Abstract

abcic

ABC Imagem Cardiovascular

ABC Imagem Cardiovasc.

2675-312X 2318-8219

Departamento de Imagem Cardiovascular da Sociedade Brasileira de Cardiolodia (DIC/SBC)

Gpq8HHm7KKzNFwpdtV46jFC

S2675-312X2026000101402

01402

10.36660/abcimg.20250105i

Review Article

My Approach to Differentiating Pericardial Effusion with and without Hemodynamic Repercussions

Gomes

Helder Moura

Conception and design of the research writing of the manuscript ¹ Silva

Halsted Alarcão Gomes Pereira da

Conception and design of the research writing of the manuscript ¹ 1 Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia

São Paulo

Brazil Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia, São Paulo, SP – Brazil

Mailing Address:Helder Moura Gomes • Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia. Doutor Dante Pazzanese, 500. Postal code: 04.012-180. São Paulo, SP – Brazil E-mail: heldergomes20@gmail.com Editor responsible for the review:

Marcelo Tavares

Potential Conflict of Interest

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

10 04 2026

2026

39 1

e20250105

12 12 2025 15 12 2025 15 12 2025

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License

Abstract

Pericardial effusion is a common finding in cardiology practice. It is frequently identified in outpatient and inpatient follow-up examinations, especially during the postoperative period of heart surgery. In clinically stable patients, proper assessment can allow for early detection of signs of clinical deterioration. In patients in shock, careful analysis of pericardial effusion can confirm or rule out this condition as the main cause of hemodynamic instability. Precise identification of the location, anatomical characterization of severity, and analysis of hemodynamic repercussions by means of Doppler are essential elements to guide medical management. In addition to technical assessment, precautions when describing findings in imaging reports are equally important. This is because the hemodynamic repercussions observed on echocardiography do not always correspond to the patient's clinical severity.

Keywords Pericardial Effusion Echocardiography Inferior Vena Cava Cardiac Tamponade

Sources of Funding There were no external funding sources for this study.

RA: right atrium; LA: left atrium; RV: right ventricle; LV: left ventricle Introduction

Pericardial effusion (PE) occurs due to accumulation of fluid in the pericardial sac. The etiologies include inflammatory, infectious, neoplastic, autoimmune, metabolic, traumatic, and iatrogenic causes.¹ It is not always simple to assess the repercussions of PE, because factors such as etiology, speed of onset, and hemodynamic conditions can make this assessment a major challenge in clinical practice. Although several methods can assess and quantify PE, given its inherent characteristics, echocardiography is the most widely applied initial method, providing tools for rapid assessment and decision-making, especially in critical patients.

Anatomical and pathophysiological considerations

The pericardium is a sac-like structure that contains the heart and adjacent structures, composed of a fibrous and a serous component. The outer fibrous component is mainly composed of collagen fibers with interspersed short elastic fibrils. The fibrous envelope is continuous superiorly with the adventitia of the great vessels and is attached inferiorly to the diaphragm. The serous component consists of a single layer of mesothelium that forms a parietal layer and a visceral layer, surrounding the pericardial cavity. The parietal layer lines the fibrous pericardium, and together these structures form the parietal pericardium. The visceral layer is also known as the epicardium, which lines the heart.

Between the visceral pericardium and the myocardium, there is a variable amount of epicardial adipose tissue. Epicardial fat is most abundant along the atrioventricular and interventricular sulci and is an important differential diagnosis when assessing PE.

Under physiological conditions, pericardial space normally contains a small amount of fluid, typically ranging from 10 to 50 mL, with an important function related to lubricating the heart, reducing friction during movement between tissues, and allowing the translational and rotational motion of the heart.

Slow increases in this volume tend to have a smaller impact on pericardial pressure and its transmission to the heart chambers, due to the maintenance of pericardial compliance. In rapid increases, this does not occur, and pericardial pressure shows a progressive and rapid increase that will interfere with cardiac hemodynamics (Figure 1).

Figure 1 Comparative image demonstrating increased pericardial pressures in two possible scenarios. Curve A shows a scenario in which the accumulation of pericardial fluid occurs within a short period of time with a rapid increase in pericardial pressures transmitted to the heart chambers. Curve B shows a scenario in which the accumulation of pericardial fluid occurs over a longer period of time, with a slow and gradual increase in pericardial pressures, and pressure transmission to the heart chambers occurs only after a large accumulation of fluid. Adapted from American Society of Echocardiography guidelines.<sup><xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref></sup>

The right ventricle (RV) wall is thinner than that of the left ventricle (LV). Consequently, more than half of the diastolic pressure in the RV, under physiological conditions, is due to the pericardium, making it a particularly important chamber in assessing the impact of PE, because it is one of the earliest affected.

It is essential to understand the phenomenon of ventricular interdependence inherent to cardiac physiology, in order to grasp the changes that guide the diagnosis of PE with hemodynamic repercussions. The RV and LV are pumps that share a wall, the interventricular septum that separates them, and both are contained within the pericardial sac. Therefore, variations in ventricular volumes and filling pressures can lead to bulging of the septum to one side, depending on the pressure conditions. This occurs under normal conditions, including during physiological inspiration and expiration, but it does not have a significant impact on LV filling (Figure 2).

Figure 2 Ventricular interdependence demonstrating how the physiological variation of mitral and tricuspid transvalvular flows behaves during inspiration and expiration. Flow variations below 20% are expected in healthy patients. LV: left ventricle; RV: right ventricle.

When there is an increase in pericardial volume and an increase in pressure throughout the heart, RV filling during inspiration can bulge the septum to the left, limiting the volume that fills the left side (reverse Bernheim effect). During expiration, the opposite occurs.³ In practice, this explains, the paradoxical pulse and the increased variation of mitral and tricuspid flows between inspiration and expiration in extreme cases.

Given that PE can impact cardiac function, leading to low output, it is essential to understand the tools for evaluating PE and its repercussions. Although PE can also be evaluated by magnetic resonance imaging and computed tomography, echocardiography is a fundamental part of this assessment due to its sensitivity for large-volume effusions, portability, and ease of follow-up.

Correct identification of pericardial effusion

The following discussion is based on the fundamental concept that PE must be correctly diagnosed. A simple, yet accurate parameter for analysis is the location of fluid accumulation (anechoic content).

