Angiografía por resonancia magnética cardiovascular tridimensional sin contraste con respiración libre utilizando REACT en comparación con angiografía por resonancia magnética en estado estacionario con contraste

Las Cardiopatías Congénitas (CC) son las malformaciones congénitas más frecuentes y gracias a la mejora en el diagnóstico y tratamiento más del 85% de los pacientes que nacen con una cardiopatía congénita alcanzan la edad adulta. La Resonancia Magnética Cardiaca (RMC) aporta información anatómica, funcional y de caracterización tisular que la convierte en una herramienta imprescindible en el seguimiento de estos pacientes. La posibilidad de realizar RMC sin contraste es una alternativa atractiva que evitaría los potenciales inconvenientes de las dosis repetidas de gadolinio en niños que van a precisar numerosos estudios a lo largo de su vida. El trabajo analizado compara una nueva secuencia de angiorresonancia sin contraste con la técnica convencional con contraste en un grupo de niños con CC.

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Antecedentes

Las cardiopatías congénitas son las malformaciones congénitas más frecuentes con una prevalencia al nacimiento de 6-12 casos por cada 1000 recién nacidos (RN) vivos relativamente constante en todo el mundo. Aproximadamente una cuarta parte son severas y van a precisar cirugía en el primer año de vida ^(1).

Las CC son una de las principales causas de mortalidad infantil sobre todo en los países desarrollados donde las infecciones y la prematuridad ha disminuido significativamente en las dos últimas décadas. La mortalidad infantil en España en el año 2020 fue de 2.6 defunciones por cada 1000 RN, siendo la primera causa de muerte las malformaciones congénitas y dentro de ellas las CC ^(2).

En el año 2017 un estudio de mortalidad y prevalencia de las CC realizado en 195 países para implementar un plan de acción para alcanzar el objetivo de desarrollo sostenible (ODS) de descenso de la mortalidad infantil adoptado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) calculó que las CC fueron la causa de 241.267 muertes en el mundo en 2017, un 34.5% menos que en 1990, siendo el 69% en menores de 1 año. Estimaron que 12 millones de personas vivían con una CC en el mundo y que al no existir medidas de prevención el descenso de la mortalidad precisa de mejoras en el manejo y tratamiento en todas las etapas de la vida, con especial foco en el primer año de vida ⁽³⁾.

Debido a los avances en la cirugía cardiaca infantil y la cardiología pediátrica el 85% de los niños nacidos con CC alcanzan la edad adulta y actualmente hay más adultos que niños con CC. En 2014 se estimaba que en la Unión Europea vivían 1 millón de adultos con CC^{. (4)}.

Esto ha cambiado el concepto de manejo de las CC y ahora se aborda como un proceso para toda la vida que va a necesitar un seguimiento especializado vigilando las secuelas de los procedimientos quirúrgicos o percutáneos y el desarrollo de complicaciones como valvulopatía o disfunción ventricular.

Las técnicas de imagen no invasivas juegan un papel primordial en el diagnóstico y seguimiento de los pacientes con CC. La ecocardiografía transtorácica (ETT), la ecocardiografía transesofágica (ETE), la tomografía computerizada (TAC) y la resonancia magnética cardiaca (RMC) aportan información clave en este grupo complejo de pacientes. Mas importante aún es el desarrollo de la imagen multimodalidad que integra las diversas técnicas de imagen con el fin de establecer un diagnóstico exacto, poder guiar el tratamiento o predecir el pronóstico en el seguimiento ⁽⁵⁾.

La ecocardiografía sigue siendo la modalidad de primera línea en el diagnóstico y seguimiento de niños y adultos con CC ya que está ampliamente disponible, es portátil y aporta información anatómica y fisiológica en tiempo real. Para los pacientes colaboradores con buenas ventanas acústicas la ETT es suficiente para el diagnóstico y manejo de la mayoría de los defectos cardiacos, como suele pasar en los RN y niños pequeños. Como limitaciones es operador dependiente, está limitada por la ventana acústica y aporta mala visualización de los vasos distales.

La RMC se ha convertido en una herramienta imprescindible en los pacientes con CC. Permite la reconstrucción anatómica en 3D sin limitación por el tamaño o las ventanas acústicas con gran resolución espacial y temporal sin exposición a radiación ionizante. Es la técnica de elección para la cuantificación de volúmenes, masa y función, especialmente importante en el ventrículo derecho, afectado frecuentemente en las CC y que por su posición y forma tiene una evaluación ecocardiográfica comprometida. Además, permite valorar flujos, cuantificar insuficiencias, el gasto cardiaco y el Qp/Qs y aporta caracterización tisular ⁽⁶⁾.

El uso de la RMC en las cardiopatías congénitas está establecido en la Guía para el manejo de los adultos con CC de la Sociedad Europea de Cardiología ⁽⁶⁾, el Consenso de uso de la multimodalidad en los pacientes con CC ⁽⁵⁾ y la Guía para el uso de la RMC en población pediátrica ⁽⁷⁾. La mayoría de los pacientes con CC precisaran múltiples estudios de RMC a lo largo de su vida.

