Examen con Doppler (Pulsátil, Continuo y a Color)

Examen con Doppler (Pulsátil, Continuo y a Color)

Examen con Doppler
(Pulsátil, Continuo y a Color)
Maria Emília Lueneberg
INTRODUCCIÓN
El ecocardiograma con Doppler está basado en el efecto f ísico descrito por el austriaco Christian Doppler en1842.
El efecto Doppler afirma que la frecuencia del sonido aumenta cuando la fuente sonora se acerca al observador y
disminuye cuando se aleja. Cuando un haz de ultrasonido alcanza una estructura en movimiento, en el caso del sistema circulatorio los eritrocitos, la onda reflejada sufre una alteración de su frecuencia, retornando al transductor
con una frecuencia diferente de aquella emitida. Esta variación de frecuencia es denominada Doppler shift.1 Siendo
así, cuando las células sanguíneas están moviéndose en dirección al transductor la frecuencia de onda reflejada es
mayor que la de la onda originalmente emitida. Al contrario, si las células sanguíneas se estuviesen alejando del
transductor, la onda reflejada tendrá una frecuencia menor que la de la onda emitida. Esta variación de frecuencia
(Doppler shift) es medida por el aparato de ultrasonido. Es importante recordar que esta variación de frecuencia
se encuentra en la banda de sonidos audibles al ser humano (0-20 kHz) en el caso de las velocidades intracardíacas usando transductores con frecuencias diagnósticas habituales. El uso del ecocardiograma Doppler incorporó
al examen ecocardiográfico informaciones fisiológicas importantes, hasta entonces no disponibles de manera no
invasiva.2
El Doppler shift depende de la frecuencia transmitida, de la velocidad de la estructura en movimiento y, de
manera muy importante, del ángulo entre el eje de ultrasonido con esta estructura, conforme a lo expresado por
la Ecuación Doppler. Es importante acotar que el ángulo entre el haz de ultrasonido y el flujo sanguíneo es determinante en el cálculo de la velocidad de este flujo. El coseno de un ángulo de 0° a 180° (haz de ultrasonido paralelo
al flujo) es uno, mientas que el coseno de un ángulo de 90° es cero (haz perpendicular al flujo), no permitiendo el
análisis del Doppler shift.
Existen dos modalidades de Doppler convencional, el espectral (pulsátil y continuo) y el Doppler a color.
DOPPLER ESPECTRAL (PULSATIL Y CONTINUO)
El aparato de ecocardiograma analiza la diferencia de frecuencia de la onda emitida por el transductor y aquella
reflejada por el eritrocito, comparando las dos formas de onda. Este es un proceso f ísico complejo, resultante de
un proceso conocido como FTT (fast Fourier transform).3 El gráfico resultante de este proceso es denominado análisis espectral. Por convención, este gráfico muestra el tiempo en la línea horizontal, la línea de base en el centro,
las frecuencias reflejadas en dirección al transductor por encima de la línea de base, las frecuencias que se alejan
del transductor por debajo de la línea de base, con una escala de velocidad. La disposición gráfica del Doppler nos
permite evaluar las características del flujo (si fuese laminar o turbulento), cual fase de ocurrencia dentro del ciclo
cardíaco (sístole o diástole), su dirección y velocidad.
Los controles de los equipos de ultrasonido, para el Doppler pulsátil y continuo, normalmente incluyen:
1. Control de ganancia: permite la amplificación de las señales recibidas.
2. Filtros de pared (high pass filters): elimina las frecuencias de baja velocidad, secundaria a los movimientos del
miocardio y las válvulas.
3. Control de línea de base: cambia la línea de base para arriba o abajo.
7
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Parte II • Modalidades Ecocardiográficas
4. Escala de velocidad: aumenta o disminuye la escala de velocidad, dentro de los límites de cada modalidad Doppler.
5. Opciones post procesamiento: incluyen compresión, rechazo y banda dinámica (permite la variación de tonalidad
del registro gráfico).
parte II
Otros controles apenas para el Doppler pulsátil son:
1. Profundidad de la muestra de volumen: aparece como un
marco a lo largo de la línea de un cursor.
