evaluación del gradiente de perfusión endoepicárdico con ... · evaluación del gradiente de...

Evaluación del gradiente de perfusión endoepicárdico con ecocardiografía de contraste

Assessment of the endoepicardial perfusion gradient with contrast echocardiograph y

Pérez-David E., García-Fernández M. A., Ledesma M. J., López Fernández T., Malpica N., Moreno M., Santos A., Antoranz J. C., Bermejo J., Desco M.

RESUMEN

Introducción: El cociente endoepicárdico de flujo sanguí- neo mtocárdico es un parámetro muy sensible de isquemia. El objetivo de e\te estudio es estudiar la perfusión miocárdica en endocardio y epicardio con ecocardiografía de contraste (EC) y analizar la correlación de diferentes parametros obtenidos con un patrón oro, las microesferas calorimétricas (MS).

Métodos: Se realizó EC en tiempo real con Sonovue en ll cerdos con un método de cancelación de pulso, el cohet~nr colr- IK~CIJ~ i,nagirtg (Acuson-Siemens), en condiciones basales y tras reducir el flujo de la descendente anterior en un 50%. En cada fase, se obtuvieron curvas de tiempo-vtdeointensidad (VDI) de endocardio y epicardio de septo anterior (SA) y una reglón control, la pared posterior (PP). Tras ajustar a una exponencial se determinaron los parámetros A (pico de VDI), B (pendiente de la curva de VDI), AxB y se compararon con el fluyo miocárdico determinado por MS en las mismas reglones.

Resultados: El protocolo se completó en siete animales. Con isquemia, el cociente endoepicárdico de flujo descendió significativamente en el septo antertor (l,O8 2 0,39 a 0,68 f 0,15, p = 0,009), pero no en la región control. Análogamente pasó con los parámetros derivados de la EC: el cociente endoepicárdico de AxB fue el que más disminuyó con la isquemia (0,98 + O,l4 1j.5 0,42 t O,l4, p = 0,OOOS). En la región control no hubo cambios significativos en ningún parámetro. La mejor correlación con MS se obtuvo con el cociente endoepicárdico de AxB (r = 0,70, p = 0,0005).

Conclusiones: La EC en tiempo real permite cuantificar la perfusión de endocardio y epicardio. El cociente endoepicárdi- co de AxB e\ el parámetro que muestra mejor correlación con el cociente endoepicárdico de flujo.

Evaluación del gradiente de perfusión endoepicárdico con ecocardiografía de contraste Pérez-David E. García-Fernández M A, Ledesma M J, López Fernández T. Malpma N, Moreno M. Santos A, Antoranz J C, Bermejo J. Desco M I/1~~~.\tr,~c~~‘/~j~f C~r~~lio~~tr.cc~rlcr,; 2004; 7: 19-34

ABSTRACT

Introduction: The endoepicardial ratio of myocardial blood flow is highly sensitive to ischemia. This study investigates myocardial perfusion in the endo- and epicardium, using contrast echocardiography (CE), and analyzes the correlation of different recorded parameters to a gold standard represented by colorimetric microspheres (MS).

Methods: Real-time CE (Sonovue) was performed in ll pigs using a pulse-cancellation method, coherent contrast imaging (Acuson-Siemens), under baseline conditions and after reducing flow in the anterior descending artery by 50%. In each phase, time video intensity (VDI) curves were obtained of the endo- and epicardium at the anterior septum (AS) and a control region (posterior Wall, PW). After exponential fitting, determinations were made of the parameters A (VDI peak), B (gradient of the VDI curve) and AxB, and comparisons were made with myocardial flow determined by MS in the same regions.

Results: The protocol was completed in seven animals. Un- der conditions of ischemia, the endoepicardial ratio of flow decreased significantly in the anterior septum (0.98 f 0.39 to 0.68 f 0.15,,’ = 0.009), though not so in the control region. The same applied to the CE parameters: the endoepicardial ratio of AxB was the parameter that decreased most with ischemia (0.09 ? 0.14 1)s 0.42 + 0.14, p = 0.0005). There were no significant changes in any parameter in the control region. The greatest correlation to MS corresponded to the endoepicardial ratio of AxB (le= 0.70, p = 0.0005).

Conclusions: Real-time CE is able to quantify endo- and epicardial perfusion. The endoepicardial ratio of AxB is the parameter with the best correlation to the endoepicardial ratio of blood flow.

Assessment of the endoepicardial perfusion gradient with contrast echocardiography Pérez-David E. García-Fernández M A, Ledesma M J, López Fernández T, Malpica N, Moreno M, Santos A, Antoranz J C. Bermejo J. Desco M Irt~,e.st;~~~t:rr<~icírl C(I,-~lio~~crsclrlctr; 2004; 7: 1 Y-34

Correspondencia / correspondence: Miguel A. García-Fernández Laboratorio de Ecocardiografía Hospital General Universitario Gregorio Maratión Cl Doctor Esquerdo, 46 28007 Madrid E-mail: [email protected]

INVESTIGACIÓN CARDIOVASCULAR, 2004; VO¡. 7, n.” 1 19

E. Pérez-David, M. A. García-Fernández, M. J. Ledesma, ef al.

INTRODUCCIÓN

Aunque la distribución transmural del flujo mio- cárdico es bastante homogénea en reposo, no todo el espesor del miocardio presenta la misma sensibilidad a la isquemia. Cuando se produce una disminución de flujo en una arteria coronaria epicárdica, el flujo miocárdico se afecta más pre- cozmente y de manera más severa en el endocardio que en el epicardio (I-2). El endocardio con- tribuye en mayor medida al engrosamiento miocárdico en la sístole (31, pero es más vulnera- ble a la isquemia que el epicardio porque su re- serva de flujo coronario es menor (4). Por ello, el cociente entre flujo endocárdico y epicárdico es un parámetro muy sensible de isquemia miocár- dica.

Sin embargo, el uso de este parámetro no se ha difundido en la práctica clínica porque hasta ahora sólo se ha podido estimar en modelos experimentales o mediante abordajes invasivos. Las técnicas no invasivas que tradicionalmente se han empleado para estudiar la perfusión miocárdica, es decir, los estudios isotópicos, no tienen suficiente resolución espacial para discriminar entre perfusión endocárdica y epicárdica.

En los años noventa ha aumentado la difusión de la ecocardiografía de contraste debido al desarrollo de agentes ecopotenciadores capaces de atravesar el filtro pulmonar y alcanzar las cavida- des izquierdas y el miocardio. Estos agentes se pueden inyectar por vía venosa periférica, de mo- do que una de sus posibles aplicaciones es estudiar la perfusión miocárdica de manera no inva- siva. La ecocardiografía de contraste es una técnica que presenta una excelente resolución espacial, especialmente en dirección axial, muy superior a la resolución de los estudios isotópicos. Por ello, esta herramienta teóricamente podría evaluar se- lectivamente la perfusión en endocardio y epicardio y obtener parámetros parecidos al cociente de flujo endoepicárdico, pero de manera no inva- siva.

El objetivo de este estudio es cuantificar la per- fusión miocárdica en endocardio y epicardio con ecocardiografía de contraste. Para estudiar la va- lidez de este método se comparará, en un estudio experimental, con un patrón oro, las microesferas calorimétricas. Este patrón oro servirá para medir el cociente de flujo endoepicárdico de forma con- vencional.

