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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Instituto Nacional de Perinatología Isidro Espinosa de los Reyes “DIFERENCIAS DE VOLÚMENES CARDIACOS MEDIDOS CON CORRELACIÓN ESPACIO-TEMPORAL DE IMÁGENES (STIC) Y VIRTUAL ORGAN COMPUTER-AIDED ANALYSIS (VOCAL) EN FETOS CON RESTRICCIÓN DEL CRECIMIENTO Y FETOS SANOS” T E S I S Que para obtener el título de: ESPECIALISTA EN MEDICINA MATERNO FETAL PRESENTA: DRA. ANA LUCÍA CAMPOS RODRÍGUEZ DR. MARIO E. GUZMÁN HUERTA JEFE DE DEPARTAMENTO MEDICINA MATERNO FETAL PROFESOR TITULAR DEL CURSO DE ESPECIALIZACIÓN DRA. LISBETH LUCÍA CAMARGO MARÍN MÉDICO ADSCRITO DEPARTAMENTO DE MEDICINA MATERNO FETAL DIRECTORA DE TESIS MÉXICO, DF. 2012 I UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. AUTORIZACIÓN DE TESIS “DIFERENCIAS DE VOLÚMENES CARDIACOS MEDIDOS CON CORRELACIÓN ESPACIO-TEMPORAL DE IMÁGENES (STIC) Y VIRTUAL ORGAN COMPUTER-AIDED ANALYSIS (VOCAL) EN FETOS CON RESTRICCIÓN DEL CRECIMIENTO Y FETOS SANOS” DRA. VIRIDIANA GORBEA CHÁVEZ Directora de Enseñanza Instituto Nacional de Perinatología Isidro Espinosa de los Reyes DR. MARIO E. GUZMÁN HUERTA Jefe del Departamento de Medicina Materno Fetal Profesor Titular del Curso de Especialización en Medicina Materno Fetal Instituto Nacional de Perinatología Isidro Espinosa de los Reyes DRA. LISBETH LUCÍA CAMARGO MARÍN Directora de Tesis Médico Adscrito al Departamento de Medicina Materno Fetal Instituto Nacional de Perinatología Isidro Espinosa de los Reyes II AGRADECIMIENTOS A mi amado Dios, por ser la luz de mi vida, por enseñarme cada día que detrás de todo suceso, se esconde un plan perfecto y por darme la fuerza para seguir. Todo esto es por tí y para tí. A mis padres, Raquel y Mario, por ser los instrumentos a través de los cuales Dios me ha dado las enseñanzas y las respuestas más importantes en mi vida. Gracias por su apoyo incondicional y por impulsarme a dar lo mejor de mí… No me alcanzaría la vida para terminar de agradecerles todo lo que han hecho por mí. A mi hermana Silvia, por ser mi amiga incondicional, por toda su dedicación, preocupación y apoyo en este proyecto de vida. Junto a ti me siento segura. A toda mi familia, por estar siempre a mi lado y de una u otra forma demostrarme que son mi mayor apoyo. Especialmente a mis tías Patty y María, gracias por sus oraciones, a mis primos Manuel y Jorge. A mis amigos, gracias por estar conmigo en cada paso que doy y por demostrarme que la amistad perdura sin importar el tiempo ni la distancia. Gracias especialmente a ti Kate y a mis entrañables amigos del C5…Los llevo en el corazón. A mis compañeros y amigos de Medicina Fetal… En México conocí a 3 hermanos que me han alegrado cada día... Gracias Wendy, Jorge y Alan. Juntos hemos compartido momentos de prueba y de alegría, gracias por ser la mano amiga que me dio fortaleza, apoyo y cariño en todo momento y por ser un ejemplo de perseverancia. III DEDICATORIA A Dios, por todas las innumerables bendiciones recibidas hasta el día de hoy, por todo lo que ha sido, y por lo que será. Permíteme ser digna de postrarme ante ti y colocar a tus pies los mejores frutos de mi trabajo. IV INDICE V Resumen 1 Abstract 3 Introducción 5 Materiales y Métodos 8 Análisis estadístico 11 Resultados 12 Discusión 14 Conclusiones 21 Referencias 22 Cuadros 26 Figuras 28 RESUMEN Objetivo: Determinar si existen diferencias en los volúmenes cardiacos de fetos con restricción del crecimiento intrauterino (RCIU) comparado con fetos sanos, adquiridos con STIC (Correlación espacio temporal de imágenes) y evaluados con VOCAL (Virtual Organ Computer-aided AnaLysis) entre las 18-38 semanas de gestación. Materiales y métodos: La evaluación cardiaca se llevó a cabo en fetos con RCIU en estadío 1 (n= 10) y en fetos sanos (n=10) entre las 18 – 38 semanas de gestación. El análisis diferido se realizó con VOCAL mediante un trazo manual ajustado a 15º de rotación. Se estimó el volumen al final de la sístole, al final de la diástole y el volumen ventricular total. Posteriormente se calculó el volumen sistólico, el gasto cardiaco y fracción de eyección. Los volúmenes cardiacos obtenidos fueron comparados entre ambos grupos para establecer si existían diferencias. El análisis estadístico se realizó con el test de Wilcoxon. Resultados: En el ventrículo derecho tanto el volumen de fin de sístole como el volumen de fin de diástole mostraron una disminución estadísticamente significativa en fetos con RCIU al compararlo con fetos sanos (P= 0.03 y 0.026 respectivamente). El volumen de fin de diástole del ventrículo izquierdo fue menor en fetos con RCIU en el 80% de los casos 8/10 (p=0.05). El volumen de fin de sístole total y el volumen de fin de diástole total fueron mayores en fetos sanos al ser comparado con fetos con RCIU (P= 