placas, jf, ts

Faculdade de Cincias da Universidade de Lisboa Engenharia Biomdica e Biofsica

SEMINRIO 2010/2011

Tcnica de Multimodalidade Imagiolgica para a deteco e caracterizao de placas aterosclerticasFernandes, Joo; Silva, Tiago

AbstractEste trabalho apresenta o estudo da juno de vrias modalidades de imagiologia com vista ao diagnstico de aterosclerose, especialmente na vasculatura coronria, onde h o risco de desenvolver sndrome coronria aguda (ACS). Esta doena cardaca, que est na origem dos enfartes do miocrdio, uma das que maior mortalidade causa a nvel mundial. A aterosclerose diagnosticada aquando da presena de placas resultantes de processos fagocticos e inflamatrios em vasos sanguneos. As placas aterosclerticas podem causar estreitamentos (estenoses) vasculares e/ou aumentar o volume da parede vascular, fragilizando-a. Em casos avanados pode mesmo ocorrer a total ocluso do vaso, ou trombose (rebentamento da placa). Neste estudo vo-se introduzir, e estudar individualmente 3 tcnicas: Angiografia, Ultrassom Intravascular, e Histologia Virtual aplicada aos Ultrassons Intravasculares, sendo que todas estas tcnicas tm as suas vantagens mas tambm tm as suas desvantagens. Para minimizar as ltimas, explica-se como se podem juntar estas trs tcnicas originando um procedimento de multimodalidade imagiolgica com menor erro na deteco e avaliao de placas. Assim sendo, a anlise e descrio das imagens obtidas so vitais para a sua correcta compreenso assim como dos seus benefcios.Palavras-chave: Placas aterosclerticas, IVUS, VHIVUS, Histologia Virtual.

Joo Fernandes e Tiago Silva

AgradecimentosAo Professor Doutor Eduardo Ducla Soares pelo apoio e orientao prestada; Ao Professor Jos Seabra (IST) pela sua contribuio ao nvel bibliogrfico; Ao Professor Doutor Somjot Brar (Regional Cardiac Catheterization Lab, Los Angeles) pela sua contribuio ao nvel bibliogrfico; Diana Rosa pela sua contribuio ao nvel bibliogrfico.

Pgina 2


ndice

1. 2. 3.

ndice de Abreviaturas....................................................................................................... 4 Introduo ........................................................................................................................ 5 A Aterosclerose ................................................................................................................. 6 3.1. 3.2. 3.3. Formao e composio da placa aterosclertica ...................................................... 6 Doena das artrias coronrias .................................................................................. 9 Placas Vulnerveis ................................................................................................... 10

4.

Angiografia...................................................................................................................... 11 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. Introduo ............................................................................................................... 11 Equipamento ........................................................................................................... 12 Angiografia coronria .............................................................................................. 12 Limitaes ............................................................................................................... 14

5.1. Ultrassons Intravasculares ................................................................................................ 15 5.2. Introduo ................................................................................................................... 15 5.2. Estudos com IVUS......................................................................................................... 15 5.3. Caracterizao de placas com IVUS ............................................................................... 16 5.4. IVUS com backscatter integrado ................................................................................... 17 6. Histologia Virtual ............................................................................................................. 19 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.6. 7. 8. 9. Introduo ............................................................................................................... 19 Aspectos tcnicos da histologia virtual ..................................................................... 19 Validao da histologia virtual ................................................................................. 19 Classificao das leses atravs da histologia virtual ................................................ 20 Deteco de fibroateroma com capa fina (TCFA)...................................................... 22 Deteco da remodelao positiva .......................................................................... 23

Anlise de placas ............................................................................................................. 24 Concluso ....................................................................................................................... 29 Bibliografia ...................................................................................................................... 30

Pgina 3


1. ndice de Abreviaturas3D-IBS-IVUS - IVUS tridimensional com backscatter integrado, do ingls 3D Intravascular ultrasound with integrated backscatter ACS - Sndrome Coronria Aguda, do ingls acute coronary syndrome AMI - Enfarte agudo do miocrdio, em ingls acute myocardial infarction CAD - Doena das artrias coronrias, do ingls coronary artery disease CAS - Aplicao de stent na artria cartida, do ingls carotid artery stenting CVD - Doenas cardiovasculares, do ingls cardiovascular disease GM-CFS - do ingls granulocyte/macrophage colonystimulating factor ICAM-1 - Molcula de adeso intercelular -1, do ingls intercellular adhesion molecule-1 IFN- Interfero-, do ingls interferon- IL-1 - Interleucina 1, do ingls interleukin-1 IVUS - Ultrassom intravascular, do ingls intravascular ultrasound LAD - Artria descendente anterior, do ingls left Anterior descendent artery LCA - Artria coronria esquerda, do ingls left coronary Artery LCB - Tronco comum da artria, do ingls left coronary Branch LCX - Artria circunflexa esquerda, do ingls left circumflex artery LDL - Lipoprotenas de baixa densidade, do ingls low-density lipoprotein M-CSF - do ingls macrophage colonystimulating factor MCP-1 - Protena quimiottica de moncitos-1, do ingls monocyte chemoattractant protein-1 NSTEMI - Sem supranivelamento ST, do ingls non-ST-segment elevation oxLDL - Lipoprotenas de baixa densidade oxidadas, do ingls oxidized low-density lipoprotein PIT - Espessamento ntimo patolgico, do ingls pathological intimal thickening RCA - Artria coronria direita, do ingls right coronary artery RF - Radiofrequncia, do ingls radiofrequency STEMI - Supranivelamento ST, do ingls ST-segment elevation TCFA - Fibroateroma de capa fina, do ingls thin cap fibroatheroma TGF - Factor de crescimento celular, do ingls transforming growth factor ThCFA - Fibroateroma de capa grossa, do ingls thick cap fibroatheroma TNF- - Factor de necrose tumoral , do ingls tumor necrosis factor- TNF- - Factor de necrose tumoral-, do ingls Tumor necrosis factor- VCAM-1 - Molcula de adeso celular vascular -1, do ingls Vascular cell adhesion molecule-1 VHIVUS - Ultrassom intravascular com Histologia Virtual, do ingls Virtual Histology - Intravascular Ultrasound

Pgina 4


2. IntroduoAs doenas cardiovasculares (CVD) tm vindo afirmar-se como a principal causa de morte em sociedades industrializadas[1], estimando-se que em 2005 morreram em todo o mundo 17,5 milhes de pessoas devido a uma CVD, sendo que destas, 7,6 milhes morreram com doena das artrias coronrias (CAD), estando este nmero continuamente a aumentar. Prevse mesmo que no ano de 2020 as CVD sejam a principal causa de morte a nvel mundial devido ao aumento de casos em pases subdesenvolvidos, e ao aumento das taxas de diabetes e obesidade[2-3]. Este aumento da incidncia das CVD deve-se, em parte, ao aumento do tempo de vida mdia humana, que, naturalmente aumenta o perodo de exposio aos factores de risco; globalizao dos hbitos alimentares; e urbanizao. Estes dois ltimos factores contribuem muito na amplificao da incidncia de todas as CVD, pois promovem os seus principais riscos: respectivamente, o aumento do consumo de gorduras e acares devido ao fcil acesso a alimentos ricos em energia (fast-food), e aumento do sedentarismo e tabagismo, mesmo que passivo. Convm ento referir que os principais factores de risco que levam a CVD so a predisposio gentica, a idade avanada, o sexo masculino, a hipertenso, a hipercolesterolmia, o tabagismo, a diabetes, a obesidade e um estilo de vida sedentrio [5-7]. Actualmente, com recurso a vrias informaes como o ndice de Massa Corporal (IMC=kg/m2), a medio do permetro da cintura e a sua conjugao com outros factores j mencionados, possvel facilmente rastrear o nvel de risco cardiovascular. Grande parte das CVD como enfartes do miocrdio e de outras sndromes agudos cardiovasculares (ACS), dos acidentes vasculares cerebrais e tambm da gangrena, so originados principalmente devido a aterosclerose[8] pelo que o seu estudo importante. Neste trabalho vo-se introduzir o que so as placas, e estudar individualmente 3 modalidades: Angiografia, Ultrassom Intravascular, e Histologia Virtual aplicada aos Ultrassons Intravasculares. Seguidamente vai-se estudar um processo que utiliza as trs modalidades com vista a obteno de informao mais completa. As imagens das diferentes modalidades sero analisadas e sero classificadas placas em funo da anlise.

