Interpretação da imagem com Doppler espectral

No Doppler espectral, os dados sobre o desvio Doppler são representados na forma de gráficos, como um espectro temporal do sinal que retorna. O tempo decorrido fica no eixo horizontal ou linha de base e, a frequência de deslocamento Doppler, pode ser vista no eixo vertical (KING, 2006; CARVALHO, 2009). A detecção de desvio da frequência Doppler indica movimento do alvo, que na maioria dos casos está relacionado com a presença de fluxo. O sinal de desvio da frequência, positivo ou negativo, indica a direção do fluxo com relação ao transdutor (MERRITT, 1999; CARVALHO et al., 2008b).

O traçado na linha de base horizontal indica o ponto zero de frequência de deslocamento, representando ausência de fluxo no eco retornado (VAITKUS & COBBOLD, 1988). Por convenção, o traçado espectral é disposto acima do zero da linha de base (desvio positivo) quando a frequência do eco retornado é maior do que a frequência transmitida e, o fluxo encontra-se na direção do transdutor (Figura 16A). Um traçado disposto abaixo da linha de base (desvio negativo) indica que o fluxo está direcionado no sentido contrário ao transdutor e a frequência retornada é menor do que a frequência de insonação (Figura 16B) (CARVALHO et al., 2008a; CARVALHO, 2009).

FIGURA 16 – Traçados do Doppler espectral de uma cadela adulta sem raça definida de porte pequeno, utilizando transdutor linear de 7,5 MHz, evidenciando a direção de fluxo: A - da artéria aorta acima da linha de base – fluxo em direção ao transdutor; B - da veia cava caudal abaixo da linha de base – fluxo em direção oposta ao transdutor

Fonte: Arquivos do setor de diagnóstico por imagem do Hospital Veterinário da Universidade Federal de Goiás

O espectro resultante de frequência Doppler exibe a variação existente das frequências Doppler com o tempo no volume da amostra, com o invólucro do espectro representando as frequências máximas presentes em dado momento no tempo e a largura do espectro em algum ponto indicando a variação das frequências presentes. O aumento da largura determinado pelo alargamento de janela espectral ocorre quando grande número de frequências diferentes está presente em qualquer ponto em particular (MERRITT, 1999).

O brilho, representado na escala de cinza, também é usado para representar amplitude de cada componente de frequência, indicando a quantidade de células sanguíneas que viajam a uma velocidade particular. Quanto maior o brilho do traçado espectral de um local, tendendo para o branco, maior o número de células que passaram àquela velocidade no momento específico da amostragem (VAITKUS & COBBOLD, 1988; CARVALHO, 2008).

Durante o exame com Doppler pulsado, a frequência de deslocamento Doppler não é disposta somente graficamente, pois também são audíveis (SIGEL, 1998). As artérias têm som parecido com um assovio, enquanto as veias possuem som parecido com o vento soprando continuamente (CARVALHO et al., 2008a). A intensidade do som audível é diretamente proporcional à quantidade de

células sanguíneas em movimento. A altura do som depende do deslocamento de frequência Doppler, quanto maior a velocidade do fluxo sanguíneo, mais larga a frequência de deslocamento Doppler, mais audível se torna o som (CARVALHO, 2009).

a) Perfis ou curvas de velocidade de fluxo

Os fluxos sanguíneos podem ser caracterizados em laminar e turbulento (CARVALHO, 2009). Na maioria dos vasos o fluxo sanguíneo é laminar, com o sangue movendo-se em finas camadas concêntricas ou lâminas, as camadas centrais apresentam fluxo mais rápido, ao passo que forças de atrito causam perda de energia e promovem a formação de camadas mais lentas próximas à parede do vaso. As hemácias movem-se em velocidade uniforme e na mesma direção (CARVALHO et al., 2008b). Os perfis de velocidade de fluxo tipo laminar são classificados em três tipos: achatado, semiparabólico e parabólico (Figura 17) (CARVALHO, 2009).

O perfil de velocidade de fluxo achatado ocorre nas artérias mais calibrosas, como na aorta, onde a velocidade do sangue é aproximadamente a mesma no centro do vaso e próximo à sua parede (CARVALHO et al., 2008b; CARVALHO et al., 2009). A grande maioria das células sanguíneas move-se a uma velocidade uniforme, embora a distribuição da velocidade seja muito estreita através do lúmen vascular (Figura 17A). Como resultado, a curva espectral de velocidade é caracterizada por uma linha fina na sístole, que promove um espaço nítido chamado janela espectral ou janela sistólica (CARVALHO, 2009).

