Efectos de la impresión 3D en la planificación quirúrgica de las cardiopatías congénitas / Impact of 3D printing in surgical planning of congenital heart disease

Resumen Introducción: Los defectos cardíacos congénitos constituyen el 30% de todas las anomalías congénitas. La prevalencia es de 8/1,000 recién nacidos vivos, sin predominio de género. Para una planificación quirúrgica óptima es esencial una evaluación precisa de la anatomía en los defectos cardíacos congénitos. Las modalidades de imagen como el ecocardiograma, la angiografía por cateterismo cardíaco, la tomografía computarizada (TC) o la resonancia magnética (RM) se utilizan de forma regular para el diagnóstico de las cardiopatías congénitas. Estos métodos pueden proporcionar reconstrucciones virtuales en reconstrucción volumétrica o 3D, pero no réplicas táctiles reales de la anatomía cardíaca. Objetivo: Realizar modelos de corazón impresos en 3D con la finalidad de proporcionar réplicas táctiles 3D reales de la anatomía cardíaca para visualizar de forma detallada todas las perspectivas posibles de las estructuras extracardíacas o intracardíacas. Métodos: Los datos de la imagen se obtuvieron en formato DICOM, se editaron en el paquete de software "3D slicer 4.3" y se exportaron para la impresión en formato de archivo (.stl). Resultados y conclusiones: Con la impresión 3D se puede evaluar de forma detallada la anatomía intracardíaca y extracardíaca con modelos cardíacos en tiempo real. Esta técnica es de gran utilidad, sobre todo en los defectos cardíacos congénitos complejos, ya que permite hacer una planificación precisa del procedimiento quirúrgico.

Abstract Introduction: Congenital heart disease makes up for 30% of all congenital anomalies. The prevalence is 8/1,000 live newborns, without predominance of gender. Imaging methods such as echocardiography, angiography, computed tomography or magnetic resonance imaging must be routinely used in congenital heart disease. The mentioned methods can provide virtual reconstructions in volumetric reconstruction or in three dimensional (3D), but only 3D-printed heart models can provide real 3D tactile replicas of cardiac anatomy. Objective: To make 3D printed heart models in order to provide real 3D tactile replicas of the cardiac anatomy that allow a detailed visualization from all possible perspectives, either of extracardiac or intracardiac structures. Methods: This information is useful for surgical decision making, especially in patients with complex cardiac defects. DICOM, edited in a software package "3D slicer 4.3" and exported for printing in file format (.stl). Results and conclusions: With 3D printing, the intracardiac and extracardiac anatomy can be evaluated in detail with real-scale cardiac models of the patient, avoiding unexpected findings. This technique is very useful especially in complex congenital heart defects, since it allows precise planning of the surgical procedure.

Importancia de la cuantificación del flujo coronario mediante PET, en pacientes con enfermedad trivascular / The importance of myocardial blood flow quantification with positron emission tomography (PET) in patients with three-vessel disease

El estudio de perfusión miocárdica mediante tomografía computada por emisión de fotón único es una técnica ampliamente aceptada con alta sensibilidad y especificidad. Una de las limitaciones de esta técnica es el diagnóstico de enfermedad trivascular, debido al fenómeno de hipoperfusión global balanceada. La adición de los estudios con tomografía por emisión de positrones, permite no sólo el análisis de la perfusión y de la función ventricular, sino también la cuantificación del flujo coronario en mL/g/min de tejido miocárdico y por lo tanto, la determinación de la reserva de flujo coronario, la cual se ha relacionado claramente con la presencia de estenosis coronaria. El propósito de este trabajo es demostrar a través de un caso clínico y revisión de la literatura médica, la importancia del estudio del flujo coronario de forma no invasiva en los pacientes con enfermedad trivascular.

The study of patients with coronary artery disease by means of gated SPECT has been well established. One of the major limitations of this technique is the detection of myocardial perfusion defects in the presence of multivessel or three-vessel coronary artery disease due to balanced ischemia. Quantification of myocardial blood flow by positron emission tomography allows not only to study cardiac perfusion and function but also to determine the coronary flow reserve which has a better correlation with significant stenosis in patients with trivascular disease. The aim of this study was to demonstrate through a case report and literature review the importance of performing quantification of coronary blood flow in this group of patients.