Pgina 5


3. A AteroscleroseInicialmente, considerou-se a aterosclerose como uma doena degenerativa da vasculatura sangunea resultante da acumulao excessiva de lpidos nas artrias, o que levaria formao de ateromas. No entanto, com o aumento do conhecimento sobre os mecanismos patognicos, passou a ser considerada uma doena multifactorial na qual h um envolvimento complexo de clulas sanguneas e da parede vascular, que leva formao e desenvolvimento de placas aterosclerticas. Este desenvolvimento ocorre devido a disfunes metablicas e fisiolgicas ao nvel endotelial, leucocitrio, plaquetrio, da matriz extracelular, do transporte de lipoprotenas de baixa densidade (LDL) e do sistema fibrinoltico, podendo mesmo originar uma inflamao vascular (estenose)[8]. As leses aterosclerticas podem surgir a partir da adolescncia e a sua progresso fica dependente dos factores genticos do indivduo e dos factores ambientais a que est exposto[8][6]. Para melhor compreenso do que realmente a aterosclerose, vai-se de seguida referir com maior detalhe como se forma e como composta a placa aterosclertica.

3.1.

Formao e composio da placa aterosclertica

A formao de uma placa aterosclertica inicia-se com a acumulao de LDL no espao sub-endotelial. As LDL aprisionadas ao reagirem com as espcies reactivas de oxignio vo oxigenar originando oxLDL. A acumulao de oxLDL induz a activao dos moncitos atravs de uma variedade de factores quimiotcteis libertados a partir da parede arterial. Exemplos destes factores so: a protena MCP-1 que induz a migrao directa de moncitos para os tecidos; os factores M-CSF e GM-CFS que induzem a produo de citocinas como por exemplo o TNF-; os factores de crescimento celular (TGF) que estimulam a diviso celular; e as quimiocinas activadoras dos linfcitos T. Em resposta aos factores quimiotcteis, os moncitos mobilizam-se na direco do endotlio, aderem sua superfcie, e seguidamente passam para o espao sub-endotelial atravs de tight junctions entre as clulas endoteliais. De referir que, para possibilitar a adeso dos moncitos ao endotlio, as clulas endoteliais activadas sintetizam diferentes molculas, como a VCAM-1 e ICAM-1, e mediadores vasoactivos, como o xido ntrico, a endotelina e angiotensina[5][9]. Na ntima arterial (espao sub-endotelial), os moncitos diferenciam-se em macrfagos passando a possuir receptores de captura de oxLDL para as fagocitar, transformando-se aps a fagocitose em clulas espumosas. Por sua vez, as clulas espumosas tambm produzem citocinas e outras molculas orgnicas que induzem uma resposta inflamatria e imunitria (Figura 1)[5].

Pgina 6


Figura 1: Esquematizao do incio da disfuno endotelial precursora da formao de uma placa [10] aterosclertica .

A produo de mediadores inflamatrios, como a interleucina 1 (IL-1), o interfero- (IFN-) e o factor de necrose tumoral- (TNF-), tem como consequncia a proliferao das clulas musculares lisas vasculares e de molculas da matriz extracelular, como por exemplo o colagnio, contribuindo para o crescimento do ateroma (placa aterosclertica) e para a formao da camada fibrosa envolvente[5][11](Figura 2). A contribuir para a manuteno do processo inflamatrio est a contnua oxidao das LDL pois a fagocitose macrofgica liberta radicais livres de oxignio para o espao sub-endotelial o que origina a formao de mais oxLDL e logo o aumento do nmero de clulas espumosas[7]. Estes mecanismos, juntamente com as interaces de ligao de ligando-receptor, do origem apoptose das clulas espumosas, clulas do msculo liso e macrfagos acumulados nesta regio da parede vascular. Esta morte celular programada, leva libertao de contedos lisossomais que vo actuar quer nos constituintes extracelulares quer nas clulas circundantes da parede, prolongando a resposta inflamatria e imunitria e podendo at originar instabilidade na leso aterosclertica (Figura 2)[12-13].

Pgina 7


Figura 2: Esquematizao da progresso de uma placa aterosclertica [10].

Assim sendo, vai existir uma diminuio na capacidade de regenerao do tecido, havendo uma grande acumulao de resduos celulares, colesterol livre, LDLs, e produtos de degradao da matriz extracelular[5][12]. Por outro lado, tambm a capacidade fagoctica vai perdendo eficincia, o que origina necrose secundria das clulas espumosas com consequente coalescncia lipdica e formao de ncleos necrticos no centro da leso aterosclertica. Estes ncleos so essencialmente constitudos por clulas mortas e citocinas inflamatrias, que reforam o aumento da inflamao e da instabilidade da placa (Figura 3). Outro fenmeno muito frequente no desenvolvimento de placas a calcificao da mesma atravs da deposio de clcio proveniente da libertao de ies de clcio de clulas mortas ou da diferenciao de clulas indiferenciadas em clulas do tipo osteocito[14-15]. Uma vez constituda a placa aterosclertica muito frequente a ocorrncia de manifestaes clnicas. Ao nvel da circulao coronria estas originam as ACS que incluem angina instvel e enfarte agudo do miocrdio (AMI), que decorrem da ruptura e/ou eroso da placa e da exposio subsequente da corrente sangunea aos seus constituintes activando as vias de coagulao[8][15] (Figura 3).

Pgina 8


Figura 3: Esquematizao de uma placa aterosclertica instvel [10].

3.2.

Doena das artrias coronrias

As artrias coronrias (esquerda e direita) juntamente com as suas ramificaes envolvem o corao, sendo por isso as principais fornecedoras de oxignio e nutrientes de todas as clulas cardacas (Figura 4). Quando este fornecimento reduzido, ou mesmo interrompido, ocorrem ACS, que culminam na necrose de uma seco do tecido muscular cardaco. Uma patologia cardiovascular que pode ser diagnosticada quando se verificam estas condies a CAD. Esta uma patologia que sumariamente devida ao aparecimento e desenvolvimento de placas aterosclerticas nas paredes das artrias coronrias. Os vasos cardacos mais frequentemente afectados so: a artria coronria esquerda (LCA); a artria circunflexa (LCX); a artria descendente anterior (LAD); a artria coronria direita (RCA); e ainda o tronco comum (LCB). O AMI, mais comummente designado por ataque cardaco, um ACS que resulta da interrupo do fornecimento de oxignio ao msculo cardaco provocando uma necrose parcial ou total do mesmo. Na maioria dos casos tal interrupo deve-se ruptura de uma leso aterosclertica que se encontrava instvel na parede da artria. Geralmente considera-se a ACS, e mais precisamente o AMI, como a mais grave das CAD, pois com frequncia a primeira manifestao da doena e em muitos casos mortal, caso no seja fornecido rapidamente oxignio e nutrientes s regies afectadas. Existem dois tipos de AMI, um designado por non-ST-segment elevation (NSTEMI) que definido como um bloqueio parcial e espordico da artria mas suficiente para causar danos no miocrdio. O segundo tipo,

Pgina 9


designado por ST-segment elevation (STEMI) mais grave, pois corresponde a um bloqueio abrupto e repentino da artria, o que provoca graves danos no tecido muscular cardaco [16-17]. Outro ACS indicativo de CAD a angina de peito instvel. Esta doena resulta de uma ocluso parcial da artria coronria, e tem como sintomas dores no peito, devido ao reduzido fluxo sanguneo numa determinada rea do corao[17].

Figura 4: A aorta e as artrias coronrias[10].

3.3.

Placas Vulnerveis

Placas vulnerveis o termo utilizado para descrever as placas susceptveis ruptura e/ou trombose. Assim sendo natural que as placas vulnerveis estejam no centro do espectro clnico e patolgico da aterosclerose, estando entre as placas estveis, que no originam ACS, e as placas que j sofreram trombose[18]. Uma srie de estudos realizados na dcada de 1980 demonstraram que praticamente 2 teros de todos os enfartes de miocrdio (MI) so originados por placas vulnerveis [19- 23].

