Planos da ecocardiografia transtorácica e modelo animal

Atualmente, a investigação pela Ecocardiografia Transtorácica (ETT) nos animais empregados em pesquisa experimental é favorecida pelo desenvolvimento tecnológico dos equipamentos; entretanto, são essenciais a escolha do transdutor com frequência adequada e o conhecimento das particularidades dos mamíferos quadrúpedes.

De acordo com os princípios físicos, transdutores com baixa frequência (2,0 a 3,5 MHz) apresentam menor resolução da imagem. No entanto, a penetração do feixe de eco é maior, o que permite seu uso em animais com superfície corpórea elevada⁵. Inversamente, sondas com alta frequência (4,0 a 8,0 MHz) não têm grande penetração, porém fornecem imagem com maior resolução, sendo mais apropriadas para o uso em animais menores e/ou mais jovens^{6 - 8}. Considerando coelhos e pequenos roedores (ratos, camundongos e cobaias), para se obter resolução satisfatória da imagem é necessário o uso o uso de transdutores com frequências maiores (10,0 a 15,0 MHz), em razão do tamanho reduzido desses animais^{9 , 10}. Assim, uma vez que a frequência do transdutor é inversamente proporcional à penetração do feixe de ultrassom, quanto menor o mamífero, maior a frequência da sonda.

Os mamíferos quadrúpedes apresentam o coração localizado na porção média da caixa torácica, com o ápice voltado para a esquerda; o tórax geralmente apresenta formato em quilha, o que permite a obtenção de imagens a partir de ambos os hemitórax - esquerdo e direito - conforme mostrado abaixo.

Com o intuito de adquirir imagens com ótima qualidade técnica, o animal deve ter o tórax tricotomizado, evitando a presença de ar entre o transdutor e a superfície corpórea, já que isso representa uma barreira para a penetração do feixe de eco. Além disso, a sedação ou a anestesia são cruciais para a acurácia do exame; a eleição da droga apropriada, na dose correta para cada espécie, e o conhecimento de possíveis alterações no sistema cardiovascular também devem ser considerados¹¹.

O posicionamento varia de acordo com o modelo animal: para cães e porcos, é indicado o decúbito lateral esquerdo; coelhos e pequenos roedores devem ser mantidos em decúbito dorsal; enquanto que os ruminantes necessitam de uma maca customizada, pois apresentam o tórax extremamente aquilhado (Figura 1).

Figura 1 Maca customizada para animais com tórax aquilhado, permitindo a obtenção dos planos ecocardiográficos. 

Geralmente, as aquisições das imagens ecocardográficas são as mesmas que para os humanos, à exceção dos ruminantes, que não apresentam abordagem apical. Por ocupar uma posição medial no tórax, ter o ápice apontando para a esquerda e para o diafragma, o coração dos mamíferos quadrúpedes apresenta algumas peculiaridades. Uma delas é, de fato, uma desvantagem: a impossibilidade da aquisição de imagens de boa qualidade pela janela subcostal, uma vez que o ângulo de incidência não é perpendicular ao coração (entre os ruminantes, isso é exacerbado pela presença dos pré-estômagos). A outra é a capacidade de se obterem imagens de ambos os lados do tórax.

Segue-se uma descrição das particularidades da abordagem ecocardiográfica, de acordo com o modelo animal. A Tabela 1 oferece um guia resumido relacionado a cada um deles e a Figura 2 mostra a posição do transdutor em relação ao tórax do animal. É importante salientar que, com relação aos valores normais das estruturas cardíacas (diâmetros e volumes), as mesmas variam de acordo com o tamanho e a espécie. No entanto, o ecocardiograma basal é focado na análise da função miocárdica e da performance valvar antes do procedimento experimental, com a finalidade de atestar que o coração dos animais pode ser considerado saudável.

Figura 2 Posição do transdutor em relação ao tórax do animal na abordagem pelo hemitórax esquerdo (A) e direito (B). 

