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Función y volumen auricular izquierdo medido por CMR y fibrilación auricular incidente: resultados del estudio multiétnico de aterosclerosis (MESA)

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Debido a la alta prevalencia y morbi-mortalidad de la fibrilación auricular, es importante encontrar métodos confiables que ayuden a identificar individuos en riesgo de desarrollar la misma. Este es un estudio de casos y cohorte, de una población multiétnica libre de enfermedad cardiovascular conocida, que utilizó la RMI cardiaca con técnica de feature tracking para predecir el riesgo de una FA incidente mediante parámetros estructurales y funcionales de la auricular izquierda. Se demostró que la elevación del volumen de aurícula izquierda y disminución de parámetros funcionales, como las fracciones de vaciado pasivo y total de la AI y el strain longitudinal auricular pico, se asociaron a mayor riesgo de desarrollar fibrilación auricular.

Revista original

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Lo mejor de la literatura en Cardio RMN
Autor: Dr. Diego Freytes

Rosario, Argentina.

Antecedentes

La fibrilación auricular es la arritmia más frecuentemente diagnosticada en la práctica clínica. Es una epidemia global afectando aproximadamente 33 millones de personas en el mundo según datos del año 2010(2). En Europa se estima que existen aproximadamente 9-11 millones de personas con esta arritmia y se espera que este número se duplique en los próximos 50 años(3). La principal razón es el envejecimiento de la población además de aumento de factores de riesgo cardiovasculares y mejores técnicas de detección de FA silente. Se estima que la fibrilación auricular está presente en menos de 1% de personas menores de 49 años y en aproximadamente 10–17% de personas mayores a 80 años con una preponderancia masculina de 2:1(4).

La FA se asocia a un aumento de 1.5 a 2 veces del riesgo de mortalidad total. Además, se encuentra estrechamente vinculada con el desarrollo de stroke isquémico, disfunción ventricular izquierda e insuficiencia cardiaca, hospitalizaciones, deterioro en la calidad de vida y deterioro cognitivo(5). Se estima que un 20-30 % de todos los ACV isquémicos son causados por fibrilación auricular. Como se puede ver, la FA es una enfermedad prevalente y responsable de una notable morbi-mortalidad cardiaca y cerebrovascular. De aquí la importancia para un diagnostico precoz de dicha arritmia.

Existen varios estudios transversales con ecocardiografía y RMI cardiaca demostrando como en pacientes con FA existen ya alteraciones en parámetros estructurales y funcionales de la AI. Las técnicas de imagen mencionadas podrían identificar pacientes en riesgo de desarrollar FA mediante la cuantificación de parámetros funcionales de la AI que incluso podrían estar alterados antes que la dilatación de la misma(6, 7). Es importante describir estos parámetros funcionales para comprender como se miden y su importancia fisiológica.

La aurícula izquierda tiene tres funciones importantes:

  1. Durante la sístole ventricular actúa como reservorio de la sangre entrante de las venas pulmonares.
  2. En proto-diástole funciona como conducto para el pasaje pasivo de sangre hacia el VI.
  3. En tele-diástole contribuye al llenado activo del VI mediante la contracción auricular(7, 8).

Estas funciones pueden ser obtenidas mediante ecocardiografía o RMI trazando el borde endocárdico de la AI en distintos puntos del ciclo cardiaco para obtener los volúmenes. Para el cálculo de los parámetros funcionales se requiere la medición de tres volúmenes:

  1. El volumen mínimo (VolAImin) que se mide luego del cierre de la válvula mitral correspondiente a la onda R del electrocardiograma.
  2. El volumen máximo (VolAImax) que se mide al final de la sístole, antes de la apertura mitral, que corresponde al final de la onda T del ECG.
  3. El volumen pre contracción auricular (VolAIpre) que se mide al comienzo de la onda P del ECG(7, 8).

