Optimización de la calidad de imagen al evaluar el flujo sanguíneo en ecografía Doppler: un tutorial

Artículo seleccionado: Revzin MV, Imanzadeh A, Menias C. et al. Optimizing image quality when evaluating blood flow at doppler us: a tutorial. Radiographics. 2019;39(5):1-22.

DOI:  https://doi.org/10.1148/rg.2019180055

Sociedad: Radiological Society of North America @RSNA

Palabras clave: N/A

Abreviaturas y acrónimos utilizados: HPB (hiperplasia prostática benigna), CDI (color Doppler imaging), SDI (spectral Doppler imaging), PDI (power Doppler imaging), PRF (Pulse repetition frequency) , US (ultrasonidos), RM (Resonancia Magnética).

Línea editorial del número: Este mes se publica nuevo número de Radiographics, prestigiosa revista de la RSNA de publicación bimestral. Destaca una revisión de la Cochrane sobre la embolización de la arteria prostática para la HPB y una completa revisión sobre las complicaciones del trasplante renal a lo largo de la vida del aloinjerto. Como artículos originales llaman la atención una publicación sobre el enfoque radiológico de las afecciones con manifestaciones esofágicas y cutáneas combinadas, otra sobre los síndromes hereditarios de cáncer gastrointestinal y otra sobre los hallazgos imagenológicos en la cirugía de reasignación de sexo en pacientes transgénero. También publican una interesante revisión de imágenes multimodales sobre las bandas cardiacas y analizan el papel de los US con contraste en la terapia ablativa local del carcinoma hepatocelular y su seguimiento posterior. 

Motivos para la selección del artículo

Elegí este artículo porque se trata de un tema que es importante dominar, ya que la optimización de la imagen juega un papel crucial en el éxito de cualquier evaluación de la ecografía Doppler y su falta de comprensión puede llevarnos a errores diagnósticos.

Resumen

 El efecto Doppler se basa en el principio de que una frecuencia transmitida desde un transductor de ultrasonidos experimenta un cambio cuando se convierte reflejada por objetos en desplazamiento, tales como glóbulos rojos. Este cambio depende de la velocidad y dirección del flujo, del ángulo entre el haz de ultrasonido y la dirección del flujo y de la velocidad de transmisión del sonido en los tejidos. Con estos factores se establece la “ecuación Doppler”, que permite una estimación cuantitativa y direccional de la velocidad del flujo sanguíneo despejándola a partir de la fórmula original. Utilizando estos principios, en ecografía se utilizan tres modos de adquisición de imágenes: color Doppler imaging (CDI), spectral Doppler imaging (SDI) y power Doppler imaging (PDI). El artículo expone en una tabla de forma simplificada las ventajas y desventajas de cada modalidad.

Modalidades Doppler

El CDI proporciona información sobre la presencia o ausencia de flujo, la velocidad media de flujo y la dirección de flujo dentro de la caja de color seleccionado y, como se utiliza junto con la imagen en escala de grises, también permite la evaluación de las características del tejido. 

Por otro lado, la información relativa a la onda del Doppler espectral se obtiene a partir de una pequeña ventana colocada en el centro del vaso. El SDI difiere del CDI en que la información no se obtiene de toda la caja de color, sino de un volumen de muestra especificado (2-4mm de ancho), que normalmente se coloca en el centro de un vaso o en tejido identificado en el CDI. La principal ventaja de usar SDI es que permite determinar la velocidad absoluta y la ubicación (profundidad) desde la que se origina la velocidad. La forma de la onda indica la dirección del flujo, las velocidades en un tiempo dado y la amplitud dentro del volumen de muestra seleccionado. La pendiente de la curva representa la aceleración y los puntos de inflexión corresponden con cambios en la aceleración. El artículo explica y recalca que, en esta modalidad, un  ángulo Doppler apropiado (≤ 60 °) es esencial. 

