Convencionalmente, a hemodinâmica cardíaca tem sido obtida por técnicas invasivas de cateterismo. Atualmente é possível determinar vários parâmetros hemodinâmicos (Quadro 5-1) de modo não-invasivo, utilizando a ecocardiografia.
A ecocardiografia de modo-M e a bidimensional permitem somente a obtenção de evidências indiretas de anormalidades hemodinâmicas, mas estas evidências podem ser a orientação inicial para sugerir a ocorrência de tais problemas [1]. O Quadro 5-2 e as Figuras 5-1 ,5-2, 5-3,5-4 demonstram vários sinais ecocardiográficos modo-M e bidimensionais de alterações hemodinâmicas. Entretanto, deve ser observado que estes sinais não são altamente sensíveis ou específicos. A avaliação hemodinâmica intracardíaca é melhor realizada pela ecocardiografia Doppler. A precisão das medidas obtidas com Doppler tem sido confirmada por medidas simultaneamente obtidas no laboratório de cateterismo cardíaco.
Ecocardiografia Doppler
Baseando-se no desvio Doppler (ver Cap. 2), o Doppler mede as velocidades do sangue tanto no interior das câmeras cardíacas como no interior dos vasos da base [2, 3]. As velocidades de fluxo sangüíneo podem ser convertidas em gradientes de pressão (em milímetros de mercúrio) de acordo com a equação de Bernoulli (Fig. 5-5).
Na maioria das situações clínicas, os termos aceleração do fluxo e fricção viscosa podem ser ignorados. Além disso, a velocidade do fluxo proximal a um orifício fixo (V1) é muito menor do que a velocidade de fluxo de pico (V2); assim, V, pode freqüentemente ser ignorada. Portanto, o gradiente de pressão através de um orifício fixo pode ser calculado pela equação de Bernoulli simplificada:
Gradiente de pressão (D P) = 4 X (V2 )²
Volume Sistólico e Débito Cardíaco
O fluxo através de um orifício é igual ao produto da área (CSA) do orifício e da velocidade do fluxo (Fig. 5-6). Uma vez que a velocidade do fluxo varia durante o período de ejeção do fluxo, as velocidades individuais do espectro Doppler precisam ser somadas (isto é, integradas) para medir-se o fluxo total durante um determinado período de ejeção. A soma das velocidades é chamada de integral da velocidade-tempo (TVI). A TVI pode ser medida prontamente por um pacote de cálculo que existe no equipamento de ultra-som. Uma vez a TVI seja determinada, o volume sistólíco (SV) será calculado pela multiplicação da TVI por CSA. O débito cardíaco é obtido pela multiplicação do volume sistólico pela freqüência cardíaca. A localização mais freqüentemente utilizada para determinação do volume sistólico é a via de saída do ventrículo esquerdo (LVOT) [4]. A Figura 5-7 demonstra como calcular o volume sistólico na via de saída do ventrículo esquerdo. O fluxo através de outros orifícios cardíacos pode ser calculado utilizando-se a mesma fórmula. O Quadro 5-3 lista as áreas de orifícios de acordo com os diâmetros medidos.
Volume Regurgitante e Fração Regurgitante
O fluxo total para adiante através de uma valva regurgitante (valva Q) é a soma do fluxo sistêmico (Qs) e do volume regurgitante (Vol Reg). Assim, o volume regurgitante (Fig. 5-8) pode ser obtido pela subtração do volume de fluxo sistêmico do fluxo para adiante através da valva regurgitante:
Vol Reg = valva Q - Qs
O fluxo sistêmico (Qs) pode ser calculado a partir de outra valva com nenhuma ou pequena regurgitação. Por exemplo, para calcular o volume regurgitante através da valva mitral, o volume sistólico através da valva representa valva Q e o volume sistólico através da valva aórtica (ou através da via de saída do ventrículo esquerdo) representa Qs. A diferença entre as duas é o volume regurgitante mitral [5].
A fração regurgitante é simplesmente a porcentagem do volume regurgitante comparada com o fluxo através da valva regurgitante.
