Evaluación ecográfica del grosor íntima-media de la arteria aórtica y carótida en niños y adolescentes

Resumen

En el presente artículo se describen las consideraciones metodológicas para la evaluación no invasiva del grosor íntima-media de la aorta abdominal y la íntima media carotídea mediante ecografía en modo B. Esta técnica se usa comúnmente en los orígenes del desarrollo de la investigación de la salud y la enfermedad como un sustituto de los cambios arteriales tempranos.

Resumen

El grosor íntima media (IMT) carotídeo, medido mediante ecografía de alta resolución en modo B, es un marcador sustituto ampliamente utilizado de la aterosclerosis subclínica, el proceso fisiopatológico que subyace a la mayoría de los eventos clínicos de enfermedades cardiovasculares. La aterosclerosis es una enfermedad gradual que se origina temprano en la vida, por lo tanto, ha habido un mayor interés en medir el GIM carotídeo en la infancia y la adolescencia para evaluar el cambio estructural en la vasculatura arterial en respuesta a exposiciones adversas. Sin embargo, el momento de la aterosclerosis varía a lo largo del árbol vascular. Las lesiones ateroscleróticas primordiales están presentes en la aorta abdominal desde la infancia, en comparación con la mitad de la adolescencia para la carótida común. La medición del IMT en cualquiera de los dos sitios es susceptible a varios desafíos técnicos que deben tenerse en cuenta, especialmente en los niños más pequeños. En este artículo, proporcionamos un método detallado por pasos para la evaluación de alta calidad del GIM de la aorta abdominal y la arteria carótida común en los jóvenes. También proporcionamos información sobre la idoneidad de cualquiera de los sitios al explorar las asociaciones entre las exposiciones tempranas y las enfermedades cardiovasculares en etapas posteriores de la vida.

Introducción

La hipótesis de los Orígenes del Desarrollo de la Salud y la Enfermedad (DoHAD, por sus siglas en inglés) propone un vínculo entre las exposiciones ambientales durante los períodos críticos del desarrollo, desde la concepción hasta los 2 años de edad, y la susceptibilidad a las enfermedades cardiometabólicas en etapas posteriores de la vida¹. Varios estudios observacionales han demostrado que las exposiciones en el período perinatal, como el bajo peso al nacer y el parto prematuro, se asocian con el riesgo de enfermedad cardiovascular (ECV) a largo plazo². La aterosclerosis, el engrosamiento gradual de las dos capas más internas de la pared arterial, es un precursor de la mayoría de los eventos clínicos de ECV³. Este engrosamiento puede medirse de forma no invasiva en la fase subclínica mediante ultrasonidos de modo de brillo (modo B) de alta resolución, una técnica denominada espesor íntima-media (IMT).

En la década de 1980, la ecografía carótida medida por IMT fue validada frente a la histología directa y, desde entonces, se ha convertido en un método no invasivo distintivo para identificar cambios arteriales tempranos⁴. La evaluación de la GIM carotídea es popular dentro de la investigación de DoHAD, ya que nos permite explorar la asociación entre las exposiciones ambientales y las adaptaciones en la vasculatura en las primeras etapas de la vida y el posible seguimiento de estas adaptaciones a lo largo del tiempo. El GIM carotídeo está aumentado en niños con exposición a factores de riesgo en los primeros años de vida, como la restricción del crecimiento fetal⁵ y el aumento excesivo de peso en los dos primeros años de vida⁶, además de los factores de riesgo tradicionales de ECV, como la obesidad⁷, la exposición al tabaquismo y la dislipidemia⁸. Mientras que el GIM de la bifurcación carotídea, la carótida interna y la carótida común se han estudiado con factores de riesgo y todos son predictivos de eventos cardiovasculares posteriores ^9,10, el IMT de la pared lejana de la arteria carótida común (cIMT) es el único sitio que ha sido validado contra la histología directa³ y el foco del presente manuscrito.

