ULTRASONIDO INTRAVASCULAR Y ENFERMEDAD CORONARIA: 
PRINCIPIOS GENERALES (PARTE I)

DR. ANDRES MESA, MD*, DR. JUAN CARLOS ROZO, MD*, DR. BERNARDO TREISTMAN, MD*,
DR. ERVIN ANAYA, MD

INTRODUCCIÓN

A pesar de disponer en la actualidad de diversos métodos anatómicos y fisiológicos para la evaluación de la enfermedad coronaria y la toma de decisiones durante intervenciones coronarias percutáneas (PCI), hasta la fecha la angiografía coronaria ha perdurado como método de elección. Sin embargo, ciertas limitaciones inherentes a la angiografía impulsaron la necesidad de aplicar nuevas modalidades diagnósticas al estudio de las diversas vasculopatías. Así se desarrolló el ultrasonido intravascular (IVUS).

Al evaluar la extensión y severidad de la enfermedad coronaria obstructiva, es frecuente encontrar discrepancias entre angiografía y ultrasonido intracoronario. En otros artículos de revisión se ha explicado la utilidad de las mediciones de la velocidad del flujo coronario (CFR) con Doppler y de presiones intracoronarias translesionales (reserva de flujo fraccional, o FFR) con alambres de presión. Estas mediciones fisiológicas objetivas del significado funcional de una estenosis coronaria se podrían combinar con la información obtenida con el IVUS, logrando una perfecta integración de la evaluación de variables coronarias fisiológicas y anatómicas. Sin embargo, todavía no se recomienda el uso rutinario de estas modalidades diagnosticas, principalmente debido al elevado costo.

En esta primera parte (de dos) revisaremos los principios técnicos, ventajas, desventajas, y la interpretación de imágenes del ultrasonido intracoronario. En la segunda parte discutimos extensamente sus aplicaciones clínicas durante la angiografía diagnostica e intervencionista.

QUÉ ES EL IVUS-

Principios Técnicos y Adquisición de Imágenes. El IVUS es un sistema basado en catéter que provee imágenes detalladas, de alta calidad, de las arterias coronarias in vivo¹. En el cuadro 1 se resumen las características estudiadas con IVUS. Aunque el IVUS es también aplicable a la enfermedad vascular periférica, nos limitaremos al ultrasonido intracoronario.

Esta tecnología emplea un catéter extremadamente delgado (2.9-3.5 Fr 6 0.87-1.17 mm) a través de una guía (6.0 Fr) que incorpora un sistema de emisión ultrasonora (transductor) en miniatura en el extremo distal, hallándose éste a su vez conectado a una consola generadora de imágenes en tiempo real (Fig. 1). El intervencionista emplea técnicas convencionales de cateterismo coronario, canulando la arteria coronaria en estudio colocando el catéter de IVUS a través de la lesión para luego retroceder el transductor lentamente hasta obtener imágenes aceptables de la lesión. Estas imágenes vasculares aparecen como reflejos acústicos en la pantalla en una escala de grises, permitiendo una inspección visual del lumen vascular en un corte transversal (Fig 1). También se pueden generar imágenes longitudinales del vaso empleando un sistema de retroceso motorizado ("pullback"), retirando el catéter a una velocidad constante (entre 0.25-1 mm/seg.) generando asi una imagen tomográfica longitudinal de la lesión en estudio (Fig. 16B). El empleo de altas frecuencias de sonido (transductores de 30-40MHz) permite la reconstrucción de imágenes con una excelente resolución. Durante el procedimiento de ultrasonido intracoronario se suele administrar de rutina heparina intravenosa (manteniendo un tiempo activado de coagulación >200-250 seg.) y nitroglicerina intracoronario (100-300ug).

Figura 1. Correlación Anátomo-Sonográfica. Obsérvese como las imágenes en la escala de grises del IVUS corresponden a las diversas estructuras anatómicas respectivas. La arteria representada en esta figura contiene una férula endovascular (stent) y el catéter ultrasónico en su lumen.