Fração regurgitante = 
Índice de Fluxo Pulmonar-Sistêmico (Qp/Qs)
Em presença de um shunt intracardíaco, o índice de fluxo entre as circulações pulmonar e Sistêmica geralmente indica a magnitude do shunt. O fluxo pulmonar (Qp) é calculado a partir da via de saída do ventrículo direito (RVOT), e o fluxo sistêmico (QS), da via de saída do ventrículo esquerdo (LVOT).
Qp= TVI RVOT x CSA RVOT
Qs= TVI LVOT x CSA LVOT
Assim,
A Figura 5-9 demonstra o cálculo do fluxo na via de saída do ventrículo direito a partir da visualização paraesternal ou subcostal de eixo curto.
Gradientes Transvalvares
A velocidade de fluxo sangüíneo medida pela ecocardiografia Doppler é um evento instantâneo, e os gradientes de pressão obtidos através das velocidades Doppler são gradientes instantâneos. Quando a velocidade Doppler máxima é convertida para um gradiente de pressão utilizando a equação de Bernoulli simplificada, ela representa o gradiente máximo instantâneo (MIG). Deve ser observado que o MIG pelo Doppler será sempre mais alto do que o gradiente usual pico a pico (p-p) medido no laboratório de cateterismo cardíaco (Fig. 5-10). O gradiente pico a pico, no caso da estenose aórtica, é a diferença de pressão entre as pressões de pico do ventrículo esquerdo e aórtica, que não ocorrem simultaneamente, e assim é uma medida não-fisiológica. O gradiente médio é uma média dos gradientes de pressão durante todo o período de fluxo, e o gradiente médio pelo Doppler tem se mostrado capaz de ser bem correlacionado com o cateterismo cardíaco. A partir dos traçados Doppler, o gradiente médio pode ser obtido por um pacote de cálculos existentes no aparelho de ultra-som. Vários estudos validaram o gradiente de pressão obtido com Doppler, corisiderando-o como sendo altamente preciso, com uma correlação excelente com os gradientes de pressão obtidos por cateterismo cardíaco, nas vias de saída dos ventrículos direito e esquerdo (nos casos de obstrução destas vias), na estenose mitral, na estenose de artéria pulmonar e em várias próteses valvares [6-12] (Fig. 5-11).
Área Valvar
Equação de Continuidade
A equação de continuidade (Fig. 5-12) é a fórmula de Gorlin da ecocardiografia e é utilizada para calcular a área valvar (A) [13]. Ela utiliza o conceito de que o fluxo é o mesmo, qualquer que seja a sua direção através de uma valva estenótica [F1 F2): "O que entra deve sair."
Uma vez que o fluxo é o produto da área e da TVI,
A1 x TV1 = A2 x TVI2
onde TVI é medida pelo Doppler de onda pulsada ou contínua. Se A, é conhecido, então A2 pode ser calculado a partir da seguinte equação:
A2 = 
Deve ser observado que o índice das áreas é inversamente proporcional a seu índice TVI.
Pressure Half-time
O pressure half-time (PHT) (Fig. 5-13) é o intervalo de tempo que o gradiente do pico de pressão leva para atingir sua metade [14]. É igual ao intervalo para que a velocidade de pico diminua até a velocidade de pico dividida por 1,4 (1,4 = raiz quadrada de 2) [15,16]. O pressure half-fime está sempre relacionado com o tempo de desaceleração (DT).
PHT = 0,29 x DT
O PHT é utilizado para estimar a área da valva mitral (MVA) utilizando uma fórmula empírica:
MVA = 220/PHT
Outra importante aplicação clínica do PHT é avaliar a gravidade da insuficiência aórtica (AR). PHT de velocidade Doppler na insuficiência aórtica se torna significativamente mais curto (< 250 ms) na insuficência aórtica grave, devido ao rápido aumento na pressão diastólica do ventrículo esquerdo e à diminuição na pressão aórtica [17,18].
Pressões Intracardíacas
A velocidade de uma valva regurgitante é a representação direta da queda de pressão através daquela valva e, assim, é utilizada para determinação da pressão intracardíaca (Quadro 5-4).
