Análisis de Fourier y estudio paramétrico de la función ventricular izquierda por radioventriculografía en equilibrio

Abstract

La diástole ventricular izquierda representa en la ejecución de la función cardíaca global, un papel cuyo conocimiento continúa desarrollándose en la actualidad. Una relación anormal de las paredes ventriculares puede afectar muy significativamente al desarrollo de la propia función del ventrículo y en una gran variedad de estados patológicos se aprecian alteraciones diastólicas segmentarias. Algunas de estas alteraciones se consideran típicas de determinados procesos patológicos, y además está claramente admitida la probabilidad de que ciertas patologías cardíacas, en las que resulta finalmente alterada la función ventricular izquierda, presentan anomalías diastólicas antes de que exista una variación detectable en la realización de la sístole. En base a ello resulta comprensible el enorme interés que ha suscitado, sobre todo a lo largo de la década actual, la profundización en el conocimiento de la diástole ventricular izquierda, abordándose el problema desde el punto de vista de distintas disciplinas del campo médico en particular y científico en general. Destacamos aquellas metodologías que llevan a la definición y medición de parámetros cuantitativos que permiten la obtención de patrones claros de normalidad o patología en la propia función ventricular. Por otra parte las diferentes técnicas desarrolladas en la actualidad para el estudio del enfermo cardiológico no presentan todas el mismo grado de riesgo para el paciente ni son igualmente cruentas para el mismo. Incluso en algunas de ellas resulta necesario evaluar también el riesgo del médico y del resto del personal operador. Además el aumento del número de datos extraíbles en la exploración y/o de la fiabilidad de los mismos suele venir acompañado en muchos casos de un incremento importante del riesgo. Resulta evidente entonces, el interés que puede tener optimizar la obtención, análisis e interpretación de datos en aquellas técnicas menos cruentas y de menor riesgo para el enfermo. Las técnicas utilizadas en Medicina Nuclear, y más concretamente los estudios realizados en reposo mediante control de adquisición electrocardiaco, presentan amplias posibilidades en este sentido por: - Son técnicas incruentas y de poco riesgo. - Los datos obtenidos son cuantitativos o perfectamente cuantificables. - La representación frente al tiempo de los contajes efectuados proporciona curvas actividad-tiempo, TAC, que muestran la evolución volumétrica del fluido sanguíneo en el interior de la cavidad. Vaciado y llenado ventriculares. - El análisis de estas representaciones no se realiza de manera completa en los softwares convencionales, que tradicionalmente solo suministran la máxima pendiente de vaciado ventricular y la fracción de eyección, parámetros obtenidos sin previo ajuste de la función. Estos parámetros, aunque de un claro valor diagnóstico, se limitan al vaciado ventricular con lo que aparte de llenado ventricular, que representa la diástole, no es aprovechada no solo de cerca a completar el estudio funcional del ventrículo izquierdo sino tampoco de cara a sus posibilidades predictivas ya comentadas al comienzo. En la década presente varios autores se han interesado en el tema, definiendo parámetros de distensibilidad ventricular análogos a los de contractilidad. Destaca la pendiente máxima de llenado (peak filling rate) que ha sido estudiada no sólo en la mayoría de las patologías cardíacas y vasculares, sino que también se ha investigado su comportamiento frente a intervenciones farmacológicas y quirúrgicas. En otro orden de cosas, los avances conseguidos, como ocurre además en otros muchos campos de la Medicina, no hubieran sido posibles sin la presencia de los Físicos en lso Servicios de Medicina Nuclear. Su colaboración científica queda más que demostrada repasando las listas de autores de gran número de trabajos publicados en revistas de reconocido prestigio. En general, la labor del Físico en Medicina Nuclear, además de su importante participación en la actividad científica del Servicio, descansa fundamentalmente en su decisiva y sistemática colaboración en la optimización de la calidad y seguridad del trabajo, que día a día se realiza. Su participación, desde el diseño de la instalación hasta la planificación de simulacros, pasando por la formación continuada del personal del Servicio, permite conseguir y mantener niveles de seguridad adecuados. Su colaboración en la adquisición de nuevos equipos, puesta en marcha de nuevas técnicas de exploración y tratamiento, informática, calibración y metrología en general, posibilita la consecución de altos niveles de calidad. Así ha sido reconocido por Organismos Nacionales e Internacionales, para los cuales el número de Físicos presentes en un Servicio de Medicina Nuclear es un parámetro muy significativo de su nivel, y en todos los países en los que la Física Médica es una especialidad institucionalizada, la formación de los futuros Físicos de Hospital comprende el área de Medicina Nuclear. Puede decirse que este trabajo es, al menos en parte, fruto de la dedicación del Doctorando a la Medicina Nuclear. En él realizamos un abanico de ajustes matemáticos de las curvas TAC y definimos nuevos parámetros, así como los métodos de cálculo de los mismos y de los ya tradicionales. Con dichos parámetros cubrimos el estudio cuantitativo de la función ventricular completa y del vaciado y llenado ventriculares por separado. La aplicación de los programas correspondientes, desarrollados por nosotros a tal efecto, a un conjunto de pacientes seleccionados del Hospital Virgen del Rocío de Sevilla, nos ha permitido: - Completar la