0.026 ambos). El gasto cardiaco del ventrículo izquierdo tuvo diferencias significativas (P= 0.062) en fetos sanos al ser comparado con fetos con RCIU. 1 Conclusión: El ultrasonido 3D STIC y el post procesamiento con VOCAL es un método capaz de detectar diferencias en volúmenes cardiacos circulantes en fetos con restricción del crecimiento intrauterino. Palabras clave: Restricción del crecimiento intrauterino, STIC, VOCAL, volúmenes cardiacos. Abreviaturas: RCIU: Restricción del Crecimiento Intrauterino. VFS: Volumen al final de la sístole. VFD: volumen al final de la diástole. VS: Volumen sistólico. GC: Gasto Cardiaco. FE: Fracción de Eyección. STIC (Spatio-temporal image correlation): Correlación espacio-temporal de imágenes. VOCAL: Virtual Organ Computer-aided AnaLysis. CUSUM (Cumulative Sum): Gráficos de suma acumulada. 2 ABSTRACT Objective: To determine whether differences in volumes of fetuses with intrauterine growth restriction (IUGR) compared with healthy fetuses, acquired with STIC (Spatio- temporal Image Correlation) and evaluated with VOCAL (Virtual Organ Computer- aided Analysis) between 18 -38 weeks of gestation. Methods: The cardiac evaluation was performed in fetuses with IUGR in stage 1 (n = 10) and in healthy fetuses (n = 10) between 18-38 weeks of gestation. The analysis was performed using VOCAL delayed by manual tracing set at 15° of rotation. We estimated the volume at the end of systole, end-diastolic ventricular volume and total. Then we calculated the stroke volume, cardiac output and ejection fraction. The cardiac volumes obtained were compared between groups to establish whether there were differences. Statistical analysis was performed using the Wilcoxon test. Results: In both the right ventricular end-systolic volume as end-diastolic volume showed a statistically significant decrease in fetuses with IUGR when compared with healthy fetuses (P = 0.03 and 0.026 respectively). The end-diastolic volume of the left ventricle was lower in fetuses with IUGR in80% of the cases 8 /10 (p = 0.05). The end-systolic and end-diastolic total volume were higher in healthy fetuses when compared with fetuses with IUGR (P = 0.026 both). The left ventricular cardiac output differ significantly (P = 0.062) in healthy fetuses when compared with fetuses with IUGR. Conclusion: 3D ultrasound STIC and VOCAL post processing is a method that can detect differences in circulating cardiac volumes in fetuses with intrauterine growth restriction. 3 Keywords: intrauterine growth restriction, STIC, VOCAL, cardiac volumes. Abbreviations: IUGR: intrauterine growth restriction. VFS: Volume at the end of systole. VFD: volume at the end of diastole. VS: Stroke volume. GC: cardiac output. EF: ejection fraction. STIC: Spatio-temporal image correlation. VOCAL: Virtual Organ Computer-Aided Analysis. CUSUM (Cumulative Sum): cumulative sum charts. 4 INTRODUCCIÓN La restricción del crecimiento intrauterino (RCIU) se define como la falla para alcanzar el crecimiento óptimo genéticamente predeterminado en respuesta a un suministro alterado de oxígeno y nutrientes al feto.1-4 La restricción del crecimiento intrauterino es una patología que tiene una incidencia de 3-10% en países desarrollados y del 6-30% en países en vías de desarrollo. En México la tasa de recién nacidos con bajo peso al nacer en los últimos años ha oscilado entre un 4.4 a un 9.6% asociándose a una mayor morbimortalidad perinatal influyendo de manera impactante en el neurodesarrollo y relacionándose con una mayor incidencia de patologías de diversa índole cuando estos fetos alcanzan la vida adulta.5-7 En esta patología es bien sabido que una de las respuestas adaptativas más importantes ante la hipoxia a es la redistribución o centralización de flujo sanguíneo a órganos vitales a fin de preservar la homeostasis fetal. Dicha respuesta es parte del cuadro fisiopatológico en fetos con restricción del crecimiento intrauterino (RCIU) ya que están sometidos a un ambiente hipóxico crónico y es por ello que en la actualidad se pretende crear métodos de evaluación que permitan valorar estos cambios de manera cada vez más precoz8. La complejidad de la evaluación cardiaca fetal ha impulsado en la última década el desarrollo de nuevas herramientas diagnósticas en la cardiología prenatal, convirtiéndose en un área desafiante ante los nuevos avances tecnológicos. Para la evaluación hemodinámica fetal se han creado nuevas técnicas no invasivas guiadas por ultrasonido que en sus inicios era evaluado primordialmente el modo 2D (segunda dimensión), el modo M y el Doppler pulsado, abriendo un amplio campo de 5 oportunidades para estudiar la hemodinámica fetal9. La introducción y la disponibilidad comercial cada vez más accesible del ultrasonido en tercera dimensión (3D) ha permitido la valoración