A velocidade da insuficiência tricúspide (TR) reflete a diferença de pressão sistólica entre o ventrículo e o átrio direitos (ver também Cap. 13). Assim sendo, a pressão sistólica do ventrículo direito pode ser obtida adicionando-se a pressão atrial estimada à velocidade de TR2 x 4. Por exemplo (Fig. 5-14), se a velocidade de TR é de 3,8m/s, a queda de pressão através da valva tricúspide durante a sístole é de 58 mm Hg (= 3,8² X 4). Se a pressão do átrio direito é de 10 mm Hg, a pressão sistólica do ventrículo direito é 58 + 10 = 68 mm Hg.
Na ausência de obstrução da via de saída do ventrículo direito, a pressão da artéria pulmonar será a mesma pressão calculada para a pressão sistólica do ventrículo direito.
A velocidade da insuficiência pulmonar (PR) representa a diferença diastólica de pressão entre a artéria pulmonar e o ventrículo direito. Assim, a pressão diastólica final da artéria pulmonar (PAEDP) pode ser obtida somando-se a pressão diastólica final do ventrículo direito (RVEDP) (que é igual à pressão do átrio direito) a (velocidade diastólica final de PR) ² x 4. A pressão média da artéria pulmonar correlaciona-se bem com a diferença de pressão diastólica inicial entre a artéria pulmonar e o ventrículo direito, ou se a, (velocidade de pico de PR) ² X 4. Por exemplo, a velocidade diastólica final de PR é de cerca de 1,0 m/s quando a pressão da artéria pulmonar é normal; PAEDP - RVEDP = 1,0² X 4 = 4 mm Hg. PAEDP = pressão de RA + 4 = 14 mm Hg, uma vez que se assume que a pressão do átrio direito é de 10 mm Hg. Quando a pressão da artéria pulmonar se encontra elevada, a velocidade diastólica final de PR está aumentada. Se a velocidade diastólica final de PR é de 2,3 m/s (ver Fig. 5-14), PAEDP - RVEDP = 2,3² X 4 = 21 mm Hg. A pressão diastólica final da artéria pulmonar é, assim, igual a 21 + pressão de RA. A pressão do átrio direito é estimada, aproximadamente, pela inspeção da pressão venosa jugular à beira do leito, ou um valor empírico de 10 ou 14 mm Hg pode ser usado; PAED = 21 + 14 = 35.
A velocidade da insuficiência mitral (MR) representa a diferença de pressão sistólica entre o ventrículo esquerdo e o átrio esquerdo. Em pacientes sem obstrução da via de saída do ventrículo esquerdo, a pressão sangüínea sistólica é praticamente a mesma que a pressão sistólica do ventrículo esquerdo; assim,
Pressão do átrio esquerdo = SBP - 4 X MRV²
onde SBP = pressão sangüínea sistólica, e
MRV = velocidade da insuficiência mitral.
A velocidade da insuficiência aórtica (AR) reflete a diferença de pressão diastólica entre a aorta e o ventrículo esquerdo. A pressão diastólica final do ventrículo esquerdo (LVEDP) pode ser estimada como se segue:
DBP - (EDV AR) ² x 4
onde DBP = pressão diastólica do sangue e
EDV = velocidade diastólica final.
A Figura 5-15 mostra um registro de Doppler de onda contínua da velocidade de insuficiência aórtica com uma velocidade diastólica final de 2,2 m/s. Se a pressão diastólica final é de 40 mm Hg, LVEDP = 40 - (2,2)² X 4 = 21 mm Hg. A pressão diastólica final do ventrículo esquerdo pode também ser estimada por vários parâmetros de enchimento diastólico a partir das velocidades de influxo mitral e de fluxo venoso pulmonar (ver próxima seção).
