VALOR DIAGNÓSTICO DE LA ECOCARDIOGRAFÍATRIDIMENSIONAL

“TÉCNICAS Y APLICACIÓN”

K. Cadet, R. Silva, M. AcuñaUniversidad Simón Bolívar. Caracas, Venezuela.

Tlf.: (582) 906.3656 / 3657 e-mail: kcadetv@cantv.net, rjsilva@usb.ve

.RESUMEN

El objeto de esta investigación fue desarrollarun estudio comparativo de las técnicas basadasen la adquisición, procesamiento y visualizaciónde imágenes tridimensionales (3D o 4D)aplicadas al ultrasonido cardíaco, con el objetode evaluar la viabilidad diagnóstica del eco 3Den función del eco 2D y otras técnicas deimágenes. A través de los datos recopilados seobservó que la ecografía tridimensional presentamuchas ventajas sobre las técnicasconvencionales de visualización del miocardio,lo que permitiría una mejor evaluación yprevención de las Cardiopatías Adquiridas oCongénitas, así como, la observación de lasarterias coronarias. Por tanto, sería de granutilidad la adquisición de EcocardiógrafosTridimensionales para los Servicios deCardiología Adulto-Infantil.

Palabras clave: ecocardiografía, ultrasonido,imágenes tridimensionales, viabilidaddiagnóstica.

1. INTRODUCCIÓN

La ecografía es una técnica de diagnósticoesencial, que permite la adquisición deimágenes sin el empleo de radiación ionizante.Desde sus inicios, se ha empleado con éxitopara la valoración de la función cardíaca, perohasta ahora, la información proporcionada porestas técnicas se basaba en una presuncióngeométrica de la anatomía real de las estructurasdel corazón. Por tanto las visualizaciones estáncargadas de una enorme subjetividad tanto parael análisis, como para el diagnóstico demalformaciones congénitas y de la enfermedadarterial coronaria.Por lo anteriormente expuesto, se ha planteadola necesidad de una nueva herramienta deimagenología cardiaca que sirva como métodoconfiable para el diagnóstico de lasenfermedades cardiovasculares, que formanparte de un problema de salud pública a nivelmundial. La ecocardiografía tridimensional se

ha presentado como una alternativa parasolucionar los problemas planteados, sinembargo existen opiniones encontradas, yprevio a recomendar la adquisición de estosequipos se planteó el desarrollo de este estudiocomparativo, para determinar su viabilidaddiagnóstica y su relación de costo / beneficio enfunción de otras técnicas de imagenologíacardíaca.

2. METODOLOGÍA

Para el desarrollo de este proyecto se trabajó enel Servicio de Perinatología del HospitalUniversitario de Caracas, donde se encuentra,actualmente, un equipo marca Medison(Voluson 530D) el cual es utilizado para laobtención de imágenes fetales en 3D. Esteequipo se utilizó para hacer la reconstruccióncardiaca en 3D de varios pacientes elegidos alazar, principalmente en niños con defectoscongénitos.

Las técnicas más comunes para la

reconstrucción 3D, se basan en la adquisicionesal azar de planos tomográficos con muestreos decortes paralelos o lineales, en abanico orotacional (ver figura 1), sincronizados a partirde un algoritmo que considera tanto alelectrocardiograma (ECG) como a la faserespiratoria. En el caso particular evaluado, lareconstrucción se realizó empleando un barridoen abanico.

Fig. 1. Comparación de los formatos de adquisición dedatos Tomográficos Secuenciales: Paralelo (1), Abanico(2), Rotacional (3).

1 2 3

La metodología seguida consistió en larecopilación y evaluación de datos comparativosde imágenes 3D Ecocardiográficas conimágenes obtenidas por Ecocardiografíaconvencional, Angiografía y de ResonanciaMagnética. Para esto se tomaron en cuenta lossiguientes aspectos referenciales:1. Artefactos:[1]

1.1. Respiración1.2. Inestabilidad del Transductor1.3. Perturbación del Ritmo Cardiaco1.4. Patología anexa (Pcte con EBPOC)

2. Etapas para la obtención de imagen 3D:2.1. Adquisición de la Imagen (Hardware

y Software).[1] [2]2.2. Almacenamiento2.3. Visualización de la reconstrucción en

3D2.4. Escalas de grises, sombras y texturas

con modelos de reflexión eiluminación.

