Abstract

Arq Bras Cardiol

abc

Arquivos Brasileiros de Cardiologia

Arq. Bras. Cardiol.

0066-782X 1678-4170

Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC

6Qwjfm346ycGThDXdmPKSFp

S0066-782X2017000500458

10.5935/abc.20170056

Review Article

Myocardial Viability on Cardiac Magnetic Resonance

Souto

Ana Luiza Mansur

1 Souto

Rafael Mansur

2 Teixeira

Isabella Cristina Resende

3 Nacif

Marcelo Souto

1 2 3

1 Universidade Federal Fluminense

Niterói

Brazil Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ - Brazil Universidade Federal Fluminense 2 Complexo Hospitalar de Niterói Centro de Imagem

Niterói

Brazil Centro de Imagem Complexo Hospitalar de Niterói, Niterói, RJ - Brazil 3 Rede D´Or - São Luiz Hospital Vivalle Unidade de Radiologia Clínica

São José dos Campo

Brazil Unidade de Radiologia Clínica - Hospital Vivalle - Rede D´Or - São Luiz, São José dos Campo, SP - Brazil Rede D'Or São Luiz

Mailing address: Marcelo Souto Nacif, Av. Sâo João 2400 apto 232B. Postal Code 12242-000, Jd das Colinas, São José dos Campos, SP - Brazil. E-mail: msnacif@yahoo.com.br, msnacif@gmail.com

Author contributions

Conception and design of the research and Obtaining funding: Nacif MS; Acquisition of data: Souto ALM, Nacif MS; Writing of the manuscript: Souto ALM, Souto RM, Nacif MS; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Souto ALM, Souto RM, Teixeira ICR, Nacif MS.

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

05 2017

108 5 458 469 30 03 2016 10 10 2016 10 10 2016

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

The study of myocardial viability is of great importance in the orientation and management of patients requiring myocardial revascularization or angioplasty. The technique of delayed enhancement (DE) is accurate and has transformed the study of viability into an easy test, not only for the detection of fibrosis but also as a binary test detecting what is viable or not. On DE, fibrosis equal to or greater than 50% of the segmental area is considered as non-viable, whereas that below 50% is considered viable. During the same evaluation, cardiac magnetic resonance (CMR) may also use other techniques for functional and perfusion studies to obtain a global evaluation of ischemic heart disease. This study aims to highlight the current concepts and broadly emphasize the use of CMR as a method that over the last 20 years has become a reference in the detection of infarction and assessment of myocardial viability.

Keywords Myocardial Infarction / metabolism Myocardial Revascularization Tissue Survival Magnetic Resonance Spectroscopy Angioplasty

Introduction

Cardiac magnetic resonance (CMR) has been established as a method to detect myocardial infarction. Using a quick protocol, we are able to obtain information on anatomy, function, tissue characterization, perfusion, and viability, with excellent spatial resolution and image quality. CMR uses different techniques to assess viability, and the technique of delayed enhancement, per se, is currently a reference standard for this purpose.

The precise determination of myocardial muscle with or without viability is of extreme importance in the management of a patient with cardiac dysfunction. Viable muscle has a potential for contractile recovery and, therefore, a patient with ischemic cardiomyopathy and ventricular dysfunction may improve his functional capacity after myocardial revascularization1^,2 and, consequently, have improved survival.3^,4

The identification of infarcted muscle, even in silent (occult) infarction, is important because this tissue can be a substrate for ventricular tachyarrhythmia,5^,6 becoming one of the most important causes of sudden death.

CMR presents a state of continuous development, with new tools added at each year to improve this already powerful technology.

This article aims to highlight the current concepts and, in a general way, emphasize the use of CMR as a method that has become over the past 20 years a reference in the detection of myocardial infarction and assessment of viability.

The pathophysiology of myocardial infarction by CMR

CMR's high resolution has transported the concept of transmural extent of infarction from the established theory of experimental studies into the clinical reality.7 As illustrated (Figure 1), the duration of the myocardial ischemia is the greatest determinant of the transmural extent of infarction. In a canine model, a coronary occlusion shorter than 20 minutes promotes change in regional contractility without permanent injury or myocardial infarction. The infarction itself develops later and always takes place from the subendocardium to the epicardium. The subendocardium is the most metabolically vulnerable region and one that requires a higher level of oxygenation. After 3 - 6 hours of coronary occlusion, the infarction reaches its transmural extent if reperfusion does not occur.7

Figure 1 Ischemia duration is the major determinant of the infarct size and its transmural extent. Modified from Arai et al.<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>

Other factors can modulate the transmurality of an infarction and its size. Most of these factors are associated with an increased demand of oxygen to the myocyte. In patients with hypertension, tachycardia, or high levels of circulating catecholamines, we can observe an accelerating effect in the establishment of the infarction, causing lesions larger than those in patients without these conditions. In situations involving the level of oxygenation to the myocyte such as anemia, hypoxia, or carbon monoxide poisoning, we will more often also have the establishment of sudden and larger infarctions. In the presence of collaterals, the opposite will occur as a protective effect: the presence of collaterals may reduce the size of the infarction. The same happens when subsequent and short attacks occur in a situation known as precondition (ischemic preconditioning).8^,9

Drug treatments (beta-blockers), thrombolysis, and/or adequate reperfusion by angioplasty can modify the relationship between the duration of the coronary occlusion and the final size of the infarction. The current problem is that many studies have demonstrated this in animal models, but have failed to demonstrate the same in clinical studies.

We agree with Arai7 when he questions the final results of these studies since the reduction of the infarction was measured in the animal model as a fraction of the area at risk. The area at risk is a portion of the myocardium that was hypoperfused during coronary occlusion but did not "die" (infarcted). Some studies have attempted to use sestamibi in the emergency room to assess the area at risk,10 but were unable to do so. We consider this outcome as a methodological problem. CMR should be used in this clinical situation, since it does not interfere with the decay of the radiotracer throughout week and time and may, in addition to using the technique of delayed enhancement to quantify the size of the infarction, resort to the T2 technique (edema) in order to assess the area at risk.11

In addition to evidence of the existence of some level of myocardial regeneration after acute myocardial infarction,12 the final setting after an injury induced by hypoxia in the long term is the replacement of the tissue by fibrosis, defined as replacement fibrosis. In this fibrosis, the area of the infarction is replaced by a scar containing collagen, lacking proteins or structures required for a normal segmental contraction. However, the process of regeneration and the infarct size may influence the possibility of the infarction developing changes in the segmental contractility. In other words, a small myocardial infarction (< 25% of the segment area) probably will not lead to changes in myocardial contractility; on the other hand, a large myocardial infarction (> 75% of the segment area) will promote segmental or regional hypokinesia/akinesia. Thus, the detection of the infarct as present or absent is essential but equally important is the infarct size. Therefore, this replacement and the absence of the tissular actin-myosin mechanism promote loss of contraction and diastolic properties,13 which may or may not be macroscopically undetectable by the contractile capacity of neighboring tissues and by the regeneration induced in the segment.

