La evaluación del paciente con dolor torácico constituye uno de los retos importantes en la atención de dichos pacientes en la práctica clínica. Por un lado, el volumen de pacientes que acuden tanto a Urgencias como a las Unidades de Atención Primaria o Especializada por este síntoma constituye una carga muy importante para el Sistema de Salud.
En este contexto, poder descartar una patología coronaria por sus implicaciones a corto y largo plazo es una de las preocupaciones del estamento médico en general.
Existen múltiples pruebas para la detección precoz de la patología coronaria como son: prueba de esfuerzo convencional, ecocardiograma de stress tanto física como farmacológica, gammagrafía de perfusión tanto física como farmacológica, Resonancia Nuclear Magnética.
Todas estas pruebas adolecen de una sensibilidad y especificidad que no es del todo precisa en muchas ocasiones, para descartar o corroborar al 100% una patología coronaria.
La aparición de la Angiografía Tomografía Coronaria (Angio-TC) ha supuesto un avance importante, en desarrollo creciente a medida que se aplican nuevas metodologías y algoritmos matemáticos. Entre ellos, el estudio de perfusión miocárdica de stress utilizando el análisis matemático fractal ha sido una de las últimas innovaciones que podría revolucionar el manejo de estos pacientes.
Revista original
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Lo mejor de la literatura en Cardio TC
Juan Carlos Ibáñez de Maeztu Añón
Bilbao, España.
Antecedentes
Revisión del problema clínico
El diagnóstico precoz y con fiabilidad elevada del dolor torácico de origen coronario, ha sido desde hace tiempo uno de los mayores retos de la cardiología.
La coronariografía constituye la prueba diagnóstica definitiva, si bien, no deja de ser una prueba que requiere de una infraestructura y personal muy especializado, sin olvidar que es una técnica invasiva que tiene potenciales riesgos.
Las guías de práctica clínica de la Sociedad Europea de Cardiología inciden en la valoración clínica pretest, que indicaría una probabilidad(1). Tabla 1.
Tabla 1.
En función de la probabilidad pretest, estaría indicada la realización de las llamadas pruebas de detección de isquemia.
Entre ellas podemos destacar de manera tradicional: la ergometría, la ecocardiografía de esfuerzo, la ecocardiografía de estrés con Dobutamina, la ecocardiografía de estrés con vasodilatadores.
Estas pruebas adolecen de una serie de limitaciones importantes. La sensibilidad y especificidad de esta prueba son bajas en relación con la detección de isquemia miocárdica, con una sensibilidad del 45-50% y especificidad de 85-90%. En el caso de la ecocardiografía de esfuerzo, la sensibilidad aumenta al 80-85% y la especificidad entre 80-88%. En la ecocardiografía con Dobutamina la sensibilidad es del 79-83% con especificidad de 82-86%. Si el ecocardiograma de estrés se realiza con vasodilatadores, la sensibilidad es del 72-79% y especificidad del 92-95%.
Existen pruebas posteriores que han mejorado la sensibilidad y especificidad, si bien estas últimas requieren de unas condiciones adecuadas del paciente y la disponibilidad es mucho menor. Hablamos de las pruebas basadas en isótopos (SPECT) tanto con esfuerzo físico como con vasodilatadores; la resonancia magnética nuclear y la angiografía por Tomografía Computarizada Coronaria (angio-TC).
La aparición de la angio-TC y su desarrollo ha permitido obviar muchas de las pruebas invasivas en función de su gran valor predictivo negativo que presenta. Se sabe que la sensibilidad del angio-TC es de 95-99% para detectar enfermedad coronaria con especificidad del 64-83%, con un valor predictivo negativo cercano al 100%
El desarrollo de esta técnica ha permitido ir más allá e incluso poder valorar la composición de las placas, la perfusión miocárdica y con ello poder llevar a cabo una detección precoz del riesgo coronario y la posibilidad de intervención.
La aplicación de algoritmos matemáticos y el desarrollo de técnicas de visualización avanzada, ha permitido mejorar la evaluación de la morfología y función cardíaca.
Entre las indicaciones comprobadas de la angio-TC se incluyen(1):
- Evaluación del dolor torácico.
- La evaluación morfológica de las arterias coronarias en caso de sospecha de anomalías congénitas y antes de intervención quirúrgica.
- Evaluación de by-pass coronario.
- Evaluación de cardiopatías congénitas
Se están desarrollando, no obstante, de manera progresiva, nuevas indicaciones como alternativa a otras pre-existentes que se han utilizado de manera tradicional, como por nombrar un ejemplo:
- Complemento previo a la realización de angioplastia coronaria.
- Examen previo a la colocación de válvulas percutáneas.
- Examen previo a la colocación de mitraclips.
- Valoración de venas pulmonares previa a ablación de las mismas, etc...
Angio-TC en la clasificación precoz de los pacientes con dolor torácico agudo
La clasificación precoz de los pacientes que acuden al servicio de urgencias por un dolor torácico agudo continúa siendo difícil a pesar de la aplicación de diversas estrategias diagnósticas.
