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Ultrassom duplex transcraniano codificado por cores Point of Care da artéria cerebral média

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DOI:

10.3791/67288

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9 de agosto de 2024

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1Department of Neurology, University of Southern California, Keck school of Medicine, 2Department of Neurology, University of Arizona, College of Medicine, 3Department of Anesthesiology, Duke University School of Medicine

Neste artigo

Resumo

A ultrassonografia transcraniana é uma ferramenta essencial para monitorar pacientes com várias condições neurológicas. Embora seja comumente usado de forma protocolizada em estudos consultivos, o cérebro tem sido negligenciado em muitos protocolos que utilizam ultrassom no local de atendimento (PoCUS). Este estudo propõe um protocolo de aquisição de imagens PoCUS.

Resumo

Na avaliação e tratamento de muitos problemas clínicos, o ultrassom point-of-care (PoC) é uma ferramenta emergente à beira do leito. O ultrassom duplex transcraniano codificado por cores (TCCD) pode ser valioso em várias situações, inclusive para pacientes inconscientes ou com um exame neurológico ambíguo, pois ajuda a determinar patologias intracranianas específicas. Apesar do conhecido valor diagnóstico da ultrassonografia transcraniana, seu uso na medicina intensiva permanece variável. Essa variabilidade se deve em parte ao treinamento inconsistente entre os hospitais, decorrente da falta de educação e treinamento padronizados. Além disso, o cérebro tem sido frequentemente negligenciado em muitos protocolos de cuidados intensivos, como os exames RUSH (Ultrassom Rápido para Choque e Hipotensão) e FAST (Avaliação Focada com Ultrassonografia em Trauma). Para suprir essas lacunas, este artigo propõe um protocolo para aquisição de imagens PoC TCCD em adultos, detalhando indicações, limitações, seleção de transdutores, posicionamento, aquisição de sequências e otimização de imagens. Além disso, o uso do PoC TCCD é discutido como um meio de triagem para três condições: vasoespasmo, aumento da pressão intracraniana e progressão da parada circulatória cerebral.

Introdução

Descrita pela primeira vez por Aaslid e col. em 1982, a ultrassonografia transcraniana com Doppler (DTC) ofereceu um método para avaliar o fluxo sanguíneo intracraniano e a velocidade1. Posteriormente, o ultrassom duplex transcraniano codificado por cores (TCCD) foi desenvolvido para permitir a visualização codificada por cores da vasculatura intracerebral. Isso permite que o TCCD supere parcialmente uma limitação do TCD: a dependência do ângulo. Especificamente, como resultado do deslocamento Doppler, as medidas da velocidade do fluxo sanguíneo são mais precisas se o ângulo do feixe de ultrassom e o eixo do vaso estiverem entre 0-30 graus2. Enquanto as medições de velocidade de fluxo no TCD assumem um ângulo próximo de zero, o TCCD permite a visualização do ângulo de insonação e, portanto, as medições de velocidade corrigidas pelo ângulo3.

O TCCD inclui várias medidas de Doppler, incluindo, mas não se limitando a: índice de pulsatilidade (IP), velocidades médias de fluxo (MFV) e/ou velocidade ajustada ao tempo (TAV)4. Usando essas medidas, o TCCD permite a triagem não invasiva para várias condições importantes, incluindo vasoespasmo, aumento da pressão intracraniana (PIC) e parada circulatória cerebral, cada uma das quais se manifesta com uma assinatura hemodinâmica e ultrassonográfica única5.

