Análise da reprodutibilidade do Doppler de amplitude tridimensional na avaliação da circulação do cérebro fetal

Resumos

OBJECTIVE: To evaluate the intra- and interobserver reproducibility of three-dimensional power Doppler sonography (3D power Doppler) in the assessment of fetal brain blood flow in the middle cerebral artery territory. MATERIALS AND METHODS: A cross-sectional study was developed with 20 healthy pregnant women between 26 and 34 gestational weeks. The middle cerebral artery territory closest to the transducer was scanned and the blood flow volume was calculated with the method Virtual Organ Computer-aided AnaLysis. The following 3D power Doppler indices were later obtained: vascularization index (VI), flow index (FI) and vascularization-flow index (VFI). The intraclass correlation coefficient (ICC) and Bland-Altman plots were utilized for calculating the intra- and interobserver variability. RESULTS: A good intra- and interobserver agreement was observed, with ICC > 0.90 for all the 3D power Doppler indices: VI [ICC = 0.992 (CI 95%: 0.981-0.997)], FI [ICC = 0.999 (CI 95%: 0.998-0.999)], VFI [ICC = 0.995 (CI 95%: 0.987-0.998)]. Interobserver reproducibility: VI [ICC = 0.988 (CI 95%: 0.970-0.995)], FI [ICC = 0.999 (CI 95%: 0.997- 1.000)], VFI [ICC = 0.994 (CI 95%: 0.994-0.998)]. CONCLUSION: 3D power Doppler has shown to be a practical and easy method in the assessment of fetal brain blood flow, with good intra- and interobserver reproducibility. The FI presented the best intra- and interobserver agreement

Reproducibility of results; Prenatal ultrasonography; Fetal brain flow; Power Doppler; Threedimensional sonography

ARTIGO ORIGINAL

Análise da reprodutibilidade do Doppler de amplitude tridimensional na avaliação da circulação do cérebro fetal^*

Antonio Fernandes Moron^I; Hérbene José Figuinha Milani^II; Enoch Quinderé de Sá Barreto^III; Edward Araujo Júnior^IV; Karina Krajden Haratz^II; Liliam Cristine Rolo^II; Luciano Marcondes Machado Nardozza^V

^ILivre-Docente, Professor Titular do Departamento de Obstetrícia da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), São Paulo, SP, Brasil

^IIMestres, Médicos do Departamento de Obstetrícia da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), São Paulo, SP, Brasil

^IIIPós-Graduando, Médico do Departamento de Obstetrícia da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), São Paulo, SP, Brasil

^IVPós-Doutor, Professor Adjunto do Departamento de Obstetrícia da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), São Paulo, SP, Brasil

^VLivre-Docente, Professor Adjunto do Departamento de Obstetrícia da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), São Paulo, SP, Brasil

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

OBJETIVO: Avaliar a reprodutibilidade intra e interobservador do Doppler de amplitude tridimensional (3D power Doppler) na avaliação do fluxo sanguíneo cerebral do território da artéria cerebral média.

MATERIAIS E MÉTODOS: Foi realizado estudo transversal com 20 gestantes normais entre 26 e 34 semanas. O território da artéria cerebral média mais próximo ao transdutor foi selecionado e o volume foi calculado utilizando-se o método Virtual Organ Computer-aided AnaLysis. Posteriormente, obtiveram-se os índices do 3D power Doppler: índice de vascularização (VI), índice de fluxo (FI) e índice de vascularização-fluxo (VFI). Utilizaram-se, para os cálculos, o coeficiente de correlação intraclasse (CCI) e gráficos de Bland-Altman.

RESULTADOS: Foi observada boa concordância intra e interobservador, com CCI > 0,90 para todos os índices do 3D power Doppler: VI [CCI = 0,992 (IC 95%: 0,981-0,997)], FI [CCI = 0,999 (IC 95%: 0,998-0,999)], VFI [CCI = 0,995 (IC 95%: 0,987-0,998)]. Reprodutibilidade interobservador: VI [CCI = 0,988 (IC 95%: 0,970-0,995)], FI [CCI = 0,999 (IC 95%: 0,997-1,000)], VFI [CCI = 0,994 (IC 95%: 0,994-0,998)].

CONCLUSÃO: O 3D power Doppler mostrou-se um método prático, fácil e com boa reprodutibilidade intra e interobservador, com o IF evidenciando a melhor concordância intra e interobservador.