Es importante destacar que los estudios que exploran la progresión natural de la aterosclerosis indican que la aorta abdominal es la primera de las grandes arterias elásticas en presentar lesiones ateroscleróticas primordiales conocidas como estrías grasas, particularmente en la pared distal del vaso^11,12. Comparativamente, la carótida común se presenta con vetas grasas a mediados de la adolescencia. Por lo tanto, la medición del GIM de la aorta abdominal (aIMT) puede facilitar la detección temprana de cambios en la estructura vascular. En el Muscatine Offspring Study de 635 personas de 11 a 34 años de edad en los Estados Unidos, se encontró que el aIMT tenía asociaciones más fuertes con los factores de riesgo convencionales de ECV en adolescentes (11-17 años), mientras que el cIMT tenía asociaciones más fuertes en sujetos mayores (18-34)¹³. En los niños de alto riesgo en comparación con los controles, los GITs de ambos vasos aumentaron, pero el efecto fue mayor en la aorta en comparación con la carótida, explicando el diámetro luminal¹⁴. Estos resultados y los estudios de historia natural sugieren colectivamente priorizar la medición del aIMT en poblaciones más jóvenes en comparación con el cIMT. A pesar de que esto no está exento de limitaciones, la medición del IMTa tiende a ser más variable¹⁵, la metodología hasta hace poco carecía de estandarización³ y existen preocupaciones sobre su utilidad en individuos con mayor adiposidad central.

Al centrarse específicamente en las exposiciones en los primeros 1.000 días de vida, dos revisiones sistemáticas y metaanálisis recientes proporcionan información significativa sobre la sensibilidad de cada técnica. En estudios con sujetos aparentemente sanos de 0 a 18 años, Epure et ^al.9 evaluaron las asociaciones entre las condiciones clínicas en los primeros 1.000 días de vida y el cIMT. Encontraron que nacer pequeño para la edad gestacional (PEG), con o sin restricción del crecimiento fetal, se asoció significativamente con un aumento del cIMT en niños y adolescentes (16 estudios, 2.570 participantes, diferencia de medias estandarizada agrupada 0,40 [IC 95%: 0,15-0,64], p = 0,001, I² = 83%) en comparación con los nacidos apropiados para la edad gestacional. En un metanálisis casi idéntico con el aIMT como medida de resultado, Varley et ^al.10 informaron de un aumento significativo del aIMT para los nacidos con SGA en comparación con los controles y la magnitud del efecto fue mayor que la del cIMT (14 estudios, 592 participantes, diferencia de medias estandarizada agrupada 1,52 [IC del 95%: 0,98-2,06], p < 0,001, I² = 97%). Además, encontraron asociaciones con otros factores de riesgo que Epure et ^al.9 no encontraron, como la exposición a la preeclampsia y el nacimiento de un tamaño grande para la edad gestacional, quizás debido a la mayor sensibilidad del IMTaIMT que del cIMT.

Es importante destacar que ambas revisiones identificaron una falta de estandarización en la metodología y una ausencia de asesoramiento personalizado para medir a los niños y adolescentes como una limitación para las comparaciones en profundidad entre estudios y resultados no concluyentes para otras exposiciones. En consecuencia, el presente manuscrito tiene como objetivo proporcionar un protocolo detallado para cada medición en las crías. La justificación y el fundamento de estos protocolos se han presentado con mayor detalle^{anteriormente 3}. Discutimos los desafíos metodológicos comunes y brindamos recomendaciones prácticas para superarlos.

