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Resonancia magnética cardíaca en pacientes con dispositivos cardíacos electrónicos: Estrategia en función del dispositivo para mejorar la calidad de imagen

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El artículo “Cardiovascular magnetic resonance imaging in patients with cardiac implantable electronic devices: a device-dependent imaging strategy for improved image quality” de Hilbert et al. es un estudio que evalúa la calidad de imagen de las secuencias habitualmente empleadas en RM cardíaca cuando se aplican a pacientes portadores de dispositivos cardíacos implantables, analizando si existen diferencias en función del tipo de dispositivo y su posición. Los autores valoran también secuencias alternativas en aquellos estudios de calidad subóptima, comparando la calidad de imagen obtenida en función del protocolo empleado. A la luz de los resultados plantean protocolos de adquisición específicos en función de esas características lo que me pareció útil y completamente extrapolable a nuestra práctica profesional.

Revista original

Acceso al contenido original del artículo comentado: enlace

Lo mejor de la literatura en Cardio RMN
Autor: Dr. Daniel Castellón Plaza

Madrid, España.

Antecedentes

La utilidad clínica y la seguridad de la RM cardíaca en los pacientes portadores de dispositivos cardíacos implantables ha sido ampliamente estudiada(1-3) y la evidencia científica disponible ha quedado plasmada en diferentes documentos de consenso y guías clínicas(4-7). Se estima que entre el 50-75% de estos pacientes requerirán, tras la implantación del dispositivo, estudios de RM cardíaca por diferentes comorbilidades(8); el envejecimiento de la población y la mayor disponibilidad de dispositivos etiquetados como RM-condicional solo acentúan esta realidad. En los últimos años se ha evaluado incluso la seguridad de la RM en pacientes con dispositivos no diseñados específicamente para ello, con buenos resultados siempre que se sigan protocolos específicos adecuados(9,10).

Estos dispositivos suelen producir artefactos importantes en la imagen por las características ferromagnéticas de sus componentes (vacíos de señal por desfase intravóxel, artefactos de susceptibilidad magnética, artefactos de bandas oscuras en las secuencias SSFP, supresión inadecuada de señal selectiva de tejido). El grado de distorsión de la imagen dependerá fundamentalmente de las características intrínsecas del dispositivo (forma, tamaño, material) y de su situación con respecto al área anatómica a estudio. La RM cardíaca en pacientes portadores de dispositivos plantea una relación riesgo / beneficio totalmente distinta de la RM de otras regiones anatómicas, tanto en cuestiones de seguridad como también en calidad de imagen y rendimiento diagnóstico.

Las secuencias SSFP y las que emplean técnicas de adquisición rápida del espacio k, como las secuencias eco-planares, son más sensibles a las inhomogeneidades del campo magnético; la degradación de la calidad de imagen en estos casos hace que la exploración resulte limitada o incluso no diagnóstica. La industria está tratando de desarrollar nuevas secuencias más robustas contra las distorsiones del campo magnético pero la mayor parte de ellas son secuencias spin-echo, poco eficientes en el tiempo y, por lo tanto, inadecuadas para proporcionar información funcional del corazón(11).

El alto rendimiento diagnóstico de la RM cardíaca y su capacidad para caracterizar el miocardio hacen necesario diseñar estrategias válidas para estos pacientes. Este artículo profundiza en como la selección de secuencias según el tipo de dispositivo cardíaco implantado puede mejorar la calidad de imagen y, en consecuencia, el rendimiento diagnóstico de la RM en estos pacientes.

Resumen del trabajo elegido

Se trata de un estudio prospectivo no aleatorizado para el cual se reclutaron 128 pacientes portadores de dispositivos cardíacos con indicación clínica de RM cardíaca. Entre los dispositivos figuraban marcapasos, DCI, D-TRC, HI y monitores cardíacos insertables (LINQTM, Medtronic). Los criterios de exclusión fueron presentar un ritmo cardíaco intrínseco inferior a 40 lpm, la existencia de cables abandonados o que hubiera transcurrido un periodo inferior a 6 semanas desde su implantación.