El uso de contraste en la resonancia mejora la capacidad diagnóstica al magnificar las diferencias entre los tejidos. Los agentes de contraste basados en Gadolinio son los más usados en resonancia. El Gadolinio en un metal raro del grupo de los lantánidos que posee propiedades paramagnéticas, lo que significa que sus átomos tienen electrones desparejados que reaccionan a campos magnéticos externos afectando al comportamiento del campo magnético en la zona donde se administra. Facilita la relajación longitudinal de los protones circundantes y acorta los tiempos T1 y T2 aumentando la señal de los tejidos que captan gadolinio. En estado puro es muy tóxico pero los contrastes usados en resonancia son compuestos quelados en los que se usan moléculas orgánicas que envuelven al gadolinio permitiendo la administración intravenosa y eliminación renal. Los contrastes de Gadolinio se pueden clasificar según su estructura en lineares o cíclicos y según su carga en iónicos y no iónicos. Estas características contribuyen a su estabilidad y toxicidad ⁽⁸⁾.

Los contrastes de Gadolinio tienen un excelente perfil de seguridad y a las dosis usadas habitualmente en la práctica clínica (0.1-0.2 mmol/Kg) la incidencia de reacciones adversas es de 0.07-2.4%, menor que los contrastes yodados, siendo la mayoría recciones leves ⁽⁹⁾.

Desde la introducción a finales de los años 80 de los contrastes de Gadolinio estudios en animales demostraron su depósito en tejidos, sobre todo hueso y piel y que el depósito es 30 veces mayor con los compuestos lineales. Sin embargo, la preocupación por su seguridad surgió por la asociación de la administración de contraste de Gadolinio con dos problemas específicos, la Fibrosis Sistémica Nefrogénica (FSN) y el depósito tisular cerebral ⁽¹⁰⁾.

La FSN es una enfermedad multisistémica inflamatoria con afectación predominante de la piel y el tejido conjuntivo pero que puede afectar otros órganos como pulmones, esófago o corazón. Aunque el mecanismo no está totalmente esclarecido, la relación casual y la descripción anatomopatológica quedo demostrada en pacientes con insuficiencia renal que habían recibido múltiples dosis de contrastes de Gadolinio, principalmente de composición lineal ⁽¹¹⁾. Las medidas adoptadas de eliminación de los contrastes lineares no iónicos y control de la función renal previa a la resonancia han llevado a una drástica disminución de los casos de FSN desde 2009 ⁽¹²⁾.

La FSN es excepcional en niños, un estudio de revisión encontró 23 casos entre 1997 y 2012, todos mayores de 6 años, con alteración importante de la función renal y 6 de ellos sin antecedente de exposición a Gadolinio. El ACR (American College of Radiologist) recomienda las mismas precauciones respecto a la FSN que en adultos, sin embargo, la AEM (Agencia Europea del Medicamento) recomienda reducir la dosis de Gadolinio en menores de 1 año y no repetir dosis en menos de 7 días ⁽¹³⁾.

En las dos últimas décadas la preocupación por el depósito tisular de Gadolinio, sobre todo cerebral, ha crecido. En 2015 Kanda describió un aumento de la señal en secuencias potenciadas en T1 en el núcleo dentado y el globus pallidus de pacientes que habían recibido contraste de Gadolinio previo y que este depósito era mayor con los contrastes lineales ⁽¹⁴⁾.

Aunque en 2015 La FDA (Food and Drug Administration) publicó una Alerta de Seguridad instando al estudio de estos depósitos y sus posibles implicaciones clínicas hasta el momento no se ha relacionado el depósito cerebral de Gadolinio con ningún cuadro clínico neurológico, pero se recomienda el uso de contrastes macrocíticos a la menos dosis posible especialmente en pacientes vulnerables que van a precisar dosis repetidas.

Los pacientes con CC precisaran múltiples estudios de RMN a lo largo de su vida por lo que son un grupo de especial interés para implementar técnicas de resonancia sin administración de gadolinio ⁽¹⁵⁾.

El ferumoxitol es una partícula ultrapequeña de óxido de hierro supramagnético (USPIO) aprobado en 2009 para el tratamiento de la anemia ferropénica. Tiene una rápida relajación T1 y T2, acortando los tiempos T2 y T2* por lo que se ha usado off-label como contraste de resonancia biocompatible y biodegradable especialmente en niños. La infusión lenta en 15 minutos evita las reacciones de hipersensibilidad descritas en los trabajos iniciales. La vida media intravascular de 14 horas permite adquirir las secuencias sin sincronización con la infusión del contraste y repetir las secuencias si la colaboración no ha sido adecuada. Sin embargo, aunque resulta prometedor el precio elevado, la falta de autorización para el uso como contraste radiológico y la posibilidad de una reacción alérgica severa parece limitar su expansión ⁽¹⁶⁾.

La angiorresonancia (AMR) es la obtención de imágenes de los vasos en los diferentes planos del espacio que permitan una reconstrucción tridimensional de la anatomía vascular. Tradicionalmente se ha considerado que la Angiorresonancia con contraste (CE-MRA) es superior a la Angiorresonancia sin contrate (NCE-MRA) para el estudio de los vasos torácicos. Las secuencias de CE-MRA son más rápidas, menos sensibles a artefactos de flujo y con alta relación de señal contraste/tejidos por lo que aportan imágenes de gran valor diagnóstico. Las técnicas de NCE-MRA tienen ventajas evidentes, no precisan canalización de una vía venosa y no usan contraste, pero eran secuencias largas, sensibles a los artefactos y con peor calidad de imagen debido al menor contraste entre el vaso y los tejidos circundantes lo que ha limitado su uso en CC ⁽¹⁷⁾.

