Marcelo Nigri
InCor
Av. Dr. Enéas de Carvalho Aguiar, 44
05403-000 - São Paulo, SP
E-mail:
Instituto do Coração do Hospital das Clínicas – FMUSP, São Paulo, SP
Diagnósticos em valvopatia podem começar com o uso do estetoscópio e terminar na ressonância magnética cardíaca (RMC). É crescente a aplicação da RMC em cardiologia, pois ela fornece informações morfofuncionais necessárias à tomada de decisões clínicas relativas às doenças cardiovasculares.
A excelente definição anatômica entre os tecidos, aquisição e reconstrução tridimensionais, ausência de radiação ionizante e uso de contraste não-nefrotóxico (Gadolínio) são vantagens incontestáveis da RMC.
O diagnóstico de valvopatia pode ser beneficiado pela RMC quando há dificuldade técnica ecocardiográfica (janela acústica inadequada, por exemplo) e em casos de divergência com outros exames, como o cateterismo cardíaco. A RMC obtém informações adicionais, relativas à medida precisa das dimensões das câmaras cardíacas, função e massa ventriculares, volumes de regurgitação valvar e caracterização da fibrose miocárdica associada às valvopatias.
Das principais técnicas de RMC, a cine-ressonância é a mais utilizada para a avaliação das valvas cardíacas. Há aquisição segmentada de imagens dinâmicas ao longo de alguns ciclos cardíacos, permitindo avaliar a movimentação das estruturas em qualquer plano anatômico; é possível medir, de forma acurada, diâmetros e volumes das câmaras cardíacas, assim como a massa e função ventriculares. Segundo o método de Simpson, a fração de ejeção ventricular é calculada a partir dos volumes sistólico e diastólico de diversos cortes transversais ao eixo principal do coração, cobrindo toda a extensão ventricular1.Também com a cine-ressonância é possível determinar a área valvar por planimetria direta.
A presença de calcificação, que gera perda de sinal à RMC, pode causar superestimação da área de abertura valvar pela planimetria, mas em geral esse método apresenta excelente correlação com a ecocardiografia2. As medidas de velocidade de fluxo, área valvar e gradiente pressórico transvalvar pela RMC com a técnica de contraste de fase demonstram estreita correlação com o Doppler e o cateterismo em pacientes com estenose mitral e aórtica3,4.
Um dos pontos fortes da RMC na avaliação das valvopatias é a sua habilidade de mensurar de forma precisa o volume e a fração regurgitantes, na insuficiência valvar. Para esse fim, a RMC foi considerada como método de imagem de primeira linha no consenso de RM cardiovascular da Sociedade de Ressonância Magnética Cardiovascular5.
Suas vantagens sobre a ecocardiografia bidimensional são a não-limitação pela conformação torácica do paciente, o fato de ter baixa variabilidade intra e interobservador e de permitir a análise do ventrículo direito, câmara usualmente de difícil acesso ao ecocardiograma. Essas qualidades são o cartão de visita da RMC para inclusão no seguimento da função e massa ventriculares de pacientes valvopatas (com estenose aórtica, por exemplo), bem como para a comparação funcional após alguma intervenção cirúrgica.
A codificação de velocidade é uma extensão da cine-ressonância que permite determinar a velocidade do fluxo sangüíneo de um vaso ou valva cardíaca. Equivale ao Doppler da ecocardiografia, mas com a vantagem de poder acessar fluxos em qualquer orientação sem limitação de janela acústica. Por meio da equação de Bernoulli modificada, também é possível a determinação do gradiente de pressão transvalvar.
Uma das principais preocupações do cardiologista é a segurança da RMC em portadores de prótese valvar mecânica. Atualmente já está bem estabelecido que é seguro expor um portador desse tipo de prótese aos campos magnéticos habitualmente utilizados em RMC (1,5 Tesla). A força magnética sobre o material é muito pequena frente àquela exercida pela fixação cirúrgica da prótese. Por outro lado, essas próteses produzem um artefato de perda de sinal (área escura na imagem) em função da distorção do campo magnético pelo conteúdo metálico. Em geral esse artefato se estende para as estruturas adjacentes, o que varia conforme a seqüência de pulso utilizada (usualmente menor extensão nas seqüências de spin-eco). Conseqüentemente, a avaliação de jatos de turbulência de fluxo valvar, principalmente os de pequena magnitude, fica prejudicada. Com as próteses biológicas, em geral esse efeito fica restrito ao anel valvar e não chega a interferir de forma significativa na interpretação do exame.
