IS SN 1 98 4 - 30 38 Instituição
Serv. de Ressonância e Tomografia Cardiovas. do InCor - HC FMUSP Av. Dr. Eneas de Carvalho Aguiar nº 44
05403 000 São Paulo – SP
Correspondência
Dr. José Rodrigues Parga Filho
Serv. de Ressonância e Tomografia Cardiovas. do InCor - HC FMUSP Av. Dr. Eneas de Carvalho Aguiar nº 44 05403 000 São Paulo – SP parga@incor.usp.br
Recebido em: 22/10/2009 - Aceito em: 28/10/2009
1- Médico do Serviço de Ressonância e Tomografia Cardiovascular do Instituto do Coração do HC/FMUSP. São Paulo-SP
2- Médico do Serviço de Ressonância Magnética e Tomografia Cardiovascular do Hospital Sírio Libanês. São Paulo-SP
Artigo de Revisão
Contribuição da Ressonância Magnética na investigação da Doença Arterial Coronária
Role of Magnetic Resonance Imaging in the Evaluation of Coronary Artery Disease
José Rodrigues Parga Filho1,2; Luiz F. Ávila1,2 RESUMO
A Ressonância Magnética (RM) é um método que recentemente foi introduzido no arsenal diagnóstico em cardiologia. O estudo por RM permite a avaliação da anatomia, da função global e regional, além da perfusão e viabilidade miocárdicas. Várias técnicas estão disponíveis como: 1) a cine ressonância, 2) a perfusão miocárdica de primeira passagem de contraste (gadolínio), 3) o realce tardio e 4) a detecção de edema secundário ao infarto em quadros agudos. Vários autores descrevem o método como padrão ouro para a avaliação da função ventricular, em especial em corações com alterações geométricas, frequentemente encontradas na DAC. A investigação de isquemia miocárdica se faz pela da análise qualitativa ou quantitativa do transito do gadolínio pelo miocárdio do ventrículo esquerdo (primeira passagem), durante o estímulo farmacológico com dipiridamol / adenosina ou da alteração da contratilidade induzida após a infusão de dobutamina. A técnica de realce tardio permite a avaliação da viabilidade miocárdica, com importantes informações clínicas como 1) a definição de infartos agudos ou crônicos; 2) áreas de risco, porém viáveis; 3) isquemia reversível, mesmo com miocárdio atordoado; 4) extensão do miocárdio disfuncionante e sua recuperação funcional após a revascularização (realce acometendo menos que 25% da parede recuperam função enquanto segmentos com realce acima de 75% da parede tem baixa probabilidade de recuperação).
Descritores: Ressonância Magnética, Doenca Arterial Coronária. SUMMARY
Magnetic Resonance Imaging (MRI) is a new method for the evaluation od coronary artery disease (CAD). MRI can evaluate anatomy, global and regional ventricular function, myocardial perfusion and viability. Imaging sequences available are 1) cine MRI, 2) first pass myocardial perfusion, 3) delayed enhancement (DLE) and 4) acute myocardial infarction edema. Many authors state that MRI is the gold standard for ventricular function, especially in patients with CAD and ventricular remodeling. Detection of myocardial ischemia can be evaluated qualitatively or quantitatively during contrast (gadolinium) first pass after vasodilatation induced by dypiridamole / adenosine or by wall motion abnormalities secondary to dobutamine infusion. DLE can show myocardial viability and differentiate acute or chronic infarction, reversible ischemia and predict contractility recovery after revascularization.
Descriptors: Magnetic Resonance Imaging; Coronary Artery Disease.
Introdução
A Ressonância Magnética (RM) é um méto-do que recentemente foi introduziméto-do no arsenal diagnóstico em cardiologia. Desde o princípio, a avaliação anatômica e funcional consolidou-se ra-pidamente em várias doenças cardiovasculares. Os avanços tecnológicos permitiram uma sólida
in-vestigação na doença arterial coronária (DAC) e a sua participação já se estabeleceu1,2.