Unitermos: Reprodutibilidade dos testes; Ultrassonografia pré-natal; Fluxo cerebral fetal; Doppler de amplitude; Ultrassom tridimensional.

INTRODUÇÃO

As circulações do feto e uteroplacentária têm sido exaustivamente estudadas com o intuito de avaliar a hemodinâmica fetal nos processos fisiológicos e patológicos durante a gravidez⁽¹⁾. Neste sentido, a avaliação da vascularização e do fluxo sanguíneo no cérebro fetal é muito importante, pois déficits na perfusão neste território podem determinar um prognóstico ruim para o desenvolvimento do sistema nervoso central e até mesmo do bem-estar fetal⁽²⁾.

O ultrassom é método diagnóstico não invasivo utilizado para avaliar o fluxo sanguíneo cerebral e, assim, inferir indiretamente o estado de oxigenação fetal. Atualmente, as duas principais técnicas ultrassonográficas em obstetrícia para a avaliação da vascularização e do fluxo sanguíneo são o color Doppler bidimensional e o power Doppler.

O color Doppler bidimensional analisa mudanças nas ondas de fluxo e vem sendo utilizado como principal método diagnóstico não invasivo na avaliação da circulação e fluxo sanguíneo do feto. Por meio dele pode ser avaliado, mediante mensuração das velocidades de ondas de fluxo sanguíneo, o estado de oxigenação do cérebro fetal. É usado como referência para estudo do fluxo cerebral da artéria cerebral média (ACM), por ser de fácil identificação e ter alta reprodutibilidade⁽³⁾.

Embora o color Doppler bidimensional possa proporcionar informações clínicas importantes sobre a hemodinâmica fetal, ele apresenta limitações por ser menos sensível em detectar fluxos de baixa velocidade, ser ângulo-dependente e estar sujeito a efeito aliasing⁽⁴⁾.

O power Doppler avalia a amplitude dos sinais recebidos, indicando o número de células em movimento, tornando-o mais sensível para avaliar pequenos vasos e baixas velocidades de fluxo, o que permite detectar mínimas alterações no fluxo sanguíneo⁽⁵⁾. Esta característica é muito importante na avaliação de vasos de baixa resistência⁽⁶⁾.

Com o advento da ultrassonografia tridimensional, o power Doppler começou a ser empregado para análise tridimensional de fluxos e vasos sanguíneos. No entanto, nos primeiros estudos com esta nova técnica, realizava-se apenas uma avaliação qualitativa por meio da reconstrução em três dimensões da estrutura vascular de uma região de interesse (ROI), sem quantificar a vascularização e o fluxo sanguíneo deste território⁽⁷⁾.

Pairleitner et al.⁽⁸⁾, analisando massas anexiais, descreveram nova técnica na tentativa de quantificar o fluxo sanguíneo e a vascularização pela ultrassonografia tridimensional: o Doppler de amplitude tridimensional (3D power Doppler). Por intermédio deste estudo, foram criados três índices a partir da análise dos voxels (menores unidades de informação volumétrica) da escala de cinzas e do Doppler colorido contidos em um cubo volumétrico previamente selecionado, constituindo a ROI, sendo as informações plotadas em um histograma. Esses índices têm por objetivo medir a vascularização (índice de vascularização - VI) ou o fluxo sanguíneo (índice de fluxo - FI) ou ambos (índice de vascularização-fluxo - VFI). O VI mede a porcentagem entre os color voxels do total de voxels do volume e estima o número de vasos sanguíneos dentro dos tecidos, expresso em porcentagem. O FI representa a média do valor color de todos os voxels coloridos e mostra a média da intensidade do fluxo sanguíneo. O VFI é a média do valor color de todos os color voxels e da escala de cinzas e representa o comportamento dos outros dois índices.

Até o momento, a circulação do cérebro fetal tem tradicionalmente sido avaliada por meio de índices de pulsatilidade e de resistência da ACM pela ultrassonografia bidimensional⁽⁹⁾. Estes índices são indicadores de impedância vascular e não estimam mudanças no movimento sanguíneo dentro dos pequenos vasos, os quais são responsáveis pelas variações na perfusão do tecido cerebral⁽¹⁰⁾. Por esta razão, o uso do 3D power Doppler para avaliação da circulação no cérebro fetal mostra-se de particular importância, devido ao pequeno diâmetro dos vasos sanguíneos neste território, podendo ser ferramenta importante no estudo de fetos com restrição de crescimento, no intuito de tentar predizer de maneira mais precoce o mecanismo de centralização hemodinâmica fetal.