Em primeiro lugar, no contexto do vasoespasmo cerebral após hemorragia subaracnóidea (aneurismática ou traumática), o TCCD fornece visualização em tempo real do fluxo sanguíneo intracraniano, permitindo a detecção de estreitamento ou constrição das artérias cerebrais. Ao medir a VFM (definida como velocidade diastólica final + 1/3 (velocidade sistólica de pico + velocidade diastólica final)6, os médicos podem quantificar a gravidade do vasoespasmo até 2,5 dias antes do início dos sintomas7. Concomitantemente, medindo-se o IP (definido como velocidade sistólica de pico - velocidade diastólica final)/velocidade média), pode-se detectar valores elevados (>1,2)7. Valores elevados, por sua vez, sugerem aumento da resistência cerebrovascular, destacando o comprometimento da perfusão distal associado ao vasoespasmo do vaso distal7ou aumento da pressão intracraniana. O uso combinado de TCCD, IP e MFV facilita a detecção precoce e o monitoramento do vasoespasmo, permitindo intervenções imediatas para prevenir lesões isquêmicas e melhorar os resultados dos pacientes.

Em segundo lugar, em casos de aumento da PIC, a dinâmica cerebrovascular pode ser avaliada por meio de IP e MFV. IP e MFV refletem alterações no fluxo sanguíneo cerebral e na resistência vascular, ambas afetadas por elevações na PIC. O aumento da PIC pode resultar em valores elevados de IP devido à complacência cerebrovascular prejudicada, enquanto a diminuição da VFM indica perfusão cerebral reduzida secundária a pressões intracranianas elevadas4. O monitoramento desses parâmetros permite que os médicos avaliem a gravidade da elevação da PIC, orientem as decisões de tratamento e avaliem a resposta às intervenções destinadas a reduzir a PIC.

Em terceiro lugar, no caso de parada circulatória cerebral, as avaliações de IP e MFV desempenham um papel crítico na confirmação da cessação do fluxo sanguíneo cerebral. A identificação rápida da parada circulatória cerebral usando TCCD e parâmetros hemodinâmicos é essencial para iniciar intervenções sensíveis ao tempo, como medidas avançadas de cuidados neurocríticos, para restaurar a perfusão cerebral se detectada em tempo hábil.

Em resumo, o TCCD oferece uma ferramenta não invasiva à beira do leito para rastrear vasoespasmo cerebral, aumento da PIC e parada circulatória cerebral. Ao fornecer visualização e quantificação em tempo real da hemodinâmica cerebral, o TCCD permite que os médicos diagnostiquem, monitorem e gerenciem essas condições neurológicas críticas, com potencial para melhorar os resultados dos pacientes e reduzir a morbidade e a mortalidade. Mas, apesar do valor diagnóstico conhecido do ultrassom transcraniano, a utilização do TCCD no local de atendimento na medicina intensiva permanece variável, em parte porque o treinamento nessa modalidade em todos os hospitais ainda é inconsistente devido à falta de treinamento e educação padronizados.

Para resolver essas lacunas, este artigo propõe um protocolo de aquisição de imagens TCCD em adultos que pode ser usado no ponto de atendimento (PoC). Em geral, um ultrassom PoC é aquele que é realizado e interpretado pelo provedor de tratamento primário de um paciente8. Isso contrasta com um ultrassom consultivo que é solicitado pelo provedor de tratamento primário de um paciente, mas realizado por uma equipe especializada separada. Enquanto o TCD consultivo ou TCCD normalmente inclui interrogatório Doppler de múltiplas artérias cerebrais, este protocolo PoC centra-se no interrogatório seletivo da artéria cerebral média (MCA) por dois motivos: (1) o MCA é tipicamente o ramo mais fácil do Círculo de Willis para insonar com TCCD e (2) o MCA é responsável por aproximadamente 70% do fluxo da artéria carótida interna, portanto, a análise da ACM pode trazer uma boa informação sobre o fluxo sanguíneo cerebral como um todo9.

Este protocolo PoC TCCD inclui seleção e posicionamento de transdutores, aquisição de sequência e otimização de imagem. Além disso, o uso de PoC TCCD será discutido como um meio de triagem para as três condições a seguir: vasoespasmo, aumento da pressão intracraniana e progressão da parada circulatória cerebral.

