Avaliação ultrassonográfica da espessura médio-intimal da artéria aórtica e carótida em crianças e adolescentes

Resumo

O presente artigo descreve as considerações metodológicas para a avaliação não invasiva da espessura da aorta abdominal e da íntima-média da carótida por meio da ultrassonografia modo-B. Essa técnica é comumente usada nas origens do desenvolvimento da pesquisa de saúde e doença como um substituto para alterações arteriais precoces.

Resumo

A espessura médio-intimal da carótida (EMI), medida por meio de ultrassonografia de alta resolução em modo B, é um marcador substituto amplamente utilizado da aterosclerose subclínica, o processo fisiopatológico subjacente à maioria dos eventos clínicos de doenças cardiovasculares. A aterosclerose é uma doença gradual que se origina precocemente na vida, portanto, tem havido um interesse crescente em medir o EMI carotídeo na infância e adolescência para avaliar a mudança estrutural na vasculatura arterial em resposta a exposições adversas. No entanto, o momento da aterosclerose varia em toda a árvore vascular. Lesões ateroscleróticas primordiais estão presentes na aorta abdominal desde a infância, em comparação com a metade da adolescência para a carótida comum. A medição do IMT em qualquer um dos locais é suscetível a vários desafios técnicos que precisam ser considerados, especialmente em crianças mais novas. Neste artigo, fornecemos um método passo a passo detalhado para avaliação de alta qualidade do TMI da aorta abdominal e da artéria carótida comum em jovens. Também fornecemos informações sobre a adequação de qualquer local ao explorar as associações entre exposições no início da vida e doenças cardiovasculares na velhice.

Introdução

A hipótese Developmental Origins of Health and Disease (DoHAD) propõe uma ligação entre exposições ambientais durante períodos críticos de desenvolvimento - desde a concepção até os 2 anos de idade - e a suscetibilidade tardia a doenças cardiometabólicas¹. Vários estudos observacionais mostraram que exposições no período perinatal, como baixo peso ao nascer e parto prematuro, estão associadas ao risco de doença cardiovascular (DCV) de longo prazo². A aterosclerose, o espessamento gradual das duas camadas mais internas da parede arterial, é um precursor da maioria dos eventos clínicos de DCV³. Esse espessamento pode ser medido de forma não invasiva no estágio subclínico usando ultrassom de alta resolução no modo Brightness (modo B), uma técnica conhecida como espessura médio-intimal (IMT).

Na década de 1980, a ultrassonografia medida pelo EMI carotídeo foi validada contra histologia direta e, desde então, tornou-se um método não invasivo para identificar alterações arteriais precoces⁴. A avaliação do IMT carotídeo é popular na pesquisa do DoHAD, pois nos permite explorar a associação entre exposições ambientais e adaptações na vasculatura no início da vida e o monitoramento potencial dessas adaptações ao longo do tempo. A EMI carotídea está aumentada em crianças com exposição a fatores de risco no início da vida, como restrição do crescimento fetal⁵ e ganho de peso excessivo nos primeiros dois anos de vida⁶, além de fatores de risco tradicionais para DCV, como obesidade⁷, exposição ao tabagismo e dislipidemia⁸. Embora o EMI da bifurcação carotídea, interna e carótida comum tenha sido estudado com fatores de risco e seja preditivo de eventos cardiovasculares posteriores ^9,10, o EMI de parede oposta da artéria carótida comum (EMIc) é o único local validado contra histologia direta³ e o foco do presente manuscrito.

É importante ressaltar que estudos que exploram a progressão natural da aterosclerose indicam que a aorta abdominal é a primeira das grandes artérias elásticas a apresentar lesões ateroscleróticas primordiais conhecidas como estrias gordurosas, particularmente a parede distal do vaso^11,12. Comparativamente, a carótida comum se apresenta com estrias gordurosas no meio da adolescência. Assim, a medida do EMI da aorta abdominal (EMIa) pode facilitar a detecção precoce de alterações na estrutura vascular. No Muscatine Offspring Study de 635 pessoas com idades entre 11 e 34 anos nos Estados Unidos, descobriu-se que a EMIa tem associações mais fortes com fatores de risco convencionais de DCV em adolescentes (11-17 anos), enquanto a EMIc teve associações mais fortes em indivíduos mais velhos (18-34)¹³. Nas crianças de alto risco em comparação com os controles, os TMIs de ambos os vasos aumentaram, mas o efeito foi maior na aorta em comparação com a carótida, representando o diâmetro luminal¹⁴. Esses resultados e estudos de história natural sugerem coletivamente priorizar a medição de aIMT em populações mais jovens em comparação com cIMT. Embora isso não seja isento de limitações, a medida do EMIa tende a ser mais variável¹⁵, a metodologia até recentemente carecia de padronização³ e há preocupações sobre sua utilidade em indivíduos com maior adiposidade central.

