Ressonância Magnética Cardíaca

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1 Acta Radiológica Portuguesa, Vol.XVI, nº61, pág , Jan.-Mar Ressonância Magnética Cardíaca Paulo Donato Serviço de Imagiologia, Hospitais da Universidade de Coimbra Objectivos pedagógicos: 1. Conhecer as indicações para a realização de uma RM cardíaca. 2. Saber quais as informações passíveis de obter através da RM cardíaca. 3. Reconhecer as vistas básicas para avaliação cardíaca e as diferentes técnicas de aquisição da imagem. 4. Avaliar alguns aspectos em RM de várias patologias cardíacas. Enquadramento teórico Os fundamentos técnicos da RM têm evoluído bastante nos últimos anos. Tal desenvolvimento possibilitou que a avaliação do coração através de RM seja hoje, uma das áreas da Radiologia com maior potencial de aplicação clínica. A avaliação do coração através da RM não é simplesmente anatómica mas também funcional. Mais recentemente tornou-se possível ainda, o estudo da perfusão e da viabilidade do miocárdio através desta técnica imagiológica. Com um único exame conseguimos obter informação que só seria possível adquirir pela conjugação de vários exames separados. Através de RM é possível: - Documentar com adequado detalhe anatómico malformações do coração e grandes vasos sem necessidade de cateterismo. - Diagnosticar neoplasias cardíacas e caracteriza-las morfologicamente. - Avaliar a função ventricular não só pela observação da cinética ventricular mas também através da quantificação precisa dos volumes das cavidades cardíacas, da massa ventricular e da fracção de ejecção. - Diagnosticar patologia valvular (estenose/insuficiência) com possibilidade de calcular a fracção de regurgitação. - Detectar áreas de enfarte/necrose miocárdica e sua relação com o miocárdio são, possibilitando a avaliação da viabilidade do miocárdio para eventual revascularização. - Avaliar a perfusão miocárdica para o diagnóstico e para a estratificação do significado de uma estenose coronária. Para a caracterização morfológica utilizamos sequências rápidas como a sequência Haste ou sequências com maior resolução espacial como a turbo spin-echo (TSE). Na avaliação tecidual utilizamos sequências TSE ponderadas em T1, sequências ponderadas em T2, TSE ou com curta recuperação da inversão (STIR). Na avaliação da função ventricular inicialmente eram utilizadas sequências eco de gradiente e actualmente são utilizadas sequências mais rápidas e com maior resolução, Steady State Free Precession (SSFP) que possibilitam tempos de aquisição com uma duração compatível com uma apneia. Na quantificação da velocidade do fluxo e da fracção de regurgitação valvular são utilizadas sequências contraste de fase. Os estudos de perfusão são efectuados com a visualização do realce miocárdico após contraste endovenoso paramagnético através de sequências eco de gradiente com recuperação da inversão, ou através de sequências muito rápidas mas com menor resolução espacial como as eco planares (EPI), ou através de sequências que conjugam princípios das duas anteriores e por isso se denominam híbridas ou ainda através, daquela que utilizamos presentemente no nosso Serviço, as sequências SSFP. No diagnóstico de enfarte são utilizadas sequências STIR ponderadas em T2 e após contraste, sequências ponderadas em T1, eco de gradiente com recuperação da inversão ou SSFP com recuperação da inversão. Todas estas aquisições necessitam de controlo electrocardiográfico. Para a angiografia dos grandes vasos utilizamos uma sequência eco de gradiente 3D após gadolíneo-dtpa, numa dose de 0,2 mmol/kg de peso corporal. Em todos os protocolos é realizada uma sequência de localização em planos ortogonais do coração (axial/ sagital/coronal). Para a avaliação da função são necessárias as 3 vistas básicas cardíacas (eixo curto, 2 câmaras e 4 câmaras). Habitualmente também se efectua uma quarta vista que possibilita a visualização em simultâneo da válvula mitral e da válvula aórtica (3 câmaras). Dependendo da patologia em estudo podemos efectuar séries de cortes em diferentes planos. Habitualmente na patologia valvular os cortes são perpendiculares à válvula a estudar. Na patologia neoplásica para além das vistas básicas cardíacas são importantes no diagnóstico e na avaliação da extensão da lesão, séries de cortes axiais e coronais. Na suspeita de displasia arritmogénica do ventrículo direito (VD) efectuam-se séries de cortes axiais e sagitais. ARP 65

