Aspecto técnico da velocimetria doppler do istmo aórtico em fetos humanos

O istmo aórtico é o segmento da aorta localizado entre a origem da artéria subclávia esquerda e a conexão do ducto arterioso à aorta descendente. No período pós-natal após o fechamento do ducto arterioso, serve apenas como conduto vascular que transporta o sangue do arco aórtico até a aorta descendente. Entretanto, durante a vida pré-natal, desempenha um papel importante na manutenção de um equilíbrio adequado entre a circulação braquiocefálica que abastece a parte superior do corpo (incluindo o cérebro) e a circulação subdiafragmática que abastece a parte inferior do corpo e a placenta1. A disposição paralela da circulação fetal permite saídas ventriculares direitas e esquerdas desiguais, já que as resistências vasculares placentária, pulmonar e inferior atuam principalmente no ventrículo direito, enquanto a resistência superior atua principalmente no ventrículo esquerdo2. Sob condições fisiológicas e na ausência de malformações cardiovasculares estruturais, como a síndrome hipoplásica do coração esquerdo, estenose aórtica crítica e arco aórtico interrompido, o fluxo no istmo aórtico é para frente durante todo o ciclo cardíaco. O volume e a direção do fluxo sanguíneo do istmo aórtico são determinados pelo desempenho sistólico dos ventrículos individuais e pelas resistências vasculares periféricas. Durante a sístole, a ejeção do ventrículo esquerdo facilita o fluxo para frente enquanto que a ejeção do ventrículo direito tem o efeito oposto. Durante a diástole, quando os ventrículos não estão ejetando sangue e ambas as válvulas semilunares estão fechadas, a direção do fluxo sanguíneo no istmo aórtico depende principalmente da diferença relativa entre as resistências vasculares da parte superior do corpo (incluindo o cérebro) e da parte inferior do corpo (incluindo a placenta)1. Portanto, condições que levam a um aumento da pós-carga ventricular direita (por exemplo, restrição do crescimento intra-uterino fetal devido à insuficiência placentária) ou uma redução da pós-carga ventricular esquerda (por exemplo, hipoxemia, aneurismas cerebrovasculares, tumores vasculares do pescoço) podem causar uma inversão do fluxo sanguíneo do istmo aórtico durante a diástole. Vários estudos experimentais em fetos ovinos3-6 estabeleceram a base fisiopatológica para o uso da velocimetria doppler do istmo aórtico na avaliação da dinâmica cardiovascular fetal. Além disso, estudos clínicos têm mostrado a viabilidade do registro da velocidade de onda de fluxo sanguíneo do istmo aórtico no feto humano7-10, e o padrão anormal do fluxo sanguíneo tem se mostrado associado à redistribuição ou comprometimento circulatório fetal11-15. Recentemente, a dopplervelocimetria do istmo aórtico tem mostrado predizer resultados perinatais16 e neurodevelopmentais17 em longo prazo na insuficiência placentária e o uso rotineiro da dopplervelocimetria do istmo aórtico tem sido sugerido na avaliação de fetos com restrição de crescimento intra-uterino18. Obviamente, alguns centros com expertise fazem uso da dopplervelocimetria do istmo aórtico além de outros parâmetros de doppler arterial e venoso na investigação da hemodinâmica fetal, mas as dificuldades técnicas percebidas têm levado a algum ceticismo em relação ao seu potencial para aplicação clínica mais ampla. Um estudo multicêntrico sobre a viabilidade e confiabilidade da dopplervelocimetria do istmo aórtico publicado nesta edição do Ultrasound in Obstetrics and Gynecology19 mostrou que, apesar da adequada visualização e identificação precisa deste segmento vascular, a colocação apropriada do cursor para a interrogação por doppler de onda pulsada das formas de onda de fluxo sanguíneo do istmo aórtico permanece desafiadora. O objetivo deste artigo é dar alguns conselhos práticos aos clínicos sobre como realizar a velocimetria do fluxo sanguíneo do istmo aórtico Doppler no feto humano.