Protocolo

Este procedimento segue os padrões éticos do comitê institucional de experimentação humana e da Declaração de Helsinque. A ultrassonografia é considerada um procedimento de risco mínimo; portanto, o consentimento por escrito do paciente geralmente não é necessário. Pacientes com preocupações sobre alterações neurológicas em um ambiente clínico apropriado foram incluídos no estudo. Foram excluídos aqueles com feridas abertas na cabeça, incisões cirúrgicas ou curativos cirúrgicos no local da insonação. Os consumíveis e equipamentos usados neste estudo estão listados na Tabela de Materiais.

1. Seleção do transdutor

  1. Selecione a sonda Phased-Array (1-5 MHz) para varredura TCCD. Esta sonda fornece a menor pegada para a insonação da janela transtemporal.
    NOTA: O termo "sonda Phased-Array" é frequentemente usado para se referir à sonda de arco de setor Phased-Array linear 6,10. Essa terminologia pode ser ambígua, pois todos os transdutores de ultrassom contemporâneos utilizam fases para direcionar o feixe de ultrassom. Para manter as coisas concisas, esta revisão usará "sonda phased-array" no lugar de "sonda de arco de setor phased-array linear".

2. Configurações da máquina

  1. Defina a máquina para a predefinição transcraniana . Esta predefinição está disponível na maioria das máquinas modernas. Isso define o indicador à direita da tela.
    NOTA: Se a predefinição transcraniana não estiver disponível, a predefinição cardíaca pode ser utilizada. O indicador estará à esquerda da tela para esta predefinição.
    1. Defina o modo inicial para o modo B (escala de cinza bidimensional11). Profundidade definida 13-16 cm.
      NOTA: Esta profundidade irá capturar uma linha convexa hiperecoica, que representa o osso temporal ipsilateral, geralmente a uma profundidade de cerca de 1-2 cm. Já o osso temporal contralateral será visto como uma estrutura hiperecogênica côncava a uma profundidade de 14-16 cm.
    2. Para obter a melhor ergonomia de escaneamento, posicione a máquina de forma que a tela de ultrassom fique diretamente alinhada com a sonda de ultrassom.

3. Posição do paciente

  1. Coloque o paciente em decúbito dorsal com a cabeceira da cama a 30 graus.

4. Técnica de digitalização

  1. Aplique Gel na sonda.
  2. Colocar a sonda na janela transtemporal (Figura 1), paralela ao solo com a marca de índice apontada para o paciente anterior.
    NOTA: A área transtemporal fica logo acima do arco zigomático e na frente do tragus da orelha6.

5. Visões transcranianas

  1. Use um movimento deslizante para escanear o tecido cerebral próximo até que as estruturas intracranianas relevantes sejam identificadas. Eles atuam como um ponto de partida para identificar os pontos de referência necessários para o PoCUS TCCD.
  2. Identifique o osso temporal ipsilateral, que normalmente é visto em torno de 1 cm11.
  3. Identifique o osso temporal contralateral, que normalmente tem cerca de 14-16 cm11.
    NOTA: A janela temporal ipsilateral aparece como uma estrutura hiperecogênica côncava ou linear. A janela temporal contralateral é mais côncava11.
  4. Identifique o terceiro ventrículo, que aparece como duas linhas hiperecogênicas com uma fina estrutura hipoecóica entre as quais representam o líquido cefalorraquidiano.
    NOTA: Isso é normalmente visto em profundidades de 6-8 cm11. Use o movimento deslizante ou de varredura até que a estrutura acima seja identificada12. Este não é um passo essencial para este protocolo. Se não for claramente identificado, pode prosseguir com a próxima etapa.