20

INTRODUCTION

Although transmural distribution of m yocardial flow is quite homogeneous at rest, not all the myocardial thickness shows the same sensitívity to ischemia. When flow reduction occurs in an epicardial coronary artery, m yocardial flow is affected earlier and more severely in the endocardium than in the epícardium (l-2). The endocardium contributes to a greater extent to myocardial thickening in the systole (3), but is more susceptible to ischemia than the epicardium, because its coronary flow reserve is lower (4). Therefore, the ratio of endocardial to epicardial flow is a highly sensitive parameter of m yocardial ischemia.

However, the use of this parameter is not widespread in clinical practice because it has only been estimated to date in experimental models or using invasive approaches. Non-invasive techniques that have been traditionally used to study m yocardial petfusion, Le. isotopic studies, have not sufficient spatial resolution to discriminate between endocardial and epicardial petfusion.

In the 9Os, the diffusion of contrast echocardiography increased due to the development of echo-enhancing agents capable of crossing the pulmonary filter and reaching the left chambers and the m yocardium. These agents can be injected by the peripheral venous route, so that one of its possible applications is to study myocardial petfusion non-invasively. Contrast echocardiograph y is a technique with an excellent spatial resolution, particularly in the axial direction, far higher than the resolution of isotopic studies. Therefore, this tool could theoretically selectively assess perfusion in the endocardium and epicardium and obtaín parameters similar to the endoepicardium flow ratio, but in a non-invasive manner.

The purpose of this study is to quantify m yocardíal perfusion in the endocardium and epicardium with contrast echocardiograph y. To study the validity of this method, it will be compared in an experimental study to the gold standard, colorimetric microspheres. This gold standard will be used to measure the endoepicardial flow ratio in a conventional manner.

INVESTIGACIÓN CARDIOVASCULAR, 2004; val. 7, n.’ 1

Evaluación del gradiente de perfusión endoepicárdico Asessment of the endoepicardial perfusion gradient

MÉTODOS METHODS

Preparación de los animales

El estudio se realizó en ll cerdos de experi- mentación (minipigs). Tras anestesia general e in- tubación del animal, se expuso el corazón porto- racotomía lateral. En cada cerdo se obtuvieron varios accesos vasculares: una vía venosa perifé- rica (auricular) para la inyección de ecocontraste, una vía arterial femoral para la conexión a la bomba de infusión Hamilton, la extracción de muestras de sangre de referencia y medición de datos hemodinámicos y un catéter en aurícula izquierda para la inyección de microesferas calorimétricas en las distintas fases del protocolo experimental. Se disecó la porción proximal de la descendente anterior (DA), conectándola a un medidor de flujo coronario digital (sonda Transonic serie 2RB). La reducción del flujo en la DA se realizó con un torniquete diseñado en nuestro centro, que se co- locó dista1 a la sonda de flujo. Se consideró al- canzada la fase de isquemia cuando se había re- ducido el flujo de la descendente anterior en 50% del valor basal. Posteriormente, en una tercera fase, se ocluyó por completo la arteria anulando el flujo por la DA.

Preparation of animals

The study was performed in ll experimental pigs (minipigs). After general anesthesia and intubation of the animals, the heart was expo- sed by lateral thoracotomy. In each pig, severa/ vascular paths were established: one peripheral venous path (atriall for injection of echocontrast, one femoral arterial path for connection to the Hamilton infusion pump, drawing referente blood samples and measuring hemodynamic data, and a catheter in the left atrium for injection of colorimetric microspheres in the different phases of the experimental protocol. The proximal part of the anterior descending (AD) attery was dissected and connected to a digital coronary flow meter (Transonic catheter, series 2RBl. Flow reduction in the AD was performed with a tourniquet designed at our center, that was placed dista1 to the flow catheter. The ischemic phase was considered to be reached when flow in the anterior descending had been reduced by 50% from the baselíne value. Subsequently, in a third phase, the artery was completely occluded, stoppíng flow through the AD.

Estudios con ecocardiografía de contraste Studies with contrast echocardiography

En estos experimentos se empleó Sonovue@ en infusión continua a 2 ml/min. Este producto es un agente ecopotenciador con un núcleo de hexafluoruro de azufre y una cubierta de fosfolípi- dos. Sonovue está formulado como 25 mg de polvo liofilizado estéril, que se reconstituye en forma de una suspensión lechosa de microburbujas de gas agregando al polvo 5 ml de solución fisioló- gica salina estéril y agitando luego manualmente. Tras la reconstitución del preparado con solución salina, la suspensión de microburbujas tiene una concentración de microburbujas de hexafluoruro de azufre de aproximadamente 6 pI/ml.

La adquisición de imágenes se realizó al menos dos minutos tras comenzar la administración de contraste, para asegurar que se hubiera Ilega- do al estado de meseta con un relleno adecuado de la microcirculación coronaria con el contraste. Al menos una hora antes de comenzar el estudio se administró un vial de Inyesprin8 intravenoso, para reducir al mínimo el atrapamiento de las microburbujas por los macrófagos pulmonares.

Los estudios de perfusión miocárdica se realizaron con un equipo Acuson SequoiaB equipado

In these experiments, SonovueB was used as a continuous 2 ml/min infusion. This product is an echo-enhancing agent with a sulphur hexafluoride core and a phospholipíd coating. Sonovue is formulated as 25 mg of sterile freeze-dríed powder, which is reconstituted as a milky suspension of gas microbubbles by adding to the powder 5 ml of sterile salíne and then shakíng manually. After reconstitution of the preparation with saline, the microbubble suspension has a concentration of mícrobubbles of sulphur hexafluoride of approximately 6 pl/ml.

Image were acquíred at least two minutes after statting contrast administration to ensure that a plateau had been reached, with an appropriate filling of coronary microcirculation with the contrast. At least one hour before starting the study, a vial of intravenous Inyesprin8 was administered to minimize microbubble trapping by pulmonary macrophages.

Myocardial perfusion studies were performed with an Acuson Sequoia@


E. Pérez-David, M. A. García-Fernández, M. J. Ledesma, et al.

con Coherent Contrast Imaging (CCl)@, un méto- do no destructivo de adquisición de imágenes en tiempo real. La adquisición de imágenes se reali- zó por vía epicárdica, en paraesternal eje corto, con baja energía (IM < 0,2) y una resolución tem- poral de 75 mseg. El sistema CCI es una técnica de cancelación de pulso que se basa en la emisión de un pulso único, por lo que a diferencia de otras técnicas de cancelación trabaja con escala de gri- ses y no con Doppler. A partir del pulso emitido se obtiene simultáneamente información de amplitud y fase. En la señal de retorno del ultrasonido se cancela la respuesta lineal que proviene del tejido pero no la señal no-lineal que proviene de las microburbujas, lo que permite separar la señal tisular de la señal del contraste (Figura 1).

Para obtener una buena interfase acústica entre el corazón y el transductor de ultrasonidos se colocó sobre el corazón del animal una cubeta de agua con fondo de celofán. El agua se mantuvo en un recipiente a 37 “C durante 24 horas para eli- minar las burbujas de aire que pudiera contener, y sobre esta agua se apoyó el transductor de ultrasonidos, que se mantuvo en posición fija con un brazo articulado diseñado en nuestro centro.

equipment fitted with Coherent Contrast Imaging (CC¡)@, a non-destructive method for acquisition of real time images. Image acquisition was performed through the epicardium, in the parasternal short axis, with low energy (Mi< 0.2) anda time resolution of 75 msec. The CCl system is a pulse cancellation technique based on the emission of a single pulse, and thus, unlíke other cancellation techníques, ít works wíth a grey scale instead of Doppler. From the pulse emitted, ínformation ís simultaneously obtained on amplitude and phase. In the ultrasound return sígnal, the linear response from the tíssue is cancelled, but the non-linear signa1 from the microbubbles is not cancelled, and thís allows for separatíng the tissue signa/ from the contrast signa/ (Figure 1).

