Aspectos técnicos de la velocimetría Doppler del istmo aórtico en fetos humanos

El istmo aórtico es el segmento de la aorta situado entre el origen de la arteria subclavia izquierda y la conexión del conducto arterioso con la aorta descendente. En el periodo postnatal, tras el cierre del conducto arterioso, sólo sirve como conducto vascular que transporta la sangre desde el arco aórtico hasta la aorta descendente. Sin embargo, durante la vida prenatal, desempeña un papel importante en el mantenimiento de un equilibrio adecuado entre la circulación braquiocefálica que abastece la parte superior del cuerpo (incluido el cerebro) y la circulación subdiafragmática que abastece la parte inferior del cuerpo y la placenta1. La disposición paralela de la circulación fetal permite que las salidas ventriculares derecha e izquierda sean desiguales, ya que las resistencias vasculares placentaria, pulmonar y de la parte inferior del cuerpo actúan principalmente sobre el ventrículo derecho, mientras que la resistencia de la parte superior del cuerpo actúa principalmente sobre el ventrículo izquierdo2. En condiciones fisiológicas y en ausencia de malformaciones cardiovasculares estructurales, como el síndrome del corazón izquierdo hipoplásico, la estenosis aórtica crítica y el arco aórtico interrumpido, el flujo en el istmo aórtico es hacia delante durante todo el ciclo cardíaco. El volumen y la dirección del flujo sanguíneo del istmo aórtico están determinados por el rendimiento sistólico de cada uno de los ventrículos y las resistencias vasculares periféricas. Durante la sístole, la eyección del ventrículo izquierdo facilita el flujo hacia delante, mientras que la eyección del ventrículo derecho tiene el efecto contrario. Durante la diástole, cuando los ventrículos no expulsan sangre y ambas válvulas semilunares están cerradas, la dirección del flujo sanguíneo en el istmo aórtico depende principalmente de la diferencia relativa entre las resistencias vasculares de la parte superior del cuerpo (incluido el cerebro) y de la parte inferior (incluida la placenta)1. Por lo tanto, las condiciones que conducen a un aumento de la poscarga del ventrículo derecho (por ejemplo, restricción del crecimiento fetal intrauterino debido a insuficiencia placentaria) o a una poscarga reducida del ventrículo izquierdo (por ejemplo, hipoxemia, aneurismas cerebrovasculares, tumores vasculares del cuello) pueden causar una inversión del flujo sanguíneo del istmo aórtico durante la diástole. Varios estudios experimentales en fetos ovinos3-6 han establecido la base fisiopatológica para utilizar la velocimetría Doppler del istmo aórtico en la evaluación de la dinámica cardiovascular fetal. Además, los estudios clínicos han demostrado la viabilidad del registro de la forma de onda de la velocidad del flujo sanguíneo del istmo aórtico en el feto humano7-10, y se ha demostrado que un patrón de flujo sanguíneo anormal está asociado con la redistribución o el compromiso circulatorio fetal11-15. Recientemente, se ha demostrado que la velocimetría Doppler del istmo aórtico predice los resultados perinatales16 y del neurodesarrollo a largo plazo17 en la insuficiencia placentaria y se ha sugerido el uso rutinario de la velocimetría Doppler del istmo aórtico en la evaluación de los fetos con restricción del crecimiento intrauterino18. Obviamente, algunos centros con experiencia utilizan la velocimetría Doppler del istmo aórtico además de otros parámetros Doppler arteriales y venosos en la investigación de la hemodinámica fetal, pero las dificultades técnicas percibidas han provocado cierto escepticismo respecto a su potencial para una aplicación clínica más amplia. Un estudio multicéntrico sobre la viabilidad y la fiabilidad de la velocimetría Doppler del istmo aórtico, publicado en este número de Ultrasound in Obstetrics and Gynecology19 , demostró que, a pesar de la visualización adecuada y la identificación precisa de este segmento vascular, la colocación apropiada del cursor para la interrogación Doppler de onda pulsada de las formas de onda de la velocidad del flujo sanguíneo del istmo aórtico sigue siendo un reto. El propósito de este artículo es dar algunos consejos prácticos a los clínicos sobre cómo realizar la velocimetría del flujo sanguíneo Doppler del istmo aórtico en el feto humano.