If the fluid is predominantly located anterior to the descending thoracic aorta in longitudinal parasternal view, the most likely diagnosis will be PE. If it is located in retroaortic topography, the diagnosis will be left pleural effusion, considering that the aorta in this segment is anterior and to the left of the vertebral column (Figure 3).

Figure 3 Echocardiographic differences between pericardial effusion (Image A) and pleural effusion (Image B), using the descending thoracic aorta as an anatomical reference parameter.

Another finding that can lead to incorrect diagnosis is epicardial fat, which differs from effusion insofar as it is more echogenic than the myocardium, moves along with cardiac motion, and does not naturally generate hemodynamic impact (Figure 4).

Figure 4 Echocardiographic images in the parasternal longitudinal and short-axis window of a patient with metabolic syndrome and extensive epicardial fat layer. Differential diagnosis with pericardial effusion is essential due to the difference in complementary investigation and clinical treatment. LA: left atrium; LV: left ventricle; RV: right ventricle. Echocardiographic assessment: quantification

By definition, pericardial fluid volume above 50 mL is considered abnormal² and should, whenever possible, be described in the final report. Echocardiographic quantification can be performed using size or volume parameters; the former is more commonly used in clinical practice and recommended by the American Society of Echocardiography guidelines, according to their most recent publication. This measurement is performed using two-dimensional echocardiography, and the parameter is described in a semi-quantitative manner, based on the size of the echo-free space seen between the parietal and visceral pericardium at end-diastole. Considering this measurement, we can classify PE as mild (< 10 mm), moderate (10 to 20 mm), and severe (> 20 mm), as described in Table 1.

Table 1 Classification of pericardial effusion according to maximum diastolic diameter and estimated volume

ASE/EACVI classification of end-diastolic diameter
Classification	Diameter	Estimated volume
• Normal	Seen only in systole	10 to 50 mL
• Minimal	< 5 mm
• Mild	5 to 9 mm	< 100 mL
• Moderate	10 to 20 mm	100 to 500 mL
• Large	> 20 mm	> 500 mL
• Very large	> 25 mm	> 700 mL

Note: The estimation of pericardial effusion volume should be interpreted only as a reference parameter and not as a scientific dogma. ASE: American Society of Echocardiography; PE: pericardial effusion; EACVI: European Association of Cardiovascular Imaging.

Figure 5 displays a case of PE of inflammatory etiology, with measurements of the largest diastolic diameters. This assessment should always be performed using multiple echocardiographic windows.

Figure 5 Very large pericardial effusion assessed through multiple images (A, B, and C), circumferentially involving the heart, with a maximum diameter of 35.5 mm shown in Image C. PE: pericardial effusion; RV: right ventricle.

Another parameter described is the volumetric estimate, considering the correlation between diameters and volumes measured on two-dimensional echocardiography. It is inferred that a mild effusion (< 10 mm) would have between 50 and 100 mL of pericardial fluid, a moderate effusion (10 to 20 mm) between 100 and 500 mL, and a significant effusion (> 20 mm) more than 500 mL². There is limited accuracy between this measurement and the actual volume of surgically drained pericardial fluid. Volumetric assessment measured using Simpson's method, preferably in the subcostal window, as published by DeMaria et al. in the Journal of the American Society of Echocardiography in 2019,⁴ appears to be of greater value. Figure 6 provides an example of how this quantification could be performed in a real-world case.

Figure 6 Volumetric quantification using Simpson's method. Initially, the pericardium is measured in its outermost component, encompassing all the fluid present, as shown in Image A. In Image B, the cardiac volume is measured during the phase of the cycle in which it presents its largest dimensions and volumes. To obtain the pericardial fluid volume, the simple difference between these two measurements is calculated.

Uniform and homogeneous effusion suggests the possibility of transudate, whereas findings of asymmetrical distribution and heterogeneous content suggest exudate. Clots and effusions during the postoperative period can be a diagnostic challenge, sometimes requiring assessment using other methods.

During onset of effusion, hemodynamic repercussions occur when pericardial pressure compresses the cardiac chambers, especially those with lower pressure, and limits chamber filling. To assess the repercussions of effusion, analysis seeks signs of pressure overload in the pericardial space.

Although it is the first-line examination in the assessment of fluid in the pericardial space, it is necessary to take the following limitations into consideration:

Patients with limited acoustic windows (chronic obstructive pulmonary disease, obesity, postoperative cardiac surgery

Operator-dependent

Low signal-to-noise ratio in pericardial space

Limited tissue characterization

Limited assessment in loculated effusions

Echocardiographic assessment: severity (hemodynamic repercussions) One-dimensional assessment: M mode

Due to its high temporal resolution, this method is still widely used for determining the greatest pericardial fluid diameter, provided that the assessment axis is not oblique in relation to the line of analysis.

Quantification should be performed following the previously described classification.

The method more accurately identifies the temporality of right atrial (RA) and RV collapse in relation to the cardiac cycle (Figure 7).

It allows identification of septal bounce related to increased ventricular interdependence; however, it is necessary to rule out other pathologies that may present the same sign, such as chronic obstructive pulmonary disease.

Figure 7 Diastolic collapse of the right ventricular free wall assessed by M mode, with easy identification of the systolic and diastolic components. In this case, the one-dimensional slice passing through the aortic valve helped to correlate each period with the electrocardiogram, which showed low voltage due to significant pericardial effusion. Ao: aorta; LA: left atrium; RV: right ventricle. Two-dimensional assessment: 2D mode

Two-dimensional assessment involves analysis of dynamic anatomical parameters, such as inferior vena cava (IVC) distensibility, and RA and RV collapsibility. It also includes study of cavity flows in order to identify early changes related to hemodynamic repercussions.

Dynamic anatomical assessment of the inferior vena cava and hepatic veins

In PE, right heart chamber pressures are increased due to compression by the effusion. When there are hemodynamic repercussions, IVC plethora is practically a mandatory parameter; diameter greater than 21 mm and variation less than 50% are expected findings. IVC plethora was found in 92% of patients who required pericardial drainage.⁵ When it is not possible to adequately assess the IVC, the presence of plethora can be inferred based on dilation of the hepatic veins.

