&#225;rdicas&#46; La velocidad de difusi&#243;n de las mol&#233;culas de agua&#44; y m&#225;s espec&#237;ficamente de sus n&#250;cleos de hidr&#243;geno&#44; puede ser cuantificada mediante RMC para reconstruir un modelo tridimensional que muestre las conexiones microsc&#243;picas entre las c&#233;lulas mioc&#225;rdicas &#40;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#fig0005">fig&#46; 1</a>B&#41;&#46; Aunque desafortunadamente a&#250;n queda un gran camino por recorrer&#44; se est&#225;n dando los primeros pasos para trasladar esta aplicaci&#243;n a la pr&#225;ctica cl&#237;nica&#46; Recientemente Toussaint et al&#46; han demostrado que la determinaci&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">in vivo</span> en 3D de la estructura mioc&#225;rdica espec&#237;fica de cada paciente es posible mediante la mejora de la secuencia de adquisici&#243;n y los algoritmos matem&#225;ticos de reconstrucci&#243;n<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0040"><span class="elsevierStyleSup">8</span></a>&#46; Esta t&#233;cnica de RMC tiene el potencial de desvelar la orientaci&#243;n microsc&#243;pica de las fibras mioc&#225;rdicas en ambos ventr&#237;culos y su interacci&#243;n&#46; Se abre por tanto una puerta al conocimiento para la evaluaci&#243;n del ventr&#237;culo derecho en patolog&#237;as como la tetralog&#237;a de Fallot o hipoplasia de cavidades izquierdas&#46;</p></span><span id="sec0010" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle">La cardiolog&#237;a es flujo</span><p id="par0025" class="elsevierStylePara elsevierViewall">A pesar de que las t&#233;cnicas de imagen actuales permiten una descripci&#243;n anat&#243;mica completa y detallada&#44; nuestra comprensi&#243;n de los patrones de flujo vascular queda limitada a una &#40;ecocardiograf&#237;a M-doppler&#41; o a 2 dimensiones del espacio &#40;2D-doppler o secuencia RMC 2D contraste de fase&#41;&#46; Dicha reflexi&#243;n queda recogida en el exquisito y elegante editorial publicado por Richtter et al&#46; en <span class="elsevierStyleItalic">Circulation</span> &#40;&#171;Cardiology is about flow&#187;&#44; 2006&#41;&#58; &#171;Nuestro conocimiento de la mec&#225;nica de flujo sangu&#237;neo&#44; su relaci&#243;n con la morfolog&#237;a y su efecto sobre el remodelado vascular est&#225; a&#250;n lejos de ser comprendido y por tanto somos incapaces de predecir las complicaciones tard&#237;as que de forma casi invariable se producen en pacientes con cardiopat&#237;as cong&#233;nitas&#187;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0045"><span class="elsevierStyleSup">9</span></a>&#46;</p><p id="par0030" class="elsevierStylePara elsevierViewall">En este contexto la secuencia de RMC de contraste de fase en 4 dimensiones &#40;4D-flow&#41; presenta varias ventajas sobre las t&#233;cnicas convencionales&#46; Esta novedosa secuencia permite la evaluaci&#243;n del flujo sangu&#237;neo en las 3 direcciones del espacio a lo largo del tiempo &#40;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#fig0005">fig&#46; 1</a>C&#41;&#46; Comparado con la secuencia tradicional de RMC de contraste de fase en 2D que est&#225; limitada a la perfecta alineaci&#243;n ortogonal del plano de investigaci&#243;n con la direcci&#243;n del flujo&#44; la t&#233;cnica 4D-flow permite una mayor precisi&#243;n para la cuantificaci&#243;n del flujo independientemente del &#225;ngulo de investigaci&#243;n incluso en la presencia de jets turbulentos&#46; Es m&#225;s&#44; en aquellas patolog&#237;as en las que se precisa la cuantificaci&#243;n de flujo en varios vasos&#44; como por ejemplo en pacientes con cirug&#237;a de paliaci&#243;n en fisiolog&#237;a univentricular&#44; una &#250;nica adquisici&#243;n de 4D-flow resulta temporalmente m&#225;s eficiente que varias adquisiciones 2D-flow<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0050"><span class="elsevierStyleSup">10</span></a>&#46; Otras