Relación entre los hallazgos electrocardiográficos y de resonancia magnética en la fase aguda del infarto miocárdico / Relationship between the ECG and MRI findings in acute myocardial infarction

Objetivo: Evaluar la relación que existe entre las derivaciones electrocardiográficas que presentan elevación del segmento ST y los segmentos miocárdicos, que presentan edema en el estudio de resonancia magnética, en la fase aguda del infarto. Métodos: Se incluyeron en el estudio 91 pacientes con un primer infarto agudo del miocardio y elevación del ST (IAMCEST), que recibieron tratamiento de reperfusión en las primeras 12 horas de inicio de los síntomas y a quienes se les realizó resonancia magnética cardiovascular (RMC) entre el primero y el séptimo día del infarto. Se analizó el círculo torácico electrocardiográfico tomado al momento del ingreso hospitalario del paciente para identificar las derivaciones con elevación del S T. En el estudio de RMC (con la secuencia T2) se identificaron los segmentos miocárdicos con edema. Se determinó cuales derivaciones electrocardiográficas tuvieron la mejor sensibilidad y especificidad en la detección de lesión miocárdica por segmento edematizado. Resultados: Las derivaciones electrocardiográficas con mejor sensibilidad para la detección de lesión por segmento con edema fueron: segmento anterior y anteroseptal en tercio basal: V2; infero-septal basal: DIII y aVF; inferior e ínfero-lateral basal: DIII; antero-lateral basal: V7-V9; anterior y antero-septal en tercio medio: V2 y V3; ínfero-septal, inferior e ínfero-lateral en tercio medio: DIII y aVF; antero-lateral en tercio medio: V2 y V8, anterior y septal tercio apical: V2-V4; inferior y lateral apical DII, DIII y aVF; ápex: V2-V4. Conclusiones: Las derivaciones del electrocardiograma de superficie con elevación del ST detectan la presencia de lesión subepicárdica, que corresponde a edema miocárdico (definido como aquel segmento con hiperintensidad en la secuencia T2-pesado). Lesión y edema se deben a despolarización diastólica parcial de las fibras miocárdicas en el infarto miocárdico agudo.

Objective:To evaluate the agreement between de ECG leads with ST elevation and the myocardial segments that present myocardial edema in the MRI study, in patients with acute myocardial infarction. Methods: There were included 91 patients with a first ST elevation myocardial infarction (STEMI) with reperfusion therapy during the first 12 hours of onset symptoms, in whom a Cardiovascular Magnetic Resonance (CMR) was done (mean 3 day after the ischemic event). Among the ECG leads (thoracic circle), there were identified those with ST higher elevation. In the CMR there were evaluated the myocardial segments with edema (T2-weighted sequence with hyperintensity). Results:The ECG leads with the best sensibility in the detection of injury, corresponding to cellular edema, were: basal anterior and anteroseptal: V2; basal inferoseptal LIII and aVF; basal inferior and inferolateral: LIII; basal anterolateral V7-V9; mid anterior and anteroseptal:V2 and V3; mid inferoseptal, inferior and inferolateral: LIII and aVF; mid anterolateral V2 and V8; apical anterior and septal: V2-V4; apical inferior and lateral: LII, LIII and aVF; apex: V2-V4. Conclusions:The surface ECG leads with higher ST elevation corresponded to the myocardial segments with more important edema (defined as someone with hyperintensity in the T2-weighted MRI sequence).

Determinación de actividad inflamatoria en pacientes con arteritis de Takayasu mediante tomografía por emisión de positrones (PET) / PET evaluation of inflammatory process in Takayasu's arteritis