Hoje em dia, com a melhoria da tecnologia de imagem ultra-sonográfica, obstetras e cardiologistas fetal/perinatal devidamente treinados obtêm uma visão padrão do coração fetal e dos grandes vasos sem muita dificuldade. O istmo aórtico pode ser facilmente identificado tanto na visão longitudinal (Figura 1a-c) quanto na transversal (Figura 1d) que são utilizadas rotineiramente durante o ecocardiograma fetal. Uma vez identificado este segmento vascular, a velocimetria Doppler pode ser realizada em qualquer uma das vistas mostradas na Figura 1, colocando a porta Doppler (cursor) no local apropriado, mantendo o ângulo de insonação o mais baixo possível. Embora as formas de onda de velocidade de fluxo Doppler possam ser obtidas usando imagens de modo B e Doppler de onda pulsada (Figura 1c), recomenda-se a interrogação por Doppler de onda pulsada direcionada por cor, pois ajuda na identificação dos vasos e mostra a direção do fluxo sanguíneo, permitindo o posicionamento ideal do cursor. O tamanho da porta de onda pulsada (volume da amostra) deve ser ajustado de acordo com o tamanho do istmo aórtico, que depende da idade gestacional do feto, para evitar o registro dos sinais dos vasos adjacentes. As formas de onda da velocidade do fluxo sanguíneo são registradas durante a quiescência fetal.

As formas de onda de velocidade de fluxo do istmo aórtico obtidas de um dos planos ultrassonográficos (vista do arco aórtico longitudinal ou três vasos e vista da traquéia) são bastante semelhantes (Figura 2) e reprodutíveis9,20. O posicionamento preciso do cursor pode ser mais simples na visão longitudinal, pois a origem da artéria subclávia esquerda é relativamente mais fácil de ser visualizada neste plano e há menos possibilidade de se obter curvas de velocidade de fluxo sanguíneo a partir do arco aórtico transversal do que do istmo. Por outro lado, pode ser mais simples, mais fácil e menos demorado obter a visão dos três vasos e da traqueia em vez da visão do arco aórtico longitudinal.

A forma de onda de velocidade de fluxo do istmo aórtico tem uma forma típica e é facilmente reconhecível na maioria dos casos. Tem um rápido upstroke sistólico (tempo de aceleração curto), com velocidades médias de pico sistólico variando entre aproximadamente 30 e 100 cm/s de 11 semanas a termo10, 21. A isto se segue uma desaceleração mais gradual da velocidade e uma incisura estreita (na maioria dos casos) no final da sístole. Uma pequena inversão de fluxo por um período de tempo muito curto é geralmente observada no final da sístole (Figura 3a), no terceiro trimestre de gravidez7, 8. Entretanto, esta breve inversão de fluxo sistólico final está ausente antes da 20ª semana7, 21 e é menos comumente registrada quando as formas de onda de velocidade de fluxo do istmo aórtico são obtidas no plano de imagem transversal (três vasos e vista da traquéia)10. A reversão do fluxo sanguíneo durante a diástole ou reversão do fluxo sanguíneo líquido (ou seja, fluxo retrógrado total > fluxo anterógrado total durante o ciclo cardíaco) no istmo aórtico (Figura 3b) é sempre anormal.

