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. 2020 Nov 1;115(5):987–1005. [Article in Portuguese] doi: 10.36660/abc.20201122
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Posicionamento sobre Indicações da Ecocardiografia em Cardiologia Fetal, Pediátrica e Cardiopatias Congênitas do Adulto – 2020

Samira Saady Morhy 1, Silvio Henrique Barberato 2,3, Alessandro Cavalcanti Lianza 1,4,5, Andressa Mussi Soares 6, Gabriela Nunes Leal 1,4,5,7, Ivan Romero Rivera 8, Marcia Ferreira Alves Barberato 2, Vitor Guerra 9, Zilma Verçosa de Sá Ribeiro 10,11, Ricardo Pignatelli 12, Carlos Eduardo Rochitte 13, Marcelo Luiz Campos Vieira 1,13
PMCID: PMC8452202  PMID: 33295472

Realização: Departamento de Imagem Cardiovascular (DIC) da Sociedade Brasileira de Cardiologia (SBC) e Sociedad de Imágenes Cardiovasculares de Sociedad Interamericana de Cardiología (Sisiac, Siac)

Conselho de Normatizações e Diretrizes (2020-2021): Brivaldo Markman Filho, Antonio Carlos Sobral Sousa, Aurora Felice Castro Issa, Bruno Ramos Nascimento, Harry Correa Filho, Marcelo Luiz Campos Vieira

Coordenador de Normatizações e Diretrizes (2020-2021): Brivaldo Markman Filho

Editora Coordenadora: Samira Saady Morhy

Coeditores: Silvio Henrique Barberato, Carlos Eduardo Rochitte, Marcelo Luiz Campos Vieira

Declaração de potencial conflito de interesses dos autores/colaboradores do Posicionamento sobre Indicações da Ecocardiografia em Cardiologia Fetal, Pediátrica e Cardiopatias Congnitas do Adulto – 2020
Se nos últimos 3 anos o autor/colaborador do Posicionamento:
Nomes Integrantes do Posicionamento Participou de estudos clínicos e/ou experimentais subvencionados pela indústria farmacêutica ou de equipamentos relacionados ao posicionamento em questão Foi palestrante em eventos ou atividades patrocinadas pela indústria relacionados ao posicionamento em questão Foi (é) membro do conselho consultivo ou diretivo da indústria farmacêutica ou de equipamentos Participou de comitês normativos de estudos científicos patrocinados pela indústria Recebeu auxílio pessoal ou institucional da indêstria Elaborou textos científicos em periódicos patrocinados pela indústria Tem ações da indústria
Alessandro Cavalcanti Lianza Não Não Não Não Não Não Não
Andressa Mussi Soares Não Não Não Não Não Não Não
Carlos Eduardo Rochitte Não Não Não Não Não Não Não
Gabriela Nunes Leal Não Não Não Não Não Não Não
Ivan Romero Rivera Não Não Não Não Não Não Não
Marcelo Luiz Campos Vieira Não Não Não Não Não Não Não
Marcia Ferreira Alves Barberato Não Não Não Não Não Não Não
Ricardo Pignatelli Não Não Não Não Não Não Não
Samira Saady Morhy Não Não Não Não Não Não Não
Silvio Henrique Barberato Não Não Não Não Não Não Não
Vitor C. Guerra Não Não Não Não Não Não Não
Zilma Verçosa de Sá Ribeiro Não Não Não Não Não Não Não

1. Introdução

De acordo com as “Normas para Elaboração de Diretrizes, Posicionamentos e Normatizações” sancionadas pela Sociedade Brasileira de Cardiologia, este documento foi escrito para atualizar as indicações da ecocardiografia em cardiologia fetal, pediátrica e cardiopatias congênitas do adulto, e complementa o posicionamento sobre indicações da ecocardiografia em adultos, recentemente publicado.1 Tal posicionamento não pretende ser uma ampla revisão da ecocardiografia em cardiopatias congênitas, mas sim um guia básico indispensável para amparar a tomada de decisão clínica racional do médico que solicita o exame. Embora leve em consideração os significativos avanços tecnológicos recentes da ecocardiografia, sua finalidade não é descrever com detalhes os métodos ecocardiográficos, mas resumir de forma clara e concisa as principais situações em que a ecocardiografia traz benefício para o diagnóstico e/ou a orientação terapêutica nesses grupos de pacientes. Optou-se, neste manuscrito, por destacar a classe da indicação (grau de recomendação), conforme a descrição a seguir:

  • Classe I: condições para as quais há evidências conclusivas ou, na sua falta, consenso geral de que o exame é útil e seguro.

  • Classe II: condições para as quais há evidências conflitantes e/ou divergência de opinião sobre utilidade e/ou segurança do exame.

  • Classe IIa: evidências ou opiniões favoráveis ao exame. A maioria dos especialistas aprova.

  • Classe IIb: utilidade e/ou segurança menos bem estabelecidas, havendo opiniões divergentes.

  • Classe III: condições para as quais há evidências ou consenso de que o exame não é útil e, em alguns casos, pode ser prejudicial.

Em adição, foi descrito também o nível de evidência:

  • A: diversos estudos clínicos randomizados concordantes ou metanálises robustas.

  • B: dados de metanálises menos robustas ou estudo clínico randomizado único ou estudos observacionais.

  • C: opinião de especialistas.

Assim, convencionou-se que, em todas as tabelas com recomendação do emprego da ecocardiografia nos diferentes cenários clínicos, constam as colunas com classe de indicação e nível de evidência

2. Ecocardiografia Fetal

A incidência da cardiopatia congênita é estimada entre 6-12/1.000 nascidos vivos;2,3 entretanto, estima-se que sua prevalência na vida fetal seja maior. Vários fatores estão associados ao aumento do risco de cardiopatia congênita em fetos, como os fatores familiares, condições maternas e fetais. A ecocardiografia fetal é a principal ferramenta para o diagnóstico detalhado das patologias cardíacas, desde o final do primeiro trimestre até o termo. O período para realização da ecocardiografia fetal é determinado por múltiplos fatores, tais como o motivo de sua indicação e a idade gestacional na qual a alteração cardíaca e/ou extracardíaca foi detectada. A ecocardiografia no rastreamento de gestação de risco deve ser feita a partir de 18 a 22 semanas de gestação. Lembrando que esse rastreamento inicial pode não identificar lesões evolutivas4 e arritmias.5,6 Portanto, achados anômalos na rotina obstétrica devem ser prontamente encaminhados para nova ecocardiografia fetal.

O ecocardiograma fetal pode ser realizado em idades gestacionais mais precoces, incluindo o final do primeiro e o início do segundo trimestre, geralmente em gestações de alto risco para cardiopatias congênitas, principalmente na presença de translucência nucal aumentada no ultrassom morfológico do primeiro trimestre.7,8 Ecocardiograma fetal transabdominal permite a visibilização adequada das estruturas cardíacas na maioria das gestações entre 13 a 14 semanas, permitindo detecção de anomalias. No entanto, o ecocardiograma transvaginal é necessário se a realização do exame for antes de 13 semanas, devido ao tamanho reduzido das estruturas cardíacas e da distância entre o feto e a parede abdominal da mãe.7,8 Quando o ecocardiograma fetal é realizado antes de 18 semanas, o exame deve ser repetido entre 18 a 22 semanas de gestação, devido à limitação de resolução de imagem, podendo não diagnosticar algumas lesões cardíacas, e também ao potencial de progressão de lesões não detectadas em idade gestacional precoce.79

O período e a frequência do ecocardiograma devem ser guiados por: gravidade da lesão, sinais de insuficiência cardíaca, mecanismos de progressão e avaliação para o manejo perinatal.

As recomendações para a ecocardiografia fetal estão listadas nas Tabelas 1 e 2.

Tabela 1. Recomendações para ecocardiografia fetal com perfil de gestação de risco elevado59 .

Recomendações Grau de recomendação Nível de evidência
DM pré-gestacional I A
DMG diagnosticada no primeiro trimestre II B
Fenilcetonúria maternal I A
Anticorpos maternos SSA/SSB IIa B
Medicacões maternas:
Inibidores ECA
Ácido retinoico
AINH no terceiro trimestre
IIa
I
I
B
B
A
Infecção materna por rubéola no primeiro trimestre I C
Infecção materna com suspeita de miocardite/pericardite I C
Reprodução assistida IIa A
Cardiopatia congênita em parente de primeiro grau I B
Cardiopatia com herança mendeliana em parente de primeiro ou segundo grau I C
Suspeita de cardiopatia no ultrassom obstétrico I B
Anomalia extracardíaca fetal I B
Feto com alteração cromossômica I C
Feto com taquicardia ou bradicardia ou batimentos irregulares frequentes I C
TN > 95% I A
Gemelaridade monocoriônica I A
Feto com hidropisia ou derrames I B

AINH: anti-inflamatórios não hormonais; DM: diabetes melito; DMG: diabetes melito gestacional; ECA: enzima conversora de angiotensina; TN: transluscência nucal. Adaptada de Donafrio et al.7

Tabela 2. Recomendações para ecocardiografia fetal com perfil de gestação de risco baixo59 .

Recomendações Grau de recomendação Nível de evidência
Medicações maternas:
Anticonvulsivante
Lítio
Vitamina A
Inibidores de serotonina
AINH no primeiro e segundo trimestre
IIb B
Cardiopatias em parentes de segundo grau IIb B
Alterações do cordão umbilical e placenta IIb C
Alteração venosa intra-abdominal fetal IIb C

AINH: anti-inflamatórios não hormonais. Adaptada de Donafrio et al.7

3. Ecocardiografia no Recém-nascido

Os recém-nascidos deixam uma situação de circulação em paralelo com baixa resistência vascular sistêmica e alta resistência vascular pulmonar na vida fetal para uma circulação em série, em que o débito cardíaco de ambos os ventrículos deve ser igual, na presença de uma alta resistência vascular sistêmica. Essas mudanças circulatórias que ocorrem após o nascimento podem demorar de dias a semanas para se completarem, principalmente nos prematuros, por causa de uma inabilidade de as comunicações presentes na vida fetal se fecharem prontamente. Assim, a persistência do canal arterial (PCA), a persistência de altas pressões pulmonares e a incapacidade do miocárdio imaturo de bombear sangue contra uma resistência vascular sistêmica, repentinamente alta, podem levar a uma redução transitória do fluxo sanguíneo sistêmico e alterar a hemodinâmica desses pacientes.9 Além disso, a presença de anomalias cardíacas estruturais ou de alterações extracardíacas, como sepse ou hérnia diafragmática, é tolerada de forma diferente nessa faixa etária.10

A fisiologia transicional da circulação cardiovascular no período neonatal faz com que esses pacientes precisem ser avaliados como um grupo à parte.

As razões mais comuns para realização do ecocardiograma no período neonatal são para reconhecer ou excluir doenças cardíacas congênitas estruturais em pacientes com: sopro cardíaco, alteração do teste do coraçãozinho,11 pacientes em choque, hipoxêmicos, em insuficiência respiratória ou com múltiplas malformações. Seguidas pelas anomalias funcionais, como avaliação da persistência do canal arterial, da hemodinâmica pulmonar e da função cardíaca (ver Tabela 2).

A avaliação ecocardiográfica de pacientes internados em unidades de terapia intensiva neonatal se justifica, inclusive de forma evolutiva, como um fator de mudanças específicas no manejo clínico do neonato.

As recomendações para a ecocardiografia em recém-nascidos estão listadas na Tabela 3.

Tabela 3. Recomendações para ecocardiografia em recém-nascidos9,1115 .

Recomendações Grau de recomendação Nível de evidência
Sopro cardíaco patológico ou outras anormalidades na ausculta cardíaca I C
Cianose central, insuficiência cardíaca, choque cardiogênico, desconforto respiratório I A
Assimetria de pulsos e/ou gradiente de pressão arterial entre membros superiores e inferiores I A
Cardiomegalia ao exame radiológico de tórax ou encontros anormais sugestivos de doença cardíaca I A
Síndromes associadas à doença cardiovascular I B
Anomalias extracardíacas I B
Anomalia da posição cardíaca ou do situs I B
Ecocardiograma fetal e/ou obstétrico alterado ou duvidoso para malformação cardíaca I C
Cirurgia cardíaca corretiva ou paliativa I B
História de hidropisia fetal I B
Suspeita clínica de canal arterial patente I A
Avaliação do significado hemodinâmico do PCA, seguimento dos efeitos da terapêutica I A
Avaliação evolutiva do neonato submetido à cirurgia para fechamento de canal arterial com instabilidade hemodinâmica I A
Asfixia perinatal com alteração hemodinâmica e/ou alteração de biomarcadores I A
Suspeita de hipertensão pulmonar I A
Avaliação evolutiva da hipertensão pulmonar em tratamento medicamentoso I A
Hipotensão I A
Avaliação da posição das cânulas do suporte de vida extracorpóreo, manutenção e desmame da ECMO I A
Doença sistêmica materna associada à conhecida anomalia neonatal IIa B
Infecção materna durante a gestação ou parto com potencial sequela cardíaca fetal ou neonatal IIa B
Diabetes materna sem ecocardiograma fetal ou com ecocardiograma fetal normal IIb B
Fenilcetonúria maternal I A
Disfunção autoimune materna IIa B
Exposição materna a teratógenos IIa B
Dificuldade de crescimento na ausência de anormalidades clínicas definidas IIa C
História de ritmo cardíaco ectópico fetal não sustentado, na ausência de arritmia após o parto III C
Acrocianose com saturação normal pelo oxímetro de pulso nas extremidades superiores e inferiores III C
Avaliação morfológica e funcional no pós-operatório de cirurgia cardíaca I B
Avaliar derrame pericárdico e impacto hemodinâmico e guiar procedimentos intervencionistas I A
Identificar posição do cateter venoso central e suas complicações (trombose e infecção) I A

ECMO: oxigenação por membrana extracorpórea; PCA: persistência do canal arterial.