Hepatic vein flow is also altered in effusion with repercussions. Normal hepatic venous flow is biphasic, with systolic velocity greater than diastolic velocity (generally around 50 cm/s), and interrupted (or with reverse reflux) during atrial systole. Flows tend to increase during inspiration. When hemodynamic repercussions occur, velocities initially reduce to 20 to 40 cm/s, with diastolic flow progressively decreasing until it appears only during inspiration.² When systolic flow occurs only during inspiration, cardiac arrest is imminent. This finding, when associated with cardiac chamber analysis, has high positive and negative predictive value for clinical tamponade (82% and 88%, respectively),⁶ as illustrated in Figure 8.

Figure 8 Pulsed-wave Doppler of hepatic venous flow velocity in a normal patient (Image A) and in cardiac tamponade (Image B). Velocities below the zero baseline demonstrate flow towards the heart, and those above the baseline represent reverse flow. Reduced anterograde flow reflects decreased venous return. In Image B, during apnea, anterograde flow is only seen during ventricular systole (S). With inspiration, systolic flow predominates, but diastolic flow (D) also exists. In the first flow analysis after expiration, a reversal of diastolic flow (white arrow) occurs, which indirectly equates to exacerbation of ventricular interdependence. PE: pericardial effusion. Dynamic anatomical assessment of right heart chambers

With increased pericardial pressure, collapse or indentation of the RA and RV (the heart chambers that are most sensitive to external pressure) reflects the extent to which effusion impacts right chamber filling. This analysis is particularly useful in low-pressure tamponade, a context in which there is no significant IVC plethora.

RA indentation/collapse occurs at the peak of the R wave (atrial diastole). When it lasts for more than one third of the cardiac cycle, it has high sensitivity and specificity for clinical tamponade.⁷

Similarly, RV indentation/collapse occurs after the T wave (ventricular diastole), and its presence indicates that pericardial pressure already exceeds RV pressure. Initially, it occurs only during inspiration, persisting throughout the respiratory cycle as effusion develops. The longer the duration, the greater the repercussion,⁸ as illustrated in Figure 9.

Figure 9 Systolic and diastolic collapse of the right ventricle secondary to free wall rupture, a rare mechanical complication associated with extensive anterior wall infarction. AMI: acute myocardial infarction; LV: left ventricle; RV: right ventricle.

Absence of collapse in any chamber has > 90% negative predictive value for effusion with repercussions.⁶ On the other hand, the absence of RV collapse can occur in clinical contexts of high RV pressures (RV hypertrophy, severe pulmonary hypertension, or coexisting LV dysfunction).^9,10

There is a clinical context that deserves even more careful evaluation, namely, when hypovolemia coexists. In these cases, collapse of the right heart chambers and, more rarely, the left chambers occurs earlier due to reduced pressure in the heart chambers. In this scenario, volume expansion and early reassessment of the echocardiographic findings presented are very useful and help guide clinical management, often avoiding surgical intervention.

Hemodynamic assessment: Doppler

In the assessment of transvalvular flows, an increase in the variation of mitral and tricuspid E wave velocities is observed, which is related to exacerbation of ventricular interdependence. The following formula is used to calculate:

Transvalvular flow variation = ( expiration − inspiration ) expiration

Transmitral flow during inspiration tends to decrease, whereas tricuspid flow tends to increase during inspiration. Since both are calculated in the same way, the calculation of the variation through the tricuspid valve should result in a negative value. Values above 30% for the mitral valve and 60% for the tricuspid valve are indicative of hemodynamic repercussions¹¹ (Figures 10 and 11). When analyzing these variations, care should be taken to reduce the spectral Doppler scan rate, which will help to more accurately identify the variations according to the respiratory cycle and, ideally, analyze them together with the respirometer graph.

Figure 10 Echocardiographic formula and parameters for the correct calculation of transvalvular mitral and tricuspid respiratory variation. As demonstrated in the figure, whenever possible and available, it is of fundamental importance to use a respirometer, with correct identification of respiratory phases associated with the parameter of flow variation. If a respirometer is not available, it is considered that the highest velocity of the E wave through the mitral valve occurs during the expiratory phase, whereas, in the tricuspid valve, it occurs during the inspiratory phase. LA: left atrium; LV: left ventricle; PE: pericardial effusion; RA: right atrium; RV: right ventricle. Figure 11 Respiratory variation above the normal value observed using transvalvular mitral flow in a patient with tamponade secondary to left ventricular free wall rupture. LA: left atrium; LV: left ventricle; RA: right atrium; RV: right ventricle.

Even though it is a useful tool, flow assessment should not be applied in the absence of IVC plethora or collapse of any cardiac chamber, as increased variation can also occur in other clinical contexts (atrial fibrillation, mechanical ventilation).

As with the mitral and tricuspid valves, flow variations occur through the LV outflow tract, and it is possible to document the phenomenon that we clinically recognize as paradoxical pulse on echocardiography. Although useful, it occurs in very late stages, guiding immediate intervention to avoid possible circulatory collapse.

Figure 12 summarizes the main echocardiographic parameters that guide identification of possible hemodynamic repercussions.

Figure 12 Main echocardiographic parameters in the assessment of pericardial effusion with hemodynamic repercussions. IVC: inferior vena cava; LA: left atrium; LV: left ventricle; PE: pericardial effusion; RA: right atrium; RV: right ventricle; Sens: sensitivity; Spec: specificity. Precautions when reporting pericardial effusion

When reporting findings of PE, it is important to characterize the effusion in terms of appearance, location, size, and signs of hemodynamic repercussion. This characterization is essential, as it allows for comparison over time and identification of hemodynamic repercussions, assisting the care team in decision-making, given that not every case of effusion with echocardiographic signs of hemodynamic repercussions will imply immediate clinical impact. The term "tamponade" should be avoided, because it is, by definition, a clinical diagnosis.

The following provides a suggested description of PE (hypothetical case):

"…Presence of diffuse pericardial effusion, important degree, with a maximum diameter of 27 mm adjacent to the right chambers. Diastolic collapse of the right atrium observed during more than one third of the cardiac cycle, and increased variation of transmitral E wave velocity of 50% identified.

Taken together, these findings are compatible with important pericardial effusion with echocardiographic signs of hemodynamic repercussions."