Função Sistólica e Diastólica
dP/dt
O valor de dP/dt representa o índice da fase isovolumétrica da contratilidade do ventrículo esquerdo. A partir de um jato de regurgitação mitral ao Doppler de onda contínua, o índice do aumento da pressão do ventrículo esquerdo (dP/dt) pode ser estimado. Durante o período de contração isovolumétrica, não existe alteração significativa na pressão do átrio esquerdo. Assim, as mudanças na velocidade da regurgitação mitral durante este período refletem o dP/dt. Geralmente, é medido o intervalo de tempo entre 1 e 3 m/s no espectro da velocidade da regurgitação mitral (Fig. 5-16A). Usando-se a equação de Bernoulli, a mudança de pressão de 1 a 3 m/s é de 32 mm Hg (4 x 3² - 4 x 1²). O dP/dt (em mm Hg/s) é calculado a partir da seguinte fórmula: 32 mm Hg/tempo (segundos). Vários estudos demonstraram uma boa correlação entre os dados de dP/dt obtidos pelo Doppler não-invasivo e aqueles obtidos por cateterismo [19-21] (Fig. 5-16B). Exemplos de casos da determinação dP/dt se encontram ilustrados na Fig. 5-16C-E. O dP/dt normal está acima de 1.200 mm Hg/s.
O índice de elevação da pressão do ventrículo direito é igualmente derivado do jato de regurgitação tricúspide, do mesmo modo que no ventrículo esquerdo, ao se usar o jato de regurgitação mitral, exceto que o intervalo de tempo entre 1 e 2 m/s é utilizado para o lado direito do coração. Assim sendo, para o ventrículo direito,
dP/dt = (4 x 2² - 4 x 1²)/ tempo
= 12 mm Hg/tempo (s)
Enchimento Diastólico
A avaliação por Doppler do enchimento diastólico é também discutida no Cap. 4.
Fluxo Mitral ou Tricúspide
O enchimento diastólico é principalmente avaliado pela análise das velocidades de influxo mitral (para o ventrículo esquerdo ) e tricúspide (para o ventrículo direito ) com o Doppler de onda pulsada. A amostra de volume é obtida entre as pontas dos folhetos valvares durante a diástole. As seguintes variáveis são obtidas: tempo de relaxamento isovolumétrico (IVRT), velocidade E, velocidade A, índice E para A (E/A), e tempo de desaceleração (DT) da velocidade E. Dependendo de seus valores, o enchimento diastólico é categorizado em três padrões:
1. Alteração do relaxamento
2. (Pseudo) normal
3. Fisiologia restritiva
Variáveis |
Relaxamento Anormal |
Normal |
Restritiva |
| IVRT (ms) | ³110 | 73 ± 13 | £60 |
| E (m/s) | £ 0,5 | 0,86 ± 0,16 | ³ 1,2 |
| A (m/s) | ³ 0,8 | 0,56 ± 0,13 | £0,3 |
| E/A | £ 1,0 | 1,6 ± 0,5 | £2,0 |
| DT (ms) | ³240 | 199 ± 32 | £150 |
O padrão de enchimento diastólico não é doença- específico, mas, em vez disso, ele é dinâmico, dependendo do estado volumétrico, da complacência, da pressão atrial e do estágio do processo patológico.
A medida que o paciente envelhece, o relaxamento miocárdico se torna anormalmente prolongado, esperando-se que tenha um padrão anormal em pacientes com mais de 60 anos de idade. Um padrão de relaxamento anormal é também observado em pacientes com um ventrículo hipertrofiado (hipertensão, miocardiopatia hipertrófica, insuficiência renal crônica), isquemia miocárdica, ou miocardiopatia infiltrativa sem elevação significativa da pressão atrial. À medida que a complacência diminui ou a pressão atrial aumenta, o enchimento diastólico se torna pseudonormalizado e, subseqüentemente, restritivo.
Geralmente, um padrão de enchimento diastólico restritivo indica um mau prognóstico, a despeito dos mecanismos fisiopatológicos subjacentes. O prognóstico final depende de a doença subjacente poder ser tratada com sucesso, por exemplo, alívio da isquemia miocárdica por revascularização, ou diminuição da sobrecarga de volume por diurese forçada. Quando a patologia subjacente não é reversível, como na amiloidose cardíaca, o prognóstico do paciente é extremamente ruim.
