Arq Bras
Cardiol
Artigo
Original
Silva e cols
Contração e relaxamento do miocárdio pelo Doppler
2002; 78: 200-5.
Estudo das Velocidades de Contração e Relaxamento do
Miocárdio pela Ecocardiografia com Doppler Tecidual. Nova
Alternativa na Avaliação da Função Ventricular Segmentar
Carlos Eduardo Suaide Silva, Luiz Darcy Cortez Ferreira, Luciana Braz Peixoto,
Claudia Gianini Monaco, Manuel Adán Gil, Juarez Ortiz
São Paulo, SP
Objetivo - O Doppler tecidual permite estudar as velocidades de contração e relaxamento regionais do miocárdio. Foram estabelecidos padrões de velocidade máxima
de movimentação dos diferentes segmentos miocárdicos
do ventrículo esquerdo na sístole e na diástole, correlacionando-os temporalmente com o eletrocardiograma.
Métodos - Foram estudados 35 indivíduos hígidos
(27 do sexo masculino) com idades variando de 12 a 59
(32,9±10,6) anos. As velocidades de pico, sistólica e diastólica, foram aferidas pelo Doppler tecidual em 12 segmentos do ventrículo esquerdo estabelecendo-se seus valores
médios e a correlação temporal com o ciclo cardíaco.
Resultados - As médias (e os desvios-padrão) das velocidades de pico nas regiões basal, média e apical (das
paredes septal, anterior, lateral e posterior do ventrículo
esquerdo) em cm/s foram, respectivamente, 7,35(1,64);
5,26 (1,88) e 3,33(1,58) na sístole e 10,56(2,34); 7,92
(2,37) e 3,98 (1,64) na diástole. O tempo médio em que foi
registrada a velocidade de pico sistólica foi de 131,59ms
(± 19,12ms) e a diastólica de 459,18ms (±18,13ms) a partir do pico da onda R do eletrocardiograma.
Conclusão - Em indivíduos hígidos, as velocidades
máximas de movimentação dos segmentos do ventrículo
esquerdo decrescem da base para o ápice ventricular, com
certa proporcionalidade entre contração e relaxamento
(p<0,05). A utilização do Doppler tecidual poderá ser
muito útil na detecção de alterações precoces da contração e relaxamento ventriculares.
Palavras-chave:
Doppler tecidual, função ventricular,
ecocardiografia
Centro de Cardiologia Não Invasiva - São Paulo
Correspondência: Carlos Eduardo Suaide Silva - Centro de Cardiologia Não Invasiva
Rua Cubatão, 726 - 04013-002 - São Paulo, SP - E-mail: [email protected]
Recebido para publicação em 19/10/00
Aceito em 16/5/2001
O efeito Doppler foi descrito em 1842 pelo físico austríaco Christian Johann Doppler, mas sua utilização em medicina, particularmente na ecocardiografia, só foi empregada cem anos mais tarde 1.
Apenas a partir da década de 80, entretanto, a ecodopplercardiografia incorporou-se à rotina diagnóstica, trazendo importantes contribuições para o aperfeiçoamento do
método, através do acesso a valiosas informaç es sobre a
fisiologia cardíaca, até então indisponíveis. A principal contribuição, desta técnica, foi a de permitir a aferição da direção, sentido e velocidade com que o sangue se desloca no
interior do coração e dos vasos, trazendo, desta forma, importantes subsídios no estudo das valvopatias e cardiopatias congênitas 1. Entretanto, o acréscimo de informaç es na
avaliação da função ventricular global foi discreto e, praticamente nenhum, na análise da função segmentar. Nesse
particular, a ecocardiografia bidimensional já possibilitava
o estudo da função contrátil regional do miocárdio, além de
permitir a realização de novos procedimentos como a ecocardiografia realizada sob estresse físico ou farmacológico, aumentando a sensibilidade e a especificidade dos exames realizados com o paciente em repouso. Entretanto, a interpretação da função segmentar nesses testes pode ser limitada
pela curva de aprendizado, qualidade das imagens e grau de
subjetividade na interpretação 2. Além disso, utilizando-se
apenas da ecocardiografia bidimensional, a função diastólica ou de relaxamento miocárdico não podia ser avaliada
adequadamente. O Doppler tecidual, por outro lado, é uma
técnica relativamente nova que permite avaliar, de forma
quantitativa, a velocidade de movimentação do miocárdio,
tanto na sístole como na diástole 3. Os primeiros trabalhos
com Doppler tecidual surgiram já no final dos anos 80 4, mas
o método assumiu maior importância com os trabalhos do
grupo de Edinburgo, liderados por Sutherland e Fleming a
partir de 1994 5,6.