O estudo por RM permite a avaliação da ana-tomia, da função global e regional, além da perfu-são e viabilidade miocárdicas. Várias técnicas estão disponíveis para isso: 1) A cine ressonância avalia a função global e regional, fornecendo dados de volumes, fração de ejeção, massa e contratilidade
5ml/s, e acompanhando o transito em câmaras di-reitas, câmaras esquerdas e a perfusão miocárdica do ventrículo esquerdo. Vários cortes em eixo cur-to (3 a 6 cortes) são distribuídos cobrindo cur-todo o ventrículo e a aquisição é acoplada ao eletrocardio-grama. Podemos distribuir em um ou dois ciclos cardíacos (RR), preferencialmente em um ciclo para obter a maior resolução temporal, exceto em circunstância de haver taquicardia.
Desde os primeiros estudos experimentais, ex-celentes correlações foram obtidas entre os dados obtidos pela RM e pela perfusão tecidual11,12. Em
um modelo experimental em porcos, onde foi re-alizado a ligadura da arteira circunflexa, Wilke et al11realizaram estudos de perfusão em repouso e
sob estímulo farmacológico com adenosina, de-monstrando correlação linear entre as variáveis da RM e da perfusão tecidual com microesferas radioativas. Em modelo com cães, Klocke et al12
produziram diferenças regionais de fluxo em ter-ritório da artéria circunflexa com doses variadas de adenosina e obstrução mecânica parcial da ar-téria, com resultados também demonstrando rela-ção linear entre a RM e microesferas. Alem disso, diferenças regionais de fluxo em até duas vezes foram demonstradas, indicado que estenose 70% ou mais podiam ser detectadas com fidedignidade. Estes dados foram corroborados por Lee et al13. Os
autores demonstraram experimentalmente que, ao serem produzidas reduções de fluxo avaliadas por microesferas em torno de 50%, a RM já detectava alterações perfusionais visualmente, e a correlação entre a RM e as microesferas mantinham-se linear-mente em vários níveis de fluxo coronário.
Inúmeros estudos comprovaram a utilidade da regional. Vários autores descrevem o método como
padrão ouro para a avaliação da função ventricular, em especial em corações com alterações geométri-cas como frequentemente encontradas na DAC3-7;
2) a perfusão miocárdica de primeira passagem de contraste (gadolínio), durante estímulo farmaco-lógico (dipiridamol / adenosina ou dobutamina) e em repouso; 3) o realce tardio para demonstração da viabilidade miocárdica; 4) a detecção de edema secundário ao infarto em quadros agudos3-7.
A avaliação da função global e regional é intuiti-va e pode ser feita de forma qualitatiintuiti-va e quantita-tiva. Várias fases do ciclo (20 a 30) são passadas em cine e em diferentes planos. Os eixos longos verti-cal e horizontal (2 e 4 câmaras) e transverso (eixo curto) cobrindo toda a extensão dos ventrículos. Recentemente, a introdução de novas técnicas de RM permitiu a aquisição de imagens em tempo real, fornecendo uma avaliação instantânea8-10.
A investigação de isquemia miocárdica se faz pela análise qualitativa ou quantitativa do transito do gadolínio pelo miocárdio do ventrículo esquer-do (primeira passagem esquer-do contraste). Durante o estímulo farmacológico com dipiridamol / adeno-sina, a perfusão em territórios normais aumenta de 4 a 5 vezes, enquanto nas áreas irrigadas por artérias com estenose importantes não apresentam incremento, pelo leito arteriolar já apresentar va-sodilatação máxima. A diferença de sinal pode ser avaliada visualmente ou quantitativamente em re-giões de interesse para variáveis como a curva de ascensão do sinal, tempo do pico de sinal e transi-to médio do contraste. Resumidamente, o estudo é realizado com a infusão venosa do contraste em veia periférica, com uma velocidade de infusão de
Figura 1 – Perfusão de primeira passagem pela Ressonância magnética demonstrando defeito de perfusão durante o estresse farmacológico com dipiridamol em paredes inferior e lateral.