del volumen de órganos fetales como hígado, riñón cerebelo, pulmón e hígado fetal, pero han sido realizados pocos estudios sobre ecocardiografía fetal 3D y son todavía menos los estudios que han realizado una valoración de volúmenes cardiacos circulantes utilizando esta técnica y sobre todo en fetos con patología subyacente, tal como la restricción del crecimiento intrauterino5,10. El STIC es una técnica que permite la adquisición de volúmenes del corazón fetal y visualizar las estructuras cardiacas como una secuencia de cine en 3D, conteniendo información de un ciclo cardiaco completo. Almacena información completa del volumen cardiaco y reduce necesidad de depender de la experiencia del operador que adquiere el volumen para el análisis de la anatomía cardiovascular fetal.11-13 El usuario puede almacenar de forma digital la información adquirida, recortar y reoptimizar vistas del corazón, que pueden ser analizadas de modo diferido u offline con un software (4D View, GE, Kretz, Austria) utilizando métodos como el VOCAL, multiplanar, TUI, 3D Slices o el modo inverso entre otros13,14. El método VOCAL (Virtual Organ Computer-aided AnaLysis) ha mostrado ser una técnica más sensible que la técnica multiplanar para hacer cálculos volumétricos de objetos irregulares a través del ultrasonido 3D. Es un método que permite rotar una estructura y ser medida en torno a su eje de modo que varias formas pueden ser delineadas en la superficie externa e interna reconstruyendo al final del proceso rotacional, una estructura en 3 dimensiones. Es considerado como un método de análisis diferido aplicable a mediciones volumétricas fetales (cerebelo, corazón, volúmenes cardiacos, cordón etc.) proveyendo datos más acertados15. Ouittenbogaard 6 et al. (2009) realizaron un estudio cuyo objetivo principal era establecer valores de referencia para volúmenes e índices cardiacos y fueron estudiados 202 volúmenes adquiridos con STIC en 63 fetos sanos. En este estudio se establecieron los valores de referencia para edades comprendidas entre 12 a 30 semanas y se concluyó que los volúmenes cardiacos circulantes tienen un aumento exponencial con la edad gestacional. Los expertos opinaron que se necesitan estudios para evaluar en qué medida las evaluaciones de la función cardiaca de fetos en estados patológicos se desvían de lo normal y si estas medidas pueden ser de utilidad en la predicción de la evolución del feto13. El objetivo principal de este estudio fue realizar una cuantificación del volumen ventricular cardiaco fetal y determinar si existen diferencias en los índices de función cardiaca (Gasto cardiaco, fracción de eyección y volumen sistólico) en fetos con restricción del crecimiento intrauterino comparado con fetos sanos mediante volúmenes cardiacos adquiridos con STIC y evaluados con VOCAL en edades comprendidas entre las 18-38 semanas de gestación, ya que en la actualidad, no hay estudios que vayan dirigidos a determinar si existen diferencias hemodinámicas en fetos con RCIU utilizando estos métodos de manera conjunta. 7 MATERIALES Y MÉTODOS Se realizó un estudio transversal en la clínica de Ecocardiografía Fetal de la Unidad de Investigación de Medicina Materno Fetal (UNIMEF) del Instituto Nacional de Perinatología Isidro Espinosa de los Reyes de la Ciudad de México, durante los meses de Junio y Julio 2,011. Inicialmente se realizó un proceso de estandarización para la adquisición de volúmenes cardiacos con la técnica de correlación espacio temporal STIC mediante la elaboración de una curva de aprendizaje para cada uno de los tres operadores que realizaron las mediciones, los cuales fueron médicos residentes del segundo año de la Subespecialización de Medicina Materno Fetal que tenían un entrenamiento básico de un año en la evaluación ultrasonográfica. Las curvas de aprendizaje individuales se realizaron aplicando la técnica de gráficos de suma acumulada (CUSUM) 16-18 hasta que se estableció el momento en el que cada uno de los operadores alcanzó la competencia en la técnica, lo cual requirió como mínimo la adquisición de 28 volúmenes y como máximo 34. Los volúmenes cardiacos fueron adquiridos en un equipo Voluson E8 EXPERT, (GE Medical System, Krétzte Chnik,Tiefenbach Australia) con transductor motorizado RAB 3-8(C2D-4C-D). Se tomó en consideración la posición de la paciente en decúbito dorsal o semilateral, en ausencia de movimientos corporales y respiratorios fetales, un índice de líquido amniótico normal o con ILA ≥5 cm, frecuencia cardiaca fetal en límites normales (120-160 latidos por minuto) y durante un periodo breve de apnea materna. La adquisición de volúmenes se realizó a partir de una imagen de 4 cámaras cardiacas en un corte axial del tórax justo por encima del diafragma en donde visualizara tabique interventricular íntegro, septum