Existen fundamentalmente dos diseños de transductores: 1) el de rotación mecánica, y 2) el de múltiples cristales piezoeléctricos. El sistema mecánico (Fig. 2) utiliza un cable de conducción que recorre todo lo largo del catéter, haciendo rotar en el extremo distal un transductor de cristal eléctrico único a 1800 revoluciones por minuto generando una imagen tomográfica en la consola. El sistema eléctrico, al contrario, utiliza un transductor en el extremo distal compuesto de una variedad de cristales eléctricos dispuestos en forma anular. Estos son activados en forma secuencial varias veces por segundo, generando igualmente una imagen tomográfica circunferencial (corte transversal) de la arteria coronaria.

Figura 2. El transductor de tipo mecánico dentro del lumen vascular. En la punta del transductor rota del sistema eléctrico (cristal único) en miniatura que envía la señal a la consola donde se genera la imagen en un corte transversal (360° circunferenciales)

INTERPRETACIÓN DE IMÁGENES. La visualización de la morfología arterial normal se debe a las propiedades ecogénicas distintas de las capas media, intima y adventicia (Fig. 3A). En la arteria normal sucede un cambio de impedancia acústica al nivel de dos interfases tisulares, dando la apariencia de una estructura trilaminar. La primera interfase se encuentra entre la sangre e intima; aquí suele observarse ocasionalmente un reborde poco distintivo ya que la túnica intima refleja el ultrasonido más intensamente que la túnica media, produciendo un artefacto ecográfico radiante ("blooming"). La segunda interfase, entre media y adventicia, a diferencia de la intima, se delimita claramente y de forma constante, observándose la túnica media como capa sonolúcida (hipoecoica) única, interpuesta entre estas dos interfases (Fig. 4). En la unión de la media con la túnica adventicia se encuentra la membrana elástica externa (EEM, Fig. 8); esta se toma como referencia en las mediciones planimétricas del área vascular total, ya que la interfase entre adventicia y los tejidos circundantes es indistinta².

En la mayoría de las personas jóvenes el estudio ultrasónico intravascular suele distinguir solamente una apariencia bilaminar, ya que la intima no se visualiza como capa independiente. Esto hace que algunos autores consideren la presencia de una imagen trilaminar como signo de aterosclerosis temprana (grosor nor-mal de la intima ±0.15 MM)^3,4 

Figura 4. A pesar de ser una arteria enferma, esta figura ilustra claramente la apariencia sonográfica de una capa media normal (arco circunferencial): En la escala planimétrica, el grosor intimal es de aproximadamente 3.0 mm. (I: íntima; M: media; A: adventicia).

Comparación entre Angiografía Coronaria y IVUS Desde 1960 la angiografía coronaria continua siendo la modalidad preferida en el estudio de las arterias coronarias en pacientes con sospecha clínica de isquemia miocárdica. Este método emplea la canulación de las arterias coronarias y la inyección de material de contraste radio opaco, permitiendo una vista panorámica bidimensional de la anatomía coronaria. La vasculatura se visualiza en forma de silueta, facilitando la identificación de estenosis focales en el árbol coronario epicárdio (Fig 5).

Limitaciones de la Angiografía. Varios estudios recientes han demostrado que la angiografía puede subestimar el grado, de estenosis de una lesión ateromatosa.^5,6 Esto ha sido investigado mediante correlaciones histológicas postmortem. ^{7,8, 9} La interpretación visual de los angiogramás muestra una variabilidad significativa intra e ínterobservador. Esto se debe principalmente a dos fenómenos. En primer lugar, algunas lesiones ateromatosas son difusas; éstas no producen una estrechez bien localizada, visible por angiografía. En segundo lugar, existe el fenómeno de remodelación vascular positiva, primera vez descrito por Glagov y colegas¹⁰ (Fig 6). En éste, la arteria sufre una dilatación compensatoria para lograr la acomodación de una placa ateromatosa en formación, en el intento de mantener su flujo. La pared vascular externa es inicialmente desplazada hacia fuera junto con la placa, conservando el lumen y haciendo que la estenosis no sea visible mediante angiografía.