Hoy en día, con la mejora de la tecnología de imágenes ecográficas, los obstetras y cardiólogos fetales/perinatales debidamente formados obtienen vistas estándar del corazón y los grandes vasos fetales sin mucha dificultad. El istmo aórtico puede identificarse fácilmente tanto en las vistas longitudinales (Figura 1a-c) como en las transversales (Figura 1d) que se utilizan de forma rutinaria durante la ecocardiografía fetal. Una vez identificado este segmento vascular, la velocimetría Doppler puede realizarse en cualquiera de las vistas mostradas en la Figura 1 colocando la puerta Doppler (cursor) en el lugar apropiado, manteniendo el ángulo de insonación lo más bajo posible. Aunque las formas de onda de la velocidad del flujo Doppler pueden obtenerse utilizando imágenes en modo B y Doppler de onda pulsada (Figura 1c), se recomienda la interrogación Doppler de onda pulsada dirigida al color, ya que ayuda a la identificación de los vasos y muestra la dirección del flujo sanguíneo, lo que permite un posicionamiento óptimo del cursor. El tamaño de la puerta de onda pulsada (volumen de muestra) debe ajustarse en función del tamaño del istmo aórtico, que depende de la edad gestacional del feto, para evitar el registro de las señales de los vasos adyacentes. Las formas de onda de la velocidad del flujo sanguíneo se registran durante la quiescencia fetal.

Las formas de onda de la velocidad del flujo del istmo aórtico obtenidas en cualquiera de los planos ecográficos (vista del arco aórtico longitudinal o vista de los tres vasos y la tráquea) son bastante similares (figura 2) y reproducibles9, 20. El posicionamiento preciso del cursor puede ser más sencillo en la vista longitudinal, ya que el origen de la arteria subclavia izquierda es relativamente más fácil de visualizar en este plano y hay menos posibilidades de obtener formas de onda de la velocidad del flujo sanguíneo desde el arco aórtico transversal en lugar del istmo. Por otra parte, puede ser más sencillo, más fácil y menos lento obtener la vista de los tres vasos y la tráquea en lugar de la vista del arco aórtico longitudinal.

La forma de onda de velocidad de flujo del istmo aórtico tiene una forma típica y es fácilmente reconocible en la mayoría de los casos. Tiene una rápida carrera sistólica ascendente (tiempo de aceleración corto), con velocidades sistólicas máximas medias que oscilan entre aproximadamente 30 y 100 cm/s desde las 11 semanas hasta el término10, 21. A esto le sigue una desaceleración más gradual de la velocidad y una incisura estrecha (en la mayoría de los casos) al final de la sístole. Suele observarse una pequeña inversión del flujo durante un período muy breve al final de la sístole (figura 3a) en el tercer trimestre del embarazo7, 8. Sin embargo, esta breve inversión del flujo de fin de sístole está ausente antes de las 20 semanas7, 21 y se registra con menos frecuencia cuando las formas de onda de la velocidad del flujo del istmo aórtico se obtienen en el plano de imagen transversal (vista de tres vasos y tráquea)10. La inversión del flujo sanguíneo durante la diástole o la inversión neta del flujo sanguíneo (es decir, el flujo retrógrado total > el flujo anterógrado total durante el ciclo cardíaco) en el istmo aórtico (figura 3b) es siempre anormal.