En los pacientes con dispositivos etiquetados RM-condicional se siguieron las indicaciones del fabricante, activando el modo seguro. Los dispositivos no RM-condicional se programaron en modo de diagnóstico (ODO o OVO) o modo asíncrono (VOO) en función del ritmo intrínseco del paciente, desactivando generalmente las funciones de taquiarritmia. Los dispositivos fueron reprogramados a su configuración original tras la realización de la RM. Se registraron algunos parámetros técnicos de los dispositivos antes y después de la prueba así como la distancia mínima del borde inferior de la carcasa del dispositivo al borde cardíaco en la radiografía de tórax (proyección PA).

Los protocolos de adquisición de RM se adaptaron a la indicación clínica y la duración de los estudios se limitó a un máximo de 30 minutos minimizando así la interacción del campo magnético y el efecto que la variación rápida de los gradientes tiene sobre los dispositivos. Además los pacientes fueron monitorizados y el procedimiento fue supervisado por un arritmólogo experimentado. Como medida de seguridad, se siguieron las recomendaciones actuales que limitan el SAR a 2 W/Kg de peso.

Como parte del estudio de función ventricular en todos los pacientes se obtuvieron secuencias cine. Inicialmente se programaron secuencias SSFP; si la calidad de imagen resultaba no diagnóstica al aplicar la primera geometría, éstas se sustituían por secuencias SGE. Las secuencias cine SGE se adquirieron de forma basal y tras la administración de gadolinio. En aquellos pacientes que requerían estudio de perfusión se obtuvieron de forma basal algunas imágenes en eje corto con secuencias SSFP y SGE para comparar su calidad de imagen; cuando la secuencia SSFP no tenía calidad suficiente se optaba por realizar el estudio de perfusión con SGE. Para la caracterización del miocardio se obtuvieron imágenes TSE potenciadas en T1 y T2 de forma basal y secuencias de inversión recuperación para la valoración del realce tardío. En algunos pacientes, según indicación clínica, se realizaron secuencias angiográficas con gadolinio.

En el posterior análisis de las imágenes se empleó una escala cualitativa que estratificaba su calidad en cuatro grados (no diagnóstica, pobre, moderada o buena), evaluando la presencia de artefactos ferromagnéticos en los 17 segmentos miocárdicos.12 En los pacientes en que se adquirieron secuencias angiográficas se valoró la visibilidad de las cámaras cardíacas y de las estructuras vasculares.

Todos los HI y monitores cardíacos insertables eran dispositivos etiquetados RM-condicional. La proporción era menor en el resto de dispositivos: el 35% de los marcapasos, el 18% de los DCI y el 8% de los D-TRC. Únicamente el 15% de los dispositivos estaban implantados en el lado derecho. No hubo variaciones significativas en los parámetros electrofisiológicos de los dispositivos tras los estudios de RM.

Los pacientes con monitores cardíacos insertables (LINQTM) no presentaron artefactos ferromagnéticos en las secuencias SSFP por lo que no fue necesario realizar secuencias cine SGE. Para el resto de dispositivos las secuencias cine SGE proporcionaron una calidad de imagen significativamente mejor que las SSFP, incrementándose incluso tras la administración de contraste en algunos subgrupos (HI, marcapasos situados en el lado izquierdo, DCI y D-TRC). La relación señal/ruido fue significativamente mayor en las imágenes SGE con contraste (frente a las obtenidas de forma basal) mientras que la relación contraste/ruido únicamente mejoró en las imágenes en eje largo. Además esta estrategia aumentó también la concordancia intra- e interobservador en el cálculo de volúmenes y función sistólica.

El número de segmentos no artefactados en las secuencias SSFP fue significativamente mayor en los pacientes portadores de dispositivos etiquetados como RM-condicional; no hubo diferencias significativas entre las imágenes SGE basales y con contraste. Los segmentos miocárdicos más susceptibles de presentar artefactos fueron los anteriores.
En el análisis de regresión lineal múltiple las únicas variables predictoras independientes de la calidad de imagen para las secuencias SSFP fueron el tipo de dispositivo y el número de cables. Para las secuencias SGE, únicamente lo fue la distancia generador - borde cardíaco y para las secuencias SGE tras la administración de gadolinio lo fueron la distancia generador-borde cardíaco y la FEVI.