Las secuencias balanceadas en estado estacionario (bSSFP) tienen dos características que las hacen especialmente útiles en ARM: ofrecen una relación señal/ruido muy alto y un contraste de imagen ponderado T2/T1 con alto contraste nativo entre sangre y grasa (con T2 largo) y miocardio o tejidos blandos (T2 y T1 intermedios). Son secuencias rápidas e independientes del flujo ⁽¹⁸⁾. Su uso en CC ha demostrado ser fiable en la evaluación de la anatomía intra y extracardíaca y la rapidez de adquisición es un valor añadido en niños ⁽¹⁹⁾. Sin embargo, tiene alta sensibilidad a inhomogeneidades del campo magnético provocando artefactos de flujo y por implantes metálicos que aumentan en campos magnéticos altos limitando el uso en equipos de 3T.

Con el objetivo de solventar las limitaciones de la secuencia b-SSFP en 2016 Toyonari reportó una nueva técnica basada en la secuencia eco de gradiente DIXON potenciada en relajación sin contraste (REACT relaxation-enhanced angiography without contrast and triggering) ⁽²⁰⁾. Desde entonces múltiples trabajos han valorado su uso en diferentes escenarios clínicos.

El artículo seleccionado para este TFM compara dos secuencias de ARM, una con contraste (angiorresonancia en estado estacionario con contraste) y otra sin contraste (REACT angiorresonancia potenciada por la relajación) en un grupo variado de niños con CC.

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Resumen del trabajo elegido

El trabajo seleccionado es un artículo original de investigación del Dr. Alexander Isaac y colaboradores del Servicio de Radiodiagnóstico de la Universidad de Bonn, publicado en la revista Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance en 2022, es un estudio observacional descriptivo, retrospectivo no experimental.

La ARM cardiaca ha demostrado su utilidad en los pacientes con CC. Aunque los contrastes de Gadolinio son seguros y mejoran la capacidad diagnóstica, la preocupación por la FSN y el depósito cerebral ha despertado el interés por el desarrollo de secuencias sin contraste especialmente en pacientes vulnerables o que van a precisar múltiples estudios siendo los niños con CC un grupo especialmente sensible.

Las secuencias b-SSFP usadas en ARM ofrecen una imagen de alta resolución, pero los artefactos por inhomogeneidades del campo magnético (off-resonance) pueden producir pérdida de señal, distorsiones anatómicas o borrosidad y afectar a la calidad diagnóstica de la imagen especialmente en aparatos de 3T.

Recientemente se ha introducido la secuencia REACT (relaxation-enhanced angiography without contrast) una técnica que combina las ventajas de b-SSFP con una potente supresión de la grasa perivascular y fondo sobre un amplio campo de visión permitiendo una resolución isotrópica 3D.

El objetivo del estudio es comparar dos técnicas de ARM, la secuencia REACT sin contraste y la estándar b-SSFP con contraste en el análisis de los grandes vasos en niños con CC complejas.

Se incluyeron en el estudio los pacientes cardiópatas menores de 10 años con una RMC realizada con sedación profunda que incluyera adquisición simultanea de REACT y angiografía con contraste en el periodo entre abril y julio de 2021. No se excluyó ningún paciente por el tipo de CC o las cirugías realizadas.

Utilizaron un equipo de 3T (Ingenia Elition X, Philips Healthcare, Best, the Netherlands) con antena de 16 canales (excepto 1 con antena 12 canales). Se realizó el protocolo de estudio convencional de CC con secuencias adicionales en función de su patología de base.

La secuencia REACT se adquirió siempre al comienzo del estudio, antes de la administración del contraste. Diseñada como una adquisición 3D no balanceada con prepulso y separación de agua y grasa Dixon. La preparación se realizó con un pre-pulso T2 y un pulso de inversión recuperación (IR) con un tiempo de inversión corto para anular los tejidos con tiempos de relajación T1 y T2 cortos como músculos, nervios y órganos internos. Esto potencia la señal de la sangre sin necesidad de contraste por su tiempo de relajación T1 y T2 largo. Por último, para anular la grasa se utilizó un Dixon generalizado. Se realizó sincronización ECG prospectiva en telediástole y respiratoria al final de la expiración. Para acelerar la adquisición de las imágenes se utilizó la tecnología de compressed sensing, SENSE, con un factor de 5.

La angiografía con contraste se adquirió mediante una secuencia monofásica en estado estacionario de alta resolución tras la administración de un agente de contraste a base de gadolinio (Gadobutrol, Gadovist, Bayer Healthcare, Berlin, Alemania) a dosis de 0.1 mMol/Kg peso en infusión lenta. Se utilizó Dixon para anular la grasa en las imágenes de agua, sincronización ECG prospectiva en telediástole y respiratoria al final de la expiración y compressed sensing, SENSE con un factor de 6. (ver tabla 1)

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Tabla 1. Características de las secuencias utilizadas en el estudio.