Pgina 10


4. Angiografia4.1. Introduo

A angiografia um exame mdico minimamente invasivo que possibilita a obteno de imagens bidimensionais da vasculatura do sistema circulatrio. Esta modalidade, comummente, baseada nos raios-X, diferindo dos exames de raios-X standard por ser necessria a utilizao de um agente de contraste para distinguir os locais onde o sangue circula dos tecidos circundantes[24]. Para melhorar o contraste, pode ser realizada uma subtraco do fundo, ainda sem se ter aplicado o material de contraste. Normalmente, o material de contraste, como por exemplo o brio e iodados de contraste[25], colocado na circulao sangunea atravs de um cateter inserido numa artria atravs de uma pequena inciso na pele. Este, seguidamente, guiado para a rea a ser analisada, onde se injecta o material de contraste atravs do tubo e posteriormente as imagens so captadas com recurso a uma pequena dose de radiaes ionizantes (raios-X)[26-27]. Os raios-X so uma forma de radiao, que ao atravessar vrios objectos, incluindo o corpo humano, vai sendo absorvida pelos vrios tecidos que atravessa. Esta absoro no no entanto absorvida uniformemente, pois depende do coeficiente de atenuao do tecido que atravessa. Assim sendo, diferentes tecidos tm diferentes absores, o que leva a que se possam distinguir na imagem final. Este efeito aumentado com a aplicao de agentes de contraste. Assim sendo, quando um material de contraste introduzido na corrente sangunea, como o caso, este destaca os vasos sanguneos que, devido ao material absorvente que neles circula, atenuam muito a radiao-X. A imagem resultante guardada num filme fotogrfico[24][28]. Dadas as j referidas caractersticas da angiografia natural que esta seja utilizada em rgos como o crebro, os rins, os pulmes, ou o corao, onde permite diagnosticar uma grande variedade de patologias do sistema circulatrio nesses mesmos rgos. Uma das deficincias que mais facilmente detectada por um mdico experiente atravs desta tcnica so as estenoses, originadas essencialmente por placas aterosclerticas. Assim sendo natural que uma das reas onde esta modalidade utilizada com maior frequncia o corao, mais concretamente as artrias coronrias. De notar, no entanto, que a angiografia no detecta todo o tipo de placas aterosclerticas pois quando estas ainda esto em fase inicial de desenvolvimento, estando distribudas difusamente por uma regio arterial, aumentam o volume da parede do vaso sem que a rea do lmen seja visivelmente afectada, no sendo portanto detectadas estenoses.

Pgina 11


4.2.

Equipamento

O exame normalmente realizado com um equipamento que consiste em uma mesa de radiografia, um tubo de raios-X e um monitor de televiso, que est localizado na sala de exames ou numa sala prxima (Figura 5). De referir que actualmente, a imagem capturada electronicamente ou em filme. De referir ainda quanto ao equipamento, que o cateter utilizado na angiografia um longo tubo de plstico de espessura fina[36].

Figura 5: Equipamento de raios-X: tubo de raios-X est debaixo da Figura 6: Exemplo da aplicao de um cateter numa marquesa a em que o paciente se encontra; acima da marquesa est artria coronria[37]. um intensificador de imagem que recebe os sinais de raios-X, amplificaos, e envia-os para um monitor de TV[25].

4.3.

Angiografia coronria

A angiografia coronria representa o padro modalidade de visualizao das artrias coronrias[29] pois pode prever eventos futuros baseada em 4 variveis: localizao da placa; a gravidade da estenose; a morfologia da placa; e a geometria da placa[18]. Ao nvel da localizao da placa, esta modalidade permite obter uma viso anatmica nica da rvore coronria. Tambm clinicamente a angiografia foi utilizada atravs de vrios estudos que reportaram a presena de placas com potencial para originarem ACS se situam nas pores proximais da vasculatura coronria, especialmente em zonas prximas de bifurcaes entre os vasos. Actualmente, aps vrios estudos com recurso a angiogramas aceite que a ocorrncia de AMI mais frequente aquando da presena de estenoses cuja gravidade pequena ou moderada[19-20]. No entanto a gravidade est longe de ser o melhor indicador do risco de futuros eventos cardacos, havendo ainda muita discusso sobre o tema[18].

Pgina 12


Atravs da angiografia conseguem-se avaliar qualitativamente em 4 grupos a morfologia da placa, cuja reduo de dimetro devido a estenoses seja maior ou igual a 50%. Assim sendo a placa pode ser: concntrica, se tiver um estreitamento simtrico; excntrica de tipo I, caso a estenose seja assimtrica, com bordas lisas, e um espao luminal considervel; excntrica de tipo II, se tiver bordas irregulares e/ou um espao luminal reduzido; e uma srie de estreitamentos coronrios irregulares. Assim sendo, consoante a imagem obtida, pode-se analisar a probabilidade de ocorrer ruptura da placa ou trombose intracoronria[18]. Esta anlise da morfologia, habitualmente, obtida atravs da cuidada observao de vrios aspectos da imagem: Um defeito no preenchimento intraluminal do vaso com trombo (definido como corte abrupto do vaso com persistncia de contraste) ou num vaso adjacente estenose onde ocorre uma opacificao homognea de contraste; haziness, definida pela presena de nebulosidades a rodearem o lmen; ulcerao da placa visvel atravs de irregularidades nas paredes vasculares; e fluxo lento do qual resulta um menor contraste nos vasos (Figura 7)[30-34]. Quanto a uma anlise ao nvel da geometria da placa, esta conseguida atravs da observao, no angiograma obtido, das curvaturas dos vasos sanguneos. Para tal, parte-se da informao conhecida a posteriori que uma flexo longitudinal sbita pode aumentar a probabilidade de ocorrer ruptura da placa, enquanto que um vaso com maior ngulo de curvatura pode levar eroso, e consequente enfraquecimento da placa presente nessa curvatura do vaso[18]. Como se pode confirmar, todas estas variveis, podem com maior ou menor preciso ser usadas na preveno e diagnstico da CAD assim como dos ACS.

Figura 7: Angiografia da artria circunflexa mostrando uma placa no segmento mdio com as seguintes caractersticas de placa vulnervel: placa complexa de grande volume, com irregularidades mltiplas, reas de nebulosidade e fluxo distal lento[35].Pgina 13


4.4.

Limitaes

Como ficou provado pelo estudo de Golstein et al [30], apenas a 39,5% dos pacientes que sofreram um AMI, tinham sido detectadas mltiplas placas vulnerveis. Tal estudo provou que a angiografia, apesar de medir efectivamente o grau de estenoses vasculares, no consegue detectar uma gama razovel de placas aterosclerticas, possivelmente devido sua sensibilidade moderada, e ao facto da resoluo limitada e reas nebulosas devido a leses cardacas baixarem a qualidade de imagem[18]. Especialmente ao nvel de placas em fase inicial de desenvolvimento, pois nestas, a rea do lmen no afectada devido a uma renovao da parede vascular assim como da dilatao compensatria. Apesar das placas com alto grau de estenose mais facilmente originarem sintomas de isquemia, frequente que placas com estenoses menores sejam mais vulnerveis, e logo provoquem doenas instveis como por exemplo o enfarte de miocrdio, caso estas placas se situem na vasculatura coronria. Assim sendo a angiografia, como tcnica de deteco de placas com vista ao diagnstico de CAD muito discutida e por isso mais til com o apoio de outras tcnicas mais especificas, como por exemplo IVUS e VHIVUS[18].

Pgina 14


5.1. Ultrassons Intravasculares5.2. IntroduoNo incio da doena, aterosclerose caracterizada por placas com acumulao de lpidos na vasculatura arterial, onde nas fases posteriores so substitudas por fibrose e calcificao. As modalidades de imagem de ultrassons no invasivos e invasivos tm sido utilizadas para identificar placas vulnerveis, incluindo o ultrassom intravascular (IVUS), o ultrassom transcutneo para visualizar as artrias cartidas e a ecocardiografia de contraste. Dessas, o ultrassom das artrias cartidas est estabelecido como a tcnica para diagnosticar e monitorizar a aterosclerose. Recentemente, a caracterizao de placas por ultrassons permitiu a identificao de leses mais propensas embolizao durante a CAS (aplicao de um stent na artria cartida)[38]. Embora a ecocardiografia transtorxica tem sido utilizada para visualizar as grandes artrias coronrias epicrdicas, a visualizao das placas limitada por esta tcnica[39]. A diminuio dos transdutores e o seu posicionamento na ponta de cateteres de pequeno dimetro possibilitou o ultrassom intravascular. Quando um cateter colocado numa artria coronria, um feixe ultrassnico dirigido perpendicularmente para as paredes do vaso e direccionado electronicamente ou mecanicamente para toda a circunferncia do vaso (360 graus)[39]. Uma imagem transversal da anatomia arterial obtida, e em artrias normais essas imagens mostram a acentuada e brilhante borda endotelial; a clara camada mdia que no provoca ecos e a ecodensa adventcia[40]. A morfologia das placas pode ser caracterizada por ultrassons relativamente intensidade dos sinais registados: ecos soft (cinzentos); ecos com grande intensidade (brilhantes) que usualmente criam sombreamento distal; e ecos de intensidade aumentada mas intermdia. Esses recursos dos ultrassons correspondem a componentes usuais dos tecidos, calcificao e fibrose respectivamente[41]. Alm disso, zonas ecolucentes ou sem sinal representam acumulaes de lpidos[42-43]. As placas podem ser circunferenciais e ocupar todo o permetro do vaso, ou podem ser excntricas e ocupar apenas uma poro da circunferncia do vaso. As leses aterosclerticas resultam em parte numa expanso global do vaso para acomodar a placa sem invadir o lmen, um processo denominado de remodelao positiva [44]. Logo, um exame de ultrassom consegue detectar e localizar as placas, caracterizar se a hipoecica, fibrosa, ou calcificada, e determinar se ulcerada ou manifesta remodelao positiva[45].