4. Ecocardiografia em Lactentes, Crianças e Adolescentes

Por ser um método não invasivo e prover informações anatômicas, hemodinâmicas e fisiológicas dos corações pediátricos, o ecocardiograma é o principal método diagnóstico para avaliação inicial das cardiopatias congênitas ou adquiridas em lactentes, crianças e adolescentes.

Crianças com doenças cardíacas representam um grupo variado de pacientes, frequentemente caracterizado por malformação anatômica complexa, que necessitam de seguimento durante toda a vida. Assim, estudos seriados podem ser indicados para monitoramento de função valvar, crescimento de estruturas cardiovasculares, função ventricular e seguimento de intervenções medicamentosas ou cirúrgicas.9,1618

Sinais e sintomas como cianose, déficit de crescimento, dor torácica induzida por exercício, síncope, desconforto respiratório, sopros, insuficiência cardíaca, alteração de pulsos e cardiomegalia podem sugerir doença cardíaca estrutural.

Além disso, o ecocardiograma pode ser indicado mesmo sem quadro clínico específico em pacientes com história familiar de doença cardíaca hereditária, síndromes genéticas associadas à cardiopatia estrutural, exames complementares alterados (ecocardiografia fetal, radiografia de tórax e eletrocardiograma).

Pacientes com arritmias podem ter cardiopatia estrutural, como transposição corrigida das grandes artérias e anomalia de Ebstein, tumores cardíacos e cardiomiopatias. As arritmias sustentadas e o uso de medicações antiarrítmicas podem levar à alteração na função miocárdica, sendo importante a realização do ecocardiograma no manejo clínico desses pacientes.

As recomendações para a ecocardiografia em lactentes, crianças e adolescentes estão listadas na Tabela 4.

Tabela 4. Recomendações para ecocardiografia em lactentes, crianças e adolescentes9,12,1618 .

Recomendações Grau de recomendação Nível de evidência
Sopro patológico ou outra evidência de anormalidade cardíaca I C
Anomalia da posição cardíaca ou do situs I B
Cardiomegalia ao exame radiológico de tórax ou encontros anormais sugestivos de doença cardíaca I B
Alteração ao eletrocardiograma I B
Avaliação pré-operatória imediata de cirurgia cardíaca I C
Mudança no quadro clínico de paciente com cardiopatia conhecida I B
Avaliação morfológica e funcional no pós-operatório de cirurgia cardíaca I C
História familiar de doença cardíaca transmitida geneticamente I B
Doença neuromuscular com envolvimento miocárdico I B
Sinais e sintomas de endocardite infecciosa I A
Sinais e sintomas de insuficiência cardíaca I A
Palpitações sem outros sintomas, história familiar benigna e eletrocardiograma normal IIb C
Palpitações com história familiar de arritmia, morte súbita, cardiomiopatia. I B
Palpitações em paciente com cardiomiopatia conhecida I B
Palpitações com eletrocardiograma anormal ou canulopatia conhecida IIa C
Assimetria de pulsos periféricos I A
Síndrome associada com doença cardiovascular; genótipo positivo para cardiomiopatia; anomalia cromossômica associada à doença cardiovascular I B
Determinação do momento adequado para tratamento clínico ou cirúrgico em pacientes com cardiopatia conhecida I B
Seleção, implantação, patência e monitoramento de dispositivos endovasculares. I A
Identificação de shunts intracardíacos e intravasculares antes, durante e após cateterismo cardíaco intervencionista percutâneo I A
Febre prolongada, sem causa aparente, em paciente com cardiopatia congênita I A
Sopro funcional em paciente assintomático IIb C
Retardo do crescimento na ausência de anormalidade clínica definida IIb C
Dor torácica atípica, identificada como origem musculoesquelética em paciente assintomático III
Síncope com eletrocardiograma anormal, síncope ao exercício I A
Síncope com história familiar de cardiomiopatia ou morte súbita I A
Síncope neurocardiogênica (vasovagal) IIa C
Dor torácica ao esforço ou dor torácica em repouso com eletrocardiograma anormal I B
Dor torácica associada à febre ou uso de drogas ilícitas IIa B
Sopro inocente presumível com sinais e sintomas de doença cardíaca I C
Cianose central I A
Deformidade da parede torácica e escoliose pré-operatória IIb C
Início, manutenção e desmame do suporte de vida extracorpóreo I B
Ecocardiograma normal prévio com mudança no estado cardiovascular e/ou nova história familiar sugestiva de doença cardíaca hereditária IIa C
Biomarcadores cardíacos anormais I B
Hemoglobinopatias I B
Doenças do tecido conectivo (Marfan, Loeys, Dietz e outras) I B
Distrofia muscular I B
Doenças autoimunes I B
Hipertensão arterial I A
Acidente vascular encefálico I B
Doença metabólica, mitocondrial ou de depósito I B
História familiar de doença cardiovascular: morte súbita antes dos 50 anos de idade, doenças do tecido conectivo (Marfan ou síndrome de Loeys Dietz), hipertensão arterial idiopática IIa C
História familiar de doença cardiovascular: cardiomiopatia hipertrófica, cardiomiopatia dilatada não isquêmica, hipertensão arterial pulmonar hereditária IIa B

5. Ecocardiografia Pediátrica nas Cardiopatias Adquiridas

As cardiopatias adquiridas ocorrem principalmente em doenças sistêmicas associadas a processos inflamatórios, doenças renais, uso de quimioterápicos cardiotóxicos, doença parenquimatosa pulmonar e após transplante cardíaco.

O acometimento miocárdico pode ocorrer em várias condições, tais como doenças inflamatórias sistêmicas (principalmente naquelas com curso mais agressivo como lúpus eritematoso sistêmico juvenil, artrite idiopática juvenil e febre reumática).1922 Durante a realização de quimioterapia cardiotóxica (principalmente os antracíclicos) e radioterapia em região mediastinal, o ecocardiograma está indicado antes, durante e após o tratamento, com intuito de indicar medidas cardioprotetoras e até mesmo mudar a terapêutica em alguns casos.23

Nos pacientes nefropatas crônicos/hipertensos e/ou dialíticos, o ecocardiograma fornece informações preciosas ao clínico no que diz respeito à geometria ventricular, função sistólica/diastólica e volemia. Isso, muitas vezes, orienta a mudança do esquema de diálise, assim como introdução ou troca de anti-hipertensivos e de fármacos vasoativos.24

Nos pacientes pneumopatas, o ecocardiograma viabiliza não apenas a estimativa de pressões pulmonares, mas também a avaliação do desempenho ventricular direito, que guarda importante correlação com o prognóstico clínico.2527

Em crianças e adolescentes com AIDS, o ecocardiograma é utilizado para investigação de acometimento cardíaco direto pelo vírus, que podem causar miocardiopatia dilatada, hipertensão pulmonar e até hipertrofia ventricular, além dos efeitos de doenças oportunistas e/ou efeitos colaterais das medicações utilizadas.28

Com o número crescente de insuficiência cardíaca final em crianças, faz-se necessário avaliação pré e pós-transplante cardíaco e/ou cardiopulmonar29 além de auxiliar na tomada de decisão para introducão/retirada de suporte cardiovascular.30

As recomendações para a ecocardiografia em recém-nascidos, lactentes, crianças e adolescentes com cardiopatia adquirida estão listadas na Tabela 5.

Tabela 5. Recomendações para ecocardiografia em recém-nascidos, lactentes, crianças e adolescentes com cardiopatia adquirida9,1631 .

Recomendações Grau de recomendação Nível de evidência
Avaliação inicial e reavaliações de pacientes com diagnóstico suspeito ou confirmado de síndrome de Kawasaki, arterite de Takayasu, miopericardites, AIDS e febre reumática I B
Pós-transplante cardíaco ou cardiopulmonar I B
Avaliação inicial e reavaliações de pacientes em uso de quimioterápicos cardiotóxicos e com radioterapia mediastinal I B
Avaliação inicial e reavaliações em pacientes com doença miocárdica I C
Doença renal grave e/ou hipertensão arterial sistêmica para avaliação de acometimento cardíaco I B
Avaliação de doadores para transplante cardíaco I C
Hipertensão arterial pulmonar I A
Avaliação evolutiva da hipertensão arterial pulmonar em terapia medicamentosa ou cirúrgica I B
Início ou suspensão de suporte cardiopulmonar extracorpóreo I C
Evento tromboembólico I C
Sepse, insuficiência cardíaca direita ou cianose em paciente com cateter venoso I B
Embolização sistêmica ou pulmonar em paciente com fluxo direita-esquerda e cateter venoso I C
Síndrome de veia cava superior em paciente com cateter venoso I C
Doença hepática IIa C
Obesidade com outros fatores de risco cardiovasculares ou apneia obstrutiva do sono IIa C
Sepse IIa B
Fibrose cística sem evidência de cor pulmonale IIa C
Acompanhamento de pacientes após febre reumática sem evidência de envolvimento cardíaco IIb C
Avaliação cardíaca após pericardite sem evidências de pericardite recorrente ou pericardite crônica IIb C
Febre em paciente com cateter venoso sem evidências de embolização sistêmica ou pulmonar IIb C
Avaliação de rotina para participação em esportes competitivos em pacientes com exame cardiovascular normal IIb C
Acompanhamento tardio de síndrome de Kawasaki sem evidências de anormalidades coronarianas na fase aguda III C
Avaliação de rotina em paciente assintomático com cateter venoso III C

6. Ecocardiografia em Adultos com Cardiopatia Congênita

A cardiologia pediátrica experimentou notáveis avanços nos últimos 30 anos, tanto no aspecto diagnóstico com o advento da ecocardiografia quanto no tratamento de correção das cardiopatias, inicialmente cirúrgico e posteriormente por técnica percutânea na sala de hemodinâmica. Dados recentes indicam que, em 2010, a população estimada de adultos com cardiopatia congênita nos EUA era de 1,4 milhão de pacientes30 Esta população apresenta problemas relacionados com defeitos residuais, novos defeitos adquiridos, como o refluxo pulmonar após correção definitiva de tetralogia de Fallot, ou obstruções após cirurgia de Jatene, arritmias, insuficiência cardíaca, doença adquirida do adulto, endocardite infecciosa ou indicação de transplante cardíaco. Muitos sobrevivem com cirurgias paliativas que podem ou não precisar de correção definitiva, como Senning, Mustard, Rastelli, Glenn ou Fontan, que trazem novas complicações implícitas no método cirúrgico adotado e, ainda, muitos pacientes apresentam-se pela primeira vez, sem diagnóstico prévio da cardiopatia.3235

Não há dúvida de que a ecocardiografia transtorácica bidimensional tem papel importante no diagnóstico e no acompanhamento dessas malformações.36 Avanços recentes como a ecocardiografia 3D mostraram superioridade na determinação de volumes e até mesmo da função ventricular, principalmente em malformações complexas como aquelas que apresentam fisiologia univentricular ou na avaliação do ventrículo direito, devendo ser empregadas sempre que houver disponibilidade e pessoal treinado para o seu uso.37 Ainda, a orientação cirúrgica da imagem em 3D permite melhor compreensão quando apresentadas ao cirurgião, o que possibilita um melhor planejamento cirúrgico. Da mesma forma, novas técnicas para a avaliação da função diastólica e da função segmentar como Doppler tecidual, strain ou strain rate podem ser de grande utilidade, principalmente nas condições com fisiologia univentricular ou naquelas com deformação das câmaras cardíacas, principalmente do ventrículo direito38 (ver nos itens 9 e 10).

A principal limitação da ecocardiografia na avaliação de adultos com cardiopatia congênita é a inadequada janela transtorácica em pacientes com cirurgia cardíaca prévia ou deformidades da parede torácica, assim como a ecocardiografia não é adequada na avaliação do arco aórtico, das artérias coronárias, das artérias pulmonares e dos vasos colaterais. Nessas situações, a ecocardiografia transesofágica, angiotomografia e a ressonância magnética (RM) são extremamente úteis.

As recomendações para a ecocardiografia em adultos com cardiopatias congênitas estão listadas na Tabela 6.

Tabela 6. Recomendações para a ecocardiografia em adultos com cardiopatias congênitas9,29,36,3844 .

Recomendações Grau de recomendação Nível de evidência
Avaliação estrutural e funcional inicial na suspeita de cardiopatia congênita evidenciada por sopro, cianose, insaturação arterial, anormalidade ao eletrocardiograma ou radiografia de tórax I C
Mudança no quadro clínico em paciente com cardiopatia congênita conhecida, operada ou não I C
Dúvidas do diagnóstico original ou anormalidades estruturais ou hemodinâmicas não esclarecidas em paciente com cardiopatia congênita conhecida I C
Acompanhamento de pacientes com comunicação interventricular para avaliação de modificações morfológicas evolutivas I C
Acompanhamento periódico de pacientes com cardiopatia congênita, operada ou não, nos quais é necessária a avaliação da função contrátil, valvar e de condutos I C
Acompanhamento anual em pacientes no pós-operatório de correção total, parcial ou paliativa, com defeitos residuais e sequelas que possam comprometer a evolução clínica do paciente I C
Identificação da origem e curso inicial das artérias coronárias I C
Avaliação da síncope pós-exercício não explicada para definição diagnóstica inicial I C
Avaliação de lesão aórtica em pacientes com suspeita ou confirmação de síndrome de Marfan para avaliação seriada da aorta e/ou da valva mitral I C
Exames periódicos em pacientes operados de PCA, CIA, CIV, coarctação aórtica ou valva aórtica bicúspide, sem defeito residual e sem mudanças na condição clínica III C
Acompanhamento de pacientes com cardiopatias sem significado hemodinâmico e sem mudança na condição clínica III C
Avaliação de lesões do arco aórtico, artérias pulmonares e colaterais, cuja anatomia é melhor definida por outros métodos de diagnóstico III C
Avaliação periódica de malformação cardíaca sem alteração no exame físico, na condição clínica do paciente ou em outros exames como eletrocardiograma e radiografia de tórax III C
CIA: comunicação interatrial; CIV: comunicação interventricular; PCA: persistência do canal arterial. III C

7. Ecocardiografia Transesofágica em Cardiologia Pediátrica

O ecocardiograma transesofágico (ETE) constitui uma via de acesso alternativa, por meio do uso de transdutores especiais, que fornece maior definição das estruturas cardíacas, aumentando as possibilidades diagnósticas do método.