Las secuencias de caracterización miocárdica TSE potenciadas en T1 y T2 presentaron un menor número de segmentos no valorables por artefactos, sin encontrar diferencias entre los diferentes tipos de dispositivos ni tampoco entre dispositivos RM-condicional y no RM-condicional. En las secuencias de realce tardío la calidad de imagen en los pacientes portadores de DCI y D-TRC fue significativamente inferior. A pesar de ello, se lograron evaluar dos terceras partes de los segmentos ventriculares izquierdos; los segmentos anteriores y anteroseptales resultaron los más artefactados. Para el resto de dispositivos se lograron evaluar el 94-100% de los segmentos. En el análisis de regresión lineal múltiple se consideraron variables predictoras independientes el tipo de dispositivo, la distancia generador-borde cardíaco y la FEVI.

Los resultados para las secuencias de perfusión de primer paso fueron congruentes con lo expuesto para las secuencias cine. Las secuencias SFFP no mostraron artefactos significativos en los portadores de LINQTM y marcapasos situados en el lado derecho; para el resto de dispositivos el número de segmento no valorables fue significativo. Empleando secuencias SGE se evitó la aparición de artefactos en el 99% de los segmentos, no existiendo diferencias significativas entre dispositivos RM-condicional y no RM-condicional.

Las secuencias angiográficas no presentaron distorsión ni artefactos relacionados con los dispositivos, no existiendo diferencias entre los subgrupos.

Discusión

La evidencia clínica actual ha supuesto un cambio de opinión en los profesionales acerca de la seguridad de la RM en pacientes portadores de dispositivos cardíacos permanentes. Sin embargo, los riesgos de la prueba deben siempre sopesarse frente a la potencial utilidad clínica de las imágenes adquiridas. Es necesario, por lo tanto, conocer bien qué variables inciden en la calidad de imagen para determinar qué pacientes pueden a priori beneficiarse más de la RM para guiar su selección e individualizar su estudio.

Tal y como apuntan los autores de este trabajo, la calidad de las imágenes de RM cardíaca en pacientes portadores de dispositivos electrónicos depende en gran medida del tipo de dispositivo y de su localización. Los componentes metálicos que conforman los dispositivos electrónicos contribuyen de forma distinta a la distorsión del campo magnético; los componentes ferromagnéticos, por ejemplo el acero inoxidable (hecho de aleaciones de hierro), producen mayores artefactos en la imagen que aquellos componentes con menor susceptibilidad magnética, por ejemplo el titanio(13). Los artefactos generados por los cables de marcapasos y DCI no afectan a la interpretación de las imágenes independientemente de la secuencia empleada(14,19). Otros componentes como los generadores de pulso o las bobinas de desfibrilación producen una mayor distorsión. Estas diferencias han motivado numerosos estudios evaluando la calidad de imagen en función del dispositivo implantado.

El mayor tamaño del generador y la bobina de desfibrilación explicaría la aparición de mayores artefactos en DCI que en marcapasos. Sasaki et al. demostraron que empleando secuencias cine SFFP el área de artefacto alrededor del generador en los DCI era significativamente mayor que en los marcapasos y eso se cumplía independientemente del plano de estudio(14). Posteriormente, Schwitter et al. obtuvieron resultados similares en un estudio multicéntrico aunque la proporción de estudios con calidad diagnóstica fue significativamente menor (53-69% vs. 85,5 % descrito por Sasaki et al.)(15). En ambos estudios se consideró que las imágenes tenían “calidad diagnóstica” cuando menos del 50% de los segmentos del ventrículo izquierdo se mostraban distorsionados por artefactos asociados al dispositivo; este análisis por paciente no puede compararse con el análisis por segmento que se plantea en el estudio de Hilbert et al. objeto de nuestro análisis, pero es concordante, especialmente si tenemos en cuenta que en este estudio el 82% de los DCI eran no RM-condicional (mayor suscepibilidad a artefactos en secuencias SSFP).