To obtain a good acoustíc interphase between the heart and the ultrasound transducer, a tray wíth water wíth a cellophane bottom was placed over the animal heart. Water was kept in a contaíner at 37 “C for 24 hours to remove any air bubbles it might contaín, and the ultrasound transducer was laíd on thís water, kept in a fíxed posítíon with

Figura 1. Fundamento de las técnicas de cancelación de pulso único (CC¡). A partir del pulso emitido se obtiene simultá- neamente información de amplitud y fase. La señal de retorno tisular del ultrasonido es lineal y especular a la onda emi- tida, por lo que la suma de ambas es cero (cancelación). Sin embargo, las microburbujas, por su oscilación asimmétrica, producen una señal de retorno no-lineal y el resultado de la suma de ambas no es cero.

La respuesta lineal (tisular) es cancelada /

The linear response (tissue) is cancelled

Las respuéstas no lineales (de contraste) son detectadas /

The non-linear responses (of the contrast) are detected

Figure 1. Rationale for the single pulse cancellatíon techniques (CC/). From the pulse emitted, information on rhe amplitude and phase is simultaneously obtained. The tissue return signa/ of the ultrasound is linear 2nd a mirror reflection of the wave emitted, so that the sum of both is zero (cancellation). However, microbubbles, due to their asymmetrical osci- Ilation, cause a non-linear return signal, and the res& of the sum of both is not zero.

22 INVESTIGACION CARDIOVASCULAR, 2004, val. 7, n.’ 1


Durante cada experimento se mantuvieron fijos la profundidad de campo, la potencia, el índice me- cánico y la ganancia del ecógrafo. Antes de comenzar a adquirir se desconectó el respirador para minimizar los movimientos cardiacos con el ciclo respiratorio, durante un tiempo no superior a 45 segundos. Tras haber alcanzado el estado de meseta, se adquirieron con índice mecánico bajo (IM < 0,2) imágenes durante dos ciclos cardiacos, seguidos de una descarga de índice mecánico al- to (IM = 2) o ((flash)) durante tres ciclos cardiacos, destinados a destruir las microburbujas existen- tes en el miocardio. Por último, se volvieron a adquirir imágenes con el mismo IM bajo usado en el momento inicial para permitir el llenado progresivo de la microcirculación coronaria con microburbujas. Para cada fase del protocolo se adquirieron secuencias de 200 imágenes en total, que se almacenaron en formato digital.

an articulated arm designed at our center. In each experiment, the field depth, potency, mechanical index, and gain of the sonograph were kept constant. Before starting acquisition, the respirator was disconnected to minimize heart movements with the respiratory cycle, for a time not exceeding 45 seconds. After reaching the plateau, ímages were acquired with a low mechanical index (MI < 0.2) for two heart cycles, followed by a high mechanical index (MI = 2) discharge or «flash)) for three heart cycles, aimed at destroying the microbubbles existing in the myocardium. Finally, images were acquired again with the same low MI used at the initial time to allow for gradual filling of coronary microcirculation with microbubbles. For each protocol phase, sequences of a total of 200 images were obtained, that were stored in a digital format.

Image post-processing Postprocesado de las imágenes

Las imágenes almacenadas se exportaron a un ordenador equipado con un programa de cuanti- ficación de perfusión miocárdica con contraste de desarrollo propio en nuestro centro, en colabora- ción con la ETSIT de la Universidad Politécnica de Madrid. Este programa permite definir un núme- ro variable de regiones de interés en la primera imagen de la secuencia, corregir su posición a lo largo de la secuencia de forma semiautomática (ya que está equipado con un algoritmo basado en la detección del borde endocárdico y permite también la corrección manual por parte del usua- rio) y cuantificar la videointensidad (VDI) en decibelios (dB) en las regiones definidas, obteniendo una curva de videointensidad frente a tiempo (Figura 2). En cada experimento se definieron cuatro regiones de interés correspondientes a endocardio y epicardio de septo anterior (SA), correspondientes al territorio de la descendente anterior, y endocardio y epicardio de la pared posterior (re- gión control). El territorio de la descendente anterior se determinó a partir del área no opacificada durante la oclusión coronaria. Tras ajustar la curva de videointensidad frente a tiempo a una curva exponencial, se determinaron: A (meseta de VDI), B (pendiente de la curva de VDI), A x B (in- dice de flujo miocárdico). En el análisis de los datos se trabajó siempre con datos de cocientes en- doepicárdicos, permitiendo así la normalización de los datos cuantitativos, ya que los valores ab- solutos de estos parámetros podrían haberse vis- to influidos por los ajustes del equipo.

The images stored were expot-ted to a computer fitted with a program of myocardial petfusion quantification with a contrast, developed in our center in collaboration with the ETSIT of the Madrid Polytechnic University. This program allows for defining a variable number of regions of interest in the first image of the sequence, correcting their position along the sequence in a semiautomed manner (since it has an algorithm based on the detection of the endocardial edge and also allows for manual correction by the user) and quantifying the videointensity (VDI) in decibels (dB) in the regions defined, obtaining a videointensity VS time curve (Figure 2). In each experiment, four regions of interest were defined, corresponding to the endocardium and epicardium of the anterior septum (AS), corresponding to the territory of the anterior descending, and endocardium and epicardíum of the posterior septum (control regionl. The territory of the anterior descending was established from the non-opacified area during coronary occlusion. After adjusting the videointensity VS time curve to an exponential curve, the following were measured: A (VDI plateau), B (slope of the VDI curve), A x B (myocardial flow index). In data analysis, data of endoepicardial ratios were always used, thus allowíng for normalization of the quantitative data, since the absolute values of these parameters could have been influenced by the equipment settings.

INVESTIGACIÓN CARDIOVASCULAR, 2004; WI. 7, n.O 1 23


Figura 2. Postprocesado de las imágenes de ecocardiografía de contraste y análisis cuantitativo. Tras definir cuatro regiones de interés en endo y epicardio de septo anterior y una región control, se corrige su posición a lo largo de la secuencia de imágenes de forma semiautomática y se cuantifica la VDI en decibelios, obteniendo una curva tiempo-VDI.

Figure. 2. Post-processing of contrast echocardiography images and quantítative anal@. At?er defining four regions of interest in endocardium and epicardium of the anterior septum anda control region, their position is corrected along the sequence of images in a semiautomated way and the VDI is quantified in decibels, obtaining a time-VDI curve.

Medida del flujo sanguíneo miocárdico

El flujo sanguíneo miocárdico (FSM) se deter- minó con microesferas calorimétricas (MS, Dye- trak microspheres, Triton technologies). En cada fase del protocolo (basal, reducción de flujo de la DA en un 50%, oclusión de la DA) se inyectaron MS de distintos colores y con capacidad de ab- sorción de la luz a distintas longitudes de onda. Las MS se inyectaron por un catéter situado en la aurícula izquierda, mientras se retiraba sangre de la arteria femoral con la bomba de infusión de Ha- milton. El animal fue sacrificado y el corazón ex- traído, cortándose en rodajas. La rodaja correspondiente al eje corto se cortó en seis piezas correspondientes a los segmentos miocárdicos, dividiendo cada pieza en dos (endocardio y epicardio). Cada pieza fue de un peso al menos superior a un gramo (Figura 3).