Aunque en general se pueden clasificar rápidamente a los pacientes con síndrome coronario agudo con alteraciones significativas en el ECG o con probabilidad elevada de eventos coronarios, así como los que tienen una probabilidad muy baja de isquemia coronaria, los que presentan un riesgo bajo o intermedio de isquemia coronaria plantean un verdadero dilema diagnóstico.
La angio-TC ha sido adoptada rápidamente para la evaluación de la enfermedad coronaria (EAC) en los pacientes con dolor torácico agudo. El rendimiento diagnóstico depende de la prevalencia, la probabilidad baja o intermedia, así como en pacientes sin EAC conocida. Presenta cifras de sensibilidad, especificidad, valor predictivo positivo y valor predictivo negativo respectivamente de: 95, 83, 64 y 99% respectivamente.
El alto valor predictivo negativo y la rapidez del angio-TC han hecho de esta técnica sea muy atractiva en la clasificación inicial rápida en pacientes en las condiciones comentadas(2).
Además, permite descartar otras patologías relacionadas con dolor agudo torácico como tromboembolismo pulmonar, disección de aorta, taponamiento cardíaco…
Las limitaciones vienen derivadas de las características técnicas que son necesarias para conseguir una imagen aceptable sin artefactos, como son:
- la sincronización con el electrocardiograma (ECG),
- La necesidad de tener frecuencia cardíaca baja que obliga en algún caso a la administración de betabloqueantes u otros fármacos que disminuyen la frecuencia cardíaca, que en ocasiones pueden estar contraindicados.
- La necesidad de utilizar contraste yodado que en ocasiones puede provocar reacciones de hipersensibilidad o que pueda estar contraindicado en disminución importante de la función renal.
- Además, puede existir limitación en relación con calcificaciones extensas que dificultan valorar la luz coronaria, como en ancianos o con scores de calcio muy elevados (> 1000 unidades Agaston).
- La presencia de stents coronario, así como los pacientes obesos también pueden presentar problemas en la interpretación de imágenes.
- No debemos obviar que es una prueba basada en radiación ionizante.
Con el desarrollo de nuevos equipos, se está mejorando estas limitaciones por lo que es posible que en el futuro sea imprescindible en la valoración del dolor torácico en urgencias.
Angio-TC en la valoración de angina de pecho o en el síndrome coronario crónico
La angina de pecho puede surgir de una enfermedad coronaria obstructiva (EAC) o en ausencia de EAC significativa (isquemia con arterias coronarias no obstruidas, INOCA).
Las estrategias terapéuticas para los pacientes con angina y EAC obstructiva se centran en reducir los eventos cardiovasculares y aliviar los síntomas, mientras que en INOCA el enfoque se desplaza hacia el manejo de las alteraciones funcionales de la circulación coronaria.
En la EAC obstructiva, la revascularización coronaria podría mejorar el estado de angina, aunque un porcentaje significativo de pacientes presenta persistencia/recurrencia de la angina, lo que sugiere la presencia de mecanismos funcionales junto con la EAC epicárdica.
En los pacientes con INOCA, realizar un diagnóstico preciso del tipo es crucial para permitir una terapia personalizada dirigida al mecanismo patogénico específico(5).
La guía de práctica clínica de la Sociedad Europea de Cardiología del 2024 realiza estas recomendaciones clase I para la evaluación de los síndromes coronarios crónicos:
- En pacientes con sospecha de enfermedad coronaria y probabilidad pre-test baja o moderada (> 5%-50%), el angio-TC se recomienda para descartar enfermedad coronaria obstructiva y estimar el riesgo de evento cardiovascular adverso (MACE) (IA).
- Para descartar enfermedad arterial coronaria obstructiva en pacientes con probabilidad pre-test baja o moderada (> 5%-50%) el Angio-TC se recomienda como primera prueba diagnóstica (IB).
- Se recomienda realzar Angio-TC en pacientes con probabilidad pretest baja o moderada (>5%-50%) cuando las pruebas de imagen funcionales no son diagnósticas (IB).
- Se recomienda el uso de pruebas de imagen funcional no invasivas para la detección de isquemia miocárdica cuando la Angio-TC haya mostrado EC de importancia funcional indeterminada o cuando no sea diagnóstica (IB).
- Se recomienda la angiografía invasiva como prueba alternativa para diagnosticar EAC en pacientes con una probabilidad clínica alta y síntomas graves y refractarios a tratamiento médico o angina típica a niveles bajos de esfuerzo y una evaluación clínica que indique alto riesgo de eventos (IB).
- La evaluación invasiva funcional debe estar disponible para evaluar la estenosis antes de la revascularización, excepto en casos de estenosis de grado muy alto (estenosis>90% del diámetro) (IB).
Angio-TC en la valoración de enfermedad coronaria obstructiva
La enfermedad arteriosclerosa coronaria se considera una enfermedad multifactorial y progresiva.