O objetivo deste estudo foi avaliar a reprodutibilidade intra e interobservador do 3D power Doppler no estudo da vascularização e fluxo sanguíneo do cérebro fetal, tendo como ROI o território da ACM.

MATERIAIS E MÉTODOS

Foi realizado estudo observacional tipo corte transversal envolvendo 20 gestantes normais entre 26 e 34 semanas de gestação, sendo que as gestantes foram selecionadas de maneira aleatória. O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal de São Paulo e todas as participantes da pesquisa assinaram termo de consentimento livre e esclarecido.

Todos os exames ultrassonográficos e aquisição dos volumes tridimensionais foram realizados por um único examinador, com três anos de experiência em ultrassonografia tridimensional, em aparelho Voluson 730 Expert (GE Medical Systems; Zipf, Áustria) equipado com transdutor convexo volumétrico multifrequencial (4 a 7,0 MHz) e com software 4D View versão 9.0 (GE Medical Systems; Zipf, Áustria), por meio do qual foram armazenados e trabalhados os blocos tridimensionais.

Os exames foram iniciados com uma avaliação convencional por ultrassonografia bidimensional, para análise da posição e apresentação fetal, batimentos cardíacos, biometria fetal, estimativa do peso fetal e estudo morfológico do feto, posição e grau placentário, índice de líquido amniótico e dopplervelocimetria convencional das artérias uterinas, umbilical e cerebral média.

O estudo da vascularização do cérebro fetal pelo 3D power Doppler iniciou-se com a identificação do polígono de Willis, com o auxílio do color Doppler bidimensional. Foi então acionado o 3D power Doppler angio-mode, com a janela de varredura 3D compreendendo todo o polígono de Willis. Para uma adequada obtenção do volume tridimensional, a varredura foi realizada na ausência de movimentos fetais e solicitando-se apneia à paciente por alguns segundos. Para obtenção dos volumes, os seguintes presets foram utilizados: frequência de penetração (baixa), potência (1), ganho (50), frequência de quadro (2), sensibilidade (15), densidade (acionado), balanço (16), escala (0,9 kHz) e filtro (1).

Após a captura dos volumes, a imagem tridimensional obtida foi apresentada na forma de três planos ortogonais perpendiculares entre si, chamada de modo multiplanar.

Os volumes tridimensionais adquiridos foram avaliados duas vezes pelo examinador principal, em momentos diferentes, com intervalo de menos de 24 horas, para análise da variabilidade intraobservador. Um segundo examinador, também com três anos de experiência em ultrassonografia tridimensional, executou uma terceira avaliação dos blocos tridimensionais para determinação da variabilidade interobservador. As medidas iniciais não eram conhecidas pelo examinador principal no momento da segunda avaliação e o segundo examinador desconhecia as medidas realizadas pelo examinador principal.

A análise dos blocos tridimensionais para o cálculo dos índices do 3D power Doppler, por ambos os examinadores, foi realizada seguindo os seguintes passos: inicialmente, os três planos obtidos foram explorados para localizar a zona de maior vascularização nas ROIs, usando como referencial o plano axial. A ROI foi o território da ACM mais próximo do transdutor. Foi selecionado o método Virtual Organ Computer-aided AnaLysis (VOCAL), que com auxílio de calibradores de medidas permite determinar a área do cérebro fetal em que os índices vasculares do 3D power Doppler foram analisados. Os calibradores de medidas foram posicionados na base e no ápice da ACM mais próxima do transdutor. Em seguida, foi selecionado o modo esfera, que delimita os contornos da área de interesse previamente calibrados. Após certificar-se de que a ROI foi adequadamente incluída na esfera do tecido cerebral, foi selecionada a tecla VOCAL Shell Histogram, que calculou automaticamente todos os índices vasculares do 3D power Doppler (VI, FI e VFI) (Figura 1). Esta técnica é similar à proposta por Mercé et al.⁽¹¹⁾ para estudo da vascularização placentária, denominada de biópsia vascular.