El tejido y la muestra de sangre de referencia fueron sometidos a un procesado especial desti- nado a disolver el tejido, conservando únicamen- te las MS de cada muestra. Posteriormente se mi- dió la absorbancia de cada muestra en distintas longitudes de onda correspondientes a cada color, estableciendo un recuento del número de MS en función de la cantidad de absorbancia. El FSM de cada segmento se calculó a partir de la ecua- ción 0-n = (Cm x CWCr, donde C?m es el flujo mio- cárdico correspondiente al fragmento miocárdico

Measurement of myocardial blood flow

Myocardial blood flow (MBF) was measured with colorimetric microspheres (MS, Dye-trak microspheres, Triton technologies). At each protocol phase fbaseline, 50% flow reduction in the AD, AD occlusion), MS of different colors and with capacity of light absorption at different wavelengths were injected. The MS were injected through a catheter placed in the left atrium, while blood was removed from the femoral artery with the Hamilton infusion pump. The animal was killed and the heart removed and cut into slices. The slice corresponding to the short axis was cut into six pieces corresponding to the myocardial segments, dividing each piece into two (endocardium and epicardium). Each of these pieces had a weight of at least over one gram (Figure 3).

The referente tissue and blood sample were subjected to a special processing aimed at dissolving the tissue, only keeping the MS of each sample. Absorbance was then measured in each sample at different wavelengths corresponding to each color, establishing the MS count no. based on the amount of absorbance. The MBF of each segment was calculated from the equation Qm = (Cm x Qr)/Cr, where Qm is the myocardial flow corresponding to the myocardial fragment (in ml/min),

24 INVESTIGACIÓN CARDIOVASCULAR, 2004; val. 7, n.’ 1


Figura 3. Comparación entre la imagen ecocardiográfica y el estudio anatomopatológico. En la imagen se definen cuatro regiones de interés en endo y epicardio de septo anterior y una región control. El análisis de la pieza necrópsica es realizada definiendo cuatro fragmentos de tejido correspondientes a las regiones de interés, en los cuales se realiza un recuento de microesferas.

Figure 3. Comparison of the echocardiographic image and the pathological study. The image defines four regions of interest N, the endocardium and epicardium of the anterior septum and a control region. The analysis of the necropsy spe- timen is performed definíng four tissue fragments corresponding to the regions of interest, in which microspheres are counted.

(en ml/min), Cm es el recuento de microesferas en el fragmento, Qr la velocidad conocida de extrac- ción de sangre de referencia (en ml/min) y Cr es el recuento de microesferas en la muestra de referencia. El cálculo del FSM de un segmento en- tero se calculó a partir del promedio de flujo correspondiente a la mitad endocárdica y epicárdica, ponderado según el peso de cada mitad.

Análisis estadístico

Los resultados están expresados como me- dia f desviación estándar. La comparación de los datos de FSM y de los parámetros cuantitativos obtenidos con ecocardiografía de contraste se rea- lizó mediante t de Student para medidas aparea- das. Por tener las muestras un número menor de 30 elementos, previamente se comprobó el su- puesto de normalidad en la distribución de las variables en la población con la prueba de normalidad de Shapiro-Wilks, que se cumplió en todos los casos. Se estudió la correlación entre los datos de FSM y ecocardiografía de contraste con aná- lisis de regresión lineal. Por la realización de com- paraciones múltiples, se consideró significativa una p < 0,Ol.

Cm is the microsphere coount in the fragment, Qr the known speed at which referente blood is drawn (in ml/min), and Cr is the microsphere count in the referente sample. The MBF of a whole segment was calculated from the average flow corresponding to the endocardial and epicardial half, weighted accordíng to the weight of each half.

Statistical analysís

The results are expressed as mean 2 standard deviation. The comparison of the MBF data and the quantitative parameters obtained with contrast echocardiography was petformed using the Student’s t test for paired measures. Since the samples had less than 30 elements, the h ypothesis of normal@ in variable distribution was previously tested in the population with the Shapiro- Wilks normality test, that was met in all cases. The correlation between the MBF and contrast echocardiograph y data was studied with a linear regression analysis. Since multiple comparisons were made, a value of p < 0.01 was considered significant.

INVESTIGACIÓN CARDIOVASCULAR, 2004; val. 7, n.O 1


RESULTADOS

Características de los cerdos

De los ll cerdos, el protocolo se pudo realizar de forma completa en siete animales. En los otros cuatro cerdos no se pudo llevar a cabo por diferentes razones: en dos de los casos por espasmo coronario durante la manipulación de la sonda de flujo, que impidió la adquisición correcta de imá- genes basales, en otro caso por embolia gaseosa en la coronaria tras entrar aire por el catéter in- troducido en la Al y en otro caso por imágenes de muy mala calidad por problemas técnicos del ecó- grafo.

Todos los experimentos se realizaron en cerdos hemodinámicamente estables. Los datos he- modinámicos correspondientes a cada fase están resumidos en la Tabla 1.

Comportamiento del cociente endoepicárdico de flujo sanguíneo miocárdico tras producir isquemia

En condiciones basales, el cociente endoepi- cárdico de flujo sanguíneo miocárdico fue próxi- mo a uno. Tras reducir el flujo de la arteria descendente anterior en un 50% del flujo basal, el cociente endoepicárdico de flujo sanguíneo mio- cárdico descendió significativamente en el septo anterior (pasó de 1,08 + 0,39 a 0,68 r 0,15, p = 0,009), mientras que no se modificó significativamente en la región control correspondiente a la pared posterior (1,25 + 0,21 en condiciones basales y 1,18 + 0,27 tras reducir el flujo de la DA, p = 0,2) (Tabla 1).

RESUL TS

Characteristics of the pigs

Of the ll pigs, the protocol could be completely performed in seven animals. In the remaining four pigs, the protocol could not be completed for different reasons: in two of the cases due to coronary spasm during handling of the flow catheter, which prevented adequate acquisition of baseline images, in another case due to gas embolism in the coronary artery after air entered through the catheter inserted in the LA, and in the last case due to very poor quality images because of technical problems with the echograph.

All experiments were made in hemodynamically stable pigs. The hemodynamic data corresponding to each phase are summarized in Table 1.

Behavior of the endoepicardial ratio of myocardial blood flow after ischemia production

Under baselíne conditions, the endoepicardial ratio of myocardial blood flow was close to one. After flow reduction in the anterior descending artery by 50% compared to baseline flow, the endoepicardial ratio of myocardial blood flow significantly decreased in the anterior septum (from 1.08 _’ 0.39 to 0.68 2 0.15, p = 0.009), while no significant changes occurred in the control region corresponding to the posterior Wall (1.25 _z 0.21 at baseline, and 1.18 2 0.27 after reducing the AD flow, p = 0.2) (Table Il.

TABLA 1. Datos hemodinámicos y de cociente de flujo endoepicárdico en condiciones basales y en presencia de isquemia /

TABLE 1. Data on hemodynamics and endoepícardial flow ratio at baseline and in the presente of ischemia

Basal / Baseline Isquemia / Ischemia p l p

TAM (mm Hg) 106 2 10 1042 ll NS MBP (mm Hg) Fc W-n) 112+14 1022 12 NS HR (bpm) Flujo endo/epicárdico 1.08 2 0.39 0.68 2 0.15 0.009 EndocardiaYepicardial flow

TAM: tensión arterial; Fc: frecuencia cardíaca; NS: no significativa. MBR mean blood presswe; H-7: hearf rare; NS: nor significanr.