5.2. Estudos com IVUSIVUS tambm tem sido usado para examinar a prevalncia de placas. Em estudos recentes, a avaliao de IVUS das artrias coronrias em pacientes com ACS tm detectado uma estimativa de 25% de mltiplas placas coronrias com ruptura. Isto provavelmente uma subestimao, pois IVUS limitada na sua habilidade de ver a eroso das placas e trombos subjacentes, o que pode esconder placas com ruptura. Adicionalmente, algumas rupturas de placas podem ter ocorrido em pontos de bifurcao e ramos dos vasos que no se encontram visveis na maior parte dos estudos[46]. Num pequeno estudo de 24 pacientes com ACS, foi

Pgina 15


demonstrada a prevalncia de duas placas com ruptura por paciente, com 37.5% dos pacientes tendo ruptura de placa na presumvel leso culpada considerando que 79% dos pacientes tiveram tambm a ruptura de placas em artrias no culpadas[47]. Num estudo maior, de 235 pacientes, foi demonstrado que embora a ruptura de placa relacionada com o enfarte ocorra em 66% dos pacientes de enfarte agudo do miocrdio (AMI) e 27% dos pacientes com angina estveis, as rupturas mltiplas de placa ocorrem em 20% dos pacientes com AMI e 6% dos pacientes com angina estveis[48]. Outro estudo similar foi feito em pacientes com ACS e mostrou que 47% das leses culpadas tinham ruptura de placas e dessas, 24% dos pacientes tinham ruptura de placas em mais de uma artria coronria. A diferena na prevalncia de ruptura de placas nesses estudos tambm reflecte diferenas na populao, problema normal nos estudos das imagens de IVUS, e a natureza retrospectiva de alguns estudos[45]. No entanto, esses dados esto consistentes com outros estudos IVUS que demonstram que as leses com as placas como culpadas, tm placas com mais caractersticas vulnerveis, incluindo um grande comprometimento das coronrias pelas placas, remodelao positiva, e presena de trombos, que placas no culpadas em pacientes com ACS[49-50]. A calcificao tambm diferente em pacientes com ACS e ruptura de placas. Pacientes com ACS tm menos calcificao global e um maior nmero de pequenos e discretos depsitos de clcio que pacientes com angina estvel[51-52]. Independentemente da presena de vrios aspectos anatmicos das placas vulnerveis, 50% das placas com ruptura curam em resposta terapia mdica sem uma mudana de dimenso significante, uma caracterstica documentada em muitos estudos patolgicos que mostram mltiplas camadas da placa com ruptura e curada com a mesma rea[53-54].

5.3. Caracterizao de placas com IVUSAnlises volumtricas de imagens do IVUS podem quantificar com preciso o volume de ateroma e til para a avaliao da progresso ou regresso das placas aps tratamentos. A reconstruo tridimensional (3D) permite a avaliao morfolgica das leses mas no til para detectar clinicamente as caractersticas das placas como o teor de lpidos. Inicialmente, para identificar placas vulnerveis por IVUS, as caractersticas das imagens das leses culpadas que indicam ACS foram determinadas[55]: 1. Ncleo ecolucente, 2. Excentricidade, 3. Remodelao positiva, 4. Ulcerao, 5. Trombose, 6. Calcificao. Embora essas caractersticas fossem observadas com uma frequncia varivel, a maior parte das placas culpadas eram consistentemente hipoecicas, excntricas, remodeladas positivamente, e relativamente livres de calcificao. Embora os parmetros anteriores paream razoveis, algumas consideraes evitam que sejam aceites definitivamente [45]:

Pgina 16


- A maior parte dos estudos em que os parmetros so baseados so retrospectivos, e a morfologia de placas seguinte a um evento agudo no d informao definitiva sobre a morfologia das placas antes de ele ocorrer[45]. - As caractersticas relatadas das placas vulnerveis por IVUS so diferentes de estudo para estudo[45]. - Placas no culpadas em pacientes estveis podem apresentar as mesmas caractersticas associadas com placas vulnerveis. Alguns investigadores descobriram que as leses culpadas de pacientes com ACS eram idnticas nos parmetros a leses observadas em pacientes com angina estvel, causando assim incerteza na habilidade do IVUS de identificar placas susceptveis de ruptura, fissura ou eroso[56]. - A resoluo do IVUS muito baixa para detectar pequenas capas fibrosas, que tm sido identificadas como um dos aspectos importantes na anlise das placas vulnerveis [45]. A vulnerabilidade de placas consegue apenas ser avaliada com certeza atravs de uma srie de observaes que demonstram a transio de uma leso da estabilidade para a instabilidade. Experincias mostram que os locais coronrios onde o evento ocorre, e que foi examinado anteriormente, eram caracterizados por grandes e excntricas leses. A maioria dessas placas estavam contidas em zonas rasas ecolucentes e estudos subsequentes verificaram que a remodelao positiva tipicamente encontrada em leses culpadas[57]. Assim, observar uma leso excntrica com zonas ecolucentes em reas de remodelao positiva parece ser o maior indicador de placas vulnerveis[45].

5.4. IVUS com backscatter integradoIVUS tridimensional com backscatter integrado (3D-IBS-IVUS) fornece uma caracterizao ideal das placas por implementar um cdigo de cores e integrar segmentos sequenciais de 1 mm. Sinais de Radiofrequncia (RF) digitalizados a 2GHz podem ser obtidos usando um cateter convencional. Os sinais subsequentes podem ser calculados e codificados com uma cor, providenciando uma leitura quantitativa visual. Este sistema usa a convencional instrumentao IVUS, um conversor digital analgico e um software para identificar e quantificar variadas caractersticas das placas. A utilidade do 3D-IBS-IVUS em detectar a riqueza em lpidos das placas e monitorizar a sua resposta a terapias muito grande [45]. Em experincias, foram avaliadas as caractersticas do tecido de comprimento de 18 mm num segmento de uma artria coronria em pacientes escolhidos aleatoriamente submetidos a atorvastatin, pravastatin ou placebo durante 6 meses. As imagens de 3D-IBSIVUS dos 6 meses mostram uma reduo significante no volume dos lpidos e um acrscimo similar na leso fibrosa e mista em resposta ao atorvastatin e pravastatin, mas no no placebo (Figura 8 e 9). Essas mudanas foram detectadas apesar de no haver mudanas na rea do lmen, rea do vaso, rea da placa, e dimetro da estenose, assim valida-se a habilidade desta tcnica de identificar cedo mudanas nas caractersticas das placas, antes da regresso geomtrica das placas e sugerindo um sentido para a definio de estabilizao das placas[58]. Outros investigadores tambm demonstraram que uma placa vulnervel pode ser diferenciada de uma placa estvel quando a morfologia das placas avaliada por IBS durante a avaliao por IVUS das artrias coronrias (Figura 10)[59]. Efectuando uma anlise espectral do IVUS com backscatter integrado surge a histologia virtual, que ir ser abordada posteriormente pois fulcral na anlise de placas.

Pgina 17


Figura 8: (A) Mapa de cores 3D de uma placa construdo com o 3D-IBS-IVUS. (B) Mapa de cores 3D de cada caracterstica sendo que o nmero de voxels automaticamente calculado [58].

Figura 9: Mapa de cores de uma placa construdo com o (3D-IBS-IVUS), sendo que A e C antes do tratamento e B e D depois. (A) a placa consiste de grandes lpidos (azuis) cobertos por uma capa fibrosa (verde). (B) Pode-se observar que houve diminuio de lpidos (azul) e um aumento de camada fibrosa (verde). (C) Representa um corte da imagem e pode-se ver que h pequenos lpidos no centro da placa. (D) Nota-se uma reduo na quantidade de lpidos [58].

