Ecocardiografía-Doppler

Autores Varios, Francisco Javier Chorro Gascó

• Publisher: Publicacions de la Universitat de València
• Year: 2015
• eBook ISBN: 9788437082851
• Topic: Medicina
• Subtopic: Formación médica

Coordinada por el profesor Francisco Javier Chorro Gascó, catedrático de Medicina de la Universitat de València, esta obra es fruto de la participación de un número amplio de autores que utilizan la técnica de la ecocardiografía-Doppler en el diagnóstico de la cardiopatías. En ella se abordan desde los fundamentos teóricos hasta los avances más recientes.

1.	Introducción a la ecocardiografía-Doppler: historia y fundamentos

Vicente López Merino

Índice del capítulo

1.1 La cardiología a mediados del siglo XX (1949-1950): encuadre

1.2 Ultrasonidos: «sonar» y «radar» o la nueva percusión

1.3 Historia de su aplicación a la cardiología: ecocardiografía

1.4 Eco-Doppler. Fundamentos físicos, efectos Doppler y Doppler Fizeau

1.5 La carrera de las técnicas de imagen

1.6 Bases fisiopatológicas de los trazados de ecocardiografía en modo M. El curioso olvido de las curvas de Henderson-Wiggers

1.7 Curvas de Doppler y la hemodinámica incruenta: determinación incruenta de las presiones intracavitarias mediante la técnica de eco-Doppler

Bibliografía

1.1 La cardiología a mediados del siglo XX (1949-1950): encuadre

La revisión histórica de los temas que habitualmente se hace como introducción a éstos puede parecer un adorno de erudición, excesivo e innecesario, sin embargo la ordenación cronológica y el relato de los detalles que pueden parecer anecdóticos no son más que la exposición metódica de las «razones históricas» que explican el nacimiento y desarrollo de muchos conceptos de una ciencia aplicada como la medicina y que permiten una perspectiva ineludible para entender «la razón histórica» como ingrediente necesario junto a la «razón lógica» y otras «razones» del origen y evolución de la ciencia, análogas al desarrollo embriológico que en los seres vivos puede resumir, más o menos detalladamente, su historia filogenética, según expresó Haeckel en la conocida «ley biogenética».

A finales de la primera mitad del siglo XX, la cardiología clínica se asentaba en cuatro grandes métodos de exploración: la percusión, la auscultación mediata, la radiología y la electrocardiografía. La percusión fue creada a finales del siglo XVIII por el médico vienés Auenbrugger (1761), hijo de un bodeguero. La concibió y desarrolló a partir del método habitual del golpeteo de los toneles con la mano y el puño para apreciar su plenitud o necesidad de reposición. También se desarrolló la auscultación mediata de Laennec, con el estetoscopio, sistematizada en 1819 con una memorable publicación. Gracias a su objetividad, ambas aportaron valiosísimos signos de exploración que contribuyeron en gran medida a fundamentar la cardiología como rama destacada de la medicina interna. A ellas se añadieron, en el filo entre los siglos XIX y XX, los otros dos métodos que completaron mucho más el caudal signológico del sistema cardiocirculatorio, la radiología, descubierta por Roentgen (1895), y la electrocardiografía, facilitada por Einthoven con su galvanómetro de cuerda (1903), que la hizo más asequible a la clínica.

La radiología sustituyó en gran parte, con sus imágenes de sombras y matices, a la percusión, que ya apenas se practicaba nada más que en los hospitales donde las radiografías y la radioscopia no eran asequibles. Ambas eran los únicos «métodos de imagen», muy deficientes en su intento de reconstrucción externa e incruenta de la anatomía cardiovascular y sus imágenes.

La auscultación aportó abundantes novedades semiológicas, pero seguía siendo, como dijo Stokes en Dublín, una signología funcional que nos permitía deducir alteraciones morfológicas. Aunque se reforzó y completó notablemente en el segundo cuarto del siglo XX (1925-1950) con la fonocardiografía y la fonomecanocardiografía, añadiendo abundantes datos y nuevos signos y haciéndose más objetiva, siguió siendo un método funcional aplicado a deducir lesiones anatómicas.

Lo mismo podemos decir de la electrocardiografía, que aportaba datos imprescindibles en el diagnóstico del infarto de miocardio y muchos aspectos de la patología coronaria y, especialmente, de las arritmias y su prolija y difícil clasificación.