6. Interrogatório com Doppler colorido da artéria cerebral média (MCA)

  1. Comece com a exibição obtida na etapa da seção anterior.
  2. Comece reduzindo a profundidade para que o campo distante seja de 10 cm.
  3. No lado esquerdo da metade superior da tela de ultrassom localiza a grande caixa de amostragem de fluxo de cores.
    NOTA: O MCA agora deve aparecer como uma estrutura linear com fluxo sanguíneo direcionado para o transdutor de ultrassom. A cor vermelha indica o fluxo se movendo em direção ao transdutor.
  4. Inicie o Doppler de onda de pulso e centralize a caixa sobre o sinal de fluxo de cor vermelha do MCA.
  5. Obtenha uma forma de onda Doppler espectral.
    NOTA: A velocidade normal do fluxo sanguíneo da ACM exibe um movimento sistólico acentuado seguido por uma desaceleração gradual durante a diástole13.
    1. Trace o contorno para medir o tempo de velocidade Integral para um ciclo cardíaco.
      NOTA: No ultrassom com modo transcraniano, vários valores serão gerados automaticamente assim que o rastreamento for concluído.
    2. Certifique-se de que MFV ou Velocidade média de tempo (TAV) ou Velocidade de pico ajustada ao tempo (TAP) ou Velocidade máxima média de tempo (TAMAX) seja exibido. Caso contrário, calcule2 por (PSV + (EDV x 2))/3.
      NOTA: A velocidade média do fluxo acima de 120 pode aumentar a preocupação com possíveis riscos aumentados de vasoespasmo. O ângulo de insonação deve estar idealmente entre 0-30 graus, caso contrário, as velocidades medidas serão subestimadas14. A velocidade média do fluxo (MFV), a velocidade de pico ajustada ao tempo (TAP), a velocidade máxima média do tempo (TAMAX) e a velocidade média do tempo (TAV) serão usadas de forma intercambiável.
    3. Certifique-se de que o índice de pulsatilidade seja exibido. Caso contrário, calcule-o usando a fórmula PSV-EDV)/MFV15.
      NOTA: O IP pode ser convertido em uma estimativa de ICP usando a seguinte fórmula: ICP = (10,93 x PI)-1,28. A progressão para IP > 2 pode levantar a preocupação de PIC16 elevada. O PI é resistente à insonação fora do eixo, pois é uma proporção relativa. Todas as medições neste valor serão afetadas igualmente, portanto, o valor de IP permanecerá preservado17.

7. Etapas pós-procedimento

  1. Revise as imagens adquiridas e os espectros Doppler para garantir que atendam aos padrões de qualidade diagnóstica.
  2. Certifique-se de que todas as imagens e dados Doppler sejam salvos e rotulados corretamente para referência e análise futuras.
  3. Informe o paciente sobre quaisquer etapas de acompanhamento ou testes adicionais, se necessário.

Resultados

Esta seção descreverá a análise e interpretação dos dados obtidos a partir do protocolo acima e sua utilidade clínica. A Figura 1 mostra a localização física na cabeça onde o TCCD é realizado: na janela transtemporal. A Figura 2 demonstra essa janela transtemporal mostrando a ACM ipsilateral sendo interrogada com Doppler de onda de pulso (PWD). Com a caixa PWD colocada a uma profundidade de 45-65 mm18, deve surgir um perfil de velocidade que possa ser usado para calcular MFW e PI. Neste caso particular, os dados do Doppler demonstram uma VFM normal (<80 cm/s) e IP normal (<1,2)19. Em contraste, um VFM maior que 120 cm/s é anormal. Esse valor seria sugestivo de vasoespasmo em pacientes com patologia intracraniana com risco de causar vasoespasmo (por exemplo, hemorragia subaracnoide).

Por exemplo, a Figura 3 mostra um PoC TCCD obtido em um paciente com alterações neurológicas agudas no dia 8 após aneurisma da artéria cerebral média direita enrolado para hemorragia subaracnoide. O PoC TCCD revelou velocidade média de fluxo elevada na ACM ipsilateral em comparação com estudos anteriores. Posteriormente, foi realizada angiotomografia computadorizada de crânio, que confirmou vasoespasmo na circulação anterior direita.

Em pacientes com patologia intracraniana que pode levar à hipertensão intracraniana, o PoC TCCD pode medir o IP para rastrear de forma não invasiva uma alta pressão intracraniana 16,20,21. Por exemplo, Bellener et al. desenvolveram uma fórmula simplificada para estimar a relação20: ICP = 10,93 × PI − 1,28.

