Ecocardiografia Modo-M e Bidimensional
O exame típico de um paciente se inicia com a ecocardiografia transtorácica bidimensional, utilizando-se quatro posições padronizadas para o transdutor: janelas paraesternal, apical, subcostal e supra-esternal. As duas primeiras imagens são geralmente obtidas com o paciente em posição de decúbito lateral esquerdo (Fig. 2-1A) e as duas últimas incidências são obtidas com o paciente em posição supina (Fig. 2-1B). Para cada posição do transdutor, imagens tomográficas múltiplas do coração, relativas aos seus eixos longo e curto, são obtidas por rotação manual e angulando-se o transdutor, realizando-se, assim, um exame multiplano[1-4] (Fig. 2-2). A imagem do eixo maior representa uma secção sagital ou coronal do coração, dividindo-o em duas partes desde a base até o ápex. A incidência do ângulo menor é perpendicular à incidência do eixo maior e éequivalente a seccionar o coração como uma fatia de pão. Os planos de imagens tomográficas de padrões longo e curto e as estruturas anatômicas correspondentes do coração são mostradas nas Figs. 2-3 , 2-4, 2-5, 2-6 e 2-7. A ecocardiografia 2D (bidimensional) em tempo real permite a obtenção de imagens das estruturas cardíacas e de seus movimentos de alta resolução, de tal modo que informações anatômicas e funcionais detalhadas possam ser obtidas. Assim, a ecocardiografia 2D éa base da avaliação morfológica e funcional do coração. As medidas quantitativas das dimensões cardíacas, área e volume originam-se das imagens bidimensionais. A ecocardiografia 2D também fornece a base para a realização do Doppler e da imagem de fluxo a cores. A ecocardiografia em modo-M complementa o exame ecocardiográfico bidimensional pela obtenção de movimentos detalhados das estruturas cardíacas, e é melhor obtida quando guiada por uma imagem bidimensional, pela colocação de um cursor no local da estrutura desejada (Fig. 2-8). O modo-M é utilizado para a medida de dimensão, e éessencial para a visualização de alterações leves da motilidade de estruturas cardíacas específicas. Métodos para a medida das dimensões cardíacas a partir do modo-M são mostrados na Fig. 2-9. Valores normais das dimensões cardíacas na população adulta se encontram bem estabelecidos [5,6] (Quadro 2-1).
Ecocardiografia Doppler
O Doppler mede a velocidade do fluxo sangüíneo no coração e nos grandes vasos, com base no efeito Doppler, que foi descrito pelo físico austríaco Christian Doppler em 1842 [7]. O efeito Doppler indica que a freqüência do som aumenta na medida em que a fonte do som se move na direção do observador, diminuindo à medida que a fonte se distancia do observador. Um exemplo do efeito Doppler é o som de uma sirene de ambulância. Quando uma ambulância se aproxima de nós, o som se torna mais alto (ou seja, a freqüência do som aumenta); ele se toma mais baixo (ou seja, a freqüência do som diminui) quando a ambulância se afasta. No sistema circulatório, o que se move é a célula sangüínea vermelha (hemácia). Quando um feixe de ultra-som com uma freqüência conhecida (fo) é transmitido para o coração ou para os grandes vasos, ele é refletido pelas hemácias. A freqüência das ondas de ultra-som refletidas (fr) aumenta quando as hemácias estão se movendo na direção da fonte do ultrasom. Da mesma maneira, a freqüência das ondas de ultrasom refletidas diminui quando as hemácias se afastam. A mudança na freqüência entre o som transmitido e o som refletido é chamado de frequency shift (D f) ou Doppler shift (= fr - fo). O Doppler shift depende da freqüência transmitida (fo), da velocidade do objeto que se move (v) e do ângulo (q ) entre o feixe de ultra-som e a direção do objeto que se move, conforme expresso na equação Doppler (Fig. 2-10):
D f= (2fo X v X cos q) /c
onde c é a velocidade do som no sangue (1.560 m/s).
Se o ângulo q é de 0 graus (isto é, o feixe de ultrasom é paralelo à direção do fluxo sangüíneo), então o desvio máximo de freqüência é medido, já que o cosseno de 0 é 1. Note que o ângulo q aumenta, e à medida que isto ocorre o cosseno correspondente se torna progressivamente menor do que 1 (Quadro 2-2), o que irá resultar na subestimativa do desvio Doppler (D f), e, portanto, da velocidade de pico, uma vez que a velocidade de pico é derivada de D f pela equação modificada do Doppler:
As velocidades do fluxo sangüíneo determinadas pela ecocardiografia Doppler são usadas, por sua vez, para obtenção de vários dados hemodinâmicos (ver Cap. 5).
Os usos mais comuns da ecocardiografia Doppler ocorrem nas formas de onda pulsada e contínua (Fig. 2-11). Ambas as modalidades são partes necessárias do exame Doppler e fornecem informações complementares. Na modalidade de onda pulsada, um único cristal de ultra-som emite e recebe ondas sonoras, 0 cristal emite um pulso curto de ultra-som a uma certa freqüência (freqüência de repetição de pulso [PRF]). O ultrasom é refletido pelas hemácias em movimento e é recebido pelo mesmo cristal. Assim, o desvio máximo de freqüência que pode ser determinado pelo Doppler de onda pulsada é metade do PRF, chamado de freqüência de Nyquist. Se o desvio de freqüência é maior do que a freqüência de Nyquist, ocorre um efeito de imagem fantasma; ou seja, o espectro do Doppler é cortado na freqüência de Nyquist e o desvio de freqüência remanescente é gravado no lado oposto da linha de base. O Doppler de onda pulsada mede as velocidades de fluxo em um local específico, no interior de uma câmara cardíaca. O PRF varia inversamente com a profundidade do volume tomado: quanto menos profunda é a localização de volume tomado, mais altos são o PRF e a freqüência de Nyquist. Em outras palavras, altas velocidades podem ser detectadas sem efeito de interferência pelo Doppler de onda pulsada, à medida que a localização do volume tomado ficar mais próxima do transdutor.