2. Tamaño de la muestra de volumen.
3. Número de muestras de volumen.
El examen con Doppler debe ser integrado con la imagen bidimensional, recordando siempre que para obtenerse la mejor imagen ecocardiográfica es necesario que el haz ultrasónico esté
perpendicular a las estructuras mostradas, mientras que el mejor registro de flujo por el Doppler es aquel en el cual el haz está
paralelo a la dirección del flujo. Luego, no siempre la posición
del transductor para obtener la mejor imagen ecocardiográfica
es la mejor para la documentación del flujo en una determinada región. El Doppler a color es simultáneo a la imagen bidimensional, ya que la calidad del Doppler pulsátil es optimizada
cuando la imagen está congelada, y el Doppler continuo puede
ser optimizado en algunas circunstancias usándose un pequeño
transductor, sin imagen acoplada.4
DOPPLER PULSATIL
El Doppler pulsátil permite el análisis del flujo sanguíneo en una
localización específica. En esta modalidad un único cristal emite
y recibe las frecuencias reflejadas. Un pulso de ultrasonido es
transmitido y luego de un intervalo de tiempo, determinado por
la profundidad del lugar a ser estudiado, el transductor recibe
las ondas reflejadas. Este ciclo de transmitir-esperar-recibir es
denominado frecuencia de repetición de pulso (PRF- pulse repetition frequency). Luego, el PRF es dependiente de la profundidad de la muestra, siendo alto en los lugares más superficiales
y bajo para los más distantes. El lugar de interés a ser estudiado
por el Doppler pulsátil está definido por la posición de la muestra de volumen. El tamaño de la muestra de volumen, puede ser
variado ajustando el intervalo de retorno de las ondas reflejadas
por el transductor. Habitualmente se utilizan las muestras de 5
mm, sin embargo muestras mayores (hasta 20 mm) o menores
(1 a 2 mm) pueden ser útiles en situaciones específicas. Como
las frecuencias reflejadas son recibidas por el mismo cristal, la
diferencia de frecuencia máxima que puede ser determinada
por el Doppler pulsátil es igual a la mitad del PRFG, llamada
frecuencia de Nyquist. Cuando la variación de frecuencia reflejada fuese mayor que el límite de Nyquist ocurre le fenómeno
conocido como aliasing o fenómeno de inversión. En caso de
que la velocidad de la sangre en determinado lugar estudiado
por el Doppler pulsátil sea muy grande y sobrepase el límite de
Nyquist, ocurre entonces la inversión y la demostración grafica
que se hacía en un determinado lado de la línea de base se corta, apareciendo en el lado opuesto del grafico. Cuando la velocidad de flujo estudiada excede en un pequeño grado el límite
de Nyquist, esto puede ser corregido alterándose la posición de
la línea de base hacia arriba o hacia abajo. Otros métodos que
pueden ser usados para corregir el aliasing son: a) aumentar el
PRF al máximo para determinada profundidad; b) aumentar el
número de muestras de volumen (high PRF Doppler); c) usar
un transductor con frecuencias menores; y d) usar el Doppler
continuo. El Doppler continuo es la única manera de estudiar
velocidades muy elevadas. Los otros métodos son eficaces para
velocidades que sobrepasen el límite de Nyquist hasta dos veces. Es importante recordar que el Doppler pulsátil con PRF alto
consigue medir velocidades mayores, sin embargo, con perjuicio
de la determinación exacta del lugar a ser estudiado (Fig. 7-1).5,6
DOPPLER CONTINUO
El Doppler continuo utiliza dos cristales piezoeléctricos, uno
que transmite y otro que recibe la señal de ultrasonido. La mayor
ventaja de éste método es que permite medir flujos sanguíneos
de alta velocidad. Su mayor desventaja es que todas las señales
ultrasonográficas en un determinado haz serán analizadas, toda
vez que el aparato no conoce la profundidad de la muestra. Sin
embargo, una determinada señal reflejada posee características
propias, como duración, forma y dirección, permitiendo en la
mayoría de las situaciones, la correcta identificación del origen
de la señal reflejada. Durante el examen ecocardiográfico, otros
métodos pueden ser usados en conjunto para determinar el origen de la señal (imagen bidimensional, Doppler a color y Doppler pulsátil). El uso de la imagen bidimensional simultánea al
Doppler continuo es útil en muchas situaciones, aunque muchas
veces no permite una perfecta angulación con el flujo sanguíneo
Flujo mitral
Fig. 7-1. Doppler pulsátil de flujo mitral normal. Grafico positivo
mostrando las ondas E y A. onda E con velocidad mayor a la onda A.