Basicamente, o Doppler tecidual foi desenvolvido a
partir das diferenças físicas existentes entre a movimenta-
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ção do músculo cardíaco e a do sangue. O miocárdio se
movimenta com velocidades substancialmente menores (4 a
15cm/s contra 40 a 150cm/s do fluxo sangüíneo) e produz sinais com amplitude cem vezes maior que o sangue 7,8. O Doppler convencional utiliza determinado filtro (high pass filter)
para eliminar os ruídos de baixa freqüência e alta amplitude,
originados na parede ventricular e, desta forma, permitir o cálculo da velocidade do fluxo sangüíneo. A substituição deste
filtro por outro permite a aquisição dos sinais do miocárdio e
o cálculo instantâneo da velocidade de movimentação em
qualquer ponto específico do músculo cardíaco. Esta técnica
tem sido utilizada para quantificar a velocidade de movimentação segmentar do miocárdio ventricular, assim como,
estudar as funções sistólica e diastólica regionais 9.
O presente trabalho tem por objetivo aferir as velocidades máximas de contração e relaxamento de diversos
segmentos do miocárdio ventricular esquerdo em indivíduos sem cardiopatia e identificar em que momento do ciclo
cardíaco elas ocorrem.
gital (looping de um ciclo cardíaco completo) para posterior medida das velocidades máximas de contração (velocidade de pico sistólica) e relaxamento (velocidade de pico
diastólica) em cada um dos 12 segmentos. Estas velocidades foram obtidas através da curva de Doppler espectral
tecidual, posicionando-se a amostra de volume em cada um
dos segmentos citados. Foi determinado também, o tempo
decorrido, em milisegundos, a partir da onda R do eletrocardiograma, em que estas velocidades ocorreram (fig. 2).
Foram calculadas as médias das velocidades de pico
sistólicas e diastólicas observadas nas regi es basal, média
e apical das paredes lateral, septal, anterior e inferior.
A análise estatística constou do cálculo das médias e
respectivos desvios-padrão de todas as variáveis aferidas e
a comparação entre as velocidades de pico (sistólica e diastólica), observadas nos diferentes segmentos, foi realizada
através do teste t de “Student”, adotando-se nível de significância de 5%.
Resultados
Métodos
Foram estudados, prospectivamente, 35 voluntários
hígidos. As idades variaram entre 12 e 59 (32,9±10,6) anos
e 27 indivíduos pertenciam ao sexo masculino. Foram excluídos indivíduos com anormalidades cardíacas ao exame
clínico, eletrocardiográfico e ecocardiográfico. Os estudos
foram realizados com ecocardiógrafo, comercialmente disponível, da marca GE-Vingmed modelo System V, com
transdutor multifreqüencial (1,5 a 3,6 MHz), com captação
em segunda harmônica e Doppler tecidual. Após o ecocardiograma transtorácico convencional, foi realizado o
Doppler tecidual nos cortes apicais 4 e 2 câmaras. Foram
analisados os segmentos basal, médio e apical, das paredes septal e lateral nos cortes apical 4 câmaras e os mesmos segmentos das paredes anterior e inferior no apical 2
câmaras, totalizando estudo de 12 segmentos em cada
caso (fig. 1). Os exames foram armazenados em formato di-
As médias e os desvios-padrão das velocidades de
pico sistólicas e diastólicas obtidas em cada um dos 12 segmentos estudados, assim como as médias das velocidades
por região (basal, média e apical) estão representadas na
tabela I.