El PDI por su parte, utiliza un método diferente al CDI o el SDI para el análisis de la señal, representando el promedio de intensidades / amplitudes de las señales Doppler detectadas en cada punto del área de examen seleccionada. En esta modalidad se asigna un color de fondo uniforme al ruido y, por lo tanto, se amplía el rango dinámico de la señal Doppler. Por esta razón puede detectar velocidades relativamente bajas y es más sensible a los estados de bajo flujo que el CDI y el SDI

Optimización de imagen

Los parámetros Doppler se deben ajustar en tiempo real a lo largo del examen ecográfico. Los parámetros más importantes para optimizar la imagen Doppler son los siguientes:

Detección de flujo pobre o nulo

Cuando no se identifica flujo, es importante ser capaz de diferenciar la verdadera ausencia de flujo vascular de una imagen subóptima. Los autores presentan un check-list relativamente simple que puede ser muy útil para asegurar con confianza una presencia o ausencia de flujo:

  • Ganancia de color demasiado baja. Si el ajuste de ganancia de color es extremadamente bajo, la luz del vaso no puede llenarse de color en absoluto y los resultados serán mal interpretados como ausencia de flujo. Es esencial mantener la configuración de ganancia en “escala de grises baja” mientras se realiza CDI, ya que los datos de color se suprimirán si la ganancia de escala de grises es demasiado alta. 
  • El filtro de pared está demasiado alto. En CDI una configuración de filtro de pared demasiado alta puede simular el llenado incompleto de un vaso. En SDI dará como resultado la pérdida del flujo diastólico en la onda arterial o una apariencia de onda “flotante” por encima de la línea de base. Para evitar una pérdida de señal relacionada con el flujo lento la configuración del filtro debe mantenerse en la configuración más baja posible, especialmente en vasculatura hepática. Cuanto más alta sea la configuración del filtro, más ancha será la banda basal en las barras de color. En los equipos modernos esta optimización suele realizarse de forma automática.  
  • Escala de velocidad muy alta. Esta suele seleccionarse cuando se esperan velocidades de alta amplitud en el vaso o la estructura examinada (como en las áreas estenóticas de una arteria o fístulas arteriovenosas) con el fin de eliminar artefactos de ruido. En la mayoría de los sistemas Doppler, el control de escala de velocidad o PRF y el control de filtro de pared están vinculados, para tener la seguridad de que el flujo dentro de una lesión está realmente ausente, la escala de velocidad debe disminuirse tanto como sea necesario (5-10 PRF).
  • Ángulo de incidencia o insonación mayor de 60°. Se puede ver una ausencia artificial de flujo sanguíneo cuando el ángulo de incidencia del haz de ultrasonido está a 90° con respecto al vaso. Este artefacto se ve más comúnmente en vasos tortuosos o en puntos de ramificaciones vasculares. Como en ocasiones no se puede obtener una alineación completa entre el haz de ultrasonidos y el vaso a estudio, es interesante tener en cuenta que con ángulos < 20°, el coseno del ángulo es lo suficientemente cercano a 1 como para poder asumirse el error.

Selección del transductor y posicionamiento profundo de la caja de color. 

Debemos saber que las ondas de sonido emitidas por un transductor de frecuencia más alta se atenúan más rápido, pues tienen un coeficiente de atenuación más alto. Sin embargo, estos transductores son más sensibles en la detección de flujo lento. Además, el tamaño del cuadro de color también juega un papel en la detección de flujo. Un cuadro de color más pequeño permite una ratio mayor de frecuencias, lo que aumenta el PRF y mejora la sensibilidad al flujo. 

Flujo de color excesivo

Con ajuste de alta ganancia en CDI, movimientos mínimos, incluyendo el ruido de fondo, llenan de motas de color el área estudiada, tanto dentro como fuera de la estructura evaluada. Para optimizar la imagen, debe disminuirse el ajuste de ganancia de color hasta que el ruido se elimine. No se recomienda ningún porcentaje específico de saturación, la optimización se aplica in situ según cada caso.