The most important thing is that CMR, with the technique of delayed enhancement, is able to detect myocardial infarction (fibrosis) not detected by clinical evaluation or other methods, such as ECG, echocardiography, and scintiscan.14^,15 This knowledge is a differential, because even very small areas with delayed positive enhancement, such as approximately 1% of the left ventricular mass, have large prognostic implications.15^-17

Myocardial viability

The detection of viable myocardium reflects the presence of living myocytes, and this does not depend on the existence or not of contractile dysfunction or responsiveness of the muscle to external stimuli. Therefore, it is already well established the disconnection between viable myocardium and its pattern of contractility, with several studies demonstrating that the viable muscle could be hypokinetic by chronic cardiomyopathy due to hypoperfusion or acute ischemic cardiomyopathy.18^-20

The study of myocardial viability is recommended for patients with ischemic cardiomyopathy, and the interest is to know whether a possible revascularization procedure will promote improvement in left ventricular systolic function. In this case, the potential for improvement in contractility will depend on two conditions: first, the muscle must be alive (absence of delayed enhancement); second, the muscle must be ischemic, being this the mechanism of dysfunction. Therefore, myocardial viability is said to be present when a hypokinetic or akinetic muscle features areas without necrosis whose coronary supply is known to be reduced. With this, we imagine that a procedure that restores the blood flow is one that removes the infarct from a hibernating state.21

The terms "stunned" and "hibernating" myocardium are used to describe this phenomenon of a condition that is viable, albeit dysfunctional. The reversible phenomenon of the stunned myocardium is identified when the contractile dysfunction develops during acute and intense ischemia, persisting even after restoration of the coronary flow, typically for a period of days to weeks. The reversible phenomenon of the hibernating myocardium, in turn, is identified when the contractile dysfunction takes place during chronic ischemia that is not strong enough to cause cellular necrosis. In this case, the phenomenon fits into the hypothetical concept of pathophysiologic mechanisms capable of inducing adjustment in perfusion-contraction coupling, at a very low level of both, reducing its contractility due to low oxygenation, and avoiding its death.22^-25

Also noteworthy was the demonstration, as early as 1998, of the CMR ability to detect and quantify the area of microvascular obstruction (no-reflow) associated with an acute myocardial infarction.26 The microvascular obstruction is a marker of severe myocardial injury, which is also associated with worse prognosis after acute myocardial infarction.27

Unfortunately, the myocardial viability is still highly associated with the detection of segmental or regional contractile dysfunction and is still widely used in the reasoning of clinical cardiologists when they think about the potential of contractile recovery, most likely because the echocardiography is the method most commonly used in clinical practice. With this, we demonstrate in Table 1 the conditions that can cause myocardial dysfunction and are able, in some way, to mask or make difficult a diagnosis of viable myocardium.

Table 1 Comparison between conditions that may lead to regional myocardial dysfunction

	Nontransmural Myocardial Infarction	Transmural Myocardial Infarction	Stunned myocardium	Hibernated myocardium	Post-infarction remodeling	Nonischemic cardiomyopathies
Perfusion	Normal or reduced depending on the existence or not of adequate reperfusion or microvascular obstruction	Normal or reduced depending on the existence or not of adequate reperfusion or microvascular obstruction	Normal by definition	Reduced by definition	Normal	Normal
Function	Normal	Reduced	Reduced but reversible with perfusion restoration (hours or weeks)	Reduced but reversible with perfusion restoration (may take months to recover)	Reduced	Normal or reduced(depending on the percentage of the affected area)
Metabolism	Normal or reduced (low FDG uptake)	Reduced (low FDG uptake)	Not reduced (high FDG uptake)	Not reduced (high FDG uptake, perfusion-metabolism mismatch)	Probably normal	Normal or reduced (low FDG uptake)
Histology	Replacement fibrosis	Replacement fibrosis	Normal myocytes	May be normal or present a certain degree of differentiation of the myocytes, with loss and disorganization of cellular elements	Hypertrophy, dilation, and architectural distortion of myocardial fibers	Replacement fibrosis
Delayed Enhancement	Delayed enhancement in the subendocardium (< 50% of the area of the segment). Usually in a coronary territory, unless it has multiple infarctions or the patient has undergone surgery with graft placement	Transmural delayed enhancement that may compromise from the subendocardium to the epicardium (> 50% of the area of the segment). Usually in a coronary territory, unless it has multiple infarctions or the patient has undergone surgery with graft placement	Normal, unless there is a combination of stunned myocardium and myocardial infarction	Normal, unless there is a combination of hibernated myocardium and myocardial infarction	Negative (myocardial dysfunction remote to a large infarction) and, therefore, viable.	Variable, best identified as mesocardial, epicardial, diffuse, or even negative

Table modified from Arai.7

The absence of myocardial viability is the most frequent consequence of a coronary occlusion leading to myocardial infarction. Within this context, a series of parameters may be used to detect whether an infarction indeed occurred and how much of the infarcted territory can be saved. In a review, Kaul28 summarized the most accurate markers of infarction, classifying them from less to more precise (Figure 2). For example, the isolated presence of myocardial contractility alteration does not provide information about the presence or absence of infarction, because the hibernating or stunned muscle may be viable but hypokinetic. At the other extreme, the macroscopic and precise identification that magnetic resonance can offer us, with its abilities of tissue characterization, measurement of size, and transmural extent of infarction (delayed enhancement), allows us a better characterization of myocardial viability.

Figure 2 Clinical and physiological markers for determination of the infarct size. Modified from Kaul.<xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>

Technique of magnetic resonance for evaluation of viability

Several techniques of magnetic resonance imaging can be used for the evaluation of myocardial viability, some still without clinical applicability.

Spectroscopy can be used to evaluate the cellular metabolites and analyze whether the integrity of the myocytes is present or not.29 Sodium imaging by magnetic resonance, in turn, may also be a method to differentiate viable from infarcted muscle30 and was recently used in volunteers for evaluation of viable muscle with 3-Tesla magnetic resonance. These two techniques have primary limitations in current days due to low signal-to-noise ratio, low spatial resolution, and exceedingly long time for acquisition.

The use of T1 and T2 images and maps can assist us in the evaluation of myocardial edema and infarction and, in some situations in the areas at risk.11^,31^,32 However, these techniques also have some limitations, the main one related to the fact that changes in T1 or T2 are not specific to detect viability and possible potential for recovery of contractility.

The use of cine magnetic resonance (cine MRI) can assist in the assessment of segmental and global contractility, or even parietal segmental thickness. These data continue to be of great importance, but there are studies, such as that of Perrone-Filardi et al.,33 that have demonstrated that viable muscle may be present in segments with significant parietal thinning. We may also use stressor agents such as dobutamine,34^,35 adenosine,36 regadenoson,36 and dipyridamole37^,38 to assess contractile (cine MRI) or perfusional (first-pass perfusion) alterations, respectively, or even perform combined protocols for multimodal assessment of the myocardium.

Even with all of the sequences described above, the gold standard in magnetic resonance for the assessment of myocardial viability is the delayed myocardial enhancement study, as discussed below.

Delayed myocardial enhancement

Studies of delayed myocardial enhancement using T1-weighted magnetic resonance techniques have been reported in the literature since the mid-1980s.39 This approach is simple and based on the assumption that infarcted tissue or tissue with increased extracellular space accumulates gadolinium and appears with increased signal on magnetic resonance images (hyperintense signal), mainly in the images acquired 10 minutes after infusion of the contrast medium.

Initially, the shades of gray and white representing the normal and infarcted muscle overlapped due to the inability of the old sequences in detecting lesions with mild to moderate contrast accumulation. In the late 1990s and early 2000s, Kim et al.40 and Simonetti et al.41 developed a technique able to override gray muscle (normal), highlighting the muscle that accumulates the contrast (infarcted muscle). This technique is currently used on a large scale and is part of all protocols of cardiac examination by magnetic resonance. This has enabled high-resolution images of acute and chronic infarction, demonstrating a high correlation with histopathological studies and virtually equal measurement of myocardial size and viability (myocytes).40^-42

Image acquisition and use of intravenous contrast

The acquisition of delayed contrast-enhanced images is relatively simple and does not require pharmacological or physical stress. Using only a peripheral venous line, we can perform infusion of the intravenous contrast medium gadolinium. After obtaining the scout images, we perform a global and segmental functional study of the right and left ventricle with the cine MRI technique (see specific section). We can, at this moment, infuse gadolinium 0.10 or 0.20 mmol/kg and, after approximately 10 minutes, acquire images of viability (delayed enhancement) of the myocardium in the short, long two-chamber, and outflow axes, as the acquisition of the cine MRI images. Each acquisition of delayed enhancement takes approximately 10 seconds and one apnea, with the entire examination taking an average of 30 minutes (Figure 3).

Figure 3 Example of acquisition steps from a protocol for viability/infarction by magnetic resonance. Modified from Weinsaft et al.<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>

Delayed enhancement is a technique that can be acquired in different ways, such as 2D, 3D, gradient-echo or inversion-recovery techniques, in addition to those performed in apnea or free breathing.43^-45 The best technique is chosen and adapted depending on the clinical condition of the patient, the manufacturer of the available equipment, and the experience of the local group.