El siguiente protocolo supone una comprensión básica de una máquina de ultrasonido y sus componentes y las manipulaciones que se pueden realizar con un transductor de ultrasonido 16,17,18. También se recomienda encarecidamente que el examinador, el participante y la máquina estén colocados adecuadamente para aumentar la eficiencia de las pruebas y minimizar la tensión, de acuerdo con las mejores prácticas modernas en ecografía. A continuación se ofrecen sugerencias. Todas las evaluaciones deben realizarse en una sala tranquila con temperatura controlada e iluminación tenue para la comodidad del participante y la determinación de las imágenes. Pida a los participantes que ayunen durante al menos ocho horas antes de la prueba para reducir los gases en el intestino¹⁵, se permiten líquidos claros, aunque a edades más tempranas esto puede no ser posible. Sin embargo, evite evaluar inmediatamente después de una comida. La realización de mediciones por la mañana dentro de las primeras dos horas del despertar ha sido reportada previamente como el mejor marco de tiempo para la visualización de la aorta abdominal ^3,15, esto también puede reducir cualquier inconveniente asociado con el ayuno. Este protocolo se ha adaptado de las directrices descritas por el Grupo de Trabajo¹⁹ de la Sociedad Americana de Ecocardiografía sobre el Grosor Íntima-Media de la Carótida y el Mannheim Carotid Intima-Media Thickness and Plaque Consensus¹⁸ y la Asociación Europea de Cardiología Pediátrica AECP²⁰ para la medición del IMTc, así como las recomendaciones publicadas recientemente para la medición del IMTa7³. Recomendamos encarecidamente revisar también un protocolo reciente de ecografía en el punto de atención para ayudar a comprender la anatomía de la aorta abdominal y las estructuras circundantes²¹.

Protocolo

Toda la investigación se realizó de acuerdo con el Comité de Ética de Investigación Humana del Distrito de Salud Local de Sydney (Protocolos Nos. X16-0065 y X15-0041). Todas las imágenes de ultrasonido están libres de información de identificación. Las imágenes utilizadas para ilustrar la colocación del transductor se realizaron en personas con su consentimiento o con el consentimiento de sus padres o tutores para aquellos que no pudieron dar su consentimiento.