Objetivos: Determinar la aplicación que tiene la tomografía por emisión de positrones en el seguimiento de pacientes con arteritis de Takayasu con actividad inflamatoria y su correlación con los criterios clínicos establecidos. Métodos: Se incluyeron 35 pacientes con diagnóstico de arteritis de Takayasu. Se determinó velocidad de sedimentación globular, proteína C reactiva, biometría hemática, así como, fibrinógeno y se aplicaron los criterios clínicos de actividad. Se realizó tomografía por emisión de positrones basal de los pacientes positivos para actividad inflamatoria, todos recibieron tratamiento farmacológico. De forma aleatoria se incluyó a 10 pacientes que posterior al tratamiento durante seis meses se les realizó un nuevo estudio clínico y una tomografía por emisión de positrones para determinar actividad inflamatoria. Se compararon los criterios clínicos con tomografía por emisión de positrones tanto del estudio basal como el de seguimiento. Resultados: Los criterios clínicos tuvieron una sensibilidad de 63% y especificidad de 90% para demostrar actividad inflamatoria en forma basal. La sensibilidad de los criterios clínicos disminuyó posterior al tratamiento hasta 27%, en donde se observó que pacientes aparentemente inactivos por clínica, continuaban activos por tomografía por emisión de positrones. Discusión: Éste es el primer estudio que compara de manera prospectiva los hallazgos de tomografía por emisión de positrones antes y después del tratamiento para actividad inflamatoria en pacientes con arteritis de Takayasu. Los criterios clínicos carecen de sensibilidad para la detección de actividad inflamatoria en el seguimiento posterior al tratamiento. Conclusiones: El tomografía por emisión de positrones es una técnica de diagnóstico con una alta sensibilidad y especificidad para el diagnóstico y seguimiento de pacientes con arteritis de Takayasu y actividad inflamatoria.

Objective: To determine the application of PET in monitoring patients with Takayasu's arteritis (TA) with inflammatory activity (IA) and its correlation with established clinical criteria. Methods: 35 patients diagnosed with TA were enrolled. Determination of erythrocyte sedimentation rate, C-reactive protein, fibrinogen and a complete blood count was performed and clinical criteria of activity were applied. A baseline PET was performed in all patients. Those who were positive for IA received drug treatment. Among the group of active patients, ten were randomized to undergo another PET scan and clinical criteria determination to evaluate inflammatory activity after 6 months of treatment. We compared clinical criteria with PET capacity to determine IA. The results between the initial and final PET were finally compared. Results: Clinical criteria had a sensitivity of 63% and a specificity of 90% to show IA. Sensitivity decreased after 6 months of treatment to 27%. Discussion: This is the first prospective study that compares the findings of PET before and after treatment for IA in patients with TA. Clinical criteria lack sensitivity for the detection of IA in the follow-up after treatment. Conclusions: PET is a diagnostic technique with high sensitivity and specificity for the diagnosis and monitoring of patients with TA and inflammatory activity.

Importancia del binomio corazón-cerebro en el manejo integral de las cardiopatías congénitas / Importance of the heart-brain binomial in the management of congenital heart disease

Se presenta el caso de un lactante de dos meses con una cardiopatía congénita compleja del tipo coartación aórtica con comunicación interventricular asociada a un trastorno de migración celular cerebral. El manejo consistió en la corrección de la cardiopatía congénita en dos tiempos quirúrgicos sin haber profundizado en la evaluación neurológica preoperatoria. El paciente desarrolló múltiples complicaciones perioperatorias que incluyeron paro cardiaco en dos ocasiones, reconexiones consecutivas a circulación extracorpórea, tamponamiento cardiaco, quilotórax y choque séptico. Concomitante a las complicaciones postoperatorias, se realizó una evaluación neurológica secundaria bajo un protocolo de abordaje neurológico que consistió en electroencefalografía, resonancia nuclear magnética y tomografía por emisión de positrón (SPECT). De esta forma se detectó paquigiria con microgiria y se sospechó trastorno de migración celular cerebral. La evolución final fue hacia el deceso por falla multisistémica y la autopsia confirmó la patología neural, así como el pobre pronóstico para la función y la vida. De haberse considerado en el preoperatorio un estudio integral que incluyera el binomio corazón-cerebro, el planteamiento terapéutico podría haberse modificado.

A case of a two month infant with complex congenital heart disease (aortic coarctation with ventricular septal defect) associated to a cellular brain migration failure is presented. The management strategy consisted on the correction of congenital heart disease by means of a two-stage surgery without a further preoperative evaluation of the neurological status. The patient developed several perioperative complications such as two episodes of cardiac arrest, reconnection to cardiopulmonary bypass, cardiac tamponade, chilothorax and septic shock. A neurological protocol consisting in electroencephalography, brain magnetic resonance and Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) was practiced during the postoperative period, which detected microgyria with paquigyria and a cellular brain migration failure was suspected. The final outcome was death due to multisystemic failure and the autopsy confirmed the neurological disease, as well as poor life function prognosis. Should the heart-brain binomial had been considered in an integral preoperative evaluation, the therapeutical approach could have been modified.