Existen otras situaciones, siendo en su mayoría artefactos:

  • Artefacto blooming. Generalmente visto con ajustes de alta ganancia, es un fenómeno en el que el color se extiende o “sangra” fuera de los márgenes de un vaso sanguíneo, anulando la información en escala de grises. Disminuir la configuración de la ganancia, ajustar la escala de velocidad y / o usar PDI (ya que con el PDI no es la señal la que se amplifica) puede ayudar a prevenir este artefacto.
  • Artefacto de flash o destello: Cuando se aplica el flujo de color a cualquier estructura con un movimiento significativo se puede ver un flujo de color excesivo en una imagen. Este artefacto se ve principalmente en PDI y puede minimizarse adquiriendo imágenes con el transductor quieto o el paciente en apnea o colocando la caja de color lejos del movimiento. Si sospechamos un artefacto de destello, podemos realizar SDI para confirmar que el flujo detectado no es real.
  • Vibración tisular perivascular (artefacto perivascular o soplo de color): se puede detectar una señal de flujo excesivo perivascular en sitios de estenosis significativa o fístula arteriovenosa. Se ve en el modo CDI.  Debe distinguirse del artefacto de destello, que requiere la optimización de la imagen para la interpretación correcta de los hallazgos.

Aliasing

Un patrón de flujo alterado, como un área de estenosis, o la falta de una optimización de la imagen puede dar como resultado zonas multicolor heterogéneas. El problema del aliasing puede corregirse incrementando la frecuencia de repetición de pulso. Otros parámetros Doppler que pueden requerir un ajuste para su corrección incluyen la escala de velocidad, línea de base del color, profundidad y tamaño del cuadro de color o de la ventana muestral, frecuencia del transductor y ángulo de incidencia o insonación.

Cuando el aliasing se asocia con una verdadera alteración del flujo sanguíneo en el CDI, permite al operador localizar rápidamente el área de mayor velocidad y por lo tanto, ayuda a identificar áreas de estenosis o anormalidades vasculares de alto flujo, como fístulas arteriovenosas o el cuello de los pseudoaneurismas. 

Ambigüedad de la dirección del flujo

Aunque el CDI, SDI y el PDI direccional le permiten al examinador determinar la dirección del flujo existen varios escenarios en los que este aspecto es ambiguo. El aliasing recién descrito es uno de esos escenarios. Otros factores incluyen la colocación de líneas basales de color y espectral demasiado altas o demasiado bajas, la inversión de flujo debido a la posición variable del transductor en relación con el vaso de interés, la inversión de la barra de color  o el gráfico espectral y la dirección alterada de la caja de color. La caja de color debe dirigirse de manera que enfatice el flujo anterógrado hacia el transductor y la muesca del transductor debe estar orientada hacia la cabeza o el lado derecho del paciente.

Existen artefactos relacionados con la dirección ambigua del flujo, entre los que destaca la ambigüedad direccional o cross talk, que se refiere a un artefacto visible en el SDI y caracterizado por una visualización de ondas con una amplitud prácticamente igual por encima y por debajo de la línea de base en un patrón de imagen especular. Este artefacto se genera cuando el haz de interrogación cruza el vaso en un ángulo de aproximadamente 90°. En tales ángulos, la capacidad de discriminar entre el flujo hacia delante y hacia atrás se ve afectada y, por lo tanto, la señal Doppler se muestra en ambas direcciones. 

Ensanchamiento o ampliación espectral 

Cuando el flujo sanguíneo es laminar, las ondas espectrales muestran un espacio transparente justo debajo, lo que significa que la mayoría de los glóbulos rojos se mueven a una velocidad similar y de manera uniforme. En la perturbación del flujo una amplia gama de velocidades “rellenan” el espacio inferior mencionado. Este fenómeno se conoce como ensanchamiento espectral. También puede estar relacionado con una serie de cuestiones técnicas en ausencia de obstrucción vascular: ajustes de ganancia muy altos (una pista para reconocer este fenómeno es el hallazgo de ruido de fondo sustancial además de la ampliación espectral), ángulos Doppler grandes o una ventana muestral demasiado grande (>3.5 mm) 

Detección de flujo vascular donde no hay flujo 

 

  • Duplicación o artefacto de imagen espejo 

 

El artefacto de imagen especular Doppler ocurre cuando los ecos reflejados son redirigidos por un fuerte reflector especular y eventualmente regresan al transductor. 