ventajas incluyen la cuantificaci&#243;n retrospectiva de flujo en las estructuras de hallazgo inesperado durante el post-procesado y que&#44; por tanto&#44; no fueron analizadas durante la adquisici&#243;n de RMC&#46; Ello es posible al poder analizar cualquier estructura contenida en el volumen 3D adquirido&#46; Pero las ventajas del 4D-flow van m&#225;s all&#225; de las aplicaciones cl&#237;nicas rutinarias de cuantificaci&#243;n de flujo en los vasos sangu&#237;neos&#46; Las nuevas &#225;reas de investigaci&#243;n incluyen el an&#225;lisis de la turbulencia del flujo y su efecto en el remodelado vascular&#44; la evaluaci&#243;n del patr&#243;n de flujo intraventricular basado en el an&#225;lisis de part&#237;culas de flujo o la estimaci&#243;n de gradientes de presi&#243;n asociados a los cambios de momento en las part&#237;culas&#44; entre otras muchas &#225;reas<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0055"><span class="elsevierStyleSup">11</span></a>&#46; El potencial que brinda el an&#225;lisis de 4D-flow para detectar patrones de flujo alterados&#44; as&#237; como para incorporar nuevas perspectivas y conocimiento que nos permitan comprender el rol de la din&#225;mica de flujo en la iniciaci&#243;n y progresi&#243;n de la patolog&#237;a&#44; parece ilimitado&#46; Gracias al desarrollo de nuevas t&#233;cnicas de adquisici&#243;n que permiten reducir el tiempo de estudio y mejorar la precisi&#243;n del 4D-flow&#44; dicha t&#233;cnica se est&#225; aplicando ya en la cl&#237;nica y creemos que su incorporaci&#243;n rutinaria ser&#225; inmediata en un futuro muy pr&#243;ximo&#46;</p></span><span id="sec0015" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle">Predicci&#243;n de la evoluci&#243;n espec&#237;fica en cada paciente</span><p id="par0035" class="elsevierStylePara elsevierViewall">El manejo cl&#237;nico de los pacientes con cardiopat&#237;as cong&#233;nitas se basa generalmente en nuestra propia experiencia&#44; en el consenso con otros colegas o en gu&#237;as de actuaci&#243;n fundamentadas en estudios poblacionales&#46; Sin embargo&#44; la decisi&#243;n cl&#237;nica y la expectativa de &#233;xito de una intervenci&#243;n deben basarse en la predicci&#243;n de cada paciente en particular m&#225;s que en la estad&#237;stica de otros pacientes con caracter&#237;sticas similares&#46;</p><p id="par0040" class="elsevierStylePara elsevierViewall">La mec&#225;nica de fluidos computacional se va a convertir en una herramienta fundamental en la predicci&#243;n de la evoluci&#243;n y en la decisi&#243;n cl&#237;nica espec&#237;fica en pacientes con cardiopat&#237;as cong&#233;nitas&#46; Dicha rama de la mec&#225;nica de fluidos utiliza m&#233;todos num&#233;ricos y algoritmos para resolver problemas de fluidos utilizando herramientas inform&#225;ticas para realizar los millones de c&#225;lculos necesarios para simular la interacci&#243;n de los l&#237;quidos con los tejidos&#46; Tradicionalmente&#44; las simulaciones utilizaban modelos anat&#243;micos generales basados en moldes cadav&#233;ricos&#46; Sin embargo&#44; gracias a la RMC es posible hoy en d&#237;a definir la anatom&#237;a &#40;geometr&#237;a&#41; y fisiolog&#237;a &#40;flujo&#41; de cada individuo y&#44; por tanto&#44; obtener predicciones espec&#237;ficas en cada paciente en particular &#40;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#fig0010">fig&#46; 2</a>&#41;&#46; Por tanto&#44; dichos modelos de simulaci&#243;n tienen el potencial de simular y predecir de forma no invasiva la hemodin&#225;mica individual de cada persona y ayudar en el manejo y seguimiento de los pacientes con cardiopat&#237;as cong&#233;nitas&#46; El potencial de incorporar los nuevos avances en mec&#225;nica de computaci&#243;n bio-s&#243;lido-fluidos y los nuevos conocimientos en biolog&#237;a de remodelado vascular para predecir la evoluci&#243;n fisiopatol&#243;gica en la pared a&#243;rtica ha sido