In practice, an assessment of delayed enhancement (viability) with a short and objective protocol can also be carried out. With this, we are able to abolish the use of cine MRI images and infuse gadolinium alone, acquiring the delayed contrast-enhanced images, which can take only 15 - 20 minutes to be carried out.

Another important factor is the knowledge about the different contrasts used. We currently have approximately 10 different types of gadolinium on the market, and many of them have not been tested for cardiac use, even though they are routinely used.46 The most frequently used ones are gadopentetate dimeglumine, gadodiamide, gadoversetamide, and gadoterate meglumine. There is an increasing need for the administration of lower doses of these contrasts to avoid possible adverse effects (Table 2).46 In this case, we must always carry out the CMR with the principle of the lowest possible dose in order to establish a diagnosis.

Table 2 Gadolinium-based contrasts currently used

Agent	Name	Manufacturer	Recommended dose
Gadopentetate Dimeglumine (Gd-DTPA2)	Magnevist®	Bayer Healthcare	0.1 mmol/kg (0.2 mL/Kg)
Gadodiamide (Gd-DTPA-BMA)	Omniscan®	GE Healthcare	0.1 mmol/kg (0.2 mL/Kg)0.05 mmol/kg (0.1 mL/Kg)§
Gadoversetamide (Gd-DTPA-BMEA)	OptiMark®	Mallinckrodt	0.1 mmol/kg (0.2 mL/Kg)
Gadoteridol	ProHance®	Bracco Diagnostics	0.1 mmol/kg (0.2 mL/Kg)Additional dose of 0.2 mmol/kg (0.4 mL/Kg)
Gadobenate Dimeglumine (Gd-BOPTA)	MultiHance®	Bracco Diagnostics	0.1 mmol/kg (0.2 mL/Kg)
Gadobutrol (Gd-DO3A-butrol)	Gadavist®Gadovist®	Bayer Healthcare	0.1 mmol/kg (0.1 mL/Kg)
Gadofosveset trisodium	Ablavar®	Lantheus Medcl	0.03 mmol/kg (0.12 mL/Kg)
Gadoxetate disodium	Eovist®Primovist®	Bayer Healthcare	0.025 mmol/kg (0.1 mL/Kg)
Gadobenate Dimeglumine (Gd-DTPA- Dimeglumine)	Viewgam®	M.R. Pharma S.A. / Alko do Brasil	0.1 mmol/kg (0.2 mL/Kg)
Gadoterate Meglumine (Gd-HP-DOTA)	Dotarem®Artirem®	Guerbet	0.1 mmol/kg (0.2 mL/Kg)

Other agents have been previously tested but are currently not available in the market: Mangafodipir Trisodium (Teslascan®; GE Healthcare) and Ferumoxides (Feridex®; Amag Pharms). Modified from Nacif et al.46

Quantification of myocardial infarction and prediction of improvement in contractility (viability)

Clinical and animals studies have shown that areas with high signal intensity in the technique of delayed enhancement are highly reproducible when compared with the pathology, especially if the inversion time is properly used. In an animal model, Amado et al.47 demonstrated a close correlation between the histopathology and the technique of delayed enhancement (r² = 0.94, p < 0.001). These findings have also been identified with high reproducibility in the clinical setting in acute48 and chronic49 infarction.

The assessment of viability by magnetic resonance may be performed by a dichotomous approach, strengthened by the Brazilian guidelines.27 In accordance with the clinical definition, viability is deemed as present when below 50% of the area of the affected segment, and absent when greater than 50%. We know that this is a categorization of an almost linear phenomenon and that the smaller the necrosis, the greater the probability of improvement in contractility of the segment after revascularization. The reverse is also true, since the greater the necrosis, the smaller the probability of contractile recovery after revascularization.

In addition to assessment and quantification of fibrosis/global viability, CMR routinely evaluates the potential of contractile recovery in a segmental manner, attempting to characterize the 17 segments of the left ventricle. We divide the groups of quantification of delayed enhancement into five, according to the probability of contractile recovery of the studied segment (Figure 4):21^,50

Figure 4 Examples of five different groups of quantification of delayed enhancement, noting that for magnetic resonance, the quantification occurs in a continuum and the potential of viability should be discussed and not just treated as a present or absent dichotomous variable.

The first is the myocardium without any delayed enhancement, i.e., zero fibrosis/infarction, with a high probability (around 80%) of contractile improvement.

The second comprises a group with 1 - 25% of the area of the segment with delayed enhancement. In this group, the probability of improvement decreases to 60%.

The third group includes between 26 - 50% of delayed enhancement, compromising the cardiac muscle, with a probability of improvement in contractility after revascularization of around 40%.

The fourth group has 51 - 75% of compromised muscle and may present an improvement in contractility in up to 10% of the cases. In this group, we believe that the decision between revascularization and clinical treatment should be widely discussed. The risks of angioplasty or surgery may outweigh the benefits of revascularization, and this depends greatly on the experience and structure of each institution.

The fifth group comprises those having more than 75% of the area of the myocardial segment compromised, with the potential of contractile recovery of less than 1%.

In addition to this segmental evaluation, we must consider a probabilistic issue related to a certain degree of biological uncertainty, but which we can apply to the 17 segments of the left ventricle. This should be done because the importance will lie in the degree of global systolic functional improvement of the left ventricular ejection fraction. In this way, the improvement in the global function after revascularization may be predicted with great accuracy when considering the threshold of at least 10 viable or normal segments among the 17 segments of the left ventricle according to the classification of the American Heart Association (AHA).51

Medical report of magnetic resonance

The report of a study of myocardial viability must necessarily include the measurement of the left ventricular mass, quantify the area of fibrosis and the transmural extent of infarction, and identify the 17 segments of the left ventricle, according to the studies of Cerqueira et al.,52 in order to facilitate the correlation with other imaging methods.

There are several ways to quantify myocardial fibrosis, all of which with scientific value, with some applications being more accurate than others. We encourage the description in the report of the method used to quantify the fibrosis, which may be visual (qualitative)53 or by means of a manual software (planimetry),47 semiautomatic (with manual correction)54 or automatic (without any manual correction).55^,56

As already well studied and characterized by the MESA (Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis) study in the work by Rizzi et al.,57 several techniques are mostly used to quantify the infarction. We have the visual technique, planimetry (manual), the techniques of standard deviation,54 full-width half maximum (FWHM),58 and the possible correction of the image noise.59 We must remember that all scientific studies exclude images with low technical quality and with artifacts from breathing or acquisition of images, not being possible the analysis by these techniques. Of course, the semiautomatic analysis with manual correction and discard of artifacts becomes the method of choice for quantifying fibrosis and infarction in the day-to-day clinical setting.56^,58^,60^-68

Based on the information described above, we believe that a good way of visualizing such data in the medical reports is the use of polar maps - Bull's Eyes (Figure 5) - to facilitate the explanation of the findings identified by a medical specialist and the understanding of the attending physician.

Figure 5 Example of a polar map that can be used in medical reports.

Ischemic acute myocardial disease

In the setting of acute illness, rapid myocardial reperfusion prevents the death of viable muscle and improves the ejection fraction and the long-term prognosis.31^,69 Even after a successful reperfusion, myocardial dysfunction may persist. It is important to distinguish whether this is related to the necrosis or to myocardium stunning. The differentiation between these two clinical situations is of great importance because a stunned muscle must have a significant functional and clinical improvement after coronary reperfusion, either by angioplasty or surgery.20

CMR has the ability to differentiate these two clinical situations using the technique of delayed enhancement. This concept was very well studied in the work of Choi et al.,70 in which all patients underwent delayed enhancement up to 7 days after the infarction and a second examination between 8 to 12 weeks. In this study, the absence or presence of small foci of delayed enhancement on the analysis of the transmural extent of infarction was able to significantly predict segmental and global functional improvement (p < 0.001). Other studies had very similar results, and we believe that the use of CMR in post-infarction must be routinely encouraged.71^,72

In addition to the ability to characterize the infarction, the technique of delayed enhancement is able to modify in practice some diagnosis in our day-to-day clinical setting. As an example, it is relatively common for patients with suspected infarction and normal catheterization to have a definitive etiologic diagnosis demonstrated by CMR, such as myocarditis, vasospasm with reperfusion or, in other cases, small myocardial infarctions caused by occlusion of small vessels undetected in the first analysis on catheterization (in various situations, the report of the catheterization had to be changed after CMR).21 In Figure 6, we suggest an algorithm for the use of delayed enhancement in the setting of acute myocardial infarction.