2 Doença Cardíaca Congénita e Grandes Vasos A RM possibilita um adequado estudo da morfologia do coração e dos grandes vasos. Permite a detecção de malformações congénitas cardíacas e de alterações da anatomia das artérias pulmonares e da aorta. Para além da visualização da malformação principal possibilita a pesquisa de outras que frequentemente lhe estão associadas. Para além da documentação da anomalia possibilita a avaliação da função ventricular cardíaca, com quantificação precisa dos volumes, da massa muscular e da fracção de ejecção. Esta possibilidade tem particular importância na idade adulta para a detecção de doenças cardiovasculares secundárias devido à malformação préexistente. É assim possível a quantificação das alterações fisiológicas inerentes ao desenvolvimento de uma miocardiopatia dilatada ou hipertrófica secundária. Para a documentação anatómica efectuamos sequências com sangue a preto, TSE ou Haste no plano axial, coronal ou sagital e estudo angiográfico (Fig. 1). Na avaliação da função utilizamos sequências SSFP. O envolvimento metastático do miocárdio é 20 a 40 vezes mais frequente do que as neoplasias primárias cardíacas. Os tumores cardíacos primários são extremamente raros, com uma taxa de incidência que varia entre 0,001% e 0,03%. Os tumores benignos são mais frequentes que os malignos, representando ¾ das neoplasias cardíacas primárias. Embora sem comportamento agressivo, os tumores benignos podem condicionar sinais e sintomas dependendo das suas dimensões e da sua localização. Os mixomas são os tumores primários do coração mais frequentes. Estão localizados na maioria dos casos na aurícula esquerda, em 75% dos casos são pediculados, são heterogéneos, com iso ou hipossinal em T1 e hipersinal em T2 e realçam de forma heterogénea após gadolíneo. Os lipomas cardíacos são raros, sendo mais frequente a hipertrofia lipomatosa do septo interauricular que surge especialmente em indivíduos idosos e em obesos. Ambas as lesões são hiperintensas na ponderação T1, diminuindo de intensidade de sinal nas ponderações com saturação de gordura (Fig. 2). Os rabdomiomas são a neoplasia cardíaca mais frequente na infância, regredindo espontaneamente na maioria das vezes. São isointensos em T1 e hiperintensos em T2, realçando de forma semelhante ao miocárdio após gadolineo. São ainda exemplos de tumores primários cardíacos benignos: os fibromas, os hemangiomas, os fibroelastomas papilares e os teratomas. São exemplos de tumores malignos primários do coração os angiosarcomas (33%), os rabdomiossarcomas (20%), os mesoteliomas pericárdicos (15%) e os histiocitomas fibrosos malignos (10%). São tumores infiltrativos, que habitualmente invadem o pericárdio, que se estendem às cavidades e que frequentemente se associam a derrame pericárdico hemorrágico. O protocolo de estudo de um tumor cardíaco através de RM deve incluir séries de cortes ortogonais (axiais, sagitais, coronais) para facilitar a detecção e precisar a localização dos tumores; cortes com a orientação das vistas Fig. 1 - Coartação da aorta após a emergência da artéria subclávia esquerda. Angio-RM com reconstrução tridimensional MIP. Patologia Neoplásica do Coração Os tumores cardíacos são raros e a na sua grande maioria são diagnosticados através de ecocardiografia. A RM desempenha não só um papel importante na caracterização morfológica e tecidual das neoplasias mas também na confirmação do seu diagnóstico. É bastante útil no diagnóstico diferencial entre a patologia neoplásica com crescimento endoluminal e a presença de um trombo intracavitário aderente à parede e assim, possibilita excluir ou confirmar o diagnóstico de uma lesão neoplásica diagnosticada por ecocardiografia. Fig. 2 - Hipertrofia lipomatosa do septo inter-aurícular. Sequência TSE ponderada em T1. Vista 4 câmaras. Espessamento do septo inter-auricular e da parede posterior da aurícula direita condicionado por tecido hiperintenso na ponderação T1. 66 ARP