perfusão miocárdica por RM (Figura 1), correspon-dência angiográfica (Figura 2), apesar da heteroge-neidade de métodos e critérios de inclusão. As limi-tações da aplicação clínica da perfusão miocárdica por RM advêm da falta de consenso da sequência de pulso e o protocolo de imagem. Dentre estes, a dose do contraste, a sequência de pulso e os resultados baseados em análises quantitativas. A abordagem qualitativa (visual) parece prática, com resultados mostrando ótima sensibilidade, porém com espe-cificidade menor em decorrência dos artefatos das seqüências de pulso. A utilização de protocolos de alta dose de droga é uma opção para obter o melhor resultado possível. O objetivo é ter dados de perfu-são e de alterações de contratilidade segmentar. A acurácia da perfusão é similar, porém com a infusão de dose alta, teremos resultados em que maior sen-sibilidade da perfusão é associada à maior especifici-dade da alteração de contratiliespecifici-dade segmentar14.
Recentemente, uma abordagem combinada de perfusão e realce tardio parece ser a melhor forma de avaliação, com excelente acuraria14. O
algorit-mo desta abordagem baseia-se em: 1. Avaliação da anatomia, da contratilidade global e regional em repouso; 2. perfusão sob estímulo farmacológico para detectar defeitos de perfusão; 3. perfusão em repouso para avaliar a reversão dos defeitos e ex-cluir os artefatos da seqüência de pulso; 4. realce tardio para demonstrar a presença de infarto do miocárdio. A interpretação baseia-se na detecção de infarto no realce tardio ou defeito de perfu-são em estresse, porém ausente em repouso (de-feito reversível) na ausência de infarto. O estudo
é negativo para isquemia se não forem detectados anormalidades (ausência de realce tardio ou defei-tos de perfusão em repouso/estresse) ou se defeidefei-tos de perfusão forem detectados em estresse e repou-so (defeito fixo). Na maioria das vezes, os defeitos em estresse e repouso são decorrentes de artefatos, com a exceção de casos em que se observam de-feitos transmurais, dede-feitos presentes durante todo o tempo da passagem do contraste e associados a alterações da contratilidade do segmento corres-pondente. Apesar de raras, e quando associadas a pequenas áreas de realce ou sem realce tardio, estas circunstâncias indicam obstruções graves (subo-clusões ou o(subo-clusões). Quando coexistirem áreas de realce tardio e defeito de perfusão em estresse, o estudo é considerado positivo se a área do defeito de perfusão for mais extensa que o infarto (isque-mia peri-infarto).
Outra circunstância é a presença de obstrução microvascular em que se verifica um defeito de per-fusão em estresse e repouso e a presença do defeito precocemente, que ao longo do tempo se estabele-ce como realestabele-ce tardio indicativo de infarto15.
Outra abordagem pela RM é o uso da dobuta-mina na investigação de isquemia miocárdica. O primeiro relato do uso da dobutamina e RM foi descrito por Pennel et al16. Este estudo também
comparou a RM com os resultados do thallium-201 single-photon emission computed tomography (SPECT), com concordância de 90% entre as duas modalidades. De 21 pacientes com defeitos de perfusão, 95% (20/21) apresentaram alteração da contratilidade segmentar correspondente. Nagel et
al17 mostrou a eficácia da dobutamina em alta dose
(dose até 40 mcg/kg-1/min-1) e atropina na detec-ção de DAC com a RM. Este estudo comparou os resultados da RM e da ecocardiografia de estresse em 208 pacientes. A acurácia diagnostica da RM foi considerada maior que a da ecocardiografia. A sensibilidade, especificidade e a acuraria da foram 86%, 86%, e 86%, e 74%, 70% e 73%, respecti-vamente. Em outro estudo Hundley et al18
estuda-ram 153 pacientes com janela ecocardiográfica in-satisfatória para a ecocardiografia e uso de segunda harmônica. A detecção de obstruções maiores que 50% foram detectadas com uma sensibilidade de 83% e especificidade de 83%. De 103 pacientes com teses negativos, a ausência de eventos em 18 meses foi de 97%, levando a conclusão de que a RM é um método confiável e que poderia ser utili-zado em indivíduos com condições técnicas adver-sas à ecocardiografia.