Los procesos iniciales comienzan con la aparición de la disfunción endotelial que puede deberse a múltiples factores: hipertensión arterial, obesidad, diabetes mellitus, dislipemia,…
Esto favorece la oxidación de ciertas fracciones lipídicas y la interiorización de los lípidos a través de la íntima. Esto favorece la aparición de procesos inflamatorios que tienden a la progresión de las lesiones mediante la formación de la placa de ateroma. Posteriormente aparecen los fenómenos de neovascularización que pueden contribuir a la rotura de la placa con la conclusión de un síndrome coronario agudo o bien a la fibrosis y calcificación de dicha placa provocando fenómenos obstructivos a dicho nivel. (Figura 1 y 2).
Figura 1.
Figura 2.
El angio-TC tiene la capacidad de evaluar tanto las placas de riesgo como las placas calcificadas, y así poder determinar el riesgo de eventos agudos y la posibilidad de realizar un tratamiento preventivo, bien mediante la realización de coronariografía invasiva y revascularización coronaria o bien mediante la administración de fármacos que impidan la progresión de la placa(6).
Metodología de la realización de la angio-TC
La angio-TC al igual que la coronariografía invasiva utiliza una fuente de rayos X opuesto a una corona de detectores. El haz de rayos emitidos se atenúa y absorbe de acuerdo con las densidades del tejido del paciente. La energía captada por los detectores es reconstruida para obtener una imagen.
Al realizar una imagen tomográfica de las estructuras cardíacas y de las arterias coronarias hay que tener en cuenta que son estructuras de reducido calibre y en constante movimiento de forma independiente entre sí, en los 3 ejes del espacio.
Por eso, es deseable realizar la prueba con sincronización cardíaca para compensar los movimientos cardíacos y en apnea para compensar los movimientos respiratorios.
Se pueden realizar adquisiciones durante todo el ciclo cardíaco o durante una fase del ciclo seleccionada previamente. Las adquisiciones durante todo el ciclo, llamadas retrospectivas, permite reconstruir todas las fases y realizar una valoración funcional (volúmenes, fracción de eyección, movimiento de las válvulas...). Requiere mayor dosis de radiación que se puede compensar con modulación de dosis.
Para la valoración de las arterias coronarias la adquisición en una fase del ciclo (prospectiva) permite menor dosis de radiación.
En ambas situaciones es preciso la administración de contraste yodado mediante bomba infusora para poder visualizar correctamente el árbol coronario y la perfusión miocárdica.
Aplicación al intervencionismo coronario
Se debe tener en cuenta que las lesiones que se tienen en cuenta a la hora de ser revascularizadas son aquellas que ocupan >70% del diámetro luminal en las arterias epicárdicas, o >50% en el tronco coronario izquierdo.
la angiografía coronaria invasiva (ICA) constituye la terapéutica más frecuentemente utilizada por su alta efectividad, sin embargo, no está exenta de complicaciones, por lo que su indicación debe ser aplicada con criterio a lesiones hemodinámicamente significativas. Es decir, como hemos comentado con una estenosis del 70% o más. En las lesiones de menos del 50% se recomienda realizar tratamiento farmacológico y seguimiento. Sin embargo, en las lesiones entre 50 al 70% de estenosis luminal e incluso en algunas que podríamos llamarlas como significativas, no sabemos si la revascularización mejoraría la clínica o la función hemodinámica miocárdica del paciente.
Para ello, en estos casos, se aconseja realizar pruebas dinámicas y funcionales que nos puedan indicar el beneficio o no de la revascularización frente al tratamiento farmacológico.
Frente a la imposibilidad de poder realizar una evaluación dinámica y funcional en las lesiones intermedias con la utilización del método angiográfico tradicional, se ha desarrollado el concepto de reserva fraccional de flujo (FFR) que busca objetivar en la mesa de hemodinámica una reducción significativa de la FFR en lesiones severas / moderadas; lo cual ha demostrado disminuir los eventos de infarto y revascularización de urgencia comparado con el método convencional de comparación visual.
En condiciones normales los vasos coronarios, debido a mecanismos autorregulatorios pueden aceptar grandes variaciones del flujo sin que esto genere una caída significativa de la presión, manteniendo de esta manera una adecuada perfusión del músculo cardíaco.
La reducción de la luz de un vaso genera caída de la presión distal a la misma. Dicho en otras palabras, el descenso de la presión y la resistencia causados por una estenosis aumentan exponencialmente al disminuir la sección transversal mínima de la lesión y, como la perfusión miocárdica depende en última instancia de la presión coronaria distal a la estenosis, debe colocarse la relación presión/flujo en el contexto de la autorregulación coronaria. (6)
Teniendo en cuenta, entonces, que las estenosis generan caída de la presión distal, pero que por mecanismos autorregulatorios la perfusión miocárdica se conserva, no toda estenosis generará compromiso en la perfusión con una relación lineal.
Clásicamente se mencionó que estenosis menores al 50% no comprometen la perfusión miocárdica, mientras que las que son mayores del 70% reducen la misma en condiciones de vasodilatación máxima, y que cuando superan el 90% la reserva de flujo se encuentra agotada en reposo, definiéndose como una estenosis crítica.