3 do eixo longo e eixo curto cardíacos para avaliação da função e melhor caracterização da extensão das lesões. O tumor deve ser caracterizado nas ponderações T1, T2 e T2*. A avaliação do realce após contraste endovenoso também pode estar indicada e a avaliação da extensão aos grandes vasos pode ser facilitada pela realização de um estudo angiográfico aquando da administração endovenosa de gadolíneo. Doença Valvular A ecocardiografia Doppler codificada a cores é a técnica de eleição para o estudo valvular, providenciando a informação necessária para o planeamento da estratégia terapêutica. A avaliação anatómica, nomeadamente a identificação do número de valvas, da avaliação da espessura das válvulas e a detecção de vegetações aderentes às valvas é mais fácil e melhor através de ecocardiografia do que através de RM. A quantificação da severidade de uma estenose também é satisfatoriamente avaliada através de eco-doppler. A RM com a utilização de sequências contraste de fase pode desempenhar um papel na quantificação de fracção de regurgitação de uma insuficiência valvular, complementando a avaliação de eco-doppler, podendo evitar técnicas invasivas na avaliação diagnóstica da patologia valvular. As alterações da função cardíaca, da massa ventrícular e dos volumes das cavidades consequentes à patologia valvular podem ser correctamente quantificados através de RM (Fig. 3). Miocardiopatias A classificação das miocardiopatias foi revista em 1996 pela International Society and Federation of Cardiology. Esta classificação divide as miocardiopatias em hipertróficas, dilatadas, restritivas, displasia arritmogénica do ventrículo direito (VD), formas não classificadas e miocardiopatias específicas (causa valvular, isquémica, hipertensiva, inflamatória, metabóbica, neuromuscular). A abordagem imagiológica primordial das miocardiopatias é efectuada através da ecocardiografia, que possibilita uma avaliação da função ventricular mas Fig. 3 - Insuficiência mitral e estenose aórtica. Sequência SSFP. Vista 3 câmaras. Durante sístole observamos jactos de hipossinal através da válvula mitral e da válvula aórtica. que apresenta limitações. É difícil a avaliação ecocardiográfica da região do apéx cardíaco e do ventrículo direito e impossível a caracterização tecidual. Estas limitações são ultrapassadas através da avaliação por RM, o que torna a sua aplicação no estudo das miocardiopatias uma área com enorme potencial clínico. a) Hipertrófica Através de RM podemos avaliar de forma acurada a espessura de toda a parede de ambos os ventrículos e a cinética de toda a extensão ventricular. Podemos estimar de forma precisa os volumes das cavidades, a massa ventricular e a fracção de ejecção, mesmo quando a hipertrofia tem uma distribuição assimétrica (Fig. 4). b) Dilatada A RM possibilita igualmente uma adequada avaliação da morfologia cardíaca e da função ventricular. É útil na monitorização da fracção de ejecção ao longo da evolução da doença (Fig. 5). No entanto, o seu principal potencial reside na capacidade de caracterização tecidual. Na fase aguda de uma miocardite está descrito um aumento de sinal do miocárdio na ponderação T2, que inicialmente é focal e a b c Fig. 4 - Miocardiopatia hipertrófica. Espessamento assimétrico do miocárdio (região antero-septal mais espessa), condicionando obstrução da câmara de saída do VE. Sequências SSFP; a) vista 3 câmaras na diástole; b) vista 3 câmaras na sístole; c) vista do eixo curto do coração. ARP 67

4 Em ambas as situações a RM permite a avaliação morfológica demonstrando a dilatação auricular e da veia cava. Possibilita ainda a avaliação funcional do VE. Nos casos de miocardiopatia restritiva secundária à amiloidose podem ser observados nódulos hipointensos intramiocárdicos e na secundária à hemocromatose podemos observar uma hipointensidade difusa em T1 e T2. Fig. 5 - Miocardiopatia dilatada. Aumento de volume das cavidades cardíacas (especialmente do VE). Sequência SSFP; a) vista 4 câmaras onde se observa um jacto de hipossinal através da válvula mitral que traduz insuficiência valvular e ainda derrame pleural esquerdo; b) vista 2 câmaras. depois se torna mais difuso e que dura cerca de 2 semanas. Concomitantemente a este aumento de sinal na ponderação T2, avaliado através de sequência STIR, existe um aumento do realce do miocárdio, avaliado em sequências TSE ponderadas em T1 antes e após gadolíneo endovenoso. Assim, a RM pode desempenhar um importante papel na detecção do envolvimento inflamatório agudo do miocárdio e possibilitar o diagnóstico diferencial de uma miocardiopatia dilatada primária com uma secundária a um processo inflamatório agudo. c) Restritiva / Pericardite constritiva A aplicação clínica principal da RM na avaliação de uma miocardiopatia restritiva é a possibilidade