Descrita há cerca de seis anos, a técnica de realce tardio consiste na aquisição das imagens cerca de 10 a 20 minutos após a injeção intravenosa de contraste (gadolínio) precedida de um pulso de inversão-recuperação6 . Dessa forma é capaz de visualizar mínimas áreas de necrose/fibrose no miocárdio e apresenta excelente correlação com a anatomia patológica em diversas cardiopatias6-9.
A aplicação da técnica do realce tardio em pacientes com valvopatia aórtica (estenose ou insuficiência) acentuada e artérias coronárias normais, antes e depois da cirurgia valvar, permitiu identificar áreas de fibrose miocárdica (FM) em 60% dos casos, com boa acurácia comparada à biópsia miocárdica realizada durante a cirurgia em torno de 78,5%. Além disso, o diagnóstico de FM pela RMC e biópsia foi diretamente proporcional a disfunção ventricular, expressa pela fração de ejeção < 45 %9-11.
Entretanto, como todo exame, a RMC tem limitações, que devem ser levadas em consideração ao indicá-la. Todas as seqüências de pulso cardíacas são obtidas com sincronização eletrocardiográfica. Em pacientes portadores de arritmias, algo comum entre valvopatas, essa sincronização é prejudicada, o que pode comprometer a qualidade do exame. Além disso, a aquisição das imagens quase sempre é realizada em apnéia de alguns segundos. Pacientes dispnéicos ou com insuficiência cardíaca descompensada não costumam tolerá-la, o que também reduz a qualidade das imagens. Cerca de 2% dos pacientes não conseguem suportar o exame por claustrofobia. Já os implantes metálicos cerebrais constituem contra-indicação formal à RM, a não ser que comprovadamente não apresentem propriedades ferromagnéticas. Finalmente, a presença de marca-passo ou cardioversor-desfibrilador implantável também é considerada contra-indicação ao exame, embora alguns estudos tenham demonstrado sua segurança nos aparelhos de 1,5 Tesla.
Portanto, a RMC já tem seu espaço como método para auxiliar o cardiologista na definição de aspectos importantes da história natural das valvopatias. Tudo indica que terá grande expansão nos próximos anos.
1. Rehr RB, Malloy CR, Filipchuk NG, et al. Left ventricular volumes measured by MR imaging. Radiology. 1985;156:717-9.
2. Mohiaddin RH, Kilner PJ. Valvular heart disease. In: Manning WJ, Pennell DJ, editors. Cardiovascular Magnetic Resonance. Philadelphia, PA: Churchill Livingstone, 2002: 387-404.
3. Mohiaddin RH, Longmore DB. Functional aspects of cardiovascular nuclear magnetic resonance imaging. Techniques and application. Circulation. 1993;88:264-81.
4. Wagner A, Mahrholdt H, Holly TA, et al. Contrast-enhanced MRI and routine single photon emission computed tomography (SPECT) perfusion imaging for detection of subendocardial myocardial infarcts: an imaging study. Lancet. 2003;361:374-9.
5. Pinto IM, da Luz PL, Magalhães HM, et al. Consenso SOCESP-SBC sobre Ressonância Magnética em Cardiologia. Arq Bras.Cardiol. 1995; 65(5): 451-7.
6. Simonetti OP, Kim RJ, Fieno DS, et al. An improved MR imaging technique for the visualization of myocardial infarction. Radiology. 2001;218(1):215-18.
7. Mahrholdt H, Goedecke C, Wagner A, et al. Cardiovascular magnetic resonance assessment of human myocarditis: a comparison to histology and molecular pathology. Circulation. 2004;109:1250-8.
8. Serra JJ, Monte GU, Mello ES, et al. Images in cardiovascular medicine. Cardiac sarcoidosis evaluated by delayed-enhanced magnetic resonance imaging. Circulation. 2003;107:e188-e9.
9. Nigri M. Fibrose miocárdica em valvopatia aórtica: estudo comparativo entre a ressonância magnética e biópsia intra-operatória miocárdica – Tese apresentada ao Departamento de Cardiopneumologia da FMUSP para obtenção do titulo de Doutor em 16/12/2004. São Paulo, 2004.