Os dados obtidos foram introduzidos em planilha do programa Excel 2003 (Microsoft Inc.; Redmond, WA, EUA) e calculados por meio de um programa estatístico específico, o SPSS do Windows versão

15.0 (SPSS Inc.; Chicago, IL, EUA). A reprodutibilidade, que consiste na habilidade de um teste ter o mesmo resultado em diferentes ocasiões pelo mesmo observador (variabilidade intraobservador) ou entre examinadores diferentes (variabilidade interobservador), foi calculada usando-se o coeficiente de correlação intraclasse (CCI) e os gráficos de Bland-Altman⁽¹²⁾. O nível de significância adotado foi de 5% para todos os testes (p < 0,05).

RESULTADOS

Foram avaliadas 20 gestantes com idade entre 25 e 38 anos e média de 31 anos. Os valores de idade gestacional variaram de 26 a 33 6/7 semanas, com média de 29,8 semanas. O número de partos prévios variou de 0 a 4, com média de 2,1 partos.

A estatística descritiva das medidas dos índices vasculares do 3D power Doppler obtidos para o território da ACM está apresentada na Tabela 1.

A variabilidade intraobservador no território da ACM revelou valor de CCI > 0,90 para os três índices, sendo que o FI mostrou a melhor correlação (CCI = 0,999) (Tabela 2). Segundo os gráficos de Bland-Altman, as médias das diferenças da reprodutibilidade intraobservador foram: VI = 0,30 (limites de concordância: -8,4 a 9,0), FI = 0,03 (limites de concordância: -1,43 a 1,49) e VFI = -0,10 (limites de concordância: -9,4 a 9,2) (Figura 2).

A variabilidade interobservador no território da ACM revelou valor de CCI > 0,90 para os três índices, sendo que o FI mostrou a melhor correlação (CCI = 0,999) (Tabela 3). As médias das diferenças para a reprodutibilidade interobservador foram: VI = 1,16 (limites de concordância: -9,1 a 12,4), FI = -0,16 (limites de concordância: -1,85 a 1,53) e VFI = 2,1 (limites de concordância: -7,5 a 11,8) (Figura 3).

DISCUSSÃO

Com o avanço tecnológico na área de diagnóstico por imagem, novos métodos vêm sendo desenvolvidos, no sentido de prover informações adicionais sobre a vascularização e o fluxo sanguíneo de órgãos e estruturas humanas.

O 3D power Doppler é tecnologia recente, que tornou possível quantificar objetivamente a vascularização e o fluxo sanguíneo de estruturas específicas por meio da análise de três índices: VI, FI, VFI⁽⁸⁾. Vários trabalhos utilizaram este método para avaliação da vascularização da placenta⁽¹¹⁾ e de órgãos fetais^(2,6,13,14).

O primeiro estudo para avaliação da vascularização do cérebro fetal pelo 3D power Doppler foi realizado por Chang et al.⁽¹⁾. Esses autores avaliaram 155 gestantes normais entre 21 e 40 semanas, tendo como ROI o polígono de Willis e usando o método VOCAL manual, e mostraram que os índices VI, FI e VFI aumentaram significativamente com a idade gestacional e com os parâmetros biométricos do feto. Foi testada a variabilidade intraobservador apenas em 20 casos selecionados aleatoriamente do total de 155 gestantes, sendo observado alto CCI para os três índices [VI (CCI = 0,95), FI (CCI = 0,93), VFI (CCI = 0,95)].

Bartha et al.⁽¹⁵⁾ também testaram a reprodutibilidade do 3D power Doppler na avaliação da vascularização do cérebro fetal, tendo como ROI todo o cérebro fetal e usando o método VOCAL esfera. Evidenciaram boa reprodutibilidade intraobservador (CCI > 0,85 para VI, FI e VFI) e boa reprodutibilidade interobservador para VI (CCI = 0,92) e VFI (CCI = 0,88), sendo menor para o FI (CCI = 0,67).

Nosso estudo evidenciou boa variabilidade intra e interobservador para uso do 3D power Doppler na avaliação da vascularização do cérebro fetal, com CCI > 0,90 para os índices VI, FI e VFI, sendo estes achados concordantes com os estudos de Chang et al.⁽¹⁾ e Bartha et al.⁽¹⁵⁾. Entretanto, observamos melhor concordância interobservador para o FI (CCI = 0,999) quando comparado ao obtido por Bartha et al.⁽¹⁵⁾ (CCI = 0,67). Acreditamos que isto se deve ao fato de termos estudado apenas o território da ACM, enquanto Bartha et al.⁽¹⁵⁾ utilizaram como ROI todo o cérebro fetal.