Como o ducto arterioso está próximo ao istmo aórtico (Figura 1a e d), mesmo movimentos muito pequenos podem levar a que as formas de onda sejam obtidas de um ou outro vaso durante o interrogatório Doppler de onda pulsada (Figura 4). A atualização freqüente do modo B ou das imagens de fluxo de cor pode ser necessária para garantir que a porta de onda pulsada permaneça na posição correta durante a aquisição das formas de onda de velocidade de fluxo Doppler. Geralmente falando, as formas de onda do Doppler ductus arteriosus diferem ligeiramente daquelas do istmo aórtico (Figura 5). As velocidades sistólicas médias de pico específicas da idade gestacional do ducto arterioso são muito superiores às do istmo aórtico, variando entre 40 e 120 cm/s de 11 semanas a termo22-24. De facto, o ducto arterioso tem as velocidades de fluxo sanguíneo mais elevadas na circulação fetal25. Em contraste com o istmo aórtico, a breve inversão do fluxo no final da sístole geralmente não é observada no ducto arterioso e as velocidades diastólicas positivas estão quase sempre presentes sob condições fisiológicas. O fluxo para a frente durante a sístole começa e atinge o seu pico no istmo aórtico mais cedo do que no ducto arterioso (Figuras 3 e 6). Estudos experimentais em fetos ovinos têm mostrado que o período de pré-ejeção do ventrículo direito é maior que o da esquerda (57 vs. 48 ms)26, e o fluxo ductal começa aproximadamente 48 ms mais tarde do que o fluxo istérico e tem um tempo de aceleração maior (52 vs. 18 ms)27. Ocasionalmente, especialmente ao interrogar usando um volume de amostra maior, pode-se obter simultaneamente as formas de onda de velocidade de fluxo sanguíneo do istmo aórtico e do ducto arterioso, sobrepostas umas às outras (Figura 6), possibilitando a comparação direta durante o ciclo cardíaco em fetos humanos.

É possível estimar o volume de fluxo sanguíneo do istmo aórtico (Qai) de forma não invasiva21 através da medição do seu diâmetro e velocidades de fluxo sanguíneo: Qai (em mL/min) = velocidade máxima média de tempo (TAMXV, em cm/s) × π(diâmetro/2, em cm)2 × 60. Entretanto, devido às limitações e complexidade das medidas de fluxo volumétrico, vários outros índices têm sido propostos para uso clínico. Basicamente, esses índices diferem em um princípio: alguns utilizam velocidades absolutas em seus cálculos, enquanto outros utilizam a integral velocidade-tempo (VTI). Fouron et al.7 inicialmente propuseram um chamado índice de equilíbrio, ou seja, (velocidade sistólica de pico – velocidade diastólica final/(VTI anterógrado – VTI retrógrado), que é equivalente ao índice de pulsatilidade (IP) quando as velocidades absolutas são utilizadas, pois a soma das VTI sistólica e diastólica multiplicada pela freqüência cardíaca fetal dá TAMXV e IP = (velocidade sistólica de pico – velocidade diastólica final)/TAMXV. Um índice de fluxo isquêmico (IFI), ou seja, (ITV sistólica + ITV diastólica)/ ITV sistólica, foi proposto mais tarde8, mas não ganhou muita popularidade entre os clínicos. O argumento para o uso de índices relacionados ao VTI em vez de índices relacionados à velocidade tem sido a suposição de que eles fornecem melhores informações sobre o volume e a direção do fluxo sanguíneo. No entanto, esta suposição não é inteiramente verdadeira. Por exemplo, TAMXV provavelmente reflete o volume do fluxo sanguíneo, como em outros vasos28, 29, e um TAMXV positivo (ou PI) significa que o fluxo sanguíneo líquido durante o ciclo cardíaco é anterógrado, enquanto um valor negativo significa que o fluxo líquido é retrógrado da mesma forma que um VTI de fluxo anterógrado/VTI de relação de fluxo retrógrada de >1 ou <1. Da mesma forma, é provável que a PI também reflita o tamanho do componente de fluxo reverso quando presente, pois TAMXV (que é equivalente ao VTI durante um ciclo cardíaco × frequência cardíaca) é o denominador na fórmula usada para o seu cálculo.