El impacto de la detección de disfunción endotelial en la aterosclerosis: estudio mediante tomografía por emisión de positrones / Impact of the detection of endothelial dysfunction in atherosclerosis: Assessment by positron emission tomography

El endotelio juega un papel importante en la regulación del líquido intracelular, la permeabilidad vascular, en la modulación del tono vascular focal y la angiogénesis. La disfunción endotelial se manifiesta por la pérdida de la capacidad del endotelio de modular el comportamiento fisiológico del lecho vascular y actualmente se considera un marcador pronóstico de la enfermedad arterial coronaria. La relevancia de estudiar la disfunción endotelial radica en que ésta se ha observado en diversas patologías como diabetes mellitas (DM), dislipidemia, hipertensión arterial sistémica, tabaquismo o en enfermedades inmunológicas como síndrome antifosfolípido y lupus eritematoso sistémico. La Tomografía por Emisión de Positrones (PET) es un método no invasivo que permite cuantificar en términos absolutos el flujo miocárdico en reposo, esfuerzo y durante la estimulación adrenérgica, siendo considerado en la actualidad el estándar de oro para valorar la función endotelial. Por lo tanto el PET es una herramienta diagnóstica muy útil en identificar a los pacientes con disfunción endotelial y en evaluar la respuesta a la terapia administrada en enfermedades que se acompañen de ésta. Permitiendo un control óptimo y prevención de eventos adversos de estas enfermedades.

The endothelium plays an important role in the regulation of the intracellular fluid, vascular permeability, and modulation of vascular focal tone and angiogenesis. Endothelial dysfunction is manifested by the loss of the endothelium ability to modulate physiology changes in its vascular bed, and actually it is considered a prognostic marker of coronary artery disease. The relevance of assessing endothelial dysfunction relies in that it has been observed in different pathologies like DM, dyslipidemia, hypertension, tabaquism and in immunologic diseases like antiphospholipid syndrome and systemic lupus. PET is a non invasive method that allows the absolute quantification of myocardial blood flow during rest, stress and adrenergic stimulation, which allows to asses endothelial function. Therefore PET is a useful diagnostic technique to identify patients with endothelial dysfunction, and in the assessment of its response to administered therapy, allowing an optimal control and prevention of secondary adverse events of these diseases.

Efecto del tratamiento combinado con metformina/glimepirida sobre la función endotelial en pacientes con diabetes mellitus tipo 2 evaluados mediante PET / Effects of the combined treatment with Metformin/Glimepiride on endothelial function of patients with type 2 diabetes mellitus: a positron emission tomography (PET) evaluation study

The purpose of this study was to determine the effect of treatment, with Metformin alone or with the combination of Glimepiride/Metformin, on coronary endothelial function in asymptomatic patients with recently diagnosed type 2 diabetes mellitus (DM) Methods: 16 asymptomatic patients with type DM2 and 15 healthy controls (HC) were studied. At baseline and after treatment, myocardial blood flow (MBF) was measured with 13N-ammonia Possitron Emission Tomography (PET) at rest, during cold pressor testing (CPT) and during pharmacologic stress with adenosine. The endothelial dependent vasodilation index (EDVI), myocardial flow reserve (MFR) and the percentage of the change between rest MBF and CPT MBF (%deltaMBF) were calculated as markers of endothelial function. MBF was normalized to the rate pressure product (RPP). RESULTS: EDVI and %deltaMBF were significantly lower in diabetic patients before treatment in comparison with HC demonstrating endothelial dysfunction in the former. Treatment with Glimepiride/Metformin significantly increased EDVI and %deltaMBF in diabetic patients from baseline, thus showing an improvement in coronary endothelial function.

Estenosis aórtica pura y resonancia magnética en el adulto / Pure aortic stenosis and magnetic resonance in adult patients