De fato, escolhemos como ROI o território da ACM, por ser o principal ramo da artéria carótida interna e responder por 80% do fluxo sanguíneo para os hemisférios cerebrais. Sabe-se que o polígono de Willis é a principal estrutura vascular responsável pela distribuição do fluxo sanguíneo para o cérebro fetal⁽¹⁾. Todavia, sendo o 3D power Doppler muito sensível e os índices vasculares derivados deste método sujeitos a efeito da atenuação sonora pela profundidade⁽¹⁶⁾, torna-se difícil avaliar toda a estrutura do polígono de Willis, especialmente em idades gestacionais mais avançadas, em razão de movimentos fetais e respiração materna. Por este motivo, optamos por realizar o estudo somente do território da ACM mais próximo ao transdutor, minimizando desta forma os efeitos da atenuação do feixe sonoro e de artefatos de imagens.

Utilizamos técnica similar à descrita por Mercé et al.⁽¹¹⁾ na avaliação da vascularização placentária, denominada de biópsia vascular. Este método consiste em se determinar uma esfera da ROI pelo VOCAL, como um volume representativo de toda a estrutura, e pelo histograma calcular os índices VI, FI e VFI. Um outro estudo realizado pelo mesmo grupo demonstrou boa reprodutibilidade para esta técnica, com CCI > 0,85 para todos os índices do 3D power Doppler⁽¹⁷⁾.

Optamos pelo uso do método VOCAL esfera, pois reduz a variabilidade associada com o método manual⁽¹⁷⁾, além de possibilitar a revisão de todos os planos da esfera e, assim, confirmar se o vaso está presente em todos eles⁽⁶⁾.

Nardozza et al.⁽⁶⁾, aplicando técnica similar à da biópsia vascular descrita por Mercé et al.⁽¹¹⁾ e adotando como ROI o território da ACM, semelhantemente ao realizado em nosso trabalho, avaliaram 90 gestantes normais entre 26 e 35 semanas e evidenciaram baixa correlação dos índices VI, FI e VFI com a idade gestacional, concluindo ser técnica prática, rápida e de fácil execução, porém, não testaram sua reprodutibilidade.

Testamos a reprodutibilidade intra e interobservador do método a partir de volumes previamente colhidos e armazenados por um único observador. Não foi testada, portanto, a reprodutibilidade de todo o procedimento, desde a aquisição do volume.

De acordo com Järvelä et al.⁽¹⁸⁾, existem dois modos possíveis de analisar a confiabilidade envolvendo o uso da técnica tridimensional: pela aquisição do volume tridimensional e mediante o cálculo do volume após definição do contorno pelo VOCAL (volumes arquivados), de modo que a confiabilidade na aquisição do volume tridimensional está diretamente relacionada ao nível de confiança em se realizar precisamente a definição do contorno de onde será calculado o volume⁽¹⁹⁾. Além disso, segundo Raine-Fenning et al.⁽²⁰⁾, a aquisição de dados é muito mais sujeita à incerteza de resultados do que uma série de medições de qualquer dado, particularmente em exames dopplervelocimétricos.

Diversos estudos avaliaram a reprodutibilidade de medições por intermédio do programa VOCAL, incluindo os índices do 3D power Doppler, a partir de dados coletados por um único observador e que foram posteriormente analisados por diferentes observadores^(1,15,18-21). Com base nisso, consideramos a importância dos nossos achados, bem como a sua confiabilidade.

CONCLUSÃO

A circulação cerebral pode ser avaliada pelo 3D power Doppler, com a técnica da biópsia vascular para estudo do território da ACM, mostrando ser uma técnica prática, de fácil execução e com boa reprodutibilidade intra e interobservador.

Recebido para publicação em 17/7/2010.

Aceito, após revisão, em 7/10/2010.

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Trabalho realizado no Setor de Ultrassonografia Tridimensional do Departamento de Obstetrícia da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), São Paulo, SP, Brasil.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  07 Jan 2011
• Data do Fascículo
  Dez 2010

Histórico

• Recebido
  17 Jul 2010
• Aceito
  07 Out 2010