Figura 10: Na esquerda temos imagens de uma leso culpada que causa ACS e na direita temos imagens de uma leso que no causa ACS, sendo (A) uma imagem de uma angiografia, (B) uma imagem IVUS convencional, (C) [59] uma imagem de IB-IVUS com cores convencionais e (D) uma imagem de IB-IVUS com cores diferentes .

Pgina 18


6. Histologia Virtual6.1. IntroduoA Histologia Virtual aplica anlise espectral no sinal IVUS com backscatter RF para caracterizar os componentes da placa baseada nas caractersticas do tecido, como a densidade, compressibilidade e concentrao dos componentes. Permite em tempo real, vistas 3D transversais e longitudinais dos vasos, facilitando a visualizao do comprimento completo da artria e o acesso aos componentes individuais da placa. Apesar de a interpretao visual por escala de cinzentos IVUS poder caracterizar a composio das placas, particularmente a calcificao, no consegue diferenciar a riqueza em lpidos das placas fibrosas[60]. Contudo, a IVUS com histologia virtual (VHIVUS) pode com preciso caracterizar 4 tipos de tecidos nas placas aterosclerticas[61].

6.2.

Aspectos tcnicos da histologia virtual

A imagem com escala de cinzentos IVUS formada atravs da amplitude do sinal RF, descartando uma considervel quantidade de informao abaixo e entre os picos do sinal RF. A amplitude dos dados de RF pode ser similar entre diferentes tecidos, levando a uma interpretao errada das imagens da escala de cinzentos. Porm, a frequncia e potncia do sinal RF comummente difere entre tecidos, independentemente das eventuais similaridades da amplitude. A anlise espectral dos dados (histologia virtual) de RF mostra diferentes parmetros que permitem construir mapas de tecidos que classificam as placas em quatro componentes principais[60].

6.3.

Validao da histologia virtual

O VHIVUS possibilita a distino da placa em quatro componentes: uma fibrosa, constituda essencialmente por colagnio, uma fibrolipdica com colagnio e lpidos dispersos, uma necrtica e finalmente uma componente de clcio. Estas componentes so representadas por um cdigo de cores, em que o verde representa a camada fibrosa, o amarelo a camada fibrolipdica, o vermelho o ncleo necrtico e o branco os agregados de clcio[62] (figura 1). Num estudo em que se realizaram mapas de VHIVUS de artrias aterosclerticas foi observado um acerto de 80% a 92% na identificao dos diferentes tipos de placas quando comparados com as seces histolgicas arteriais correspondentes[62]. Num outro estudo foi tambm observada uma correspondncia fivel entre os mapas de IVUSVH obtidos e anlise aps cortes das artrias coronrias, mais especificamente de 87% para a placa fibrosa, 87% para a fibro-lipdica, 88% para o ncleo necrtico e 97% para os micro-ncleos de clcio[62].

Pgina 19


Figura 11: (a) Ilustrao de um corte transversal de um fibroateroma de capa fina baseada numa imagem VHIVUS. (b) Imagem de um corte transversal de VHIVUS de um fibroateroma de capa fina. (c) IVUS do corte transversal [60].

6.4.

Classificao das leses atravs da Histologia VirtualAs leses so classificadas em 5 tipos[63]:

1. 2. 3. 4. 5.

Fibrtica Fibroclcica Espessamento ntimo patolgico (PIT) Fibroateroma de capa grossa (ThCFA) Fibroateroma de capa fina (TCFA) alto risco

Figura 12: Tipos de leses das placas que podem ser classificadas atravs da VHIVUS[63].

As leses do tipo 1 consistem principalmente em tecido fibroso e as leses do tipo 2 so semelhantes s leses do tipo 1 com clcio denso. As leses do tipo 3 so leses que so

Pgina 20


compostas principalmente por tecidos fibrosos e fibro-gordurosos com um ncleo necrtico a constituir 0% a 3% de todos os componentes. Embora estes 3 tipos de leses sejam indicativos de doena e possivel progresso para um ateroma perigoso, elas no so vistas como agudamente perigosas. Os tipos de leses 4 e 5 so os mais relevantes para o ACS. Estas leses apesar de no serem necessariamente estenticas na angiografia, podem sofrer ruptura[64]. Fibroateroma como j se referiu anteriormente tem uma camada de tecido fibroso superficial que confina a rea de necrose. Essa camada que distingue a gravidade do fibroateroma. Em VHIVUS, as placas perigosas apresentam regies fibrosas e fibro-gordurosas com ncleos necrticos a ocupar mais de 10% da rea lesada[64]. O fibroateroma pode ainda ser dividido em trs subgrupos[64]: 1. Fibroateroma com a presena de clcio denso na placa geralmente visto como mais perigoso que o fibroateroma sem clcio denso. Os ncleos necrticos no esto dispostos no ou perto do lmen no VHIVUS (Figura 13,A). 2. Fibroateroma sem presena de clcio denso Os ncleos necrticos continuam a no estar dispostos perto ou no lmen no VHIVUS (figura 13,B). 3. Fibroateroma de capa fina ou placa vulnervel Tem um ncleo necrtico significante (mais do que 10% de todo o volume da placa) e localizado no ou perto do lmen. Como j se referiu anteriormente o VHIVUS tem uma resoluo limitada e por isso a capa no visvel apesar de estar presente (figura 13,C). TCFA com estreitamento, em que estreitamento definido como reduo superior a 50% em rea transversal no IVUS ou estenose de 25% ou maior no angiograma representa o maior risco de todas as placas (figura 13,D). TCFA sem um estreitamento significante definido como tendo um estreitamento com uma reduo inferior a 50% em rea transversal no IVUS ou menos que um estreitamento de 25% no angiograma, estas placas tm menos probabilidade de ruptura (figura 13,E).A B C

D

E Figura 13: Diferentes Fibroateromas[65].

Pgina 21


6.5.

Deteco de fibroateroma com capa fina (TCFA)

Tem sido estabelecido que ACS so manifestaes comuns na aterosclerose coronria. Autpsias sugerem que a composio das placas fundamental na probabilidade de acontecer ruptura nas leses aterosclerticas[60]. Recentemente, um estudo incluindo uma grande quantidade de vtimas de morte sbita cardaca sugere que o TCFA com ruptura (figura) o que precipita 60% dos trombos agudos nas coronrias. Alm disso, 70 % desses pacientes tm outras TCFA na sua rvore coronria que no tiveram ruptura[66]. Um grande ncleo necrtico, uma fina capa fibrosa com uma infiltrao inflamatria, escassez de clulas musculares lisas, e a presena de uma extensa remodelao positiva foram identificados como os critrios mais precisos para definir as leses do TCFA. A deteco dessas placas ricas em lpidos, no obstrutivas e de alto risco pode ter um impacto importante na preveno do enfarte agudo do miocrdio e morte sbita[67-68]. Atravs de estudos recentes de autpsias chegou-se concluso que o mais acertado para definir uma capa fina, ela ter uma espessura inferior a 65 m [69]. Contudo, em casos vivos, vrios factores fazem com que esse valor possa mudar para maior, como por exemplo a contraco das artrias aps a morte[70]. Devido resoluo axial do VHIVUS ser de 246 m, foi assumido que a ausncia de tecido fibroso visvel sobrejacente ao ncleo necrtico sugere que a espessura seja inferior a 246 m 71]. Em outro estudo, a mdia da espessura da capa para placas vulnerveis foi assumida como 260 m, enquanto essa mesma mdia para placas no vulnerveis foi descrita como 360 m[72]. Derivado a estes estudos, assume-se que o VHIVUS consegue com preciso detectar as capas finas.

Figura 14: Imagens reais de um fibroateroma de capa fina (esq.) e de uma placa aps ruptura (dir.)[73].

Pgina 22


6.6.

Deteco da remodelao positiva

A remodelao expansiva dos vasos coronrios era antigamente considerada um efeito compensatrio benfico que contrabalanava o crescimento axial progressivo da parede do vaso com o intuito de preservar as dimenses do lmen[74]. No entanto, muitos estudos mostram o aumento dos nveis dos indicadores inflamatrios e maiores ncleos necrticos que so factores que revelam tendncia para ocorrer ruptura na placa. Assim, considera-se que a remodelao positiva tem uma grande importncia na interpretao da vulnerabilidade das placas[75]. A deteco precisa do contorno da membrana elstica externa (rea do vaso) essencial para estimar a presena e as especificidades da remodelao. Devido grande penetrao dos cateteres de 20 MHz, VHIVUS pode com preciso avaliar o tamanho dos vasos e, portanto, desde que as placas no sejam muito calcificadas, estimar o grau e tipo de remodelao[60]. Segundo estudos, leses com remodelao positiva apresentam maior percentagem de ncleos necrticos do que leses sem remodelao ou com remodelao negativa, enquanto leses com remodelao negativa apresentam maior percentagem de tecido fibroso que leses sem remodelao ou com remodelao positiva[60].