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Ambas secuencias se adquirieron en el plano coronal. Se reconstruyeron y transfirieron imágenes basadas en Dixon solo agua, solo grasa, en fase y fuera de fase para el análisis de imágenes. Dos radiólogos con 4 y 5 años de experiencia en CRM analizaron las imágenes del estudio completando el diagnóstico dos radiólogos más experimentados, usando inicialmente las imágenes solo agua y complementando con las imágenes en fase si en las primeras había artefactos.

Se realizó valoración cualitativa de los grandes vasos, valoración cuantitativa según las recomendaciones de las guías de medidas en RMC de 2020 ⁽²¹⁾ y valoración de los artefactos. (ver Tabla 2)

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Tabla 2. Parámetros analizados en el estudio y métodos de valoración.

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36 pacientes cumplieron los criterios de inclusión. La edad media fue de 4 años (33% menores de 4 años, 50% entre 4-6 años y 17% entre 7-9 años). Al no existir ningún criterio de exclusión por el tipo de cardiopatía o las cirugías realizadas es un grupo muy heterogéneo. Los dos diagnósticos más frecuentes (6 pacientes, 19% cada uno) fueron la Tetralogía de Fallot y el Síndrome de Ventrículo Izquierdo Hipoplásico y la indicación predominante (89%) la evaluación pre o postquirúrgica. Solo en 4 pacientes (11%) se indicó la resonancia para completar el estudio en una cardiopatía conocida.

El tiempo medio de estudio fue significativamente mayor (P<0.001) para la secuencia REACT (4,22+-1.44 mn) que para b-SSFP con contraste 1.51+-0.18 mn.

En la valoración cualitativa se analizaron 660 vasos (330 por cada tipo de secuencia) según la escala indicada en la Tabla 2. El score de valoración global de la secuencia REACT fue ligeramente mayor (3.9±1.0 vs. 3.8±0.9, P=0.018) que con la angiografía con contraste. En la Figura 1 podemos ver que ambas secuencias obtienen calificación media excelente o buena en un 65% de los casos.

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Figura 1. Comparación de la valoración global de la Escala de Likert en ambas secuencias.

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En el análisis de los diferentes vasos estudiados, REACT fue superior en la visualización de la aorta ascendente, la vena cava inferior y el origen de las arterias coronarias. Sin embargo, en la valoración de la arteria pulmonar principal la secuencia REACT obtuvo resultados discretamente inferiores justificados por los autores por artefactos de flujo en pacientes con insuficiencia pulmonar severa tras cirugía. Las venas pulmonares obtuvieron scores intermedios en ambas técnicas, aunque significativamente superiores con RMC-con contraste.

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Figura 2. Escala de valoración cualitativa de la aorta y la arteria pulmonar principal. La secuencia REACT obtuvo una valoración Excelente en el 80% de los casos en la aorta ascendente, superior a la CE-MRA. En la valoración de la arteria pulmonar principal, sin embargo, REACT obtuvo un resultado pobre o intermedio en un 30% de los casos.

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Figura 3. Escala de valoración cualitativa de ambas arterias pulmonares. La secuencia REACT obtuvo peores resultados que la secuencia con contraste en ambas arterias pulmonares.

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Figura 4. Escala de valoración cualitativa de las venas pulmonares. Ambas técnicas tienen limitaciones en la visualización de las venas, pero los resultados de la secuencia REACT son significativamente peores coincidiendo con una mayor frecuencia de artefactos de flujo en esta localización.

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Figura 5. Escala de valoración cualitativa de ambas cavas. La secuencia REACT fue significativamente superior en la visualización de la vena cava inferior con una valoración excelente o buena en el 100% de los casos.

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Figura 6. Escala de valoración cualitativa de la visualización del origen de ambas arterias coronarias, localización en la que la secuencia REACT obtuvo puntuaciones significativamente superiores.

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En la valoración cuantitativa se realizaron 285 medidas en los puntos de interés por cada radiólogo. 39 medidas (12%) en ambas técnicas no fueron valorables por severos artefactos o por variación anatómica en los pacientes. Las mediciones de los diámetros de los vasos obtuvieron una fuerte correlación entre ambas técnicas y entre ambos observadores (Pearson r = 0,99; sesgo = 0,04 ± 0,61 mm, límites de concordancia del 95%: − 1,17 a 1,24 mm).

Los artefactos de susceptibilidad por material protésico portado por los pacientes o por las técnicas quirúrgicas aparecieron en similar proporción en ambas técnicas (14 casos 39% REACT, 15 casos 42% RMC con contraste).

Los artefactos de flujo, sin embargo, aparecieron exclusivamente en la secuencia REACT, (8 casos 22%) afectando a las venas pulmonares y a la arteria pulmonar principal.

Los artefactos de intercambio de grasa-agua (fat-water swapping artefacts) por el uso de Dixon para la adquisición de las imágenes se describieron con más frecuencia en la secuencia REACT (12/36 pacientes (33%) vs. 6/36 pacientes (17%), P=0.228) y aparecieron predominantemente en las venas pulmonares. En todos los casos se pudo compensar el artefacto con la reconstrucción de las imágenes obtenidas en fase y fuera de fase.