A Figura 4 mostra um paciente inicialmente apresentado com hemorragia intracraniana e PoC TCCD inicial tinha um IP normal. Posteriormente, notou-se que o paciente apresentava piora do estado mental, o PoC TCCD foi repetido e revelou IP elevado em relação à possível elevação da pressão intracraniana. Para tratar isso, fluidos hipertônicos foram administrados e a tomografia computadorizada subsequente revelou que a hemorragia do paciente estava piorando.

O PoC TCCD também pode ser usado para rastrear a progressão para parada circulatória cerebral que precede a morte encefálica. A progressão para morte encefálica geralmente inclui uma regressão no fluxo cerebro-arterial com aumento da resistividade (Figura 5). Esses achados do PoC TCCD devem levar os médicos a obter mais testes auxiliares, incluindo um estudo abrangente do TCCD para fins de determinação definitiva da parada circulatória de acordo com as diretrizes específicas da instituição. Como exemplo, a Figura 6 é um PoC TCCD de um paciente poucas horas após uma parada cardíaca prolongada e subsequente retorno da circulação cardíaca. O gatilho imediato para o exame PoC TCCD foi o achado do exame físico de alunos fixos e não reagentes. Embora nenhum serviço consultivo de TCCD estivesse disponível na instalação e o paciente estivesse muito instável para o teste de apneia, os achados do PoC TCCD foram apoiados por uma TC subsequente da cabeça que revelou edema cerebral difuso.

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Figura 1: Janela transtemporal. Janela transtemporal com esquema simplificado do círculo de Willis. Os números representam a profundidade em que a ACM ipsilateral será visualizada no ultrassom. A seta representa a direcionalidade do fluxo sanguíneo. O círculo azul representa o local onde a sonda deve ser colocada. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Figura 2: TCCD normal. TCCD da ACM Ipsilateral na Profundidade de 47 mm. A imagem revela TAV normal e IP normal. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Figura 3: TCCD com velocidade média de fluxo elevada. TCCD do MCA Ipsilateral na profundidade de 50 mm. Esta imagem revela TAP elevado: velocidade de pico ajustada ao tempo (equivalente para MFV ou TAV ou TAMAX) e PI normal. No contexto clínico apropriado, isso sugere vasoespasmo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Figura 4: TCCD com índice de pulsatilidade elevado. O TCCD mostra piora do IP com correlação clínica quanto ao aumento da pressão intracraniana em ambiente clínico apropriado. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Figura 5: Progressão do Doppler transcraniano na parada circulatória cerebral. Representação esquemática das mudanças progressivas esperadas na morfologia da forma de onda da artéria cerebral média, conforme visto no TCD / TCCD em progressão para parada circulatória cerebral. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Figura 6: TCCD de parada circulatória cerebral. Pequenos picos sistólicos com pequena reversão diastólica em relação à progressão para parada circulatória cerebral. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Discussão

A ultrassonografia PoC está desempenhando cada vez mais um papel vital no diagnóstico e tratamento de pacientes com disfunção orgânica aguda, como visto nos exames RUSH e FAST. No entanto, ao avaliar a função cerebral, até o momento há pouca orientação publicada para os médicos que buscam realizar o TCCD PoC.

Para desenvolver este protocolo PoC, optamos por adaptar o TCCD em vez da imagem TCD. Em contraste com o TCD tradicional, o TCCD combina modo B e Doppler colorido, permitindo a correção do ângulo que resulta em uma medição mais precisa da velocidade do fluxo22. Além disso, este protocolo proposto neste manuscrito abreviou os protocolos TCCD existentes para se concentrar em uma única janela ultrassonográfica: a transtemporal. Isso ocorre porque a janela transtemporal é mais facilmente acessível com ultrassom do que alternativas como a transorbital e a transforaminal12. Além disso, a janela transtemporal fornece a localização de insonação mais ideal para estimar a velocidade do fluxo sanguíneo cerebral (CBFV) da ACM, que é a maior artéria da circulação cerebral anterior e recebe aproximadamente 70% do fluxo sanguíneo da artéria carótida interna4.

