Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10451/20369
Título: Doppler flow pattern in patients with aortic coarctation
Autor: Cordeiro, Susana Cristina Oliveira
Orientador: Gomes, João
Anjos, Rui
Palavras-chave: Coartação
Gradientes invasivos
Rigidez arterial
Teses de mestrado - 2015
Data de Defesa: 2015
Resumo: A coartação da aorta (CoAo) é uma cardiopatia congénita caracterizada pelo estreitamento de um segmento da aorta torácica ou abdominal, mais frequentemente localizada no istmo aórtico. O Doppler codificado a cor e o Doppler espectral são ferramentas utilizadas no ecocardiograma transtorácico de rotina que permitem a avaliação do fluxo sanguíneo na aorta descendente. Em pessoas sem cardiopatia, o padrão de fluxo Doppler na aorta descendente apresenta uma velocidade máxima inferior a 2 metros por segundo e o fluxo ocorre apenas em sístole. Em doentes com CoAo, o padrão de fluxo Doppler apresenta um aumento da velocidade de fluxo sanguínea na aorta descendente e, em alguns casos, exibe uma persistência de fluxo em diástole, denominada extensão diastólica. A gravidade da doença tem sido avaliada de forma invasiva, semi-invasiva ou com técnicas mais complexas, estudando a relação entre o diâmetro da CoAo e o diâmetro da aorta ao nível do diafragma (CoAo/DAo). No estudo de Carvalho et al. (1990), que utilizou a variável CoAo/DAo calculada por angiografia como referência padrão de gravidade da doença, o estudo por Doppler demonstrou ser mais eficaz em avaliar a gravidade da CoAo quando as quantificações Doppler sistólicas e diastólicas foram consideradas em conjunto. No estudo de Tan et al. (2005), utilizando a variável CoAo/DAo obtida por ressonância magnética e estudos Doppler antes e após implantação de stent, a velocidade de fluxo Doppler diastólica na onda T permitiu prever a gravidade da CoAo. Apesar da relação entre quantificações diastólicas do padrão de fluxo Doppler e a gravidade da CoAo ter sido descrita anteriormente, estudos prévios não utilizaram os gradientes invasivos. Inicialmente pensou-se que a persistência de fluxo em diástole na aorta descendente de doentes com CoAo dependia apenas da gravidade da CoAo. Estudos prévios in-vitro (Tacy et al., 1999) e com modelos computacionais (DeGroff et al., 2003) sugeriram que a rigidez arterial deve ser considerada na avaliação de doentes com CoAo, visto que a extensão diastólica aumenta quando a rigidez arterial diminui. Assim, é objetivo desta dissertação descrever a relação entre o padrão de fluxo Doppler da CoAo, os gradientes invasivos da CoAo e a rigidez arterial, num grupo selecionado de doentes, utilizando modelos de regressão. Cinquenta estudos foram obtidos em 31 doentes (14 mulheres, 21.5±15.5 anos de idade). Em 19 doentes, foram realizadas avaliações antes e após intervenção percutânea (dilatação com balão e/ou implantação de stent). Nos 50 estudos obtidos, 12 foram apenas de diagnóstico, 19 foram prévios à intervenção percutânea e 19 foram obtidos após a intervenção percutânea. Foram medidos os gradientes sistólicos invasivos (Sgrad) no cateterismo cardíaco. Por ecocardiograma transtorácico foram avaliados vários parâmetros de Doppler obtidos na altura do procedimento invasivo, que incluíram o gradiente de Doppler corrigido (Dgrad), a velocidade diastólica no final da onda T (DVT), a velocidade em telediástole (DVQ), os tempos de hemipressão sistólicos e diastólicos (SHPTc e DHPTc) e a velocidade runoff (VRc – tempo para a velocidade decrescer do seu valor máximo até 33%). VRc, SHPTc e DHPTc foram corrigidos com a fórmula de Bazett para normalizar as medições de tempos para diferentes valores de frequência cardíaca. A rigidez arterial foi estimada através da medição da velocidade da onda de pulso (PWV - pulse wave velocity) entre as artérias carótida e radial direita, por tonometria. Através de regressão linear simples, Sgrad apresentou relação com Dgrad, DVT, DVQ, SHPTc, DHPTc e VRc (p<0.01). O modelo de regressão linear múltipla foi obtido, resultando na formula Sgrad=−4.61+0.75×Dgrad+0.06×DHPTc. Apesar de Dgrad ter como objetivo estiar o valor que Sgrad por ecocardiografia, o modelo de regressão linear múltipla demonstrou que as variáveis que devem ser utilizadas para prever Sgrad são Dgrad e DHPTc. Este modelo apresentou um melhor ajustamento aos dados comparando com o modelo que inclui apenas a variável Dgrad (R2 = 0.77 incluindo Dgrad e DHPTc versus R2 = 0.74 incluindo apenas Dgrad), demonstrando que DHPTc resolve parte da imprecisão de Dgrad em prever Sgrad. Foi criada uma variável binária Sign onde Sign = 0 se Sgrad apresentasse valores inferiores a 20 mmHg e Sign = 1 se Sgrad apresentasse valores iguais ou superiores a 20 mmHg. O modelo de regressão logística múltipla foi obtido, resultando na formula 𝐿𝑛(𝑝𝑆𝑖𝑔𝑛1−𝑝𝑆𝑖𝑔𝑛)=−4.70+0.12×Dgrad+0.06×DHPTc−0.0008×Dgrad×DHTPc. Porque a consequência de uma CoAo não tratada tem um impacto significativo na saúde do doente, foi escolhido o cutoff de 0.34 para 𝐿𝑛(𝑝𝑆𝑖𝑔𝑛1−𝑝𝑆𝑖𝑔𝑛) que resultou em 96% de sensibilidade e 74% de especificidade para este modelo, ou seja apenas 4% de falsos negativos