10. Nigri M, Rochitte C, Tarasoutchi F, et al. Myocardial fibrosis detected by MRI and biopsy is associated with worse left ventricular function in patients with severe chronic aortic valve disease. Circulation. 2003;108[17(S-IV)]:567 (abstract).
11. Nigri M, Rochitte C, Tarasoutchi F, et al. Delayed-enhanced magnetic resonance imaging detects myocardial fibrosis in patients with chronic aortic valve disease. J Am Coll Cardiol. 2004;41[6 (SA)]:450 (abstract).
Marcelo Nigri InCor Av. Dr. Enéas de Carvalho Aguiar, 44 05403-000 - São Paulo, SP E-mail:
Artigo recebido em 30/12/05; revisado recebido em 31/03/06; aceito em 24/04/06.
Instituto do Coração do Hospital das Clínicas – FMUSP, São Paulo, SP, Brazil
In valvular heart diseases, diagnosis may begin with the stethoscope and end with cardiovascular magnetic resonance (CMR). CMR has been increasingly used in Cardiology, because it provides the morphological and functional information necessary for clinical decision-making in cardiovascular diseases.
Superb soft tissue definition, acquisition and three-dimensional reconstructions, together with the absence of ionizing radiation and use of non-nephrotoxic contrast medium (gadolinium), are undeniable advantages of CMR.
The diagnosis of valvular heart disease may benefit from CMR when echocardiography poses technical difficulties (such as inadequate acoustic window) or when there is divergence with other examinations, such as cardiac catheterization. CMR provides accurate information on heart chamber dimensions, ventricular function and mass, plus valve regurgitant volume, as well as on the myocardial fibrosis associated with valvular heart diseases.
Among CMR primary techniques, cine-MRI is the most widely used to evaluate heart valves. The segmented acquisition of dynamic images over some cardiac cycles allows assessing structure motions in any anatomical plane; heart chamber diameters and volumes can be accurately measured, as can ventricular mass and function. According to Simpson's rule, left ventricular ventricular ejection fraction is calculated from the systolic and diastolic volumes of several cross-sections to the main axis of the heart, spanning the entire ventricle1. Cine-MRI also permits the valve area to be measured by direct planimetry. The presence of calcification, which creates a signal void on CMR images, may lead to an overestimation of valve opening by planimetry, but this method usually shows excellent correlation with echocardiography2. Measurements of flow velocity, valve area, and transvalvular pressure gradient performed by phase-contrast CMR demonstrate a close correlation with Doppler and catheterization in patients with mitral and aortic stenosis3,4.
One of CMR's strengths in evaluating valvular heart diseases is its ability to accurately quantify regurgitant volume and fraction in valve regurgitation. Therefore, CMR was considered a first-line imaging method in the consensus on cardiovascular MRI of the Brazilian Society of Cardiovascular Magnetic Resonance Imaging5.
Its advantages over two-dimensional echocardiography include the fact that it is not limited by the patient's chest conformation, it shows low intra- and interobserver variability and allows right ventricle quantification, a chamber usually difficult to access on echocardiograms. These qualities are the CMR's calling card for inclusion in the follow-up of ventricular function and mass of patients with valvular heart disease (such as aortic stenosis), as well as for functional comparison after surgical intervention.
Velocity-encoded cine-MRI allows the assessment of blood flow velocity across a cardiac vessel or valve. It is equivalent to Doppler echocardiography, but offers the advantage of accessing blood flows in any orientation without being limited by an acoustic window. Using the modified Bernoulli equation, it is possible also to derive transvalvular pressure gradient.
One of the cardiologist's biggest concerns is that of CMR safety in patients with a mechanical prosthetic valve. It is well established that it is safe to expose a patient with this type of prosthesis to the magnetic fields generally used on CMR (1.5 Tesla). The magnetic force acting on the material is too weak compared to that imposed by the surgical attachment of the prosthesis. On the other hand, these prostheses produce artifacts of signal void (dark area on the MRI image), because the magnetic field becomes distorted by the metallic content. These artifacts often extend to the surrounding structures, depending on the pulse sequence used (this is usually less marked in spin-echo sequences). Consequently, the evaluation of turbulent jets, especially those of lower magnitude, is compromised. With bioprostheses, this effect is usually restricted to the valve annulus and does not interfere significantly in the MRI interpretation.
Described around six years ago, the delayed-enhanced technique consists in acquiring images approximately 10 to 20 minutes after the intravenous injection of a contrast medium (gadolinium) preceded by an inversion-recovery pulse6. In addition to allowing the visualization of minimal areas of myocardial necrosis/fibrosis, this technique shows excellent correlation with the pathological anatomy in several heart diseases6-9.