Conclusion

Assessment of PE and its repercussions is routine, especially in critically ill patients. Characterizing the size, identifying IVC plethora, and analyzing hemodynamic implications, whether by observing chamber collapse or increased variation in transvalvular flows, always considering the limitations of each parameter, require attention, and the findings should be considered together. Thus, because it provides rapid information and can be performed at the bedside, echocardiography is an excellent method for characterizing and assessing the repercussions of PE, making it of fundamental importance to support decision-making by the care team.

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.

Study Association

This study is not associated with any thesis or dissertation work.

Ethics Approval and Consent to Participate

This article does not contain any studies with human participants or animals performed by any of the authors.

Use of Artificial Intelligence

The authors did not use any artificial intelligence tools in the development of this work.

Availability of Research Data

The underlying content of the research text is contained within the manuscript.

References 1

Adler

Charron

Imazio

Badano

Barón-Esquivias

Bogaert

2015 ESC Guidelines for the Diagnosis and Management of Pericardial Diseases: The Task Force for the Diagnosis and Management of Pericardial Diseases of the European Society of Cardiology (ESC)Endorsed by: The European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS)

Eur Heart J 2015 36 42 2921 2964

10.1093/eurheartj/ehv318

1 Adler Y, Charron P, Imazio M, Badano L, Barón-Esquivias G, Bogaert J, et al. 2015 ESC Guidelines for the Diagnosis and Management of Pericardial Diseases: The Task Force for the Diagnosis and Management of Pericardial Diseases of the European Society of Cardiology (ESC)Endorsed by: The European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS). Eur Heart J. 2015;36(42):2921-64. doi: 10.1093/eurheartj/ehv318.

Klein

Abbara

Agler

Appleton

Asher

Hoit

American Society of Echocardiography Clinical Recommendations for Multimodality Cardiovascular Imaging of Patients with Pericardial Disease: Endorsed by the Society for Cardiovascular Magnetic Resonance and Society of Cardiovascular Computed Tomography

J Am Soc Echocardiogr 2013 26 9 965.e15 1012.e15

10.1016/j.echo.2013.06.023

2 Klein AL, Abbara S, Agler DA, Appleton CP, Asher CR, Hoit B, et al. American Society of Echocardiography Clinical Recommendations for Multimodality Cardiovascular Imaging of Patients with Pericardial Disease: Endorsed by the Society for Cardiovascular Magnetic Resonance and Society of Cardiovascular Computed Tomography. J Am Soc Echocardiogr. 2013;26(9):965-1012.e15. doi: 10.1016/j.echo.2013.06.023.

Settle

Adolph

Fowler

Engel

Agruss

Levenson

Echocardiographic Study of Cardiac Tamponade

Circulation 1977 56 6 951 959

10.1161/01.cir.56.6.951

3 Settle HP, Adolph RJ, Fowler NO, Engel P, Agruss NS, Levenson NI. Echocardiographic Study of Cardiac Tamponade. Circulation. 1977;56(6):951-9. doi: 10.1161/01.cir.56.6.951.

DeMaria

Waring

Gregg

Litwin

Echocardiographic Assessment of Pericardial Effusion Size: Time for a Quantitative Approach

J Am Soc Echocardiogr 2019 32 12 1615.e1 1617.e1

10.1016/j.echo.2019.08.019

4 DeMaria DM, Waring AA, Gregg DE, Litwin SE. Echocardiographic Assessment of Pericardial Effusion Size: Time for a Quantitative Approach. J Am Soc Echocardiogr. 2019;32(12):1615-7.e1. doi: 10.1016/j.echo.2019.08.019.

Himelman

Kircher

Rockey

Schiller

Inferior Vena Cava Plethora with Blunted Respiratory Response: A Sensitive Echocardiographic Sign of Cardiac Tamponade

J Am Coll Cardiol 1988 12 6 1470 1477

10.1016/s0735-1097(88)80011-1

5 Himelman RB, Kircher B, Rockey DC, Schiller NB. Inferior Vena Cava Plethora with Blunted Respiratory Response: A Sensitive Echocardiographic Sign of Cardiac Tamponade. J Am Coll Cardiol. 1988;12(6):1470-7. doi: 10.1016/s0735-1097(88)80011-1.

Mercé

Sagristà-Sauleda

Permanyer-Miralda

Evangelista

Soler-Soler

Correlation between Clinical and Doppler Echocardiographic Findings in Patients with Moderate and Large Pericardial Effusion: Implications for the Diagnosis of Cardiac Tamponade

Am Heart J 1999 138 4 Pt 1 759 764

10.1016/s0002-8703(99)70193-6

6 Mercé J, Sagristà-Sauleda J, Permanyer-Miralda G, Evangelista A, Soler-Soler J. Correlation between Clinical and Doppler Echocardiographic Findings in Patients with Moderate and Large Pericardial Effusion: Implications for the Diagnosis of Cardiac Tamponade. Am Heart J. 1999;138(4 Pt 1):759-64. doi: 10.1016/s0002-8703(99)70193-6.

Gillam

Guyer

Gibson

King

Marshall

Weyman

Hydrodynamic Compression of the Right Atrium: A New Echocardiographic Sign of Cardiac Tamponade

Circulation 1983 68 2 294 301

10.1161/01.cir.68.2.294

7 Gillam LD, Guyer DE, Gibson TC, King ME, Marshall JE, Weyman AE. Hydrodynamic Compression of the Right Atrium: A New Echocardiographic Sign of Cardiac Tamponade. Circulation. 1983;68(2):294-301. doi: 10.1161/01.cir.68.2.294.

Leimgruber

Klopfenstein

Wann

Brooks

The Hemodynamic Derangement Associated with Right Ventricular Diastolic Collapse in Cardiac Tamponade: An Experimental Echocardiographic Study

Circulation 1983 68 3 612 620

10.1161/01.cir.68.3.612

8 Leimgruber PP, Klopfenstein HS, Wann LS, Brooks HL. The Hemodynamic Derangement Associated with Right Ventricular Diastolic Collapse in Cardiac Tamponade: An Experimental Echocardiographic Study. Circulation. 1983;68(3):612-20. doi: 10.1161/01.cir.68.3.612.