e 26% de falsos positivos. Para os doentes identificados como falsos positivos no modelo de regressão logística proposto, a consequência é apenas a realização de um cateterismo de diagnóstico que tem baixa probabilidade de complicações. Os estudos prévios que demonstraram o efeito da rigidez arterial no padrão de fluxo Doppler simularam esse efeito para CoAo com o mesmo grau de severidade. Posto isto, foi estudada a relação de PWV com as restantes variáveis na amostra inteira e em grupos selecionados de doentes. Como esperado, não foi encontrada relação significativa entre PWV e as restantes variáveis nos 28 doentes em que foi obtida medição de PWV (em 22 doentes não foi obtida medição de PWV). Através de análise gráfica, o grupo com Sgrad inferior a 30 mmHg foi selecionado (19 doentes). Para avaliar a relação entre PWV e DHPTc neste grupo, foi obtida uma nova variável DTail com DTail = 0 se DHPTc fosse também igual a zero e DTail = 1 se DHPTc apresentasse valores superiores a zero. Neste grupo com Sgrad inferior a 30 mmHg, verificou-se uma correlação negativa entre DTail e PWV através do modelo de regressão logística com a formula 𝐿𝑛(𝑝𝐷𝑇𝑎𝑖𝑙1−𝑝𝐷𝑇𝑎𝑖𝑙)=6.69−0.94×PWV, com p=0.05 para o teste da razão de verosimilhanças. Este modelo prevê que para cada redução de 1 metro por segundo da PWV, existe uma probabilidade 2.57 vezes maior para DTail = 1, no grupo de doentes com Sgrad inferior a 30 mmHg. Este achado é concordante com os estudos prévios in-vitro e com modelos computacionais. Uma artéria com menor rigidez aumenta de diâmetro quando a onda de pulso a atravessa e depois regressa ao diâmetro basal. Na presença de CoAo, este retorno ao diâmetro basal no início da diástole pode ser o responsável pelo fluxo sanguíneo tardio que resulta na extensão diastólica. Por outro lado, uma artéria com maior rigidez não sofre o aumento de diâmetro fisiológico quando a onda de pulso a atravessa. Assim, a ausência de extensão diastólica em doentes com CoAo significativa pode ser devido a uma rigidez arterial aumentada. A relação significativa entre PWV e DTail sugere que a rigidez arterial reduzida pode contribuir para persistência de fluxo em diástole, sobretudo em doentes com CoAo ligeira ou moderada. Em doentes com CoAo grave, o obstáculo significativo parece induzir per se a presença de extensão diastólica, seja o PWV baixo ou elevado. Em suma, Dgrad e DHPTc são variáveis obtidas por Doppler espectral no ecocardiograma que podem ser utilizadas para prever o gradiente invasivo da CoAo, Sgrad. Em doentes com CoAo ligeira a moderada, a rigidez arterial parece influenciar o valor de DHPTc visto valores mais elevados de DHPTc serem mais prováveis em doentes com menor rigidez arterial. Estes resultados foram obtidos pela aplicação de modelos de regressão que permitiram construir fórmulas matemáticas que podem ser utilizadas ao estudar os doentes com CoAo.
Patients with coarctation of the aorta (CoAo) often show a Doppler flow pattern with diastolic flow in the descending aorta. The effect of arterial stiffness on CoAo flow pattern was described in-vitro and with computer models. Study of Doppler flow patterns may provide helpful data to support the decision of CoAo treatment. Fifty studies were obtained in 31 patients (14 women, 21.5±15.5 years of age). In 19 patients, studies were performed before and after intervention. Systolic invasive gradients were measured (Sgrad). Doppler parameters measured at the time of invasive evaluation, included Doppler corrected gradient (Dgrad), diastolic velocity at end of T wave (DVT), end diastolic velocity (DVQ), systolic and diastolic half pressure times (SHPTc and DHPTc) and velocity runoff (VRc). Arterial stiffness was assessed by measuring pulsed wave velocity (PWV) between right carotid and radial arteries. With simple regression models, Sgrad showed correlation with Dgrad, DVT, DVQ, SHPTc, DHPTc and VRc (p<0.01). The best multiple linear regression model provided the formula Sgrad=−4.61+0.75×Dgrad+0.06×DHPTc (R2=0.77). A binary variable named Sign were Sign=0 if Sgrad<20 mmHg and Sign=1 if Sgrad≥20 mmHg was created. The best multiple logistic regression model provided the formula 𝐿𝑛(𝑝𝑆𝑖𝑔𝑛1−𝑝𝑆𝑖𝑔𝑛)=−4.70+0.12×Dgrad+0.06×DHPTc−0.0008×Dgrad×DHTPc. A cutoff value of 0.34 for 𝐿𝑛(𝑝𝑆𝑖𝑔𝑛1−𝑝𝑆𝑖𝑔𝑛) resulted in a sensibility of 96% and specificity of 74% for this model. A variable named DTail was obtained with DTail=0 if DHPTc=0 and DTail=1 if DHPTc>0. In the group with Sgrad below 30mmHg, a negative correlation was found between DTail and PWV (p=0.05) suggesting that low aortic stiffness may contribute to persistent diastolic flow in the descending aorta. Doppler systolic and diastolic parameters correlated well with severity of CoAo. In mild to moderate CoAo, Doppler diastolic flow in the descending aorta was more likely in patients with lower arterial stiffness.
Descrição: Tese de mestrado em Bioestatística, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2015
URI: http://hdl.handle.net/10451/20369
Designação: Mestrado em Bioestatística
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