O perfil de velocidade de fluxo semiparabólico ocorre nas artérias menores, como na artéria lineal, onde o sangue que se movimenta centralmente tem velocidade mais alta quando comparado àquele próximo da parede do vaso (Figura 17B), então, a distribuição da velocidade é ampla através do lúmen vascular (CARVALHO et al., 2008b). A janela espectral não pode ser vista durante a sístole no monitor espectral, porque as células do sangue com variedade de velocidades fluem através do volume de amostragem (CARVALHO, 2009).

O perfil de velocidade de fluxo parabólico ocorre nas artérias de tamanho médio, como no tronco celíaco, onde o fluxo é semelhante ao perfil de velocidade do fluxo achatado no centro do vaso, isto é, as células se movimentam

de maneira uniforme; no entanto, o fluxo é mais similar ao perfil de velocidade do fluxo semiparabólico nas regiões periféricas do vaso. A distribuição da velocidade através do lúmen vascular tem amplitude intermediária (Figura 17C) (RIESEN et al., 2002; CARVALHO et al., 2008b).

FIGURA 17 – Esquema representando os perfis de velocidade de fluxo sanguíneo dentro de um vaso: A – perfil de velocidade de fluxo achatado; B – perfil de velocidade de fluxo semiparabólico; C – perfil de velocidade de fluxo parabólico Fonte: CARVALHO et al. (2008b)

O fluxo turbilhonado ou turbulento ocorre sobrepondo-se ao fluxo laminar em ocasiões em que há alteração de tamanho do vaso, velocidade do fluxo ou viscosidade do sangue. Geralmente, isso se dá em nível das bifurcações, curvas ou ramos, quando ampla distribuição de velocidade, isto é, espectro largo, ou mesmo o fluxo reverso está presente; e quando células com grande gama de velocidades estão representadas (CARVALHO, 2009; SOLANO et al., 2010).

b) Morfologia das ondas Doppler

A perfusão de cada órgão determina o estado do seu leito vascular, que, por sua vez, afeta as características de fluxo dos vasos adjacentes. O contorno da linha de frequência de deslocamento Doppler máxima corresponde ao tempo de variação de máxima velocidade de fluxo dentro do vaso (CARVALHO et al., 2008a).

Cada contração cardíaca causa um impulso no fluxo sanguíneo e resulta na distensão das artérias. O fluxo diastólico reverso ocorre porque o sangue é rebombeado da aorta com velocidade refletida de alta impedância do leito vascular periférico dos membros posteriores. À medida que o diâmetro vascular retorna ao normal, a energia repercutida fornece o potencial necessário para promover fluxo contínuo durante a diástole. O fluxo sanguíneo das artérias que supre os órgãos parenquimatosos, como rins, fígado e baço, que requerem perfusão constante e apresentam fluxo contínuo, gradualmente decrescente no período diastólico e sem fluxo diastólico reverso (CARVALHO, 2009).

Os diversos padrões de fluxo demonstrados pelo mapeamento espectral serão detalhados nos parágrafos seguintes.

O padrão de fluxo de alta resistividade (Figura 18) é caracterizado por alta pulsabilidade e alta resistividade de fluxo, observado pela presença de picos sistólicos finos (afilados) e fluxo reverso no início da diástole (CARVALHO, 2009), este tipo de fluxo é observado na aorta (CARVALHO et al., 2008a; CARVALHO et al., 2009).

FIGURA 18 – Traçado espectral do padrão de velocidade de fluxo sanguíneo de alta resistividade da artéria aorta em uma cadela adulta sem raça definida de porte pequeno, utilizando transdutor linear de frequência de 7,5MHz (seta – fluxo reverso, 1 – pico da velocidade sistólica, 2 – velocidade diastólica final)

Fonte: Arquivos do setor de diagnóstico por imagem do Hospital Veterinário da Universidade Federal de Goiás

O padrão de fluxo de baixa resistividade (Figura 19) é caracterizado por baixa pulsabilidade e baixa resistividade de fluxo, com a presença de picos sistólicos amplos e contínuos e alta velocidade de fluxo na diástole com velocidade decrescente (CARVALHO, 2009). As artérias de baixa resistividade,

como a artéria renal, suprem órgãos que possuem uma demanda contínua de sangue (CARVALHO et al., 2009; CARVALHO et al., 2008a).

FIGURA 19 – Traçado espectral do padrão de velocidade de fluxo sanguíneo de baixa resistividade da artéria renal (1 – pico da velocidade sistólica, 2 – velocidade diastólica final)

Fonte: Adaptado de CARVALHO et al. (2008a)

O padrão de fluxo de resistividade intermediária (Figura 20) é caracterizado por fluxos de pulsabilidade e resistividade intermediária, evidenciados pela presença de picos sistólicos afilados, mais amplos do que os das artérias de padrão de alta resistividade e fluxo direcional diastólico sem fluxo reverso, como na artéria mesentérica cranial (RIESEM et al., 2002; CARVALHO et al., 2008a). O pico de velocidade diastólico é mais baixo do que no padrão de baixa resistividade, quando comparado ao pico de velocidade sistólica (CARVALHO, 2009).