É particularmente importante na definição de estruturas anatômicas complexas e anormalidades funcionais, nem sempre passíveis de avaliação pela ecocardiografia transtorácica isolada.

Com os avanços tecnológicos e miniaturização das sondas, a adoção do ETE vem se ampliando no campo da cardiologia pediátrica, podendo oferecer importantes informações para os pacientes desde a faixa etária neonatal até adolescentes e adultos, tanto no diagnóstico, na avaliação intraoperatória, no pós-operatório imediato e tardio e na unidade de terapia intensiva quanto no laboratório de hemodinâmica, auxiliando a realização de procedimentos intervencionistas.

7.1. Ecocardiografia Transesofágica como Ferramenta Diagnóstica

O ETE deve ser adotado para melhor definição diagnóstica da cardiopatia, nas situações em que é necessária melhor avaliação anatômica em algumas cardiopatias congênitas específicas, na maioria das vezes em adultos, visto que a qualidade da imagem em crianças é geralmente boa ao exame transtorácico (Tabela 7).

Tabela 7. Recomendações para a ecocardiografia transesofágica como ferramenta diagnóstica9,45 .

Recomendações Grau de recomendação Nível de evidência
Confirmação ou exclusão de uma suspeita diagnóstica clínica relevante não demonstrada pelo ETT I A
Informações anatômicas e hemodinâmicas insuficientes pelo ETE, principalmente em crianças com deformidades torácicas ou com obesidade e em adultos com cardiopatias congênitas I A
Avaliação de forame oval patente (FOP) como possível etiologia de eventos embólicos centrais ou periféricos em pacientes jovens (< 60 anos), com contraste salino agitado para determinar a possibilidade de fluxo direita-esquerda. Avaliar fatores de risco do FOP para AVE/AIT*: aneurisma de septo interatrial, passagem de um número > 30 microbolhas do átrio direito para o átrio esquerdo, túnel do FOP > 10 mm e valva de Eustáquio proeminente I A
Na avaliação de forame oval patente pré-implante de marca-passo transvenoso I A
Classificação, dimensão e localização do defeito septal atrial, principalmente em pacientes adultos e naqueles com definição transtorácica inadequada para seleção de possíveis candidatos à oclusão percutânea e escolha da prótese. I A
Avaliação de dissecção da aorta nas síndromes de Marfan, Ehlers-Danlos, Turner e na coartação de aorta I A
Avaliação da aorta na arterite de Takayasu I A
Avaliação dos tubos intra ou extracardíacos no pós-operatório de cirurgia de Senning, Mustard ou Fontan I A
Na avaliação de trombos, massas, vegetações, abscessos e próteses I A
Na determinação do grau e mecanismos de refluxo valvar mitral para auxiliar reparo cirúrgico ou percutâneo (Mitraclip) I B

AVE/AIT: acidente vascular encefálico/ataque isquêmico transitório; ETE: ecocardiograma transesofágico; ETT: ecocardiograma transtorácico.

7.2. Ecocardiografia Transesofágica no Intraoperatório

O grande impacto da ecocardiografia transesofágica na sala cirúrgica é a detecção de defeitos residuais importantes que muitas vezes não são suspeitados. Vários autores têm demonstrado retorno à circulação extracorpórea para revisão cirúrgica após a realização do ETE intraoperatório com taxas variando de 6 a 11,4% dos casos, nas diferentes séries avaliadas.46

As indicações de ETE intraoperatório para cardiopatias congênitas estão listadas na Tabela 8.

Tabela 8. Recomendações para a ecocardiografia transesofágica no intraoperatório9,4546 .

Recomendação Grau de recomendação Nível de evidência
Avaliação perioperatória da anatomia e da função cardíaca I A
Monitoramento de procedimentos cirúrgicos com riscos de fluxos anormais, refluxos valvares, obstruções residuais ou disfunção miocárdica ventricular I A
Cirurgias minimamente invasivas, guiadas por vídeo e procedimentos híbridos I A

7.3. Ecocardiografia Transesofágica na Unidade de Terapia Intensiva (UTI)

A definição das imagens pelo ETT no pós-operatório imediato pode estar prejudicada pela presença de drenos, curativos, telas e ventilação mecânica, sendo necessária a adoção do ETE, que pode fornecer informações anatômicas (lesões residuais) e hemodinâmicas importantes na condução clínica e na terapêutica dos pacientes (Tabela 9).

Tabela 9. Recomendações para a ecocardiografia transesofágica na UTI9,45 .

Recomendação Grau de recomendação Nível de evidência
Avaliação de defeitos residuais, derrame pericárdico, função ventricular em pacientes com má qualidade de janela transtorácica I A
Monitoramento pós-operatório em paciente com esterno aberto I A

7.4. Ecocardiografia Transesofágica no Laboratório de Hemodinâmica

O ETE auxilia a intervenção hemodinâmica detalhando o diagnóstico em diversas cardiopatias, monitorando o procedimento, além de fornecer informações anatômicas do resultado e de eventuais lesões residuais47 (Tabela 10).

Tabela 10. Recomendações para a ecocardiografia transesofágica no laboratório de hemodinâmica9,45,47 .

Recomendação Grau de recomendação Nível de evidência
No fechamento percutâneo de forame oval patente, comunicações interatriais e interventriculares I A
No fechamento de fenestrações em pós-operatório de cirurgia de Fontan I A
Nas dilatações das tunelizações das cirurgias de Senning e de Mustard I A
Nas estenoses de artérias pulmonares e de tubos com colocação de stents IIb B
Orientação na valvoplastia mitral e reparo valvar mitral percutâneo (Mitraclip) I A
Orientação nas valvoplastias pulmonar e aórtica IIa A
Implante de endopróteses aórticas para tratamento de aneurismas, dissecções, hematomas ou úlceras parietais da aorta torácica I A
Orientação do cateter na perfuração e dilatação percutânea de valvas atrésicas I A
Durante cateterismo intervencionista terapêutico para ablação por radiofrequência I A

8. Ecocardiografia sob Estresse em Cardiologia Pediátrica

A ecocardiografia sob estresse (físico ou farmacológico) é uma técnica bem estabelecida em adultos.48,49 Na faixa etária pediátrica, não temos ainda uma diretriz ou recomendação específica; no entanto, como na população adulta, a aplicação em crianças e adolescentes tem sido mais concentrada na pesquisa de doença isquêmica,5056 mas está em expansão para outras áreas de aplicação não necessariamente isquêmica5563 (Tabela 7).

Ambos os tipos de estresse, farmacológico e exercício, podem ser aplicados em crianças, com algumas peculiaridades.6466 A dobutamina é o agente farmacológico mais comum e usado nos mesmos protocolos dos pacientes adultos. Em geral, em crianças abaixo de 8 anos de idade, recomenda-se sedação ou até mesmo anestesia. O exercício físico pode ser usado em crianças acima de 8 anos de idade que são cooperativas e com habilidades para se exercitar, em esteira ou bicicleta.67

9. Ecocardiografia Tridimensional

A ecocardiografia tridimensional (3D) tem sido incorporada na prática clínica, adicionando informações ao ecocardiograma bidimensional (2D), principalmente para a abordagem dos defeitos congênitos nos quais a visão tridimensional oferece uma visão muito próxima dos planos anatômicos e cirúrgicos.68 Esse mesmo conceito se aplica aos procedimentos feitos no laboratório de hemodinâmica, nos quais a visão tridimensional pode não só guiar os procedimentos, mas também avaliar de melhor forma a anatomia para adequar aos dispositivos usados. Avaliação dos volumes ventriculares e função também tem sido alvo da tecnologia 3D, principalmente por avaliar a geometria ventricular nas mais diversas formas nos defeitos congênitos, incluindo os corações univentriculares.69,70 A avaliação das valvas atrioventriculares é possível não só do ponto de vista do detalhamento anatômico, incluindo o aparelho subvalvar, como também a avaliação funcional da movimentação do anel valvar, interação entre o movimento dos folhetos valvares e cordas.71

Quando se trata de paciente pediátrico, temos uma grande vantagem pela melhor janela acústica transtorácica, e, mais recentemente, houve um avanço no desenvolvimento de transdutores com um foot print menor e com frequência mais alta (2 a 8 Mhz). Entretanto, ainda não temos a mesma qualidade de imagem quando se usa a combinação 2D-3D com o mesmo transdutor, principalmente em pacientes pequenos. Outro grande desafio ainda a ser ultrapassado é o desenvolvimento do transdutor transesofágico pediátrico, o que limita o uso do ETE 3D em pacientes acima de 30 kg de acordo com as recomendações dos fabricantes. Em crianças pequenas, recomenda-se o uso de transdutores pediátricos com frequência mais alta, e também o ecocardiograma epicárdico, nos casos realizados no intraoperatório. O ecocardiograma 3D transesofágico deve ser sempre considerado em pacientes maiores (geralmente acima de 30 kg) se o 3D transtorácico não oferecer informação suficiente para o planejamento cirúrgico ou intervenção.

Existe uma variedade de defeitos congênitos nos quais o ecocardiograma 3D pode adicionar informações sobre as mais diversas estruturas anatômicas, incluindo septos atrial e ventricular, as valvas semilunares e atrioventriculares, assim como as vias de saída. Como tem havido um progresso tecnológico, a aplicação está se estendendo à medida que ocorre esse progresso e adequação para população pediátrica. Atualmente, o uso baseia-se mais na necessidade clínica de informações adicionais do que em estudos randomizados sobre a vantagem do 3D sobre o 2D. Portanto, é individualizado e de acordo com o perfil do laboratório de imagem ou hospital adotar a tecnologia para lesões específicas.

As lesões valvares e os defeitos septais isolados são as principais indicações; contudo, em situações em que há concomitante anomalia de conexão ventriculoarterial, como nas duplas vias de saída do ventrículo direito, a posição e o tamanho da comunicação interventricular podem ser melhor visualizados e demonstrados pelo ecocardiograma 3D.

De acordo com a área ou estrutura avaliada pelo ecocardiograma 3D transtorácico e/ou transesofágico, podemos ter informações relevantes que complementariam aquelas obtidas pelo ecocardiograma 2D.7283 As artérias pulmonares, a valva pulmonar e até mesmo a via de saída do ventrículo direito, assim como o arco aórtico, adicionam pouca informação quando avaliadas pelo 3D (Tabela 12).

Tabela 12. Informações adicionais do ecocardiograma 3D sobre estruturas anatômicas específicas e recomendações7278,8082,87,88,91 .

Estrutura anatômica de interesse Modalidade Informações adicionais Grau de recomendação Nível de evidência
Septo interatrial ETT/ETE Dimensão, formato, localização do(s) defeito(s) I – Defeitos complexos ou residuais
II – Defeito central e único
B
B
Valva tricúspide ETT/ETE Morfologia dos folhetos, aparelho subvalvar (cordas),
localização dos jatos regurgitantes
I B
Valva mitral ETT/ETE Morfologia dos folhetos, aparelho subvalvar (cordas),
localização dos jatos regurgitantes
I B
Septo interventricular ETT/ETE Dimensão, formato, localização do(s) defeito(s) complexo (s) I B
Via de saída do VE ETT/ETE Morfologia da obstrução subaórtica I B
Valva aórtica ETT/ETE Medida da valva aórtica, morfologia dos folhetos,
mecanismo de regurgitação
I B
Via de saída do VD ETT/ETE Morfologia e visualização do local de obstrução III C
Valva pulmonar ETT Morfologia IIa C

ETT: ecocardiograma transtorácico; ETE: ecocardiograma transesofágico; VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo.

Tabela 11. Recomendações para ecocardiografia sob estresse em cardiologia pediátrica.

Recomendação Grau de recomendação Nível de evidência
Pesquisa de insuficiência coronária em crianças pós-transplante cardíaco tardio IIa B
Avaliação tardia na doença de Kawasaki com alterações coronarianas na fase aguda IIa B
Pós-operatório de cirurgia de Jatene, pós-operatório de origem e trajetos anormais das artérias coronárias e fístulas coronário-cavitárias IIa B
Função ventricular nas miocardiopatias e nas insuficiências valvares mitral e aórtica IIa B
Rastreamento de disfunção ventricular em pacientes que recebem quimioterapia com antraciclinas e no pós-transplante, a fim de avaliar função miocárdica durante o exercício IIa B
Pesquisa de insuficiência coronária em crianças com atresia pulmonar com septo ventricular íntegro, dislipidemia, diabetes melito insulinodependente, estenose aórtica supravalvar IIb B
Avaliação do comportamento do gradiente de pressão em cardiomiopatia hipertrófica, estenoses valvares pulmonar e aórtica IIb B
Avaliação da reserva miocárdica em pós-operatório tardio de cirurgias em plano atrial para transposição dos grandes vasos, avaliação do ventrículo direito em pós-operatório tardio de tetralogia de Fallot IIb B

O ecocardiograma 3D também adiciona informação no contexto de algumas cardiopatias congênitas específicas em que existem anomalias de conexão (atrioventricular ou ventriculoarterial)76,8486 (Tabela 13).

Tabela 13. Informações adicionais do ecocardiograma 3D em defeitos congênitos e recomendações71,79,8386 .