No modo de onda contínua, o transdutor tem dois cristais - um para enviar e o outro para receber as ondas ultra-sônicas refletidas continuamente. Assim, o desvio de freqüência máximo que pode ser obtido pelo Doppler de onda contínua não é limitado pelo PRF ou pelo fenômeno de Nyquist. Diferentemente do Doppler de onda pulsada, o Doppler de onda contínua mede todos os desvios de freqüência (ou seja, velocidades) apresentadas ao longo do feixe ultra-sônico; assim, é útil para obter registros de altas velocidades. O Doppler de onda contínua é geralmente realizado com um transdutor sem imagem (ver Fig. 2-11 B). Este pequeno transdutor é mais adequado para avaliação do jato de alta velocidade em múltiplas janelas. Pode ser necessário o exame com Doppler de onda contínua guiado por imagem, quando a direção do fluxo de sangue é excêntrica, ou se a quantidade de fluxo de sangue tem pouco significado. O Quadro 2-3 mostra um sumário das características e aplicações clínicas de cada modalidade Doppler. A representação dos dados obtidos se encontram na Figura 2-12. O Quadro 2-4 mostra as velocidades médias e a variação das velocidades máximas obtidas em pessoas normais pela ecocardiografia Doppler.
Imagem do Fluxo a Cores
A imagem do fluxo a cores, baseada nos princípios do Doppler de onda pulsada, mostra o fluxo sangüíneo intracavítário em três cores (vermelho, azul e verde) ou suas combinações, dependendo da velocidade, da direção e da extensão da turbulência [8,9]. Ela utiliza vários locais para obtenção de imagens ao longo dos feixes ultra-sônicos ("multijanelas"). Em cada local de obtenção dos dados, a variação de freqüência é medida, convertida para um formato digital, automaticamente correlacionada (autocorrelação) para apresentar os padrões de cores e ser mostrada como fluxo colorido no monitor (Fig. 2-13). O fluxo sangüíneo direcionado para o, transdutor tem um desvio de freqüência positivo (isto é, a freqüência de ultra-som refletida é maior do que a freqüência transmitida) e é codificado em cores nos tons de vermelho. O fluxo sangüíneo direcionado para longe do transdutor tem uma variação de freqüência negativa e é codificado a cores nos tons de azul. Cada cor tem múltiplos tons, e os tons mais leves dentro de cada cor primária determinam as velocidades mais altas dentro do limite de Nyquist. Quando a velocidade de fluxo é mais alta do que o limite de freqüência de Nyquist, ocorre interferência de cores, que é chamada de cor reversa. Por exemplo, fluxo em direção ao transdutor a 1,2 m/s é mostrado como sendo azul, em vez de vermelho, se o limite de Nyquist permite uma velocidade máxima de sangue de apenas 1,0 m/s. Com cada múltiplo do limite de Nyquist, a cor se reverte repetidamente para a cor oposta. A turbulência (sangue se movendo em direções múltiplas com velocidades múltiplas) écaracterizada pela presença de variância. O grau de variância da velocidade média pode ser codificado como uma cor de variância, que geralmente é de tons de verde. Assim' o fluxo sangüíneo anormal é facilmente reconhecido pelas combinações de múltiplas cores de acordo com suas direções, velocidades e o grau de turbulência (Fig. 2-14). A largura e o tamanho dos fluxos intracavitários anormais são utilizados para avaliar semiquantitativamente o grau de insuficiência valvar ou de shunt cardíaco.
Referências
1. Tajik Aj, et al. Two-dimensional real-time ultrasonic imaging of the heart and great vessels: technique, image orientation, structure identification, and validation. Mayo Clin Proc 1978;53:271-303.
2. Bansal RC, et al. Feasibility of detailed two-dimensional echocardiographic examinations in adults: prospective study of 200 patients. Mayo Clin Proc 1980;55:291-308.
3. Edwards WD, Tajik Aj, SewardjB. Standardized normal and anatomic basis for regional tomographic analysis of the heaft Mayo Clin Proc 1981;56:479-497.
4. Henry WL, et al. Report of the American Society of Echocardiography Committee on Nomenclature and Standards in Two-dimensional Echocardiography. Circulation 1980;62:212-217.
5. Henry WL, et al. Echocardiographic measurements in normal subjects: growth-related changes that occur between infancy and early adulthood. Circulation 1978;57:278-285.
6. Gardin JM, et al. Echocardiographic measurements in normal subjects: evaluation of an adult population without clinically apparent heart disease. 1 Clin Ultrasound 1979;7:439-447.
7. Hatle L, Angelsen B. Doppler Ultrasound in Cardiology: Physical Principles and Clinical Applications (2nd ed). Philadelphia: Lea & Febiger, 1985.
8. Omoto R, Kasai C. Physics and instrumentation of Doppler color flow mapping. Echocardiography 1987; 4:467-483.
9. Kisslo j, Adams DB, Belkin RN. Doppler Color Flow Imaging. New York: Churchill-Livingstone, 1988.
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