FIGURA 20 – Traçado espectral do padrão de velocidade de fluxo sanguíneo de resistividade intermediária da artéria mesentérica cranial (1 – pico da velocidade sistólica, 2 – velocidade diastólica final) Fonte: Adaptado de CARVALHO et al. (2008a)

O padrão de fluxo venoso (Figura 21) geralmente é laminar. As condições de pressão intratorácica e intra-abdominal, durante a inspiração e

expiração, influenciam a velocidade de fluxo sanguíneo nas veias, promovendo alterações de fase. A maioria das veias tem baixo grau de plasticidade e periodicidade. As veias hepáticas e a região cranial da veia cava caudal têm padrão Doppler com forte periodicidade em razão do efeito da pressão arterial direta exercida durante o ciclo cardíaco (CARVALHO et al., 2008a; SARTOR & MAMPRIM, 2009).

FIGURA 21 – Traçado espectral do padrão de velocidade de fluxo venoso da veia cava caudal de uma cadela adulta sem raça definida de porte pequenos, utilizando transdutor linear de 7,5 MHz

Fonte: Arquivos do setor de diagnóstico por imagem do Hospital Veterinário da Universidade Federal de Goiás

Alterações no traçado espectral sugerem alteração no vaso avaliado, podendo indicar alterações fisiológicas, sistêmicas ou de alguma enfermidade local. Alterações fisiológicas incluem a mudança do traçado espectral das artérias intraovarianas de um aspecto de alta resistividade para moderada a baixa resistividade durante o ciclo estral e posteriormente retorno para alta resistividade durante a lise do corpo lúteo (KÖSTER et al., 2001; CARVALHO, 2009; SILVA et al., 2012). Já as artérias celíaca e mesentérica cranial alteram seu padrão de alta resistividade para baixa resistividade durante o período pós-prandial para garantir maior fluxo sanguíneo no trato gastrointestinal durante a digestão (RIESEN et al., 2002; CARVALHO, 2009).

Alterações sistêmicas como hipertensão e doenças cardíacas também podem alterar o traçado espectral de vários vasos (GRANATA et al., 2009). Desvios porto-sistêmicos podem alterar o traçado espectral da veia porta e na região do desvio (Figura 22) (SARTOR & MAMPRIM, 2009; KAMIKAWA & BOMBONATO, 2012). A insuficiência renal aguda pode alterar o padrão de baixa resistividade da artéria renal para um padrão de alta resistividade (IZUMME et al.,

2000; GRANATA et al., 2009), porém estas alterações no traçado podem ser muito discretas sendo detectadas apenas por alterações nos índices hemodinâmicos (CARVALHO et al., 2008a).

FIGURA 22 – Traçado Doppler espectral da veia porta: A – Traçado de um cão normal; B – Alteração do traçado espectral de um cão com desvio porto-sistêmico mostrando presença de turbilhonamento na região do desvio

Fonte: Adaptado de KAMIKAWA & BOMBONATO (2012)

c) Índices hemodinâmicos

Para se obter uma análise quantitativa do traçado Doppler, a maioria dos aparelhos tem a capacidade de calcular a média da frequência de deslocamento ou a velocidade automaticamente (SIGEL, 1998). O ponto máximo alcançado no espectro é denominado velocidade de pico sistólico (VPS) e o ponto mínimo na morfologia da onda é o valor da velocidade diastólica final (VDF). O fluxo médio pode ser calculado multiplicando-se a velocidade média pela área do vaso (CARVALHO, 2009).

No entanto, informações sobre a impedância vascular não podem ser obtidas apenas pela velocidade absoluta, por isso foram desenvolvidos os índices Doppler (NOVELLAS et al., 2007). Esses índices comparam o fluxo durante a sístole e a diástole, sendo razões das velocidades obtidas do espectro Doppler (NOVELLAS et al., 2007; CARVALHO, 2009). Por isso, ao contrário da análise isolada da velocidade, os índices têm como vantagem a independência da correção do ângulo, sendo usados para avaliação de vasos muito pequenos e tortuosos em que é difícil a correção do ângulo (NELSON & PRETORIOS, 1988).