INVESTIGACIÓN CARDIOVASCULAR, 2004; WI. 7, n.O 1


Análisis visual de los estudios de ecocardiografía de contraste tras producir isquemia

Tras la destrucción de las microburbujas con elevado índice mecánico (flash), las primeras imá- genes demostraron ausencia de contraste tanto en las regiones endo y epicárdicas del septo anterior como en la región control en todos los casos. Sin embargo, a partir de 4-5 imágenes (co- rrespondiendo al segundo ciclo cardiaco después de acabar la destrucción de las microburbujas), se observó un relleno progresivo y homogéneo del miocardio con las microburbujas. Visualmente, en todos los casos la velocidad de aumento de la videointensidad pareció similar tanto en el septo anterior como en la región control en condiciones basales. Sin embargo, en la segunda fase correspondiente a la producción de isquemia se observaron defectos de petiusión predominantemente subendocárdicos en el septo anterior, mientras que no se observaron en la región control. En todos los casos los defectos de perfusión se redu- jeron de tamaño o llegaron a desaparecer a medida que pasaba el tiempo desde la descarga de elevado índice mecánico.

Comportamiento de los parámetros derivados de ecocardiografía de contraste tras producir isquemia

En condiciones basales, el cociente endoepi- cárdico de a (meseta de la curva tiempo-VDI) fue próximo a uno tanto en el septo anterior como en la cara posterior, sin presentar diferencias significativas entre ambas regiones (0,87 +. 0,lO en sep- to anterior y 0,96 f 0,13 en cara posterior, p = 0,l). Análogamente, el cociente endoepicárdico de b (pendiente de ascenso de la curva de videointensidad) también fue próximo a uno en ambas regiones, sin que se demostraran diferencias esta- dísticamente significativas entre ellas (1,14 + 0,22 y 1,19 + 0,28, p = 0,7). También se demostraron resultados similares con el índice a x b (0,98 + 0,14 en septo anterior, 1,15 + 0,28 en la cara posterior, p = 0,2).

Tras reducir el flujo de la descendente anterior en un 50%, todos los parámetros de ecocardio- grafía de contraste evaluados en el septo anterior se modificaron significativamente. El cociente en- doepicárdico de a disminuyó de forma significativa con la isquemia en comparación con el estado basal (se redujo en un 28%, pasando a ser 0,63 + 0,16, p = 0,002). Los cocientes endoepicárdicos de b y del índice a x b descendieron con la isquemia

Visual analysis of contrast echocardiography studies after ischemia production

After destruction of microbubbles with a high mechanical index (flash), the first images showed the absence of contrast in both the endocardial and epicardial regions of the anterior septum and the control region in all cases. However, from 4-5 images Icorresponding to the second cardiac cycle after microbubble destruction was completed), a progressive, homogeneous refilling was seen in the myocardium with the microbubbles. Visually, in all cases the vídeoíntensity íncrease rate appeared to be similar in both the anterior septum and the control regíon under baseline conditíons. However, in the second phase corresponding to ischemia production, perfusion defects, mainly subendocardial, were seen in the anterior septum, while they were not seen in the control region. In all cases, perfusion defects decreased in size or even disappeared as time since the high mechanical index discharge elapsed.

Behavior of the parameters derived from contrast echocardiography after ischemia production

At baseline, the endoepicardial ratio of a (plateau of the time-VDI curve) was close to one in both the anterior septum and the anterior aspect, with no significant differences between the two regions (0.87 _i 0.10 in anterior septum and 0.96 2 0.13 in the posterior aspect, p = 0.1). Similarly, the endoepicardial ratio of b (rising slope of the videointensity curve) was also close to one in both regions, with no statistically sígnificant differences between them (1.14 k 0.22 and 1.19 f 0.28, p = 0.7). Similar results were also found with the a x b index (0.98 f 0.14 in the anterior septum, 1.15 f 0.28 in the posterior aspect, p = 0.2).

After reducing flow in the anterior descending artery by 50%, all parameters of contrast echocardiography evaluated in the anterior septum significantly changed. The endoepicardial ratio of a significantly decreased wíth ischemia compared to baseline la 28% decrease to 0.63 f 0.16, p = 0.0021. The endoepicardial ratios of b and the a x b ndex decreased with ischemía to a greater extent than the endoepicardial ratio of a: they showed decreases of 39% and 57%

INVESTIGACIÓN CARDIOVASCULAR, 2004; val. 7, n.” 1


en mayor medida que el cociente endoepicárdico de a: mostraron un descenso del 39% y del 57%, respectivamente (pasando con la isquemia a un valor medio de b de 0,69 + 0,18, p = 0,008 y a un valor medio de a x b de 0,42 + O,lO, p = 0,0005). Sin embargo, en la región control no hubo cambios significativos en ningún parámetro (ver Ta- blas II y III y Figura 4).

respectively (reaching with ischemia a mean b value of 0.69 _t 0.18, p = 0.008 and a mean a x b value of 0.42 2 0.10, p = 0.0005). However, in the control region there were no significant changes in any parameter (see Tables Il and III and Figure 4).

TABLA II. Cociente endoepicárdico de los parámetros obtenidos con ecocardiografía de contraste en condiciones basales y en presencia de isquemia en la región del septo anterior / TABLE II. Endoepicardial ratio of the parameters obtained with contrast echocardiography at

baseline and in the presente of isquemia in the regíon of the anterior septum

Basal / Baseline Isquemia I Ischemia p I p

Cociente endoepicárdico de a 0.87 * 0.10 0.63 + 0.16 0.002 Endoepicardial ratio of a Cociente endoepicárdico de b 1.14 + 0.26 0.69 2 0.18 0.008 Endoepicardial ratio of b Cociente endoepicárdico de a x b 0.98 + 0.14 0.42 sc 0.14 0.0005 Endoepicardial ratio of a x b

a: meseta de la curva de VDI; b: pendiente de ascenso de la curva de VDI; a x b: índice de fujo miocárdico. a: plateau of the VDI curve; b: rising slope of the VDI curve; a x b: myocardial flow index.

TABLA III. Cociente endoepicárdico de los parámetros obtenidos con ecocardiografía de constraste en condiciones basales y en presencia de isquemia de la región control /

TABLE III. Endoepicardial ratio of the parameters obtained with contrast echocardiography atbaseline and in the presente of isquemia in the control region

Basal / Baseline Isquemia l Ischemia p / p

Cociente endoepicárdico de a 0.96 2 0.13 0.95 + 0.08 0.8 Endoepicardial ratio of a Cociente endoepicárdico de b 1.19 + 0.26 1.13 + 0.19 0.7 Endoepicardial ratio of b Cociente endoepicárdico de a x b 1.15 2 0.28 1.08 + 0.20 0.6 Endoepicardial ratio of a x b

a: meseta de la curva de VDI; b: pendiente de ascenso de la curva de VDI; a x b: índice de fujo miocárdico. a: plateau of the VDI cuve; b: s/ope of the VDI curve; a x b: myocardial flow index.