As médias e os desvios-padrão dos tempos em que
foram registradas as velocidades máximas de contração e
relaxamento em relação ao pico da onda R do eletrocardiograma encontram-se na tabela II.
As médias das velocidades de pico, sistólicas e diastólicas, por região (basal, média e apical), acham-se na figura 3.
Observou-se que as velocidades máximas de movimentação dos segmentos miocárdicos do ventrículo esquerdo decrescem da base para o ápice ventricular, com certa proporcionalidade entre contração e relaxamento. Além
disso, as médias das velocidades de pico, na fase de relaxamento, foram significativamente maiores (p<0,05) que as
Fig. 1 - Painel da esquerda: corte apical 4 câmaras mostrando os segmentos analisados das paredes septal e lateral do ventrículo esquerdo (VE). Painel da direita: corte apical 2
câmaras mostrando os segmentos analisados das paredes inferior e anterior do ventrículo esquerdo. AE- átrio esquerdo; AD- átrio direito.
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Fig. 2 - Painel da esquerda: corte apical 4 câmaras em Doppler tecidual mostrando o local da parede lateral onde estão sendo medidas as velocidades de contração e relaxamento.
Painel da direita: perfil digital de velocidade. A curva positiva mostra o pico de velocidade sistólica (6,5cm/s) e a negativa o pico de velocidade diastólica (11cm/s). AD- átrio
direito; AE- átrio esquerdo; VD- ventrículo direito; VE- ventrículo esquerdo.
O tempo médio para se atingir a velocidade máxima de
contração (velocidade de pico sistólica) foi de 131,59ms
(±19,12ms) a contar da onda R do eletrocardiograma, enquanto que a velocidade de pico diastólica ocorreu, em média, a 459,18ms (±18,13ms), após o mesmo fenômeno elétrico, sempre na fase de enchimento rápido ventricular (onda E
do fluxograma mitral).
A média das velocidades de pico, sistólicas, por região, foi significativamente maior nos segmentos basais,
em relação à região média (p<0,001), que por sua vez foi
significativamente maior que a observada na região apical (p <0,001).
A análise da média das velocidades máximas de movimentação do miocárdio em relação às fases do ciclo cardíaco
(fig. 4) demonstra que estes valores foram significativamente maiores na diástole, em relação à sístole para cada região
(p<0,001).
Tabela I - Média das velocidades de pico, sistólicas e diastólicas, por
segmento (e região) e os respectivos desvios-padrão (dp) em cm/s
Apical
Apical
Média
4 câmaras
2 câmaras
por região
Segmento Lateral
Septal
Anterior
Inferior
Sist. Diast. Sist. Diast. Sist.Diast. Sist. Diast. Sist.Diast.
Apical
(dp)
Médio
(dp)
Basal
(dp)
4,54 4,12
1,93 1,52
6,82 8,63
2,44 2,64
8,07 10,99
2,00 2,77
2,59
0,71
4,36
0,94
6,53
1,05
3,57
1,61
7,41
1,65
9,65
1,52
2,93 4,20
1,43 2,09
4,95 7,36
1,97 2,97
7,73 10,45
1,93 2,83
2,97
1,07
4,93
1,00
7,12
0,93
3,99
1,39
8,05
1,95
10,99
1,91
3,33 3,98
1,58 1,64
5,26 7,92
1,88 2,37
7,35 10,56
1,64 2,34
Sist.– sistólico; diast.- diastólico.
médias das velocidades de pico sistólicas, na grande maioria dos segmentos; ou seja, a velocidade máxima de movimentação do miocárdio ventricular esquerdo ocorre na
diástole, mais particularmente na fase de enchimento rápido
(fig. 2). Apenas no segmento apical lateral foram registrados valores similares da velocidade de movimentação, comparando-se sístole e diástole (p = 0,242).