A avaliação de viabilidade miocárdica é uma área em que a RM demonstrou sua potencialidade. A avaliação da viabilidade pode ser feita com a do-butamina em baixa dose, similar aos estudos com a ecocardiografia19-23. Os resultados de um estudo
com baixa dose de dobutamina em uma meta-ana-lise de 400 pacientes para predizer recuperação funcional, após a revascularização, mostrou valor preditivo positivo e negativo de 83% e 81%, res-pectivamente22. Deve-se ressaltar o significado do
termo viabilidade miocárdica ao estímulo inotró-pico, ou seja, recuperação contrátil após a revas-cularização, e não um marcador de atividade me-tabólica celular. Wellnhofer et al24 demonstraram
melhor resultado com a dobutamina quando com-parada ao realce tardio na recuperação funcional de comprometimento menor que 50% da parede. Na ausência de infarto ou nos infartos extensos, os resultados foram similares, provavelmente refletin-do essa diferença entre um significarefletin-do funcional versus metabólico.
A outra abordagem da RM é a avaliação da área de realce tardio após a injeção de contraste (gado-línio). Os fundamentos do realce tardio ainda não estão completamente esclarecidos, porém, acre-dita-se que as bases fisiológicas responsáveis pelo achado do realce estejam relacionadas a alterações
celulares do miócito, que produz uma maior con-centração regional do contraste na área infartada. Resumidamente, o transito do contrate em áreas com integridade celular e vascular é rápido, não retendo o contraste. Em áreas com infarto agudo, onde há morte celular aguda, a rotura da integri-dade do sarcolema, levando a extravasamento do contraste e consequente aumento do sinal nesse local. Na fase crônica, a cicatriz do infarto é ca-racterizada pelo aumento de colágeno, com espaço intersticial maior que a área normal. Este aumento do espaço intersticial modifica o transito do con-traste, gerando o aumento de sinal, como visto na fase aguda.
Os estudos experimentais e em humanos com-provaram essa hipótese, com diversos relatos de-monstrando o fenômeno em diferentes cenários25-33.
Os vários relatos da literatura levam a conclusões importantes: 1. Definição de infartos agudos ou crônicos; 2. a presença de realce tardio relaciona-se a necrorelaciona-se do miócito; 3. áreas de risco, porém viáveis não exibem realce; 4. as áreas com isque-mia reversível não realçam, mesmo que apresen-tem miocárdio atordoado; 5. a extensão do mio-cárdio disfuncionante, porém, sem realce, prediz a recuperação funcional após a revascularização; 6. extensões menores, implicam em recuperação, e extensões maiores em ausência de recuperação; 6. grande número de segmentos com realce aco-metendo menos que 25% da parede recuperam função; segmentos com realce acima de 75% da parede têm baixa probabilidade de recuperação e a faixa intermediária tem respostas diferentes, com 40% de segmentos recuperando função entre 25 e 50% e apenas 10% entre 50 e 75% de acometi-mento da parede.
A técnica de realce tardio estabeleceu-se como uma importante informação clínica, distinguindo áreas infartadas com áreas viáveis, com excelente correlação histológica. Sua alta resolução espacial é capaz de distinguir pequenos infartos, que podem não ser identificados por outros métodos27,29. Essa
resolução também permite a avaliação do grau da transmuralidade, e inferir prognóstico da recupe-ração contrátil da parede, portanto permitir infor-mações suficientes para direcionar a terapia de
re-vascularização ou tratamento clínico dos pacientes estudados e que tenha disfunção ventricular.
Referências
1. Pennell DJ, Sechtem UP, Higgins CB, Manning WJ, Rohost GM, Rademakers FE,et al. Clinical indications for cardiovascular magnetic resonance (CMR): consen-sus panel report. Eur Heart J. 2004;25:1940–65. 2. Hendel RC, Patel MR, Kramer CM. ACCF/ACR/SCCT/
SCMR/ASNC/NASCI/SCAI/SIR 2006 appropriateness criteria for cardiac computed tomography and cardiac magnetic resonance imaging: a report of the American College of Cardiology Foundation Quality Strategic Di-rections Committee Appropriateness Criteria Working Group. J Am Coll Cardiol. 2006;48:1475–97.
3. Pattynama PM Lamb HJ, van der Velde EA, Van der Wall EF, de Rossa A. Left ventricular measurements with cine and spin-echo MR imaging: a study of reproducibi-lity with variance component analysis, Radiology.1993; 187:261-8.