Figura 4. Compara- ción de las razones endoepicárdicas de a (meseta de la curva), b (pendiente de la curva) y a x b (índice de flujo miocárdico) en el septo anterior antes y después de producir isquemia en a $ o ( la DA. Basal l ’ Isquemia i

Baselfne Ischemla

_ REE-al Endoepicardial ratio of a

- REE-bl Endoepicardial ratio of b

-+- REE-ax,bi Endoepxardial ratio of a x b

Figure 4. Compari- son of the endoepicardial ratios of a (plateau of the videointensity curve), b (slope of the curve) and a x b (myocardial flow index) in the anterior septum before and after ischemia production in the AD.

28 INVESTIGACION CARDIOVASCULAR, 2004, val 7, n ’ 1

Evaluación del gradiente de perfusión endoepicárdico

Correlación entre los parámetros obtenidos con ecocardiografía de contraste y el cociente endoepicárdico de flujo

Se observó una correlación lineal significativa entre los parámetros b y a x b obtenidos con eco- cardiografía de contraste y el cociente endoepi- cárdico de flujo evaluado con el patrón oro (las microesferas calorimétricas). Entre el cociente en- doepicárdico de a y el cociente endoepicárdico de flujo, el coeficiente de correlación fue de 0,41 @J = 0,151. El cociente endoepicárdico de b mostró mejores resultados, presentando un coeficiente de correlación con el cociente endoepicárdico de flujo de 0,65 (p = 0,Ol). El índice que demostró una correlación más alta con el cociente endoepicár- dico de flujo fue el índice de flujo miocárdico a x b, con un coeficiente de correlación de 0,70 lp = 0,005) (Figura 5).

DISCUSIÓN

En nuestro modelo experimental hemos con- seguido estudiar la perfusión endocárdica y epi- cárdica de manera específica gracias a la ecocar- diografía de contraste en tiempo real. Aunque

Asessment of the endoepicardial perfusion gradient

Correlation between the parameters obtained with contrast echocardiography and the endoepicardial flow ratio

A significant linear correlation was seen between the parameters b and a x b obtained with contrast echocardiography and the endoepicardial flow ratio evaluated with the gold standard (colorimetric microspheres). The correlation coefficient between the endoepicardial ratio of a and the endoepicardial flow ratio was 0.4 1 (p = 0.15). The endoepicardial ratio of b evidenced better results, showing a correlation coefficient with the endoepicardial flow ratio of 0.65 (p = 0.01). The index showing the highest correlation with the endoepicardial flow ratio was the m yocardial flow rate axb, with a correlation coefficient of 0.70 (p = 0.005) (Figure 5).

DISCUSSION

In our experimental model, we have been able to study endocardial and epicardial perfusion specifically thanks to real-time contrast echocardiography. Although there are

Figura 5. Correlación entre las razones endoepicárdicas de flujo y de los diferentes parámetros de ecocardiografía de constraste medidas en el septo anterior (a, b y a x b).

12 -m mò lo- Bo l * .

. . ga oa-

- ãt$ . . op 12

88 06-

- - . eu

aI& 04-

. . . $;

80 ,$L 06-

4

.

me oz- Ng 04- Eu.

0 $5 02-

, 0 , 0 02 04 06 08 1 12 14 16 18 2 0 02 04 06 06 1 12 14 16 18 2

Razon endoeplcardlca de flujo (MS) i Endoepmrd~alflow rabo (MS) Razon endoeplcardm de flujo / Endoep~card~alflowraho

0 02 04 06 06 1 12 14 16 16 2 Razon endoeplcardlca de flulo / Endoepmrdw flow raf,o

Figure 5. Correlation between the endoepicardial flow ratios and different contrast echocardiography parameters measured in the anterior septum (a, b anda x b).

INVESTIGACION CARDIOVASCULAR, 2004; WI 7, n ’ 1 29


existen abundantes trabajos experimentales que abordan este tema, los resultados de éstos han sido variables y en ocasiones contradictorios. En muchos de ellos se han presentado problemas técnicos que pueden explicar los resultados; en varios trabajos, por ejemplo, las limitaciones de resolución lateral del ecógrafo pueden haber difi- cultado la valoración de la perfusión de la cara lateral en presencia de estenosis de la arteria cir- cunfleja (5). También se han usado diferentes agentes de contraste, cuyo comportamiento no tiene porque ser exactamente el mismo por la diferencia de tamaño de las microburbujas que los componen (6,7). Por otro lado, la tecnología rela- cionada con los estudios de perfusión miocárdica con ecocardiografía de contraste también ha evo- lucionado mucho en los últimos años, con el pa- so de las técnicas de imagen intermitente a las de tiempo real, basadas en la técnica de cancelación de pulso y el uso de índices mecánicos bajos; el rendimiento de todas estas técnicas para la de- tección de defectos de perfusión no tiene porque ser homogéneo, especialmente en cuanto al estudio selectivo del endocardio y el epicardio, donde se requiere una especial precisión (8, 9). Por otro lado, la mayor parte de los centros sigue uti- lizando el simple análisis visual de los estudios, con las limitaciones de subjetividad que eso con- lleva. Esto hace que el momento actual la valora- ción de la perfusión endo y epicárdica con eco- cardiografía de contraste siga siendo un tema sólo parcialmente resuelto y que aún presenta muchas incógnitas.

Comportamiento de la meseta de la curva de videointensidad (al

En nuestro trabajo no hemos encontrado una buena correlación entre el cociente endoepicárdi- co de a y el cociente endoepicárdico de flujo, a pe- sar de que sí hemos observado un descenso sig- nificativo de este parámetro tras producir isquemia en el territorio de la descendente anterior.

Los primeros estudios cuantitativos que se realizaron en ecocardiografía de contraste, por vía in- traaórtica, analizaron el comportamiento del pico de videointensidad en endocardio y epicardio des- pués de producir isquemia. El grupo de Quiñones realizó un interesante trabajo en que se conseguía detectar una reducción del pico de videointensidad en los estudios de perfusión tras reducir el flujo endocárdico, pero no se demostraba una buena correlación entre la videointensidad y el flujo endocárdico (10). Tampoco se consiguió por parte del grupo de Kaul demostrar una correlación

30

multiple experimental studies addressing this subject, their results have been variable and sometimes conflicting. Many of them have posed technical problems that may explain the results; in severa/ studies, for instance, the limitations of lateral resolution of the echograph may have made difficult the assessment of perfusion of the lateral aspect in the presente of stenosis of the circumflex artery (5). Different contrast agents have also been used, whose behavior is not necessarily the same, due to the different size of the microbubbles forming them (6, 7). On the other hand, the technology related to myocardial perfusion studies with contrast echography has also substantially evolved in recent years, with the change from intermittent image to real time techniques, based on the of pulse cancellation technique and the use of low mechanical indices; the performance of all these techniques for the detection of petfusion defects is not necessarily homogeneous, particularly as regards the selective study of the endocardium and the epicardium, where a special precision is required (8, 9). On the other hand, most centers still use the simple visual analysis of the studies, with the resulting limitations of subjectivity. Therefore, the assessment of endocardial and epicardial perfusion with contrast echocardiography continues to be a subject only partially resolved and with many questions pending.

Behavior of the plateau of the videointensity curve (a)

In our study, we have not found a good correlation between the endoepicardial ratio of a and the endoepicardial flow ratio, though we have seen a significant decrease in this parameter after producing ischemia in the territory of the anterior descending artery.