Como el conducto arterioso está muy cerca del istmo aórtico (figura 1a y d), incluso movimientos muy pequeños pueden hacer que las formas de onda se obtengan de uno u otro vaso durante el interrogatorio Doppler de onda pulsada (figura 4). Puede ser necesario actualizar con frecuencia las imágenes de flujo en modo B o en color para garantizar que la puerta de onda pulsada permanezca en la posición correcta durante la adquisición de las formas de onda de velocidad de flujo Doppler. En general, las formas de onda Doppler del conducto arterioso difieren ligeramente de las del istmo aórtico (figura 5). Las velocidades sistólicas medias específicas de la edad gestacional del conducto arterioso son mucho más altas que las del istmo aórtico, oscilando entre 40 y 120 cm/s desde las 11 semanas hasta el término22-24. De hecho, el conducto arterioso presenta las mayores velocidades de flujo sanguíneo en la circulación fetal25. A diferencia del istmo aórtico, la breve inversión del flujo al final de la sístole no suele observarse en el ductus arterioso y las velocidades diastólicas positivas están casi siempre presentes en condiciones fisiológicas. El flujo hacia delante durante la sístole comienza y alcanza su punto máximo en el istmo aórtico antes que en el conducto arterioso (figuras 3 y 6). Estudios experimentales en fetos de oveja han demostrado que el período de preeyección del ventrículo derecho es más largo que el del izquierdo (57 vs. 48 ms)26 , y el flujo ductal comienza aproximadamente 48 ms más tarde que el flujo ístmico y tiene un tiempo de aceleración más largo (52 vs. 18 ms)27. Ocasionalmente, especialmente cuando se interroga utilizando un volumen de muestra mayor, se pueden obtener simultáneamente formas de onda de velocidad del flujo sanguíneo del istmo aórtico y del conducto arterioso, superpuestas entre sí (Figura 6), lo que hace posible la comparación directa durante el ciclo cardíaco en fetos humanos.

Es posible estimar el flujo sanguíneo del volumen del istmo aórtico (Qai) de forma no invasiva21 midiendo su diámetro y las velocidades del flujo sanguíneo: Qai (en mL/min) = velocidad máxima promediada en el tiempo (TAMXV, en cm/s) × π(diámetro/2, en cm)2 × 60. Sin embargo, debido a las limitaciones y la complejidad de las mediciones del flujo volumétrico, se han propuesto otros índices para su uso clínico. Básicamente, estos índices difieren en un principio: algunos utilizan las velocidades absolutas en su cálculo, mientras que otros utilizan la integral velocidad-tiempo (VTI). Fouron et al.7 propusieron inicialmente el llamado índice de equilibrio, es decir, (velocidad sistólica máxima – velocidad diastólica final/(VTI anterógrada – VTI retrógrada), que es equivalente al índice de pulsatilidad (IP) cuando se utilizan las velocidades absolutas, ya que la suma de las VTI sistólica y diastólica multiplicada por la frecuencia cardíaca fetal da como resultado TAMXV y IP = (velocidad sistólica máxima – velocidad diastólica final)/TAMXV. Posteriormente se propuso un índice de flujo ístmico (IFI), es decir, (VTI sistólico + VTI diastólico)/VTI sistólico8 , pero no ha ganado mucha popularidad entre los clínicos. El argumento para utilizar índices relacionados con el ITV en lugar de índices relacionados con la velocidad ha sido la suposición de que proporcionan mejor información sobre el volumen y la dirección del flujo sanguíneo. Sin embargo, esta suposición no es del todo cierta. Por ejemplo, es probable que el TAMXV refleje el flujo sanguíneo volumétrico, al igual que en otros vasos28, 29, y un TAMXV (o PI) positivo significa que el flujo sanguíneo neto durante el ciclo cardíaco es anterógrado, mientras que un valor negativo significa que el flujo neto es retrógrado, al igual que una relación VTI de flujo anterógrado/VTI de flujo retrógrado de >1 o <1. Del mismo modo, es probable que PI también refleje el tamaño del componente de flujo retrógrado cuando está presente, ya que TAMXV (que equivale al VTI durante un ciclo cardíaco × frecuencia cardíaca) es el denominador en la fórmula utilizada para su cálculo.