A partir de estos se calcula el volumen de vaciado total de la AI (VolAImax – VolAImin), el volumen de vaciado pasivo de AI (VolAImax – VolAIpre) y el volumen de vaciado activo de la AI (VolAIpre – VolAImin), y una vez obtenido estos volúmenes se procede a calcular los distintos parámetros de función auricular como muestra la Tabla 1. Como se puede apreciar, sin un proceso automatizado, esto demanda mucho tiempo, haciéndolo un método poco factible para la práctica diaria y para el seguimiento.

Función de reservorio

Fracción de vaciado total de la AI (LAEFt)

VolAImax – VolAImin / VolAImax

Función de conducto

Fracción de vaciado pasivo de la AI (LAEFa)

VolAImax – VolAIpre / VolAImax

Función de reservorio

Fracción de vaciado activo de la AI (LAEFp)

VolAIpre – VolAImin / VolAIpre

Tabla 1. PMedidas de función de la aurícula izquierda derivadas de volumen.

Sin embargo, recientemente se han introducido nuevas técnicas, tanto en ecocardiografía como en resonancia magnética cardiaca, que permiten el reconocimiento y seguimiento de bordes, generando curvas que demuestran cambios de volumen a lo largo del ciclo cardiaco. Esto facilitaría la tarea diaria del trazado manual del borde endocárdico de la AI durante distintos puntos del ciclo cardiaco. En la ecocardiografía el método más empleado para esto es el de speckle tracking. Este método fue desarrollado para la evaluación de la deformación miocárdica del ventrículo izquierdo (strain) y luego adaptado a la auricular izquierda y cavidades derechas. Esta técnica permite rastrear (tracking) el moteado brillante del miocardio (speckles) a lo largo del ciclo cardiaco para poder analizar los cambios de volumen y de deformación del tejido en la cavidad cardiaca que se desee. Las dificultades en la evaluación de la AI por esta técnica son su muy delgada pared con segmentos poco visualizados como son la fosa oval, entrada de las venas pulmonares y orejuela de AI. Además no en todo paciente se obtiene una buena ventana de exploración ecocardiográfica con lo cual la resolución puede no ser adecuada para evaluar estos parámetros(8).

La RMI cardiaca, sin embargo, puede sobrepasar algunas de las limitaciones de la ecocardiografía, en especial el de la mala ventana acústica. El primer método utilizado para la evaluación de deformación miocárdica con la RMI cardiaca fue el método de tagging. Este es un método que, a través del agregado de pulsos de preparación complejos a las imágenes cine, se dibujan líneas o una grilla sobre el miocardio. Esto permite evaluar la deformación miocárdica a lo largo del ciclo cardiaco al evaluar la deformación de estas líneas entre sí. Sin embargo, es un método que presenta gran dificultad para adaptarse a la aurícula izquierda debido a sus paredes más delgadas que el miocardio ventricular. Además es una técnica limitada por la baja resolución espacial, complejo post-procesado y una atenuación y desaparición de las líneas durante la diástole (fases que corresponden a la contracción y relajación auricular)(9). Más reciente surgieron nuevas técnicas que utilizan un método de rastreo de tejido (tissue tracking o feature tracking), que similar al speckle tracking, permite el seguimiento del miocardio y de esta manera poder medir cambios en volumen y deformación tisular a lo largo del ciclo cardiaco. Esto, a diferencia del método de tagging, se puede analizar mediante un software sobre las mismas secuencias de cine de 4 y 2 cámaras habitualmente obtenidas en todo estudio de RMI cardiaca(9).

