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El interés por conocer y evaluar las condiciones fisiológicas y patológicas del flujo cardíaco ha crecido en los últimos años, impulsada en buena parte por las posibilidades que brindan las nuevas técnicas de imagen y las simulaciones de dinámica de fluidos (134). En particular, las secuencias de CRM 4D flow permiten una evaluación sin precedentes de la hemodinámica aórtica e introducen nuevas posibilidades en la cuantificación de parámetros biomecánicos.

La visualización de los perfiles de velocidad (119) o de mapas de velocidad 2D (135) y 3D (117) en la aorta, así como la cuantificación del flujo anterógrado y retrógrado (118), ha sido abordada en algunos estudios pioneros de CRM. No obstante, estas técnicas limitan la cuantificación o visualización del flujo en distintos instantes temporales a una serie de cortes anatómicos predefinidos. El desarrollo de secuencias volumétricas en el tiempo (time-resolved) ha sido introducido en distintas implementaciones posteriores (136,137) y utilizado para describir el flujo aórtico por primera vez por Bogren et al. (136), dando lugar a las secuencias de resonancia conocidas como 4D flow.

Las secuencias de 4D flow permiten adquirir un volumen de interés a lo largo del ciclo cardíaco con codificación de la velocidad en las tres direcciones del espacio (134,138) (Figura 13 izquierda), brindando una opción única de visualización y cuantificación del flujo cardiovascular. Su preprocesado incluye la corrección de errores de offset, aliasing o corrientes eddy y permite obtener una imagen anatómica angiográfica 3D que facilita su segmentación (Figura 13 centro). La cuantificación incluye aspectos básicos como la velocidad del flujo hasta parámetros de gran complejidad como la tensión de corte en la pared de los vasos o la biomecánica aórtica (134) (Figura 13 derecha). Además, la cobertura volumétrica de la secuencia hace posible definir de forma retrospectiva los planos de análisis necesarios dentro del volumen adquirido y ofrece nuevas posibilidades para el control de la calidad de los datos a través del principio de conservación de masa (134). La resolución espacial de la adquisición es típicamente de 1.5x1.5x1.5-3x3x3 mm3_{, mientras que la resolución temporal es de 30-}

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40 ms (134), en un tiempo de adquisición razonable para su uso en entorno clínico (5- 8 min) (134).

Figura 13. Adquisición, preprocesado y análisis de una secuencia de 4D flow. Adquisición (izquierda). Se adquiere un volumen de interés, utilizando gating por ECG y preferiblemente un navegador respiratorio, y se obtienen 4 sets de datos en cada fase temporal (referencia y con codificación de velocidad en las tres direcciones del espacio) a partir de los cuales se derivan los volúmenes de velocidad en cada dirección (vx,vy,vz). Preprocesado (centro). El preprocesado incluye la corrección de errores debidos al ruido, aliasing y corrientes eddy y el cálculo de una reconstrucción angiográfica 3D PC-MRA. Análisis (derecha). Las regiones de interés para el análisis pueden definirse retrospectivamente dentro del volumen adquirido. Permite cuantificar numerosos parámetros de flujo y otros avanzados como la tensión de corte. Ao. Aorta, IVC. Vena cava inferior. SVC: vena cava superior. Imagen adaptada de Stankovic et al. (139).

El flujo aórtico en pacientes con VAB ha sido uno de los más estudiados mediante las adquisiciones de CMR 4D flow. En el año 2008, Hope et al. (140) publicaron el primer caso de un paciente con VAB estudiado con 4D flow, permitiendo visualizar el flujo helicoidal característico de la VAB (Figura 14).

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Figura 14. Adquisición de CRM 4D flow en un paciente con válvula aórtica bicúspide donde se visualiza el flujo helicoidal característico de estos pacientes. a) y b) vista sagital derecha e izquierda, respectivamente. c) corte doble-oblicuo en la aorta ascendente. Imagen adaptada de Hope et al. (140).