Respecto a utilidad diagnóstica de la resonancia ambas técnicas mostraron los mismos hallazgos en todos los pacientes. La principal indicación en el 89% de los casos (32/36 paciente) fue valoración pre o postquirúrgica y ambas secuencias permitieron evaluar a todos los pacientes con la misma fiabilidad. La mayoría, el 84%, mostraron estabilidad respecto a los datos conocidos y los estudios previos, en cuatro pacientes se confirmaron hallazgos de progresión de su patología (dilatación de la aorta ascendente, dilatación de la arteria pulmonar, estenosis del conducto de Sano asociado a estenosis de venas pulmonares y estenosis en tracto de salida de ventrículo derecho). Tampoco hubo diferencias en los pacientes referidos para confirmación diagnóstica (4/36, 11%).

La arteria pulmonar principal no fue correctamente visualizada en la secuencia REACT en 3/36 pacientes (8%) por artefactos de flujo, todos los pacientes tenían insuficiencia severa con fracción regurgitarte de más del 40%. Sin embargo, la secuencia REACT permitió detectar una anomalía coronaria no diagnosticada previamente y que no se veía correctamente en la secuencia RMC con contraste.

En el trabajo analizado la secuencia REACT demostró aportar imágenes de calidad y valor diagnóstico comparables a la secuencia con contraste, incluso superior en localizaciones muy importantes para el estudio de los pacientes con CC como la aorta ascendente, la vena cava inferior y el origen de las arterias coronarias. Las medidas cuantitativas se pudieron realizar con fiabilidad y correlación entre ambas técnicas. El tiempo de adquisición de la secuencia sin contraste es significativamente superior a la secuencia con contraste (4,22+-1.44 mn respecto a 1.51+-0.18 mn) pero claramente inferior a la duración previa a la incorporación de la técnica compressed sensing.

Los autores concluyen que la secuencia REACT permite estudiar los grandes vasos en pacientes pequeños con cardiopatías complejas sin el uso de contraste con resultados comparables a la técnica de angiografía convencional con contraste.

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Discusión

La RMN se ha convertido en la técnica de referencia para la valoración de los niños y adultos con CC, y disponemos de guías y artículos de consenso que establecen la técnica, los aspectos prácticos y las indicaciones ^(5,6,7).

La angiografía es la técnica de elección para el estudio de los vasos y su patología. Disponemos de diferentes técnicas con sus ventajas y limitaciones ⁽²²⁾:

1. La angiografía de sustracción digital con una gran resolución espacio temporal y posibilidad de intervencionismo, pero su invasividad y el uso de radiación ionizante ha desplazado su uso como técnica diagnóstica.
2. La tomografía computerizada (TAC) con gran resolución espacial, es rápida y con amplia disponibilidad. Su principal inconveniente es la exposición a radiación ionizante y el uso de contraste yodado.
3. La resonancia con buena resolución espacial y gran resolución temporal, no usa radiación ionizante y aporta información hemodinámica. Es la técnica de elección en el estudio de las CC.

La ARM engloba un grupo de técnicas destinadas a la visualización de los vasos. La elección de la técnica depende en parte de la zona de estudio. En los vasos torácicos la angioresonancia con contraste (CE-MRA) ha sido tradicionalmente la técnica de elección, sin embargo, la preocupación el depósito cerebral de gadolinio junto con el desarrollo tecnológico ha promovido el uso de la angiorresonancia sin contraste (NCE-MRA) sobre todo en los grupos de riesgo como los pacientes con CC que precisan múltiples estudios a lo largo de su vida. Ambas técnicas tienen ventajas y limitaciones. La CE-MRA es más rápida, la opacificación vascular es flujo independiente lo que aporta gran sensibilidad para visualizar vasos de flujo lento y evitar la sobreestimación de las zonas de estenosis. Además, tienen una alta relación de contraste con los tejidos alrededor del vaso. Sin embargo, precisa un acceso vascular y la administración de contraste de Gadolinio.

La NCE-MRA, no precisa acceso vascular ni administración de contraste y no es necesario sincronizar la administración del contraste con la adquisición lo que facilita el proceso y permite repetir las secuencias que no obtengan la calidad deseada, particularmente útil en niños ⁽¹⁷⁾.

A pesar de sus beneficios las técnicas de NCE-MRA han estado relegadas por su menor resolución espacial, menor relación señal/ruido, mayor tiempo de adquisición y mayores artefactos hasta que los avances tecnológicos han permitido solventar parte de estos inconvenientes y potenciar su uso ⁽²³⁾.

Las técnicas de NCE-MRA pueden clasificarse en función del mecanismo utilizado para generar contraste entre los tejidos. La visualización de los vasos puede utilizar el flujo y velocidad de la sangre o el tiempo de relajación T1 y T2 alto intrínseco de la sangre. Estas propiedades se combinan con técnicas de supresión de los tejidos circulantes, gradientes de codificación de flujo o desfase de flujo y técnicas de lectura de compensación de flujo para generar las imágenes. Según el mecanismo predominante las dividimos en las técnicas flujo dependientes (utilizan el flujo de la sangre para generar diferencias de contraste con los tejidos estáticos de alrededor) y las técnicas flujo independientes (utilizan las diferencias intrínsecas o químicas de la sangre respecto a los tejidos de alrededor) ⁽²⁴⁾.