Otros estudios han concluido que la mayor parte de las distorsiones en la imagen ocurren cuando la distancia al generador es inferior a 10-12 cm para secuencias SSFP y 6-7 cm para secuencias SGE(1,14,19). En el estudio de Hilbert et al. la distancia únicamente se consideró variable predictora independiente de calidad de imagen en las secuencias SGE y en el realce tardío.

Una de las mayores fortalezas del estudio es precisamente la valoración de diferentes tipos de dispositivos, incluidos aquellos etiquetados como no RM-condicional. La mayor parte de los estudios con dispositivos no-RM condicional han evaluado cuestiones de seguridad(9,10,16,17); solo un pequeño estudio había evaluado anteriormente la calidad diagnóstica de las imágenes(18). El estudio de Stevens et al. se centra en una mejora técnica de la secuencia de realce tardío (pulso de inversión de banda ancha) que logra reducir artefactos relacionados con el dispositivo, pero los investigadores estudiaron también la calidad de imagen en las secuencias cine SFFP. Los datos que se obtuvieron son congruentes con los de Hilbert et al. en cuanto a que el tipo de dispositivo es una variable predictora de la calidad de imagen en esta secuencia. Sin embargo, el trabajo objeto de nuestro análisis tiene mayor tamaño muestral, incluye otros dispositivos cardíacos permanentes y analiza un mayor número de secuencias; por todo ello considero que tiene mayor potencia estadística y que sus resultados son más aplicables a nuestra práctica clínica.

Uno de los aspectos en los que se centra este artículo es precisamente la evaluación de algunas secuencias alternativas que pueden aportar información cuando las secuencias habituales (SFFP, perfusión basada en SFFP y estudio de realce tardío con pulso de inversión-recuperación) se consideran no diagnósticas. Hay destacar, sin embargo, que a diferencia de otros estudios, no se utilizó barrido de frecuencias previo a la adquisición de las secuencias SFFP lo que, según otros autores, mejora significativamente su calidad de imagen(20).

En el estudio de Hilbert et al. las secuencias SGE consiguieron una mayor calidad de imagen en prácticamente todos los dispositivos. Únicamente no se encontraron diferencias significativas en los pacientes con marcapasos situados en el lado derecho, concordante con lo expuesto por Naehle el al.(19), probablemente porque en este grupo no existen tampoco artefactos con las secuencias tradicionales. Las secuencias SGE, aunque presentan menor relación señal/ruido, son más robustas que las SFFP y representan una buena alternativa en el resto de pacientes.

En el estudio objeto de análisis, el 85% de los segmentos miocárdicos en los pacientes portadores de DCI fueron evaluables, una proporción incluso mayor que la referida por Schwitter et al.(15) Lo que el trabajo de Hilbert et al. aporta con respecto a otros es precisamente el uso de secuencias cine SGE con contraste para la valoración de la función ventricular; esto aumenta la calidad de imagen especialmente en los ejes largos donde el efecto T1 del gadolinio suple la pérdida de señal por saturación de los tejidos estacionarios que suele existir en estos planos por la dirección del flujo sanguíneo. Por lo tanto, el beneficio que aporta el gadolinio es mucho menor en la geometría de eje corto donde el flujo sanguíneo (ortogonal al plano) permite de forma basal una nítida delimitación del borde endocárdico.

La secuencia de realce tardío es una de las herramientas diagnósticas más potentes que ofrece la RM cardíaca pero también es susceptible a artefactos por susceptibilidad magnética y por radiofrecuencia. Una pequeña limitación del estudio es que el equipo investigador no aplicó en las secuencias de realce tardío el pulso de inversión de banda ancha que puede eliminar las bandas hiperintensas que aparecen en el denominado artefacto “off-resonance” y que pueden confundirse con una cicatriz miocárdica en estas secuencias. Esto explicaría que el 67% de los segmentos en pacientes portadores de DCI y el 78% en portadores de D-TRC presentaban una calidad subóptima y no fueron evaluables. Los mismos investigadores en otro estudio demostraron que la aplicación de este pulso logra aumentar la proporción de segmentos libres de artefactos de un 73% a un 96%(21). Esto no conlleva ninguna penalización en relación con el SAR y puede incorporarse fácilmente en cualquier protocolo de RM cardíaca sin ningún cambio en la duración de las secuencias de pulso ni en los componentes del equipo.
Dado que los protocolos de adquisición estaban dirigidos a contestar una pregunta clínica concreta y que el tiempo de exploración era limitado, los módulos de secuencias no se aplicaron por igual a todos los pacientes; para salvar esta limitación sería necesario realizar otros estudios controlados y aleatorizados en el futuro.