Cardiopatia congênita Modalidades Informações adicionais Grau de recomendação Nível de evidência
DSAV ETT/ETE Dimensão do defeito atrial e/ou ventricular; morfologia dos folhetos e do aparelho
subvalvar; avaliação do(s) jato(s) regurgitante(s); dimensões dos orifícios e ventrículos
nos defeitos desbalanceados
I B
Conexão AV discordante ETT/ETE Morfologia e função das valvas tricúspide e mitral, localização e dimensão da CIV associada; morfologia das vias de saída do VD e VE I B
TGA complexas ETT/ETE Morfologia e função das valvas tricúspide e mitral, localização e dimensão da CIV, anatomia das vias de saída do VD e VE nos casos de obstrução I B
Tetralogia de Fallot ETT Dimensão e localização da CIV e anatomia da via de saída do VD III C
Truncus Arteriosus ETT/ETE Morfologia da valva truncal* III C
Dupla via de saída do VD ETT Relação das valvas atrioventriculares, da posição e do tamanho da CIV com as grandes artérias III C

AV: atrioventricular; CIV: comunicação interventricular; DSAV: defeito do septo atrioventricular; ETT: ecocardiograma transtorácico; ETE: ecocardiograma transesofágico; TGA: transposição das grandes artérias.

*

Especificamente para avaliação da valva truncal em pacientes mais velhos.

A aplicação do ecocardiograma 3D na sala de hemodinâmica para fechamento de defeitos dos septos atrial e ventricular complementa as imagens 2D para delimitar as bordas dos defeitos e estruturas relacionadas,87,88 especificamente nas comunicações atriais tipo Ostium Secundum, que são muito bem demonstradas por imagem em tempo real pelo ecocardiograma 3D transesofágico. O fechamento das comunicações interventriculares por dispositivos percutâneos ou transmural também pode ser guiado pelo ecocardiograma 3D, principalmente para avaliar estruturas próximas, como, por exemplo, folhetos e/ou cordas da valva tricúspide. Existem outras aplicações na sala de hemodinâmica no qual o ecocardiograma 3D pode guiar os procedimentos: fechamento das fenestrações na cirurgia de Fontan, fistulas coronárias, rupturas do seio de Valsalva, regurgitação paravalvar, perfuração de septo e localização dos eletrodos no processo de ressincronização ventricular.8994

Um dos grandes desafios em cardiopatias congênitas é a avaliação dos volumes e função ventricular, por razões intrínsecas dos defeitos congênitos (posição cardíaca, anomalias de conexão, material não contrátil e diferenças de pré-carga ventricular, entre outras). Os softwares disponíveis foram desenvolvidos a partir da geometria ventricular esquerda de corações normais, o que muitas vezes invalida as informações obtidas pelo 3D. Apesar de as medidas de volumes e fração de ejeção serem replicáveis, o ecocardiograma 3D tem mostrado valores menores que a RM na quantificação dos volumes, o que impede de substituir um pelo outro. Portanto, a aplicação clínica ainda tem sido dificultada por ausência de valores de normalidade na população pediátrica. Não se recomenda o uso dos softwares desenvolvidos para ventrículo esquerdo ou direito normais em ventrículos congenitamente malformados até que novos softwares ou modelos tenham sido validados.70,95-97

A recomendação geral para o uso do ecocardiograma 3D transtorácico em pediatria é que deve ser a de acordo com o tipo de paciente e com o perfil do laboratório de ecocardiograma e/ou hospital.

Existe o consenso de que o 3D é uma modalidade que complementa o ecocardiograma 2D, e não uma substituição, independentemente do tipo de lesão.

10. Estudo da Deformação Miocárdica em Pacientes Pediátricos

A deformação miocárdica (strain) vem se mostrando ferramenta útil na avaliação da função diastólica e sistólica, tanto em adultos como na população pediátrica.98 O estudo do strain miocárdico pelo speckle-tracking é um método independente do ângulo de insonação e apresenta baixa variação intra e interobservador, o que permite quantificar a função ventricular global e regional de forma mais acurada do que os métodos tradicionais, como Doppler tecidual, fração de encurtamento ou de ejeção.99 Alguns estudos já demonstraram elevado valor prognóstico do strain obtido pelo speckle-tracking, reforçando sua utilidade tanto em patologias congênitas como adquiridas.100

No entanto, o strain miocárdico está sujeito a variações fisiológicas causadas por idade, sexo, frequência cardíaca, pré-carga, pressão arterial e superfície corpórea, além do tipo de software utilizado para análise.101 Um esforço contínuo vem sendo feito no sentido de estabelecer valores normais de strain que possam ser utilizados como referência universal em pediatria, para que a avaliação da deformação miocárdica seja incorporada aos guidelines e comece a ser adotada na rotina clínica.102104 Por ora, o estudo da deformação miocárdica nas diversas doenças pediátricas tem grau de recomendação II e nível de evidência B.

10.1. Strain Ventricular em Cardiopatias Adquiridas na Infância

A avaliação do strain ventricular direito e esquerdo é particularmente útil em situações nas quais se pretende identificar disfunção sistólica e/ou diastólica em fase subclínica. As informações obtidas através da análise do strain possibilitam intervenção terapêutica oportuna em diversas doenças sistêmicas que cursam com acometimento miocárdico.

A detecção precoce de lesão miocárdica secundária ao uso de antracíclicos é uma das mais relevantes contribuições do estudo da deformação miocárdica até o momento, já tendo sido incorporada em protocolos de acompanhamento de pacientes oncológicos.105108

Já foi demonstrada a correlação entre o grau de atividade inflamatória e os valores de strain e de strain rate sistólico e diastólico do VE em pacientes com doenças reumatológicas, como lúpus eritematoso sistêmico juvenil.20

Outros trabalhos comprovaram a eficácia do strain obtido pela técnica de speckle-tracking na detecção de miocardite, não só de etiologia autoimune como também viral.109,110 O padrão de comprometimento regional do strain de VE, nos casos de miocardiopatia dilatada em crianças, influencia a evolução para óbito ou para transplante, como demonstrado por Forsha et al.,111 Outra utilidade do strain nos casos de miocardiopatia dilatada é detectar dissincronia, identificando os casos que podem se beneficiar de terapia de ressincronização.111

O estudo com strain pós-transplante cardíaco ortotópico em crianças pode identificar, com razoável sensibilidade e especificidade, os indivíduos que irão manifestar doença vascular do enxerto nos anos subsequentes.112 Alguns relatos, incluindo pequeno número de crianças transplantadas, sugere associação entre a redução de strain segmentar e a presença de rejeição em biópsias endomiocárdicas, o que favorece a técnica como instrumento diagnóstico menos invasivo em um futuro próximo.113115

Em pacientes jovens com distrofia muscular de Duchenne, estudos demonstraram redução significativa do strain longitudinal e radial das paredes inferolateral e anterolateral do VE, mesmo antes do comprometimento da fração de ejeção ou do surgimento de sintomas de insuficiência cardíaca.116 Vários trabalhos têm demonstrado melhora do desempenho cardiovascular e da sobrevida em 10 anos dos pacientes com Duchenne que passam a receber inibidores da enzima de conversão da angiotensina e betabloqueadores já aos primeiros sinais ecocardiográficos de deterioração miocárdica, quando ainda são assintomáticos do ponto de vista cardiovascular.117

O estudo do strain miocárdico também tem contribuído para detecção de comprometimento miocárdico em doenças de depósito, como as mucopolissacaridoses (MPS)118 e a doença de Pompe.119 Trabalhos têm centrado atenção no strain miocárdico como parâmetro de avaliação do impacto da reposição enzimática a longo prazo sobre a função ventricular dos portadores dessas doenças.120

A análise do strain miocárdico também surge como uma possibilidade de diagnóstico precoce de inflamação miocárdica e disfunção ventricular nos casos de doença de Kawasaki.51 McCandless et al.121 evidenciaram redução do strain longitudinal de VE ao ecocardiograma inicial de pacientes com Kawasaki, que posteriormente vieram a desenvolver dilatação coronariana ou que mostraram resistência ao tratamento com imunoglobulina. Esses achados sugerem que o strain de VE pode vir a ser utilizado em breve como ferramenta de estratificação de risco em Kawasaki.121

Nos casos de disfunção miocárdica induzida por sepse pediátrica, o strain longitudinal e circunferencial do VE parecem já estar reduzidos em fases iniciais, a despeito da fração de ejeção ainda conservada.122

Em pacientes adultos com insuficiência renal crônica (IRC), já foi comprovada a redução do strain longitudinal do VE, mesmo em estágios iniciais da doença e ainda com fração de ejeção preservada. Atribui-se o comprometimento precoce da deformação miocárdica à fibrose induzida por inflamação crônica e por toxinas urêmicas. Além disso, a disfunção endotelial que acompanha a IRC pode acarretar resposta vasodilatadora inadequada, causando isquemia em um ventrículo já hipertrófico. Achados semelhantes já foram documentados também em populações pediátricas, restando estabelecer se essa redução do strain longitudinal do VE pode ser utilizada como um preditor específico de morbidade e mortalidade em crianças com IRC.123

Alterações cardiovasculares são comuns em indivíduos infectados pelo HIV, mas frequentemente são subdiagnosticadas e não tratadas, o que impacta na qualidade de vida e na mortalidade a longo prazo. São atribuídas tanto ao efeito direto do vírus quanto às medicações antirretrovirais sobre o miocárdio e a vasculatura. A disfunção sistólica sintomática é normalmente encontrada apenas nos casos mais avançados da síndrome de imunodeficiência adquirida.124 Trabalhos mais recentes realizados em crianças e adultos jovens comprovaram comprometimento do strain longitudinal de VD e VE, ainda em pacientes assintomáticos e com fração de ejeção do VE normal. Diante desses resultados, Naami et al. sugeriram, em 2016, a incorporação do estudo da deformação miocárdica aos ecocardiogramas dos pacientes pediátricos com HIV, com o objetivo de identificar pacientes com disfunção subclínica e com maior risco cardiovascular.125

Em um estudo que incluiu adolescentes e adultos jovens com talassemia submetidos a múltiplas transfusões, Chen et al.126 identificaram correlação negativa entre a ferritina sérica e o strain longitudinal do VE. Além disso, mesmo após correção para sexo, idade, nível de ferritina sérica e índice de massa ventricular, o strain longitudinal de VE permaneceu como preditor independente de eventos adversos em pacientes talassêmicos, como insuficiência cardíaca, arritmias e óbito (HR: 6,05; p = 0,033).127

Investigando crianças e adolescentes portadores de hipertensão pulmonar idiopática (HPI), Okumura et al. comprovaram o valor prognóstico da avaliação seriada do strain longitudinal do VD na população pediátrica. Um valor de strain inferior a –14% ao ecocardiograma inicial identificou pacientes que evoluíram para transplante pulmonar ou óbito com 100% de sensibilidade e 54,5% de especificidade. Concluíram que a deformação miocárdica na HPI pediátrica é ferramenta mais sensível do que os parâmetros convencionais de avaliação da função do VD (TAPSE – do inglês tricuspid annular plane systolic excursion, FAC – do inglês fractional area change, velocidade da onda S tricúspide) para a detecção de pacientes com pior prognóstico.127 Em publicação recente, Hooper et al.128 comprovaram a utilidade do strain longitudinal de VD no seguimento clínico da HPI em crianças, demonstrando que os valores de strain apresentam excelente correlação com os valores de BNP – do inglês B-type natriuretic peptide values, no decorrer do tratamento com análogos da prostaciclina.13 A Tabela 14 apresenta graus de recomendação e níveis de evidência.

Tabela 14. Recomendações para o strain ventricular em cardiopatias adquiridas na infância20,51,105128 .

Indicação Grau de recomendação Nível de evidência
Cardiotoxicidade em oncopediatria IIa B
Miocardites: autoimunes e virais IIa B
Miocardiopatia dilatada: seleção para terapia de ressincronização IIa B
Doença vascular do enxerto pós-TX cardíaco IIb B
Rejeição pós-TX cardíaco IIb B
Distrofias musculares (p. ex., Duchenne) IIa B
Doenças de depósito (p. ex., Pompe e MPS) IIa B
Doença de Kawasaki IIa C
Sepse IIb B
Insuficiência renal crônica IIb B
Infecção pelo HIV/AIDS IIa B
Anemias crônicas (p. ex., talassemia) IIa B
Hipertensão pulmonar IIa B

AIDS: síndrome de imunodeficiência adquirida; HIV: human immunodeficiency virus; MPS: mucopolissacaridoses; TX: transplante.

10.2. Strain Ventricular em Cardiopatias Congênitas

A análise do strain longitudinal do VD em posição subpulmonar provou-se factível e reprodutível na avaliação perioperatória de diferentes cardiopatias congênitas.129 Entretanto, na presença de obstrução residual significativa no pós-operatório (PO), parâmetros de avaliação da função sistólica longitudinal do VD, tais como TAPSE, velocidade da onda S e strain de pico sistólico longitudinal, não apresentam adequada correlação com a fração de ejeção obtida pela RM. Em situações com estenose pulmonar residual ou uma combinação de estenose e insuficiência pulmonar, a hipertrofia do VD acarreta predomínio de fibras circunferenciais, alterando o padrão de deformação dessa câmara, que habitualmente depende mais das fibras longitudinais.130 Hayabuchi et al.131 avaliaram o strain de pico sistólico circunferencial da parede livre do VD ao corte subcostal, especificamente crianças portadoras de cardiopatias congênitas com sobrecarga pressórica ao VD. Dessa forma, encontraram melhor correlação entre os valores de strain e de fração de ejeção de VD.131 Trabalhos envolvendo crianças assintomáticas em pós-operatório tardio de tetralogia de Fallot (T4F) identificaram comprometimento do strain de pico sistólico longitudinal biventricular. Alguns autores encontraram correlação negativa entre o strain de pico sistólico longitudinal de VD e fração de ejeção do VD e fração de regurgitação pulmonar, ambas estimadas pela RM.132 Outros trabalhos documentaram correlação negativa entre o strain longitudinal do VE e o grau de regurgitação pulmonar, reforçando a importância da interdependência entre os ventrículos.133 Ainda que o estudo da deformação miocárdica consiga detectar disfunção sistólica subclínica nos pacientes operados de T4F que evoluem com regurgitação pulmonar, infelizmente, não há consenso quanto a um valor de corte de strain que permita indicar o melhor momento para a troca valvar pulmonar.