Las más utilizadas en el tórax son 3D FSE (fast spin echo), b-SSFP y 4D Flow. La secuencia 3D FSE es dependiente de flujo y precisa sincronización cardiaca. Adquiere dos imágenes una en sístole y otra en diástole para generar un angiograma. En sístole el flujo acelerado de la sangre en las arterias resulta en una pérdida de señal por el desfase inducido por el flujo mientras que en diástole el flujo arterial es más lento generando una señal más alta en las arterias. El flujo en las venas, sin embargo, no varía mucho entre sístole y diástole. Esto permite sustraer la imagen de las venas y los tejidos circundantes de la imagen final. Es una técnica robusta poco susceptible a artefactos siendo su principal limitación el largo tiempo de adquisición ⁽¹⁷⁾.

La secuencia 4D Flow realiza una adquisición de contraste de fase con codificación de flujo en las tres direcciones espaciales generando una imagen tridimensional y con la dimensión del tiempo a lo largo del flujo cardiaco. En el pasado la resonancia 4D Flow no era practica por lo prolongado de la secuencia, pero los avances en el hardware y sofware como las técnicas de aceleración tipo Compressed sensing han reducido drásticamente los tiempos de adquisición. Es una técnica emergente para la valoración cualitativa de los flujos y velocidades y entender la hemodinámica en los vasos torácicos ⁽²⁵⁾.

La secuencia balanceada en estado estacionario (b-SSFP) es una técnica flujo independiente eco-gradiente basada en el tiempo de relajación prolongado T1 y T2 de la sangre y su ratio T2/T1 alto que produce imágenes de sangre blanca con alto contraste sangre-tejido sin necesidad de administrar contraste. Se puede adquirir en 2D o 3D. Precisa de técnicas de supresión de grasa ya que esta tiene un T2 largo como la sangre. En los vasos torácicos suele precisar sincronización cardiaca y respiratoria para mitigar los artefactos de movimiento. Es una técnica rápida, con buena relación señal/ruido y que permite cubrir un amplio campo de visión. Las principales limitaciones son que arterias y venas producen la misma señal brillante y la grasa y el edema tisular tiene las mismas características de T2 prolongado que la sangre y puede ser difícil de suprimir correctamente. Además, es susceptible a los artefactos de inhomogeneidad de campo que afecta a su aplicación en aparatos de 3T. Las secuencias b-SSFP son las más usadas para ARM de la aorta, coronarias, vasos pulmonares y en el estudio de las cardiopatías congénitas.

Con el objetivo de solventar las limitaciones de la secuencia b-SSFP en 2016 Toyonari reportó la primera experiencia con una nueva técnica basada en la secuencia eco de gradiente DIXON potenciada en relajación sin contraste (REACT relaxation-enhanced angiography without contrast and triggering) ⁽²⁰⁾.

La secuencia consiste en combinar la secuencia eco de gradiente DIXON con un prepulso de preparación T2 y una secuencia inversión/recuperación. El prepulso de preparación T2 ayuda a diferenciar las arterias y las venas. Además, el pulso de inversión recuperación con un tiempo de inversión corto de 50 msg incrementa el contraste entre los vasos sanguíneos y los tejidos circundantes como los músculos. Y por último la adquisición de datos con 3D TFE DIXON aporta una robusta supresión de grasa incluso si se aplica en campos de visión amplios.

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Figura 7. Representación lineal de los componentes de la secuencia REACT. El prepulso T2 para potenciar la diferencia entre arterias y venas, el pulso de inversión recuperación (IR) para incrementar el contraste entre los vasos y los tejidos circundantes y por último DIXON para lectura con supresión grasa.

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La técnica compressed sensing de reconstrucción de imágenes utiliza un algoritmo para la adquisición de pocas líneas de imágenes del espacio K en forma aleatoria asumiendo que la información es redundante en algunas regiones y que las líneas adquiridas se comportan como si fuesen todas las líneas, pero comprimidas y permite reducir el tiempo de adquisición y poder obtener la secuencia completa en 3-4 minutos ⁽²⁶⁾. En la experiencia preliminar preclínica en 21 niños con diferentes patologías vasculares en cuello, tórax, abdomen y pelvis la secuencia REACT demostró ser robusta y capaz de proporcionar angiografías útiles para el diagnóstico, posicionándose como una alternativa prometedora para evitar el contraste de Gadolinio sobre todo en pacientes jóvenes o con insuficiencia renal ⁽²⁷⁾.

La secuencia ha demostrado ser factible y fiable para el estudio vascular en resonadores 3T en diferentes partes del cuerpo con igual calidad de imagen y menos artefactos que otras técnicas de NCE-MRA como b-SSFP y CE-MRA. Las principales fortalezas son un buen contraste vaso-tejidos incluso en campos de visión amplios, la baja sensibilidad a artefactos y un tiempo de adquisición corto en relación con otras técnicas flujo dependientes.