Como se puede apreciar en la figura 7, la silueta hagiográfica también depende del ángulo, de incidencia del observador. En una toma fluoroscópica, el lumen puede aparentar ser normal; sin embargo, al rotar 90° el ángulo de incidencia, la misma estrechez puede apreciarse como critica. Este defecto se elimina completamente con el IVUS, obteniendo una imagen de corte transversal (360 grados). Frecuentemente resulta difícil durante la angiografía obtener vistas ortogonales de las lesiones complejas. Además, la interposición de vasos secundarios, presencia de enfermedad en bifurcaciones, lesiones ostiales, o el falso acortamiento ("foreshortening"), dan como resultado imágenes hagiográficas subóptimás.

Finalmente, conforme el lumen se torna progresivamente irregular, como suele suceder después de las intervenciones, la correlación entre el método angiográfico ("silueta") y la modalidad tomográfica (ultrasonido) se vuelve divergente (una correlación informada en el diámetro luminal por angiografía y ultrasonido muy baja con una r= 0.30). ^11,12

Por lo expuesto hasta ahora, es obvio que existe todavía un subgrupo de pacientes con resultados angiográficos equívocos al evaluar la severidad de una estenosis. También existen algunos pacientes en quienes, a pesar de mostrar resultados angiográficos "aceptables", persisten síntomás de angina. Se cree que la persistencia de síntomás se deba a un lumen vascular distorsionado o irregular, provocando un flujo turbulento, por lo, tanto generando mayor resistencia al flujo comparado con un lumen circular. La disparidad entre el diámetro luminal por angiografía y ultrasonido varia considerablemente de acuerdo a los diversos dispositivos de intervencionismo existentes (ver más adelante).

VENTAJAS DEL IVUS. Estas derivan de dos propiedades: la perspectiva tomográfica y la visualización directa de la placa ateromatosa.

PERSPECTIVA TOMOGRÁFICA

Es importante familiarizarse con las mediciones obtenidas con el IVUS como por ejemplo: el diámetro luminal mínimo (MLD), el corte transversal del área luminal (LCSA), el área de la membrana elástica externa (EEMCSA) , el grosor máximo de la intima (ITMAX) y el grosor intimal mínimo (ITMAX) . La obtención de estas medidas se conoce como planimetría (Fig. 8 y 9).

Estas medidas son precisas e independientes del Angulo de proyección, al contrario de lo que sucede en angiografía. De estas medidas se derivan otros cálculos, como el área de ateroma y el porcentaje de estenosis^3,14.

VISUALIZACIÓN DIRECTA

A parte del lumen, el IVUS nos permite distinguir varias características aterogenéticas importantes como la composición, extensión y distribución de una placa. Las lesiones ricas en lípidos, también llamadas "blandas" manifiestan áreas hipoecóicas (o sonolúcidas, Fig. 10). Una placa fibrosa (ó fibromuscular) se observa como una imagen hiperecóica (eco brillante o reflectivo), como se observa en la figura 11. AI encontrar calcificación ateromatosa, los rayos ultrasonoros son bloqueados creando una sombra sonografica posterior a la lesión ("acoustic shadowing"), y la lesión calcaria misma aparece como un eco brillante (hiperecogénico, Fig 11 y 12). ^13,14

El IVUS es superior a la angiografía en la detección de calcio (70-80% vs. un 10-33%). ^15,16 La sangre se observa como diminutas partículas móviles ecoicas, sea en el lumen arterial, o en el falso lumen de una disección. Actualmente existe el Doppler con código a color para la mejor distinción del flujo sanguíneo ¹⁷.

Otra gran ventaja de la visualización directa es la apreciación de la distribución circunferencial (conciéntrica vs. excéntrica) de una placa ateromatosa (Fig 13), fenómeno que se encuentra directamente relacionado con la presentación clínica y modalidad de terapia a seguir. La angiografía "detecta" con mayor frecuencia lesiones excéntricas que el IVUS, sin embargo, esto no siempre correlaciona con los hallazgos por IVUS¹⁸.