primum auricular, vista de atrios y ventrículos sin 8 desproporciones, banda moderadora en ventrículo derechoy orientación con el ápex dirigido a la parte anterior (Figura 1) Se utilizó la modalidad STIC en un ángulo de 20- 30º para segundo y tercer trimestre respectivamente con un tiempo de adquisición entre 10 – 12.2 segundos. El análisis diferido fue realizado por un médico experto adscrito al Departamento de Medicina Materno Fetal utilizando el software 4DView 10.0 con la modalidad VOCAL (Virtual Organ Computer-aided AnaLysis). El análisis se ajustó a 15º de rotación para obtener una secuencia de 12 secciones del corazón alrededor de un eje fijo extendido desde el ápex del corazón hasta el punto que dividía simétricamente cada válvula atrioventricular (VAV) en sístole y diástole en cada ventrículo. Posteriormente se realizó un trazado manual sobre el borde del endocardio en cada serie de plano obtenido. Para determinar si existía o no diferencias entre los volúmenes adquiridos con STIC y VOCAL se realizó evaluación cardiaca en fetos con restricción del crecimiento intrauterino (n= 10) y en fetos sanos (n=10) entre las 18 – 38 semanas. Se incluyó a pacientes que firmaron consentimiento informado y que cumplieran los siguientes criterios: feto único vivo entre 18 a 38 semanas de gestación confirmada por ultrasonido de primer trimestre o por fecha de última menstruación confiable, con diagnostico de RCIU, evaluación anatómica de segundo trimestre en límites normales y fetos sin defecto cardiaco. La totalidad de fetos evaluados con RCIU (n=10) correspondían al estadío 1 según la clasificación del Institut Clinic de Ginecología, Obstetricia y Neonatología (ICGON) del Hospital Clinic de Barcelona España, que se define como peso fetal estimado < a percentila 3, índice cerebro placentario > percentila 5, IP medio de uterinas > percentila 9519. Para el grupo de los fetos sanos se incluyeron aquellos que cursaran con una edad gestacional entre las 18-30 semanas, que tuvieran peso 9 fetal estimado en límites normales para la edad gestacional, sin alteraciones cardiacas ni estructurales. No se incluyeron a las pacientes que no aceptaron participar en el estudio y en quienes no fue posible la adquisición del volumen cardiaco fetal por mala ventana sónica, movimientos fetales corporales, respiratorios o posición fetal en dorso anterior. Una vez realizada la adquisición de volúmenes y el análisis diferido en ambos grupos se procedió al cálculo de volúmenes cardiacos circulantes. El volumen ventricular al final de la diástole (VFD) correspondiente al periodo en el cual el ventrículo se llena con sangre en toda su capacidad antes de la sístole ventricular, se analizó en una imagen clásica de cuatro cámaras el ciclo cardiaco con cine-loop deteniendo la imagen de 4 cámaras en el cuadro justo después del cierre de las válvulas auriculoventriculares (VAV). El volumen ventricular al final de la sístole (VFS) correspondiente al periodo en donde el ventrículo izquierdo se contrae y expulsa la sangre hasta alcanzar su capacidad mínima, se analizó en una imagen clásica de cuatro cámaras con cine-loop deteniendo el cuadro justo antes de la apertura de las válvulas auriculoventriculares (VAV). El volumen sistólico (Stroke Volume) considerado como el volumen de sangre bombeado por un ventrículo en cada latido, se calculó aplicando la siguiente fórmula SV = VFD-VFS. El gasto cardiaco fetal (GC) se calculó multiplicando el volumen sistólico por la frecuencia cardiaca fetal aplicando al siguiente fórmula GC=VS x FC. Por último se calculó la fracción de sangre eyectada del ventrículo izquierdo durante la contracción o fase de eyección (Fracción de eyección), dividiendo el volumen sistólico entre el volumen al final de la diástole multiplicado por 100, FE= SV/VFD x 100. Los datos volumétricos totales obtenidos fueron comparados entre ambos grupos para establecer si existían diferencias. 10 ANALISIS ESTADÍSTICO Las características de la población se analizaron con estadística descriptiva. Se comprobó la normalidad de los datos con la prueba de Kormogorov-Smirnov. La variable que no mostró normalidad se elevó al logaritmo 10 para su transformación y posteriormente se comprobó la homoscedasticidad de las varianzas, encontrando se que no se cumplía en 4 datos por lo tratándose de una muestra mayor a 6, pero menor a 30 individuos se evaluó la significancia con el test no paramétrico de Wilcoxon para comparar la mediana de dos muestras relacionadas y determinar si existían diferencias significativas entre ellas. Las muestras fueron pareadas según edad gestacional y se crearon parejas de valores relacionados de manera que tuvieran características similares (emparejamiento artificial). Los datos se analizaron usando el programa SPSS Statistics V 17.