En condiciones normales, el miocito extrae casi el 100% del oxígeno que le es aportado a través del flujo sanguíneo coronario. Ante eventos de mayor demanda y frente a diferencia de presiones, mediante el mecanismo de autorregulación, el lecho arteriolar coronario es capaz de mantener constante el flujo sanguíneo, que en reposo es de 0,7-1 ml/min/gramo, gracias a la capacidad de dilatar los vasos de resistencia hasta cinco veces su valor basal; a esta capacidad la denominamos Reserva Coronaria.
Por lo cual, si se pudiera medir el flujo coronario en máxima hiperemia en el tercio proximal, medio o distal de una arteria coronaria epicárdica sin lesiones, constataríamos que siempre obtenemos el mismo valor; porque la capacidad para aumentarlo o disminuirlo depende de los vasos arteriolares de resistencia y no de las arterias epicárdicas (vasos de conductancia).
En el caso de una estenosis coronaria significativa, el aporte no será suficiente ante la máxima vasodilatación, perdiéndose el mecanismo de adaptación. Por lo cual, al atravesar una estenosis se produce una pérdida de presión que se manifiesta como un gradiente; y esto depende de la longitud y magnitud o grado de severidad de dicha lesión.
Sin embargo, no son los únicos predictores que influyen en la significancia de una lesión. La cantidad de miocardio afectado y la presencia o ausencia de circulación colateral tienen un rol fundamental. Por tal motivo, la evaluación de todos los elementos previamente mencionados y no solo del porcentaje de estenosis mediante luminografía son fundamentales para comprender la repercusión fisiopatológica de una lesión.
En hemodinámica se utilizan índices de fisiología coronaria que son una serie de métodos mediante los cuales se puede evaluar la repercusión hemodinámica de una lesión. El método inicialmente validado mediante estudios clínicos randomizados fue la Reserva Fraccional de Flujo (FFR) mediante microcatéteres.
Se trata de un método que se basa en la medición de las presiones coronarias durante hiperemia máxima la cual se alcanza mediante la infusión de un vasodilatador (adenosina, papaverina, regadenosón) y la medición mediante un catéter de presurometría de los valores alcanzados en el origen de la arteria coronaria en cuestión y en un punto distal a una estenosis.
El punto de corte utilizado para considerar que una lesión es hemodinámicamente significativa es 0.8. Valores mayores son normales, valores menores son patológicos y se asume que la lesión genera isquemia.
En el estudio FAME en enfermedad coronaria estable y enfermedad multivaso: basada en lesiones angiográficas >50% o basada en FFR <0.8. El punto final primario compuesto de muerte, infarto de miocardio y revascularización se vio significativamente disminuido en el grupo guiado por FFR (13.2 contra 18.3%, p=0.02). Estos resultados se mantuvieron a 5 años, demostrándose así la seguridad y superioridad de la revascularización basada en un criterio funcional sobre lo anatómico(7,8). Figura 3
Figura 3.
Conforme a los avances tecnológicos, en 2011 se desarrolló una nueva técnica que no requiere la utilización de vasodilatadores, que es la relación de la presión instantánea en el periodo libre de ondas (iFR).
La angio-TC permite hacer una valoración anatómica detallada del árbol coronario, su origen, trayecto, detectar la presencia de lesiones ateroscleróticas, cuantificar los segmentos afectados y determinar la gravedad de la estenosis y la carga aterosclerótica. Permite una mejor guía al hemodinamista para el intervencionismo percutáneo, permitiendo seleccionar el material a utilizar, reducir el tiempo y la valoración de zonas con más dificultad como las bifurcaciones.
Los avances tecnológicos y la inclusión de nuevas técnicas, como la perfusión de estrés con angio-TC y el análisis de la reserva fraccional de flujo con angio-TC han permitido aumentar la especificidad hasta un 85-87%, con un mayor valor predictivo positivo y permitiendo evaluar de manera precisa a pacientes de riesgo intermedio-alto.
Se considera técnica de primera línea en los pacientes sintomáticos de riesgo bajo-intermedio para descartar la presencia de enfermedad coronaria obstructiva.
En los pacientes con oclusión coronaria total crónica, el análisis previo mediante angio-TC permite estimar la probabilidad de éxito de revascularización coronaria percutánea, mediante escalas pronósticas que incluyen: extensión de calcificación, tortuosidad vascular, morfología de la oclusión, la presencia de múltiples oclusiones y la longitud de estas.
En este contexto, la evaluación de la reserva de flujo fraccional mediante angiografía coronaria por tomografía (FFR-CT) se plantea como una técnica novedosa, y con resultados comparables con la FFR convencional por angiografía coronaria.
Permite evitar la realización de intervencionismo en muchos casos. (figura 4)
Figura 4.
La FFR-CT consigue la información hemodinámica de las lesiones a partir de un modelado 3D del árbol coronario sobre el que se infiere las condiciones de flujo a partir de la aplicación de ecuaciones de dinámica de fluidos. Una FFR-CT < 0.8 se correlaciona con las mediciones angiográficas.