Os índices Doppler, tais como a proporção sistólica/ diastólica, o índice de resistividade e de pulsabilidade, fornecem informações acerca da resistência arterial ao fluxo sanguíneo, assim indicam alterações que resultam de uma

variedade de enfermidades (SIGEL, 1998; MERRITT, 1999; NOVELLAS et al., 2007). Os índices são utilizados para auxiliar na avaliação de estenose, trombose, nos vasos periféricos com fluxo de resistência aumentada (CARVALHO, 2009), para avaliar alterações nos fluxos dos órgãos que podem indicar doenças, para definir o prognóstico e para acompanhar o tratamento (IZUME et al., 2000).

Os índices mais utilizados são o índice de resistividade (IR) e o índice de pulsabilidade (IP). O IR, descrito por Pourcelot em 1974, relaciona o resultado da subtração entre as velocidades de pico sistólico e diastólico final sobre a velocidade de pico sistólico (IR = VPS – VDF/ VPS). O IP, descrito por Grosling e King em 1975, relaciona o resultado da subtração entre as velocidades de pico sistólico e diastólico final sobre a velocidade média (IP = VPS – VDF/ VM) (CARVALHO, 2009).

O aumento na velocidade diastólica leva a um correspondente aumento do fluxo sanguíneo e redução dos índices de resistividade e pulsabilidade (RIESEN et al., 2002). Portanto, baixa resistividade de fluxo sugere alto metabolismo e altas resistências sugerem baixo metabolismo. Já índices de resistência aumentados reduzem o fluxo diastólico. Dependendo da alteração que está ocasionando o aumento da resistência, pode-se encontrar até ausência de fluxo diastólico ou a chamada diástole zero (CARVALHO, 2009).

A vantagem do IR é sua alta sensibilidade para diferenciar traçados anormais, porque o denominador nunca se torna zero, permitindo sempre a obtenção de um valor para este índice. O IP tem como vantagem o fato de levar em conta a velocidade média, que reflete o que ocorre durante todo o ciclo cardíaco, e não em apenas um momento específico como o IR (NELSON & PRETORIUS, 1988).

As alterações os índices hemodinâmicos auxiliam na identificação da perfusão e de alterações na complacência do leito vascular em estudo, associadas à rejeição de transplantes (SCHMIEDT et al., 2008), disfunções de parênquima ou caracterização de malignidade de doenças (CARVALHO, 2009). Na estenose há redução significativa do volume sanguíneo e aumento da velocidade deste provocando turbulência e aumento do IR e do IP (GRANATA et al., 2009).

Estados inflamatórios são caracterizados por aumento do fluxo sanguíneo em resposta a hiperemia, podendo ocorrer redução da resistência arterial nos tecidos ou órgãos envolvidos (MARTINOLI et al., 1998). Tem sido relatado aumento dos índices de resistividade em animais com hepatopatia crônica apresentando hipertensão portal (SARTOR & MAMPRIM, 2009), em cães com infiltração gordurosa hepática difusa de forma proporcional a esteatose hepática (CARVALHO et al., 2012) e em doenças hepáticas congênitas (LAMB et al., 1999).

Estudo realizado por IZUMI et al. (2000) com seres humanos portadores de insuficiência renal aguda (IRA) apontou que o IR e o IP estavam aumentados em casos de necrose tubular aguda, mas não nos casos de azotemia pré-renal revelando ausência de lesão no parênquima renal nestes casos. Assim, estes índices podem ser utilizados na diferenciação das causas de IRA. Neste estudo, a redução do IR e do IP foi relacionada a melhor prognóstico e melhora dos pacientes, enquanto que a elevação destes índices foi associada a pior prognóstico e falha em recuperar a função renal.

Os índices também podem ser utilizados para avaliação dos vasos em tumores, sendo encontrado aumentos significativos do IR e do IP em nódulos malignos da tireoide em relação aos nódulos benignos e aos vasos sanguíneos normais em um estudo realizado por ZHOU et al. (2012).

Embora esses índices sejam úteis, é importante ter em mente que essas medidas são influenciadas não apenas pela resistência ao fluxo nos vasos periféricos, mas por muitos outros fatores, inclusive a frequência cardíaca, a pressão sanguínea, o comprimento e a elasticidade dos vasos, bem como, a compressão orgânica extrínseca (MERRITT, 1999). Em humanos, algumas doenças como cardiopatia, hipertensão e diabetes também afetam os índices hemodinâmicos (GRANATA et al., 2009).

Além disso, o uso de alguns fármacos como, sedativos, anestésicos e medicamentos cardiovasculares podem atuar no sistema vascular alterando sua resistência (CARVALHO, 2009). Estudos em humanos também mostram que os índices podem variar de acordo com a idade, sendo encontrado IR mais elevado em crianças e idosos (GRANATA et al., 2009). Portanto, a interpretação deve considerar sempre todas essas variáveis (CARVALHO, 2009).