Así pues, las técnicas de imagen se reducían a la radiología simple, sombra de perfiles, que en los vasos se mejoraba usando contrastes iodados, que presentaban muchos inconvenientes. Pero el desarrollo de la cirugía cardiovascular potenció la importancia del conocimiento anatómico exacto de las anomalías cardiovasculares y obligó a ampliar el uso de las angiografías de contraste, primero (Dos Santos, portugués, premio Nobel), y de la cardiografía y cardioangiografía, después (Castellanos), aplicando pronto el cateterismo cardiaco de Cournand y los contrastes radiológicos mejorados por las necesidades de utilización.

Más tarde, a partir de 1960-1970, se añadieron métodos radiológicos más depurados, como la tomografía axial computerizada (TAC) u otros métodos, magnéticos, alternativos, como la resonancia nuclear (RN o RNM).

En esta época, a mediados de siglo XX, va a aparecer una nueva técnica de imagen que será no sólo anatómica, sino también funcional, al registrar los movimientos de las estructuras, y que entrará en dura competencia con los desarrollos radiológicos. A esta técnica se la llama primero cardiografía ultrasónica y, pronto, ecocardiografía, a la que se añade el eco-Doppler. Sus orígenes están en la I y la II Guerra Mundial y consisten en utilizar un método similar al de la percusión pero empleando unas ondas de muchísima mayor frecuencia que las ondas acústicas (> 2 millones de Hz frente a 100-1000 Hz) y la observación ulterior de su retorno, registrado como ondas de eco (tabla 1.1). La definición con que los ecos determinan los límites y las diferencias del obstáculo contra el que rebotan es proporcional a dicha frecuencia, con lo que la definición de contornos de esta nueva percusión es infinitamente mayor que la proporcionada por el método de Auenbrugger.

Desde antiguo se conocían los llamados sonidos audibles (entre 20 y 16.000 Hz) y las vibraciones que estaban más allá (ultrasonidos ≥ 16.000 Hz), inaudibles para el hombre pero en parte audibles por el perro, como acontecía con el silbato de Galton (1883), que emitía vibraciones de 25.000 Hz y que por ello se utilizó desde entonces para amaestrar a dichos animales. Posteriormente Edelmann y más tarde Hartmann perfeccionaron este instrumento.

1.2 Ultrasonidos: «sonar» y «radar» o la nueva percusión

En 1889, los hermanos P. y J. Curie descubrieron el llamado efecto piezoeléctrico, que se basaba en la propiedad de ciertos cristales como los del cuarzo (cristales piezoeléctricos) en los que existe un eje (eje polar, eléctrico o piezoeléctrico) a lo largo del cual y en cuyos extremos se generan fenómenos eléctricos cuando sobre las caras del cristal, perpendiculares a dicho eje, se aplican presiones o se provocan cambios de dimensiones apreciables.

Este fenómeno, descrito por los hermanos Curie, se denominó después efecto piezoeléctrico directo o conversor de la energía mecánica en un potencial eléctrico, mientras el inverso (fenómeno piezoeléctrico inverso) fue previsto por Lippmann en 1881 y estudiado completamente por Voigt en 1890.

TABLA 1.1

Tipos de ondas ordenadas según su frecuencia (orden creciente). La longitud de onda es inversa a la frecuencia

Langevin, importante físico francés, anecdóticamente conocido por su amistad con el matrimonio Curie, realizó los primeros intentos de utilizar los ultrasonidos generados por la aplicación de electricidad a un cristal de cuarzo (fenómeno piezoeléctrico inverso). Estas ondas mecánicas las utilizó para «percutir» el agua del mar y captar el eco que producían al rebotar contra un sólido sumergido (submarino). Dicho eco era traducido por otro cristal de cuarzo (receptor) y registrado como fenómeno eléctrico (fenómeno piezoeléctrico directo). Tal intento, como se comprende, iba dirigido a detectar la presencia invisible y la distancia de los submarinos; pero entre la I y la II Guerra Mundial se usó para localizar objetos en el fondo marino, y dio lugar a la técnica denominada «sonar».

Este primer intento quedó «olvidado» después de la primera gran guerra hasta que resurgió en Gran Bretaña bajo la forma de «radar», por las necesidades, en la Segunda Guerra Mundial, de respuesta frente a los ataques aéreos sobre Londres.

En el interregno, Sokolov (1929) describió el método ultrasónico para detectar defectos en los metales, y Firestone inició su uso para análisis no destructivos de los materiales (1945), poniendo a punto un instrumento, el «reflectoscopio», con aplicaciones industriales para detectar, en ellos, fallos de homogeneidad.