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) y Excel para Windows 2007. Todo valor de probabilidad (p) igual o menor que 0.05 se consideró estadísticamente significativo aceptándose la hipótesis alterna y rechazando la hipótesis nula. 11 RESULTADOS: La evaluación cardiaca se llevó a cabo en fetos con restricción del crecimiento intrauterino (n= 10) y en controles sanos (n=10) entre las 18 – 38 semanas. La edad gestacional promedio fue de 34.1 semanas abarcando un rango desde 31.1- 38.0 en la muestra total (Cuadro I). Del total de volúmenes 3D fueron seleccionadas las imágenes que se sometieron al análisis diferido y estadístico final (Figura 2) El tiempo promedio de adquisición de volúmenes con STIC en ambos grupos fue de 6.0 minutos. Los volúmenes ventriculares en fin de sístole y diástole fueron calculados mediante el análisis volumétrico con VOCAL ajustado a trazado manual. (Figura 3 y 4) Con el registro de dichos volúmenes en ml y la frecuencia cardiaca fetal se procedió a realizar el cálculo de los índices volumétricos de función cardiaca. En los fetos sanos se observó un incremento exponencial de los volúmenes totales de fin de sístole y diástole conforme incrementó la edad gestacional a la cual se sometió la evaluación. El volumen sistólico final del ventrículo derecho (VFSVD) mostró una disminución en fetos con RCIU al compararlo con fetos sanos en el 100% de los casos 10/10 (P=0.03). El volumen de fin de diástole del ventrículo derecho (VFDVD) también mostró diferencias, siendo menor en fetos con RCIU en el 80% de los casos (P=0.026). El volumen de fin de diástole del ventrículo izquierdo fue mayor en fetos sanos en el 80% de los casos 8/10 (P=0.05). Tanto el volumen de fin de sístole total o combinado (VFST), como el volumen de fin de diástole total (VFDT) fue mayor en fetos sanos (en el 80%) al ser comparado con fetos con RCIU (P=0.026 ambos). Así mismo 12 el gasto cardiaco del ventrículo izquierdo (GCVI) tuvo diferencias significativas (P=0.062) en fetos sanos al ser comparado con fetos con restricción del crecimiento intrauterino (Cuadro II). No se observaron diferencias estadísticamente significativas al comparar entere ambos grupos otros índices cardiacos como el volumen sistólico o “Stroke Volume” combinado (P=0.213), así como el porcentaje de fracción de eyección (P=1.000). 13 DISCUSIÓN El corazón fetal es órgano que soporta una importante carga funcional durante la vida intrauterina cursando una transición funcional y anatómica a lo largo de la gestación y el periodo neonatal temprano. La presencia de 3 shunts (Ductus venoso, foramen oval y ductus arterioso) permiten al corazón fetal trabajar con dos circulaciones paralelas en lugar de una sola serie circulatoria. El ventrículo izquierdo bombea sangre hacia el cuerpo superior y la circulación cerebral, y el ventrículo derecho expulsa sangre hacia las arterias pulmonares y a través del ductus arterioso, hacia el hemicuerpo fetal inferior y a la circulación placentaria. Debido a que las circulacionespulmonar y sistémica son separadas en el feto, cada ventrículo tiene su propio volumen sistólico determinado por la precarga, la postcarga y la funcionalidad contráctil como cámara10. El patrón único de eyección paralela ventricular en la vida fetal se hace más evidente si existe una postcarga incrementada para uno de los ventrículos, es entonces cuando la postcarga de ese ventrículo disminuirá notablemente y la postcarga del ventrículo contralateral incrementará de una manera compensatoria, es por ello que se considera que el mayor determinante para el gasto cardiaco es la postcarga a la cual se enfrenta el ventrículo fetal. Cualquier factor que incremente la impedancia a la eyección ventricular producirá cambios hemodinámicos variables dependiendo de la severidad. Desde el punto de vista lógico de la fisiopatología de la RCIU secundaria a disfunción placentaria, el gasto cardiaco combinado disminuirá debido a una mayor resistencia a nivel placentario aumentando la precarga y progresando a una falla cardiaca fetal. 14 El sistema cardiovascular fetal, en general, provee una gran cantidad de información acerca de su adecuado funcionamiento y es hasta la fecha uno de los indicadores del bienestar fetal. El desarrollo de una amplia diversidad de técnicas no invasivas para poder valorar la función cardiaca, ha convertido al feto en el nuevo paciente de la década y ha abierto un amplio campo de estudio que han mostrado ventajas y desventajas en la práctica clínica20. Todo este creciente desarrollo de nuevos métodos de evaluación y diagnóstico, es a razón que, al igual que en el fallo cardiaco postnatal, a nivel intrauterino existe una inadecuada perfusión tisular con sus innumerables consecuencias. El gasto cardiaco inadecuado resulta de una serie de reflejos complejos