Figure 6 Algorithm for magnetic resonance use in patients with suspected acute myocardial infarction with ST-segment elevation. Based on the presence or absence of signs on cardiac catheterization defining the diagnosis of coronary artery disease and its location and the presence of alterations in markers of myocardial necrosis, the findings from the CMR may lead to a definitive diagnosis of myocardial injury. MI: myocardial infarction; CAD: coronary artery disease; CMR: cardiac magnetic resonance; CATH: catheterization; DE: delayed enhancement; LV: left ventricle; RV: right ventricle. Modified from Kim et al.<xref ref-type="bibr" rid="B50">50</xref>

Chronic ischemic myocardial disease

For over 14 years, magnetic resonance with the technique of delayed enhancement has been used in patients with chronic ischemic disease. The work of Kim et al.50 demonstrated the importance of this technique in predicting segmental and global functional improvement after revascularization by surgery or angioplasty.

The transmural extent of infarction is currently of high efficacy to identify those patients who will or will not respond to revascularization. CMR must be used routinely in centers that have this technology.

In a study published by Schvartzman et al.,73 the inverse relationship between the transmural extent and functional recovery after revascularization was significant (p < 0.002).

Based on these data, we consider as not being important the use of cutoff values, as currently used, dichotomizing the viability over 50% of the transmural extent as non-viable muscle and results inferior to that as viable muscle. We believe that this is not physiological and may harm some patients who could respond to revascularization even when more than 50% of the transmural extent is affected, since each segment may have an interdependent microcirculation with a certain degree of functional improvement.

Chronic cardiac failure

When we think of treatment for ischemic disease, we must also include chronic cases of patients with established cardiac failure who depend on the optimization of the clinical treatment.

The use of delayed enhancement and measurement of the transmural extent of infarction has been demonstrated to be a great predictor of response to clinical treatment. In the work by Bello et al.,74 magnetic resonance was used in patients with chronic cardiac failure and an ejection fraction of 26 ± 11% before and after 6 months of therapy with beta-blockers. These authors demonstrated improvement in myocardial remodeling and global and segmental function of viable segments.

Viability and the STICH study

One of the major criticisms in academia regarding the design of the STICH (Surgical Treatment for Ischemic Heart Failure) study was the lack of use of magnetic resonance imaging in the identification of myocardial viability since this is a method currently proved to have great reproducibility and increased accuracy. The study randomized patients with ischemic cardiomyopathy who randomly underwent myocardial revascularization or clinical treatment. This scientific design prevents the confusion between medical decision and clinical condition of the patients, and has a great statistical ability to identify the real benefit of choosing between one or other therapy. Unfortunately, even using methods known in the literature such as stress echocardiography and myocardial scintigraphy, the study of viability by these two methods had no ability to identify patients who would benefit from the therapy. Therefore, the STICH study was a negative study for the concept of analysis of viability, which left open the possibility of this hypothesis being tested by magnetic resonance.21

The viability by CMR has been tested, and the results were very different from the STICH study. One of the main studies published in the Journal of the American College of Cardiology75 showed that the viability, as detected by CMR, was of great importance in differentiating the group with ischemic cardiomyopathy and severe dysfunction of the left ventricle who would benefit from myocardial revascularization. Currently, CMR should be performed in all patients with ischemic cardiomyopathy with left ventricular dysfunction for characterization of myocardial viability.27

Conclusions

Magnetic resonance is able to assess the myocardial viability through a series of different techniques and methods. These techniques can assess metabolic, functional, and morphological alterations and tissue characteristics, in addition to evaluating cellular viability.

The technique most widely used and with the greatest potential for clinical use is delayed myocardial enhancement. This technique is able to identify in a simple and objective way areas of hyperintense signal in the myocardium after administration of the contrast agent, with excellent histologic correlation to characterize areas with infarction/fibrosis.

The technique of delayed enhancement can evaluate myocardial viability not only by a dichotomization between absent and present but also by an almost linear continuum based on the ability of each tissue to recover the contractile capacity.

In addition to the viability, the delayed myocardial enhancement has the ability to detect occult infarcts, characterize lesions that increase markers of myocardial necrosis, and establish an etiological diagnosis of cardiomyopathy, and it may predict an arrhythmogenic potential and risk of death in patients with ischemic or nonischemic myocardiopathy.

Sources of Funding

This study was funded by FAPERJ.

Study Association

This article is part of the thesis of Scientific Research submitted by Ana Luiza Mansur Souto, from Universidade Federal Fluminense.

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Late gadolinium enhancement cardiac imaging on a 3T scanner with parallel RF transmission technique: prospective comparison of 3D-PSIR and 3D-IR

Eur Radiol 2016 26 6 1547 1555

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Head-to-head comparison of eight late gadolinium-enhanced cardiac MR (LGE CMR) sequences at 1.5 tesla: from bench to bedside

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Effects of time, dose, and inversion time for acute myocardial infarct size measurements based on magnetic resonance imaging-delayed contrast enhancement

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Standardized myocardial segmentation and nomenclature for tomographic imaging of the heart. A statement for healthcare professionals from the Cardiac Imaging Committee of the Council on Clinical Cardiology of the American Heart Association

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Standardizing the definition of hyperenhancement in the quantitative assessment of infarct size and myocardial viability using delayed contrast-enhanced CMR

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Evaluation of techniques for the quantification of myocardial scar of differing etiology using cardiac magnetic resonance

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Prognostic value of myocardial viability by delayed-enhanced magnetic resonance in patients with coronary artery disease and low ejection fraction: impact of revascularization therapy

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Artigo de Revisão

Viabilidade Miocárdica pela Ressonância Magnética Cardíaca

Souto

Ana Luiza Mansur

1 Souto

Rafael Mansur

2 Teixeira

Isabella Cristina Resende

3 Nacif

Marcelo Souto

1 2 3

1 Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ - Brasil 2 Centro de Imagem Complexo Hospitalar de Niterói, Niterói, RJ - Brasil 3 Unidade de Radiologia Clínica - Hospital Vivalle - Rede D´Or - São Luiz, São José dos Campo, SP - Brasil

Correspondência: Marcelo Souto Nacif, Av. Sâo João 2400 apto 232B. CEP 12242-000, Jd das Colinas, São José dos Campos, SP - Brasil. E-mail: msnacif@yahoo.com.br, msnacif@gmail.com

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa e Obtenção de financiamento: Nacif MS; Obtenção de dados: Souto ALM, Nacif MS; Redação do manuscrito: Souto ALM, Souto RM, Nacif MS; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Souto ALM, Souto RM, Teixeira ICR, Nacif MS.

Potencial conflito de interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

Resumo

O estudo de viabilidade miocárdica é de grande importância para a orientação e manejo de pacientes que necessitam de cirurgia de revascularização miocárdica ou angioplastia. A técnica de realce tardio (RT) é precisa e transformou o estudo de viabilidade em um teste fácil, não só para a detecção de fibrose, mas também como um modelo binário para a detecção do que é ou não é viável. Uma fibrose identificada pelo RT é considerada como não viável quando igual ou maior do que 50% da área segmentar e como viável quando menor que 50%. A ressonância magnética cardíaca (RMC) também pode lançar mão de outras técnicas para estudo funcional e de perfusão para uma avaliação global da doença isquêmica do coração no mesmo exame. Este estudo tem como objetivo destacar os conceitos atuais e enfatizar amplamente o uso da RMC como um método que nos últimos 20 anos se tornou referência na detecção de infarto e avaliação de viabilidade miocárdica.