elección del ajuste más adecuado y su implementación en el software disponible. - Tener un procedimiento adecuado para la obtención de parámetros de distensibilidad ventricular. - Completar el estudio del vaciado, así como de la función ventricular global, con la incorporación de parámetros, cuya interpretación, valores normales y capacidad diagnóstica, estudiamos. El software estadístico utilizado también ha sido desarrollado por nosotros y constituye una aportación más de este trabajo, que ha proporcionado así una herramienta de gran utilidad en la investigación médica, como lo prueba el hecho de que haya sido usado ya en un gran número de trabajos realizados en el Hospital Virgen del Rocío de Sevilla. CONCLUSIONES 1. El ajuste mediante un desarrollo en serie de Fourier, de las curvas actividad/tiempo de ventrículo izquierdo, obtenidas por radioventriculografía en equilibrio, resulta óptimo en base a: - Los altos coeficientes de determinación obtenidos. - La concurrencia del carácter periódico de la función ajustada y del fenómeno que representa. - Su objetividad, al no necesitar de la intervención del operador. - Su reducido tiempo de computación, dado que el ajuste es único. - La capacidad diferenciadora de los parámetros clínicos que con él se obtienen. 2. De entre los ajustes posibles por desarrollo en serie de Fourier, el que incluye al término constante y los tres primeros armónicos resulta el más adecuado para las funciones ventriculares normales o alteradas por cardiopatía isquémica o miocardiopatía hipertrófica, ya que con un buen coeficiente de determinación es el que presenta menor error en el cálculo de los parámetros sistólicos y diastólicos, y les proporciona mayor capacidad diagnóstica. 3. Algunos de los propios parámetros del ajuste efectuado, término constante y amplitudes del los primeros armónicos, pueden ser empleados directamente como parámetros clínicos de la función ventricular izquierda ya que sus valores en funciones patológicas son significativamente distintos a los obtenidos en normales. 4. Nosotros hemos definido, a partir de los anteriores, las fracciones F10, F20 y F21, consiguiendo con ello un considerable incremento en la capacidad diagnóstica de la exploración. 5. Hemos efectuado una normalización de los parámetros temporales que nos ha permitido compararlos entre sí, aún procediendo de pacientes con distinto valor temporal de su intervalo R-R. 6. F10 sustituye con ventaja a la fracción de eyección FE en la aportación de la ventriculografía isotópica a la diagnosis de la cardiopatía isquémica, ya que es capaz de diferenciar de la normalidad incluso a los isquémicos con fracción de eyección normal. 7. F10 posee la capacidad diagnóstica de la fracción de eyección para las miocardiopatías hipertróficas. Incluso podemos decir que aumentada, ya que las diferencias de F10 entre hipertróficos y normales son mayores que las correspondientes a FE. 8. F20 diferencia a los severos del resto de los isquémicos y existen indicios de que puede representar la aportación relativa de la aurícula izquierda al ciclo ventricular, a través de la amplitud del segundo armónico. 9. F21 es un parámetro de alteración exclusiva en isquémicos, para los cuales se encuentra aumentado respecto de la normalidad. Su conjunción con F10 dota a la prueba de una gran especificidad y un elevado valor predictivo para positivos. 10. El volumen telesistólico VMN se encuentra aumentado significativamente en todos los isquémicos, incluso los de fracción de eyección normal y disminuido, también de manera significativa, en los hipertróficos. 11. Su tiempo de ocurrencia, PMN, se encuentra disminuido en ambas patologías: cardiopatía isquémica y miocardiopatía hipertrófica. 12. La derivada máxima de vaciado DMV, tiene utilidad diagnóstica para la miocardiopatía hipertrófica, en la cual su valor está aumentado respecto de la normalidad y presenta altos valores en sus factores médicos. 13. La derivada máxima de llenado DMR se encuentra exclusivamente disminuida en los isquémicos, incluso en los de fracción de eyección normal, lo cual junto al hecho de que DMV se encuentra disminuida en todos los isquémicos menos en estos últimos, constituye una demostración de que en estas patologías las manifestaciones diastólicas aparecen antes que las sistólicas en la curva TAC, dándose aquellas incluso con valores normales de la fracción de eyección y de los parámetros sistólicos. De ahí la importancia de la inclusión de los parámetros de distensibilidad en el estudio de la función ventricular. 14. La duración, PLV, de la derivada máxima de vaciado es mayor que la duración de la derivada máxima de llenado exclusivamente en los isquémicos, aún en el grupo IS, teniendo la relación “PLV>PLR” una alta sensibilidad y un alto valor predictivo para negativos. 15. El tiempo de ocurrencia, PMR, de la derivada máxima de llenado se encuentra exclusivamente aumentado en las miocardiopatías hipertróficas. También es exclusiva de ellas la relación “PMV<PMR”, y la conjunción de ambos hechos presenta una gran especificidad y valor predictivo para positivos. 16. Los nuevos parámetros por nosotros definidos: F10, F20, PLV y PLR junto con los diastólicos DMR y PMR son capaces de diferenciar de la normalidad a las miocardiopatías hipertróficas, y no solo a los cardiópatas isquémicos de fracción de eyección alterada, sino también a los que la poseen normal por lo que con ellos conseguimos un óptimo rendimiento para la ventriculogragfía isotópica en equilibrio y reposo, evitando la necesidad de otras exploraciones complementarias y sobre todo la prueba de esfuerzo. 17. Hemos desarrollado un software estadístico que ha demostrado ser una herramienta de gran utilidad en la investigación médica.