y adaptaciones que se activan para mantener un flujo anterógrado o redistribuir el flujo sanguíneo a órganos vitales en situaciones de estrés instalándose todo un sistema de supervivencia fetal. Se desconocen hasta la fecha los cambios madurativos del lecho vascular fetal con la edad gestacional, pero se sabe existe una vasoconstricción del sistema vascular fetal periférico en respuesta a estrés. Cómo sucede esto y en qué grado se ve afectada la compensación en la circulación fetal, son interrogantes que apenas empieza a investigarse en la actualidad. Entre las técnicas que se han descrito para evaluar perfil cardiovascular se ha incluido desde la ecocardiografía 2D y el modo M, hasta el Doppler Venoso, el tamaño cardiaco, la función cardiaca valorada con Tei index y las características de la onda de velocidad de flujo en la arteria umbilical. La ecografía tridimensional (3D) ha implicado un avance en la evaluación cardiaca fetal ya que por este método se adquiere y almacena los datos ecográficos correspondientes a un volumen los cuales pueden ser almacenados, analizados y modificados, pudiendo visualizar múltiples planos arbitrarios. De forma que, la 15 correlación de los tres planos perpendiculares obtenidos de la imagen multiplanar permiten verificar si se está obteniendo el plano deseado. La ecografía 3D permite obtener cualquier plano independientemente de la posición fetal a la hora de adquirir el volumen, aunque la calidad de la imagen puede variar dependiendo del plano adquirido en la imagen 2D, esta técnica muestra ser un método superior a las evaluaciones tradicionales10. La combinación de las técnicas de STIC y VOCAL ha permitido hasta la fecha hacer cálculos volumétricos más precisos en diversos órganos fetales. Su aplicación se ha extendido a la valoración hemodinámica cardiaca en etapa prenatal desde edades tan tempranas como las 12 semanas de gestación. Nicolaides y cols. (2008) elaboraron curvas de referencia para el volumen sistólico y gasto cardiaco utilizando la modalidad STIC y VOCAL en 140 embarazos únicos normales entre las 12-34 semanas de gestación. Concluyeron en este estudio que el volumen sistólico y el gasto cardiaco aumentan exponencialmente con la edad y que las posibles desviaciones de los valores normales en embarazos patológicos deberían ser determinadas con estas técnicas y posteriormente predecir resultados adversos y hasta la fecha hay muy pocos trabajos que hayan realizado con STIC y VOCAL para valorar la función ventricular en estados patológicos22. Rizzo et.al (2007) realizaron un estudio en donde se analizó el volumen sistólico adquirido por ultrasonido 4D STIC y analizados con VOCAL, comparando los resultados con los obtenidos por medio de ultrasonido bidimensional (2D) y ultrasonografía Doppler en 40 fetos sanos y en 16 fetos con RCIU. De los fetos sanos, 20 fueron agrupados en las semanas 20 - 22, y 20 fetos entre las semanas 28 a 32. Los 16 fetos con RCIU fueron agrupados de la semana 26-34 e incluyeron diversos estadíos de esta patología. 15 Los hallazgos volumétricos encontrados en fetos con RCIU fueron menores al compararlo con los normogramas realizados en población inglesa y se catalogó como un hallazgo incidental en el estudio ya que el objetivo era comparar los métodos ultrasonográficos entre sí y los datos no fueron agrupados o pareados por edad gestacional ni se estratificaron por la severidad de la restricción del crecimiento, por lo cual el análisis no fue en función de encontrar diferencias entre los grupos de estudio y si la combinación STIC- VOCAL podían detectar cambios dependiendo de la edad gestacional o la severidad de la RCIU 11. En nuestro estudio se realizaron mediciones de volúmenes cardiacos circulantes en fetos sanos y con RCIU con la finalidad de determinar si el método combinado STIC- VOCAL podían determinar diferencias en dichos volúmenes bajo el conocimiento fisiológico que éstos últimos pueden presentar diferentes grados de adaptación hemodinámica ante la hipoxia. Es importante destacar que los 10 fetos con RCIU pertenecían al estadio 1 (peso fetal estimado < a percentila 3, índice cerebro placentario > percentila 5, IP medio de uterinas > percentila 95). Desde el punto de vista fisiopatológico se sabe que la causa más común de resistencia vascular elevada en el feto es la disfunción placentaria secundaria a una vasculopatía que puede producir un retraso en el crecimiento de modo asimétrico. Sin embargo, como hemos discutido previamente, desde el punto de vista hemodinámico el mayor determinante para el gasto cardiaco es la postcarga fetal y dependiendo de la severidad de la afección, el cuadro se caracterizará por un incremento en la resistencia vascular que será reflejado en la flujometría Doppler, y en sus últimas etapas, por una disminución en el gasto cardiaco. Qué tan temprano se pueden detectar estos cambios hemodinámicos? Ese ha sido el principal desafío en las últimas décadas20. 