Janela paraesternal esquerda

Possível de ser obtida em cães, porcos, coelhos e pequenos roedores, no terceiro espaço intercostal:

- plano paraesternal longitudinal (Figura 3A): permite visibilização do Ventrículo Direito (VD), Ventrículo Esquerdo (VE), Via de Saída do Ventrículo Esquerdo (VSVE), Aorta (Ao) e Valva Aórtica (VAo), VM e AE.

Figura 3 Planos ecocardiográficos obtidos a partir da janela parasternal esquerda em cão. Plano paraesternal longitudinal(A). Plano parasternal transversal no nível da base (B e C). Plano longitudinal da via de entrada do ventrículo direito (D). VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo; Ao: aorta; AE: átrio esquerdo; AD: átrio direito; TP: tronco pulmonar; APD: artéria pulmonar direita; APE: artéria pulmonar esquerda; VSVD: via de saída do ventrículo direito. 

- plano paraesternal transversal: no nível da base, podem-se observar a VAo ao centro, o VD, o Átrio Direito (AD), a Valva Tricúspide (VT) e o AE (Figura 3B). Direcionando a sonda para a cabeça do animal, é possível obter imagens da Via de Saída do Ventrículo Direito (VSVD), da Valva Pulmonar (VP) e do Tronco Pulmonar (TP), sendo que esse último se bifurca nos ramos direito e esquerdo (Figura 3C). O eixo curto, ao nível da VM e dos músculos papilares, geralmente não é bem visibilizado nessa abordagem, devido ao posicionamento oblíquo do coração.

- plano longitudinal da via de entrada do VD (Figura 3D).

Janela paraesternal direita

Exequível em todos os modelos animais, no terceiro espaço intercostal. É importante notar que, nos ruminantes, esta é a única abordagem ecocardiográfica transtorácica acurada, proporcionando mensurações que não seriam possíveis pelas janelas convencionais, como no caso do cálculo da massa ventricular direita, segundo o qual o plano longitudinal da via de entrada do VD substitui o plano apical 4-câmaras¹².

No plano paraesternal longitudinal (Figura 4A), é possível visibilizar as mesmas estruturas abordadas no plano paraesternal longitudinal esquerdo (Ao, AE, VE e VD), além do AD.

Figura 4 Planos ecocardiográficos obtidos a partir da janela parasternal direita em cão (A e C) e cabra (B e D). Plano paraesternal longitudinal (A). Plano longitudinal da via de entrada dos ventrículos esquerdo e direito (B). Plano paraesternal transversal no nível da base (C) e dos músculos papilares (D). MV: valva mitral; VE: ventrículo esquerdo; VD: ventrículo direito; Ao: aorta; AE: átrio esquerdo; AD: átrio direito. 

O plano longitudinal da via de entrada dos ventrículos esquerdo e direito (Figura 4B) pode ser usado como substituto para o plano apical; entretanto, deve-se ter cuidado no que tange ao ápice verdadeiro, o qual não pode ser avaliado por essa abordagem.

O plano parasternal transversal é obtido nos níveis da base, VM (Figura 4C) e músculos papilares (Figura 4D), dirigindo o transdutor da posição mais anterior em relação ao coração (regiões basais, à semelhança do plano paraesternal transversal esquerdo, Figura 3B), passando pelo nível da VM, até chegar a uma posição mais posterior, na altura dos músculos papilares (com o transdutor voltado para os membros posteriores do animal).

Janela apical

Possível de ser obtida em cães, porcos, coelhos e pequenos roedores, no quinto espaço intercostal do hemitórax esquerdo, na região do ictus cordis (Figura 5). Esse plano é essencial para executar a análise pelo TDI, uma vez que a amostra do Doppler deve estar paralela à parede miocárdica¹³.

Figura 5 Planos apicais adquiridos em cães. Plano apical 4-câmaras (A); plano apical 2-câmaras (B); plano apical longitudinal (C). VE: ventrículo esquerdo; Ao: aorta; AE: átrio esquerdo; AD: átrio direito; VD: ventrículo direito. 