Hoit

Gabel

Fowler

Cardiac Tamponade in Left Ventricular Dysfunction

Circulation 1990 82 4 1370 1376

10.1161/01.cir.82.4.1370

9 Hoit BD, Gabel M, Fowler NO. Cardiac Tamponade in Left Ventricular Dysfunction. Circulation. 1990;82(4):1370-6. doi: 10.1161/01.cir.82.4.1370.

Hoit

Fowler

Influence of Acute Right Ventricular Dysfunction on Cardiac Tamponade

J Am Coll Cardiol 1991 18 7 1787 1793

10.1016/0735-1097(91)90522-b

10 Hoit BD, Fowler NO. Influence of Acute Right Ventricular Dysfunction on Cardiac Tamponade. J Am Coll Cardiol. 1991;18(7):1787-93. doi: 10.1016/0735-1097(91)90522-b.

Appleton

Hatle

Popp

Cardiac Tamponade and Pericardial Effusion: Respiratory Variation in Transvalvular Flow Velocities Studied by Doppler Echocardiography

J Am Coll Cardiol 1988 11 5 1020 1030

10.1016/s0735-1097(98)90060-2

11 Appleton CP, Hatle LK, Popp RL. Cardiac Tamponade and Pericardial Effusion: Respiratory Variation in Transvalvular Flow Velocities Studied by Doppler Echocardiography. J Am Coll Cardiol. 1988;11(5):1020-30. doi: 10.1016/s0735-1097(98)90060-2.

10.36660/abcimg.20250105

Artigo de Revisão

Como Eu Faço a Diferenciação de Derrame Pericárdico com e sem Repercussão Hemodinâmica

Gomes

Helder Moura

Concepção e desenho da pesquisa redação do manuscrito ¹ Silva

Halsted Alarcão Gomes Pereira da

Concepção e desenho da pesquisa redação do manuscrito ¹ 1

São Paulo

Brasil Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia, São Paulo, SP – Brasil

Correspondência:Helder Moura Gomes • Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia. Doutor Dante Pazzanese, 500. CEP: 04.012-180. São Paulo, SP – Brasil E-mail: heldergomes20@gmail.com Editor responsável pela revisão:

Marcelo Tavares

Potencial Conflito de Interesse

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

Resumo

O derrame pericárdico é um achado comum na prática cardiológica, sendo frequentemente identificado em exames de acompanhamento ambulatorial, hospitalar e, sobretudo, no período pós-operatório de cirurgias cardíacas. Em pacientes clinicamente estáveis, sua avaliação adequada pode permitir a detecção precoce de sinais de deterioração clínica. Já em pacientes em estado de choque, a análise criteriosa do derrame pericárdico pode confirmar ou excluir essa condição como causa principal da instabilidade hemodinâmica. A identificação precisa da localização, a caracterização anatômica da gravidade e a análise da repercussão hemodinâmica por meio do Doppler são elementos essenciais para orientar a conduta médica. Além da avaliação técnica, é igualmente importante o cuidado na descrição dos achados nos laudos de imagem. Isso porque a repercussão hemodinâmica observada na ecocardiografia nem sempre corresponde à gravidade clínica apresentada pelo paciente.

Palavras-chave Derrame Pericárdico Ecocardiografia Veia Cava Inferior Tamponamento Cardíaco

Fontes de Financiamento O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

AD: átrio direito; AE: átrio esquerdo; VCI: veia cava inferior; VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo. Introdução

O derrame pericárdico (DP) ocorre devido ao acúmulo de líquido no saco pericárdico. Dentre as etiologias, estão causas inflamatórias, infecciosas, neoplásicas, autoimunes, metabólicas, traumáticas e iatrogênicas.¹ A avaliação da repercussão do DP nem sempre é simples, pois fatores como etiologia, velocidade de instalação e condições hemodinâmicas podem tornar essa avaliação um grande desafio na prática clínica. Embora vários métodos consigam avaliar e quantificar o DP, dadas as características inerentes ao método, a ecocardiografia é o método inicial mais aplicado, dispondo de ferramentas para avaliação e decisão rápidas – sobretudo em pacientes críticos.

Considerações anatômicas e fisiopatológicas

O pericárdio é uma estrutura sacular que contém o coração e estruturas adjacentes, formado por um componente fibroso e um seroso. O componente fibroso externo é formado principalmente por fibras colágenas com fibrilas elásticas curtas intercaladas. O envoltório fibroso é contínuo com a adventícia dos grandes vasos superiormente e está fixado ao diafragma inferiormente. O componente seroso consiste em uma única camada de mesotélio que forma uma camada parietal e uma camada visceral, envolvendo a cavidade pericárdica. A camada parietal reveste o pericárdio fibroso e, juntas, essas estruturas formam o pericárdio parietal. A camada visceral também é conhecida como epicárdio e reveste o coração.

Entre o pericárdio visceral e o miocárdio, há uma quantidade variável de tecido adiposo epicárdico. A gordura epicárdica é mais abundante ao longo dos sulcos atrioventriculares e interventriculares, sendo um importante diagnóstico diferencial ao avaliar o DP.

Em condições fisiológicas o espaço pericárdico normalmente contém uma pequena quantidade de fluido, tipicamente variando entre 10 e 50 mL, com importante função relacionada à lubrificação do coração, reduzindo o atrito durante o movimento entre os tecidos e permitindo os movimentos de translação e rotação do coração.

Aumentos lentos nesse volume tendem a ter um impacto menor na pressão pericárdica e sua transmissão às cavidades cardíacas, devido à manutenção da complacência do pericárdio. Em aumentos rápidos isso não ocorre e a pressão pericárdica apresenta um aumento progressivo e rápido que irá interferir na hemodinâmica do coração (Figura 1).

Figura 1 Imagem demonstrando comparativamente o aumento das pressões pericárdicas em dois cenários possíveis. Na curva A, evidencia-se um cenário em que o acúmulo de líquido pericárdico ocorre em um curto período de tempo com rápido incremento das pressões pericárdicas com transmissão às cavidades cardíacas. Na curva B, evidencia-se um cenário em que o acúmulo de líquido pericárdico ocorre em um período mais longo de tempo com lento e gradativo incremento das pressões pericárdicas e apenas após um grande acúmulo de fluido ocorre a transmissão pressórica às cavidades cardíacas. Adaptado da Diretriz Americana de Ecocardiografia.<sup><xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref></sup>

A parede ventricular direita é mais fina que a do ventrículo esquerdo (VE); por esse fato, mais da metade da pressão diastólica no ventrículo direito (VD), em condições fisiológicas, deve-se ao pericárdio, tornando-o uma câmara particularmente importante na avaliação da repercussão do DP por ser uma das mais precocemente acometidas.