O VD em posição sistêmica também demonstra mudança do padrão de deformação miocárdica, com predomínio de contração das fibras circunferenciais. A redução discreta do strain longitudinal nesta condição representa uma alteração na geometria ventricular direita e não disfunção sistólica real. Trata-se de um mecanismo adaptativo, que faz com que a contratilidade do VD sistêmico se torne semelhante à contratilidade do VE. Por essa razão, trabalhos recentes sugerem uma faixa de valores normais de strain de pico sistólico longitudinal do VD sistêmico que ficam abaixo do esperado para o VD subpulmonar (–10% a –14,5%).130 Já valores de strain longitudinal de VD inferiores a –10% foram associados à ocorrência de eventos adversos, em PO tardio de cirurgia de Senning.134

A seleção de pacientes com ventrículo único (VU) para cirurgia de Fontan leva em consideração a resistência vascular pulmonar e a pressão diastólica final ventricular. No entanto, os critérios atuais de indicação mostram-se falhos para uma considerável parcela desses pacientes, que acabam enfrentando complicações e internações prolongadas. Quando associado à resistência vascular pulmonar e à pressão diastólica final ventricular, o strain rate circunferencial pré-operatório melhora a estratificação de risco para pacientes com VU candidatos à cirurgia de Fontan, não importando se o ventrículo é de morfologia direita ou esquerda.135

No caso da anomalia de Ebstein, o estudo da deformação miocárdica acrescenta pouco à avaliação da função ventricular direita, uma vez que o strain mostra fraca correlação com a fração de ejeção obtida pela RM.136

Castaldi et al.137 demonstraram utilidade do strain longitudinal do ventrículo esquerdo no diagnóstico de pacientes com obstrução coronariana em PO tardio de correção de origem anômala de coronária esquerda. Um valor de strain < –14,8% ao ecocardiograma identificou segmentos miocárdicos com fibrose à RM, com sensibilidade de 92,5% e especificidade de 93,7%.137

Dusenbery et al.138 reforçaram essa associação entre redução do strain longitudinal do VE e a presença de fibrose miocárdica, avaliando crianças e adultos jovens com estenose valvar aórtica e com fração de ejeção do VE preservada.138 É sabido que adultos com estenose aórtica que apresentam realce tardio à RM com gadolínio e valores reduzidos de strain longitudinal do VE têm maiores taxas de mortalidade após intervenção valvar.138 Ver Tabela 15 para graus de recomendação e níveis de evidência.

Tabela 15. Recomendações para o strain ventricular em cardiopatias congênitas129135,137 .

Indicação Grau de recomendação Nível de evidência
Avaliação da função do VD subpulmonar (p. ex., T4F) IIb B
Avaliação da função do VD sistêmico (p. ex., PO de cirurgia de Senning, TCGA) IIb B
Avaliação do VU pré-cirurgia de Fontan IIb B
Avaliação do VU pós-cirurgia de Fontan IIb B
Avaliação de VE após correção de OACE IIa B
Avaliação da função de VE em estenose aórtica IIb B

OACE: origem anômala da coronária esquerda; PO: pós-operatório; T4F: tetralogia de Fallot; TCGA: transposição corrigida das grandes artérias; VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo; VU: ventrículo único.

10.3. Strain Atrial Direito e Esquerdo em Pediatria

O estudo da mecânica atrial direita através do speckle-tracking foi incorporado recentemente à pediatria, surgindo como ferramenta promissora para a detecção de disfunção ventricular direita. Hope et al.139 encontraram redução significativa do strain longitudinal de átrio direito em crianças com HPI. O strain atrial mostrou-se mais sensível e específico do que parâmetros convencionais de avaliação da função ventricular direita na identificação dos pacientes com HPI que vieram a apresentar desfechos desfavoráveis (óbito, transplante pulmonar e/ou cardíaco).139

Diversos trabalhos têm descrito as implicações clínicas da medida do strain atrial esquerdo pela técnica de speckle-tracking. O strain de átrio esquerdo, na fase de reservatório, mostrou-se mais acurado na estimativa da pressão diastólica final do VE do que parâmetros ecocardiográficos clássicos como o volume atrial esquerdo e a relação E/E', além de correlacionar-se inversamente com os níveis plasmáticos do NT-ProBNP.140

10.4. Perspectivas de Utilização do Strain Ventricular no Feto

Trabalhos recentes têm sugerido que a análise da deformação miocárdica pode contribuir para a avaliação da função sistólica e diastólica biventricular também nos fetos. Como exemplo, Miranda et al. documentaram redução de strain rate diastólico precoce e tardio, no eixo longitudinal de VD e VE, em fetos de mão diabética. Além disso, registraram redução do strain de pico sistólico longitudinal do ventrículo direito, mediante comparação com fetos normais de mesma idade gestacional. Os autores ressaltam que o comprometimento da deformação diastólica ocorreu independentemente da presença de hipertrofia septal. Concluem que o estudo da deformação miocárdica pode detectar alterações subclínicas nos fetos de mãe diabética, antes que os parâmetros ecocardiográficos clássicos sejam capazes de fazê-lo.141

Footnotes

Nota: Estes posicionamentos se prestam a informar e não a substituir o julgamento clínico do médico que, em última análise, deve determinar o tratamento apropriado para seus pacientes.

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Position Statement on Indications for Echocardiography in Fetal and Pediatric Cardiology and Congenital Heart Disease of the Adult – 2020

Samira Saady Morhy 1, Silvio Henrique Barberato 2,3, Alessandro Cavalcanti Lianza 1,4,5, Andressa Mussi Soares 6, Gabriela Nunes Leal 1,4,5,7, Ivan Romero Rivera 8, Marcia Ferreira Alves Barberato 2, Vitor Guerra 9, Zilma Verçosa de Sá Ribeiro 10,11, Ricardo Pignatelli 12, Carlos Eduardo Rochitte 13, Marcelo Luiz Campos Vieira 1,13

Development: Cardiovascular Imaging Department (Departamento de Imagem Cardiovascular – DIC) of the Brazilian Society of Cardiology (Sociedade Brasileira de Cardiologia – SBC) and the Cardiovascular Imaging Society of the Interamerican Society of Cardiology (Sociedad de Imágenes Cardiovasculares de Sociedad Interamericana de Cardiología – Sisiac, Siac)

Norms and Guidelines Council: Brivaldo Markman Filho, Antonio Carlos Sobral Sousa, Aurora Felice Castro Issa, Bruno Ramos Nascimento, Harry Correa Filho, Marcelo Luiz Campos Vieira

Norms and Guidelines Coordinator: Brivaldo Markman Filho

Coordinating Editor: Samira Saady Morhy

Co-editors: Silvio Henrique Barberato, Carlos Eduardo Rochitte, Marcelo Luiz Campos Vieira

Declaration of potential conflict of interests of authors/collaborators of the Position Statement on Indications for Echocardiography in Fetal and Pediatric Cardiology and Congenital Heart Disease of the Adult – 2020
If, within the last 3 years, the author/collaborator of the statement:
Names of statement collaborators Participated in clinical and/or experimental studies sponsored by pharmaceutical or equipment companies related to this statement Spoke at events or activities sponsored by industry related to this statement Was (is) a member of a board of advisors or a board of directors of a pharmaceutical or equipment industry Participated in normative committees of scientific research sponsored by industry Received personal or institutional funding from industry Wrote scientific papers in journals sponsored by industry Owns stocks in industry
Alessandro Cavalcanti Lianza No No No No No No No
Andressa Mussi Soares No No No No No No No
Carlos Eduardo Rochitte No No No No No No No
Gabriela Nunes Leal No No No No No No No
Ivan Romero Rivera No No No No No No No
Marcelo Luiz Campos Vieira No No No No No No No
Marcia Ferreira Alves Barberato No No No No No No No
Ricardo Pignatelli No No No No No No No
Samira Saady Morhy No No No No No No No
Silvio Henrique Barberato No No No No No No No
Vitor C. Guerra No No No No No No No
Zilma Verçosa de Sá Ribeiro No No No No No No No

1. Introduction

In accordance with the “Standards for Production of Guidelines, Position Statements, and Standardizations” sanctioned by the Brazilian Society of Cardiology, this document was written to update indications for echocardiography in fetal and pediatric cardiology and congenital heart disease of the adult, and to supplement the recently-published position paper on indications for echocardiography in adults.1 The position statement is not intended to be an in-depth review of echocardiography in congenital heart disease, but an indispensable basic guide to support rational clinical decision-making by physicians when ordering examinations. While it takes into consideration the significant technological advances achieved recently in echocardiography, its purpose is not to describe echocardiography methods in detail, but to clearly and concisely summarize the most important situations in which echocardiography is of benefit for diagnosis and/or treatment planning in these groups of patients. In this document, recommendation classes will be presented in accordance with the following definitions:

  • Class I: conditions for which there is conclusive evidence or, in the absence thereof, general agreement that the examination procedure is useful and safe.

  • Class II: conditions for which there is conflicting evidence and/or divergence of opinion on the utility and/or safety of the examination.

  • Class IIa: evidence or opinions favorable to the examination. Most experts approve.

  • Class IIb: utility and/or safety less well established, with divergent opinions.

  • Class III: conditions for which there is evidence or consensus that the examination is not useful and, in some cases, may even be harmful.

Evidence levels are also presented, defined as follows:

  • A: agreement between multiple randomized clinical trials or robust meta-analyses;

  • B: less robust meta-analysis data or single randomized clinical study or observational studies;

  • C: expert opinion.

All of the tables summarizing recommendations for use of echocardiography in different clinical scenarios will therefore include columns showing recommendation classes and evidence levels

2. Fetal Echocardiography

The incidence of congenital heart disease is estimated at 6-12/1,000 live births;2,3 however, it is estimated that fetal prevalence is higher. There are several factors associated with increased risk of congenital heart disease in the fetus, including familial factors and maternal and fetal conditions. Fetal echocardiography is the most important tool for diagnosis of these cardiac pathologies, from the end of the first trimester up to term. The best timing for conducting fetal echocardiography is determined by multiple factors, including the reason for using it and the gestational age at which a cardiac and/or extracardiac abnormality is detected. Echocardiography for screening high-risk pregnancies can be conducted at 18 to 22 weeks' gestation. Considering that initial screening may not detect developing lesions4 or arrhythmia,5,6 abnormal findings at routine obstetric consultations should be promptly referred for additional fetal echocardiography examinations.

Fetal echocardiography can be performed at younger gestational ages, including at the end of the first and start of the second trimesters, generally in pregnancies at high risk of congenital heart disease, particularly when elevated nuchal translucency is present on morphological ultrasound in the first trimester.7,8 In the majority of gestations, transabdominal fetal echocardiography provides images of adequate resolution to detect anomalies at between 13 and 14 weeks. However, if the examination is conducted before 13 weeks, transvaginal echocardiography is needed, because of the small size of the cardiac structures and the distance between the fetus and the maternal abdominal wall.7,8 When fetal echocardiography is conducted before 18 weeks, it should be repeated between 18 and 22 weeks' gestation, because the limited image resolution may not be sufficient for diagnosis of certain cardiac abnormalities and also because of potential progression of lesions not detected at earlier gestational ages.79

The timing and frequency of echocardiography should be guided by: severity of lesions, signs of heart failure, mechanisms of progression, and perinatal management assessment.

Fetal echocardiography recommendations are listed in Tables 1 and 2.

Table 1. Recommendations for fetal echocardiography in high-risk pregnancies59 .

Recommendations Recommendation class Evidence level
Pre-gestational DM I A
GDM diagnosed in first trimester II B
Maternal phenylketonuria I A
Maternal SSA/SSB antibodies IIa B
Maternal medications:
ACE inhibitors
Retinoic acid
NSAID in third trimester
IIa
I
I
B
B
A
Maternal rubella infection in first trimester I C
Maternal infection with suspicion of myocarditis/pericarditis I C
Assisted reproduction IIa A
Congenital heart disease in first-degree relative I B
Heart disease with Mendelian inheritance in first or second-degree relative I C
Suspicion of heart disease on obstetric ultrasound I B
Extracardiac fetal anomaly I B
Fetus with chromosome abnormality I C
Fetus with tachycardia or bradycardia or frequent irregular heartbeats I C
NT > 95% I A
Monochorionic twinning I A
Fetus with hydrops or effusions I B

ACE: angiotensin-converting enzyme; DM: diabetes mellitus; GDM: gestational diabetes mellitus; NSAID: nonsteroidal anti-inflammatory drugs; NT: nuchal translucency. Adapted from Donafrio et al.7

Table 2. Recommendations for fetal echocardiography in low-risk pregnancies59 .

Recommendations Recommendation class Evidence level
Maternal medication:
Anticonvulsant
Lithium
Vitamin A
Selective serotonin reuptake inhibitors
NSAID during first and second trimesters
IIb B
Heart diseases in second-degree relatives IIb B
Abnormalities of the umbilical cord and placenta IIb C
Fetal intra-abdominal venous abnormality IIb C

NSAID: nonsteroidal anti-inflammatories. Adapted from Donafrio et al.7

3. Echocardiography in the Newborn

Newborn infants transition from a state in which circulation is in parallel, with low systemic vascular resistance and high pulmonary vascular resistance, during fetal life, to a state in which circulation is in series and the cardiac output of both ventricles must be equal in the presence of high systemic vascular resistance. These circulatory changes that take place with birth may take days or weeks to be completed, particularly in preterms, because the communications present during fetal life cannot close promptly. Thus, persistent ductus arteriosus (PDA), persistent high pulmonary pressures, and the incapacity of the immature myocardium to pump blood against systemic vascular resistance that has suddenly increased can cause a transitory reduction in systemic blood flow, changing these patients' hemodynamics.9 Moreover, structural cardiac anomalies or extracardiac conditions such as sepsis or diaphragmatic hernia are tolerated differently in this age group.10

The transitional physiology of the cardiovascular circulation during the neonatal period means that these patients must be evaluated as a distinct group.