Ao focar especificamente nas exposições nos primeiros 1.000 dias de vida, duas revisões sistemáticas e meta-análises recentes fornecem informações significativas sobre a sensibilidade de cada técnica. Em estudos com indivíduos aparentemente saudáveis de 0 a 18 anos, Epure et ^al.9 avaliaram as associações entre condições clínicas nos primeiros 1.000 dias de vida e EMIc. Eles descobriram que nascer pequeno para a idade gestacional (PIG), com ou sem restrição de crescimento fetal, foi significativamente associado ao aumento da cIMT em crianças e adolescentes (16 estudos, 2.570 participantes, diferença média padronizada combinada de 0,40 [IC 95%: 0,15-0,64], p = 0,001, I² = 83%) em comparação com aqueles nascidos apropriados para a idade gestacional. Em uma metanálise quase idêntica com EMIa como medida de desfecho, Varley et ^al.10 relataram um aumento significativo da EMIa para aqueles nascidos PIG em comparação com os controles e a magnitude do efeito foi maior do que para EMIc (14 estudos, 592 participantes, diferença média padronizada combinada de 1,52 [IC 95%: 0,98-2,06], p < 0,001, I² = 97%). Além disso, encontraram associações com outros fatores de risco que Epure et ^al.9 não encontraram, como exposição à pré-eclâmpsia e nascimento grande para a idade gestacional, talvez devido à maior sensibilidade da EMIa do que da EMIc.

É importante ressaltar que ambas as revisões identificaram uma falta de padronização na metodologia e uma ausência de aconselhamento personalizado para medir crianças e adolescentes como uma limitação para comparações aprofundadas entre estudos e resultados inconclusivos para outras exposições. Assim, o presente manuscrito tem como objetivo fornecer um protocolo detalhado para cada medição em jovens. A justificativa e a justificativa para esses protocolos foram apresentadas com mais detalhes anteriormente³. Discutimos desafios metodológicos comuns e fornecemos recomendações práticas para superá-los.

O protocolo abaixo pressupõe uma compreensão básica de uma máquina de ultrassom e seus componentes e as manipulações que podem ser realizadas com um transdutor de ultrassom 16,17,18. Também é altamente recomendável que o examinador, o participante e a máquina sejam posicionados adequadamente para aumentar a eficiência do teste e minimizar o esforço, de acordo com as melhores práticas modernas em ultrassonografia. As sugestões são fornecidas abaixo. Todas as avaliações devem ser realizadas em uma sala silenciosa, com temperatura controlada e iluminação reduzida para o conforto do participante e a verificação da imagem. Peça aos participantes que jejuem por pelo menos oito horas antes de testar para reduzir os gases no intestino¹⁵, fluidos claros são permitidos, embora em idades mais jovens isso possa não ser possível. No entanto, evite avaliar logo após uma refeição. A realização de medidas pela manhã nas primeiras duas horas após o despertar foi relatada anteriormente como o melhor período para visualização da aorta abdominal ^3,15, o que também pode reduzir qualquer inconveniente associado ao jejum. Este protocolo foi adaptado das diretrizes delineadas pela American Society of Echocardiography Carotid Intima-Media Thickness^{Task Force 19}, pelo Mannheim Carotid Intima-Media Thickness and Plaque Consensus¹⁸ e pela Association for European Paediatric Cardiology AECP²⁰ para a medição de cIMT e recomendações recentemente publicadas para a medição de aIMT³. Recomendamos também revisar um protocolo recente de ultrassom point-of-care para auxiliar na compreensão da anatomia da aorta abdominal e das estruturas circundantes²¹.

Protocolo

Todas as pesquisas foram realizadas em conformidade com o Comitê de Ética em Pesquisa Humana do Distrito de Saúde Local de Sydney (Protocolo nº X16-0065 e X15-0041). Todas as imagens de ultrassom estão livres de informações de identificação. As imagens usadas para ilustrar a colocação do transdutor foram realizadas em indivíduos com seu consentimento ou com o consentimento de seus pais ou responsáveis para aqueles incapazes de fornecer consentimento.