Ecocardiografia transesofágica

A Ecocardiografia Transesofágica (ETE) no laboratório experimental tem provado ser uma ferramenta acurada quando a ETT não é capaz de fornecer imagens adequadas, ou nos casos em que se faz necessário o estudo das estruturas cardíacas durante um procedimento cirúrgico¹⁴. É exequível em grande parte dos modelos animais e, novamente, a droga utilizada na anestesia deve ser escolhida de acordo com a espécie^{14 - 19}.

As imagens são muito semelhantes àquelas obtidas de humanos, sendo originadas do plano transgástrico e de três planos adicionais dentro do esôfago: cranial, médio e caudal.

Transgástrico

Esse plano é bastante limitado, abordando apenas o VE no plano transversal.

Esôfago caudal

O plano transversal fornece imagens dos ventrículos direito e esquerdo na altura da VM. Movimentos suaves de anteflexão permitem a abordagem da base do coração, no nível da VAo, semelhantemente ao plano paraesternal transversal na ETT.

O plano longitudinal possibilita obter imagens do VE, VSVE e VM; rodando a sonda no sentido anti-horário, observa-se a via de entrada do VE, AD, septo interatrial e veias cavas.

Esôfago médio

- Plano 4-câmaras (Figura 6)

Figura 6 Ecocardiografia transesofágica em cão. Note a bioprótese em posição mitral. VE: ventrículo esquerdo; AE: átrio esquerdo; AD: átrio direito; VD: ventrículo direito. 

- Plano longitudinal: oferece imagens do AE, VE e Ao, como no plano apical longitudinal da ETT

Esôfago cranial

- Plano transversal: arco aórtico, VSVE e valva pulmonar.

- Plano longitudinal: o feixe centralizado permite a obtenção de imagens da Ao ascendente e da VSVE; a rotação do transdutor no sentido horário fornece imagens da VSVD e do TP.

Tecnologias inovadoras

Nas últimas décadas, houve um desenvolvimento rápido e crescente de tecnologias inovadoras e, muitas vezes, essas ferramentas precisam ser testadas experimentalmente antes de serem introduzidas na prática clínica.

O contraste ecocardiográfico tem por finalidade aumentar a definição dos bordos endocárdicos e, em associação com a ecocardiografia sob estresse, pode ser empregado na pesquisa para a avaliação da perfusão miocárdica²⁰.

A ecocardiografia tridimensional em tempo real, e o STE bidimensional e tridimensional representam ferramentas promissoras na avaliação e no diagnóstico precoce de doenças cardíacas^{21 - 24}. A validação experimental dessas técnicas foi muito importante para introduzi-las na prática clínica, principalmente considerando o STE, uma vez que não há um padrão-ouro verdadeiro que possa ser aplicado com essa finalidade em humanos: em relação à mecânica torsional, o elegante estudo de Helle Valle e cols.²⁵, assim como o de Langeland e cols.²⁶, Amundsen e cols.²⁷ e Seo e cols.²⁸, que se referem ao strain miocárdico bidimensional e tridimensional, a técnica foi validada em comparação à sonomicrometria, o que requer procedimento cirúrgico a céu aberto para a inserção de cristais no miocárdio. A Tabela 2 mostra a correlação e o coeficiente de concordância entre o padrão-ouro e o STE nesses ensaios. Porém, para que se obtenham dados acurados, é muito importante a utilização de anestesia inalatória, para que seja induzida apneia respiratória durante a aquisição das imagens, uma vez que, tanto a E3DTR quanto o STE têm sua acurácia afetada pelos movimentos respiratórios do tórax. Outra questão de grande relevância é o uso da configuração adequada do equipamento, já que a resolução temporal baixa, representada pela quantidade de quadros por segundo (frame rate), pode também interferir nos resultados²².