Ecocardiografía speckle tracking - Speckle tracking echocardiography
| Ecocardiografía speckle tracking | |
|---|---|
| Propósito | analiza el movimiento de los tejidos en el corazón |
En los campos de la cardiología y las imágenes médicas , la ecocardiografía de seguimiento de moteado ( STE ) es una técnica de imagen ecocardiográfica que analiza el movimiento de los tejidos en el corazón utilizando el patrón de moteado natural en el miocardio o la sangre cuando se obtienen imágenes mediante ultrasonido . Este nuevo método de documentación del movimiento del miocardio representa un método no invasivo de definición de vectores y velocidad. En comparación con otras tecnologías que buscan una definición no invasiva de isquemia, el speckle tracking parece un esfuerzo valioso. Este patrón de moteado es una mezcla de patrones de interferencia y reflejos acústicos naturales. Estos reflejos también se describen como motas o marcadores . Siendo el patrón aleatorio, cada región del miocardio tiene un patrón moteado único (también llamado patrones , características o huellas dactilares ) que permite trazar la región de un cuadro al siguiente, y este patrón moteado es relativamente estable, al menos desde un fotograma al siguiente. En el posprocesamiento, esto se puede rastrear consecutivamente fotograma a fotograma y finalmente se puede resolver en secuencias bidimensionales ( 2D ) y tridimensionales basadas en deformaciones ( 3D ) independientes del ángulo . Estas secuencias proporcionan información tanto cuantitativa como cualitativa sobre la deformación y el movimiento del tejido.
Principios básicos
Como el patrón de moteado es aleatorio, cualquier región del miocardio tiene un patrón de moteado único: dentro de la imagen, se puede definir un área definida "kernel", y como este patrón de moteado es relativamente estable, el kernel se puede reconocer en el siguiente cuadro. , dentro de un área de búsqueda más grande, mediante un algoritmo de búsqueda de "mejor coincidencia". Existen diferentes algoritmos de búsqueda, el más utilizado es la " suma de diferencias absolutas ", que se muestra con una precisión similar a la de la correlación cruzada , que es una alternativa. El movimiento del kernel a través de la imagen se puede rastrear, en principio, independientemente del ángulo del haz, a diferencia del Doppler tisular . De este modo, el speckle tracking puede realizar un seguimiento en dos dimensiones. Sin embargo, como la resolución axial (en la dirección del haz) del ultrasonido es mucho mejor que la transversal, la capacidad de seguimiento es menor en la dirección transversal. Además, la resolución transversal (y por lo tanto, la capacidad de seguimiento) disminuye con la profundidad, en un escaneo de sector donde los haces de ultrasonido divergen.
Luego, diferentes operadores comerciales y no comerciales utilizan diferentes enfoques para derivar los parámetros de movimiento y deformación. El movimiento de un solo grano se puede resolver en curvas de desplazamiento y la distancia entre dos granos en tensión (deformación). La velocidad de deformación será entonces derivada del tiempo de deformación. En algunas aplicaciones comerciales, los marcadores acústicos se rastrean de forma más individual, calculando la velocidad del movimiento y el intervalo de muestreo (inverso de la frecuencia de cuadro) generando un campo de velocidad. A diferencia del Doppler tisular, este campo de velocidad no se limita a la dirección del haz. A continuación, se calculan la tasa de deformación y la deformación a partir de las velocidades. Se ha demostrado que el speckle tracking es comparable a la cepa derivada del Doppler tisular y se ha validado frente a la RM.
Presion
La deformación se define como el cambio fraccionario o porcentual en la dimensión de un objeto en comparación con la dimensión original del objeto. De manera similar, la tasa de deformación se puede definir como la velocidad a la que se produce la deformación . Matemáticamente, se reconocen tres componentes de la deformación normal (εx, εy y εz) y tres componentes de la deformación por cizallamiento (εxy, εxz y εyz). De manera congruente, cuando se aplica al ventrículo izquierdo , la deformación ventricular izquierda se define por las tres deformaciones normales (longitudinal, circunferencial y radial) y tres deformaciones por cizallamiento (circunferencial-longitudinal, circunferencial-radial y longitudinal-radial). El principal beneficio de las deformaciones por cizallamiento del VI es la amplificación del 15% de acortamiento de los miocitos en un 40% de engrosamiento de la pared radial del VI, que finalmente se traduce en un cambio> 60% en la fracción de eyección del VI . El cizallamiento del ventrículo izquierdo aumenta hacia el subendocardio, lo que da como resultado un gradiente de deformación de engrosamiento subepicárdico a subendocárdico. Similar a la resonancia magnética, STE utiliza "tensión lagrangiana" que define el movimiento alrededor de un punto particular en el tejido a medida que gira a través del tiempo y el espacio. A lo largo del ciclo cardíaco , la dimensión del tejido telediastólico representa la longitud inicial del material sin estrés. Speckle tracking es uno de los dos métodos para obtener imágenes de velocidad de deformación , el otro es el Doppler tisular .