4. Quantification of the left ventricular volumes and function with cine MR imaging: comparison of geo-metric models with three-dimensional data. Radiology. 1993;188(2):371-6.
5. Grothues F, Moon JC, Bellenger A, Smith GS, Klein HU, Pennell DJ. Interstudy reproducibility of right ventricular volumes, function, and mass with cardiovascular magnetic resonance, Am Heart J. 2004;147: 218-23.
6. Sechtem U, Pflugfelder PW, Gould RG, Cassedey MM, Higgins CB.. Measurement of right and left ventricular volumes in healthy individuals with cine MR imaging, Radiology. 1987;163:697-702.
7. Alfakih K, Reid S, Jones T, Sivananthan M. Assessment of ventricular function and mass by cardiac magnetic re-sonance imaging. Eur Radiol. 2004;14:1813-22. 8. Hori Y, Yamada N, Higashi M, Hirai N, Nakatani S..
Rapid evaluation of right and left ventricular function and mass using real-time true-FISP cine MR imaging without breath-hold: comparison with segmented true-FISP cine MR imaging with breath-hold, J Cardiovasc Magn Reson. 2003;5:439-50.
9. Muthurangu V, Lurz P, Critchely JD, Deanfield JE, Taylor AM, Hansen MS. Real-time assessment of right and left ventricular volumes and function in patients with conge-nital heart disease by using high spatiotemporal resolu-tion radial k-t SENSE. Radiology. 2008;248(3):782-91. 10. Soliman OI, Kirschbaum SW, van Dalen BM, van
Dalen BM, van der Zwaan HB, Mahdavian DB, et al.
Accuracy and reproducibility of quantitation of left ven-tricular function by real-time three-dimensional echo-cardiography versus cardiac magnetic resonance. Am J Cardiol. 2008;15:102(6):778-83.
11. Wilke N, Jerosch-Herold M, Wang Y, Huang Y, Cris-tensen BV, Stillman AE, et al. Myocardial perfusion re-serve: assessment with multisection, quantitative, first-pass MR imaging. Radiology. 1997;204(2):373-84. 12. Klocke FJ, Simonetti OP, Judd RM, Kim RJ, Harris
KR, Hedjbeli S, et al.. Limits of detection of regional differences in vasodilated flow in viable myocardium by first-pass magnetic resonance perfusion imaging. Circu-lation. 2001;104:2412-6.
13. Lee DC, Simonetti OP, Harris KR, Hally TA, Judd RM, Wue E, et el. Magnetic resonance versus radionuclide pharmacological stress perfusion imaging for flow-limiting stenoses of varying severity. Circulation. 2004;110:58-65. 14. Klem I, Heitner JF, Shah DJ, Behar V, Weinsaft J,
Co-wley P, et al. Improved detection of coronary artery di-sease by stress perfusion cardiovascular magnetic reso-nance with the use of delayed-enhancement infarction imaging. J Am Coll Cardiol. 2006;47:1630-8.
15. Pingitore A, Lombardi M, Scattini B, De Marchi D, Aqua-ro GD, Positano V, et al. Head to head comparison be-tween perfusion and function during accelerated high-dose dipyridamole magnetic resonance stress for the detection of coronary artery disease. Am J Cardiol. 2008;101:8 -14. 16. Pennell DJ, Underwood SR, Manzara CC ,Swanton
RH, Walker JM, Eli PJ, et al. Magnetic resonance ima-ging during dobutamine stress in coronary artery disea-se. Am J Cardiol. 1992;70:34-40.
17. Nagel E, Lehmkuhl HB, Bocksch W,Klein C, Vogel V, Frantz E, et al. Noninvasive diagnosis of ischemia-indu-ced wall motion abnormalities with the use of highdose dobutamine stress magnetic resonance imaging: compa-rison with dobutamine stress echocardiography. Circu-lation. 1999;99:763-70.
18. Hundley WG, Hamilton CA, Thomas MS, et al. Utility of fast cine magnetic resonance imaging and display for the detection of myocardial ischemia in patients not well suited for second harmonic stress echocardiography. Cir-culation. 1999;100:1697-1702.