16 Al realizar la comparación entre nuestros grupos de estudio, se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre el volumen de fin de sístole y diástole (p=0.03 y p=0.026 respectivamente) predominante en el ventrículo derecho, siendo mayor en el grupo de fetos sanos. La función ventricular derecha en el feto humano ha recibido la mayor atención es la que más frecuentemente muestra anormalidades durante situaciones clínicas asociadas a un aumento de la carga de trabajo. El ventrículo derecho es el mayor contribuidor a la carga de trabajo del miocardio fetal debido a su mayor volumen y presión de trabajo realizado. Los signos tempranos de una alteración de la función en el corazón fetal, se ve reflejado en la hemodinámica de las cámaras derechas desde edades gestacionales muy tempranas y ésto se debe a que el atrio derecho se encuentra en el centro de la circulación fetal. Cualquier elevación en la presión atrial derecha, resultará de cualquier incremento en la resistencia que debe ser vencido por el ventrículo derecho lo cual podría disminuir elvolumen al final de la sístole y la diástole derecha incluso de manera sutil en etapas iniciales, lo cual no se puede detectar con métodos diagnósticos actuales. De acuerdo a la gravedad de la falla cardiaca el espectro esperado abarca desde un flujo atrial reverso en la vena cava inferior, un flujo reverso atrial en el ducto venoso, pulsaciones atriales venosas portales y pulsaciones atriales venosas a nivel umbilical23. Sin embargo, teniendo en consideración la secuencia hemodinámica habitual en los fetos con RCIU, estos hallazgos son evidentes en estadíos más avanzados de la restricción conforme el feto progresa a un fallo cardiaco (IV y V); en estos casos las impedancias vasculares alteradas muchas veces traducen una falla cardiaca inminente en el feto y los hallazgos sugestivos de una redistribución de flujo o “Brain Sparing” son marcadores de una redistribución del gasto cardiaco bien establecida. 18 En nuestro estudio llama principalmente la atención, que fueron evidentes diferencias hemodinámicas utilizando el método combinado STIC-VOCAL en el estadío más temprano de la RCIU en donde aún no había hallazgos anormales en la flujometría Doppler. Siguiendo esta secuencia lógica de cambios hemodinámicos, podríamos esperar que los volúmenes cardiacos también vayan alterándose de modo progresivo, y por los hallazgos que hemos mencionado previamente, suponer que pueden evidenciarse desde cambios iniciales principalmente en el ventrículo derecho, sin verse aún alterados los volúmenes combinados como el gasto cardiaco total, la fracción de eyección o el volumen sistólico. Esto quedó evidenciado con importante hallazgo de que los volúmenes ventriculares totales de fin de sístole y diástole (p=0.062 y p=0.026 respectivamente) se encuentran disminuidos en el grupo de fetos con RCIU al ser comparado con fetos sanos, pero que no hubo una diferencia significativa en el volumen sistólico, gasto cardiaco ni fracción de eyección lo cual se puede asumir, que puede estar compensado por otro tipo de respuesta adaptativa como aumento de la frecuencia cardiaca y/o resistencias periféricas. El sistema hemodinámico del feto con RCIU está caracterizado por un incremento en la resistencia vascular, pero en estudios ecocardiográficos con modo M se ha establecido es únicamente en las últimas etapas del fallo cardiaco, en donde se ha estimado una disminución franca en el gasto cardiaco total. Estas evaluaciones se realizan principalmente en ecoradiografía modo M, sin embargo este método depende del acortamiento de la pared ventricular para valorar la función sistólica lo cual puede evidenciarse en etapas más avanzados de afección cardiaca23. 19 Por último, encontramos un menor volumen de fin de diástole así como un menor gasto cardiaco en ventrículo izquierdo en fetos con RCIU al ser comparados con fetos sanos. Esto puede deberse a que el aumento de la resistencia a nivel placentario causa una mayor impedancia a la eyección del ventrículo derecho con la consecuente disminución del volumen ventricular total que puede condicionar cambios en el llenado de la cámara izquierda sin evidenciarse aún en este punto, una alteración en la fracción de eyección, volumen sistólico ni en el gasto cardiaco como se mencionó anteriormente, lo cual puede estar condicionado por otros factores periféricos de la circulación fetal. El diagnóstico de la falla cardiaca fetal es un desafío debido a la dificultad del conocimiento real y completo de cómo el miocardio fetal realiza cambios bajo condiciones de carga. Dependiendo de la causa etiológica, el pronóstico dependerá en el momento del diagnóstico y la evolución de la anormalidad funcional en el tiempo. El resultado a largo plazo dependerá si el insulto es reversible o no y si existen periodos de isquemia y/o daño cerebral. 