1. Grosor íntima-media carotídea común

1. Pida al participante que se acueste en la cama sin almohada. Esto ayudará a mantener el cuello lo más recto posible.
2. Pida al examinador que se coloque a la cabeza del participante y que la cama se eleve para permitir que los codos del examinador descansen sobre la cama para estabilizar el brazo de exploración.
3. Coloque la máquina frente al examinador, frente al lado de exploración, para manipular la máquina con la mano del examinador que no está explorando sin sobreextensión. Deje suficiente espacio para que el ultrasonido se pueda mover al lado opuesto cuando examine el otro lado del cuello.
4. Adquirir un electrocardiograma (ECG) simultáneamente. Un ECG de 3 derivaciones es suficiente; Aplique los cables apropiados según las instrucciones del fabricante y la edad del participante. Coloque gel en el transductor. En neonatos y lactantes, se recomienda el uso de paquetes de gel estéril de un solo uso para fines de control de infecciones. Calentar el gel de antemano también puede ayudar a prevenir molestias.
5. Utilizando un transductor lineal con una frecuencia mínima de 7 MHz, ajuste el dispositivo a una profundidad de 3-4 cm, una velocidad de fotogramas de 25 Hz y un rango dinámico de 55-65 dB. Se recomienda la captura retrospectiva, ya que los niños pueden moverse bruscamente.
   NOTA: Para ayudar a estandarizar la medición entre los participantes y los examinadores y para aumentar la eficiencia de las pruebas, se recomienda el uso de un ajuste preestablecido. La mayoría de las máquinas de ultrasonido tienen esta funcionalidad. Los ajustes anteriores son recomendados y pueden variar según la máquina que se utilice; A continuación se analizan los efectos de los ajustes de ultrasonido.
6. Para aumentar la reproducibilidad, adquiera un mínimo de tres ángulos de insonación por lado. Utiliza un instrumento como el arco carotídeo de Meijer para estandarizar los ángulos. Los ángulos recogidos aquí son a la izquierda 210°, 240° y 270° y a la derecha 150°, 120° y 90°, que corresponden a las vistas anterior, lateral y posterior de cada vaso¹⁹.
   NOTA: Se recomienda recolectar múltiples ángulos ya que el engrosamiento suele ser excéntrico; sin embargo, aumentará la carga de examen y análisis.
7. Pida al participante que extienda el cuello e incline la cabeza hacia la izquierda en un ángulo de aproximadamente 45°; Se puede colocar una toalla o almohada enrollada debajo de la cabeza del participante para mayor comodidad y para ayudar a mantener la rotación lateral¹⁹.
8. Coloque el transductor en el plano de barrido transversal en la base del cuello con el indicador a las 9 en punto y escanee hacia arriba, hacia la cabeza. Asegúrese de que la posición del indicador coincida con la que está en la pantalla. Identifique la arteria carótida común, un círculo anecoico pulsátil en el centro de la pantalla. La vena yugular también se puede ver directamente encima de la carótida común; tiene una pared más delgada y es plegable con una presión moderada, mientras que la carótida mantiene su forma circular (Figura 1).
9. Mientras se desplaza por el cuello, observe que la arteria carótida común se agranda y luego se bifurca en las arterias carótidas internas y externas. Coloque el transductor en el punto de ampliación, también conocido como bombilla, y gírelo en el sentido de las agujas del reloj hacia la vista longitudinal. Asegúrese de que la posición del indicador esté ahora orientada hacia la cabeza.
10. Ajuste la configuración de ganancia para obtener un brillo simétrico para la pared cercana y lejana (pared más cercana y pared más alejada del haz de ultrasonido, respectivamente; ver Figura 2 y Figura 3) y un artefacto intraluminal mínimo.
    NOTA: Los artefactos de imagen de ajustes de ganancia inadecuados, como bordes descoloridos, pueden afectar a la interpretación de la IMT. El IMT tiene un patrón distintivo de doble línea: la íntima y la adventicia son hiperecogénicas (brillantes), mientras que los medios son hipoecoicos (más oscuros).
11. Obtener un asa digital con un mínimo de tres ciclos cardíacos de la arteria carótida común 10 mm proximal al bulbo (Figura 2). Para obtener imágenes óptimas, asegúrese de que el recipiente esté perpendicular al haz de la sonda. Esto se puede lograr inclinando sutilmente el transductor sobre su eje corto y la presión diferencial a lo largo del eje largo del transductor, también conocido como balanceo o movimiento talón-punta^16,17.
12. Repita el proceso para los dos ángulos restantes y etiquete adecuadamente cada bucle digital para permitir una fácil reidentificación del ángulo.
13. Repita los pasos 1.7 a 1.11 en el lado derecho del cuello. Concluye el examen. Limpie cualquier resto de gel y retire las pegatinas del ECG. Las consideraciones para eliminar las pegatinas de ECG en recién nacidos y lactantes se discuten en la Tabla Suplementaria 1.

