Echocardiography: Past, Present, and Future
Circ Cardiovasc Imaging. 2024;17:e016517. DOI: 10.1161/CIRCIMAGING.124.016517
Este año marca el 70 aniversario en que Edler y Hertz publicaron el primer reporte de ecocardiografía en modo M aplicando las ondas de ultrasonido para visualizar la válvula mitral humana y con ello el nacimiento de la ecocardiografía. La colaboración entre ingenieros y médicos en los años subsecuentes ha permitido que exista una amplia variedad de técnicas de ultrasonido que se ha convertido en la herramienta más utilizada para obtener imágenes del corazón. En 1972 se publicó el primer texto "Feigenbaum’s Echocardiography".
La ecocardiografía es una herramienta clínica para toda la vida del paciente: se utiliza para obtener imágenes del corazón en el útero (ecocardiografía fetal), la infancia y la niñez, donde el enfoque es la patología congénita, hasta la edad adulta y las condiciones adquiridas. Con su capacidad para definir gradientes de flujo y presión, la ecocardiografía ha remplazado la evaluación invasiva para muchas mediciones hemodinámicas. También es una importante herramienta de investigación, tanto en estudios animales como en humanos, y ha sido fundamental para muchos avances en el cuidado cardiovascular. Su capacidad para evaluar la estructura cardiaca general con detalle de las válvulas, el miocardio y pericardio en particular, lo hace valioso en prácticamente todas las formas de enfermedad cardíaca.
Sus puntos fuertes son la seguridad (sin exposición a radiación), la portabilidad, la excelente resolución espacial y temporal, el procesamiento y visualización de imágenes en tiempo real y el costo relativamente bajo. *Su principal debilidad es la dependencia del operador*
Evolución técnica
La ecocardiografía tiene capacidades básicas que incluyen imágenes, Dopper y análisis de "strain". Tanto la solución salina como los agentes potenciados de ultrasonido comerciales proporcionan efectos de contraste intracardiaco. La ecocardiografía se puede realizar en reposo con estrés (de ejercicio o farmacológico), y mediante abordajes transtorácico/abdominal, transesofágico e intracardíaco. Los equipos de ultrasonido varían desde aquellas que ofrecen toda una batería de técnicas de ultrasonido hasta equipos más portátiles más limitados y menos costosos diseñados para imágenes en el punto de atención "POCUS".
Aunque la ecocardiografía es una técnica madura, las capacidades de imagen, Doppler, strain y análisis continúan mejorando.
Los avances en imágenes han incluido la evolución del modo M a la ecocardiografía bidimensional (2D; década de 1970) y ahora a la ecoccardiografía 3D/4D. La introducción de imágenes 2D aumentó en gran medida el papel de la ecocardiografía en la enfermedad de las arterias coronarias dadas las limitaciones del modo M con las anomalías regionales del movimiento de la pared. La ecocardiografía tridimensional, particularmente cuando se utiliza mediante ecocardiografía transesofágica. Esta ha sido fundamental en la evaluación no invasiva de las valvulopatías cardíaca y ha guiado el tratamiento tanto quirúrgico como con catéter. La ecocardiografía intervencionista, ahora reconocida como una disciplina, ha sido esencial en el desarrollo e implementación de intervenciones estructurales transcatéter. La reconstrucción multiplanar ha sido un avance importante.
Junto con herramientas analíticas volumétricas, la ecocardiografía tridimensional ha mejorado la evaluación del tamaño y la función de las cavidades cardiacas y ahora está disponible en catéteres de ultrasonido intracardíacos, lo que facilita los procedimientos cardíacos estructurales.
El Doppler espectral, introducido en la década de 1980 (onda continua y pulsada), inicialmente proporcionó formas de evaluar el flujo sanguíneo, pero, con el Doppler tisular (década de 1990), se amplió para proporcionar nuevos enfoques para evaluar la función sistólica y diastólica ventricular. El Doppler color, un subconjunto del Doppler de onda pulsada introducido en la década de 1980, amplió nuestra capacidad para demostrar el flujo normal y patológico. Con limitaciones reconocidas, el Doppler color y las métricas derivadas (vena contracta, volumen regurgitante basado en PISA y área efectiva del orificio regurgitante) se han vuelto clave para evaluar la función valvular, así como otras anomalías estructurales congénitas y adquiridas.