O entendimento do fenômeno de interdependência ventricular, inerente à fisiologia cardíaca, é essencial para a compreensão das alterações que norteiam o diagnóstico do DP com repercussão hemodinâmica. O VD e o VE são bombas que compartilham uma mesma parede, o septo interventricular que os separa, e ambos estão contidos no saco pericárdico. Portanto, variações nos volumes e pressões de enchimento dos ventrículos podem gerar abaulamento do septo para um dos lados a depender das condições de pressão. Isso ocorre em condições normais, inclusive durante a inspiração e a expiração fisiológica, mas sem impacto significativo no enchimento do VE (Figura 2).

Figura 2 Interdependência ventricular demonstrando como se comporta a variação fisiológica do fluxo transvalvar mitral e tricúspide durante a inspiração e expiração. Variações de fluxo menores que 20% são esperados em pacientes saudáveis. VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo.

Quando há aumento do volume pericárdico e aumento da pressão em todo o coração, o enchimento ventricular direito durante a inspiração pode abaular o septo para o lado esquerdo, limitando o volume que preencherá o lado esquerdo (efeito Bernheim reverso). Durante a expiração, o inverso ocorre.³ Na prática, isso explica, em casos extremos, o pulso paradoxal e o aumento na variação dos fluxos mitral e tricúspide entre a inspiração e a expiração.

Dado que o DP pode impactar a função cardíaca, levando ao baixo débito, é essencial conhecer as ferramentas para avaliação do DP e sua repercussão. Embora o DP possa ser avaliado também pela ressonância magnética e tomografia, o ecocardiograma é parte fundamental nessa avaliação devido à sua sensibilidade para derrames volumosos, portabilidade e facilidade de acompanhamento evolutivo.

Identificação correta do derrame pericárdico

Toda a discussão que ocorrerá a seguir fundamenta-se no conceito primário de que o diagnóstico de DP está correto. Um simples, porém acurado parâmetro de análise é a localização do acúmulo de líquido (conteúdo anecóico).

No caso em que o líquido se localizar predominantemente em posição anterior à aorta torácica descendente na janela paraesternal longitudinal, o diagnóstico mais provável será de DP. Se o mesmo estiver em topografia retroaórtica, o diagnóstico será de derrame pleural esquerdo, considerando que a aorta neste segmento se apresenta anterior e à esquerda da coluna vertebral (Figura 3).

Figura 3 Diferenças ecocardiográficas entre o derrame pericárdico (Imagem A) e o derrame pleural (Imagem B), avaliando como parâmetro anatômico de referência a aorta torácica descendente.

Outro achado que pode levar a um diagnóstico equivocado é a gordura epicárdica, que difere do derrame por ser mais ecogênico que o miocárdio, se move acompanhando o movimento cardíaco e naturalmente não gera impacto hemodinâmico (Figura 4).

Figura 4 Imagens ecocardiográficas na janela paraesternal longitudinal e eixo curto de um paciente com síndrome metabólica e extensa camada de gordura epicárdica. O diagnóstico diferencial com derrame pericárdico é essencial devido a diferença na investigação complementar e tratamento clínico. AE: átrio esquerdo; VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo. Avaliação ecocardiográfica: quantificação

Por definição, um volume de líquido pericárdico acima de 50 mL é considerado anormal² e deve, sempre que possível, ser descrito no laudo final. Sua quantificação ecocardiográfica pode ser realizada através de parâmetros dimensionais ou volumétricos, sendo o primeiro mais comumente utilizado na prática clínica e recomendado segundo a diretriz da American Society of Echocardiography, em sua última publicação. Essa medida é realizada pela ecocardiografia bidimensional, sendo um parâmetro descrito de forma semiquantitativa e com base no tamanho do espaço livre de eco visto entre o pericárdio parietal e visceral no final da diástole. Considerando essa medida, podemos classificar o DP em discreto (< 10 mm), moderado (10 a 20 mm) e importante ou volumoso (> 20 mm), conforme descrito na Tabela 1.

Tabela 1 Classificação do derrame pericárdico segundo o diâmetro diastólico máximo e o volume estimado

Classificação ASE/EACVI – Diâmetro no final da diástole
Classificação	Diâmetro	Volume estimado
• Normal	Observado apenas na sístole	10 – 50 mL
• Mínimo	< 5 mm
• Discreto	5 – 9 mm	< 100 mL
• Moderado	10 – 20 mm	100 – 500 mL
• Volumoso	> 20 mm	> 500 mL
• Muito volumoso	> 25 mm	> 700 mL

Observação: A estimativa do volume do DP deve ser interpretada apenas como um parâmetro de referência e não como um dogma científico. ASE: American Society of Echocardiography; DP: derrame pericárdico; EACVI: European Association of Cardiovascular Imaging.

A Figura 5 apresenta um caso de DP de etiologia inflamatória, com as medidas dos maiores diâmetros diastólicos, avaliação que deve sempre ser realizada através de múltiplas janelas ecocardiográficas.

Figura 5 Derrame pericárdico muito volumoso avaliado através de múltiplas imagens (A, B e C), envolvendo circunferencialmente o coração, com diâmetro máximo de 35,5 mm apresentado na Imagem C. DP: derrame pericárdico; VD: ventrículo direito.

Outro parâmetro descrito é a estimativa volumétrica considerando a correlação entre diâmetros e volumes medido no ecocardiograma bidimensional. Infere-se que um derrame considerado discreto (< 10 mm) teria entre 50 e 100 mL de líquido pericárdico, moderado (10 a 20 mm) entre 100 e 500 mL e importante (> 20 mm) mais de 500 mL². Existe limitada acurácia entre essa medida e o volume real de líquido pericárdico drenado cirurgicamente. A avaliação volumétrica aferida considerando a medida através do método de Simpson, preferencialmente na janela subcostal como publicado por DeMaria et al. no Journal of the American Society of Echocardiography em 2019,⁴ parece ser de maior valia. Na Figura 6, podemos observar como essa quantificação poderia ser realizada em um caso real.