20 CONCLUSIONES Los resultados de este estudio demostraron que los volúmenes cardiacos circulantes pueden ser medidos utilizando la técnica combinada de STIC y VOCAL durante el segundo y tercer trimestre de la gestación en fetos normales y con restricción del crecimiento intrauterino, siendo capaz de detectar diferencias en el estadio más temprano de la RCIU. Partiendo de los hallazgos de este estudio se entablan las bases para que posteriormente se puedan realizar estudios más extensos encaminados a la creación de normogramas poblacionales para volúmenes cardiacos circulantes por edad gestacional en la población Mexicana ya que hasta la fecha no se cuenta con dichos valores que en un futuro serán de gran utilidad en la práctica clínica de la Medicina Materno Fetal de México. El método combinado STIC-VOCAL como herramienta diagnóstica para la evaluación de volúmenes cardiacos 3D, puede llegar a convertirse en un método altamente sensible y complementario a las demás técnicas de evaluación para la evaluación integral cardiaca prenatal y dependiendo de estudios posteriores, convertirse en un método que detecte cambios tempranos en la hemodinamia cardiaca fetal en diferentes cuadros patológicos que pudieran comprometerla. 21 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. David Monk, Gudrun E. Moore. Intrauterine growth restriction genetic causes and consequences. Semin Fetal Neonatal Med. 2004 Oct;9(5):371-8. 2. Gerard Albaigés. Frontera entre feto pequeño para edad gestacional y restricción de crecimiento intrauterino. Ginecología y Obstetricia Clínica 2004;5(1):8-2 3. Gardeil F, Greene R, Stuart B, Turner MJ. Subcutaneus fat in the fetal abdomen as predictor of growth restriction. Obstet Gynecol. 1999 Aug;94(2):209-12. 4. Ott WJ. The diagnosis of altered fetal growth. 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Características generales de las pacientes evaluadas FETOS CON RCIU FETOS SIN RCIU No. ID EG Diagnóstico Estadío Peso (grs) y percentila USG Doppler Dorso No. ID EG Diagnóstico Dorso 1 31.1 RCIU 1 834 (P0) Normal Post. Der 1 31.4 Sano Derecho 2 31.5 RCIU 1 1346 (P1) Normal Post. Izq 2 31.1 Sano Derecho 3 33.2 RCIU 1 1525 (P1) Normal Post. Der 3 33.4 Sano Izquierdo 4 33.4 RCIU 1 1478 (P0) Normal Derecho 4 33.1 Sano Izquierdo 5 34.0 RCIU 1 1585 (P0) Normal Derecho 5 34.0 Sano Derecho 6 34.4 RCIU 1 1801 (P1) Normal Derecho 6 34.2 Sano Izquierdo 7 35.0 RCIU 1 1761 (P1) Normal Izquierdo 7 35.0 Sano Derecho 8 35.4 RCIU 1 2115 (P3) Normal Derecho 8 35.5 Sano Derecho 9 36.1 RCIU 1 2142 (P2) Normal Post. Der 9 36.0 Sano Derecho 10 38.0 RCIU 1 2392 (P2) Normal Derecho 10 38.0 Sano Izquierdo No.ID: Número de Identificación para casos y controles. EG: Edad gestacional. 26 Cuadro II. Volúmenes cardiacos e índices que mostraron diferencias significativas entre fetos sanos y con restricción del crecimiento intrauterino. VENTRICULO DERECHO VENTRICULO IZQUIERDO VOLUMENES CARDIACOS TOTALES VFSVD (mL) VFDVD (mL) VFDVI (mL) GCVI (%) VFST (mL) VFDT (mL) CON RCIU SIN RCIU CON RCIU SIN RCIU CON RCIU SIN RCIU CON RCIU SIN RCIU CON RCIU SIN RCIU CON RCIU SIN RCIU 0.274 1.77 0.808 3.4 0.845 3.44 87.164 214.4 1.653 6.84 2.498 10.28 1.543 2.22 2.813 3.01 1.361 3.27 61.593 144.56 4.174 6.28 5.535 9.55 1.875 2.01 4.25 3.1 5.616 3.82 340.34 134.16 9.866 6.92 15.482 10.74 0.808 1.71 1.4 3.98 1.91 3.24 64.4 275.66 3.31 7.22 5.22 10.46 0.958 1.9 1.3 2.9 2.92 3.01 149.38 163.35 4.22 5.91 7.14 8.92 1.07 1.82 2.59 4.11 4.89 3.81 239.73 380.8 7.48 7.92 12.37 11.73 1.49 1.9 2.9 3.52 1.87 3.91 143.36 358.8 4.77 7.43 6.64 11.34 1.98 2.1 3.81 4.12 3.65 4.76 284.9 413.44 7.46 8.88 11.11 13.64 1.49 2.46 2.9 3.7 1.87 4.9 144.384 460.46 4.77 8.6 6.64 13.5 1.341 2.98 4.267 4.21 2.805 3.24 294.63 168.95 7.072 7.45 9.877 10.69 (P= 0.003) (P =0.026) (P =0.05) (P= 0.062) (P= 0.026) (P=0.026) VFSVD: Volumen fin de sístole ventrículo derecho, VFDVD: volumen final de diástole ventrículo derecho, VFDVI: Volumen final de diástole ventrículo izquierdo, GCVI: gasto cardiaco ventrículo izquierdo, VFST: volumen final de sístole total, VFDT: volumen final de diástole total. 27 FIGURAS Figura 1. Adquisición de imágenes 3D con STIC. 28 Figura 2. Adquisición de imágenes 3D con STIC previo análisis diferido. 29 Figura 3. Cuantificación de volumen ventricular al final de la diástole (ml) en ventrículo derecho en un feto De 38 semanas utilizando VOCAL. 30 Figura 4. Cuantificación de volumen ventricular al final de la diástole (ml) en ventrículo izquierdo en un feto de 38 semanas utilizando VOCAL. 31 Portada Índice Texto
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