Using delayed-enhanced MRI in patients with severe aortic valve disease (stenosis or regurgitation) but normal coronary arteries, both before and after heart valve surgery, areas of myocardial fibrosis could be identified in 60% of the cases, with good accuracy (78.5%) compared to the myocardial biopsy performed during surgery. Moreover, the diagnosis of myocardial fibrosis (MF) by CMR and biopsy was directly proportional to the ventricular dysfunction, expressed by ejection fraction< 45 %9-11.
However, as with all examinations, CMR imaging has some limitations, which should be taken into account when indicating it. All cardiac pulse sequences rely on ECG-gating. In patients with arrhythmias, which are common in valvular heart disease patients, this gating is impaired, thereby compromising the quality of examination. In addition, image acquisition is almost always performed during a few seconds of breath-holding. Usually, patients with dyspnea or decompensated heart failure do not tolerate this, which also contributes to reducing image quality. Approximately 2% of the patients are unable to tolerate MRI examination due to claustrophobia. Metal implants in the patient's brain, in turn, are formal contraindications to MRI, unless they do not have ferromagnetic properties. Finally, the presence of a pacemaker or Implantable cardioverter-defibrillator is also a contraindication to the examination, although some studies have demonstrated its safety in 1.5-Tesla MRI scanners.
Therefore, CMR has already earned its place as an adjunct method in helping cardiologists to define important features of valvular heart diseases' natural history. It seems that its use will be widely expanded in the coming years.
1. Rehr RB, Malloy CR, Filipchuk NG, et al. Left ventricular volumes measured by MR imaging. Radiology. 1985;156:717-9.
2. Mohiaddin RH, Kilner PJ. Valvular heart disease. In: Manning WJ, Pennell DJ, editors. Cardiovascular Magnetic Resonance. Philadelphia, PA: Churchill Livingstone, 2002: 387-404.
3. Mohiaddin RH, Longmore DB. Functional aspects of cardiovascular nuclear magnetic resonance imaging. Techniques and application. Circulation. 1993;88:264-81.
4. Wagner A, Mahrholdt H, Holly TA, et al. Contrast-enhanced MRI and routine single photon emission computed tomography (SPECT) perfusion imaging for detection of subendocardial myocardial infarcts: an imaging study. Lancet. 2003;361:374-9.
5. Pinto IM, da Luz PL, Magalhães HM, et al. Consenso SOCESP-SBC sobre Ressonância Magnética em Cardiologia. Arq Bras.Cardiol. 1995; 65(5): 451-7.
6. Simonetti OP, Kim RJ, Fieno DS, et al. An improved MR imaging technique for the visualization of myocardial infarction. Radiology. 2001;218(1):215-18.
7. Mahrholdt H, Goedecke C, Wagner A, et al. Cardiovascular magnetic resonance assessment of human myocarditis: a comparison to histology and molecular pathology. Circulation. 2004;109:1250-8.
8. Serra JJ, Monte GU, Mello ES, et al. Images in cardiovascular medicine. Cardiac sarcoidosis evaluated by delayed-enhanced magnetic resonance imaging. Circulation. 2003;107:e188-e9.
9. Nigri M. Fibrose miocárdica em valvopatia aórtica: estudo comparativo entre a ressonância magnética e biópsia intra-operatória miocárdica – Tese apresentada ao Departamento de Cardiopneumologia da FMUSP para obtenção do titulo de Doutor em 16/12/2004. São Paulo, 2004.
10. Nigri M, Rochitte C, Tarasoutchi F, et al. Myocardial fibrosis detected by MRI and biopsy is associated with worse left ventricular function in patients with severe chronic aortic valve disease. Circulation. 2003;108[17(S-IV)]:567 (abstract).
11. Nigri M, Rochitte C, Tarasoutchi F, et al. Delayed-enhanced magnetic resonance imaging detects myocardial fibrosis in patients with chronic aortic valve disease. J Am Coll Cardiol. 2004;41[6 (SA)]:450 (abstract).
Marcelo Nigri InCor Av. Dr. Enéas de Carvalho Aguiar, 44 05403-000 - São Paulo, SP E-mail:
Artigo recebido em 30/12/05; revisado recebido em 31/03/06; aceito em 24/04/06.