de efectuar o diagnóstico diferencial com uma pericardite constritiva, pela capacidade de visualização do pericárdio. Na pericardite constritiva o pericárdio apresenta-se irregularmente espessado, com áreas em que a espessura excede os 4mm. a b d) Displasia Arritmogénica do Ventrículo Direito A Displasia Arrítmógénica do Ventrículo Direito cursa com infiltração do miocárdio do VD por tecido adiposo, e, consequentemente com alterações da cinética e da função ventricular inerentes à substituição do tecido muscular. A RM tem um papel importante no seu diagnóstico por possibilitar a avaliação da morfologia do ventrículo direito, da sua função e da sua cinética. A possibilidade de diagnosticar áreas de infiltração adiposa pelo hipersinal na ponderação T1 e decréscimo da intensidade de sinal nas sequências com saturação de gordura é ainda tema de discussão, com vários autores a demostrarem uma correlação entre estes achados e as zonas de discinésia. Pelo facto das alterações da cinética ventricular nesta patologia poderem ser subtis, a avaliação através de RM é efectuada com cortes mais finos (6mm). Todo volume ventricular é estudado por 2 séries de cortes ortogonais, com sequencia SSFP. Para a avaliação da intensidade de sinal do miocárdio são efectuados cortes com a mesma espessura e orientação mas utilizando uma sequência TSE ponderada em T1 com e sem saturação de gordura. Detecção de Enfarte do miocárdio Através de RM podemos não só diagnosticar áreas de necrose do miocárdio mas também avaliar se o enfarte é agudo ou crónico, a extensão da necrose (nomeadamente ao VD), a extensão da disfunção causada pela necrose muscular e ainda detectar eventuais complicações (derrame pericárdico, regurgitação mitral, aneurisma ventricular). Kim et al. e posteriormente Choi et al. demonstraram ainda o papel da avaliação da extensão transmural do enfarte efectuada através de RM no prognóstico da melhoria da função contráctil após a revascularização, possibilitando uma abordagem da viabilidade do miocárdio hipocinético. Para a detecção da necrose são efectuadas sequências eco de gradiente com inversão da recuperação 10 minutos após a administração de dose dupla de gadolíneo-dtpa (Fig. 6). São efectuadas 3 aquisições com as vistas do eixo longo e várias do eixo curto de forma a estudar todo o volume ventricular. A distinção de um enfarte agudo de um crónico é efectuada através da detecção do hipersinal na ponderação T2 que surge num processo agudo devido ao edema. Para esta análise efectuamos sequências STIR ponderadas em T2. A pesquisa da isquémia associada a um enfarte é efectuada no nosso Serviço através de um estudo de perfusão em repouso aquando da administração de dose simples de contraste endovenoso paramagnético com sequência SSFP. 68 ARP

5 A avaliação da função e das alterações da cinética ventricular associadas ao enfarte é efectuada através de sequências SSFP com várias fases do ciclo cardíaco. Avaliação da Isquémia Fig. 6 - Enfarte da região látero-inferior do VE. Vistas do eixo curto cardíaco. a) Sequência SSFP. A região látero-inferior do VE apresentava menor espessura parietal e menor contractilidade no estudo cine (seta); b) Sequência eco de gradiente 2D com inversão da recuperação. Realce tardio da região látero-inferior do VE (seta). a b A detecção de doença coronária por RM poderá ser efectuada quando existe suspeita clínica, na avaliação do significado de uma estenose coronária e no seguimento após revascularização. A abordagem da isquémia do miocárdio através de RM pode ser efectuada pela avaliação da contractilidade da parede muscular utilizando a dobutamina como fármaco indutor da prova de esforço, tal como se avalia através de ecocardiografia. Nesta avaliação efectuam-se várias aquisições ao longo do tempo da administração do fármaco com sequências SSFP, e procede-se à análise qualitativa da contractilidade da parede. Pode ser efectuada uma avaliação semi-quantitativa da isquémia através de estudos de perfusão em repouso e sob stress farmacológico. A prova de esforço é induzida pela administração durante 4 minutos de adenosina, na dose de 0,140mg/Kg/min. Os estudos de perfusão são efectuados com a visualização do realce do miocárdio aquando da administração de endovenosa de gadolíneo DTPA (0,05 a 0,1mmol/Kg) com um débito de 3 a 5ml/ seg, através de sequências eco de gradiente com recuperação da inversão, de