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y algunas veces puede “distraer” al examinador. Una manera de
optimizar la adquisición del Doppler continuo es la utilización
de un transductor sin imagen acoplada, con una parte pequeña,
permitiendo su acomodación en pequeñas ventanas (entre las
costillas por ejemplo) y facilitando su angulación en el intento
de obtener un ángulo de intercepción lo más paralelo posible al
flujo a ser estudiado.7
Un grafico de Doppler de buena calidad presenta un borde
bien definido, una velocidad máxima así como un inicio y fin
bien delimitados. Una curva de Doppler continuo está rellena
completamente, una vez que todas las velocidades están grabadas, proximales y distales en su punto de mayor velocidad. Es
imprescindible recordar que mientras la velocidad máxima es
dependiente del ángulo de intercepción del haz ultrasónico con
el flujo a ser estudiado, la amplitud (grado de intensidad en una
escala de grises), la forma y la señal sonora son menos dependientes de este ángulo. Luego, un grafico de Doppler de “buena
calidad” puede ser registrado aún cuando el haz de ultrasonido
no está paralelo al lugar estudiado, pudiéndose estar subestimando determinada velocidad.4
Las Figuras 7-2 y 7-3 muestran un ejemplo de Doppler continuo de un paciente con estenosis aórtica y de otro con hipertensión pulmonar.
DOPPLER A COLORES
El mapeo con flujo a colores o Doppler a color o color Doppler,
se fundamenta en los principios del Doppler pulsátil. Al contrario del Doppler pulsátil que utiliza una muestra de volumen, en
el Doppler a color son utilizadas varias muestras de volumen a
lo largo de una línea. Combinándose la información de varias
líneas adyacentes, el aparato genera una imagen bidimensional
del flujo sanguíneo.8 El aparato genera una imagen a colores de
parte II
Capítulo 7 • Examen con Doppler (Pulsátil, Continuo y a Color)
Flujo
aórtico
Fig. 7-3. Doppler continuo en paciente con estenosis aórtica de
moderada a importante.
la dirección de la sangre, de tal modo que cuando el flujo sanguíneo se aproxima al transductor es codificado en rojo, y cuando
se aleja en azul. Cuanto mayor sea la velocidad de flujo, más claro será el tono de rojo o de azul. Este proceso de codificación se
repite para cada línea a lo largo el plano de determinada imagen.
La velocidad con que esta imagen puede ser actualizada (frame
rate) depende de una serie de factores, como la profundidad del
sector, el ancho del sector y los números de pulsos de ultrasonido a lo largo de cada línea.9,10 Cuando hay turbulencia en el flujo
o variación importante en las diversas medidas de velocidad en
determinado punto, el aparato puede aumentar un nuevo color,
generalmente el verde. Y por combinación de los colores entre
sí, formará un aspecto en mosaico o confeti. Por tratarse de un
Doppler pulsátil, el mapeo con flujo a colores también presenta
el fenómeno de inversión o aliasing, que está caracterizado por
un súbito cambio de color al color de la dirección opuesta, aunque el flujo no haya en realidad invertido su dirección (Figs. 7-4
y 7-5). El Doppler a colores permite el análisis volumétrico del
flujo sanguíneo a través del método de PISA,11 así como aumenta las informaciones adicionales al estudio de la función diastólica del ventrículo izquierdo a través del análisis de la velocidad
de propagación del flujo mitral (Fig. 7-6).12,13
EXAMEN CON DOPPLER PROPIAMENTE DICHO
Reflujo tricúspide
Fig. 7-2. Doppler continuo mostrando reflujo tricúspide de alta velocidad
para el cálculo de la presión en la arteria pulmonar en paciente con,
miocardiopatía isquémica e hipertensión arterial pulmonar (en ritmo de
fibrilación auricular).