The most common reasons for conducting an echocardiogram during the neonatal period are to detect or rule out congenital structural cardiac diseases in patients who have heart murmur, abnormal neonatal oximetry screening results,11 are in shock, are hypoxemic, develop respiratory failure, or have multiple malformations. The next most common group of indications are to screen for functional anomalies, such as persistent ductus arteriosus, and to test pulmonary hemodynamics and cardiac function (see Table 2).

Echocardiographic assessment of patients in neonatal intensive care units is justified, including in an evolving manner, as a factor in specific changes to clinical management of the neonate.

The recommendations for echocardiography in newborn infants are listed in Table 3.

Table 3. Recommendations for echocardiography in newborn infants9,1115 .

Recommendations Recommendation class Evidence level
Pathological heart murmur or other abnormal cardiac auscultation findings I C
Central cyanosis, heart failure, cardiogenic shock, respiratory distress I A
Asymmetry of pulses and/or arterial blood pressure gradient between upper and lower extremities I A
Cardiomegaly on radiological chest examination or abnormal findings suggestive of heart disease I A
Syndromes associated with cardiovascular disease I B
Extracardiac anomalies I B
Anomaly of heart position or site I B
Fetal and/or obstetric echocardiography findings showing or suggesting heart malformation I C
Corrective or palliative heart surgery I B
History of hydrops fetalis I B
Clinical suspicion of patent ductus arteriosus I A
Evaluation of the hemodynamic significance of PDA, monitoring effects of treatment I A
Assessment of progress of neonate after surgery for closure of ductus arteriosus with hemodynamic instability I A
Perinatal asphyxia with abnormal hemodynamics and/or biomarkers I A
Suspected pulmonary hypertension I A
Assessment of progress of neonate with pulmonary hypertension on drug treatment I A
Hypotension I A
Assessment of extracorporeal life support cannulae, maintenance and weaning from ECMO I A
Systemic maternal disease associated with known neonatal anomaly IIa B
Maternal infection during gestation or delivery with potential for fetal or neonatal cardiac sequelae IIa B
Maternal diabetes without fetal echocardiography or with normal fetal echocardiography IIb B
Maternal phenylketonuria I A
Maternal autoimmune dysfunction IIa B
Maternal exposure to teratogens IIa B
Failure to thrive in the absence of definite clinical abnormalities IIa C
History of nonsustained fetal ectopic heart rhythm, in the absence of postpartum arrhythmia III C
Acrocyanosis with normal pulse oximeter saturation in upper and lower extremities III C
Morphological and functional assessment during the postoperative period after heart surgery I B
To assess pericardial hemorrhage and evaluate hemodynamic impact and guide interventional procedures I A
To determine central venous catheter position and identify related complications (thrombosis and infection) I A

ECMO: extracorporeal membrane oxygenation; PDA: persistent ductus arteriosus.

4. Echocardiography in Infants, Children and Adolescents

Since echocardiography is a noninvasive method for obtaining anatomic, hemodynamic, and physiological information on the pediatric heart, it is the first-choice diagnostic method for initial assessment of congenital or acquired heart disease in infants, children, and adolescents.

Children with cardiac diseases are a varied group of patients who often have complex anatomic malformations and require lifelong follow-up. Repeated studies may therefore be indicated to monitor heart valve function, growth of cardiovascular structures, and ventricular function and for follow-up of drug-based or surgical interventions.9,1618

Signs and symptoms such as cyanosis, growth deficits, exercise-induced anginas, syncope, respiratory distress, murmurs, heart failure, pulse abnormalities, and cardiomegaly may suggest structural heart disease.

Echocardiography may also be indicated even in the absence of specific clinical status in patients with family history of hereditary heart disease, genetic syndromes associated with structural heart disease, or abnormal examination findings (fetal echocardiography, chest X-ray, and electrocardiogram).

Patients with arrhythmia may have structural heart disease, such as corrected transposition of the great arteries and Ebstein's anomaly, cardiac tumors, or cardiomyopathies. Sustained arrhythmia and use of antiarrhythmic medications can cause changes to myocardial function and echocardiography plays an important role in clinical management of these patients.

The recommendations for echocardiography in infants, children and adolescents are listed in Table 4.

Table 4. Recommendations for echocardiography in infants, children and adolescents9,12,1618 .

Recommendations Recommendation class Evidence level
Pathological heart murmur or other evidence of cardiac abnormality I C
Anomaly of heart position or site I B
Cardiomegaly on radiological chest examination or abnormal findings suggestive of heart disease I B
Abnormal electrocardiogram I B
Immediate preoperative assessment for heart surgery I C
Change in clinical status of patient with known heart disease I B
Morphological and functional assessment during the postoperative period after heart surgery I C
Family history of heart disease transmitted genetically I B
Neuromuscular disease with myocardial involvement I B
Signs and symptoms of infectious endocarditis I A
Signs and symptoms of heart failure I A
Palpitations without other symptoms, benign family history, and normal electrocardiogram IIb C
Palpitations with family history of arrhythmia, sudden death, or cardiomyopathy. I B
Palpitations in patient with known cardiomyopathy I B
Palpitations with abnormal electrocardiogram or known ion channel defects IIa C
Asymmetry of peripheral pulses I A
Syndrome associated with cardiovascular disease; genotype positive for cardiomyopathy; chromosome anomaly associated with cardiovascular disease I B
To determine the appropriate timing of clinical or surgical treatment in patients with known heart disease I B
Selection, placement, patency, and monitoring of endovascular devices I A
Identification of intracardiac and intravascular shunts before, during, and after interventional percutaneous cardiac catheterization I A
Prolonged fever, without apparent cause, in a patient with congenital heart disease I A
Functional murmur in an asymptomatic patient IIb C
Retarded growth in the absence of specific clinical abnormality IIb C
Atypical angina, identified as of musculoskeletal origin in an asymptomatic patient III
Syncope with abnormal electrocardiogram, exercise-related syncope I A
Syncope with family history of cardiomyopathy or sudden death I A
Neurocardiogenic (vasovagal) syncope IIa C
Effort angina or angina at rest with abnormal electrocardiogram I B
Angina associated with fever or use of illicit drugs IIa B
Presumably innocent murmur with signs and symptoms of heart disease I C
Central cyanosis I A
Chest wall deformity and preoperative scoliosis IIb C
Extracorporeal life support: initiation, maintenance, and weaning I B
Previous normal echocardiography with change in cardiovascular status and/or new family history suggestive of hereditary heart disease IIa C
Abnormal cardiac biomarkers I B
Hemoglobinopathies I B
Connective tissue diseases (Marfan, Loeys, Dietz, and others) I B
Muscular dystrophy I B
Autoimmune diseases I B
Arterial hypertension I A
Stroke I B
Metabolic, mitochondrial, or storage disease I B
Family history of cardiovascular disease: sudden death before 50 years of age, connective tissue diseases (Marfan or Loeys Dietz syndromes), idiopathic arterial hypertension IIa C
Family history of cardiovascular disease: hypertrophic cardiomyopathy, nonischemic dilated cardiomyopathy, hereditary pulmonary arterial hypertension IIa B

5. Pediatric Echocardiography in Acquired Heart Diseases

Acquired heart diseases primarily occur in the context of systemic diseases linked to inflammatory processes, renal diseases, use of cardiotoxic chemotherapy, or parenchymatous pulmonary disease, and after heart transplantation.

Myocardial involvement can occur in several conditions, such as systemic inflammatory diseases (particularly those with a more aggressive course, such as juvenile systemic lupus erythematosus, juvenile idiopathic arthritis, and rheumatic fever).1922 During treatment with cardiotoxic chemotherapy (particularly with anthracyclines) and radiotherapy in the mediastinal region, echocardiography is indicated before, during, and after treatment, with the objective of indicating the need for cardioprotective measures and even for changing the treatment in some cases.23

In patients with chronic liver disease or hypertension and/or on dialysis, echocardiography provides clinicians with valuable information on ventricular geometry, systolic/diastolic function, and blood volume. This can very often guide changes in the dialysis regimen and introduction of (or changes to) antihypertensive and vasoactive drugs.24

In patients with pulmonary disease, echocardiography can be used to estimate pulmonary pressures and also to evaluate right ventricle performance, which has an important correlation with clinical prognosis.2527

In children and adolescents with AIDS, echocardiography is used to investigate right cardiac involvement caused by the virus, which can result in dilated cardiomyopathy, pulmonary hypertension, and even ventricular hypertrophy, in addition to effects caused by opportunistic diseases and/or drug side effects.28

The growing number of children with end-stage heart failure must be evaluated before and after heart and/or cardiopulmonary transplantation29 and echocardiography is also an aid to decision-making on introduction/withdrawal of cardiovascular support.30

The recommendations for echocardiography in newborn infants, infants, children, and adolescents with acquired heart disease are listed in Table 5.

Table 5. Recommendations for echocardiography in newborn infants, infants, children, and adolescents with acquired heart disease9,1631 .

Recommendations Recommendation class Evidence level
Initial assessment and reassessments in patients with suspected or confirmed diagnosis of Kawasaki syndrome, Takayasu's Arteritis, myopericarditis, AIDS, and rheumatic fever I B
After heart or cardiopulmonary transplantation I B
Initial assessment and reassessments in patients treated with cardiotoxic chemotherapy and mediastinal radiotherapy I B
Initial assessment and reassessments in patients with myocardial disease I C
Assessment of cardiac involvement in severe kidney disease and/or systemic arterial hypertension I B
Assessment of donors for heart transplantation I C
Pulmonary arterial hypertension I A
Assessment of progression of pulmonary arterial hypertension treated with drugs or surgery I B
Initiation or withdrawal of extracorporeal cardiopulmonary support I C
Thromboembolic event I C
Sepsis, right heart failure, or cyanosis in a patient with venous catheter I B
Systemic or pulmonary embolization in a patient with right-left flow and venous catheter I C
Superior vena cava syndrome in a patient with venous catheter I C
Liver disease IIa C
Obesity with other cardiovascular risk factors or obstructive sleep apnea IIa C
Sepsis IIa B
Cystic fibrosis without evidence of cor pulmonale IIa C
Follow-up of patients after rheumatic fever without evidence of cardiac involvement IIb C
Cardiac assessment after pericarditis without evidence of recurrent pericarditis or chronic pericarditis IIb C
Fever in a patient with venous catheter without evidence of systemic or pulmonary embolization IIb C
Routine assessment for participation in competitive sports in patients with normal cardiovascular examination IIb C
Late follow-up of Kawasaki syndrome without evidence of coronary abnormalities in the acute phase III C
Routine assessment in an asymptomatic patient with venous catheter III C

6. Echocardiography in Adults with Congenital Heart Disease

Over the last 30 years, considerable advances were made in pediatric cardiology, both in the sphere of diagnosis with the advent of echocardiography and in the realm of treatment to correct heart diseases, initially surgically and more recently using percutaneous techniques in the catheterization laboratory. Recent data show that the estimated size of the population of adults with congenital heart disease in United States in 2010 was 1.4 million patients.30 This population has problems related to residual defects, new acquired defects (such as pulmonary reflux after definitive correction of tetralogy of Fallot or obstructions after a Jatene procedure), arrhythmia, heart failure, acquired disease of the adult, infectious endocarditis, or indications for heart transplantation. Many survive with palliative surgery that may or may not require definitive correction (such as the Senning, Mustard, Rastelli, Glenn, or Fontan procedures, which induce new complications that are implicit in the surgical method employed) and many patients present with heart conditions for the first time, with no prior diagnosis of heart disease.3235

There is no doubt that two-dimensional transthoracic echocardiography has an important role to play in diagnosis and follow-up of these malformations.36 Recent advances such as 3D echocardiography have proved superior for determination of volumes and even ventricular function, particularly in complex malformations such as those with univentricular physiology, or for evaluation of the right ventricle, and these systems should be used whenever they are available and there are trained professionals to operated them.37 Additionally, using 3D images to guide surgery gives surgeons better understanding of the case, enabling better surgical planning. Along the same lines, new techniques for assessment of diastolic function and segmental function, such as tissue Doppler, strain, and strain rate can be very useful, particularly in conditions with univentricular physiology or cardiac chamber deformities, primarily when involving the right ventricle38 (see sections 9 and 10 below).

The primary limitation of echocardiography for assessment of adults with congenital heart disease is a poor transthoracic acoustic window in patients with previous heart surgery or deformities of the chest wall, and echocardiography is also inappropriate for assessing the aortic arch, the coronary arteries, the pulmonary arteries, and the collateral vessels. In these situations, transesophageal echocardiography, angiotomography, and magnetic resonance (MR) are extremely useful.

The recommendations for echocardiography in adults with congenital heart disease are listed in Table 6.

Table 6. Recommendations for echocardiography in adults with congenital heart disease9,29,36,3844 .

Recommendations Recommendation class Evidence level
Initial structural and functional assessment in suspected congenital heart disease because of murmur, cyanosis, poor arterial saturation, or abnormal electrocardiogram or chest X-ray findings I C
Changes in the clinical status of a patient with known congenital heart disease, whether operated or not I C
Doubts with regard to original diagnosis or unexplained structural or hemodynamic abnormalities in a patient with known congenital heart disease I C
Follow-up of patients with intraventricular communication for assessment of evolving morphological changes I C
Periodic follow-up of patients with congenital heart disease, operated or not, in whom assessment of contraction, valve, and conduction function is needed I C
Postoperative annual follow-up after total, partial, or palliative repair in patients with residual defects and sequelae that could compromise clinical progress I C
Identification of the origin and initial course of the coronary arteries I C
Assessment of unexplained post-exercise syncope for initial diagnostic definition I C
Evaluation of aortic injury in patients with suspected or confirmed Marfan Syndrome for serial assessment of the aorta and/or mitral valve I C
Periodic examinations in patients operated for PDA, ASD, VSD aortic coarction or bicuspid aortic valve, without residual defect and without changes in clinical condition III C
Follow-up of patients with heart diseases without hemodynamic significance and without changes in clinical condition III C
Assessment of lesions in the aortic arch, pulmonary arteries and collateral arteries, the anatomy of which is better defined using other diagnostic methods III C
Periodic assessment of cardiac malformations without changes in physical examination findings, in the clinical condition of the patient, or in other examinations such as electrocardiogram and chest X-ray III C

ASD: atrial septal defect; PDA: patent ductus arteriosus; VSD: ventricular septal defect.