Estas nuevas técnicas ecocardiográficas y de resonancia magnética cardiaca permiten, no solo el cálculo relativamente rápido de los parámetros funcionales de la AI derivados de volumen, sino también la valoración funcional de la AI mediante el cálculo del strain y strain rate auricular. El strain es una medida de deformación que refleja el porcentaje de cambio de longitud de una fibra dividido su longitud en reposo y el strain rate es la velocidad con la cual se genera esta deformación. El miocardio se deforma en distintos sentidos pero se ha visto que la deformación en sentido longitudinal es la más robusta y reproducible. Luego de que se realiza el trazado del borde endocárdico y epicárdico de la AI, el equipo realiza un seguimiento automático a lo largo del ciclo cardiaco y genera, además de las curvas de volumen antes mencionadas, curvas de strain y strain rate. En la aurícula izquierda se pueden obtener tres valores de strain:

  1. El strain longitudinal auricular pico (PALS por sus siglas en ingles), ocurre luego de la apertura mitral y es reflejo de la función de reservorio.
  2. El strain longitudinal auricular tardío (ALSlate por sus siglas en ingles) que se mide al comienzo de la onda P del ECG y corresponde a la contracción auricular.
  3. El strain que corresponde a la función de conducto que se calcula como PALS - ALSlate(8).

Dada la alta prevalencia y morbi-mortalidad de la fibrilación auricular, es importante encontrar métodos confiables que permitan identificar individuos en riesgo de presentar la misma. Los primeros trabajos se concentraron en el tamaño de la AI por ser la dilatación auricular izquierda un predictor independiente de fibrilación auricular y eventos cardiovasculares adversos como insuficiencia cardiaca y stroke(6, 7). Sin embargo la dilatación auricular izquierda suele ser un marcador de cronicidad tanto de sobrecarga de presión y disfunción diastólica del VI. Es probable que este aumento en volumen de AI sea precedido por alteraciones en parámetros de la función de la aurícula izquierda(6, 7). Es de gran importancia la detección de estos cambios funcionales de la AI en pacientes asintomáticos que se encuentren en riesgo de desarrollar FA para la prevención de sus consecuencias.

Resumen del trabajo elegido

El estudio elegido, publicado en Circulation: Cardiovascular Imaging por Habibi et al(1), buscó evaluar la asociación entre tamaño y función de la aurícula izquierda y riesgo de fibrilación auricular en una población de individuos asintomáticos. Se planteó la hipótesis de que la reducción de la función auricular izquierda, medida mediante RMI cardiaca como disminución de las fracciones de vaciado y strain longitudinal pico de la AI, se asocia al riesgo de desarrollo de FA. Para eso los autores diseñaron un estudio observacional de tipo casos y cohorte utilizando una sub-cohorte del estudio MESA (MESA (Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis).

El estudio MESA es un estudio de cohorte observacional que incluyo 6814 individuos entre los años 2000 a 2002 con edades de entre 45 y 84 años, sin enfermedad cardiovascular aparente, provenientes de 6 comunidades de Estados Unidos de América y de 4 razas diferentes. Este estudio busco determinar la prevalencia, correlación y progresión de enfermedad cardiovascular subclínica. De estos pacientes, solo 5004 tenían resonancia magnética cardiaca desde el comienzo del estudio, de los cuales 37 fueron excluidos por presentar FA previa. Luego de además excluir pacientes por pobre calidad de imagen o falta de disponibilidad, en el estudio final se incluyeron 501 pacientes divididos en 179 casos que desarrollaron FA en el seguimiento y una sub-cohorte de no casos de 322 individuos elegidos al azar de los cuales 18 de estos desarrollaron FA en el seguimiento. Estos 18 pacientes fueron incluidos en el análisis final tanto de casos de FA y de la sub-cohorte de no-casos.

Los participantes fueron seguidos por una media de 7,6 años con entrevistas telefónicas cada 9 meses. La identificación de casos de FA en el seguimiento fue mediante el programa de vigilancia de eventos del estudio MESA y por reclamos a Medicare, identificando así las hospitalizaciones por dicha arritmia mediante los códigos ICD9 adecuados. Mediante cuestionarios se recolecto información sobre la edad, sexo, raza, tabaquismo o ex tabaquismo y medicación. Además se midió peso, altura, índice de masa corporal, presión arterial, glicemia en ayunas, colesterol y NT-proBNP.