demostrado recientemente por Figueroa et al&#46;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0060"><span class="elsevierStyleSup">12</span></a>&#46; Para ello evaluaron c&#243;mo el patr&#243;n de flujo afectaba al <span class="elsevierStyleItalic">wall-shear stress</span> tras la p&#233;rdida conc&#233;ntrica de elastina en la pared vascular de las arterias basilares&#46; En un intento brillante de comprender por primera vez la relaci&#243;n a largo plazo entre crecimiento y cin&#233;tica de remodelado vascular simularon la evoluci&#243;n de la forma y de las propiedades tisulares en dichas arterias&#46; Otras l&#237;neas de investigaci&#243;n se centran en otras patolog&#237;as&#44; como la circulaci&#243;n de Fontan o la predicci&#243;n no invasiva de gradientes en la coartaci&#243;n de aorta desarrollada por miembros de nuestro grupo<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0065"><span class="elsevierStyleSup">13</span></a>&#46; La predicci&#243;n mediante simulaci&#243;n de las mejores opciones terap&#233;uticas es otra &#225;rea de investigaci&#243;n con gran potencial&#46; Recientemente la mec&#225;nica de fluidos computacional ha sido usada para evaluar el &#233;xito de reparaci&#243;n endovascular con stent en la coartaci&#243;n de aorta mediante la simulaci&#243;n y el an&#225;lisis de diferentes tama&#241;os de stent y evaluaci&#243;n de c&#243;mo afectaban al <span class="elsevierStyleItalic">wall-shear stress</span><a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0070"><span class="elsevierStyleSup">14</span></a>&#46; Otros estudios han correlacionado el dise&#241;o del stent vascular y el desarrollo de hiperplasia de la &#237;ntima<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0075"><span class="elsevierStyleSup">15</span></a> o la migraci&#243;n vascular del dispositivo<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0080"><span class="elsevierStyleSup">16</span></a>&#46; Un paso m&#225;s en las posibilidades de esta aplicaci&#243;n es el dise&#241;o de dispositivos espec&#237;ficos para las condiciones anat&#243;micas de cada paciente&#44; tales como stents&#44; pr&#243;tesis valvulares o injertos arteriales o venosos&#46; Por otro lado&#44; a&#250;n son necesarios estudios de validaci&#243;n a mayor escala&#44; y sobre todo simulaciones m&#225;s sencillas y m&#225;s orientadas a la cl&#237;nica&#46;</p><elsevierMultimedia ident="fig0010"></elsevierMultimedia></span><span id="sec0020" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle">Conclusiones</span><p id="par0045" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Los nuevos avances en RMC son la llave para la investigaci&#243;n&#44; el perfeccionamiento del diagn&#243;stico y la mejora del tratamiento en todos los aspectos de las cardiopat&#237;as cong&#233;nitas&#46; La exploraci&#243;n de las nuevas fronteras del conocimiento de la din&#225;mica de flujo&#44; de la biomec&#225;nica y del remodelado cardiovascular nos permitir&#225; anticiparnos a las adaptaciones fisiopatol&#243;gicas y&#44; por tanto&#44; mejorar el seguimiento y el tratamiento de nuestros pacientes&#46; Sin embargo&#44; para que dichos cambios se produzcan y se incorporen a nuestra pr&#225;ctica cl&#237;nica habitual&#44; la industria y los centros de investigaci&#243;n deben trabajar de forma multidisciplinar con la comunidad m&#233;dica para as&#237; poder aportar soluciones espec&#237;ficas para este importante y prevalente conjunto de pacientes&#46;</p></span><span id="sec0025" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle">Conflicto de intereses</span><p id="par0050" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Los autores ceclaran no tener ning&#250;n conflicto de intereses</p></span></span>"
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Información del artículo
ISSN: 1889898X
Idioma original: Español
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