Desde entonces distintos estudios han abordado las características del flujo en VAB, comparando con población VAT (93,141,142) y diferenciando en algunos casos el flujo según el fenotipo VAB (92,94). Estos estudios han permitido observar que, a diferencia de los sujetos VAT, los pacientes VAB presentan típicamente un jet excéntrico y flujo helicoidal (93), que se relaciona con un incremento regional de la magnitud de WSS (92,141,143). Además, los VAB presentan mayor WSS circunferencial que los VAT (142), particularmente incrementado en los pacientes con fenotipo RN-VAB (94), que se ha sugerido como potencial indicador de riesgo (dilatación, disección, ruptura) independiente del diámetro aórtico (94,142). Asimismo, los diferentes morfotipos de dilatación característicos de cada fenotipo VAB se han asociado con un incremento en el desplazamiento del centro de velocidades al nivel de la dilatación (92). Este desplazamiento se ha relacionado también con el crecimiento del diámetro aórtico en AoAsc en un pequeño estudio de seguimiento en VAB (144). La relación del WSS con la aortopatía VAB ha sido reportada recientemente en un estudio que ha mostrado, utilizando mapas de magnitud de WSS (145), que las regiones de máximo WSS se corresponden con zonas de desregulación de la matriz extracelular y de degeneración de las fibras elásticas en muestras de tejido extraídas en cirugía (60) (Figura 15). Otros estudios han utilizado la CRM 4D flow en población VAB para evaluar la viabilidad de distintas implementaciones, confirmando la mayor helicidad en los pacientes VAB que

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en los sujetos VAT (146,147), las diferencias en la dirección del jet entre los fenotipos VAB (148) o la relación entre la excentricidad y el diámetro aórtico local (149).

Figura 15. Muestras de tejido aórtico en regiones de tensión de corte (WSS) normal y elevado en un paciente con válvula aórtica bicúspide. Las regiones de WSS elevado presentaron menos fibras elásticas, más delgadas y alejadas entre sí que en las regiones de WSS normal. Los mapas de calor 3D WSS representan en gris las regiones con WSS dentro del 95% de intervalo de confianza comparado con voluntarios sanos, y en rojo y en azul las regiones con WSS más elevado o deprimido respecto de los controles trivalva. Imagen adaptada de Guzzardi et al.

(60).

En cuanto a la evaluación de la biomecánica aórtica, el uso de la CRM 4D flow para el cálculo de la VOP se ha limitado a hasta la fecha a unos pocos estudios de viabilidad y validación (150,151). Por su parte, el uso de la CRM 2D ha permitido definir valores de normalidad en la VOP y la DA en pacientes sanos (152), mostrando un crecimiento progresivo en la rigidez aórtica con la edad (Tabla 1, aumento de la VOP y disminución de la DA) (153) y una mayor rigidez en los hombres (154).

Rango de edad (años)

20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 ≥70 DA en AoAsc (kPa-1_·10-3_{) 74±23 61±23 31±18 18±7 12±7 10±6}

DA en AoDesc (kPa-1_·10-3_{) 72±18 70±24 38±17 29±13 18±8 17±6}

VOP en arco (m/s) 3.5±0.5 3.9±1.1 5.6±1.4 7.2±2.3 9.7±2.9 11.1±4.6

Tabla 1. Valores normales de distensibilidad en aorta ascendente y descendente y de velocidad de onda de pulso en arco evaluadas mediante CRM 2D (media±desviación estándar), reportados por Redheuil et al. (153).

Sin embargo, la evaluación de la biomecánica aortica en VAB mediante CRM 2D arroja resultados contradictorios: mientras que un estudio reportó menor elasticidad en la aorta VAB (incremento de la VOP y DA reducida en la unión sinotubular) que en población control (155), otro estudio no reportó diferencias (94). En estos estudios, no obstante, la evaluación del tiempo de tránsito para el cálculo de la VOP se realizó entre la AoAsc y la AoDesc a nivel de la pulmonar, perdiendo las posibles diferencias

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regionales debidas al carácter local de la dilatación en VAB. El uso de la CRM 4D flow para la evaluación de la VOP posibilita, por el carácter volumétrico de la técnica, la evaluación de la biomecánica regional.

Como hemos visto, en los últimos años ha crecido considerablemente el conocimiento relativo a la dinámica del flujo en VAB. La dilatación aórtica en estos pacientes se ha relacionado con alteraciones histológicas en la pared secundarias a un WSS anormal. La existencia de una alteración primaria en la pared aórtica en estos pacientes no se ha definido con claridad. Aunque distintos parámetros de flujo han sido relacionados con la dilatación aórtica, se desconoce cuál de ellos presenta una mayor relevancia. Asimismo, la contribución específica de las compontes axial y circunferencial del WSS en la dilatación no ha sido abordada. Un análisis de la biomecánica aórtica regional y de las características del flujo en los diferentes morfotipos de dilatación puede contribuir a identificar los mecanismos de dilatación. Este análisis será objeto de la presente tesis.

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