Durante la última década, se ha introducido una nueva técnica: la tomografía computarizada de perfusión dinámica de stress (Dinamic-CTP). Permite valorar la perfusión miocárdica mediante la medición del flujo sanguíneo. Se administra un vasodilatador tipo Adenosina o Regadenosón para inducir vasodilatación máxima. Se realiza adquisición miocárdica minutos tras la infusión. Permite valorar déficits de perfusión, incluso subendocárdicos permitiendo una mejor valoración de la isquemia del miocardio. (Figura 5).
Figura 5.
Ofrece un aumento de la especificidad hasta el 89% frente al 72% sin esta prueba.
Angio-TC en la valoración de enfermedad coronaria no obstructiva (INOCA)
La enfermedad coronaria no obstructiva (INOCA) es definida como la presencia clínicamente evidente de isquemia miocárdica sin estenosis significativa en las arterias coronarias epicárdicas. Previamente, muchos pacientes con INOCA se diagnosticaban como dolor no cardíaco en la práctica clínica. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que esta entidad no es benigna y puede causar angina recurrente, disminuir la calidad de vida, e incluso eventos cardíacos adversos. Incluso se ha relacionado con la miocardiopatía dilatada no isquémica y la insuficiencia cardíaca con función preservada (ICFp).
La resolución espacial de la angiografía coronaria es de aproximadamente 300 microm. Por lo que no es adecuada para visualizar la microcirculación coronaria que comprende las arterias de pequeño calibre, arteriolas y capilares. Se ha demostrado que la microcirculación juega un papel crucial en la regulación fisiológica de la perfusión cardíaca. En circunstancias de aumento de la demanda miocárdica de oxígeno, la microcirculación puede rápidamente aumentar el flujo sanguíneo a través de la modulación de la resistencia vascular. (figura 6 y 7).
Figura 6.
Figura 7.
Existen varios factores como la inflamación y la disfunción endotelial que pueden llevar a alteraciones funcionales y morfológicas de la microcirculación. De esta manera, el resultado patológico consiste en una disminución de la capacidad de adaptar el flujo sanguíneo miocárdico a las variaciones de las demandas de oxígeno y de esta manera a disminución de la perfusión e isquemia.
En la clínica, INOCA se ha relacionado con la patogénesis y progresión de múltiples estados patológicos incluyendo: angina microvascular, síndrome de Tako-Tsubo, cardiomiopatía hipertrófica y fallo cardíaco, especialmente en ICFp.
Se ha reportado una prevalencia de INOCA del 40-70% en el caso de angina microvascular y del 75% en HFpEF. Además, se asocia a eventos cardiovasculares mayores adversos (MACEs) que incluye mortalidad, insuficiencia cardíaca, arritmia e infarto miocárdico no fatal(10).
La disfunción endotelial se considera un factor patógeno importante para la EAC. Las células endoteliales normales pueden secretar sustancias vasodilatadoras, como el óxido nítrico, para modular el flujo sanguíneo. La disminución de la producción o de su biodisponibilidad causada por la alteración de las células endoteliales causan una disminución de la vasodilatación. Las células endoteliales dañadas, además pueden secretar sustancias vasoconstrictoras como: endotelina, tromboxano A2, prostaglandina H2 y superóxido. Todo ello puede conllevar a remodelado microvascular causando incompetencia angiogénica y aumento de los depósitos de colágeno, con el consiguiente trastorno morfológico y funcional de la microcirculación, incrementando el riesgo de isquemia.
Se han propuesto 2 modalidades de INOCA: a) estructural INOCA b) funcional INOCA.
La INOCA estructural se caracteriza por el estrechamiento endoluminal de los microvasos, fibrosis perivascular y rarefacción capilar. Es la modalidad que predomina en la miocardiopatía hipertrófica y en la insuficiencia cardíaca.
La INOCA funcional se caracteriza por una atenuada reserva vasodilatadora que puede ser debido a disfunción endotelial, disfunción de las células del músculo liso y disfunción simpática(10).
La combinación de angio-TC junto a Dinamic-CTP presenta una precisión diagnóstica para la valoración de angina microvascular comparable a la RNM, PET y SPECT(11,12 y 13). (Figura 8 y 9).
Figura 8.
Figura 9.
Principios de la aplicación geométrica fractal en las arterias coronarias
La geometría euclidiana tiene como objeto de estudio los objetos conformados por rectas y curvas suaves, es decir los objetos regulares. En contraposición, la geometría fractal mide objetos irregulares, tales como las arterias coronarias. Esta geometría nace de la imposibilidad de medir estos objetos con medidas euclidianas.
La geometría fractal es, por tanto, una teoría matemática capaz de medir la irregularidad de objetos naturales(14).
La ramificación coronaria es un objeto fractal que se estudia por medio de la angiografía coronaria, en donde se diagnostica la enfermedad arterial oclusiva a partir de la medición de un segmento arterial, sin medir el impacto de la obstrucción en la totalidad de la ramificación coronaria.