1. Espessura médio-intimal da carótida comum

1. Peça ao participante para se deitar na cama sem travesseiro. Isso ajudará a manter o pescoço o mais reto possível.
2. Peça ao examinador para ser posicionado na cabeceira do participante e a cama elevada para permitir que os cotovelos do examinador descansem na cama para estabilizar o braço de varredura.
3. Coloque a máquina na frente do examinador, em frente ao lado da digitalização, para manipular a máquina com a mão não digitalizadora do examinador sem extensão excessiva. Deixe espaço suficiente para que o ultrassom possa ser movido para o lado oposto ao examinar o outro lado do pescoço.
4. Adquira um eletrocardiograma (ECG) simultaneamente. Um eletrocardiograma (ECG) de 3 derivações é suficiente; Aplique os cabos apropriados de acordo com as instruções do fabricante e a idade do participante. Coloque o gel no transdutor. Em neonatos e lactentes, recomenda-se o uso de pacotes de gel estéril de uso único para fins de controle de infecção. Aquecer o gel com antecedência também pode ajudar a evitar desconforto.
5. Usando um transdutor linear com frequência mínima de 7 MHz, defina o dispositivo para uma profundidade de 3-4 cm, uma taxa de quadros de 25 Hz e uma faixa dinâmica de 55-65 dB. A captura retrospectiva é recomendada, pois as crianças podem se mover abruptamente.
   NOTA: Para auxiliar na padronização da medição entre participantes e examinadores e aumentar a eficiência nos testes, recomenda-se o uso de uma predefinição. A maioria das máquinas de ultrassom tem essa funcionalidade. As configurações acima são recomendadas e podem variar de acordo com a máquina que está sendo usada; Os efeitos das configurações de ultrassom são discutidos abaixo.
6. Para aumentar a reprodutibilidade, adquira um mínimo de três ângulos de insonação de cada lado. Use um instrumento como o Arco Carótida de Meijer para padronizar os ângulos. Os ângulos coletados aqui são 210°, 240° e 270° à esquerda e 150°, 120° e 90° à direita, que correspondem às incidências anterior, lateral e posterior de cada vaso¹⁹.
   NOTA: Recomenda-se coletar vários ângulos, pois o espessamento é tipicamente excêntrico; no entanto, aumentará a carga de exame e análise.
7. Peça ao participante para estender o pescoço e inclinar a cabeça para a esquerda em um ângulo de aproximadamente 45°; Uma toalha ou travesseiro enrolado pode ser colocado embaixo da cabeça do participante para maior conforto e para ajudar a manter a rotação lateral¹⁹.
8. Posicione o transdutor no plano de varredura transversal na base do pescoço com o indicador às 9 horas e varra para cima em direção à cabeça. Certifique-se de que a posição do indicador corresponda ao que está na tela. Identifique a artéria carótida comum, um círculo anecóico pulsátil no centro da tela. A veia jugular também pode ser vista diretamente no topo da carótida comum; tem uma parede mais fina e é colapsável com pressão moderada, enquanto a carótida mantém sua forma circular (Figura 1).
9. Enquanto sobe pelo pescoço, observe a artéria carótida comum aumentar e depois se bifurcar nas artérias carótidas interna e externa. Posicione o transdutor no ponto de ampliação, também conhecido como lâmpada, e gire no sentido horário para o longitudinal view. Certifique-se de que a posição do indicador agora esteja voltada para a cabeça.
10. Ajuste as configurações de ganho para obter brilho simétrico para a parede próxima e distante (parede mais próxima e parede mais distante do feixe de ultrassom, respectivamente; consulte a Figura 2 e a Figura 3) e o artefato intraluminal mínimo.
    NOTA: Artefatos de imagem de configurações de ganho inadequadas, como bordas desbotadas, podem afetar a interpretação do IMT. O TMI tem um padrão distinto de linha dupla: a íntima e a adventícia são hiperecogênicas (brilhantes), enquanto a média é hipoecogênica (mais escura).
11. Obtenha uma alça digital com um mínimo de três ciclos cardíacos da artéria carótida comum 10 mm proximal ao bulbo (Figura 2) . Para obter imagens ideais, certifique-se de que o vaso esteja perpendicular ao feixe da sonda. Isso pode ser conseguido inclinando sutilmente o transdutor em seu eixo curto e pressão diferencial ao longo do eixo longo do transdutor, também conhecido como balanço ou movimento calcanhar-dedo do pé ^16,17.
12. Repita o processo para os dois ângulos restantes e rotule adequadamente cada loop digital para permitir a fácil reidentificação do ângulo.
13. Repita os passos 1.7 - 1.11 no lado direito do pescoço. Conclua o exame. Limpe qualquer gel restante e remova os adesivos de ECG. As considerações para a remoção de adesivos de ECG em recém-nascidos e bebês são discutidas na Tabela Suplementar 1.