Las imágenes de RMI fueron adquiridas con equipos de 1.5 T (Signa LX o CVi de GE o Symphony o Sonata de Siemens). Se realizó un protocolo estándar de RMI cardiaca utilizando secuencias de eco de gradiente gatilladas con ECG para obtener las imágenes cine. Los parámetros de función auricular fueron evaluados con el software Multimodality Tissue Tracking (MTT) de Toshiba por un único operador experto, ciego al estado de los participantes. Este software utiliza las imágenes cine en 4 y 2 cámaras, que luego de marcar puntos necesarios, traza automáticamente los bordes endocárdicos y epicárdicos de la aurícula izquierda, pudiendo ser modificados posteriormente por el operador si considera necesario. Además, el software rastrea el movimiento de la pared de la AI durante el ciclo cardiaco generando curvas de volumen y strain pudiendo calcular las fracciones de vaciado total, activo y pasivo y el strain longitudinal pico de la AI como fue descripto anteriormente. Cabe destacar que los volúmenes de AI fueron calculados con el método de área-longitud.

En comparación a la subcohorte de no-casos, los participantes con FA incidente eran más añosos (media de 70 vs 61 años), con mayor cantidad de hombres (62% vs 48%), más hipertensos y con mayor toma de medicamentos antihipertensivos. Además los casos de FA tenían una mayor masa ventricular izquierda y valores más elevados de NT-proBNP pero con fracción de eyección del VI similares. Tampoco se observó diferencia entre ambos grupos en cuanto a IMC, DBT, tabaquismo, valores de colesterol total y colesterol HDL. El volumen auricular medido al inicio del estudio fue un 17% mayor en pacientes con FA incidente comparado a la subcohorte de no-casos (VolAImax: 41 ± 15 ml/m2 vs 35 ± 10 ml/m2, p < 0,001 y VolAImin: 26 ± 11 ml/m2 vs 20 ± 7 ml/m2, p < 0,001). De igual manera, todas las fracciones de vaciado de AI (total, pasiva y activa) y el strain longitudinal auricular pico fueron menores en los casos con FA (p < 0,001 para todos).

Se utilizaron modelos modificados Cox de riesgo proporcional para estimar el cociente de riesgo (hazard ratio) para el desarrollo de FA en función de variables estructurales y funcionales de AI en dos modelos diferentes. En el Modelo 1 se ajustó por edad, sexo, raza, presión arterial sistólica y uso de medicación hipertensiva. En el Modelo 2 se ajustó además por masa ventricular izquierda y ln NT-proBNP. Se observó que en el Modelo 1 todas las variables analizadas de AI (VolAImax, LAEFt, LAEFa, LAEFp y PALS) tuvieron una asociación positiva significativa con el riesgo fibrilación auricular incipiente (HR para VolAImax: 1,82; LAEFt: 0,61; LAEFa: 0,74; LAEFp: 0,68; PALS: 0,68. En el Modelo 2 todas excepto una de las variables analizadas de AI estuvieron asociadas significativamente al desarrollo de FA; la fracción de vaciado activo (LAEFa).

Discusión

El diagnostico precoz de la fibrilación auricular es de gran importancia debido a su alta prevalencia y gran morbilidad y mortalidad cardio y cerebrovascular(2-7). El presente estudio, publicado por Habibi et al(1), es de los primeros en utilizar la RMI cardiaca con técnica de feature tracking para demostrar el valor pronostico agregado de la medición de parámetros estructurales y funcionales de la auricular izquierda en predecir la fibrilación auricular incidente. Se demostró que tanto la dilatación auricular izquierda, las fracciones de vaciado de AI total y pasiva, como también el strain longitudinal pico de AI fueron significativamente menores en los pacientes que desarrollaron FA en el seguimiento, independiente de la edad, sexo, raza, presión arterial sistólica, uso de medicación antihipertensiva, masa ventricular izquierda y NT-proBNP (p < 0,05 en todos).