 

  • Artefacto Twinkling o de centelleo

 

Es característica su asociación con cálculos renales o biliares, pudiendo ayudar a su diagnóstico. También útil en adenomatosis de la vesícula biliar, calcificaciones en la pancreatitis crónica y calcificaciones del parénquima vascular. Para mejorar la detección de este artefacto, el foco debe colocarse a una profundidad mayor que el área de interés, el umbral del color debe ajustarse al alza y la ganancia de escala de grises así como la PRF deben ajustarse a los valores más bajos. 

 

  • Pseudoflujo 

 

El pseudoflujo se caracteriza por la presencia de flujo de color en un medio fluido que no sea la sangre que fluye (p. ej., movimiento en ascitis, líquido amniótico, jet ureteral). Puede verse en los modos CDI y PDI. El análisis Doppler espectral puede ayudar a prevenir interpretaciones erróneas, ya que el patrón de forma de onda carece de las características de flujo del sistema arterial o venoso. 

 

  • Artefacto de borde 

 

Cuando la señal Doppler se genera en la superficie de un reflector muy fuerte y ecogénico el ecógrafo percibe que la señal reflejada es flujo. Esta señal tiene una apariencia característica en la pantalla del CDI, se ve como una línea de color continua a lo largo del borde de la estructura. La ausencia de un vaso en la imagen en escala de grises y la presencia de una línea recta en lugar de una onda en el SDI son pistas útiles para el reconocimiento de este artefacto. Para eliminar este artefacto, puede aumentarse la PRF u optimizarse manualmente el filtro de pared.

 

  • Artefacto del haz ancho o de la anchura del haz.

 

Este error se debe a la contaminación procedente de las estructuras altamente reflectoras adyacentes al vaso. Dicha contaminación se debe a la naturaleza tridimensional del volumen de la muestra, en la que estructuras cercanas que no se ven en la imagen bidimensional del CDI son muestreadas y representadas en la imagen SDI. Puede reconocerse cuando el patrón de flujo sanguíneo no se corresponde con el vaso muestreado (por ejemplo, una forma de onda venosa representada cuando se explora una arteria). Este artefacto puede evitarse ajustando bien el foco y disminuyendo el tamaño del volumen de la muestra. 

Valoración personal:

Con el desarrollo de los avances tecnológicos y las innovaciones, la ecografía Doppler se ha convertido en una principal herramienta fundamental en la práctica clínica para detectar y caracterizar el flujo vascular. En manos formadas y experimentadas, esta técnica puede tener un papel crucial en el diagnóstico y la monitorización de varias patologías, evitando dosis de radiación y minimizando costes, por lo que es nuestra responsabilidad instruirnos al respecto. Además, citando a mi compañero Juan Miranda “además de una herramienta indispensable, es una herramienta jugosa para otras especialidades: sólo demostrando que somos capaces de entenderla y sacarle el máximo provecho para ayudar a nuestros pacientes conseguiremos que nuestro trabajo sea reconocido tal y como nos merecemos”.

Se trata de un artículo arduo y complejo por la cantidad de información y conceptos que aporta, pero sin duda es un artículo muy completo que trata sobre un tema necesario en la formación de todo aquel que realice estudios de ecografía Doppler. Además, el artículo presenta multitud de imágenes y vídeos que ilustran a la perfección lo que se describe en el texto. Así mismo, para ayudar a simplificar y esquematizar los conceptos el artículo proporciona numerosas tablas que sintetizan bien los aspectos importantes. 

 

 Violeta Pantoja Ortiz

Hospital Ntra Señora de Candelaria, R3

violetapantoja@gmail.com , @ByoletOne 

 

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Publicado en Radiographics

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