Figura 6 Quantificação volumétrica através do método de Simpson. Inicialmente é realizado a medida do pericárdio em seu componente mais externo englobando todo o líquido presente, como demonstrado na Imagem A. Na Imagem B, é realizado a medida do volume cardíaco na fase do ciclo em que o mesmo se apresenta com maiores dimensões e volumes. Para o cálculo do volume do líquido pericárdico, é realizada a simples diferença entre essas duas medidas.

Um derrame uniforme e homogêneo sugere a possibilidade de transudato, assim como achados de distribuição assimétrica e conteúdo heterogêneo sugerem exsudato. Coágulos e derrames durante o pós-operatório podem ser um desafio diagnóstico, por vezes necessitando de avaliação com outros métodos.

Durante a instalação do derrame, a repercussão hemodinâmica ocorre quando a pressão pericárdica comprime as cavidades cardíacas – sobretudo as de menor pressão, e limita o enchimento das cavidades. Para avaliação da repercussão do derrame, a análise buscará os sinais de sobrecarga pressórica no espaço pericárdico.

Apesar de ser o exame de primeira linha na avaliação de líquido no espaço pericárdico algumas limitações devem ser lembradas:

Pacientes com janelas acústicas limitadas (doença pulmonar obstrutiva crônica, obesos, pós-operatório de cirurgia cardíaca)

Operador dependente

Baixa razão sinal-ruído (signal-to-noise ratio) no espaço pericárdico

Limitada caracterização tecidual

Limitada avaliação em derrames loculados

Avaliação ecocardiográfica: gravidade (repercussão hemodinâmica) Avaliação unidimensional: modo M

Devido à alta resolução temporal, esse método ainda é bastante utilizado na determinação do maior diâmetro de líquido pericárdico, desde que o eixo de avaliação não esteja oblíquo em relação à linha de análise.

A quantificação será realizada considerando a classificação descrita previamente.

Método que identifica de forma mais acurada a temporalidade do colapso do átrio direito (AD) e do VD em relação ao ciclo cardíaco (Figura 7).

Permite a identificação do "bounce" septal relacionado ao aumento da interdependência ventricular, porém deve-se excluir outras patologias que possam apresentar o mesmo sinal, como a doença pulmonar obstrutiva crônica.

Figura 7 Colabamento diastólico da parede livre do VD avaliado pelo modo M com fácil identificação do componente sistólico e diastólico. Neste caso o corte unidimensional passando pela valva aórtica ajudou a correlacionar cada período com o eletrocardiograma que se apresentava com baixa voltagem devido ao derrame pericárdico significativo. AE: átrio esquerdo; Ao: aorta; VD: ventrículo direito. Avaliação bidimensional: modo 2D

A avaliação bidimensional irá envolver a análise de parâmetros anatômicos dinâmicos como a distensibilidade da veia cava inferior (VCI), colapsabilidade do AD e VD e também adicionará o estudo de fluxos cavitários para identificar precocemente alterações relacionadas a repercussão hemodinâmica.

Avaliação anatômica dinâmica da veia cava inferior e veias hepáticas

No DP, as pressões das câmaras cardíacas direitas estão aumentadas devido à compressão pelo derrame. Quando há repercussão hemodinâmica, a pletora da VCI é parâmetro praticamente obrigatório e o achado esperado é um diâmetro acima de 21 mm e variação menor que 50%. A pletora da VCI esteve presente em 92% dos pacientes que necessitaram de drenagem pericárdica.⁵ Quando não é possível avaliar a VCI adequadamente, pode-se inferir a presença da pletora da mesma pela dilatação das veias hepáticas.

O fluxo das veias hepáticas também se modifica no derrame com repercussão. O fluxo venoso hepático normal é bifásico, com velocidade sistólica maior que a diastólica (em geral em torno de 50 cm/s), e interrompido (ou com refluxo reverso) na sístole atrial. Os fluxos tendem a aumentar na inspiração. Quando há repercussão hemodinâmica, inicialmente as velocidades reduzem para 20 a 40 cm/s, com o fluxo diastólico reduzindo progressivamente até aparecer apenas na inspiração.² Quando o fluxo sistólico ocorre apenas na inspiração, a parada cardíaca é iminente. Esse achado, quando associado à análise das câmaras cardíacas, tem alto valor preditivo positivo e negativo para tamponamento clínico (82% e 88%, respectivamente),⁶ conforme ilustrado na Figura 8.

Figura 8 Doppler de onda pulsada da velocidade do fluxo venoso hepático em um paciente normal (Imagem A) e em um tamponamento cardíaco (Imagem B). Velocidades abaixo da linha de base zero estão demonstrando fluxo em direção ao coração e aquelas acima da linha de base representam do fluxo reverso. O fluxo anterógrado reduzido reflete a diminuição do retorno venoso. Na Imagem, B observa-se que durante a apneia, o fluxo anterógrado é visto apenas durante a sístole ventricular (S). Com a inspiração, o fluxo sistólico predomina, mas o fluxo diastólico (D) também existe. Na primeira análise de fluxo após a expiração, há uma reversão do fluxo diastólico (seta branca), o que indiretamente equivale a exacerbação da interdependência ventricular. DP: derrame pericárdico. Avaliação anatômica dinâmica das cavidades cardíacas direitas

Com o aumento da pressão no pericárdio, o colapso ou indentação do AD e VD (câmaras cardíacas mais sensíveis à pressão externa) refletem o quanto o derrame impacta o enchimento das cavidades direitas. Essa análise é particularmente útil no tamponamento de baixa pressão, contexto em que não há pletora significativa da VCI.

A indentação/colapso do AD ocorre no pico da onda R (diástole atrial), e quando tem duração acima de um terço do ciclo cardíaco, tem alta sensibilidade e especificidade para tamponamento clínico.⁷

De modo análogo, a indentação/colapso do VD ocorre após a onda T (diástole ventricular) e sua presença denota que a pressão pericárdica já supera a pressão no VD. Inicialmente ocorre apenas durante a inspiração, perdurando durante todo o ciclo respiratório à medida que o derrame se instala. Quanto maior a duração, maior a repercussão,⁸ conforme ilustrado na Figura 9.