7. Transesophageal Echocardiography in Pediatric Cardiology

Transesophageal echocardiography (TEE) uses special transducers and a different access route, offering better definition of cardiac structures, increasing the method's diagnostic applications.

It is particularly important for definition of complex anatomic structures and functional abnormalities, which cannot always be evaluated using transthoracic echocardiography alone.

Technological advances and miniaturization of probes has led to increasing adoption of TEE in the field of pediatric cardiology and it can provide important information about patients from the neonatal age group up to adolescents and adults, for diagnosis, intraoperative assessment, in the immediate and late postoperative periods, and in the intensive care unit, and also in the catheterization laboratory, aiding in interventional procedures.

7.1. Transesophageal Echocardiography as a Diagnostic Tool

Transesophageal echocardiography should be adopted to improve diagnostic definition of heart disease in situations in which better anatomic evaluation is needed in certain specific congenital heart diseases, in the majority of cases in adults, since in children the image quality of transthoracic echocardiography is generally good (Table 7).

Table 7. Recommendations for transesophageal echocardiography as a diagnostic tool9,45 .

Recommendations Recommendation class Evidence level
Confirmation or exclusion of a relevant clinical diagnostic suspicion not observable using TTE I A
Insufficient anatomic and hemodynamic information using TEE, primarily in children with chest deformities or obesity and in adults with congenital heart disease I A
Assessment of PFO as a possible etiology of central or peripheral embolic events in young patients (< 60 years), with agitated saline contrast to determine the possibility of right-left flow. To assess PFO risk factors for stroke/TIA: interatrial septum aneurysm, passage of > 30 microbubbles from right atrium to left atrium, PFO tunnel > 10 mm, and prominent Eustachian valve I A
Assessment of PFO before placement of a transvenous pacemaker I A
Classification, dimensions, and location of atrial septal defect, primarily in adult patients and those with poor transthoracic definition for selection of possible candidates for percutaneous occlusion and choice of occlusion device. I A
Assessment of aortic dissection in Marfan, Ehlers-Danlos, and Turner syndromes and in aortic coarctation I A
Assessment of the aorta in the Takayasu's Arteritis I A
Assessment of the intra or extra-cardiac tubes during the postoperative period after Senning, Mustard, or Fontan procedures I A
Assessment of thrombi, masses, vegetations, abscesses, and prostheses I A
For determination of the degree and mechanisms of mitral valve reflux to aid in surgical or percutaneous repair (Mitraclip) I B

PFO: patent foramen ovale; TEE: transesophageal echocardiogram; TIA: transient ischemic attack; TTE: transthoracic echocardiogram.

7.2. Intraoperative Transesophageal Echocardiography

The most important impact of transesophageal echocardiography in the operating room is detection of significant residual defects that are very often unsuspected. Several authors have reported putting patients back on extracorporeal circulation to review surgery after intraoperative TEE, with rates that vary from 6 to 11.4% of cases, in the different series analyzed.46

The indications for intraoperative TEE for congenital heart disease are listed in Table 8.

Table 8. Recommendations for intraoperative transesophageal echocardiography9,4546 .

Recommendations Recommendation class Evidence level
Perioperative assessment of cardiac anatomy and function I A
Monitoring of surgical procedures involving risk of abnormal flows, valve reflux, residual obstructions, or myocardial ventricular dysfunction I A
Minimally invasive surgery, video-guided surgery, and hybrid procedures I A

7.3. Transesophageal Echocardiography in the Intensive Care Unit (ICU)

In the immediate postoperative period, the definition of TEE images may be compromised by drains, dressings, meshes, and mechanical ventilation, making it necessary to use TEE, which can provide anatomic (residual lesions) and hemodynamic information that is important for clinical and therapeutic management of patients (Table 9).

Table 9. Recommendations for transesophageal echocardiography in the ICU9,45 .

Recommendation Recommendation class Evidence level
Assessment of residual defects, pericardial hemorrhage, and ventricular function in patients with a poor transthoracic acoustic window I A
Postoperative monitoring in a patient with an open sternum I A

7.4. Transesophageal Echocardiography in the Catheterization Laboratory

Transesophageal echocardiography is helpful during hemodynamic interventions, providing diagnostic details in a range of heart diseases and for monitoring procedures, in addition to providing anatomic information on the results and on possible residual lesions47 (Table 10).

Table 10. Recommendations for Transesophageal Echocardiography in the Catheterization Laboratory9,45,47 .

Recommendation Recommendation class Evidence level
In percutaneous closure of patent foramen ovale, interatrial and interventricular communications I A
Postoperative closure of fenestrations after Fontan procedures I A
During dilatation of Senning and Mustard procedure tunneling I A
During stenting of stenosis of pulmonary arteries and tubes IIb B
For guidance in mitral valvoplasty and percutaneous mitral valve repair (Mitraclip) I A
For guidance in pulmonary and aortic valvoplasties IIa A
Placement of aortic endoprostheses to treat aneurysms, dissections, hematoma, or parietal ulcers of the thoracic aorta I A
Catheter guidance for perforation and percutaneous dilatation of atretic valves I A
During therapeutic interventional catheterization for radio frequency ablation I A

8. Stress Echocardiography in Pediatric Cardiology

Echocardiography under stress (physical or pharmacological) is a well-established technique in adults.48,49 There are not yet specific guidelines or recommendations for the pediatric age group. However, as in the adult population, applications in children and adolescents have been concentrated on investigation of ischemic disease,5056 but are being extended to other areas that are not necessarily ischemic5563 (Table 7).

Both types of stress, pharmacological and exercise, can be administered to children, with certain peculiarities.6466 Dobutamine is the most common pharmacological agent and is used in the same protocols as with adult patients. In general, sedation or even anesthesia is recommended for children under the age of 8. Physical exercise can be used with children over the age of 8 who are cooperative and able to exercise on a treadmill or bicycle.67

9. Three-dimensional Echocardiography

Three-dimensional (3D) echocardiography has been incorporated into clinical practice, providing additional information in comparison to two-dimensional (2D) echocardiography, and is primarily used for congenital defects in which the three-dimensional view offers images very close to the anatomic and surgical planes.68 The same concept is applicable to procedures undertaken in the catheterization laboratory, in which the three-dimensional view can be used not only to guide the procedures, but also to better evaluate the anatomy when choosing which devices to employ. Assessment of ventricular volumes and function has also been performed using the 3D technology, primarily to evaluate ventricular geometry in the most diverse forms of congenital defects, including univentricular hearts.69,70 Atrioventricular valves can be assessed not only from the point of view of anatomic details, including the subvalvular apparatus, but also in terms of functional assessment of valve ring movement, and interactions between movement of valve leaflets and chords.71

When dealing with pediatric patients, the larger transthoracic acoustic window is a great advantage. More recently, more advanced transducers have been developed with a smaller footprint and higher frequency (2 to 8 MHz). However, the image quality is still not the same when a 2D-3D combination is used with the same transducer, particularly in small patients. Another significant challenge that remains to be overcome is development of a pediatric transesophageal transducer, which limits 3D TEE to use in patients weighing more than 30 kg, according to manufacturers' recommendations. In small children, use of a pediatric transducer with higher frequency is recommended, as well as the epicardial echocardiogram, for intraoperative scenarios. Three-dimensional transesophageal echocardiography should always by considered in larger patients (generally weighing more than 30 kg) if transthoracic 3D imaging does not yield sufficient information to plan surgery or other interventions.

In a variety of different congenital defects, 3D echocardiography can provide additional information on a wide range of anatomic structures, including atrial and ventricular septa, the semilunar and atrioventricular valves, and also the outflow tracts. Applications are expanding as technological progress advances and adaptations are made to suit the pediatric population. Currently, use is based more on clinical need for additional information than on randomized studies showing the advantage of 3D over 2D. Use is therefore individualized and depends on the profile of the imaging laboratory or hospital adopting the technology for specific lesions.

Valve lesions and isolated septal defects are the principal indications. However, in situations in which there are concomitant anomalies of the ventriculoarterial connection, as in double-outlet right ventricle, the position and size of the intraventricular communication can be better visualized and demonstrated with 3D echocardiography.

Depending on the area or structure assessed by transthoracic and/or transesophageal 3D echocardiography, it may provide relevant information that complements the findings of 2D echocardiography.7283 Little additional information is yielded by using 3D echocardiography to assess the pulmonary arteries, the pulmonary valve, and even the right ventricle outflow tract and the aortic arch (Table 12).

Table 12. Additional information yielded by 3D echocardiography on specific anatomic structures and recommendations7278,8082,87,88,91 .

Anatomic structure of interest Modality Additional information Recommendation class Evidence level
Interatrial septum TTE/TEE Dimension, format, and location of defect(s) I Complex or residual defects
II Central and single defects
B
B
Tricuspid valve TTE/TEE Morphology of leaflets, subvalvular apparatus (chords),
location of regurgitation jets
I B
Mitral valve TTE/TEE Morphology of leaflets, subvalvular apparatus (chords), location of regurgitation jets I B
Interventricular septum TTE/TEE Dimension, format, and location of complex defect(s) I B
LV outflow tract TTE/TEE Morphology of subaortic obstruction I B
Aortic valve TTE/TEE Aortic valve measurements, morphology of leaflets, regurgitation mechanism I B
RV outflow tract TTE/TEE Morphology and visualization of site of obstruction III C
Pulmonary valve TTE Morphology IIa C

LV: left ventricle; RV: right ventricle; TEE: transesophageal echocardiogram; TTE: transthoracic echocardiogram.

Table 11. Recommendations for stress echocardiography in pediatric cardiology.

Recommendation Recommendation class Evidence level
To investigate coronary failure in children after late heart transplantation IIa B
Late assessment in Kawasaki disease with coronary abnormalities in the acute phase IIa B
During the postoperative period after Jatene procedure and the postoperative periods of abnormal origin and course of coronary arteries, and coronary-cameral fistulae IIa B
Ventricular function in myocardiopathy and mitral and aortic valve failure IIa B
Screening for ventricular dysfunction in patients treated with chemotherapy regimens including anthracyclines and after transplant, to test myocardial function during exercise IIa B
To investigate coronary failure in children with pulmonary atresia with intact ventricular septum, dyslipidemia, insulin-dependent diabetes mellitus, or supravalvular aortic stenosis IIb B
Evaluation of pressure gradient behavior in hypertrophic cardiomyopathy and pulmonary and aortic valve stenosis IIb B
Evaluation of myocardial reserve in the late postoperative period after atrial switch surgery for great vessel transposition, right ventricle assessment in late postoperative period of tetralogy of Fallot surgery IIb B

Three-dimensional echocardiography can provide additional information in the context of certain specific congenital heart disease in which there are connection anomalies (atrioventricular or ventriculoarterial)76,8486 (Table 13).

Table 13. Additional information yielded by 3D echocardiography on congenital defects and recommendations71,79,83-86.

Congenital heart disease Modality Additional information Recommendation class Evidence level
AVSD TTE/TEE Dimension of atrial and/or ventricular defect; morphology of leaflets and
subvalvular apparatus; assessment of regurgitation jets; dimensions
of orifices and ventricles in unbalanced defects
I B
Discordant AV connection TTE/TEE Morphology and function of tricuspid and mitral valves, location and
dimensions of related VSD morphology of outflow tracts of the RV and LV
I B
Complex TGA TTE/TEE Morphology and function of tricuspid and mitral valves, location and
dimensions of the VSD, anatomy of RV and LV outflow tracts in cases of obstruction
I B
Tetralogy of Fallot TTE Dimension and location of CIV and anatomy of RV outflow tract III C
Truncus Arteriosus TTE/TEE Morphology of truncal valve* III C
Double-outlet RV TTE Relationship of atrioventricular valves, position and size
of the VSD with the great arteries
III C

AV: atrioventricular; AVSD: atrioventricular septal defect; TEE: transesophageal echocardiogram; TGA: transposition of the great arteries; TTE: transthoracic echocardiogram; VSD: ventricular septal defect.

*

Specifically for assessment of the truncal valve in older patients.

Application of 3D echocardiography in the catheterization laboratory for closure of atrial and ventricular septal defects complements 2D images for delimiting the margins of defects and related structures,87,88 specifically in atrial communications of the type ostium secundum, which are very well demonstrated by real-time imaging with 3D transesophageal echocardiography. Closure of interventricular communications using percutaneous or transmural devices can also be guided and, primarily, assess nearby structures, such as, for example, leaflets and/or tricuspid valve chords. There are other applications in the catheterization laboratory in which 3D echocardiography can be used to guide procedures: closure of fenestrations in the Fontan procedure, coronary fistulae, ruptures of the sinus of Valsalva, paravalvular regurgitation, septal perforation, and location of electrodes for cardiac resynchronization.8994

A major challenge in congenital heart disease is evaluation of ventricular volumes and function, because of reasons that are intrinsic to the congenital defects involved (position of the heart, connection anomalies, non-contractile material, and differences in ventricular preload, among others). The software packages available were developed on the basis of the left ventricular geometry of normal hearts, which can often invalidate the information obtained using 3D systems. Although measurements of volumes and ejection fractions are replicable, 3D echocardiography has shown smaller volumes than MR when quantifying volumes, which prevents one from being substituted for the other. As a result, clinical application is still complicated by the absense of values for normality in the pediatric population. It is not recommended that software developed for the normal left or right ventricle be used with congenitally malformed ventricles until new software or models have been validated.70,9597

The general recommendation for use of 3D transthoracic echocardiography in pediatrics is that the decision should be taken in accordance with the type of patient and the profile of the echocardiography laboratory and/or hospital.

