Arq Bras Cardiol Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia zMS7fw3YBPf36qWRX7hGDPd S0066-782X2015000200003 00003 S0066-782X2014005040183 10.5935/abc.20140183 Original Articles Reproducibility of Left Ventricular Mass by Echocardiogram in the ELSA-Brasil Tognon Alexandre Pereira 1 2 Foppa Murilo 1 Luft Vivian Cristine 1 7 Chambless Lloyd Ellwood 3 Lotufo Paulo 4 El Aouar Lilia Maria Mameri 5 Fernandes Luciana Pereira 6 Duncan Bruce Bartholow 1 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Faculdade de Medicina Programa de Pós-Graduação em Epidemiologia Porto Alegre Rio Grande do Sul Brazil Programa de Pós-Graduação em Epidemiologia, Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul - Brazil Hospital São Vicente de Paulo Grupo de Pesquisa Cardiovascular Passo Fundo Rio Grande do Sul Brazil Grupo de Pesquisa Cardiovascular do Hospital São Vicente de Paulo, Passo Fundo, Rio Grande do Sul - Brazil The University of North Carolina Chapel Hill NC Estados Unidos The University of North Carolina. Chapel Hill, NC, Estados Unidos Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina São Paulo Brazil Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo - Brazil Universidade Federal do Espírito Santo Vitória Espírito Santo Brazil Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, Espírito Santo - Brazil Universidade Federal da Bahia Salvador Bahia Brazil Universidade Federal da Bahia, Salvador, Bahia - Brazil UFRGS HCPA Centro de Estudos em Alimentação e Nutrição Porto Alegre RS Brazil Centro de Estudos em Alimentação e Nutrição, HCPA/ UFRGS, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, RS - Brazil Mailing Address: Alexandre Pereira Tognon, Rua Teixeira Soares 808, Hospital São Vicente de Paulo – Hemodinâmica. Centro. Postal Code 99010-080. Passo Fundo, RS – Brazil. E-mail: aptognon@gmail.com

Author contributions

Conception and design of the research: Tognon AP, Foppa M, Duncan BB; Acquisition of data: Foppa M, El Aoua LMM, Fernandes LP; Analysis and interpretation of the data: Tognon AP, Luft VC, Chambless L; Statistical analysis: Tognon AP, Chambless L; Obtaining financing: Lotufo P, Duncan BB; Writing of the manuscript: Tognon AP, Foppa M; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Luft VC, Chambless L, Lotufo P, El Aoua LMM, Fernandes LP, Duncan BB.

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

 02 2015 28 11 2014 104 2 104 111 05 03 2014 26 07 2014 25 08 2014 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Background:

Echocardiography, though non-invasive and having relatively low-cost, presents issues of variability which can limit its use in epidemiological studies.

 Objective:

To evaluate left ventricular mass reproducibility when assessed at acquisition (online) compared to when assessed at a reading center after electronic transmission (offline) and also when assessed by different readers at the reading center.

 Methods:

Echocardiographers from the 6 ELSA-Brasil study investigation centers measured the left ventricular mass online during the acquisition from 124 studies before transmitting to the reading center, where studies were read according to the study protocol. Half of these studies were blindly read by a second reader in the reading center.

 Results:

From the 124 echocardiograms, 5 (4%) were considered not measurable. Among the remaining 119, 72 (61%) were women, mean age was 50.2 ± 7.0 years and 2 had structural myocardial abnormalities. Images were considered to be optimal/ good by the reading center for 110 (92.4%) cases. No significant difference existed between online and offline measurements (1,29 g, CI 95% −3.60-6.19), and the intraclass correlation coefficient between them was 0.79 (CI 95% 0.71-0.85). For images read by two readers, the intraclass correlation coefficient was 0.86 (CI 95% 0.78-0.91).

 Conclusion:

There were no significant drifts between online and offline left ventricular mass measurements, and reproducibility was similar to that described in previous studies. Central quantitative assessment of echocardiographic studies in reading centers, as performed in the ELSA-Brasil study, is feasible and useful in clinical and epidemiological studies performed in our setting.

 Hypertrophy Left Ventricular Echocardiography Dimensional Measurement Accuracy Multicenter Studies Reproducibiity of Results Introduction

Echocardiography is the most used noninvasive imaging method in clinical cardiology for functional and structural evaluation, and it is also employed in clinical and epidemiological research1-4. Left ventricular hypertrophy is a condition that can be measured by echocardiography and is used in clinical practice as a predictor of cardiovascular events2. Although echocardiography is the cheapest and most accessible cardiovascular imaging method, its use in epidemiological studies is limited owing to the difficulty in obtaining good-quality images for all individuals and the variability among repeated measurements5-7.

The assessment of the variability of the left ventricular mass (LVM) is important to ensure the quality control of echocardiographic measurements. In addition, it can be performed in the clinical setting and integrates several measurements acquired during examination. Notably, its calculation method may potentially cause errors in the LVM estimate with a magnitude of 10E3.