Palavras-chave Infarto do Miocárdio / metabolismo Revascularização Miocárdica Sobrevivência de Tecidos Espectroscopia de Ressonância Magnética Angioplastia

Introdução

A ressonância magnética cardíaca (RMC) se estabeleceu como um método de detecção do infarto do miocárdio. Em um protocolo rápido, podemos acessar anatomia, função, caracterização tecidual, perfusão e viabilidade, com excelente resolução espacial e qualidade de imagens. A RMC utiliza diferentes técnicas para avaliar a viabilidade, e a técnica do realce tardio, per se, é atualmente um padrão de referência para esta finalidade.

A precisa determinação entre músculo miocárdico com ou sem viabilidade é de extrema importância na condução de um paciente com disfunção cardíaca. O músculo viável possui potencial de recuperação contrátil e, por isso, um paciente com miocardiopatia isquêmica e disfunção ventricular pode melhorar sua capacidade funcional após revascularização miocárdica,1^,2 e consequentemente, ter uma melhor sobrevida.3^,4

É importante a identificação de um músculo infartado, mesmo no infarto silencioso (oculto), pois este tecido pode ser substrato para taquiarritmia ventricular,5^,6 tornando-se uma das mais importantes causas de morte súbita.

A RMC apresenta um estado de desenvolvimento contínuo e novas ferramentas se somam a cada ano para melhorar esta já potente tecnologia.

Este artigo tem por objetivo destacar os conceitos atuais e, de forma ampla, ressaltar a utilização da RMC como um método que se tornou ao longo dos últimos 20 anos uma referência na detecção de infarto e avaliação de viabilidade.

A fisiopatologia do infarto do miocárdio pela RMC

A alta resolução da RMC transportou o conceito da transmuralidade do infarto da teoria estabelecida em estudos experimentais para a realidade clínica.7 Como ilustrado (Figura 1), o tempo de duração da isquemia miocárdica é o maior determinante da transmuralidade do infarto. Em um modelo canino, uma oclusão coronariana inferior a 20 minutos promove alteração da contratilidade regional, sem lesão permanente ou infarto do miocárdio. O infarto propriamente dito se desenvolve posteriormente e ocorre sempre do subendocárdio para o epicárdio. O subendocárdio é a região mais vulnerável metabolicamente e que requer maior nível de oxigenação. Após 3 - 6 horas de oclusão coronariana, o infarto atinge sua transmuralidade caso não haja reperfusão.7

Figura 1 A duração da isquemia é o maior determinante do tamanho do infarto e de sua transmuralidade. Modificado de Arai et al.<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>

Outros fatores podem modular a transmuralidade de um infarto e o seu tamanho. A maioria desses fatores está associada ao aumento da demanda de oxigênio ao miócito. Nos pacientes hipertensos, taquicárdicos, ou com altos níveis de catecolaminas circulantes, podemos observar um efeito acelerador no estabelecimento do infarto, causando lesões maiores do que em pacientes sem estas condições. Quando existe comprometimento do nível de oxigenação do miócito em situações como anemia, hipóxia ou intoxicação por monóxido de carbono, também teremos com maior frequência um estabelecimento de infartos súbitos e maiores. Na presença de colaterais, o contrário irá acontecer, como um efeito protetor: a presença de colaterais poderá reduzir o tamanho do infarto. O mesmo acontece quando existem ataques subsequentes e curtos em uma situação denominada de pré-condição (ischemic preconditioning).8^,9

Tratamentos medicamentosos (betabloqueadores), trombólise e/ou reperfusão adequada por angioplastia podem modificar a relação entre o tempo de oclusão da coronária e o tamanho final do infarto. O problema atual é que muitos trabalhos demonstraram isto no modelo animal, mas falharam nesta demonstração em estudos clínicos.

Concordamos com Arai7 quando ele questiona os resultados finais destes estudos, pois no modelo animal, a redução do infarto foi medida como uma fração da área de risco. A área de risco é a porção do miocárdio que foi hipoperfundida durante a oclusão coronariana e que não "morreu" (infartou). Alguns estudos tentaram utilizar o sestamibi na sala de emergência para avaliar a área de risco,10 mas não conseguiram. Consideramos este desfecho um problema metodológico. A RMC deve ser utilizada nesta situação clínica, pois não possui interferência de decaimento do radiotraçador ao longo da semana e do tempo e pode, além de utilizar a técnica do realce tardio para quantificar o tamanho do infarto, lançar mão da técnica do T2 (edema) para avaliar a área de risco.11

Além de evidências da existência de algum nível de regeneração miocárdica após infarto agudo do miocárdio,12 o cenário final após uma lesão induzida por hipóxia a longo prazo é a substituição do tecido por fibrose, definida como fibrose de substituição. Nesta fibrose, a área do infarto é substituida por uma cicatriz contendo colágeno, e nesta área não existem proteínas ou estruturas necessárias para uma contração segmentar normal. No entanto, o processo de regeneração e o tamanho do infarto podem influenciar a possibilidade do infarto desenvolver alteração da contratilidade segmentar. Isto é, um pequeno infarto (< 25% da área do segmento) provavelmente não levará a alteração da contratilidade miocárdica; por outro lado, um grande infarto (> 75% da área do segmento) irá promover uma hipocinesia/acinesia segmentar ou regional. Sendo assim, não só a detecção do infarto como presente ou ausente é essencial, mas tão importante quanto isto é o tamanho do infarto. Sendo assim, esta substituição e ausência do mecanismo actina-miosina tecidual promovem perda da contração e das propriedades diastólicas,13 que podem ou não ser macroscopicamente indetectáveis pela capacidade contrátil dos tecidos vizinhos e pela regeneração induzida no segmento.

O mais importante é que a RMC, com a técnica do realce tardio, pode detectar infarto do miocárdio (fibrose) não detectado por avaliação clínica ou por outros métodos como o ECG, ecocardiografia e cintilografia.14^,15 Este conhecimento é um diferencial, pois mesmo áreas muito pequenas de realce tardio positivo, como aproximadamente 1% da massa do ventrículo esquerdo, possuem grandes implicações prognósticas.15^-17

Viabilidade miocárdica

A detecção de miocárdio viável significa a presença de miócitos vivos e isto é independente da existência ou não de disfunção contrátil ou da responsividade do músculo a estímulos externos. Por isso, já está bem estabelecida a desconexão entre miocárdio viável e seu padrão de contratilidade, com vários estudos demonstrando que o músculo viável poderia estar hipocinético por miocardiopatia crônica devido a hipoperfusão ou miocardiopatia isquêmica aguda.18^-20

A pesquisa da viabilidade miocárdica é indicada em pacientes com miocardiopatia isquêmica, e o interesse nesta situação é saber se um eventual procedimento de revascularização promoverá melhora da função sistólica do ventrículo esquerdo. Neste caso, o potencial de melhora contrátil dependerá de duas condições: primeiro, o músculo deve estar vivo (ausência de realce tardio); segundo, o músculo deve estar isquêmico, sendo este o mecanismo da disfunção. Portanto, fala-se em viabilidade miocárdica se um músculo hipocinético ou acinético apresenta áreas sem necrose cujo suprimento coronariano é conhecidamente reduzido. Com isto, devemos imaginar que um procedimento que restaure o fluxo sanguíneo seja um procedimento que retire o miocárdio de um estado de hibernação.21

Os termos miocárdio "atordoado" e "hibernante" são utilizados para descrever este fenômeno de uma condição viável, porém com disfunção. O fenômeno reversível do miocárdio atordoado é identificado quando a disfunção contrátil se instala durante isquemia aguda e intensa, persistindo mesmo após restauração do fluxo coronariano, caracteristicamente por um período de dias a semanas. Já o fenômeno reversível do miocárdio hibernante é identificado quando a disfunção contrátil se instala durante isquemia crônica não suficientemente intensa para causar necrose celular. Neste caso o fenômeno enquadra-se na concepção hipotética de mecanismos fisiopatológicos capazes de induzir ajuste de acoplamento perfusão-contração, em nível muito baixo de ambos, reduzindo sua contratilidade devido à baixa oxigenação e evitando sua morte.22^-25

Digno de nota também foi a demonstração, já em 1998, da capacidade da RMC de detectar e quantificar a área de obstrução microvascular (no-reflow) associada ao infarto agudo do miocárdio.26 A obstrução microvascular é um marcador de lesão miocárdica grave que também está associado a um pior prognóstico após infarto agudo do miocárdio.27

Infelizmente, a viabilidade miocárdica ainda está muito associada à detecção de disfunção contrátil segmentar ou regional e ainda é muito utilizada no raciocínio dos cardiologistas clínicos quando pensam em potencial de recuperação contrátil, muito provavelmente porque a ecocardiografia é o método mais utilizado na prática clínica. Com isto, demonstramos na Tabela 1 as condições que podem causar disfunções miocárdicas regionais e podem, de certa forma, mascarar ou dificultar um diagnóstico de miocárdio viável.