Discussão
Apesar de índices como a fração de ejeção e o delta
Tabela II - Instante em que ocorreram as velocidades de pico (sistólicas e diastólicas) por segmento, em milisegundos, a contar da onda R do eletrocardiograma e respectivos desvios-padrão (dp)
Segmento
Apical
(dp)
Médio
(dp)
Basal
(dp)
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Apical 4 câmaras
Lateral
Sistólica
Diastólica
106
43,8
88
25,8
103
31,2
473
61,7
480
55,8
466
66,6
Septal
Sistólica
Diastólica
144
52,3
146
46,3
124
39,8
453
113
474
50,6
457
72,3
Apical 2 câmaras
Anterior
Sistólica
Diastólica
111,2
43,8
118
50,8
110
44,1
478
124
478
89,9
438
88,2
Inferior
Sistólica
Diastólica
133
51,6
137
45,9
125
37,6
463
60,7
496
84,4
466
84,1
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Fig. 3 - Médias das velocidades de pico, sistólicas e diastólicas (em cm/s) dos segmentos basal, médio e apical mostrando que as velocidades medidas decrescem da base para o ápice
ventricular e que a velocidade máxima de movimentação do miocárdio é maior durante o relaxamento do que na contração.
Fig. 4 - Média das velocidades de pico, sistólicas e diastólicas, por região (basal,
média e apical).
D% exprimirem, com confiança, o desempenho global ventricular, a adequada avaliação do miocárdio nas diferentes
fases do ciclo cardíaco pode ajudar a entender melhor certos estados fisiopatológicos. É fato conhecido, por exemplo, que a alteração da movimentação miocárdica na fase de
enchimento ventricular rápido é um marcador precoce de
comprometimento cardíaco na hipertensão arterial 10. Também, nos estágios iniciais da doença coronariana, pode haver aumento do tempo de desaceleração da onda E no fluxograma mitral, a despeito da função sistólica estar preservada.
Estudos com Doppler tecidual mostram mais do que isso:
alterações do relaxamento ventricular podem ser observadas, inicialmente, apenas em determinados segmentos miocárdicos, precedendo alterações no comprometimento global do enchimento ventricular. A disfunção diastólica regional pode ser, portanto, um indicador bastante precoce da
isquemia 10.
No entanto, para reconhecer alterações dos parâmetros obtidos ao Doppler tecidual é necessário conhecer
seus valores normais 11,12.
Nosso estudo avaliou, em indivíduos normais, as velocidades máximas de contração e relaxamento dos segmentos basal, médio e apical das paredes lateral, septal, anterior
e inferior do ventrículo esquerdo. Além disso, estabelecemos, nesta população, o momento em que estas velocidades
aconteceram em relação ao eletrocardiograma.
Pode-se observar que as velocidades máximas de
contração e relaxamento decrescem da base para o ápice
ventricular e que as velocidades máximas de relaxamento
são significativamente maiores do que as de contração, na
grande maioria dos segmentos miocárdicos. No entanto,
existe uma limitação do método que, em nossa opinião, exagera essa diferença entre as velocidades observadas nos
segmentos basais e apicais. O Doppler tecidual, como qualquer tipo de Doppler, depende do ângulo em que incide o
feixe de ultra-som, ou seja, quanto mais paralelo o feixe em
relação ao eixo principal de movimento da estrutura a ser
analisada, mais próxima da real é a velocidade medida 13,14. O
miocárdio ventricular esquerdo tem movimentação bastante complexa. Pelo menos três tipos de encurtamento da fibra
são descritos: longitudinal, circunferencial e espiral, sendo
a movimentação final uma resultante destas três, cujo vetor
resultante geralmente se direciona para um local no interior
da cavidade ventricular, cerca de 70% da distância entre a
base e o ápice (fig. 5). Portanto, os vetores de movimentação
da região do anel mitral são os que se encontram mais paralelos ao feixe de ultra-som nos cortes por nós utilizados (apicais de 4 e 2 câmaras). Já na região apical, a resultante da
movimentação é praticamente perpendicular ao feixe de ultra-som, o que subestima significativamente a velocidade
medida ao Doppler. Desta forma, as medidas realizadas na
região apical devem ser avaliadas com maior cautela. Em
valores absolutos, talvez, sejam menos precisas em relação
às obtidas em segmentos basais, mas para efeito comparativo, no mesmo indivíduo, em estudos consecutivos, em repouso ou sob estresse, acreditamos que possam ser utilizadas com aceitável segurança.