The first quantitative studies petformed with contrast echocardiography by the intraaortic route analyzed the behavior of the videointensity peak in the endocardium and the epicardium afier producing ischemia. The Quiñones group performed an interesting work in whích a reduction in the videointensity peak could be detected in the petfusion studies after reducing endocardial flow, but a good correlation was not shown between videointensity and endocardial flow (10). The Kaul group also failed to show an



aceptable entre el cociente endoepicárdico de videointensidad y el cociente endoepicárdico medida con microesferas (Il). Más recientemente, otros trabajos experimentales en los que el agente ecopotenciador se administró por una vía venosa pe- riférica han obtenido conclusiones similares (12).

La meseta de la curva de videointensidad, o el pico de videointensidad, son índices que reflejan el volumen de sangre en el miocardio, no el flujo miocárdico (13). Linka postula que la falta de co- rrelación entre el cociente endoepicárdico de a y el cociente endoepicárdico de flujo se debe al de- sacoplamiento entre la distribución transmural de flujo sanguíneo miocárdico y volumen sanguíneo miocárdico que tiene lugar cuando se evalúa un territorio dista1 a una estenosis de una arteria epi- cárdica (12). En realidad el pico de videointensidad y la pendiente de la curva no están estudian- do el mismo fenómeno. El hecho de que la meseta de videointensidad esté disminuida significativamente tras inducir isquemia no se debe a que este parámetro sea un buen índice para estudiar el flujo miocárdico, como se desprende, por otra parte, de la baja correlación entre la meseta de videointensidad y el cociente de flujo endoepicárdico. Este parámetro desciende como un fenómeno co- lateral en casos con flujo endocárdico muy dis- minuido, en los cuales la secuencia no dura el tiempo suficiente para que se registre en las imágenes un llenado completo de la microcirculación con las microburbujas (se está adquiriendo sólo un in- tervalo de tiempo de 15 segundos). Esta obsetva- ción coincide con el análisis visual realizado en las imágenes de contraste, en el cual se observó que en todos los casos los déficits de perfusión se iban reduciendo progresivamente, en ocasiones hasta su completa desaparición.

Comportamiento de la pendiente de ascenso de la curva de videointensidad y del índice de flujo miocárdico la x bl

A diferencia de la meseta de la curva de videointensidad, el cociente endoepicárdico de b y la del índice a x b mostraron una buena correlación con el cociente de flujo endoepicárdico. El hecho de que el índice a x b fuera el mejor parámetro de todos demuestra que la valoración simultánea del flujo sanguíneo miocárdico y del volumen san- guíneo miocárdico proporciona una información más completa acerca del estado de la perfusión miocárdica que cada uno más separado. Esto es comprensible teniendo en cuenta que reflejan fe- nómenos distintos, como hemos comentado previamente. Los cambios de flujo sanguíneo mio-

acceptable correlation between the endoepicardial videointensity ratio and theendo- epicardial ratio as measured with microspheres (ll). More recently, other experimental studies where the echo-enhancing agent was administered by a peripheral venous path have obtained similar conclusions (121.

The plateau of the videointensity curve or the videointensity peak are indices which reflect the volume of blood in the myocardium, rather than the myocardial flow (13). Linka postulates that the lack of correlation between the endoepicardial ratio of a and the endoepicardial flow ratio is due to the uncoupling between the transmural distribution of myocardial blood flow and myocardial blood volume occurring when a dista1 territory to a stenosis in an epicardial artery is evaluated (12). In fact, the videointensity peak and the slope of the curve are not studying the same phenomenon. The fact that the videointensity plateau is significantly decreased after inducing ischemia is not because this parameter is a good index to study myocardial flow, as concluded on the other hand from the low correlation between the videointensity plateau and the endoepicardial flow ratio. This parameter decreases as a collateral phenomenon in cases with a highly reduced endocardial flow, where the sequence does not last long enough for recording in the images a complete filling of the microcirculation with the microbubbles (only a time interval of 15 seconds is being acquired). This observation is consistent with the visual analysis petformed in the contrast images, where it was noted that in all cases the perfusion deficits were gradually decreased, sometimes to complete disappearance.

Behavior of the rising slope of the curve of videointensity and the m yocardial flow index la x b)

Unlike the plateau of the videointensity curve, the endoepicardial ratio of b and of the axb index showed a good correlation with the endoepicardial flow ratio. The fact that the a x b index was the best parameter of all shows that the simultaneous assessment of myocardial blood flow and myocardial blood volume provides a more complete information about the myocardial petfusion status than each of them alone. This is understandable,



cárdico distales a una estenosis se producen a partir de cambios de dimensiones en las arteriolas. Sin embargo, la cantidad de sangre existente en las arteriolas sólo constituye un 5-7% del volumen sanguíneo miocárdico, que está proporcionando información sobre todo referente a los capilares miocárdicos (14).

La utilidad del índice de flujo miocárdico para la estimación del flujo sanguíneo miocárdico en ecocardiografía de contraste en tiempo real ha sido establecida por el grupo de De María (15). En un modelo experimental de isquemia aguda, este parámetro fue el que mejor se correlacionó con el flujo sanguíneo miocárdico medido con microesferas. Existe menos información acerca de su valor para el estudio del gradiente de perfusión transmural. Sólo se ha analizado su utilidad en ese contexto en ecocardiografía en tiempo real en otro trabajo del mismo grupo realizado con técnica de pulso invertido (PPL), en que el cociente de índi- ces de flujo miocárdico presentaba una correla- ción aceptable con el cociente endoepicárdico de flujo (9). Nuestro trabajo es el primero realizado hasta la fecha con un método de cancelación de pulso único para estimar el gradiente transmural de perfusión, demostrando que con este tipo de técnica la estimación del cociente endoepicárdico de flujo es al menos tan buena como con la téc- nica de pulso invertido, especialmente si se eva- lúa el índice de flujo miocárdico a x b.

Consideraciones metodológicas y posibilidad de aplicación clínica

En este trabajo los estudios ecocardiográficos se han realizado en situación óptima, con adqui- sición de imágenes por vía epicárdica y eliminan- do los artefactos secundarios al movimiento respiratorio, ya que se apagaba el respirador durante unos segundos para adquirir las imágenes. La baja profundidad de campo gracias a la adquisición epicárdica ha hecho que se puedan definir regiones de interés más grandes en endocardio y epicardio que presentan por lo tanto menos artefactos.

Incluso en condiciones óptimas, la cancelación de la señal tisular no es perfecta, detectándose ocasionalmente artefactos de movimiento. Por ello, las técnicas de cancelación de pulso están aún en constante evolución para mejorar la especificidad de la detección de la señal de la burbuja.

La reproducibilidad de estos resultados en eco- cardiografía transtorácica realizada en pacientes en el momento actual es muy difícil, excepto en pacientes seleccionados con muy buena ventana

32

since they reflect different phenomena, as above discussed. The changes in myocardial blood flow dista/ to a stenosis occur from changes in the size of arterioles. However, the amount of blood in the arterioles only accounts for 5-7% of the myocardial blood volume, that is providing information mainly about myocardial capillaries (14).

The value of the myocardial flow index for the estimation of myocardial blood flow in real-time contrast echocardiography has been established by the De María groupu (151. In an experimental model of acute ischemia, this parameter correlated best with myocardial blood flow measured with microspheres. There is less information about its value for the study of the transmural perfusion gradient. Its value in that setting has only been analyzed in real-time echocardíography in another study by the same group performed wíth a reverse pulse technique (PPL), where the myocardial flow ratio had an acceptable correlation with the endoepícardial flow ratio (9) Our study is the first performed to date with a single pulse cancellation method to estimate the transmural perfusion gradient, and shows that with this type of technique the estimation of the endoepicardial flow ratio is at least as good as with the reverse pulse technique, particularly in the myocardial flow index a x b is evaluated.