Embora o conceito de PoC TCCD permaneça em seu nascimento, há algumas evidências publicadas que apoiam seu uso na prática clínica. Por exemplo, ao rastrear o aumento da pressão intracraniana no cenário agudo, o PoC TCCD demonstrou fornecer uma ferramenta de triagem racional para aumentar a PIC 5,23. Com base nessas evidências existentes, a Sociedade Europeia de Medicina Intensiva agora lista o TCCD como uma ferramenta a ser considerada pelo intensivista ao rastrear pacientes para PIC24 elevada. Para o cenário do rastreamento de morte encefálica, uma meta-análise em 2016 de 22 estudos publicados mostrou que o DTC detectou parada circulatória cerebral com sensibilidade de 0,9% e especificidade de 0,9825.

Embora o PoCUS TCCD tenha suas vantagens, também existem limitações importantes. Primeiro, o exame pode ser tecnicamente difícil no cenário de uma janela acústica do osso temporal pobre, especialmente em idosos, com insonação incompleta ocorrendo em 10% dos pacientes com doenças cerebrovasculares22. Em segundo lugar, as velocidades absolutas obtidas do TCCD na avaliação do vasoespasmo podem estimar erroneamente as verdadeiras velocidades do fluxo sanguíneo arterial, uma vez que as velocidades normais relatadas são mais amplamente validadas para sondas não imagiológicas utilizadas no TCD26. No entanto, novos estudos emergentes estão sugerindo que os valores são pelo menos comparativos entre as duas modalidades3. Em terceiro lugar, ao utilizar o TCCD para avaliar a progressão da parada circulatória cerebral, estudos mostraram que, apesar da presença de formas de onda Doppler espectrais tranquilizadoras, o fluxo cerebral médio pode ser inadequado para sustentar a vida, uma vez que os pacientes ainda podem se qualificar como morte encefálica com base em testes clínicos validados25,27. Em quarto lugar, o IP usado para estimar o nível de PIC tem um amplo intervalo de confiança e, portanto, deve-se ter cuidado ao utilizar o IP para correlacionar com um nível específico de PIC28. O amplo intervalo de confiança na relação entre IP e PIC ocorre porque múltiplos fatores podem influenciar o IP sem impacto na PIC. Por exemplo, alterações na PaCO2 ou aumento da pressão arterial podem afetar o fluxo sanguíneo cerebral e o IP independentemente da PIC29. A diminuição da PPC, que apresenta tendência crescente de IP, pode ser tanto do aumento da PIC quanto da diminuição da PAM. Como tal, o IP é inversamente proporcional a uma PPC média ou diretamente proporcional à pressão arterial. Assim, recomenda-se que a utilização do aumento do IP seja utilizada para acompanhar as tendências crescentes e decrescentes do PPC ao longo do tempo, e não para valores absolutos de PIC30. Mesmo com isso em mente, fatores de confusão como a falta de fluxo pulsátil da ECMO VA ou LVAD tornam o IP ininterpretável para o correlato da PIC12.

Mesmo com essas limitações, o PoC TCCD tem valor como ferramenta de triagem à beira do leito no diagnóstico e tratamento da disfunção neurológica aguda. Ao desenvolver este protocolo de ponto de atendimento, a esperança é desmistificar o TCCD para não neurossonologistas encarregados de cuidar de doentes críticos, especialmente em ambientes com recursos limitados.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Sonda de ultrassom de baixa frequência (C35xp)SonoSite (FujiFilm)P19617
Ultrassom SonoSite X-porteSonoSite (FujiFilm)P19220
Gel de ultrassomAquaSonicPLI 01-08

Referências

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Reimpressões e permissões

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