La deformación por torsión o torsión define el gradiente de la base al vértice y es el resultado del cizallamiento del miocardio en los planos circunferencial-longitudinales de tal manera que, cuando se ve desde el vértice, la base gira en sentido antihorario. Asimismo, el vértice del VI gira concomitantemente en el sentido de las agujas del reloj. Durante la eyección, la torsión del VI produce el almacenamiento de energía potencial en las miofibras deformadas . Esta energía almacenada se libera con el inicio de la relajación similar a un resorte que se desenrolla y produce fuerzas de succión. Estas fuerzas se utilizan luego para una rápida restauración diastólica temprana.
Aplicaciones y limitaciones
Las utilidades de STE son cada vez más reconocidas. Los resultados de deformación derivados de STE se han validado mediante sonomicrometría y resonancia magnética marcada y los resultados se correlacionan significativamente con las mediciones derivadas del Doppler tisular . La tecnología Tissue Doppler , el método alternativo para la obtención de imágenes de velocidad de deformación a la tecnología de seguimiento de manchas, requiere lograr una orientación paralela suficiente entre la dirección del movimiento y el haz de ultrasonido . Su uso se ha mantenido limitado debido a la dependencia del ángulo, la variabilidad sustancial intraobservador e interobservador y la interferencia de ruido. La tecnología speckle tracking ha superado hasta cierto punto estas limitaciones.
Sin embargo, para lograr una calidad de seguimiento suficiente cuando se utilizan marcadores individuales, los algoritmos comerciales a menudo recurren a variedades de suavizado de splines utilizando la información disponible de los ecos más fuertes, muy a menudo del anillo mitral, por lo que las mediciones regionales no son puramente regionales, sino más bien para un grado, funciones spline del promedio global. Como el método utiliza el modo B, la velocidad de fotogramas del speckle tracking se limita a la velocidad de fotogramas relativamente baja del modo B. Si la velocidad de fotogramas es demasiado baja, la calidad de seguimiento se reduce debido a la descorrelación fotograma a fotograma. Esto también puede ser un problema si la frecuencia cardíaca es alta (que de hecho es una disminución relativa en la frecuencia de cuadros: menos cuadros por ciclo cardíaco).
El aumento de la velocidad de fotogramas en el modo B se realiza reduciendo la densidad de línea, es decir, la resolución lateral, y haciendo que el método dependa más del ángulo. Finalmente, el método en algunas aplicaciones depende del tamaño y la forma del ROI (Región de interés). En principio, el Speckle tracking está disponible para la medición de la deformación en todas las direcciones; sin embargo, debido a la limitación de la resolución lateral en las imágenes apicales, la medición de la deformación circunferencial y transmural requiere vistas en sección transversal paraesternal. Por otro lado, en comparación con el Doppler tisular , ese método solo está disponible principalmente para medidas longitudinales desde la posición apical.
En el estudio de Cho et al, tanto la deformación longitudinal derivada de TVI como la derivada del speckle tracking mostraron una correlación modesta con la deformación derivada de MRI. El análisis ROC mostró un AUC significativamente más alto para el rastreo de puntos para detectar segmentos disfuncionales. Sin embargo, este estudio solo incluyó pacientes con enfermedad coronaria. Se ha visto que la velocidad de fotogramas más baja es un problema en el eco de estrés , ya que la tensión máxima muestra una velocidad de fotogramas bastante alta.
Sin embargo, cada vez se reconoce más el principal problema del speckle tracking: la falta de estandarización. Cada proveedor de equipo de ultrasonido o software de análisis tiene diferentes algoritmos, que funcionarán de manera diferente durante el análisis. En las comparaciones directas, los sesgos entre los análisis pueden ser sustanciales, especialmente cuando se comparan con una referencia externa. Por lo tanto, las mediciones, los límites normales y los valores de corte son solo específicos del proveedor. Debido al secreto industrial, los detalles de los diferentes algoritmos también pueden no estar disponibles en gran medida, por lo que una investigación detallada en el modelado es difícil.
| Aplicaciones clínicas de la tecnología Speckle Tracking |
| Arteriopatía coronaria |
| Infartos de miocardio |
| Ecocardiografía de esfuerzo |
| Revascularización |
| Enfermedad valvular |
| Hipertrofia del ventrículo izquierdo |
| Enfermedad cardíaca hipertensiva |
| Miocardiopatía hipertrófica |
| Miocardiopatía dilatada |
| Miocardiopatía por estrés |
| Enfermedad pericárdica / miocardiopatía restrictiva |
| Enfermedad diastólica del corazón |
| Asincronía ventricular izquierda |
| Cardiopatía congénita |
| Cardiotoxicidad inducida por fármacos |
Referencias
Otras lecturas
- Sutherland; Hatle; Claus; D'hooge; Bijnens (2006) Imagen de miocardio Doppler. BSWK, Bélgica. ISBN 978-90-810592-1-3
- Marwick; Yu; Sun (2007) Imágenes del miocardio: Doppler tisular y seguimiento de moteado. Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-4051-6113-8