También en este intervalo del segundo cuarto del siglo XX aproximadamente (1925-1950), se sistematizó el uso de cristales piezoeléctricos como receptores de los latidos (arteriales, venosos o precordiales) simultáneamente con los ruidos cardíacos y con el ECG inscribiéndolos, en forma de trazados poligráficos, mediante un inscriptor eléctrico de varios canales (ECG, fonocardiograma, esfigmograma, flebograma y apexcardiograma). Así se sistematizó el estudio morfológico de las ondas y las relaciones cronológicas entre ellas, midiendo las duraciones de las diferentes fases del ciclo cardiaco en lo que se denominó electrofonomecanocardiogramas o trazados poligráficos (López Merino 1964) en lo que constituyó una aproximación cronológica a la mecánica cardiaca.

La II Guerra Mundial (1939-1945) y sus pródromos condujeron al desarrollo del «radar», acrónimo de la frase inglesa «Radio Detection and Ranging», es decir, «detección de las ondas de radio y determinación de la distancia entre objetos detectados», denominación que se generalizó desde el principio. Este desarrollo comenzó con los estudios iniciados por los científicos de la Marina de guerra norteamericana, a la que, posteriormente, se sumaron los británicos, montando en 1935 la primera central, que exigía una discriminación de 1/10⁹ de energía transmitida por radar. La confusión acerca de las prioridades entre norteamericanos y británicos se debe a que estos últimos, a pesar de haber comenzado claramente después, solicitaron las primeras patentes a su favor, como refleja el informe de Paul Porter (1946) (Garay 1947).

Sir Robert Watson-Wat fue el primero en presentar un proyecto práctico para determinar, por medio de ondas de radio, el lugar en que se halla en cualquier momento un aeroplano, y el 24 de julio de 1935 se realizaron las primeras pruebas con el «Wallace», llegándose a la conclusión de que hasta una distancia de 60 km podía seguirse el rumbo de un avión por medio de las ondas de radio que se reflejaban en él y que daban el eco que se observaba en la pantalla de un tubo de rayos catódicos (fig. 1.1). En septiembre del mismo año ya se habían montado varias estaciones de radar en la costa británica del canal, que fueron las primeras instalaciones del mundo. En 1940 estaban cubiertos todos los puertos y a finales de 1941 ya estaba cubierta toda Gran Bretaña.

Fig. 1.1 Primeras experiencias en la emisión de ondas de «radar» y detección de sus ecos según la distancia a la que se hallaba el objeto (avión «Wallace»). La figura de los trazados es similar a la de los primeros ecos obtenidos en el cráneo al reflejarse las ondas en el septum sagital.

Desde antes de comenzar la guerra, los jóvenes físicos Wilkins y Bowen habían desarrollado un método que distinguía los aviones propios de los enemigos muy rápida y certeramente. Técnicos de la Marina estudiaban las aplicaciones del radar en el mar: Butement en relación con los barcos y Bowen y Handbury-Brown con los submarinos. A este método se le llamó «sonar», que se define como «sistema para determinar por medio de la emisión, el eco, la captación y el análisis de ondas acústicas submarinas, la identidad, situación y movimientos de barcos y submarinos, así como para guiar torpedos hacia el blanco, detectar barcos de pesca y otras aplicaciones. Es el equivalente submarino del radar». En 1943 el «sonar –o radar»– antisubmarino ya se utilizaba con precisión.

1.3 Historia de su aplicación a la cardiología: ecocardiografía

La referida historia del radar-sonar fue secreto de guerra hasta 1945, de modo que los primeros pasos de sus posibles aplicaciones para obtención de imágenes ecográficas de los órganos en los seres vivos «percutiéndolos» con ultrasonidos no pudieron realizarse hasta finales de la década 1940-1950.

Dussik (1942) fue el primero que trató de usarlo para detectar masas en el cerebro humano. Pero con respecto al corazón, podemos distinguir varias fases en el origen y desarrollo de la técnica, que se iniciaron con los estudios de Keidel (1950), que fue uno de los primeros en examinarlo a su propio través (transcardíaco) con el propósito de determinar los volúmenes de sus cavidades.

En Suecia, Hertz fue el primero en aplicar al corazón (1953) un método similar al de Firestone en los metales, valiéndose de un ultrasonoscopio comercial que se usaba en los estudios no destructivos de materiales. Más tarde, colaborando con el Dr. I. Edler (Edler y Hertz 1954) comenzaron a utilizar dicho ultrasonoscopio para examinar diversos aspectos del corazón, y denominaron «cardiografía ultrasónica» a la nueva técnica. Como este instrumento inicial era muy poco sensible, sólo permitía el registro de la pared posterior del corazón, probablemente del ventrículo izquierdo. Modificando un poco este aparato, consiguieron registrar ecos de la valva anterior de la válvula mitral, aunque lo atribuyeron a la pared posterior de la aurícula izquierda y sólo reconocieron su verdadero origen al cabo de años, cuando investigaron en cadáveres (Feigenbaum 1972).