Methodological considerations and possibility of clinical applica tion

In this work, the echocardiographic studies have been petformed in optima1 conditions, with image acquisition by the epicardial route and removing any artifacts secondary to respiratory movement, since the respirator was turned off for some seconds to acquire the images. The low field depth thanks to epicardial acquisition has made it possible to define larger regions of interest in the endocardium and epicardium that show, therefore, less artifacts.

Even under optima1 conditions, cancellation of the tissue signa1 is not petfect, and motion artifacts are occasionally detected. Therefore, pulse cancellation techniques are still continuously evolving to improve specificity in the detection of the bubble signal.

The reproducibilíty of these results in transthoracic echocardiography performed in patients is currently very difficult, except in



acústica. No obstante, creemos que este tipo de estudio puede ser útil por describir la base fisio- lógica del uso de la ecocardiografía de contraste para estudiar el gradiente de perfusión transmural, que sin duda sí es extrapolable al paciente.

selected patients with a very good acoustic window. However, we think that this type of study can be useful for describing the physiological basis of the use of contrast echocardiography to study the transmural perfusion gradient, which is undoubtedly extrapolable to the patient.

CONCLUSIONES CONCL USIONS

En este trabajo hemos analizado la utilidad de los estudios de ecocardiografía de contraste en tiempo real para analizar el gradiente de perfusión endoepicárdico y hemos estudiado la correlación de los parámetros derivados de los estudios de perfusión miocárdica con el cociente de flujo en- doepicárdico. De los distintos parámetros ecocar- diográficos estudiados, el índice de flujo miocár- dico fa x bl ha sido el que mejor correlación ha demostrado con el cociente endoepicárdico de flujo, seguido por la pendiente de ascenso de la curva de repleción de las microburbujas. Sin embargo, la meseta de la curva de videointensidad no ha presentado una correlación aceptable con el cociente de flujo endoepicárdico. Estos resultados demuestran la importancia del estudio simultáneo del volumen sanguíneo miocárdico, valorado con la meseta de la curva de videointensidad, y del flujo sanguíneo miocárdico, valorado con la pendiente de ascenso de la curva. Los mejores resultados se han obtenido con el parámetro a x b que tiene en cuenta ambos componentes para analizar la perfusión miocárdica.

We have analyzed in this work the value of real-time contrast echocardiography studies to analyze the endoepicardial perfusion gradient, and have studied the correlation of the parameters derived from myocardial perfusion studies with the endoepicardial flow ratio. Among the different echocardiographic parameters studied, the myocardial flow index (a x b) has shown the best correlation with the endoepicardíal flow ratio, followed by the rísing slope of the mícrobubble filling curve. However, the plateau of the videoíntensity curve has not shown an acceptable correlation with the endoepicardial flow ratio. These results show the importance of the simultaneous study of myocardial blood volume, assessed with the plateau of the videointensity curve, and the myocardial blood flow, assessed with the rising slope of the curve. The best results have been obtained with the parameter a x b, that consi- ders both components to analyze myocardial perfusion.

BIBLIOGRAFíA / REFERENCES

1. GUYTON R A, MCCLENATHAN J H, NEWMAN G W, MICHAELIS L L. Significance of subendocardial S-T segment elevation caused by coronary stenosis in the dog. Am J Cardiol. 1977; 40: 373-380.

2. GALLAGHER K P, MATSUZAKI M, KOZIOL J A, KEM- PER W S, ROSS J Jr. Regional myocardial perfusion and wall thickening during ischemia in conscious dogs. Am J Physiol. 1984; 247: 727-736.

3. SABBAH H N, MARZILLI M, STEIN P D. The relative role of subendocardium and subepicardium in left ven- tricle mechanics. Am J Physiol. 1961; 240: H920-926.

4. GRAlTAN M T, HANLEY F L, STEVENS M B, HOFF- MAN J I E. Transmural coronary flow reserve patterns in dogs. Am J Physiol. 1966; 250: H276-H263.

5. ROVAI D, GHELARDINI G, LOMBARDI M, TRIVELLA M G, NEVOLA E, TADDEI L, FERDEGHINI E M, DIS- TANTE A. Myocardial washout of sonicated iopami- dol does not reflect the transmural distribution of co- ronar-y blood flow. Eur Hearf J. 1993; 14: 1072-1078.

6. LIM Y J, NANTO S, MASUYAMA T, KODAMA K, IKEDA T, KITABATAKE A, KAMADA T. Visualization of subendocardial myocardial ischemia with myocardial contrast echocardiography in humans. Circulation. 1989; 79: 233-244.

7. JAYAWEERA A R, SKLENAR J, KAUL S. Quantification of images obtained during myocardial contrast echocardiography. Echocardiography. 1994; ll: 385396.

8. KAUL S. Instrumentation for contrast echocardiography: technology and techniques. Am J Cardiol. 2002; 90 (Suppl): 8J-14J.

9. MASUGATA H, LAFIlTE S, PESERS B, MONET STRA- CHAN G, DE MARIA A. Comparison of real-time and intermittent triggered myocardial contrast echocardiography for quantification of coronary stenosis se- verity and transmural perfusion gradient. Circulation. 2001; 104: 1550-1556.

10. CHEIRIF J B, ZOGHBI WA, BOLLI R, O’NEILL P G, HOYT B D, QUIÑONES M A. Assessment of regional

INVESTIGACION CARDIOVASCULAR, 2004; val. 7, n.’ 1 33


myocardial perfusion by contrast echocardiography,ll: detection of changes in transmural and subendocardial petfusion during dipyridamole-induced hypere- mia in a model of critica1 coronary stenosis. J Am Co// Cardiol. 1989; 14: 1555-I 665.

ll. KAUL S, JAYAWEERA A R, GLASHEEN W P, VILLA- NUEVA F S, GUTGESELL H P, SPOTNITZ W D. Myo- cardial contrast echocardiography and the transmural distribution of flow: a critica1 appraisal during myocardial ischemia not associated with infarction. J Am Co// Cardiol. 1992; 20: 1005-1016.

12. LINKA A, SKLENAR J, WEI K, JAYAWEERA A, SKYBA D, KAUL S. Assessment of transmural distribution of myocardial perfusion with contrast echocardiography. Circulation. 1998; 98: 1912-I 920.

13. SKYBA D M, JAYAWEERA A, GOODMAN N C, ISMAIL S, CAMARANO G P, KAUL S. Quantification of myocardial perfusion with myocardial contrast echocardiography from left atrial injection of contrast: impli- cations for venous injection. Circulation. 1994; 90: 1513-1521.

14. KASSAB G S, LIN D H, FUNG Y B. Morphometry of the pig coronary venous system. Am J fhysiol. 1994; 267: H2100-H2113.

15. MASUGATA H, PETERS B, LAFIlTE S, MONET STRA- CHAN G, DE MARIA A. Quantitative assessment of myocardial perfusion during graded coronaty stenosis by real-time myocardial contrast echo refilling curves. J Am Coll Cardiol. 2001; 37: 262-269.

34 INVESTIGACION CARDIOVASCULAR, 2004; val. 7, I-I.” 1

evaluación del gradiente de perfusión endoepicárdico con ... · evaluación del gradiente de...

Documents