Tabela 1 Comparação entre as condições que podem causar disfunção miocárdica regional

	Infarto do MiocárdioNão transmural	Infarto do MiocárdioTransmural	Miocárdio atordoado	Miocárdio hibernardo	Remodelamento pós-infarto	Miocardiopatias não isquêmicas
Perfusão	Normal ou reduzida dependendo da existência ou não de reperfusão adequada ou de obstrução microvascular	Normal ou reduzida dependendo da existência ou não de reperfusão adequada ou de obstrução microvascular	Normal por definição	Reduzido por definição	Normal	Normal
Função	Normal	Reduzida	Reduzida porém reversível com a restauração da perfusão (horas ou semanas)	Reduzida porém reversível com a restauração da perfusão (pode levar meses para recuperar)	Reduzida	Normal ou reduzida(dependendo do percentual da área acometida)
Metabolismo	Normal ou reduzido (baixa captação do FDG)	Reduzido (baixa captação do FDG)	Não reduzido (alta captação do FDG)	Não reduzido (alta captação do FDG, mismatch perfusão-metabolismo)	Provavelmente normal	Normal ou reduzido (baixa captação do FDG)
Histologia	Fibrose de substituição	Fibrose de substituição	Miócitos normais	Pode ser normal ou apresentar um certo grau de diferenciação dos miócitos, com perda e desarranjo de elementos celulares	Hipertrofia, dilatação e distorção arquitetural de fibras miocárdicas	Fibrose de substituição
Realce Tardio	Realce tardio no subendocárdio (< 50% da área do segmento). Geralmente em um território coronariano a menos que haja múltiplos infartos ou o paciente tenha se submetido a cirurgia com colocação de enxerto	Realce tardio transmural que pode comprometer do subendocárdio ao epicárdio (> 50% da área do segmento). Geralmente em um território coronariano a menos que haja múltiplos infartos ou o paciente tenha se submetido a cirurgia com colocação de enxerto	Normal a não ser que exista uma combinação de miocárdio atordoado e infarto do miocárdio	Normal a não ser que exista uma combinação de miocárdio hibernardo e infarto do miocárdio	Negativo (disfunção do miocárdio remoto a um grande infarto), por isso viável	Variável, melhor identificado como mesocárdico, epicárdico, difuso ou até negativo

Tabela modificada de Arai.7

A ausência de viabilidade miocárdica é a consequência mais frequente de uma oclusão coronariana levando a um infarto do miocárdio. Neste contexto, uma série de parâmetros podem ser utilizados para detectar se realmente existiu um infarto e quanto do território infartado pode ser salvo. Em uma revisão, Kaul28 resumiu os marcadores de infarto mais precisos, classificando-os de menos a mais precisos (Figura 2). Por exemplo, a presença isolada de alteração da contratilidade miocárdica não provê informação sobre presença ou ausência de infarto, pois o músculo hibernante ou atordoado pode ser viável, porém hipocinético. No outro extremo, a identificação macroscópica e precisa que a ressonância magnética pode nos oferecer com a sua capacidade de caracterização tecidual, mensuração do tamanho e transmuralidade do infarto (realce tardio) nos possibilita uma melhor caracterização da viabilidade do miocárdio.

Figura 2 Marcadores clínicos e fisiológicos para determinação do tamanho do infarto. Modificado de Kaul.<xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>

Técnica de ressonância magnética para avaliação da viabilidade

São várias as técnicas de ressonância magnética que podemos utilizar para a avaliação da viabilidade miocárdica, algumas ainda sem aplicabilidade clínica.

A espectroscopia pode ser utilizada para avaliar os metabólitos celulares e analisar se existe ou não integridade dos miócitos.29 Já a imagem de sódio pela ressonância magnética também pode ser um método capaz de diferenciar o músculo viável do infartado30 e foi recentemente utilizada para avaliação de músculo viável de voluntários em aparelho de ressonância magnética de 3 Tesla. Estas duas técnicas possuem limitações primárias nos dias atuais devido ao baixo sinal-ruído, à baixa resolução espacial e ao tempo muito longo para aquisição.

A utilização das imagens e dos mapas de T1 e T2 podem nos auxiliar na avaliação do edema miocárdico e do infarto e em algumas situações nas áreas de risco.11^,31^,32 No entanto, estas técnicas também possuem algumas limitações e a principal está relacionada ao fato de que mudanças no T1 ou T2 não são específicas para detectar viabilidade e possível potencial de recuperação da contratilidade.

O uso da cine-ressonância magnética (cine-RM) pode auxiliar na avaliação da contratilidade segmentar e global, ou até da espessura parietal segmentar. Estes dados continuam sendo de grande importância, mas existem estudos como o de Perrone-Filardi et al.33 que demonstrou que músculo viável pode estar presente em segmentos com importante afilamento parietal. Também podemos utilizar os agentes estressores como dobutamina,34^,35 adenosina,36 regadenoson36 e dipiridamol37^,38 para avaliar alteração contrátil (cine-RM) ou perfusional (perfusão de primeira passagem), respectivamente, ou até realizar protocolos combinados para avaliação multimodal do miocárdio.

Mesmo com todas as sequências acima descritas, o padrão-ouro da ressonância magnética na avaliação da viabilidade miocárdica é o estudo do realce tardio miocárdico, como veremos a seguir.

Realce tardio miocárdico

Os estudos do realce tardio miocárdico utilizando técnicas de ressonância magnética ponderadas em T1 têm sido relatados na literatura desde a metade dos anos 80.39 Esta abordagem é simples e se fundamenta na hipótese de que tecidos infartados ou com aumento do espaço extracelular acumulam gadolínio e aparecem com sinal elevado nas imagens de ressonância magnética (hipersinal), principalmente nas imagens adquiridas após 10 minutos da infusão do meio de contraste.

Inicialmente, os tons de cinza com branco representando o músculo normal e o infartado se sobrepunham devido à incapacidade das antigas sequências de detectar lesões com leve a moderado acúmulo de contraste. No final da década de 90 e início dos anos 2000, Kim et al.40 e Simonetti et al.41 desenvolveram uma técnica capaz de anular o músculo cinza (normal), realçando o músculo que havia acumulado contraste (músculo infartado). Esta técnica é atualmente utilizada em ampla escala e faz parte de todos os protocolos de exames cardíacos por ressonância magnética. Isto possibilitou a realização de imagens com alta resolução de infartos agudos e crônicos, demonstrando alta correlação com estudos histopatológicos e virtualmente igual mensuração do tamanho e da viabilidade do miocárdio (miócitos).40^-42

Aquisição das imagens e uso do contraste endovenoso

A aquisição das imagens de realce tardio é relativamente simples e não necessita estresse farmacológico ou físico. Utilizando apenas uma punção venosa periférica, podemos fazer a infusão do meio de contraste endovenoso gadolínio. Após a realização das imagens localizadoras, realizamos o estudo funcional global e segmentar do ventrículo direito e esquerdo pela técnica de cine-RM (ver trecho específico). Podemos, neste momento, fazer a infusão do gadolínio 0,10 ou 0,20 mmol/kg e, após aproximadamente 10 minutos, adquirir imagens da viabilidade (realce tardio) do miocárdio nos eixos curto, longo duas câmaras e via de saída, conforme a aquisição das imagens de cine-RM. Cada aquisição do realce tardio requer aproximadamente 10 segundos e uma apneia, e o exame total demora em média 30 minutos (Figura 3).