OBJECTIVE: To evaluate the utility of the cardiovascular magnetic resonance imaging (cMRI) for quantify the aortic area in adult patients with pure aortic stenosis (AS). METHOD: Comparative cross-sectional study, blinded, in patients with AS, without another valvular pathology associated. A transthoracic echocardiogram (TTE) and cMRI were performed, in all of them. Results were analyzed by Student t test and ji-square, considering significant values p < 0.05. Bayesian analysis and ROC curve, for the determination of the disease severity. RESULTS: No were significant differences with respect to quantification of the speed of transvalvular flow between both methods (TTE 4.593 +/- 0.9114 m/s vs. cMRI 4.233 +/- 0.6894 m/s, p = 0.080), nor the ejection fraction (TTE 54.27 +/-16.451 vs. cMRI 48.40 +/-17.332, p = 0.760). The cMRI seems to underestimate the maximum and medium gradients compared with the TTE, in 12.53 mm Hg and 10.07 mm Hg respectively. The sensitivity for the diagnosis of severe aortic stenosis is 90% with specificity 80%. CONCLUSIONS: The cMRI is a useful diagnostic method for the evaluation of patients with pure aortic valve stenosis, as good as TTE. cMRI can to be a diagnostic alternative in cases with limitations to TTE.

Tomografía computada multidetector de arterias coronarias: estado del arte. Parte I: aspectos técnicos / Computer multidetector tomography of coronary arteries: state-of-the-art. Part 1: technical aspects

The study of atherosclerotic disease in coronary arteries is fundamental since it is the first cause of death in the Western hemisphere. The gold standard for its diagnosis is invasive angiography, but it contributes to an increase in costs for this group of patients. Nowadays fourth generation computed tomography (CT) equipments can construct acquisition data of up to 256 images in only 400 milliseconds (ms), which is 900 to 1000 times faster than first generation apparatus. CT multidetector (CTMD) is the noninvasive choice diagnosis method for a vascular evaluation of the thorax. Its role in the study of the heart was limited, but today it is possible to obtain three-dimensional heart and whole body images in only seconds. CTMD is a fast, low-cost, noninvasive method that generates cardiac and extra cardiac images without adjacent structure interference. The higher temporal resolution due to an increase of the gantry's rotation and new reconstruction algorithms, as well as its higher spatial resolution and elevated time acquisition due to the presence of more detectors, have permitted CTMD to give significantly better and precise diagnosis of coronary arteries.

Alivio inmediato de la insuficiencia cardíaca en la coartación de la aorta posterior a la aortoplastía con stent, y mejoría absoluta, posterior a la operación de Bentall y de Bono. (Presentación de un caso) / Extreme aortic coarctaction, severe aortic regurgitation and heart failure relieved immediately after stent aortoplasty, and complete resolution through Bental/de Bono surgical repair

When aneurysm of the root of aorta, bicuspid aorta valve and coarctation coexist, surgical repair involves technical problems. We present the case of a patient in whom initial correction of the coarctation was made by means of interventional treatment, with an impressive and practically immediate resolution of heart failure. In a second intervartional, the aortic root pathology was corrected through the Bentall and de Bono's surgical technique. We present the short- and mid-term results. In addition this case demostrates the little well-know fact, that the patients with bicuspid aorta also have cystic media degeneration of the wall of the aorta.

Efecto del extracto de nopal sobre lípidos y lipoproteínas en hipercolesterolemia moderada / The effect of prickly pear cactus extracts on lipids and lipoproteins in moderate hypercholesterolemia

Estudios epidemiológicos han encontrado asociación entre el consumo de dietas altas en fibra y la disminución en el riesgo para enfermedad car-diovascular. El extracto aislado de nopal (Opuntia fuliginosa) disminuye notablemente el colesterol de LDL en roedores alimentados con dietas altas en colesterol. Conocer la eficacia y seguridad de ese producto en humanos con hipercolestero-lemia moderada constituyó el objetivo de este estudio. El diseño fue aleatorio, doble ciego y controlado con placebo; para ello se analizaron 18 pacientes no diabéticos con colesterol total entre 200 y 300 mg/dL. Después de un periodo de dieta fase I, nueve pacientes recibieron extracto de nopal (3 g tid) y nueve, placebo. En el grupo con extracto existió tendencia a disminución en el colesterol de LDL (-8 por ciento) y triglicéridos (-10 por ciento), y aumento en el colesterol de HDL (+7 por ciento) y apolipoproteína A-I (+4 por ciento); estas diferencias no alcanzaron significado estadístico, a diferencia de las disminuciones de colesterol total (-6 por ciento, p < 0.05), apolipoproteína B (-11 por ciento, p < 0.05) y glucosa (-12 por ciento, p < 0.05). Estos resultados sugieren que la administración de 9 g/día de extracto aislado de nopal mejora el perfil lipídico de pacientes con hipercolesterolemia moderada, pero posiblemente se necesitan mayores dosis para observar un beneficio clínico.