Pgina 23


7. Anlise de placasA Figura 16 apresenta: uma imagem IVUS em escala de cinzentos (A), a correspondente seco histolgica (B) e imagem de VHIVUS (C). Um eco brilhante com sombra atrs pode ser visto na imagem do IVUS. Esta caracterstica tipicamente demonstra a presena de clcio na placa. O restante da imagem pontilhada e brilhante e comummente interpretada como uma placa vulnervel, apesar de ter alguma margem de erro[64]. Na figura B v-se a presena de clcio denso e de um profundo ncleo necrtico na placa das 11 horas s 2 horas e um ncleo necrtico crescente das 7 horas s 3 horas. Microcalcificaes e peas de clcio denso podem ser vistos no tecido necrtico[64]. O mapa de VHIVUS consegue identificar correctamente as regies clcicas e necrticas, ambas profundas no tecido e na regio mdia da leso[64]. Esta forma de leso classificada como fibroateroma devido presena de ncleos necrticos. O facto de ter algum clcio denso e ter nalguns stios uma capa fina, torna-o um fibroateroma de alto risco.

Figura 16: Apresenta um corte transversal de uma placa: (A) representa a escala de cinzentos [64] proporcionada pelo IVUS, (B) uma seco histolgica e (C) uma imagem de VHIVUS .

Na Figura 17 a escala de cinzentos IVUS mostra um arco de clcio das 12 horas s 3 horas. A imagem de histologia demonstra que esta estrutura de facto parte de um ncleo necrtico grande com uma vasta micocalcificao. Pode-se assumir que o eco brilhante da escala de cinzentos IVUS foi causado por mltiplas reflexes do feixe ultrassonico na microcalcificao. A propagao do ultrassom atenuada por disperso, mas chega sinal suficiente fundo no tecido para extrair informao da frequncia e correctamente classificar o tecido atrs do ncleo necrtico[64]. Este tipo de leso tambm um fibroateroma similar ao anterior, mas com menos microcalcificao, logo aparenta ser menos perigoso.

Figura 17: Apresenta um corte transversal de uma placa: (A) representa a escala de cinzentos [64] proporcionada pelo IVUS, (B) uma seco histolgica e (C) uma imagem de VHIVUS .Pgina 24


A Figura 18 mostra como o brilho e a sombra (marcada com uma seta) de uma imagem IVUS dependente de procedimentos usados para criar a imagem. A figura A mostra uma imagem de escala de cinzentos IVUS antes dos procedimentos. A verso com esses procedimentos mostrada na imagem B, e pode-se notar a mudana de intensidade da regio calcificada marcada com a seta. Em C mostra-se que esta regio de facto um ncleo necrtico (com microcalcificao) e isso confirmado na imagem de histologia mostrada em D. A imagem E mostra a imagem de histologia original, antes de ser adaptada para D de forma a ser mais fcil comparar a histologia com a imagem IVUS[64]. Pode-se ver que a imagem um fibroateroma mas que no aparenta ser dos mais perigosos pois tem uma capa bastante espessa e muito pouco clcio denso.

Figura 18: Vrias imagens da mesma placa (com diferentes tcnicas e procedimentos), em [64] que se procura identificar um ncleo necrtico .

Nas prximas duas imagens pode-se observar fibroateromas com clcio denso, em IVUS v-se uma zona mais brilhante que representa o clcio, em VHIVUS observa-se os ncleos necrticos com clcio denso no interior e essa anlise confirmada quando se v a placa na imagem histolgica. Assim, pode-se observar a eficincia da histologia virtual.

Figura 19: 2 casos de placas observados em IVUS e VHIVUSPgina 25

[64]

.


Como se pde observar anteriormente, com a IVUS e VHIVUS pode-se ter uma noo bastante correcta da constituio da placa pois comparando com a imagem histolgica observa-se um grande acerto. Contudo, se forem aplicadas 3 tcnicas (tcnica multi-imagem), juntando s anteriores a angiografia, tem-se a grande vantagem de poder localizar onde se deve aplicar o IVUS. Assim, aplicando primeiro a angiografia e analisando-a, pode-se descobrir onde esto as placas e se essas placas apresentam primeira vista alguma probabilidade de serem perigosas. Se na angiografia se observar indcios de placa vulnervel, aplica-se o IVUS e o VHIVUS. Com uma anlise experiente e treinada dessas imagens, pode-se chegar concluso que tipo de placa , qual o seu nvel de vulnerabilidade e quais os problemas que a placa pode provocar. De seguida, vamos analisar imagens das 3 tcnicas, que permitiram chegar a uma concluso sobre determinada placa. Neste caso foi analisada uma imagem de angiografia de um vaso e escolhido o segmento com mais indcios de ter placas. De seguida aplicou-se o IVUS e VHIVUS em vrios cortes transversais desse segmento. Na imagem de angiografia da Figura 20 pode-se observar vrios indcios de placas com possibilidade de serem vulnerveis. Neste caso pode-se observar algumas irregularidades, nomeadamente na regio 1 que foi a escolhida para ser avaliada devido a na Figura 21 (cima) apresentar mais ncleos necrticos. Assim, observa-se nas outras duas sequncias de imagens da Figura 21, cortes transversais consecutivos do segmento 1, visualizados em VHIVUS e em IVUS. Analisando principalmente o VHIVUS que de mais fcil visualizao que o IVUS, chega-se concluso que a placa apresentada um fibroateroma de capa fina, pois apresenta ncleos necrticos (com clcio, o que ainda agrava a leso) que esto em contacto directo com o lmen, ou seja, a camada fibrosa que existe no visvel na resoluo IVUS, o que evidencia a existncia de capa fina. Observa-se tambm alguns estreitamentos no fibroateroma, sendo maior na imagem da placa que apresenta a rea de 5.3 mm 2, esse estreitamento faz com que essa parte do segmento escolhido seja um dos mais perigosos. Diz-se que a placa tem estreitamento pois pode-se observar na figura que o corte transversal referido anteriormente tem menos de 50% do corte transversal do vaso em regies aparentemente menos crticas. Contudo, no se pode dizer com toda a certeza que o mais perigoso, pois a vulnerabilidade depende de inmeros factores, mas pode-se retirar uma boa aproximao da realidade.Figura 20: Imagem de angiografia de uma artria coronria, sendo que o intervalo escolhido de anlise desde o asterisco at bifurcao superior. Analisando a imagem conclui-se que o segmento 1 o que tem mais probabilidade de ter [73] placas vulnerveis .

Pgina 26


1.TCFA

Figura 21: Apresentao das quantidades dos tipos de tecidos no intervalo escolhido na angiografia (cima). Vrias imagens de VHIVUS (meio) e IVUS (baixo) de cortes transversais no intervalo escolhido como tendo mais ncleo necrtico[76].

No caso seguinte iremos analisar mais especificamente o caso de um corte transversal de uma placa que foi identificada com base na angiografia. Atravs da imagem de angiografia observa-se uma placa no segmento mdio de placa vulnervel que parece apresentar irregularidades mltiplas, reas de nebulosidades, ulceraes e possvel disseco no segmento distal da placa, com defeito de enchimento sugestivo de trombose intravascular. Sendo assim, analisa-se por IVUS e VHIVUS a placa que parece perigosa na angiografia. No IVUS pode-se observar uma parte mais brilhante que representa a mudana de intensidade usual na presena de microcalcificaes e observa-se uma sombra que costuma ser indcio de ncleo necrtico, o que geralmente sinal de placa perigosa. Para conhecer melhor a vulnerabilidade da placa, nomeadamente a capa e o posicionamento do ncleo necrtico e do clcio aplica-se o VHIVUS. No VHIVUS pode-se observar a vermelho o ncleo necrtico e a branco as calcificaes que j tinham sido observadas no IVUS. Pode-se analisar que ao redor do lmen se encontra algum vermelho, o que significa que nessa zona existe capa fina, o que aumenta substancialmente o perigo da placa. Tendo em conta as avaliaes anteriores, pode-se dizer com alguma certeza que esta placa representa um fibroateroma de placa fina, pois apresenta ncleo necrtico (mais do que 10% de todo o volume da placa), sendo que nalguns stios no se consegue observar a capa fibrosa. Como apresenta clcio uma placa com um nvel de vulnerabilidade superior a se no apresenta-se. Logo, pode-se observar a vantagem da utilizao das 3 tcnicas, pois devido angiografia foi possvel localizar a placa e assim s aplicar o IVUS com certeza absoluta que a placa a analisar tinha grande probabilidade de ser perigosa. Depois com o IVUS pode-se ter uma primeira ideia da quantidade de clcio e de ncleos necrticos na placa e da sua extenso, de seguida pode-se aplicar a histologia virtual e assim produzir imagens de VHIVUS. Com essas imagens possvel classificar com bastante certeza a placa e observar at que ponto perigosa tendo em conta alguns parmetros e aspectos que se observam. Infelizmente, esta avaliao s permite ter uma ideia da vulnerabilidade da placa, pois nem

Pgina 27


sempre as placas com o tempo tendem a evoluir da mesma maneira, mas a sua deteco prvia permite uma maior probabilidade de resultados num possvel tratamento.