Figura 3 Exemplificação das etapas para a aquisição em protocolo de viabilidade/infarto pela ressonância magnética. Modificado de Weinsaft et al.<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>

O realce tardio é uma técnica que pode ser adquirida de diversas formas, como por exemplo, 2D, 3D e técnicas gradiente-eco ou por inversão-recuperação, além das realizadas em apneia ou em respiração livre.43^-45 A melhor técnica é escolhida e adaptada na dependência do estado clínico do paciente, do fabricante do aparelho disponível e da experiência do grupo local.

Na prática, também pode ser realizada uma avaliação do realce tardio (viabilidade) com um protocolo curto e objetivo. Com isto, podemos abolir o uso das imagens em cine-RM e fazer apenas a infusão do gadolínio e adquirir as imagens de realce tardio, o que pode levar apenas 15 - 20 minutos para ser realizado.

Outro fator importante é o conhecimento sobre os diferentes contrastes utilizados. Atualmente, temos aproximadamente 10 diferentes tipos de gadolínio no mercado e muitos deles não foram testados para uso cardíaco, apesar de serem rotineiramente utilizados.46 Os mais frequentemente utilizados são o gadopentetato de dimeglumina, gadodiamida, gadoversetamida e o gadoterato de meglumina. Existe uma necessidade cada vez maior de administrarmos menores doses destes contrastes para evitarmos possíveis efeitos adversos46 (Tabela 2). Neste caso, devemos realizar a RMC sempre com o princípio da menor dose possível para se fazer o diagnóstico.

Tabela 2 Contrastes a base de gadolínio atualmente utilizados

Agente	Nome	Fabricante	Dose recomendada
Gadopentetato de Dimeglumina (Gd-DTPA2)	Magnevist®	Bayer Healthcare	0,1 mmol/kg (0,2 mL/kg)
Gadodiamida (Gd-DTPA-BMA)	Omniscan®	GE Healthcare	0,1 mmol/kg (0,2 mL/kg)0,05 mmol/kg (0,1 mL/kg)§
Gadoversetamida (Gd-DTPA-BMEA)	OptiMark®	Mallinckrodt	0,1 mmol/kg (0,2 mL/kg)
Gadoteridol	ProHance®	Bracco Diagnostics	0,1 mmol/kg (0,2 mL/kg)Dose adicional de 0,2 mmol/kg (0,4 mL/kg)
Gadobenato de Dimeglumina (Gd-BOPTA)	MultiHance®	Bracco Diagnostics	0,1 mmol/kg (0,2 mL/kg)
Gadobutrol (Gd-DO3A-butrol)	Gadavist®Gadovist®	Bayer Healthcare	0,1 mmol/kg (0,1 mL/kg)
Gadofosveset trissódico	Ablavar®	Lantheus Medcl	0,03 mmol/kg (0,12 mL/kg)
Gadoxetato dissódico	Eovist®Primovist®	Bayer Healthcare	0,025 mmol/kg (0,1 mL/kg)
Gadopentetato de dimeglumina (Gd-DTPA-Dimeglumina)	Viewgam®	M.R. Pharma S.A. / Alko do Brasil	0,1 mmol/kg (0,2 mL/kg)
Gadoteratao de Meglumina (Gd-HP-DOTA)	Dotarem®Artirem®	Guerbet	0,1 mmol/kg (0,2 mL/kg)

Existem outros agentes previamente testados mas que atualmente não estão disponíveis no mercado Mangafodipir Trissódico (Teslascan®; GE Healthcare) e Ferumoxides (Feridex®; Amag Pharms). Modificado de Nacif et al.46

Quantificação do infarto do miocárdio e predição de melhora contrátil (viabilidade)

Estudos clínicos e em animais têm demonstrado que áreas de alto sinal na técnica do realce tardio são altamente reprodutíveis quando comparadas com a patologia, principalmente se o tempo de inversão for corretamente utilizado. Em um modelo animal, Amado et al.47 demonstraram uma íntima correlação entre a histopatologia e a técnica do realce tardio (r² = 0,94, p < 0,001). Estes achados também foram identificados no cenário clínico em infarto agudo48 e crônico49 com alta reprodutibilidade.

A avaliação de viabilidade pela ressonância pode ser realizada por uma vertente dicotômica, uma abordagem fortalecida pelas diretrizes brasileiras.27 De acordo com a definição clínica, a viabilidade é vista como presente quando menor do que 50% da área do segmento acometido e ausente quando maior do que 50%. Sabemos que isto é uma categorização de um fenômeno quase linear, e que quanto menor a necrose, maior a probabilidade de melhora contrátil do segmento após a revascularização. Já o inverso é também verdadeiro, pois quanto maior a necrose, menor será a probabilidade de recuperação contrátil após a revascularização.

Além de uma avaliação e quantificação de fibrose/viabilidade global, a RMC avalia rotineiramente o potencial de recuperação contrátil de uma forma segmentar, tentando caracterizar os 17 segmentos do ventrículo esquerdo. Dividimos os grupos da quantificação do realce tardio em cinco, de acordo com a probabilidade de recuperação contrátil do segmento em estudo (Figura 4):21^,50

Figura 4 Exemplificação dos cinco diferentes grupos de quantificação do realce tardio, lembrando que para a ressonância magnética, a quantificação é um continuum devendo ser discutido o potencial de viabilidade, que não deve ser tratada como um binômio (presente ou ausente).

O primeiro é o miocárdio, que não possui realce tardio algum, isto é, zero de fibrose/infarto com probabilidade alta (em torno de 80%) de melhora contrátil.

O segundo compreende um grupo que terá de 1 - 25% da área do segmento com realce tardio. Nesse grupo, a probabilidade de melhora reduz para 60%.

O terceiro grupo compreende os que se encontram entre 26 - 50% de realce tardio, comprometendo o músculo cardíaco, com probabilidade de melhora da contratilidade após a revascularização em torno de 40%.

O quarto grupo possui de 51 -75% de músculo comprometido e pode ter uma melhora da contratilidade em até 10% dos casos. Neste grupo, achamos que a decisão entre revascularização e tratamento clínico deve ser amplamente discutida. Os riscos da angioplastia ou da cirurgia podem superar os benefícios da revascularização e isto depende muito da experiência e estrutura de cada instituição.

O quinto grupo compreende os que possuem mais do que 75% da área do segmento miocárdico comprometido, com potencial de recuperação contrátil inferior a 1%.

Além desta avaliação segmentar, devemos considerar uma questão probabilística relacionada a um certo grau de incerteza biológica, mas que podemos aplicar aos 17 segmentos do ventrículo esquerdo. Isto deve ser feito pois o importante será o grau de melhora funcional sistólica global com melhora da fração de ejeção do ventrículo esquerdo. Desta forma, a melhora da função global após a revascularização pode ser predita com grande acurácia ao se considerar o limiar de no mínimo 10 segmentos viáveis ou normais, entre os 17 segmentos do ventrículo esquerdo pela classificação da American Heart Association (AHA).51

Relatório médico (laudo) de ressonância magnética

O relatório de um estudo de viabilidade miocárdica precisa obrigatoriamente incluir a medida da massa do ventrículo esquerdo, quantificar a área de fibrose, quantificar a transmuralidade do infarto e identificar os 17 segmentos do ventrículo, conforme os estudos de Cerqueira et al.,52 para facilitar a correlação com os demais métodos de imagem.

São diversas as formas de quantificação da fibrose miocárdica e todas elas possuem valor científico com algumas aplicações mais precisas do que as outras. Incentivamos a descrição no laudo do método utilizado para a quantificação da fibrose, que pode ser visual (qualitativo)53 ou por meio de software manual (planimetria),47 semiautomático (com correção manual)54 ou automático (sem nenhuma correção manual).55^,56

Como já bem estudado e caracterizado pelo estudo MESA (Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis) no trabalho de Rizzi et al.,57 as técnicas mais utilizadas para a quantificação do infarto são diversas. Temos a técnica visual, planimetria (manual), as técnicas de desvio padrão,54full-width half maximum (FWHM)58 e a possível correção do ruído da imagem.59 Devemos lembrar que todos os trabalhos científicos excluem as imagens com baixa qualidade técnica e com artefatos de respiração ou de aquisição das imagens, não sendo possível a análise por estas técnicas. Naturalmente, a análise semiautomática com correção manual e descarte dos artefatos se torna o método de escolha para quantificação da fibrose e infarto no dia-a-dia clínico.56^,58^,60^-68

Baseado nas informações acima descritas, achamos que uma boa forma de visualização destes dados nos relatórios médicos é a utilização dos mapas polares - Bull's Eyes (Figura 5) - para facilitar a explicação dos achados identificados por um médico especialista e o entendimento do médico assistente.