La importancia de estos resultados radica en la posibilidad de identificar a pacientes en riesgo de desarrollar fibrilación auricular, y evitar así los problemas derivados de la misma. El parámetro más sencillo de identificar mediante técnicas de imagen es la dilatación auricular izquierda. Desde hace años que existen estudios poblacionales grandes como el Framingham Heart Study(10) y el Cardiovascular Health Study(11) estableciendo la relación entre el tamaño de AI medido por modo M y el riesgo de desarrollar FA. Hoy en día el volumen de AI es el método recomendado para la cuantificación del tamaño de la AI. La RMI cardiaca, actualmente el gold standard para la cuantificación de volúmenes tanto ventriculares como auriculares, es costosa y no accesible a toda la población. El volumen auricular izquierdo medido por ecocardiografía con método de Simpson biplano o área-longitud en vistas apicales de 4 y 2 cámaras, si bien tiende a sobreestimar el volumen auricular máximo, es reproducible y preferible en la práctica diaria. Se ha visto que por sí solo, el volumen de la AI es predictor independiente de FA, stroke, insuficiencia cardiaca y mortalidad cardiovascular(6). Esto concuerda con los resultados del estudio de Habibi et al(1) que demostró que el aumento del volumen de AI esta significativamente asociado a la FA incidente.

Sin embargo, las técnicas de imagen como la ecocardiografía o RMI cardiaca deberían estar más enfocadas en la prevención de la FA, identificando pacientes en riesgo de desarrollar la misma mediante la cuantificación de parámetros funcionales de AI, que incluso podrían estar alterados antes que la dilatación de la propia AI(6, 7). En un estudio ecocardiográfico publicado por Abhayaratna et al, de 574 pacientes mayores de 65 años sin evidencia de arritmias auriculares previas, la reducción de la LAEFt como medida de la función de reservorio de la AI, tenía un valor predictivo de nueva FA o aleteo auricular 12. En otro estudio, publicado por Hirose et al, que utilizo la técnica de speckle tracking en 580 pacientes, solo la LAEFa estuvo independientemente asociado a nueva FA con una sensibilidad y especificidad del 88% y 81% respectivamente. Sin embargo el strain y strain rate no fueron predictores de nueva FA en este estudio(13). A diferencia de este último, en el estudio presentado aquí, la LAEFa estuvo significativamente asociada a nueva FA luego de ajustar por edad, sexo, raza, presión arterial sistólica y uso de medicación hipertensiva (modelo 1), pero no así cuando se ajustó por masa del VI o NT-proBNP (modelo 2)(1). Esto se cree que es principalmente debido a una asociación inversa entre LAEFa y NT-proBNP. En una cohorte de 1120 pacientes del estudio ENGAGE AF_TIMI 48 se observó que una mayor carga de FA se asoció a una disminución de la LAEFp y LAEFt, pero no así de la LAEFa(14). En otro estudio, esta vez con RMI cardiaca, de pacientes con FA en plan de ablación, la LAEFp, pero no la LAEFa, fue asociada a un aumento del realce tardío de AI(15). Estos datos podrían indicar una mayor sensibilidad de la LAEFp en comparación con la LAEFa, para predecir mayor remodelado auricular y desarrollo de FA.

En los últimos años han surgido nuevas tecnologías para intentar eliminar la fibrilación auricular, como los procedimientos de ablación de venas pulmonares. El principal problema de esta técnica es la recurrencia de la FA. La evaluación funcional de la AI mediante técnicas de imagen como ecocardiografía y RMI cardiaca, podrían ayudar en la selección de pacientes ideales para estos procedimientos, identificando individuos no respondedores a la terapia de ablación, reduciendo costos y complicaciones. En estudios recientes utilizando técnica de speckle tracking por ecocardiografía, el strain auricular izquierdo ha demostrado ser un predictor independiente de recurrencia de FA luego de terapia de ablación por catéter en pacientes con FA paroxística y persistente(16-18). En otro estudio que utilizo RMI cardiaca, la presencia de fibrosis de AI cuantificada por realce tardío, fue un predictor importante de recurrencia de FA luego de ablación(19). Además una cohorte del estudio MESA demostró que el strain auricular, medido por técnica de feature tracking por RMI cardiaca, era proporcional al grado de fibrosis de AI cuantificado por realce tardío(20).