Figura 22: Angiografia de um vaso (esq.), IVUS de uma das placas que foi escolhida na angiografia (centro) e VHIVUS dessa mesma placa (dir.)[77].

Pgina 28


8. ConclusoComo ficou demonstrado, o diagnstico de aterosclerose, e a avaliao do seu grau de desenvolvimento, pode muito bem ser obtido atravs da juno de 3 tcnicas, a angiografia, os ultrassons intravasculares e a histologia virtual. Tal deve-se ao facto, de que ao juntar estas diferentes modalidades possivel localizar com exactido a placa e estudar com detalhe o seu tamanho, tamanho da sua poro luminal e a sua histologia atravs das imagens das placas fornecidas por cada uma das tcnicas. Estas informaes, retiradas da tcnica multi-imagem, so indubitavelmente bastante mais completas que as informaes das modalidades individualmente ou juntas apenas 2 destas. O facto de o angiograma permitir avaliar vasos para observar se existem placas, permite que no se efectuem IVUS desnecessariamente. O angiograma tambm permite detectar em que segmentos mais provvel que existam placas e assim concentrar nessa zona a tcnica IVUS. A IVUS j permite observar se a placa vulnervel, mas o VHIVUS permite com muito mais preciso, atravs de um cdigo de cores, perceber a histologia e especificidades da placa. Neste trabalho, algumas imagens foram analisadas por ns atravs de conhecimentos adquiridos, logo algumas especificidades no so analisadas pois para tal necessrio muito treino. A continuao da aplicao desta tcnica pode levar a que haja uma melhor previso, e um tratamento mais adequado para cada situao. Por exemplo ao nvel da aplicao no diagnstico de pessoas com ACS, esta tcnica pode levar a que se possa determinar a probabilidade de vir a desenvolver um ataque cardaco. Tal ficou provado pela anlise das imagens e suas concluses, assim como de alguns estudos, que referem que a probabilidade de haver trombose e ou enfarte do miocrdio depende em parte das placas vulnerveis.

Pgina 29


9. Bibliografia[1] [2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7] [8] [9] [10]

[11]

[12]

[13] [14]

[15]

[16]

[17] [18] [19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24] [25] [26] [27]

[28]

Hansson GK. Inflammation, atherosclerosis and coronary artery disease. N Engl J Med 2005;352:1685-95; Murray CJ, Lopez AD. Global mortality, disability, and the contribution of risk factors: Global burden of disease study. Lancet 1997;349:1436-42; Okrainec K, Banerjee DK, Eisenberg MJ. Coronary artery disease in the developing world. Am Heart J. 2004 Jul;148(1):7-15; Robbins, Cotran et al. Patologia Estrutural e Funcional, 6 Edio, Guanabara Koogan S.A, 2000, pp:44556;496-499; Scott, J. Pathophysiology and biochemistry of cardiovascular disease. Genetics and Development 2004;14:271-279; Kavurma MM, Bennett MR. Expression, regulation and function of trail in atherosclerosis.Biochemical Pharmacology 2007;75:14411450 Libby P, Ridker P et al. Inflammation and atherosclerosis. Circulation 2002;105:1135-1143; Libby P, Theroux P. Pathophysiology of coronary artery disease. Circulation 2005;111:3481-3488; Bui QT, Prempeh M et al. Atherosclerotic plaque development. Int J Biochem Cell Biol 2009;41(11):2109-13; adaptado de Scott, J. Pathophysiology and biochemistry of cardiovascular disease. Genetics and Development 2004;14:271-279; Stoll G. Bendszus M. Inflammation and Atherosclerosis: Novel insights into plaque formation and destabilization. Stroke 2006;37:1923-1932; Tabas, I. Consequences and Therapeutic implications of macrophage apoptosis in atherosclerosis: the importance of lesion stage and phagocytic efficiency. American Heart Association 2005;25:2255-2264; Clarke M, Bennett M, et al. Cell death in the cardiovascular system. Heart 2006;93:659-664; Shah PK. Pathophysiology of coronary thrombosis: role of plaque rupture and plaque erosion. Prog Cardiovasc Dis 2002;44(5): 357-68; Schrijvers DM, Meyer GD, et al. Phagocytosis in atherosclerosis: Molecular mechanisms and implications for plaque progression and stability. Cardiovascular Research 2007;73: 470-480; Bassand, JP, Hamm CW et al. Guidelines for the diagnosis and treatment of non-STsegment elevation acute coronary syndromes: The Task Force for the Diagnosis and Treatment of Non-ST-Segment Elevation Acute Coronary Syndromes of the European Society of Cardiology. Eur. Heart J. 2007;28(13): 1598-1660; Thygesen, K, Alpert JS et al. Universal Definition of Myocardial Infarction Circulation 2007;116(22):2634-2653; Waksman R, Schaar et al. The Vulnerable Plaque, 2nd Ed. Informa healthcare 2007;18:169-77; Ambrose JA, Tannenbaum MA, Alexopoulos D et al. Angiographic progression of coronary artery disease and the development of myocardial infarction. J Am Coll Cardiol 1988;12:5662; Little WC, Constantinescu M, Applegate RJ et al. Can coronary angiography predict the site of a subsequent myocardial infarction in patients with mild-to-moderate coronary artery disease? Circulation 1988;78:1157 66 Hackett D, Davies G, Maseri A. Pre-existing coronary stenoses in patients with first myocardial infarction are not necessarily severe. Eur Heart J 1988;9:131723; Giroud D, Li JM, Urban P, Meier B, Rutishauer W. Relation of the site of acute myocardial infarction to the most severe coronary arterial stenosis at prior angiography. Am J Cardiol 1992;69:72932; Lichtlen PR, Nikutta P, Jost S et al. Anatomical progression of coronary artery disease in humans as seen by prospective, repeated, quantitated coronary angiography. Relation to clinical events and risk factors. The INTACT Study Group. Circulation 1992;86:82838; http://webpages.fc.ul.pt/~aandrade/EBFM/protegido/EBFM_RaiosX.pdf, visitado 11/2010; http://radiologyinfo.org/en/info.cfm?pg=angiocath, visitado em 11/2010; Norris TG, Principles of cardiac catheterization. Radiol Technol. 2000 Nov-Dec;72(2):109-36 quiz 137-42; Barbey MM, Farber A, Marienhoff N, Gmelin E. Digital subtraction angiography with carbon dioxide-basic principles, technique and clinical application. Vasa. 1999 Nov;28(4):243-9; Hhne KH, Bhm M, Erbe W, Nicolae GC, Pfeiffer G, Sonne B. Computer angiography: a new tool for x-ray functional diagnostics. Med Prog Technol. 1978 Nov 13;6(1):23-8.