La angiografía tiene una capacidad limitada para predecir la ocurrencia de ciertos eventos clínicos (los síndromes isquémicos agudos como la angina inestable o el infarto agudo al miocardio). La capacidad de visualizar directamente las características ultrasónicas de un ateroma puede proveernos con información pronostica, ya que ahora se sabe que muchas de las lesiones implicadas en estos síndromes coronarios agudos no necesariamente corresponden a estrecheses criticas preexistentes. En realidad son lesiones con estenosis moderadas pero que sufren una ruptura (fractura) de placa; se sospecha que un ateroma rico en lípidos esta más predispuesto a sufrir fractura (debido a su delgada capa fibrosa) con la subsecuente trombosis y oclusión casi completa, llevando fácilmente al infarto de miocardio (Figura 14). El IVUS es capaz de mostrar ciertas características morfológicas que nos ayuden a predecir la ruptura futura de una placa ateromatosa¹⁹.

Figura 14. La delgada capa fibrosa de una placa lipídica es muy frágil, pudiendo fracturarse fácilmente

Finalmente, el uso del IVUS ha dilucidado la respuesta arterial a las diversas modalidades terapéuticas invasivas como, por ejemplo: las disecciones arteriales durante el empleo de un balón de angioplastía ²⁰; la insuficiente extracción de placa mediante aterectomia direccional²¹; el gran beneficio en la aplicación de aterectomía rotacional²² ; y la respuesta vascular a la implantación de stents.^23,24

LIMITACIONES DEL IVUS. Diversos tejidos manifiestan propiedades acústicas comparables, llevando a una ecogenicidad y textura similares. Un ejemplo es la distinción entre placa lipídica y trombo. Una placa cargada de lípidos demuestra una imagen sonolúcida, mientras un trombo intraluminal ofrece una imagen prácticamente idéntica²⁵. Por lo tanto, el IVUS es capaz de revelar la ecogenicidad y grosor de estructuras parietales vasculares con precisión pero no provee correlación histológica de manera consistente. En el futuro próximo probablemente se emplee el análisis por radiofrecuencia para la clasificación objetiva y automatizada de las lesiones ateromatosas.

Los artefactos también constituyen una desventaja del IVUS. El "efecto anillo" ("ring-down") se refiere al artefacto producido por oscilaciones en la pieza eléctrica del transductor, oscureciendo el campo visual cercano y creando la impresión de un catéter mayor a su dimensión real. La obtención de cortes oblicuos puede ocasionalmente producir distorsiones geométricas (ausencia de plano perpendicular al eje longitudinal del vaso). Los catéteres mecánicos pueden estar sometidos a un roce desigual del cable de rotación, manifestando un artefacto conocido como "distorsión rotacional nouniforme" (NURD), consistiendo en oscilaciones cíclicas en la velocidad rotacional, distorsionando la imagen (Fig. 15). Y finalmente, el tamaño de los catéteres actuales puede ser un factor limitante en casos de estrecheces criticas (<1mm).²⁶

Figura 15. El fenómeno "NURD" (distorsión rotacional no-uniforme):

SEGURIDAD DEL IVUS. La seguridad del uso del IVUS intracoronario ha sido bien documentada en varios estudios, reportando complicaciones con tasas que varían del 1 al 3 %^27,28 . Entre estas complicaciones, la más frecuente es el vaso espasmo transitorio, rApidamente reversible con la administración de nitroglicerina intracoronaria. La tasa de complicaciones mayores (como disección u oclusión vascular aguda), es menos de 0.5 %. A pesar de una baja tasa de complicaciones mayores, se recomienda la realización de este procedimiento por intervencionistas experimentados.

CONCLUSIONES

Podemos resumir las aplicaciones practicas del IVUS durante la angiografía diagnostica de la siguiente manera (Fig. 16):

Figura 16. Resumen de algunas de las aplicaciones del IVUS en el laboratorio de cateterismo cardíaco. A: provee información de las dimensiones luminales y mediciones de áreas. B: mide la longitud del segmento arterial enfermo. C: permite observar características morfológicas de ateroma. Todas estas aplicaciones pueden influenciar la toma de decisiones en el manejo del paciente con EAC.

En la segunda parte del articulo se discuten las aplicaciones intervencionistas en detalle. Se explica como el uso del IVUS puede guiar las decisiones en cuanto al tipo de dispositivo a emplear durante una intervención coronaria percutánea, y cual es su impacto en el curso clínico de los pacientes sometidos a diversas modalidades intervencionistas.


Bibliografía
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(*): Departamento de Cardiología, St. Luke´s Episcopal Hospital, Texas Heart Institute, Houston, Texas, USA

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