Existen ya estudios demostrando el remodelado inverso de la AI y prevención de FA en tratamientos farmacológicos con inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina o antagonistas de los receptores de angiotensina II(21). Sin embargo estos estudios incluyeron pacientes hipertensos en riesgo de desarrollar FA o pacientes con dilatación de AI. Como ya se demostró, los cambios funcionales de la AI suelen preceder a los cambios estructurales como dilatación o fibrosis de la misma(6, 7). En futuros ensayos clínicos se podrían incorporar los parámetros de evaluación de la función auricular izquierda y presencia de realce tardío auricular con RMI cardiaca, para ver si predicen una mejoría estructural de la AI y prevención del desarrollo de FA.

Este estudio se destaca por ser el primero en investigar con RMI cardiaca la asociación entre la función auricular y el desarrollo de FA en una población multiétnica, con un gran rango de edad. Una de las principales limitaciones del estudio es que las imágenes cine fueron adquiridas con secuencias eco de gradiente, no pudiendo interpretar adecuadamente un 15% de ellas. Hoy en día la mayoría de los centros utilizan secuencias de SSFP (steady state free precesión) para adquirir imágenes cine por su mayor calidad. Además los volúmenes auriculares fueron medidos con el método de área-longitud pudiendo subestimar los volúmenes reales en hasta un 20%. Otra limitación estuvo en el método utilizado para pesquisa de FA incidente que fue mediante registro de hospitalizaciones. Se sabe que existen pacientes con FA asintomática y otros que no necesitan hospitalización que, al no ser pesquisados, no fueron incluidos en el análisis.

Conclusiones y aplicaciones a la práctica clínica

En este estudio, que utilizó resonancia magnética cardiaca con técnica de feature tracking en una población multiétnica libre de enfermedad cardiovascular conocida, se demostró que la elevación del volumen de aurícula izquierda, la disminución de la fracción de vaciado pasivo y total de la aurícula izquierda y disminución del strain longitudinal auricular pico, se asoció a mayor riesgo de fibrilación auricular. Esto sugiere que los cambios funcionales y estructurales de la AI suelen preceder a la aparición de la FA. Con el advenimiento de nuevas y mejoradas tecnologías como el speckle tracking de la ecocardiografía y feature tracking de la RMI cardiaca, la valoración funcional de la aurícula izquierda y medición automática de los volúmenes es mucho más sencillo. La detección y medición precisa del volumen de la AI es fundamental al ser este un predictor independiente de FA, stroke, insuficiencia cardiaca y mortalidad cardiovascular. Al agregar los parámetros funcionales de la aurícula izquierda al análisis del volumen, se podría detectar individuos con mayor riesgo de desarrollar FA en un futuro.

Abreviaturas
  • AI: aurícula izquierda
  • ALSlate: strain longitudinal auricular tardío
  • DBT: diabetes
  • FA: fibrilación auricular
  • HTA: hipertensión arterial
  • IMC: índice de masa corporal
  • LAEFt: fracción de vaciado total de la AI
  • LAEFa: fracción de vaciado pasivo de la AI
  • LAEFp: fracción de vaciado activo de la AI
  • PALS: strain longitudinal auricular pico
  • RMI cardiaca: resonancia magnética cardiaca
  • VolAImax: volumen máximo de aurícula
  • VolAImin: volumen mínimo de aurícula
  • VolAIpre: volumen pre contracción auricular

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