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AE
Fig. 5 - Os vetores resultantes da movimentação miocárdica estão direcionados para
um ponto no interior do ventrículo a aproximadamente 70% do seu diâmetro longitudinal. Com relação ao feixe de ultra-som o vetor B se encontra praticamente paralelo
enquanto o vetor A é quase perpendicular. Este fato justifica, em parte, as menores velocidades encontradas na região apical, quando comparadas com a região basal, pois
a velocidade detectada ao Doppler é inversamente proporcional ao co-seno do ângulo formado pelo vetor e o feixe de ultra-som. AE- átrio esquerdo.
É bem possível que esta dependência do ângulo justifique a grande amplitude dos desvios-padrão, por nós observada, nas medidas realizadas na região apical ventricular.
Igualmente, tais restrições nas medidas de velocidade,
impostas pelo ângulo de incidência do ultra-som, não impedem a comparação entre as velocidades obtidas na sístole e
na diástole, uma vez que, para um determinado segmento,
não haverá variação angular comparando-se as duas fases
do ciclo cardíaco.
Se imaginarmos que a área de secção da base ventricular, próxima ao anel mitral, é bem maior que a área de secção
da região apical, parece fazer sentido que o miocárdio basal
se contraia e relaxe mais rapidamente que o apical, caso contrário o ventrículo encontraria dificuldade de se encher e se
esvaziar, o que seria um contra-senso fisiológico.
Nosso estudo mostra também, que, apesar da fase
diastólica ter maior duração que a sistólica e portanto, a
velocidade média de movimentação do miocárdio na diástole ser menor que na sístole, uma vez que o miocárdio
percorre o mesmo espaço nas duas fases, o mesmo não
ocorre com a velocidade máxima de movimentação que,
em nossas medidas, ocorreu sempre na fase de enchimento rápido ventricular, coincidindo com a onda E do
fluxograma mitral.
Este fato sugere que a distensão diastólica provocada
pelo deflúvio atrioventricular rápido é particularmente importante na função diastólica global da câmara e que os fenômenos químicos ativos que desencadeiam o poderoso
processo contrátil ventricular não conseguem desenvolver
velocidades de movimentação comparáveis às observadas
pelo simples enchimento da câmara, pelo menos em condições de relaxamento e distensibilidade normais.
O momento em que ocorre o pico das velocidades de
contração e relaxamento em relação a onda R é válido apenas para a freqüência cardíaca média observada em nosso
estudo (72,8±10,7bpm) já que o intervalo R-R varia, em razão
inversa, com a freqüência cardíaca.
Concluindo, o Doppler tecidual é uma técnica que permite, com relativa facilidade, o acesso a informaç es fisiológicas importantes, relacionadas às velocidades de contração e relaxamento do miocárdio ventricular.
Em indivíduos hígidos, as velocidades máximas de
movimentação dos segmentos do ventrículo esquerdo decrescem da base para o ápice ventricular, com certa proporcionalidade entre contração e relaxamento. Essas velocidades têm valores dependentes do ângulo de movimentação
entre a parede miocárdica e o feixe de ultra-som. O conhecimento destas variáveis poderá ser de grande valia no estudo das doenças que comprometem a contratilidade miocárdica de forma segmentar ou difusa.
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