La capacidad de la angiografía coronaria para cuantificar el grado de obstrucción a cualquier nivel de la circulación coronaria es limitada ya que ésta consiste en evaluar la estenosis por comparación con un segmento adyacente de referencia que se presume libre de enfermedad; además, sólo permite una evaluación parcial de la lesión sin tener en cuenta la integridad de la red arterial(15).
Otra de las limitaciones de la angiografía coronaria es que al evaluarse el grado de estenosis no se tiene en cuenta que el árbol coronario es un objeto irregular y que como tal debe evaluarse mediante el uso de la geometría de este tipo de objetos, es decir, mediante el uso de la geometría fractal; la cuál, posiblemente, proveería una metodología objetiva para evaluar el compromiso de la enfermedad arterial coronaria oclusiva.
En la clínica y en la medicina experimental, la utilización de dimensiones fractales ha facilitado el desarrollo de nuevas metodologías, a partir del establecimiento de mediciones acorde con las formas irregulares del cuerpo humano y animal. Estas nuevas metodologías han logrado diferenciar estados de normalidad-enfermedad tanto a nivel morfológico como fisiológico.
Resumen del trabajo elegido
Antecedentes
El trabajo original elegido, parte de la utilidad del análisis fractal, en la detección de enfermedad coronaria, tanto a nivel de arterias epicárdicas como de la microcirculación, utilizando la técnica de imagen de TAC de perfusión dinámica de stress 4D (4D-CTP) utilizando dicho análisis, en pacientes con cardiopatía isquémica, comparándolo con las técnicas de coronariografía invasiva y análisis de las fracciones de flujo medido mediante microcatéteres(17 y 18).
Un fractal en 4D en TAC coronario es una técnica de visualización avanzada que permite obtener imágenes tridimensionales de alta resolución del corazón y de los vasos sanguíneos coronarios utilizando tomografía computarizada. Esta técnica utiliza algoritmos matemáticos para crear representaciones detalladas y enriquecidas de las estructuras anatómicas del corazón en cuatro dimensiones, lo que permite una mejor evaluación de la morfología y función cardíaca(19 y 20).
La visualización de fractales 4D en TAC coronario puede ser una herramienta útil en medicina para evaluar la anatomía y la función cardíaca con gran detalle. Al permitir una representación tridimensional mejorada de las arterias coronarias y el corazón, se pueden detectar y diagnosticar enfermedades cardíacas con más precisión.
La visualización de fractales 4D en TAC coronario permite obtener una representación detallada de las arterias coronarias y del corazón en tiempo real. Esto puede ayudar a identificar obstrucciones, estrechamientos o anomalías que podrían pasar desapercibidas en otras pruebas de imagen.
Además de mostrar la anatomía, esta técnica también proporciona información sobre la función cardíaca. De esta forma se puede analizar el movimiento de las paredes miocárdicas, así como la contractilidad y la perfusión coronaria.
Esta técnica ayuda a la planificación de procedimientos terapéuticos como la colocación de stents, cirugía cardíaca o la ablación de arritmias.
A pesar de su alta resolución y detalle, la visualización de fractales en 4D en TAC coronario puede realizarse con dosis de radiación y contraste bajos en comparación con técnicas de imagen invasiva. Esto reduce el riesgo para los pacientes y mejora la seguridad del procedimiento.
Metodología del estudio
El estudio AMPLIFIED fue un estudio multicéntrico y prospectivo, que incluía a 174 pacientes con alta sospecha de enfermedad coronaria significativa e indicación de ICA.
A estos pacientes se les realizó, además de la ICA, un estudio 4D-CTP con análisis de geometría fractal a fin de determinar los valores de referencia de la dinámica fractal a fin de diferenciar isquemia macrovascular de la microvascular.
El estudio AMPLIFIED (17) a través del análisis fractal 4D-CTP demostró esta técnica tener un gran potencial para caracterizar la isquemia miocárdica en términos de diferenciar la forma macrovascular de la microvascular que incluía pacientes, en este último supuesto con estenosis leve a moderada (< 25% de estenosis a > 80%).
Las evidencias del estudio sugerían tener una precisión diagnóstica para caracterizar defectos de perfusión comparables a la RNM de perfusión y al PET.
Permitía una escala cuantitativa, gracias al análisis fractal, como marcador de imagen.
El estudio AMPLIFIED presentaba una serie de limitaciones:
- Los pacientes tenían una probabilidad pretest elevada de estenosis coronaria con indicación clínica de ICD.
- No se realizó un estudio cruzado con una modalidad de imagen independiente.
- Debido a la utilización de Nitroglicerina sublingual y Betabloqueantes, no permitía diferenciar la modalidad INOCA de predominio fisiopatológico de espasmo.
- No se incluyeron controles sanos, por lo que no se pudo cotejar el análisis fractal con isquemia miocárdica subclínica.
En relación con estas limitaciones, se eligió una cohorte de 30 pacientes del estudio AMPLIFIED.
En estos pacientes se definieron patrones de referencia de isquemia para establecer valores de referencia de la dimensión fractal (FD).