2.5. Análisis de la imagen a través desuma de subvolúmenes. [2]

2.6. Riesgos Biológicos3. Conocimiento de Técnicos

Cardiopulmonares y Médicos Cardiólogos:3.1. Entrevistas con los representantes de

estos dispositivos en las empresasTomTec, Hewllett Packard, Medison,Siemens y Medimagen, así como, lavisita a algunas de las Universidadesde Venezuela que habían realizadoinvestigaciones en la materia.

3.2. Conocimiento de los Médicos yTécnicos sobre las ventajas ydesventajas del Ecocardiograma 3Den Venezuela.

3.3. Realización de investigaciones porHospitales y UniversidadesExtranjeras en comparación a lasinvestigaciones realizadas enVenezuela.

4. Método de Reconstrucción:4.1. Por Interpolación de Tiempo con

rango de Cálculo de error. [3]4.2. Acercamientos Ecocardiográficos

Tridimensionales con las limitaciones[4]

4.3. Pasos para la creación de la Imagen3D [5]

4.4. Descripción de la Función deSoftware y el Hardware en laadquisición de la imagen 3D [2].

4.5. Comparación entre otras técnicasversus el Ecocardiograma 3D.[2] [6]

3. RESULTADOS

Basándose en las técnicas de obtención ycálculos para imágenes 3D, se observan mejorasen cuanto a calidad de imágenes, debido a quela reconstrucción Tridimensional facilita lavaloración de estructuras y patologíasdesconocidas o de geometría compleja, como sepresenta en el caso de los ventrículosaneurismáticos, enfermedad arterial coronaria,enfermedades valvulares y congénitascomplejas, dando al médico cirujano una granventaja, ya que a través de las imágenes 3D delas estructuras cardíacas se podrían hacersimulaciones preoperatorias obteniendo unaimagen previa a como podría realizarse lareparación del defecto a corregir.

Una de las ventajas más resaltantes para larealización de estos estudios en 3D de las

estructuras cardíacas es que pueden realizarsejuegos de datos donde se pueden computarimágenes en secciones cruzadas de cualquierplano (figura 2), independientemente de lasorientaciones o ventanas; y de esta forma sepueden obtener planos paralelamente cortadosde las estructuras seleccionadaselectrónicamente y sin artefactos.Por último se observó que las ventajas de lasimágenes ecocardiográficas 3D, son basadas aligual que otras técnicas (TomografíaComputarizada, Resonancia Magnética yAngiocardiografía) en el principio de imágenestomográficas, y a parte de ofrecer una mejorresolución temporal, posee portabilidad,movilidad, comodidad y costo relativamentebajo.En consecuencia, nos encontramos en presenciade una nueva herramienta diagnóstica que nospermite una mejor comprensión de lasPatologías Cardiovasculares sin necesidad desometer al paciente o al equipo médico a ningúntipo de radiación ionizante.

Fig. 2. Reconstrucción 3D del Ventrículo, por elmétodo Simpson, al final de la Sístole y de la Diástole

5. DISCUSIÓN

Una vez realizado el trabajo, nos encontramosque la ecocardiografía 3D ofrece una serie deventajas sobre las otras técnicas deimagenología a saber::

• Se pueden observar imágenes más clarascon la sincronía del ciclo cardiaco y lafase respiratoria, que en elecocardiograma 2D.

• Ofrece imágenes reales tridimensionalesde la anatomía y patología cardíaca enproyecciones que no habían sidoposibles.

• Información cuantitativa más recientes eíndices cuantitativos.

• Cálculo más preciso de los volúmenesventriculares así como de la fracción deeyección sin presunción geométrica.

• A parte de ser más accesible para elpaciente y para la persona que adquieraestos dispositivos; ofrece seguridad yconfiabilidad al igual que otros sistemas.

• No se somete el paciente ni al equipomédico a Radiaciones Ionizantes, ni a lacolocación de alguna solución comocontraste.

• No requiere de mucho espacio por lo quees más cómodo.

• Pueden visualizarse imágenes más clarasde las estructuras del corazón consincronía entre el ciclo cardíaco y larespiración, ayudando a los Cardiólogosy Técnicos Cardiopulmonares a obtenerdatos más precisos y cuantificables.

En consecuencia, la ecocardiografía 3D, sepresenta como una excelente opción para larealización de una serie de aplicacionesespecíficas, en particular:

• En pacientes. con Cardiopatíascongénitas.

• En pacientes. con enfermedad valvulardifusa.

• Como método diagnóstico para evaluarmovilidad del músculo cardíaco en todasu extensión.