Los flujos intracardíacos normales pueden ser evaluados tanto
con el Doppler pulsátil como con el continuo, dependiendo del
objetivo a ser alcanzado. Se le da preferencia al Doppler pulsátil
cuando se quiere investigar el flujo de una región específica. El
Doppler continuo será utilizado para la medida de gradientes
transvalvulares, medida tanto de los picos como integral de un
determinado flujo, medida del dp/dt (a través del reflujo mitral), o sea, siempre que se desea evaluar flujos con velocidades
elevadas; la medida precisa de la velocidad de flujo es depen-
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Parte II • Modalidades Ecocardiográficas
V
VI
parte II
Flujo mitral
VD
AD
AI
Fig. 7-6. Modo M a color del flujo mitral en paciente con una
Fig. 7-4. Flujo mitral a colores mostrando una inversión hacia el azul a
nivel del anillo mitral, donde la velocidad excede el límite de Nyquist.
Puede ser corregido aumentando el límite de velocidad. AD = aurícula
derecha; AI = aurícula izquierda; VD = ventrículo derecho, VI = ventrículo
izquierdo.
diente de una serie de factores técnicos, que ya fueron citados
en este capítulo. Sabiendo siempre que el más importante es el
alineamiento de la muestra del Doppler lo más paralelo posible
del flujo sanguíneo a ser estudiado.
Flujo mitral
El flujo mitral se obtiene con el transductor en el ápice del ventrículo izquierdo, usando un corte apical de cuatro cámaras
como referencia. La muestra de volumen debe ser posicionada
junto al borde libre de las hojas de la válvula mitral, en el medio
y anterior a su plano de apertura (Figs. 7-1 y 7-7).
El flujo mitral presenta dos picos diastólicos, recordando la
configuración de la válvula mitral en el modo M.14 El primer
pico, la onda E, representa la velocidad de flujo en la protodiás-
miocardiopatía isquémica y fibrilación auricular. La velocidad de
propagación del flujo mitral medido puede ser usada como parámetro de
evaluación de la función diastólica.
tole, fase de llenado rápido y pasivo del ventrículo izquierdo,
que ocurre luego de la apertura de la válvula mitral. El segundo
pico, la onda A, representa la velocidad diastólica final debido a
la contracción auricular. Por ende, la onda A no existe en individuos con fibrilación auricular. La velocidad de la onda E normal
es de aproximadamente 1,0 m/s y la de la onda A varía entre 0,2
a 0,4 m/s. En algunos casos, dependiendo de la duración de la
diástole, se puede observar entre las dos ondas una ausencia de
flujo (diastasis).4,15 La figura 7-7 muestra un flujo mitral normal
al examen don Doppler pulsátil.
El patrón de flujo mitral puede varias con la edad, condiciones de pre y postcarga, frecuencia cardíaca e intervalo PR.
La onda E disminuye con la edad, en tanto que al onda A aumenta, reflejando una alteración de la relajación del ventrículo
izquierdo que puede ocurrir en pacientes añosos.16
VI
VI
Flujo mitral
VD
VD
AD
AD
AI
AI
Fig. 7-7. Posicionamiento de la muestra de volumen al nivel de los
Fig. 7-5. Flujo mitral a colores sin aliasing. AD = aurícula derecha;
AI = aurícula izquierda; VD = ventrículo derecho, VI = ventrículo izquierdo.
bordes de las cúspides de la válvula mitral. Grafico demostrando ondas
E y A. AD = aurícula derecha; AI = aurícula izquierda; VD = ventrículo
derecho, VI = ventrículo izquierdo.