La cohorte consistió en 30 pacientes:
- 10 pacientes con isquemia microvascular.
- 10 pacientes con isquemia macrovascular
- 10 pacientes con perfusión normal.
Los patrones de referencia estándar se basaban en la comparación del cateterismo con cuantificación de estenosis coronaria, junto con medición invasiva de la reserva de flujo fraccional. En estos, se realizó de manera conjunta con la medición de los defectos de perfusión mediante 4D-CTP. Cada defecto de perfusión mediante la técnica 4D-CTP se correlacionó con la angiografía invasiva.
Definición de los grupos
- Isquemia macrovascular: estenosis de 90% o más de diámetro por angiografía o más del 50% o más de diámetro con reserva de flujo coronario positivo (< 0.8) junto a defectos de perfusión del flujo miocárdico en 4D-CTP.
- Isquemia microvascular: estenosis de < 25% del diámetro por angiografía junto a defectos de perfusión en el examen 4D-CTP.
- No isquemia o controles normales: ningún signo de estenosis por angiografía sin signos de defectos de perfusión por 4D-CTP.
Se excluyeron los pacientes con estenosis 25-49% para evitar potenciales solapamientos en la fisiopatología.
Comparación del análisis fractal con el flujo sanguíneo miocárdico
Para detectar EAC se compararon los análisis fractales del flujo sanguíneo mediante angio-TC (4D-CTP) con la angiografía invasiva con análisis de fracción fraccional de flujo (FFR) para determinar las estenosis hemodinámicamente relevantes. Se utilizó el análisis del modelo de 17 segmentos. Se extrajeron los datos retrospectivos de los 3 grupos previos para diferenciar estados de perfusión normal y anormal.
Para mejorar la validez del estudio, se realizó también la comparación mediante RNM con secuencias dinámicas de perfusión mediante realce de contraste.
Protocolo de imagen
Los procedimientos de imagen incluyeron:
- 4D-CTP.
- Angio-CT.
- TAC de perfusión dinámica.
- Angiografía coronaria con medición de FFR.
- Resonancia Magnética Cardíaca con secuencias dinámicas de perfusión.
Procesamiento de las imágenes, estimación de la perfusión, análisis fractal y análisis estadístico
El análisis fractal en la angio-TAC se realiza mediante varios pasos clave:
- Adquisición de imágenes. Se obtiene una serie de imágenes detalladas del corazón y las arterias coronarias utilizando el TAC.
- Preprocesamiento de imágenes. Las imágenes obtenidas se procesan para mejorar la calidad y resaltar las estructuras relevantes. Esto puede incluir la eliminación de ruido y mejora del contraste.
- Segmentación. Se identifican y separan las arterias coronarias del resto de las estructuras en las imágenes. Esto se puede realizar bien manualmente o mediante algoritmos automáticos.
- Aplicación del Análisis Fractal. Se aplica el análisis fractal a las arterias segmentadas. Este análisis evalúa la complejidad y la estructura de las arterias utilizando conceptos matemáticos de la geometría fractal. Se calculan parámetros como la dimensión fractal, que cuantifica la irregularidad y la complejidad de las arterias.
- Interpretación de resultados. Los resultados del análisis fractal se interpretan para identificar patrones que puedan estar asociados con enfermedades cardíacas. Así, una mayor complejidad fractal puede estar relacionada con una mayor probabilidad de enfermedad arterial coronaria.
- Informe clínico. Los resultados se integran en un informe clínico que puede ser utilizado por los cardiólogos para tomar decisiones sobre el tratamiento y manejo del paciente.
El procesamiento de imágenes se realizó en varias fases a fin de adecuar a la variabilidad de las señales en relación con la perfusión del contraste a lo largo del tiempo.
Se realizó segmentación del miocardio según los estándares de las Sociedades Científicas.
Los mapas de perfusión local se realizaron tras infusión de Adenosina, midiendo la máxima vasodilatación en el 4D-CTP.
El análisis fractal se realizó a través de algoritmos matemáticos que tienen en cuenta la dimensión espacial y temporal. En relación con escalas y curvas matemáticas convirtiendo en un parámetro numérico.
El estudio estadístico se realizó mediante test de Kruskal-Wallis y U de Mann-Whitney.
La perfusión miocárdica se correlacionó los grupos fisiopatológicos con los parámetros fractales (FD).
Resultados
Tras el procesamiento de las imágenes y el análisis de los diferentes segmentos, se apreció que:
- En el grupo sin isquemia la complejidad de la perfusión era alta y por tanto el parámetro de FD también era alto con valor medio de 4.49 (rango interquartil entre 4.46-4.53).
- En isquemia microvascular los valores de FD eran más bajos con valor medio de FD de 4.37 (rangos 4.36-4.37).
- En isquemia macrovascular los valores de FD medios eran de 4.26 (rangos 4.24-4.27).
- Los umbrales para determinar una perfusión normal de isquemia fueron de 4.41.
- Los umbrales para diferenciar isquemia micro de macrovascular fueron de 4.31.