El diseño de una estrategia con secuencias específicas en función del tipo de dispositivo y la presencia o no de artefactos es fundamental y considero uno de los puntos más interesantes del artículo ya que puede implementarse fácilmente en cualquier departamento de diagnóstico por imagen. Se aborda este protocolo en el siguiente epígrafe.

Conclusiones y aplicaciones a la práctica clínica

El tipo de dispositivo implantado y su localización son variables predictoras independientes de la calidad de imagen del estudio de RM. Las secuencias cine SGE son claramente superiores a las SSFP habitualmente empleadas, salvo en los dispositivos LINQTM y en los marcapasos situados en el lado derecho. Seguir esta estrategia es especialmente rentable en pacientes portadores de DCI y D-TRC etiquetados como no RM-condicional. Tras la administración de contraste las secuencias SGE mejoran su rendimiento diagnóstico sobre todo en los ejes longitudinales; a pesar de ello una tercera parte de los segmentos en pacientes con DCI y D-TRC no son valorables. Las secuencias morfológicas potenciadas en T1 y T2 y las secuencias angiográficas muestran calidad diagnóstica en prácticamente el 100% de los pacientes independientemente del dispositivo que portan.

Los autores proponen un protocolo adaptado a todas esas variables (figura 1) de tal forma que:

  • en los pacientes con monitores cardíacos insertables (LINQTM) y marcapasos situados en el lado derecho se recomienda utilizar las secuencias convencionales (SSFP para cine y perfusión).
  • en los pacientes portadores de HI y marcapasos en el lado izquierdo se propone una prueba inicial con seceuncia SSFP en eje corto para valorar la presencia de artefactos; si la calidad es subóptima se prefieren utilizar secuencias cine y perfusión SGE. La administración de gadolinio mejora el rendimiento diagnóstico en los ejes longitudinales.
  • en los pacientes portadores de DCI y D-TRC es preferible emplear secuencias SGE desde el principio adquiriendo los ejes longitudinales tras la administración de gadolinio.
Figura 1. Adaptado de Hilbert S, Jahnke C, Loebe S, Oebel S, Weber A, Spampinato R, et al. Cardiovascular magnetic resonance imaging in patients with cardiac implantable electronic devices: a device-dependent imaging strategy for improved image quality. European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 2018 Sep 1;19(9):1051–61.   Planos: EC (eje corto), 4C (cuatro cámaras), 2C (dos cámaras) y 3C (tres cámaras).

Figura 1. Adaptado de Hilbert S, Jahnke C, Loebe S, Oebel S, Weber A, Spampinato R, et al. Cardiovascular magnetic resonance imaging in patients with cardiac implantable electronic devices: a device-dependent imaging strategy for improved image quality. European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 2018 Sep 1;19(9):1051–61. Planos: EC (eje corto), 4C (cuatro cámaras), 2C (dos cámaras) y 3C (tres cámaras).

Un protocolo técnico individualizado en función del dispositivo mejoraría el rendimiento diagnóstico de la RM cardíaca aportando información clínica relevante y simplificando su manejo.

Abreviaturas
  • DCI: desfibriladores-cardioversores implantables
  • D-TRC: desfibriladores con terapia de resincronización cardíaca
  • FEVI: fracción de eyección del ventrículo izquierdo
  • HI: holters implantables
  • PA: posteroanterior
  • SAR: tasa de absorción específica
  • SGE: spoiled gradient echo
  • SSFP: steady-state free precession
  • TSE: turbo spin echo
  • TC: tomografía computarizada
  • RM: resonancia magnética

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