El desarrollo más reciente que logró una amplia aplicación clínica (década de 2000) fue la obtención de imágenes de strain (deformación), basada en el seguimiento del patrones acústicos "speckles", que ahora se aplica a las cuatro cavidades cardiacas. En general, esta es una herramienta para detectar anomalías funcionales tempranas y ha demostrado ser particularmente útil en la evaluación de miocardiopatías, la hipertrofia del ventrículo izquierdo y las manifestaciones tempranas de agentes quimioterapéuticos cardiotóxicos.
La serendipia jugó un papel importante en el desarrollo de la ecocardiografía de contraste. La observación de una explosión de ecos en el corazón después de las inyecciones de verde de indocianina y solución salina condujo a la primera descripción de la ecocardiografía de contraste. Con el reconocimiento de que las microburbujas son la fuente de este efecto de contraste y que las burbujas de solución salina inyectadas por vía intravenosa se eliminan en los pulmones y llegan rápidamente al corazón izquierdo sólo con cortocircuitos intracardíacos, el contraste salino se convirtió en un método estándar para demostrar las derivaciones de derecha a izquierda, incluso aquellas que ocurren transitoriamente con el foramen oval permeable. Además, los agentes potenciadores de ultrasonido fabricados con pequeñas microburbujas uniformes (de 1 a 5 micrones) pueden moverse a través del torrente sanguíneo como glóbulos rojos, transitando por los pulmones y opacificando el corazón izquierdo. Han mejorado la capacidad de evaluar la estructura y función del lado izquierdo y amplificar las señales Doppler. Estas burbujas también perfunden el miocardio y la observación fortuita de que pueden destruirse con una ráfaga de ultrasonido de alto índice mecánico y luego observarse cuando vuelven a entrar en la circulación miocárdica abrió el camino a las imágenes de perfusión miocárdica.
La ecocardiografía ha sido fundamental en el estudio de algunas patologías como la miocardiopatía hipertrófica, la estenosis aórtica y la insuficiencia mitral.
El futuro de la ecocardiografía
Las fortalezas de la ecocardiografía, en particular la seguridad, la resolución temporal y espacial, la portabilidad y la accesibilidad, garantizarán su uso generalizado y continuo. Los avances técnicos mejorarán la calidad de la imagen y se ampliarán las capacidades de las imágenes portátiles e intracardíacas. El acceso a la ecografía en el lugar de atención aumentará aún más el grupo de usuarios más allá de los cardiólogos, con la advertencia de tener una formación adecuada en adquisición e interpretación de imágenes. Se definirá con más detalle la naturaleza complementaria de la ecocardiografía y otras modalidades de imágenes, en particular la resonancia magnética y la tomografía computarizada, y el papel de los generadores de imágenes multimodales.
Se anticipa un rápido crecimiento en el papel de la inteligencia artificial en la ecocardiografía con aplicaciones que van desde la adquisición de imágenes hasta la interpretación, la generación de informes y la identificación de enfermedades. La inteligencia artificial tiene el potencial de tener un impacto importante en algunos de los puntos débiles de la ecocardiografía, incluida su dependencia del operador y su reproducibilidad. Ya se ha demostrado que la inteligencia artificial facilita la formación de enfermeras y residentes médicos en el uso de la ecocardiografía portátil al proporcionar información en tiempo real sobre la posición óptima de la sonda. La medición automática y la presentación de informes automáticos no sólo de las medidas sino también de su interpretación son herramientas disponibles comercialmente que se volverán más sofisticadas. El aprendizaje automático se ha aplicado para mejorar el flujo de trabajo de interpretación al reconocer y luego apilar imágenes necesarias para evaluar, por ejemplo, el VI, pero que no se han adquirido secuencialmente. Se ha informado que el aprendizaje profundo identifica pacientes con insuficiencia cardíaca confracción de eyección preservada, lo que ha resultado en una autorización de 510(k) por parte de la FDA para este enfoque y un enfoque similar de inteligencia artificial para identificar pacientes con miocardiopatía amiloide.
Una esperanza es que estos y otros avances puedan ampliar enormemente el acceso a la adquisición ecocardiográfica y a la interpretación informada. Dada la capacidad de la ecocardiografía para diagnosticar y guiar el tratamiento en prácticamente todas las formas de enfermedad cardíaca, debería desempeñar un papel importante en el camino hacia la equidad en salud.