El estudio demostró una diferencia significativa al correlacionar los parámetros de perfusión miocárdica con los FD en los 3 grupos.
En el grupo de pacientes con isquemia macrovascular la asociación de 4D-CTP con el análisis fractal mostró una sensibilidad del 100% y una especificidad del 95%.
En el grupo de isquemia microvascular la adición del análisis fractal al 4D-CTP mostró una sensibilidad del 100% y una especificidad del 92%.
Discusión
El estudio introduce la utilización del algoritmo matemático relacionado con la geometría fractal para adaptarlo a las imágenes obtenidas en 4D-CTP para evaluar la validez en la valoración de la isquemia miocárdica macrovascular y microvascular, comparándolo con otras técnicas estándar utilizadas. Con ello se obtiene un marcador numérico biométrico, muy útil para diferenciar mediante distintos umbrales, patrones de flujo coronario normal de las alteraciones isquémicas microvasculares y macrovasculares.
En la clínica práctica, a veces es difícil valorar la repercusión funcional de la isquemia miocárdica. Mientras que la valoración de lesiones cortas en arterias epicardicas es fácil a través de estos métodos, no resulta tan fácil cuando las lesiones son difusas e intermedias. A veces incluso es difícil valorar si la isquemia es debido a lesiones macro o microvasculares. Se han utilizado métodos diagnósticos como: RNM, PET, SPECT, angio-TC.
El análisis fractal de perfusión presenta un potencial para diferenciar estas situaciones y poder realizar un tratamiento más personalizado, bien intervencionista o farmacológico.
Provee de análisis adicional a la patofisiología de la isquemia permitiendo caracterizar múltiples patrones de perfusión y mejorar la caracterización de la isquemia miocárdica.
El análisis fractal de las imágenes de perfusión miocárdica por TC mediante estrés dinámico, aumenta la sensibilidad y especificidad del 4D-angio-TC.
Permite la evaluación predictiva de eventos coronarios ya que una mayor complejidad fractal puede indicar un mayor riesgo.
El análisis fractal puede ser utilizado para monitorear la efectividad del tratamiento como la angioplastia o la colocación de stents. Cambios en la dimensión fractal puede proporcionar información sobre la mejora en la función arterial.
Además de las grandes arterias, el análisis fractal también puede aplicarse, a los vasos sanguíneos más pequeños, ayudando a la detección de enfermedades microvasculares que pueden no ser detectadas por otros métodos.
Más allá de las arterias, el análisis fractal también puede aplicarse a la estructura del músculo cardíaco y a la dinámica del flujo sanguíneo. Con ello, se consigue una visión más amplia del sistema cardiovascular.
En algunos casos, como en enfermedad epicárdica obstructiva leve, es difícil evaluar la repercusión fisiológica, incluso con múltiples pruebas diagnósticas. Sin embargo, el análisis fractal ha demostrado potencial para identificar isquemia a través de escala de medición, permitiendo una mejor caracterización de las lesiones responsables de la isquemia miocárdica y de esta manera poder decidir la conveniencia o no de un ulterior intervencionismo coronario.
En el ámbito de la investigación, el análisis fractal se utiliza para estudiar la progresión de enfermedades cardíacas, permitiendo desarrollar nuevas técnicas de diagnóstico y tratamiento.
No hay que olvidar las limitaciones del estudio ya que, aunque es un grupo muy seleccionado, no deja de ser un número pequeño. Además, no permite sacar conclusiones evolutivas prospectivas al no incluir los pacientes que vemos en la práctica clínica habitual.
En el futuro, se verá el potencial al emplear la técnica en mayores grupos poblacionales, teniendo en cuenta otros factores como edad, sexo, ...
Conclusión
El análisis fractal utilizando AngioTAC coronario dinámico de estrés miocárdico 4D, es una herramienta avanzada y prometedora en medicina cardiovascular que aumenta la sensibilidad y especificidad del 4D-angio-TC y añade un marcador cuantitativo biométrico en la valoración de isquemia miocárdica.
Abreviaturas
- Angio-TC: Angiografía por Tomografía Cardiaca Coronaria.
- 4D-CTP: AngioTAC coronario dinámico de estrés miocárdico 4D..
- CMD: Enfermedad coronaria microvascular.
- Dinamic-CTP: Tomografía de Perfusión Dinámica Computarizada de Estrés.
- EAC: Enfermedad arterial coronaria
- ECG: Electrocardiograma.
- FD: Parámetros fractales.
- FFR: Reserva de flujo fraccional.
- FFR-CT: Reserva de flujo fraccional mediante angiografía coronaria por tomografía.
- HFpEF: Insuficiencia cardíaca con función preservada.
- ICA: Angiografía coronaria invasiva.
- iFR: Relación de la presión instantánea en el periodo libre de ondas.
- INOCA: isquemia cardíaca sin obstrucción coronaria.
- MACE: Evento cardiovascular mayor adverso.
- PET: Tomografía por emisión de positrones.
- RNM: Resonancia Magnética Nuclear.
- SPECT: Tomografía computarizada por emisión de fotón único.
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