O IFI para fluxo sanguíneo do istmo aórtico pode ser dividido em cinco tipos diferentes8 como se segue: Tipo I: IFI > 1, quando o fluxo é anterógrado durante todo o ciclo cardíaco; Tipo II: IFI = 1, quando o fluxo diastólico está ausente; Tipo III: IFI = 0-1, quando o fluxo diastólico é revertido mas o fluxo líquido ainda é anterógrado; Tipo IV: IFI = 0, quando os fluxos anterógrados e retrógrados são iguais; e Tipo V: IFI < 0, quando o fluxo líquido é retrógrado. Entretanto, o que realmente importa é se o fluxo sanguíneo diastólico é revertido e se o fluxo sanguíneo líquido é retrógrado, pois estes são os sinais de hemodinâmica fetal comprometida. Neste contexto, formas de onda normais e anormais podem ser identificadas pela simples avaliação qualitativa (visual) como as que mostram fluxo diastólico anterógrado (valores IFI ≥ 1) e as que mostram fluxo diastólico retrógrado (IFI < 1), respectivamente. Uma classificação adicional dos padrões de formas de onda usando IFI em mais tipos não parece melhorar o valor preditivo para desfecho perinatal adverso8.

O fluxo sanguíneo diastólico retrógrado do istmo aórtico significa redistribuição da circulação fetal, indicando resistência da parte superior do tronco (cerebral) em relação à parte inferior do corpo (placenta), enquanto que a reversão do fluxo sanguíneo líquido indica que o feto tem problemas para manter a oxigenação cerebral3. Índices semi-iquantitativos como PI e o índice de resistência (RI) são conhecidos por refletir a impedância downstream e são fáceis de calcular usando pacotes de software disponíveis com a maioria das máquinas de ultra-som. A PI do istmo aórtico é aumentada e as velocidades absolutas (especialmente o TAMXV) são reduzidas em fetos com restrição de crescimento intra-uterino, independentemente do tipo de IFI16. Além disso, as velocidades absolutas são variáveis quantitativas que são utilizadas no cálculo da PI e RI, bem como do volume de fluxo sanguíneo. Portanto, a utilização de velocidades absolutas e PI em vez de IFI pode ser mais simples e mais apropriada na prática clínica. Entretanto, é importante estar ciente do fato de que a breve inversão de fluxo durante a sístole final, que é um achado normal no terceiro trimestre, pode dar valores falsamente altos de PI se se calcular a PI como (velocidade máxima – velocidade mínima)/TAMXV em vez de como (velocidade sistólica de pico – velocidade diastólica final)/TAMXV.

Alterações na forma de onda de velocidade do fluxo sanguíneo do istmo aórtico são evidentes mais cedo do que as da aorta descendente11, artéria umbilical12 e ducto venoso15, 30. Um aumento na resistência placentária causando uma redução de 50% no fluxo sanguíneo umbilical tem se mostrado associado ao fluxo sanguíneo diastólico invertido do istmo aórtico em fetos ovinos, mesmo que o fluxo sanguíneo diastólico da artéria umbilical tenha permanecido para frente4. Fetos com fluxo diastólico final ausente/ invertido na artéria umbilical12, 16, 17 ou no ducto venoso15, 16 consistentemente parecem ter fluxo diastólico retrógrado no istmo aórtico. A velocimetria do fluxo sanguíneo do istmo aórtico fornece informações importantes sobre a função cardiovascular do feto, ou seja, o desempenho individual dos ventrículos, as alterações relativas nas resistências do corpo superior (incluindo o cérebro) e inferior (incluindo a placenta) e a oxigenação fetal, e tem o potencial de se tornar uma ferramenta clínica valiosa. No entanto, como este segmento da aorta fetal é relativamente curto e tem vários outros vasos sanguíneos na sua proximidade, a obtenção de formas de onda de velocidade de fluxo sanguíneo pode ser tecnicamente desafiadora. Para uma medida precisa e interpretação do fluxo sanguíneo do istmo aórtico através da ultrassonografia Doppler, é importante que os operadores recebam treinamento adequado na obtenção da visão padrão do arco aórtico longitudinal e visão de três vasos e traquéia, visualizando e reconhecendo o istmo aórtico no modo B e a direção do fluxo sanguíneo no modo de fluxo colorido, posicionamento adequado do cursor, reconhecimento dos padrões de forma de onda do istmo aórtico, bem como de outros vasos adjacentes, e que tenham uma compreensão dos fatores que podem influenciar o fluxo sanguíneo neste segmento da circulação fetal.