sequências eco planares, de sequências híbridas ou de sequências SSFP (Fig. 7). Com a orientação do eixo curto cardíaco são efectuados 3 a 5 cortes, com 10mm de espessura, por cada batimento cardíaco ou por cada 2º batimento, dependendo da rapidez da sequência utilizada e da frequência cardíaca do doente. Estes estudos permitem uma avaliação similar à efectuada através dos métodos utilizados na medicina nuclear (SPECT/PET) com a vantagem de possuírem uma melhor resolução espacial. Para além dos estudos de perfusão a avaliação por RM na doença coronária deve incluir avaliação morfo-funcional do VE através de sequências SSFP e pesquisa de áreas de enfarte pela detecção do realce tardio do miocárdio através de sequências eco de gradiente com inversão da recuperação. a b c d Fig. 7 - Estudo de perfusão. Vistas do eixo curto cardíaco. a) Contraste na cavidade do VD (15 segundos após o início da administração de contraste); b) contraste chega à cavidade do VE (20s); c) o miocárdio são realça (25-30s), observa-se defeito de perfusão na região inferior do VE (seta); d) o defeito de perfusão persiste (35-40s) (seta). ARP 69

6 As técnicas de aquisição da imagem cardíaca através de RM são várias e o volume de informação que conseguimos obter através delas é muito vasto. Assim, em cada caso deve ser adoptado um protocolo de estudo que vise primordialmente responder às dúvidas clínicas. A imagiologia cardíaca pode vir a ser uma das aplicações mais importantes da RM, com um vasto potencial de aplicações clínicas. Bibliografia 1. Boxt LM, Rozenshtein A. MR imaging of congenital heart disease. Magn Reson Imaging Clin N Am 2003; 11: Choi K, Kim RJ, Gubernikoff G, et al. Transmural extent of acute myocardial infarction predicts long-term improvement in contractile function. Circulation 2001; 104: Wagner A, Mahrhold H, Sechtem U, et al. MR imaging of myocardial perfusion and viability. Magn Reson Imaging Clin N Am 2003; 11: Stechtem U, Baer F, Voth E, et al. Stress functional MRI: detection of ischemic heart disease and myocardial viability. J Magn Reson Imaging 1999; 10: Kuhl HP, Papavasiliu TS, Beek AM, et al. Myocardial viability: rapid assessment with delayed contrast-enhanced MR imaging with threedimensional inversion-recovery prepared pulse sequence. Radiology 2004; 230: Didier D, Ratib O, Beghetti M et al. Morfhologic and functional evaluation of congenital heart disease by magnetic resonance imaging. J Magn Reson Imaging 1999; 10: Higgins CB, Byrd BF III, Farmer DW et al. Magnetic resonance imaging in patients with congenital heart disease. Circulation 1984; 70: Soler R, Rodriguez E, Requejo I et al. Magnetic resonance imaging of congenital abnormalities of the thoracic aorta. Eur Radiol 1998; 8: Kaminaga T, Takeshita T, Kimura I. Role of magnetic resonance imaging for evaluation of tumors in the cardiac region. Eur Radiol 2003; 13: L1- L Martin DR, Merchant N, MacDonald C. MR imaging of cardiac masses: a review of current applications and approach. Applied Radiology 2000; 5: Gilkeson RC, Chiles. MR evaluation of cardiac and pericardial malignancy. Magn Reson Imaging Clin N Am 2003; 11: Honda N, Machida K, Hashimoto M et al. Aortic regurgitation:: quantification with MR imaging velocity mapping. Radiology 1993; 186: Didier D. Assesment of valve disease: qualitative and quantitative. Magn Reson Imaging Clin N Am 2003; 11: Di Cesare E. MRI of the cardiomyopathies. Eur J Radiol 2001; 38: Friedrich MG, Strohm O, Schulz-Menger J et al. Contrast mediaenhanced magnetic resonance imaging visualizes myocardial changes in the course of viral myocarditis. Circulation 1998; 97: Frank H, Globits S. Magnetic resonance imaging evaluation of myocardial and pericardial disease. J Magn Reson Imaging 1999: 10: Park JH, Kim JW, Chung YB et al. MR imaging of hipertrophic cardiomyompathy. Radiology 1992; 185: Blake LM, Scheinman MM, Higgins CB. MR features of arrhythmogenic right ventricular displasia. Am J Roentgenol 1994; 162: Aviram G, Fishman JE, Young ML, et al. MR evaluation of arrhytmogenic right ventricular cardiomyopathy in pediatric patients. Am J Roentgenol 2003; 180: Boxt LM, Rozenshtein A. MR imaging of arrhythmogenic right ventricular dysplasia. Magn Reson Imaging Clin N Am 2003; 11: Kim RJ, Wu E, Rafael A et al. The use of contrast-enhanced magnetic resonance imaging to identify reversible myocardial dysfunction. N Engl J Med 2000; 343: ARP