2. Espessura médio-intimal da aorta

1. Peça ao participante para se deitar na cama em decúbito dorsal com o abdômen exposto. Peça aos participantes que dobrem os joelhos com os pés apoiados na cama; Isso relaxa os músculos abdominais e pode melhorar a imagem.
2. Adquira um ECG simultaneamente seguindo a etapa 1.4. Coloque a máquina adjacente ao participante e ao alcance da mão de digitalização do examinador. Coloque o gel no transdutor.
   NOTA: Neonatos e lactentes apresentam alta frequência respiratória, o que pode influenciar fortemente na interpretação do diâmetro do vaso durante o ciclo cardíaco. Portanto, um ECG é essencial para medir o IMT no final da diástole.
3. Use um transdutor linear com frequência mínima de 7 MHz, profundidade a ser ajustada para manter a aorta à vista, taxa de quadros de 25 Hz e faixa dinâmica de 55-65 dB. Use um zoom apropriado para manter a aorta no centro da tela. Use frequências mais baixas para aqueles com maior massa corporal. A captura retrospectiva é recomendada de acordo com a etapa 1.5.
4. Identifique a aorta colocando o transdutor no plano transversal diretamente abaixo do xifisterno com o indicador na posição de 9 horas (voltado para o ultrassonografista). A aorta aparecerá como um círculo anecóico pulsátil à direita da tela. As estruturas circundantes incluem a veia cava inferior (VCI) à esquerda da aorta, o fígado diretamente acima e o corpo vertebral anecoico diretamente abaixo.
5. Gire a sonda no sentido horário até que a aorta apareça na vista longitudinal. Certifique-se de que a posição do indicador esteja voltada para a cabeça e corresponda ao que está na tela. Na visão longitudinal, as estruturas circundantes incluirão o fígado e o pâncreas diretamente acima e as vértebras na parte inferior da tela.
6. Mova lentamente a sonda para baixo até que os ramos da artéria celíaca (AC) e da artéria mesentérica superior (AMS) sejam identificados. Caudal a essa ramificação está a aorta abdominal proximal, e distal a essa ramificação está a aorta abdominal média a distal.
7. Continue a varredura até que um segmento reto sem ramificação seja identificado. A aorta se torna mais anterior à medida que se move distalmente, portanto, ajuste as configurações de zoom para garantir que a aorta esteja centralizada na tela. Certifique-se de que o vaso esteja perpendicular ao feixe de ultrassom e ajuste as configurações de ganho conforme necessário (Figura 5).
8. Obtenha uma alça digital com um mínimo de três ciclos cardíacos. Obtenha alças digitais de diferentes segmentos retos não ramificados escaneando da aorta abdominal proximal à distal (logo antes das artérias ilíacas esquerda e direita) e múltiplos para cada segmento. Estes podem ser rotulados como aIMT proximal, médio e distal.
   NOTA: Loops digitais de diferentes segmentos nem sempre serão possíveis. O gás no intestino geralmente pode obstruir a aquisição de imagens e limitar a janela ultrassônica a apenas proximal à ramificação CA e SMA.
9. Conclua o exame. Limpe qualquer gel restante e remova os adesivos de ECG.