La ecocardiografía modo M fue descrita por él y por Hertz, mientras trabajaban en la Universidad de Lund (Suecia) en 1954. Inge Edler describió muchos ecos cuyos orígenes se identificaron después, y a mediados de la década de 1950 y principios de la de 1960 hizo los primeros estudios para la detección de la estenosis mitral. Fue el primer cardiólogo que mostró las posibilidades diagnósticas de los ultrasonidos. Por eso se le reconoce, con frecuencia, como «padre de la ecocardiografía».

Los estudios alemanes fueron iniciados a finales de la década de 1950 por Effert (Effert, Domanig y Erkens 1959), principal autor que publicó trabajos similares a los suecos, sobre todo a los de Edler. Además, describieron por primera vez los hallazgos ecográficos de un tumor de aurícula izquierda, ya en la década de 1960. Schmitt y Braun repitieron los trabajos de Edler y Effert.

En 1960, en el III Congreso Europeo de Roma, se produce un hito al efectuarse una amplia y detallada reseña de cardiografía ultrasónica que se publicó en 1961 como suplemento del Acta Médica Escandinavica y que permaneció durante más de diez años como un breviario sobre la ecocardiografía. Ésta se completaba con una película cinematográfica y una reseña en la que el Dr. Edler y sus colaboradores describían las técnicas.

En Estados Unidos se iniciaron los estudios ecocardiográficos después de 1960, más tarde que los europeos a pesar de que, como ya hemos dicho, se adelantaron en los estudios con microondas y radar. Wild y, junto a él, Reid trabajaron en las primitivas aplicaciones médicas de ondas ultrasónicas reflejadas y ambos publicaron un trabajo sobre su empleo para visualizar el corazón humano escindido (1957). En 1963, Reid y Joyner repitieron los estudios sobre estenosis mitral de Edler y Effert, y serían los primeros sobre ecografía cardiológica en EE. UU. Pero el gran referente norteamericano fue Feigenbaum, que comenzó a interesarse por la ecocardiografía en esta misma época (1963), cuando trabajaba en un laboratorio de hemodinámica. Comenzó sus estudios con el ultrasonoscopio de neurología, con el que estudió el eco de la pared posterior del ventrículo izquierdo y así pudo observar los cambios producidos por la presencia de un derrame pericárdico (1965). Su descripción (Feigenbaum, Waldhausen y Hyde 1965) fue un importante catalizador del interés de los cardiólogos por la ecocardiografía, tanto en EE. UU. como en el resto del mundo, ya que en la clínica de la época el diagnóstico de pericarditis con derrame era di...

Table of contents

• Cover Page
• Title Page
• Copyright Page
• Índice general
• Capítulo 1. Introducción a la ecocardiografía-Doppler: historia y fundamentos
• Capítulo 2. Principios básicos de la ecocardiografía-Doppler
• Capítulo 3. Exploración transtorácica. Modos de obtención de las imágenes, ventanas y planos de estudio
• Capítulo 4. Exploración transesofágica. Planos y sistemática de estudio
• Capítulo 5. Doppler tisular y técnicas de análisis de la torsión y de la sincronía de la contracción
• Capítulo 6. Evaluación de la función sistólica ventricular
• Capítulo 7. Evaluación de la función ventricular diastólica
• Capítulo 8. La ecocardiografía-Doppler en la cardiopatía isquémica
• Capítulo 9. Ecocardiografía de estrés
• Capítulo 10. Ecografía intracoronaria. Ecografía miocárdica de contraste
• Capítulo 11. Enfermedades de la válvula aórtica. Prótesis aórticas
• Capítulo 12. Enfermedades de la válvula mitral. Prótesis mitrales
• Capítulo 13. Enfermedades del miocardio
• Capítulo 14. Ecocardiografía-Doppler en las enfermedades de la aorta
• Capítulo 15. Enfermedades del pericardio
• Capítulo 16. Masas cardiacas (I). Hallazgos normales. Trombos
• Capítulo 17. Masas cardiacas (II). Vegetaciones. Tumores
• Capítulo 18. Cardiopatías congénitas
• Capítulo 19. Hipertensión arterial sistémica
• Capítulo 20. Hipertensión pulmonar
• ILUSTRACIONES
• ÍNDICE ANALÍTICO