Figura 9 Colapso sistodiastólico do VD secundário à rotura da parede livre, uma rara complicação mecânica associada a um extenso infarto de parede anterior. IAM: infarto agudo do miocárdio; VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo.

A ausência de colapso de qualquer câmara tem > 90% de valor preditivo negativo para derrame com repercussão.⁶ Por outro lado, a ausência de colapso do VD pode ocorrer em contextos clínicos de elevadas pressões no VD (hipertrofia do VD, hipertensão pulmonar severa, ou disfunção do VE coexistente).^9,10

Há um contexto clínico que merece avaliação ainda mais cuidadosa: quando coexiste hipovolemia. Nesses casos, o colapso das cavidades cardíacas direitas e, mais raramente, das cavidades esquerdas ocorre mais precocemente devido à redução da pressão nas câmaras cardíacas. Nesse cenário, a expansão volêmica e a reavaliação precoce dos achados ecocardiográficos apresentados são de grande utilidade e ajudam na orientação da conduta clínica, muitas vezes evitando uma intervenção cirúrgica.

Avaliação hemodinâmica: Doppler

Na avaliação dos fluxos transvalvares, observa-se aumento da variação das velocidades da onda E mitral e tricúspide, a qual está relacionada à exacerbação da interdependência ventricular. Para o cálculo, usa-se a fórmula seguinte:

Variação do fluxo transvalvar = ( expiração − inspiração ) expiração

O fluxo transmitral na inspiração tende a diminuir, enquanto o fluxo pela tricúspide tende a aumentar na inspiração. Como ambos são calculados do mesmo modo, o cálculo da variação pela valva tricúspide deverá resultar em valor negativo. Valores acima de 30% para a valva mitral e de 60% para a valva tricúspide são indicativos de repercussão hemodinâmica¹¹ (Figuras 10 e 11). Ao analisar essas variações, deve-se ter a precaução de reduzir a velocidade de varredura do Doppler espectral, o que ajudará a identificar de forma mais acurada as variações conforme o ciclo respiratório e, idealmente, analisá-las junto ao gráfico do respirômetro.

Figura 10 Fórmula e parâmetros ecocardiográficos para o correto cálculo da variação respiratória transvalvar mitral e tricúspide. Como demonstrado na figura, é de fundamental importância, sempre que possível e disponível, o uso do respirômetro com a correta identificação das fases respiratórias associado ao parâmetro de variação dos fluxos. No caso de não existir a possibilidade do respirômetro, considera-se que a maior velocidade da onda E através da valva mitral ocorre na fase expiratória, enquanto na valva tricúspide ocorre na fase inspiratória. AD: átrio direito; AE: átrio esquerdo; DP: derrame pericárdico; VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo; VR: variação respirofásica. Figura 11 Observa-se a variação respiratória acima do valor de normalidade, através do fluxo transvalvar mitral, em um paciente com tamponamento secundário a rotura de parede livre do AD: átrio direito; AE: átrio esquerdo; VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo; VR: variação respirofásica.

Embora seja uma ferramenta útil, a avaliação dos fluxos não deve ser usada na ausência de pletora da VCI ou colapso de alguma câmara cardíaca, já que o aumento da variação pode ocorrer também em outros contextos clínicos (fibrilação atrial, ventilação mecânica).

Assim como nas valvas mitral e tricúspide, ocorre variação no fluxo pela via de saída do VE, sendo possível documentar ecocardiograficamente o fenômeno que clinicamente reconhecemos como pulso paradoxal. Embora útil, ocorre em fases muito tardias, orientando uma intervenção imediata para evitar um possível colapso circulatório.

Na Figura 12, são resumidos os principais parâmetros ecocardiográficos que orientam para uma possível repercussão hemodinâmica.

Figura 12 Principais parâmetros ecocardiográficos na avaliação de um derrame pericárdico com repercussão hemodinâmica. AD: átrio direito; AE: átrio esquerdo; DP: derrame pericárdico; Espec: especificidade; Sens: sensibilidade; VCI: veia cava inferior; VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo; VR: variação respirofásica. Cuidados ao reportar o derrame pericárdico

Ao relatar o achado de DP é importante caracterizar o derrame com aspecto, localização, tamanho, e sinais de repercussão hemodinâmica. Essa caracterização é essencial, pois possibilita a comparação evolutiva e a identificação da repercussão hemodinâmica, auxiliando a equipe assistente na tomada de decisão, já que nem todo derrame com sinais ecocardiográficos de repercussão hemodinâmica implicará em repercussão clínica imediata. O termo "tamponamento" deve ser evitado uma vez que, por definição, é de diagnóstico clínico.

Abaixo uma sugestão para descrição de um DP (caso hipotético):

"…Presença de derrame pericárdico difuso, de grau importante, com diâmetro máximo de 27 mm adjacente às cavidades direitas. Observa-se colapso diastólico do átrio direito durante mais de um terço do ciclo cardíaco, e identificado aumento da variação da velocidade da onda E transmitral de 50%.

O conjunto de achados descritos é compatível com derrame pericárdico importante com sinais ecocardiográficos de repercussão hemodinâmica."

Conclusão

A avaliação do DP e de sua repercussão é rotineira, especialmente em pacientes críticos. A caracterização do tamanho, a identificação da pletora da VCI e a análise das implicações hemodinâmicas, seja pela observação do colapso de cavidades ou pelo aumento da variação dos fluxos transvalvares, sempre considerando as limitações de cada parâmetro, exigem atenção e devem ser considerados o conjunto dos achados. Assim, por fornecer informações rápidas e poder ser realizada à beira do leito, a ecocardiografia é um método de excelência para a caracterização e a avaliação da repercussão do DP, sendo de fundamental importância para embasar a tomada de decisão da equipe assistente.

Fontes de Financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação Acadêmica

Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.

Aprovação Ética e Consentimento Informado

Este artigo não contém estudos com humanos ou animais realizados por nenhum dos autores.

Uso de Inteligência Artificial

Os autores não utilizaram ferramentas de inteligência artificial no desenvolvimento deste trabalho.

Disponibilidade de Dados

Os conteúdos subjacentes ao texto da pesquisa estão contidos no manuscrito.