Figura 5 Exemplificação de um mapa polar que pode ser utilizado nos relatórios médicos.

Doença isquêmica aguda do miocárdio

No cenário da doença aguda, a rápida reperfusão miocárdica evita morte do músculo viável e melhora a fração de ejeção e o prognóstico a longo prazo.31^,69 Mesmo após uma reperfusão bem-sucedida, a disfunção miocárdica pode persistir. É importante diferenciar se isto está relacionado à necrose ou ao atordoamento miocárdico. A diferenciação entre estas duas situações clínicas é de grande importância, pois um músculo atordoado deverá ter uma melhora funcional e clínica significativa após a reperfusão coronariana, seja por angioplastia ou cirurgia.20

A RMC possui a capacidade de diferenciar estas duas situações clínicas utilizando a técnica do realce tardio. Este conceito foi muito bem estudado no trabalho de Choi et al.,70 onde todos os pacientes realizaram o realce tardio até 7 dias após o infarto e um segundo exame entre 8 a 12 semanas. Neste trabalho, a ausência ou a presença de pequenos focos de realce tardio ao se analisar a transmuralidade do infarto (transmural extent of infarction - TEI) foi capaz de predizer a melhora funcional segmentar e global de forma significativa (p < 0,001). Outros estudos tiveram resultados muito semelhantes e acreditamos que o uso da RMC no pós-infarto deve ser incentivado de forma rotineira.71^,72

Além da capacidade de caracterizar o infarto, a técnica do realce tardio pode modificar na prática alguns diagnósticos no nosso dia-a-dia clínico. Como exemplo disso, é relativamente frequente que pacientes com suspeita de infarto e cateterismos normais tenham diagnóstico etiológico definitivo demonstrado pela RMC, como miocardite, vasoespasmo com reperfusão ou, em alguns casos, infartos do miocárdio pequenos causados por oclusão de pequenos vasos não detectados à primeira análise no cateterismo (em várias situações, o laudo do cateterismo precisou ser mudado após a RMC).21 Na Figura 6, sugerimos um algoritmo para utilização do realce tardio no cenário da fase aguda do infarto.

Figura 6 Algoritmo para o uso da ressonância magnética em pacientes com suspeita de infarto agudo do miocárdio com elevação do segmento ST. Baseado na presença ou não de sinais no cateterismo que definam o diagnóstico de doença arterial coronariana e sua localização e da presença de alterações nos marcadores de necrose miocárdica, os achados da RMC podem levar ao diagnóstica definitivo da agressão miocárdica. IAM: infarto agudo do miocárdio; DAC: doença arterial coronariana; RMC: ressonância magnética cardíaca; CATE: cateterismo; RT: realce tardio; VE: ventrículo esquerdo; VD: ventrículo direito. Modificado de Kim et al.<xref ref-type="bibr" rid="B50">50</xref>

Doença isquêmica crônica do miocárdio

Há mais de 14 anos, a ressonância magnética com a técnica do realce tardio é utilizada para os pacientes com doença isquêmica crônica. O trabalho de Kim et al.50 demonstrou a importância desta técnica ao predizer melhora funcional segmentar e global após a revascularização cirúrgica ou por angioplastia.

A transmuralidade do infarto é atualmente de alta eficácia para identificar os pacientes que irão ou não responder à revascularização. A RMC deve ser utilizada de forma rotineira nos centros que possuem esta tecnologia.

Em trabalho publicado por Schvartzman et al.,73 a relação inversa entre a transmuralidade e a recuperação funcional pós-revascularização foi significativa (p < 0,002).

Por estes dados, não achamos importante o uso de valores de corte, como atualmente utilizado, que dicotomizam a viabilidade em acima de 50% da transmuralidade para músculo não viável e, em resultados inferiores a este para músculo viável. Acreditamos que isto não é fisiológico e pode prejudicar alguns pacientes que poderiam responder à revascularização, mesmo com mais de 50% da transmuralidade afetada, já que cada segmento pode ter uma microcirculação interdependente com um certo grau de melhora funcional.

Insuficiência cardíaca crônica

Quando pensamos em tratamento para doença isquêmica, também precisamos incluir os casos crônicos de pacientes com insuficiência cardíaca estabelecida e que dependem da otimização do tratamento clínico.

O uso do realce tardio e a mensuração da transmuralidade do infarto já foi demonstrado ser um grande preditor da resposta ao tratamento clínico. No trabalho de Bello et al.,74 a ressonância magnética foi utilizada em pacientes com insuficiência cardíaca crônica e fração de ejeção média de 26 ± 11%, antes e após 6 meses de terapia com betabloqueador. Estes autores demonstraram melhora do remodelamento miocárdico e da função global e segmentar dos segmentos viáveis.

Viabilidade e o estudo STICH

Uma das grandes críticas do meio acadêmico ao desenho do estudo STICH (Surgical Treatment for Ischemic Heart Failure) foi a falta de utilização da ressonância magnética na identificação da viabilidade miocárdica, já que este é um método atualmente comprovado de grande reprodutibilidade e maior precisão. O estudo randomizou pacientes com miocardiopatia isquêmica que se submeteram aleatoriamente à revascularização miocárdica ou tratamento clínico. Este desenho científico evita a confusão entre a decisão médica e a condição clínica dos pacientes e possui grande capacidade estatística para identificar o real benefício de se optar entre uma ou outra conduta. Infelizmente, mesmo utilizando métodos consagrados na literatura como a ecocardiografia de estresse e a cintilografia miocárdica, a pesquisa de viabilidade por estes dois métodos não teve capacidade de identificar os pacientes que se beneficiariam da terapia. Portanto, o estudo STICH foi um estudo negativo para o conceito de pesquisa de viabilidade, que deixou aberta a possibilidade desta hipótese ser testada por ressonância magnética.21 A viabilidade pela RMC foi então testada e os resultados foram bem diferentes do estudo STICH. Um dos principais estudos com publicação no Journal of the American College of Cardiology75 demonstrou que a viabilidade detectada pela RMC foi de grande importância em diferenciar o grupo com miocardiopatia isquêmica com disfunção severa do ventrículo esquerdo que se beneficiaria de revascularização miocárdica. Atualmente, a RMC deve ser realizada em todos os pacientes com miocardiopatia isquêmica com disfunção do ventrículo esquerdo para caracterização de viabilidade miocárdica.27

Conclusões

A ressonância magnética é capaz de avaliar a viabilidade miocárdica através de uma série de diferentes técnicas e métodos. Estas técnicas podem avaliar alterações metabólicas, funcionais, morfológicas e características teciduais, além de avaliar a viabilidade celular.

A técnica mais utilizada e com maior potencial de uso clínico é o realce tardio miocárdico. Este consegue identificar de forma simples e objetiva áreas de hipersinal no miocárdio após a administração do meio de contraste e com excelente correlação histológica para caracterizar área de infarto/fibrose.

A técnica do realce tardio pode avaliar a viabilidade miocárdica não só pela dicotomização entre ausente e presente, mas também por um continuum quase linear baseado na capacidade de cada tecido em recuperar a capacidade contrátil.

Além da viabilidade, o realce tardio miocárdico tem a capacidade de detectar infartos ocultos, caracterizar lesões que elevam os marcadores de necrose miocárdica e estabelecer diagnóstico etiológico de miocardiopatias, além de poder predizer potencial arritmogênico e risco de morte em pacientes com miocardiopatia isquêmica ou não.

Fontes de financiamento

O presente estudo foi parcialmente financiado pela FAPERJ.

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de Iniciação científica de Ana Luiza Mansur Souto pela Universidade Federal Fluminense.