El IFI para el flujo sanguíneo del istmo aórtico puede dividirse en cinco tipos diferentes8 como sigue: Tipo I: IFI > 1, cuando el flujo es anterógrado durante todo el ciclo cardíaco; Tipo II: IFI = 1, cuando el flujo diastólico está ausente; Tipo III: IFI = 0-1, cuando el flujo diastólico se invierte pero el flujo neto sigue siendo anterógrado; Tipo IV: IFI = 0, cuando los flujos anterógrado y retrógrado son iguales; y Tipo V: IFI < 0, cuando el flujo neto es retrógrado. Sin embargo, lo que realmente importa es si el flujo sanguíneo diastólico se invierte y si el flujo sanguíneo neto es retrógrado, ya que estos son los signos de una hemodinámica fetal comprometida. En este contexto, las formas de onda normales y anormales pueden identificarse mediante una simple evaluación cualitativa (visual) como aquellas que muestran un flujo diastólico anterógrado (valores de IFI ≥ 1) y aquellas que muestran un flujo diastólico retrógrado (IFI < 1), respectivamente. Una mayor clasificación de los patrones de onda mediante el IFI en más tipos no parece mejorar el valor predictivo del resultado perinatal adverso8.

El flujo sanguíneo diastólico retrógrado del istmo aórtico significa la redistribución de la circulación fetal, indicando una menor resistencia de la parte superior del cuerpo (cerebral) en comparación con la resistencia de la parte inferior del cuerpo (placenta), mientras que la inversión del flujo sanguíneo neto indica que el feto tiene problemas para mantener la oxigenación cerebral3. Se sabe que los índices semicuantitativos como el IP y el índice de resistencia (IR) reflejan la impedancia descendente y son fáciles de calcular utilizando los paquetes de software disponibles con la mayoría de los ecógrafos. El IP del istmo aórtico está aumentado y las velocidades absolutas (especialmente la TAMXV) están reducidas en los fetos con crecimiento intrauterino restringido, independientemente del tipo de IFI16. Además, las velocidades absolutas son variables cuantitativas que se utilizan en el cálculo del IP y el IR, así como del flujo sanguíneo volumétrico. Por lo tanto, utilizar las velocidades sanguíneas absolutas y el IP en lugar del IFI puede ser más sencillo y apropiado en la práctica clínica. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la breve inversión del flujo durante la sístole final, que es un hallazgo normal en el tercer trimestre, puede dar valores de IP falsamente altos si se calcula el IP como (velocidad máxima – velocidad mínima)/TAMXV en lugar de como (velocidad sistólica máxima – velocidad diastólica final)/TAMXV.

Los cambios en la forma de onda de la velocidad del flujo sanguíneo del istmo aórtico son evidentes antes que los de la aorta descendente11, la arteria umbilical12 y el conducto venoso15, 30. Se ha demostrado que un aumento de la resistencia placentaria que provoca una reducción del 50% del flujo sanguíneo umbilical se asocia con una inversión del flujo sanguíneo diastólico del istmo aórtico en fetos de oveja, aunque el flujo sanguíneo diastólico de la arteria umbilical permanezca hacia delante4. Los fetos con flujo diastólico final ausente o invertido en la arteria umbilical12, 16, 17 o en el ductus venoso15, 16 parecen tener sistemáticamente un flujo diastólico retrógrado en el istmo aórtico. La velocimetría del flujo sanguíneo del istmo aórtico proporciona información importante sobre la función cardiovascular fetal, es decir, el rendimiento individual de los ventrículos, los cambios relativos en las resistencias corporales superiores (incluido el cerebro) e inferiores (incluida la placenta) y la oxigenación fetal, y tiene el potencial de convertirse en una valiosa herramienta clínica. Sin embargo, como este segmento de la aorta fetal es relativamente corto y tiene varios otros vasos sanguíneos en su proximidad, la obtención de formas de onda de la velocidad del flujo sanguíneo puede ser un reto técnico. Para medir e interpretar con precisión el flujo sanguíneo del istmo aórtico mediante ultrasonografía Doppler, es importante que los operadores reciban una formación adecuada para obtener la vista longitudinal estándar del arco aórtico y la vista de los tres vasos y la tráquea, para visualizar y reconocer el istmo aórtico en modo B y la dirección del flujo sanguíneo en modo de flujo en color, para colocar el cursor de forma adecuada, para reconocer los patrones de forma de onda del istmo aórtico, así como de otros vasos adyacentes, y para que conozcan los factores que pueden influir en el flujo sanguíneo en este segmento de la circulación fetal.