Pgina 30


[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35] [36]

[37] [38]

[39]

[40]

[41]

[42]

[43] [44]

[45] [46]

[47]

[48]

[49]

[50]

[51]

[52]

[53]

[54]

[55]

[56]

Schaar JA, Muller JE, Falk E, et al. Terminology for high-risk and vulnerable coronary artery plaques. Report of a meeting on the vulnerable plaque, June 17 and 18, 2003, Santorini, Greece. Eur Heart J 2004;25(12):1077 82; Goldstein JA, Demetriou D, Grines CL, Pica M, Shoukfeh M, O'Neill WW. Multiple complex coronary plaques in patients with acute myocardial infarction. N Engl J Med. 2000 Sep 28;343(13):915-22; Ambrose JA, Winters SL, Stern A et al. Angiographic morphology and the pathogenesis of unstable angina pectoris. J Am Coll Cardiol 1985;5:609-16; Rehr R, Disciascio G, Vetrovec G, Cowley M. Angiographic morphology of coronary artery stenoses in prolonged rest angina: evidence of intracoronary thrombosis. J Am Coll Cardiol 1989;14:142937; Qiao JH, Fishbein MC. The severity of coronary atherosclerosis at sites of plaque rupture with occlusive thrombosis. J Am Coll Cardiol 1991;17:1138-42; Grines CL, Browne KF, Marco J, et al. A comparison of immediate angioplasty with thrombolytic therapy for acute myocardial infarction. N Engl J Med 1993;328:673-9; Raudales J, Zago A et al. Placa Coronria Aterosclertica Vulnervel: Estado Atual. 2006; Sarkar K, Sharma SK, Kini AS. Apr 2. Catheter selection for coronary angiography and intervention in anomalous right coronary arteries. J Interv Cardiol. 2009 Jun;22(3):234-9; http://medicina2.med.up.pt/cefa/angioplastia.htm, visitado em 12/2010; Biasi GM, Froio A, Diethrich EB et al. Carotid plaque echolucency increases the risk of stroke in carotid stenting: the Imaging in Carotid Angioplasty and Risk of Stroke (ICAROS) study. Circulation 2004; 110:75662. Mintz GS, Nissen SE, Anderson WD et al. American College of Cardiology Clinical Expert Consensus Document on Standards for Acquisition, Measurement and Reporting of Intravascular Ultrasound Studies (IVUS) Society of Cardiac Angiography and Interventions. J Am Coll Cardiol 2001; 37:147892. Nishimura RA, Edwards WD, Warnes CA et al. Intravascular ultrasound imaging: in vitro validation and pathologic correlation. J Am Coll Cardiol 1990; 16:14554. Kimura BJ, Bhargava V, DeMaria AN. Value and limitations of intravascular ultrasound imaging in characterizing coronary atherosclerotic plaque. Am Heart J 1995; 130:38696. Prati F, Arbustini E, Labellarte A et al. Correlation between high frequency intravascular ultrasound and histomorphology in human coronary arteries. Heart 2001; 85:56770. Wickline SA. Plaque characterization: surrogate markers or the real thing? J Am Coll Cardiol 2004; 43:11857. Glagov S, Weisenberg E, Zarins CK, Stankunavicius R, Kolettis GJ. Compensatory enlargement of human atherosclerotic coronary arteries. N Engl J Med 1987; 316:13715. Waksman R, Schaar et al. The Vulnerable Plaque Second Edition. Informa healthcare 2007;14: 179-91. Libby P. Act local, act global: inflammation and the multiplicity of vulnerable coronary plaques. J Am Coll Cardiol 2005; 45:16002. Rioufol G, Finet G, Ginon I et al. Multiple atherosclerotic plaque rupture in acute coronary syndrome: a threevessel intravascular ultrasound study. Circulation 2002; 106:8048. Hong MK, Mintz GS, Lee CW et al. Comparison of coronary plaque rupture between stable angina and acute myocardial infarction: a three-vessel intravascular ultrasound study in 235 patients. Circulation 2004; 110:92833. Fujii K, Kobayashi Y, Mintz GS et al. Intravascular ultrasound assessment of ulcerated ruptured plaques: a comparison of culprit and nonculprit lesions of patients with acute coronary syndromes and lesions in patients without acute coronary syndromes. Circulation 2003; 108:24738. Kotani JI, Mintz GS, Castagna MT et al. Intravascular ultrasound analysis of infarct-related and noninfarctrelated arteries in patients who presented with an acute myocardial infarction. Circulation 2003; 107: 288993. Beckman JA, Ganz J, Creager MA, Ganz P, Kinlay S. Relationship of clinical presentation and calcification of culprit coronary artery stenoses. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2001; 21:161822. Ehara S, Kobayashi Y, Yoshiyama M et al. Spotty calcification typifies the culprit plaque in patients with acute myocardial infarction: an intravascular ultrasound study. Circulation 2004; 110:34249. Rioufol G, Gilard M, Finet G et al. Evolution of spontaneous atherosclerotic plaque rupture with medical therapy. Long-term follow-up with intravascular ultrasound. Circulation 2004; 110:287580. Burke AP, Kolodgie FD, Farb A et al. Healed plaque ruptures and sudden coronary death: evidence that subclinical rupture has a role in plaque progression. Circulation 2001; 103:93440. Maehara A, Mintz GS, Bui AB et al. Morphologic and angiographic features of coronary plaque rupture detected by intravascular ultrasound. J Am Coll Cardiol 2002; 40:90410. Schoenhagen P, Stone GW, Nissen SE et al. Coronary plaque morphology and frequency of ulceration distant from culprit lesions in patients with unstable and stable presentation. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2003; 23:1895900.

Pgina 31


[57]

[58]

[59]

[60] [61]

[62]

[63]

[64]

[65]

[66]

[67]

[68]

[69]

[70]

[71]

[72]

[73] [74]

[75]

[76]

[77]

Yamagishi M, Terashima M, Awano K et al. Morphology of vulnerable coronary plaque: insights from followup of patients examined by intravascular ultrasound before an acute coronary syndrome. J Am Coll Cardiol 2000; 35:10611. Kawasaki M, Sano K, Okubo M et al. Volumetric quantitative analysis of tissue characteristics of coronary plaques after statin therapy using threedimensional integrated backscatter intravascular ultrasound. J Am Coll Cardiol 2005; 45:194653. Sano K, Kawasaki M, Ishihara Y et al. Assessment of vulnerable plaques causing acute coronary syndrome using integrated backscatter intravascular ultrasound. J Am Coll Cardiol 2006; 47:73441. Waksman R, Schaar et al. The Vulnerable Plaque, 2nd Ed. Informa healthcare 2007;18:223-32. Potkin BN, Bartorelli AL, Gessert JM et al. Coronary artery imaging with intravascular high-frequency ultrasound. Circulation 1990; 81:157585. ] Mehta, S. K., J. R. McCrary, et al. (2007). Intravascular ultrasound radiofrequency analysis of coronary atherosclerosis: an emerging technology for the assessment of vulnerable plaque. European Heart Journal 28: 1283-1288. Stone G, Brar S et al. Applications of grayscale and radiofrequency intravascular ultrasound to image atherosclerotic plaque. 2010. Virmani R, Narula J et al. The Vulnerable Atherosclerotic Plaque Strategies for Diagnosis and Management. Blackwell Futura 2007; 13: 222-29. adaptado de Virmani R, Narula J et al. The Vulnerable Atherosclerotic Plaque Strategies for Diagnosis and Management. Blackwell Futura 2007; 227-28. Farb A, Burke AP, Tang AL et al. Coronary plaque erosion without rupture into a lipid core. A frequent cause of coronary thrombosis in sudden coronary death. Circulation 1996; 93:1354 -63. Gertz SD, Roberts WC. Hemodynamic shear force in rupture of coronary arterial atherosclerotic plaques. Am J Cardiol 1990; 66:136872. Felton CV, Crook D, Davies MJ, Oliver MF. Relation of plaque lipid composition and morphology to the stability of human aortic plaques. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1997; 17:133745. Burke AP, Farb A, Malcom GT et al. Coronary risk factors and plaque morphology in men with coronary disease who died suddenly. N Engl J Med 1997; 336:127682. Fishbein MC, Siegel RJ. How big are coronary atherosclerotic plaques that rupture? Circulation 1996; 94:26626. Nair A CD, Vince DG. Regularized autoregressive analysis of intravascular ultrasound data: improvement in spatial accuracy of plaque tissue maps. IEEE Trans Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 2004; 51:42031. Schaar JA, De Korte CL, Mastik F et al. Characterizing vulnerable plaque features with intravascular elastography. Circulation 2003; 108:263641. Apresentao Stone G. Frequency of Vulnerable Plaque: Is there an opportunity for invasive detection. Glagov S, Weisenberg E, Zarins CK, Stankunavicius R, Kolettis GJ. Compensatory enlargement of human atherosclerotic coronary arteries. N Engl J Med 1987; 316:13715. Schaar JA, Muller JE, Falk E et al. Terminology for high-risk and vulnerable coronary artery plaques. Report of a meeting on the vulnerable plaque, June 17 and 18, 2003, Santorini, Greece. Eur Heart J 2004; 25:107782. adaptado de Apresentao Stone G. Frequency of Vulnerable Plaque: Is there an opportunity for invasive detection?. Raudales J, Zago A et al. Placa Coronria Aterosclertica Vulnervel: Estado Atual. 2006.

Pgina 32

placas, jf, ts

Documents