Las principales limitaciones encontradas en los estudios iniciales fueron la visualización conjunta de arterias y venas y que los líquidos con T1 prolongado como edema o liquido perivascular no se suprimen correctamente y pueden producir una imagen brillante que disminuye el contraste del vaso. Son inconvenientes que también presentan otras técnicas NCE-MRA flujo independientes y que pueden solventarse parcialmente con cambios en el tiempo de inversión ⁽²⁸⁾.

La secuencia REACT con algunas variaciones ha sido utilizada en la práctica clínica en diferentes escenarios con buenos resultados

1. Angiografía en niños con excelente definición anatómica en arterias y venas de cuello, tronco y extremidades ⁽²⁹⁾.
2. Angiografía en adultos en cuello, tórax, abdomen y extremidades aportando imágenes de alto valor diagnostico sin las limitaciones de otras técnicas independientes de flujo y sin uso de contraste ⁽³⁰⁾.
3. Estudio de los vasos extracraneales en pacientes con accidente cerebrovascular agudo con una calidad de imagen similar a los estudios con contraste para la detección de estenosis con un tiempo de adquisición de imágenes de 2.59 minutos ^(31,32).
4. Estudio vascular abdominal proporcionando un buen rendimiento diagnostico para estenosis u otras anomalías vasculares comparable a las técnicas con contraste y con un tiempo de estudio de 5 minutos ⁽³³⁾.

Previamente al estudio analizado en este TFM se había reportado la experiencia en cardiopatías congénitas en varios estudios. En 2020 el grupo del Dr. Penning de la Universidad de Colonia, comparó la secuencia REACT con la técnica estándar de CE-MRA en 25 adultos con CC para estudiar arterias y venas pulmonares. Realizaron una modificación de la secuencia REACT original añadiendo sincronización respiratoria y electrocardiográfica ⁽³⁴⁾. REACT obtuvo imágenes de mejor calidad en las arterias pulmonares y una concordancia interobservador mayor en las venas pulmonares. La medida de los vasos pulmonares fue significativamente mayor en la secuencia con contraste justificado por los autores por los artefactos por pulsatilidad y respiración. Utilizaron Conpressed SENSE con una duración global de la secuencia de 7 minutos, menor que para otras secuencias de similares características. Las mejoras a la secuencia inicial posicionaban a REACT como una opción real de NCE-MRA en adultos con patología de los grandes vasos torácicos. La comparación de REACT modificada (con sincronización respiratoria y cardiaca) con una técnica de CE-MRA sin sincronización podría justificar en parte los mejores resultados de la primera.

En 2021, el mismo grupo comparó la secuencia REACT modificada con sincronización respiratoria y cardiaca y Compressed SENSE y la técnica de CE-MRA convencional sin sincronización ECG para el estudio de la aorta en 30 pacientes con conectivopatía utilizando un sistema manual y otro semiautomático para las medidas ⁽³⁵⁾. REACT obtuvo imágenes de mejor calidad en la aorta proximal y similares en todos los demás segmentos. La concordancia interobservador fue excelente para ambas técnicas con una diferencia de menos de 0.5 mm en todas las medidas.

El grupo del Dr Alexander Isaac de la Universidad de Bonn, estudió los vasos torácicos en 70 pacientes (edades entre 10-65 años) con diferentes CC con una maquina 1,5T con REACT y dos técnicas de ARM con sincronización respiratoria y cardiaca. REACT demostró ser una opción factible en el estudio de los pacientes con CC con un tiempo de adquisición similar a la secuencia convencional con contraste y aportando unas imágenes de los vasos torácicos de similar o incluso mejor calidad diagnóstica. Según los autores la potencial desventaja de la visualización simultanea de las arterias y las venas con REACT se ve solventada por la alta calidad de las imágenes que permite diferenciar anatómicamente las estructuras.

El estudio analizado en este TFM sigue en la línea de los trabajos comentados previamente que comparan el uso de la secuencia REACT con otras técnicas de CE-MRA. La población estudiada son niños con cardiopatías congénitas a diferencia de los estudios previos que se realizaban en adultos o no diferenciaban la edad de los pacientes. Esto aporta complejidad por el tamaño de las estructuras y las cardiopatías estudiadas (19% con Tetralogía de Fallot y 19% con Síndrome de Ventrículo Izquierdo Hipoplásico). La diversidad de diagnósticos puede ser un factor de confusión en el análisis de los resultados ya que hay estructuras anatómicas que se ven alteradas por las técnicas quirúrgicas, por ejemplo, los pacientes con corrección univentricular y conexión tipo Glenn tienen flujo venoso en la arteria pulmonar. Al ser pacientes menores de 10 años se realizaron los estudios con sedación profunda, que es la práctica habitual en muchos centros pediátricos. Sin embargo, la tendencia actual es reducir la necesidad de actos anestésicos y como la secuencia sin contraste evita la necesidad de obtener un acceso periférico abre el camino a realizar el estudio sin sedación.

El estudio analizado utilizó secuencia REACT modificada con sincronización respiratoria y cardiaca que ya había demostrado mejores resultados en los vasos torácicos, pero también utilizó sincronización en la secuencia con contraste a diferencia de los estudios previos.