3. Análise íntima-média off-line usando software semiautomatizado de detecção de bordas

1. O uso de um software de detecção de borda semiautomatizado pode reduzir a variabilidade entre operadores e aumentar a reprodutibilidade. Esta análise está offline; assim, exporte as imagens no formato nativo Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) sem compressão digital.
2. Mantenha a análise cega para reduzir o possível viés do operador. Praticamente, se houver mais de dois membros da equipe de pesquisa, o pesquisador que realiza a análise de imagens off-line deve ser diferente do pesquisador que coletou as imagens. Se houver apenas um pesquisador, o cegamento pode ser alcançado por meio da análise diferida de imagens não identificadas.
3. EMI da Carótida
   1. Selecione uma região de interesse (ROI) mínima de 10 mm proximal ao bulbo. O bulbo pode ser definido como o ponto onde as duas paredes paralelas da carótida comum começam a divergir; Isso nem sempre é simétrico e heterogêneo entre os indivíduos.
      NOTA: A distância recomendada entre a ROI e a bifurcação varia entre crianças e adultos e é a principal diferença entre eles. Em crianças, o ROI deve ser idealmente uma região de 10 mm logo proximal ao bulbo. Isso difere da recomendação para a população adulta, que sugere a mensuração do TMI a partir de um segmento reto de 10 mm pelo menos 5 mm abaixo do bulbo^19,20.
   2. O software utilizado detecta automaticamente as bordas íntima-lúmen e médio-lúmen para as paredes próximas e distantes. Para fazer isso, treine o software em um quadro selecionado pelo operador com IMT claramente definido e peça ao operador para ajustar a detecção de borda do software, se necessário.
   3. Analise o loop digital e relate o diâmetro do vaso, IMT médio, máximo e mínimo de parede próxima e distante para cada quadro. O software também produz um traço do diâmetro do vaso ao longo do tempo, que pode ser usado para identificar quadros diastólicos finais na ausência de um ECG (Figura 6).
      NOTA: A maioria dos softwares semiautomatizados depende de cálculos semelhantes dos valores de IMT. Dentro de um ROI, vários pontos de dados emparelhados são desenhados entre as bordas íntima e média. O IMT médio é o valor médio de todos os pontos dentro de um ROI. O IMT máximo e mínimo são os maiores e menores pontos de dados no ROI, respectivamente. Devido à natureza focal da formação da placa, o IMT máximo médio pode indicar melhor aterosclerose subclínica em comparação com o IMT médio³. Idealmente, ambos os métodos de espessura segmentar devem ser relatados.
   4. Selecione as medições de diâmetro e IMT de parede distante de três ciclos cardíacos consecutivos no final da diástole (na onda R do ECG ou próximo a ela) e calcule a média. Como a seleção dos quadros diastólicos finais depende do operador, registre detalhes como loop e número do quadro para facilitar a verificação cruzada do trabalho. Recomendamos a intervenção mínima do operador. Relate a média de cada vaso separadamente, pois o EMI na carótida comum esquerda pode ser maior que o direito¹⁸.
      NOTA: O ajuste manual da borda é possível para varreduras difíceis, mas só deve ser feito para os quadros diastólicos finais selecionados para evitar o aumento da carga de análise. Se coletar os três ângulos recomendados por lado, três medições por lado serão registradas, que podem ser calculadas para produzir IMT geral esquerdo e direito.
4. EMI da aorta abdominal
   1. Selecione uma região mínima de 5 mm em um segmento reto e não ramificado do recipiente. Aplique as etapas 3.2.2-3.2.3. Selecione as medições de diâmetro e IMT da parede distante de três ciclos cardíacos consecutivos no final da diástole e na média. Repita se vários loops digitais foram coletados e os resultados médios de todos os ROIs.
5. Inclua um especialista para avaliar a confiabilidade e a reprodutibilidade da aquisição de imagens e da análise off-line para todos os estudos de imagem. Relate os resultados destes em publicações. Recomendamos repetições de 10% das varreduras. O coeficiente de variação intra e interobservador aceitável recomendado é inferior a 6%, ou a diferença média nas medições brutas do EMI deve ser inferior a 0,055 mm²⁰.

Resultados

Nesta seção, representamos resultados de estudos anteriores para destacar os principais aspectos da medição de cIMT e aIMT. A Figura 1 e a Figura 2 enfocam o cIMT, demonstrando as visões transversal e longitudinal em indivíduos jovens e saudáveis e uma visualização detalhada do complexo IMT. A Figura 3 e a Figura 6 enfatizam ainda mais as melhores práticas bas...

Discussão

O presente manuscrito fornece orientação sobre a aquisição e análise de imagens de ultrassom para medir aIMT e cIMT, especificamente em populações mais jovens (idades de 0 a 18 anos). Ambas as técnicas demonstraram utilidade na exploração da influência das exposições precoces na aterosclerose, mas são suscetíveis a desafios técnicos, que discutimos abaixo.

Etapas críticas na implementação do protocolo
Sistema de ...

Materiais

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