Ahora bien, dado que la situación económica deVenezuela actualmente es crítica, se ha hechodifícil la adquisición de estos dispositivos.Además, la falta de conocimiento por parte delgremio médico que le impide tomar en cuentalas ventajas que podrían tener al adquirir estosdispositivos.

5. CONCLUSIONES

La realización de este estudio permitió apreciar,que había escasos conocimientos sobre latemática por parte de los Cardiólogos yTécnicos Cardiopulmonares, lo cual influye enel desarrollo Costo-Conocimiento, Costo-Valorque trae la implementación de esta NuevaTécnica de adquisición de imágenes en losestudios ecocardiograficos realizados en lasdistintas Instituciones público-privadas de lasalud en Venezuela.Es así como este trabajo permite conocer lasventajas que ofrece esta nueva técnica y dealguna forma, justificar la adquisición de estetipo de tecnología en el país. En consecuencia,se observa que el Ultrasonido 3D sería de granutilidad como método diagnóstico, tanto para laprevención de alguna patología como para ladisminución y accesibilidad a la pruebadiagnóstica para el paciente.En tal sentido, Investigadores Venezolanos(Universidad de Carabobo y Universidad de LosAndes), [7], [8], [9] han desarrollado sistemasde obtención de imágenes tridimensionales apartir de ultrasonido, para ser empleados en losservicios de ecocardiografía, por lo que en unfuturo cercano, deben estarse introduciendo conéxito estos dispositivos en el país.

AGRADECIMIENTOS

A los Ingenieros Ricardo Silva y VíctorTorrealba por su apoyo, sus conocimientos y suayuda.A las empresas Hewlett Packard, Medison,Medimagen, Siemens y Tomtec, distribuidorasde estos equipos en Venezuela por sucolaboración.A los servicios de Imagenología de la Facultadde Ingeniería de la Universidad de Carabobo yla Simón Bolívar.Al Servicio de Perinatología del hospitalUniversitario de Caracas por sus servicios ydejar utilizar su Equipo de Ecografía.A Ernesto Márquez y al Doctor Manuel Acuñapor su constancia.

REFERENCIAS

[1] Ecografía Ultrasonidos. www.aetr.com/pagina n29.htm[2] Bruining, Nico. (1998). Quantitative 3-D Echocardiography of

The Heart and The Coronary Vessels. (1ª .Ed). editado enTer Verkrijging Van de Graad van Doctor aan de EramusUniversity Rotterdan. Gobernó te Cairo, Egypy andRótterdam, The Netherlands.

[3] Pandian, N. MD, Roelandt, J. MD, Nanada, N. MD, Sugeng,L. MD, Cao, Q. MD, Azevedo, J. MD (1994). Dynamic

Three-Dimensional Echocardiography: Methods andClinical Potential. Cardiovascular Imaging andHemodynamic Laboratory, Tufs-New England MedicalCenter, Boston, Massachusetts.

[4] Weyman, A., Levine, R., Hanschumacher, M. (1992). Three-Dimensional Echocardiography. Cardiac UltrasoundLaboratory, Massachusetts General Hospital, Department ofMedicine, Harvard medical School, Boston, Massachusetts.

[5] Roelandt, J., Cate, T., Bruining, N., Salustri, A., Vletter, W.B.,Munn, B., Van Der Putten, N. (1994). Transesophagealrotoplane echo-CT a novel approach to dynamic three-dimensional echocardiography.

[6] Lange, A., Walayat, M., Turnbull, C., Palka, P., Mankad, P.,Sutherland, G. (1997). Assessment of atrial defectmorphology by transthoracic three dimensionalechocardiography using standard grey scale and Dopplermyocardial imaging techniques: comparasion with magneticresonance imaging and intraoperative findingd. Deparmentof Cardiology, Royal hospital for Sick Children, Universityof Edinburgh, Edinburgh, UK.

[7] Bravo, A., Medina, R., Carrasco, H.Un modelo de contorno activo para la segmentación

DIAGNOSIS VALUE OF THREE-DIMENSIONALECOCARDIOGRAPHY: TECHNICAL AND APPLICATION

ABSTRACT

The objective of this work was to develop a comparative study between 3D ultrasound and different imaginetechniques. Once the results were analysed, we observed that 3D ultrasound offers a great deal of advantagescompared to traditional cardiac imaging, allowing for a better evaluation and prevention of congenital andacquired cardiopaties, as well as the coronary arteries. In essence, the acquisition of this kind of deviceswould be of great utility for adult and pediatric cardiological services.