Otro punto diferenciador con estudios previos es el uso de una resonancia 3T. Los resonadores con campos magnéticos elevados tienen limitaciones importantes en el estudio de pacientes con CC debido en parte al uso de secuencias b-SSFP sensibles a las inhomogeneidades del campo magnético. La secuencia analizada demuestra su utilidad en pacientes con CC en equipos de 3T superando los inconvenientes de las secuencias convencionales.

Los mejores resultados de la secuencia REACT en la visualización de la aorta proximal, el origen de las arterias coronarias y la vena cava inferior la convierten en una opción atractiva en el seguimiento de los pacientes con CC (por ejemplo, los pacientes que por su condición o técnica quirúrgica pueden desarrollar dilatación de la aorta ascendente, con reimplantación de las arterias coronarias o con corazón univentricular y cirugías de derivación cavopulmonar).

Los autores relacionan la menor calidad de las imágenes de la secuencia REACT en las arterias y venas pulmonares por artefactos de flujo elevado o turbulento sobre todo en pacientes con insuficiencia pulmonar severa o flujo venoso elevado pero estas limitaciones no tuvieron implicación diagnóstica.

La posibilidad de realizar el estudio de resonancia sin contraste es especialmente atractiva en este grupo de pacientes. El contraste en la resonancia se usa con doble objetivo, la mejor visualización de las estructuras y la valoración de fibrosis en la secuencia de realce tardío. La presencia de fibrosis por la evolución o las cirugías tiene valor en la estratificación pronóstica de los adultos con CC pero la determinación repetida en los estudios en niños con CC no tiene clara indicación ni se ha evaluado su aplicación clínica. Por lo tanto, si no es necesario obtener imágenes de realce tardío la opción de un protocolo de estudio de CC sin contraste es una realidad razonable.

El estudio analizado tiene varias limitaciones. El número de pacientes es pequeño, pero hay que tener en cuenta que son niños de menos de 10 años en los que se realiza un estudio con anestesia general. Este subgrupo de pacientes con CC representan un porcentaje pequeño en la práctica diaria de un programa de resonancia cardiaca infantil. En nuestro centro tenemos un programa de resonancia cardiaca pediátrica con 20 años de experiencia y los pacientes que precisan anestesia han disminuido representando en la actualidad el 34%-42% ⁽³⁷⁾. Además, puede existir un sesgo de observación ya que los radiólogos conocen cada técnica por las características de la imagen.

La principal conclusión del estudio es que la secuencia REACT proporciona imágenes vasculares de alta calidad, medidas precisas y diagnósticos certeros equivalentes a la secuencia b-SSFP con contraste en un grupo de niños pequeños con CC complejas. Los autores proponen que la incorporación de esta secuencia en el protocolo de estudio con RMC en niños con CC permite realizar la exploración sin contraste sin comprometer la calidad.

Posteriormente al estudio comentado la experiencia con REACT ha seguido creciendo. Gietzen y colaboradores compararon REACT con la ETT en pacientes con Síndrome de Marfan ⁽³⁸⁾ demostrando una excelente correlación interobservador y una fuerte concordancia con la ETT además de visualizar la aorta completa sin necesidad de contraste y sin afectarse por las deformidades esternales o costales emergiendo como una opción efectiva de valoración de la aorta en estos pacientes.

Bertz y colaboradores evaluaron la secuencia REACT comparada con CE-MRA para el estudio de la anatomía y permeabilidad de los vasos venosos toracoabdominales en niños y adultos jóvenes ⁽³⁹⁾ reportando resultados similares con ambas técnicas y proponiendo la incorporación de la secuencia modificada REACT como una alternativa sin contraste en estos pacientes.

El tiempo prolongado de adquisición continua siendo uno de los puntos débiles de esta secuencia. Recientemente se ha publicado el desarrollo de un sistema de adquisición con deep learning para la secuencia REACT que mejora la calidad y disminuye el tiempo de adquisición con resultados prometedores ⁽⁴⁰⁾.

Los estudios comentados comparan REACT con técnicas de CE-MRA no con secuencias similares de NCE-MRA. La secuencia 3D Whole Heart (3D WH) basada en b-SSFP con sincronización respiratoria y cardiaca es el estándar de secuencia sin contraste para pacientes con CC. Erdem y colaboradores ⁽⁴¹⁾ realizaron un estudio prospectivo comparando 3D Whole Heart y REACT en 30 pacientes (rango de 5 meses a 70 años) con CC. Ambas secuencias obtuvieron imágenes de alta calidad diagnóstica con gran concordancia en las medidas de los vasos. La secuencia 3D WH b-SSFP se mostró superior en la visualización de las estructuras intracardiacas y las arterias coronarias mientras que la secuencia REACT fue superior en los vasos extracardíacos, venas y arterias pulmonares, aorta ascendente y venas cavas.

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Conclusión

La secuencia REACT modificada con sincronización respiratoria y cardiaca es una opción factible que aporta imágenes de alta calidad diagnóstica en diferentes escenarios entre ellos pacientes con cardiopatías complejas sin necesidad de administrar gadolinio. Los avances técnicos que permitan reducir el tiempo de adquisición ayudaran a expandir su uso clínico.

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