There is consensus that 3D is a modality that complements rather than substitutes 2D echocardiography, irrespective of the type of disorder.

10. Myocardial Deformation Imaging in Pediatric Patients

Myocardial deformation (strain) is proving to be a useful tool for evaluation of diastolic and systolic function, in both adults and the pediatric population.98 Myocardial strain analysis by speckle tracking imaging is a method that is independent of the angle of insonation and has low intraobserver and interobserver variability, enabling global and regional ventricular function to be quantified more accurately than with more traditional methods, such as tissue Doppler, fractional shortening, or ejection fraction.99 Some studies have shown that strain obtained by speckle tracking has high prognostic value, underscoring its utility for both congenital and acquired pathologies.100

Notwithstanding, myocardial strain is subject to physiological variations caused by age, sex, heart rate, preload, arterial blood pressure, and body surface area, in addition to the type of software used for the analysis.101 Efforts are ongoing to establish normal values for strain that can be used as a universal reference in pediatrics, so that myocardial deformation analysis can be incorporated into guidelines and start to be adopted in clinical routines.102104 Meanwhile, myocardial deformation imaging has recommendation class II and evidence level B for use in the many different pediatric diseases.

10.1. Ventricular Strain in Acquired Heart Diseases in Childhood

Analysis of right and left ventricular strain is particularly useful in situations in which the intention is to identify systolic and/or diastolic dysfunction while in the subclinical phase. The information obtained from strain analysis makes opportune therapeutic intervention possible in a range of systemic diseases with myocardial involvement.

Early detection of myocardial damage secondary to use of anthracyclines is one of the most important contributions of myocardial deformation imaging to date and has been incorporated into protocols for monitoring patients in oncology.105108

A correlation has been demonstrated between the degree of inflammatory activity and the values of LV strain and systolic and diastolic LV strain rate in patients with rheumatic diseases, such as childhood-onset systemic lupus erythematosus.20

Other studies have confirmed the efficacy of strain obtained using the speckle tracking technique for detection of myocarditis of both autoimmune and viral etiology.109,110 In cases of dilated cardiomyopathy in children, the pattern of regional compromise of LV strain influenced the outcome of death or transplantation, as demonstrated by Forsha et al.111 Another use for strain in cases of dilated cardiomyopathy is to detect dyssynchrony, identifying cases that could benefit from resynchronization.111

After orthotopic heart transplantation in children, strain analysis has reasonable sensitivity and specificity for identifying which individuals will manifest vascular graft disease in later years.112 Some reports, including small numbers of transplanted children, suggest there is an association between reduced segmental strain and rejection in endomyocardial biopsies, suggesting the technique could become a less invasive diagnostic instrument in the near future.113115

In young patients with Duchenne muscular dystrophy, studies have demonstrated a significant reduction in longitudinal and radial strain of the inferolateral and anterolateral walls of the LV, even before ejection fraction is compromised or symptoms of heart failure emerge.116 Several studies have demonstrated improved cardiovascular performance and 10-year survival in patients with Duchenne muscular dystrophy who were put on angiotensin-converting enzyme inhibitors and beta blockers as soon as the first echocardiographic signs of myocardial deterioration were detected, while still asymptomatic from a cardiovascular point of view.117

Myocardial strain imaging can also contribute to detection of myocardial compromise in storage disorders such as the mucopolysaccharidoses (MPS)118 and Pompe disease.119 Studies have focused attention on myocardial strain as a parameter for assessment of the impact of long-term enzyme replacement on the ventricular function of patients with these diseases.120

Myocardial strain analysis has also emerged as a possible method for early diagnosis of myocardial inflammation and ventricular dysfunction in Kawasaki disease.51 McCandless et al.121 found evidence that longitudinal LV strain was reduced on initial echocardiograms of patients with Kawasaki who later developed coronary dilation or exhibited resistance to treatment with immunoglobulin. These findings suggest that LV strain could soon come to be used as a tool for risk stratification in Kawasaki patients.121

In cases of myocardial dysfunction induced by pediatric sepsis, LV longitudinal and circumferential strain appear to already be reduced in the initial phases, even though ejection fraction is still unimpaired.122

In adult patients with chronic renal failure (CRF), reduction of LV longitudinal strain has been confirmed even in initial stages of the disease and with unimpaired ejection fraction. This early compromise of myocardial deformation has been attributed to fibrosis induced by chronic inflammation and uremic toxins. Additionally, the endothelial dysfunction that occurs in CRF may cause an inappropriate vasodilator response, leading to ischemia in an already hypertrophic ventricle. Similar findings have also been documented in pediatric populations, although it remains to be established whether this reduction in longitudinal LV strain can be used as a specific predictor of morbidity and mortality in children with CRF.123

Cardiovascular disorders are common among people with HIV infection, but are frequently underdiagnosed and left untreated, which impacts on patients' quality of life and on long-term mortality. They have been attributed both to the direct effects of the virus and to the effects of antiretroviral medications on the myocardium and vasculature. Symptomatic systolic dysfunction is normally only observed in more advanced cases of the acquired immunodeficiency syndrome.124 More recent studies with children and young adults confirm compromised longitudinal RV and LV strain, in patients who are still asymptomatic and have normal LV ejection fraction. In 2016, these results prompted Naami et al. to suggest that myocardial deformation imaging should be included in echocardiographic examinations of pediatric patients with HIV, with the objective of identifying patients with subclinical dysfunction and increased cardiovascular risk.125

In a study that enrolled adolescents and young adults with thalassemia who underwent multiple transfusions, Chen et al.126 identified a negative correlation between serum ferritin and longitudinal LV strain. Additionally, even after correction for sex, age, serum ferritin, and ventricular mass index, longitudinal LV strain remained an independent predictor of adverse events in thalassemic patients, such as heart failure, arrhythmia, and death (HR: 6.05; p = 0.033).127

Okumura et al. investigated children and adolescents with idiopathic pulmonary hypertension (IPH), confirming the prognostic value of serial assessment of longitudinal RV strain in the pediatric population. A strain value lower than −14% on the initial echocardiogram identified patients who progressed to lung transplant or death with 100% sensitivity and 54.5% specificity. They concluded that myocardial deformation in pediatric IPH is a more sensitive tool than conventional parameters for evaluation of RV function (TAPSE – tricuspid annular plane systolic excursion, FAC – fractional area change, tricuspid S wave velocity) to detect patients with worse prognosis.127 In a recent publication, Hooper et al.128 confirmed the utility of longitudinal RV strain in clinical follow-up of IPH in children, demonstrating that strain values had an excellent correlation with BNP – B-type natriuretic peptide values, in the course of treatment with prostacyclin analogues.13 Table 14 lists recommendation classes and evidence levels.

Table 14. Recommendations for ventricular strain analysis in acquired heart diseases of childhood20,51,105128 .

Indication Recommendation class Evidence level
Cardiotoxicity in pediatric oncology IIa B
Autoimmune and viral myocarditis IIa B
Dilated cardiomyopathy: selection for resynchronization therapy IIa B
Vascular graft disease after heart transplantation IIb B
Rejection after heart transplantation IIb B
Muscular dystrophies (e.g. Duchenne) IIa B
Storage diseases (e.g. Pompe and MPS) IIa B
Kawasaki disease IIa C
Sepsis IIb B
Chronic renal failure IIb B
HIV/AIDS infection IIa B
Chronic anemias (e.g. thalassemia) IIa B
Pulmonary hypertension IIa B

AIDS: acquired immunodeficiency syndrome; HIV: human immunodeficiency virus; MPS: mucopolysaccharidoses.

10.2. Ventricular Strain in Congenital Heart Disease

Analysis of longitudinal RV strain in a subpulmonary position proved feasible and reproducible for perioperative assessment of several congenital heart disorders.129 However, in the presence of significant residual obstruction during the postoperative period (PO), parameters for evaluation of the longitudinal RV systolic function, such as TAPSE, S wave velocity, and longitudinal peak systolic strain, did not exhibit adequate correlations with ejection fraction according to MR. In situations with residual pulmonary stenosis or a combination of stenosis and pulmonary failure, RV hypertrophy causes a predominance of circumferential fibers, changing the deformation pattern of this chamber, which is habitually more dependent on longitudinal fibers.130 Hayabuchi et al.131 evaluated RV free wall circumferential peak systolic strain in the subcostal view, specifically in children with congenital heart disease with RV pressure overload. Using this method, they found a better correlation between strain values and ejection fraction in the RV.131 Studies with asymptomatic children in the late postoperative period after surgery for tetralogy of Fallot (T4F) identified compromised biventricular longitudinal systolic peak strain. Some authors found a negative correlation between RV longitudinal systolic peak strain and RV ejection fraction and the pulmonary regurgitation fraction, both estimated by MR.132 Other studies have documented a negative correlation between LV longitudinal strain and the degree of pulmonary regurgitation, emphasizing the importance of ventricle interdependence.133 Although myocardial deformation imaging can detect subclinical systolic dysfunction in postoperative T4F patients who progress to pulmonary regurgitation, unfortunately there is not yet any consensus on a strain cutoff value that can indicate the best timing for pulmonary valve replacement.

Patients with the RV in the systemic position also exhibit abnormal myocardial deformation patterns, with predominance of contraction of circumferential fibers. In this condition, the discrete reduction of longitudinal strain is indicative of changes to right ventricular geometry, and not of true systolic dysfunction. This is an adaptive mechanism, which makes contractility of the systemic RV similar to LV contractility. Recent publications therefore suggest a normal range of longitudinal systolic peak strain values in systemic RV that are below those expected for subpulmonary RV (–10% to –14.5%).130 Longitudinal RV strain values below –10% have been associated with occurrence of adverse events, in the late PO after Senning procedures.134

Selection of patients with a single ventricle (SV) for Fontan procedure surgery takes into consideration pulmonary vascular resistance and end-diastolic ventricular pressure. However, current indication criteria have proved fallible for a considerable proportion of these patients, who are subject to complications and extended hospital stays. When associated with pulmonary vascular resistance and end-diastolic ventricular pressure, the preoperative circumferential strain rate improves risk stratification for patients with SV who are candidates for Fontan surgery, irrespective of whether the ventricle has right or left morphology.135

In the case of Ebstein's anomaly, myocardial deformation imaging has little to contribute to right ventricular function assessment, since strain has a weak correlation with ejection fraction measured with MR.136

Castaldi et al.137 have demonstrated the utility of left ventricle longitudinal strain to diagnosis of patients with coronary obstruction in late PO after correction of anomalous origin of the left coronary artery. A strain value < –14.8% on echocardiography identified myocardial segments with fibrosis on MR, with sensitivity of 92.5% and specificity of 93.7%.137

10.3. Right and Left Atrial Strain in Pediatrics

Analysis of right atrial mechanics using speckle tracking was recently introduced in pediatrics, emerging as a promising tool for detection of right ventricular dysfunction. Hope et al.139 found a significant reduction in right atrium longitudinal strain in children with IPH. Atrial strain proved more sensitive and specific than conventional right ventricular function assessment parameters for identifying patients with IPH who would later develop unfavorable outcomes (death, pulmonary and/or cardiac transplant).139

Several studies have described the clinical implications of left atrial strain measurements using the speckle tracking technique. Left atrium strain in the reservoir phase proved more accurate for estimation of end-diastolic pressure of the LV than classical echocardiographic parameters such as left atrial volume and the E/E' ratio and was also inversely correlated with plasma NT-ProBNP levels.140

10.4. Prospects for Utilization of Ventricular Strain in the Fetus

Recent studies have suggested that analysis of myocardial deformation can also contribute to evaluation of biventricular systolic and diastolic function in fetuses. For example, Miranda et al. documented reduced early and late diastolic strain rate in the longitudinal axes of RV and LV in fetuses with diabetic mothers. Additionally, they also observed reductions in right ventricle longitudinal systolic peak strain in comparison with normal fetuses of the same gestational age. These authors pointed out that diastolic deformation compromise was irrespective of the presence of septal hypertrophy. They concluded that myocardial deformation analysis could detect subclinical changes in the fetuses of diabetic mothers before classical echocardiographic parameters are able to do so.141

Dusenbery et al.138 confirmed the association between reduced LV longitudinal strain and presence of myocardial fibrosis, assessing children and young adults with aortic valve stenosis and preserved LV ejection fraction.138 It is known that adults with aortic stenosis who have late enhancement on MR with gadolinium and reduced LV longitudinal strain values have higher mortality rates after valve interventions.138 See Table 15 for recommendation classes and evidence levels.

Table 15. Recommendations for ventricular strain in congenital heart disease129135,137 .

Indication Recommendation class Evidence level
Functional evaluation of subpulmonary RV (e.g. T4F) IIb B
Functional evaluation of systemic RV (e.g. PO of Senning procedure, CCTGA) IIb B
Evaluation of SV before Fontan procedure IIb B
Evaluation of SV after Fontan procedure IIb B
Assessment of LV after ALCAPA surgical repair IIa B
Evaluation of LV function in aortic stenosis IIb B

ALCAPA: anomalous left main coronary artery from the pulmonary artery; CCTGA: congenitally corrected transpositionof thegreat arteries; LV: left ventricle; PO: postoperative; RV: right ventricle; SV: single ventricle; T4F: tetralogy of Fallot.

Footnotes

Note: These statements are for information purposes and should not replace the clinical judgment of a physician, who must ultimately determine the appropriate treatment for each patient.


Articles from Arquivos Brasileiros de Cardiologia are provided here courtesy of Sociedade Brasileira de Cardiologia

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