19. Geskin G, Kramer CM, Rogers WJ,Theobald TM, Paks-tis D, Hu YL, et al. Quantitative assessment of myocar-dial viability after infarction by dobutamine magnetic resonance tagging. Circulation. 1998;98:217-23. 20. Dendale PA, Franken PR, Waldman GJ, De Moor DG,
Tombeur DA, Block PF, et al.. Low-dosage dobutamine magnetic resonance imaging as an alternative to echocar-diography in the detection of viable myocardium after
(SPECT) perfusion imaging for detection of subendo-cardial myosubendo-cardial infarcts: an imaging study. Lancet. 2003;361:374-9.
28. Wu E, Judd RM, Vargas JD,Klocke FT, Bonow RD, Kim RJ. Visualisation of presence, location, and trans-mural extent of healed Q-wave and non-Q-wave myo-cardial infarction. Lancet. 2001;357:21-8.
29. Ricciardi MJ, Wu E, Davidson CJ, Choi KM, Klocke FJ, Bonow RO, et al. Visualization of discrete microin-farction after percutaneous coronary intervention asso-ciated with mild creatine kinase-MB elevation. Circula-tion. 2001;103:2780-3.
30. Kim RJ, Wu E, Rafael A,Chen EL, Parker MA, Simo-netti O, et al. The use of contrast-enhanced magne-tic resonance imaging to identify reversible myocardial dysfunction. N Engl J Med. 2000;343:1445-53. 31. Choi KM, Kim RJ, Gubernikoff G ,Vargas JD, Parker
M, Judd RM,et al. Transmural extent of acute myocar-dial infarction predicts long-term improvement in con-tractile function. Circulation.2001;104:1101-7. 32. Tarantini G, Razzolini R, Cacciavillani L,Bilato C, Sarais
C, Corbetti F, et al. Influence of transmurality, infarct size, and severe microvascular obstruction on left ventri-cular remodeling and function after primary coronary coronary angioplasty. Am J Cardiol. 2006;98:1033-40. 33. Klein C, Nekolla SG, Bengel FM, Momose M, Sammer
A, Hass F, et al. Assessment of myocardial viability with contrastenhanced magnetic resonance imaging: compa-rison with positron emission tomography. Circulation. 2002;105:162-7.
acute infarction. Am Heart J. 1995;130:134-40.
21. Kaandorp TA, Bax JJ, Schuijf JD, Viergever EP, van der Wall EF, de Ross A, et al. Head-to-head comparison be-tween contrast-enhanced magnetic resonance imaging and dobutamine magnetic resonance imaging in men with is-chemic cardiomyopathy. Am J Cardiol. 2004;93:1461-4. 22. Bonow RO. Identification of viable myocardium.
Circu-lation. 1996;94:2674-80.
23. Vanoverschelde JL, D’Hondt AM, Marwick T, Gerber BL, De Kock M, Dion R, et al. Head-to-head com-parison of exercise-redistribution-reinjection thallium single-photon emission computed tomography and low dose dobutamine echocardiography for prediction of re-versibility of chronic left ventricular ischemic dysfunc-tion. J Am Coll Cardiol. 1996;28:432-42.
24. Wellnhofer E, Olariu A, Nagel E, Klein C, Grafe M, Wahl A, et al. Magnetic resonance low-dose dobutamine test is superior to SCAR quantification for the prediction of functional recovery. Circulation. 2004;109:2172-4. 25. Kim RJ, Fieno DS, Parrish TB, Harris K, Chen EL,
Si-monetti O, et al. Relationship of MRI delayed contrast enhancement to irreversible injury, infarct age, and con-tractile function. Circulation. 1999;100:1992-2002. 26. Fieno DS, Kim RJ, Chen EL,Lomasney JW, Klock FJ,
Judd RM. Contrast-enhanced magnetic resonance ima-ging of myocardium at risk: distinction between reversi-ble and irreversireversi-ble injury throughout infarct healing. J Am Coll Cardiol. 2000;36:1989.
27. Wagner A, Mahrholdt H, Holly TA,Elliott MD, Regen-fus M, Parker M, et al. Contrast-enhanced MRI and routine single photon emission computed tomography