Fluxo Venoso Pulmonar ou Hepático
As velocidades de fluxo venoso pelo Doppler nas veias pulmonares e hepáticas possibilitam informações complementares a respeito do enchimento diastólico (ver Fig. 4-12). Em pacientes normais com ritmo sinusal, existe um fluxo bifásico (sístole e diástole) para adiante e um fluxo reverso durante a contração atrial. Em pacientes mais idosos ou principalmente em pacientes com uma alteração do relaxamento, o fluxo venoso para adiante, pulmonar ou hepático, aumenta durante a sístole, mais do que durante a diástole, e o fluxo atrial reverso aumenta. À medida que a pressão atrial aumenta (isto é, a sobrecarga de volume ou hemodinâmica restritiva), o fluxo sistólico para adiante diminui e o fluxo diastólico para adiante aumenta, juntamente com o fluxo reverso aumentado com a contração atrial. Em pacientes com fibrilação atrial, o fluxo predominante para adiante ocorre durante a diástole. Quando existe insuficiência mitral ou tricúspide grave, o fluxo regurgitante produz reversão do fluxo sistólico nas veias pulmonares ou hepáticas, respectivamente.
Determinação da Pressão Atrial Esquerda
Uma vez que a pressão é um dos mais importantes determinantes do padrão diastólico, ela pode ser estimada a partir de variáveis de velocidade de enchimento diastólico. Os seguintes valores Doppler indicam uma pressão diastólica final do ventrículo esquerdo ou uma pressão atrial esquerda elevadas (em pacientes de meiaidade ou mais velhos):
1. IVRT< 60 ms
2. Fração de enchimento atrial (AFF)*:< 20%
3. E/A ³ 2,0
4. DT £ 130 ms
* AFF é o percentual de enchimento do ventrículo esquerdo devido à contração do átrio, e é calculado como uma fração de TVI da velocidadeA, comparada a todo influxo mitral TVI.
Quando todas as variáveis estão combinadas, a seguinte equação de regressão multilinear permite uma estimativa mais precisa da pressão diastólica final do ventrículo esquerdo (LVEDP) [22].
LVEDP = 46 - 0,22 IVRT - 0,10 AFF -
0,03 DT - (2 + E/A) + 0,05 MAR
onde MAR = intervalo do final da onda A até a onda R do eletrocardiograrna
Entretanto, a equação é muito complexa para uso diário rotineiro. O padrão da velocidade do fluxo venoso pulmonar pode também ser utilizado para estimar a pressão do átrio esquerdo. Quando a pressão do átrio esquerdo se encontra elevada, o fluxo sistólico para adiante está diminuído e o fluxo atrial reverso se encontra aumentado [23, 24]. A velocidade de pico e a duração do fluxo venoso atrial pulmonar reverso aumentam com a elevação da pressão capilar pulmonar em cunha, enquanto a duração do fluxo mitral durante a sístole atrial diminui. A diferença na duração entre o fluxo atrial venoso pulmonar reverso e o fluxo mitral para adiante durante a sístole atrial foi considerada como melhor indicador da elevação da pressão diastólica final do ventrículo esquerdo [25]. Uma duração maior do fluxo venoso atrial pulmonar reverso do que o da onda A mitral prediz uma pressão diastólica final acima de 15 mm Hg.
Constante de Tempo do Relaxamento do Ventrículo Esquerdo (TAU)
TAU (T) é a medida mais confiável do índice de relaxamento isovolumétrico do ventrículo esquerdo, e é obtido por um cateter de alta sensibilidade, de maneira invasiva. Recentemente, o padrão de velocidade da insuficiência mitral ao Doppler foi utilizado para obter-se a determinação não-invasiva de T em animais e em seres humanos [26, 27]. Uma vez que o gradiente de pressão entre o ventrículo e o átrio esquerdos pode ser calculado com segurança a partir do padrão de velocidade de regurgitação mitral por onda contínua, utilizando-se a equação de Bernoulli simplificada, o ramo descendente da velocidade Doppler de insuficiência mitral pode ser utilizado para medir T a partir do momento em que dP/dt está em seu ponto negativo máximo até ao ponto de equalização LV-LA. Apesar deste modo requerer conhecimento a respeito da pressão do átrio esquerdo, uma pressão empírica do átrio esquerdo de 10 mm Hg [26] ou 20 mm Hg [27] possibilita uma estimativa razoável de T. Uma vez que a insuficiência mitral é comum em pacientes cardiopatas, este T obtido por Doppler pode tornar-se uma medida diastólica rotineira e permitir uma melhor compreensão da disfunção diastólica e de seu tratamento.
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