2. Grosor íntima-media aórtico

1. Pida al participante que se acueste en la cama en decúbito supino con el abdomen expuesto. Pida a los participantes que doblen las rodillas con los pies apoyados en la cama; Esto relaja los músculos abdominales y puede mejorar la imagen.
2. Adquiera un ECG simultáneamente siguiendo el paso 1.4. Coloque la máquina al lado del participante y al alcance de la mano del examinador. Coloque gel en el transductor.
   NOTA: Los neonatos y los lactantes tienen una frecuencia respiratoria elevada, lo que puede influir fuertemente en la interpretación del diámetro de los vasos durante el ciclo cardíaco. Por lo tanto, un ECG es esencial para medir el GIM al final de la diástole.
3. Utilice un transductor lineal con una frecuencia mínima de 7 MHz, una profundidad que se ajuste para mantener la aorta a la vista, una velocidad de fotogramas de 25 Hz y un rango dinámico de 55-65 dB. Utilice un zoom adecuado para mantener la aorta en el centro de la pantalla. Use frecuencias más bajas para aquellos con mayor masa corporal. Se recomienda la captura retrospectiva según el paso 1.5.
4. Identifique la aorta colocando el transductor en el plano transversal directamente debajo del xiphisternum con el indicador en la posición de las 9 en punto (mirando hacia el ecografista). La aorta aparecerá como un círculo anecoico pulsátil a la derecha de la pantalla. Las estructuras circundantes incluyen la vena cava inferior (IVC) a la izquierda de la aorta, el hígado directamente encima y el cuerpo vertebral anecoico directamente debajo.
5. Gire la sonda en el sentido de las agujas del reloj hasta que la aorta aparezca en la vista longitudinal. Asegúrese de que la posición del indicador esté orientada hacia la cabeza y coincida con lo que está en la pantalla. En la vista longitudinal, las estructuras circundantes incluirán el hígado y el páncreas directamente encima y las vértebras en la parte inferior de la pantalla.
6. Mueva lentamente la sonda hacia abajo hasta que se identifiquen las ramas de la arteria celíaca (CA) y la arteria mesentérica superior (AME). Caudal a esta ramificación es la aorta abdominal proximal, y distal a esta ramificación es la aorta abdominal media a distal.
7. Continúe escaneando hasta que se identifique un segmento recto sin ramificación. La aorta se vuelve más anterior a medida que se mueve distalmente, así que ajuste la configuración del zoom para asegurarse de que la aorta esté centrada en la pantalla. Asegúrese de que el vaso esté perpendicular al haz de ultrasonido y ajuste la configuración de ganancia según sea necesario (Figura 5).
8. Obtener un bucle digital con un mínimo de tres ciclos cardíacos. Obtener bucles digitales de diferentes segmentos rectos no ramificados, escaneando desde la aorta abdominal proximal hasta la distal (justo antes de las arterias ilíacas izquierda y derecha) y múltiplos para cada segmento. Estos se pueden etiquetar como aIMT proximal, medio y distal.
   NOTA: Los bucles digitales de diferentes segmentos no siempre serán posibles. El gas en el intestino comúnmente puede obstruir la adquisición de imágenes y limitar la ventana ultrasónica a solo proximal a la ramificación de CA y SMA.
9. Concluye el examen. Limpie cualquier resto de gel y retire las pegatinas del ECG.

3. Análisis de medios íntimos fuera de línea utilizando software de detección de bordes semiautomatizado

1. El uso de un software de detección de bordes semiautomatizado puede reducir la variabilidad entre operadores y aumentar la reproducibilidad. Este análisis está fuera de línea; por lo tanto, exporte las imágenes en formato nativo de Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) sin compresión digital.
2. Mantenga el análisis ciego para reducir el posible sesgo del operador. En la práctica, si hay más de dos miembros del personal de investigación, el investigador que realiza el análisis de imágenes fuera de línea debe ser diferente del investigador que recolectó las imágenes. Si solo hay un investigador, el cegamiento podría lograrse a través del análisis diferido de imágenes no identificadas.
3. Carótida IMT
   1. Seleccione una región de interés (ROI) mínima de 10 mm proximal a la bombilla. El bulbo se puede definir como el punto donde las dos paredes paralelas de la carótida común comienzan a divergir; Esto no siempre es simétrico y heterogéneo entre los individuos.
      NOTA: La distancia recomendada entre el ROI y la bifurcación varía entre niños y adultos y es la principal diferencia entre ellos. En los niños, lo ideal es que el ROI sea una región de 10 mm justo proximal a la bombilla. Esto difiere de la recomendación para la población adulta, que sugiere medir el IMT a partir de un segmento recto de 10 mm, al menos 5 mm por debajo del bulbo^19,20.
   2. El software utilizado detecta automáticamente los bordes de lúmenes íntimos y lúmenes medios tanto para las paredes cercanas como para las lejanas. Para hacer esto, entrene el software en un marco seleccionado por el operador con IMT claramente definidas y pida al operador que ajuste la detección de bordes del software si es necesario.
   3. Analice el bucle digital e informe el diámetro del recipiente, el promedio, el máximo y el mínimo IMT de pared cercana y lejana para cada trama. El software también produce un rastro del diámetro de los vasos a lo largo del tiempo, que se puede utilizar para identificar los marcos diastólicos finales en ausencia de un ECG (Figura 6).
      NOTA: La mayoría de los programas informáticos semiautomatizados se basan en cálculos similares de los valores IMT. Dentro de un ROI, se dibujan múltiples puntos de datos emparejados entre los bordes de la intimidad y los medios. La IMT media es el valor medio de todos los puntos dentro de un ROI. El IMT máximo y mínimo son los puntos de datos más grandes y más pequeños del ROI, respectivamente. Debido a la naturaleza focal de la formación de placa, el GIM máximo promedio puede indicar mejor la aterosclerosis subclínica en comparación con el^{IMT promedio} 3. Idealmente, se deben informar ambos métodos de espesor segmentario.
   4. Seleccione las mediciones del diámetro y de la IMT de la pared lejana de tres ciclos cardíacos consecutivos al final de la diástole (en o cerca de la onda R del ECG) y calcule el promedio. Dado que la selección de los marcos diastólicos finales depende del operador, registre detalles como el bucle y el número de marco para facilitar la verificación cruzada del trabajo. Recomendamos una intervención mínima del operador. Indique la media de cada buque por separado, ya que el IMT en la carótida común izquierda puede ser mayor que el derecho¹⁸.
      NOTA: El ajuste manual del borde es posible para exploraciones difíciles, pero solo debe realizarse para los marcos diastólicos finales seleccionados para evitar aumentar la carga de análisis. Si se recogen los tres ángulos recomendados por lado, se registrarán tres mediciones por lado, que se pueden promediar aún más para producir un IMT izquierdo y derecho general.
4. IMT de aorta abdominal
   1. Seleccione una región mínima de 5 mm en un segmento recto y no ramificado del recipiente. Aplique los pasos 3.2.2-3.2.3. Seleccione las mediciones de diámetro y IMT de pared lejana de tres ciclos cardíacos consecutivos al final de la diástole y promedio. Repita si se han recopilado varios bucles digitales y promedie los resultados de todos los ROI.
5. Incluya a un experto para evaluar la fiabilidad y la reproducibilidad tanto de la adquisición de imágenes como del análisis fuera de línea para todos los estudios de imagen. Informar de los resultados de estos en publicaciones. Recomendamos repetir el 10% de las exploraciones. El coeficiente de variación intra observador e interobservador aceptable recomendado es inferior al 6 %, o la diferencia de medias en las mediciones brutas de IMT debe ser inferior a 0,055 mm²⁰.

Resultados

En esta sección, representamos los resultados de estudios previos para destacar aspectos clave de la medición de cIMT y aIMT. La Figura 1 y la Figura 2 se centran en el cIMT, demostrando vistas transversales y longitudinales en sujetos jóvenes y sanos y una visualización detallada del complejo IMT. La Figura 3 y la Figura 6 enfatizan aún más las mejores prácticas...

Discusión

El presente manuscrito proporciona orientación sobre la adquisición y el análisis de imágenes ecográficas para medir aIMT y cIMT, específicamente en poblaciones más jóvenes (de 0 a 18 años). Ambas técnicas han demostrado ser útiles para explorar la influencia de las exposiciones tempranas en la vida temprana en la aterosclerosis, pero son susceptibles a desafíos técnicos, que discutimos a continuación.

Pasos críticos en la implementació...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
12-3 MHz Broadband linear array transducer	Phillips	L12-3
Meijer's Carotid Arc	Meijer	-
Semi-automated edge detection analysis software	Medical Imaging Applications	Carotid Analyzer 5
Ultrasound	Phillips	Epiq 7
Ultrasound transmission gel	Parker	01-08