To ensure more precise and accurate measurements, the American Society of Echocardiography defends a centralized reading of echocardiography exams in multicenter trials8. This is recommended because it has been shown that echocardiography exams performed locally have a lower prognostic impact than those performed in a central laboratory9. These recommendations were implemented in the Brazilian Longitudinal Study of Adult Health (ELSA-Brasil)10, which generated an imaging protocol and digital videos corresponding to three cardiac cycles that were stored and transmitted to the reading center.

Digital technology has revolutionized the acquisition, transmission, and storage of exams and aids in the processing and use of images. However, even if these technological advances are incorporated into clinical practice, their impact in measurement reading variability in the research environment remains unknown. Therefore, the objective of this study was to assess the reproducibility of echocardiographic measurements that allow the estimation of LVM by comparing values obtained locally (online, in the acquisition centers) with those obtained in the reading centers (offline) and with duplicate measurements performed by different readers at the reading center. Furthermore, the study aimed to assess the reproducibility of the measurements of the left atrium and aorta and those obtained by transmitral flow Doppler and mitral annular tissue Doppler imaging.

 Methods

ELSA-Brasil is a prospective multicenter trial involving 15,105 voluntary participants aged between 35 and 74 years and consisting of the staff of public universities and research institutes. The goal of ELSA-Brasil was to investigate the epidemiological, clinical, and molecular aspects of nontransmissible chronic diseases, particularly cardiovascular diseases and diabetes.10 Data were collected between August 2008 and December 2010, and approximately 10,000 participants were subjected to an echocardiographic exam as the standard procedure. The ELSA-Brasil protocol was approved by the Research Ethics Committees of all institutions involved, and all the participants signed an informed consent form.

All the tests were performed at the investigation centers using the same model equipment (Toshiba Aplio XG) and by well-trained echocardiographists who were later certified by the reading center involved in the study. The ELSA-Brasil protocol followed the methods recommended by the European and North American Echocardiography Societies8,11. We selected the sequences of three consecutive heartbeats in each echocardiographic window that best represented existing findings and recorded them in a standard digital format for medical imaging (DICOM).

For analysis of reproducibility, in addition to image acquisition according to the established protocol, the echocardiographists of the investigation center performed echocardiographic measurements during image acquisition, according to current practice (online measurements).

Subsequently, the data files were sent to the reading center, together with a completed form with an evaluation of image quality and online measurements. At the reading center, the images were analyzed in a ComPACS 10.5 workstation (Medimatic SrL, Italy). The offline measurements were performed at the reading center by another skilled echocardiographist (reader) blinded to previous readings. The offline readings involved a second qualitative assessment as well as all echocardiographic measurements using procedures similar to those adopted in the investigation center. A few exams (n = 68) were read again by a second reader at the reading center blinded to the initial online assessment and to the initial offline assessment.

LVM was calculated by making linear measurements of the final diastolic diameter and the LV parietal thickness on the two-dimensional mode and M-mode. For this purpose, the formula and the definition criteria of the leading edge technique proposed by the American Society of Echocardiography were used, as follows12:

LVM = 0.8 × [1.04 (LVIDD + PWTD + IVSTD)3 − (LVIDD)3] + 0.6 g,

where LVM: left ventricular mass; LVIDD: left ventricular internal diameter in diastole; PWTD: posterior wall thickness in diastole; and IVSTD: interventricular septum thickness in diastole.

For other measurements and Doppler studies, we used the parameters defined in the ELSA-Brasil protocol10.

Statistical Analysis

Statistical analysis was performed with SPSS 17.0 software for Windows. The categorical variables were expressed as the absolute and relative frequency and the numeric variables as means ± standard deviations.

The differences between echocardiographic measurements were represented using Bland–Altman plots13 and tested by variance analysis. Measurement variability was described using the intraclass correlation coefficient (ICC), also known as the reliability coefficient. ICC was calculated from the estimated variance components in models that considered the following to determine the reproducibility among the readers of the reading center: 1) the effect of the reading center versus the acquisition center as the fixed variable and the effect of individuals on which these measurements were performed as the random variable and 2) the effect of the first read at the reading center in relation to the second read at the reading center as the fixed variable and the effect of individuals on which these measurements were performed as the random variable.

The mean differences and ICCs were calculated using 95% confidence intervals (CIs).

A sample size of 100 exams was estimated to obtain 90% potency and identify a mean difference of 10 g in LVM among acquisition measurements and reading center measurements, with a significance level of 0.055. For convenience purposes and to compensate for losses, 124 individuals were selected for the reproducibility study, representing at least 20 individuals of each of the six investigation centers of the ELSA-Brasil study. Between July and November 2009, each center consecutively included its participants until the local target was reached, following the visit schedule of ELSA.

 Results

Among the selected participants, five exams were considered to be nonmeasurable (4%). Of the 119 participants, 72 (61%) were female, with a mean age of 50.2 ± 7.0 years (minimum and maximum of 35 and 68 years, respectively), mean height of 1.64 ± 0.09 m (minimum and maximum of 1.44 and 1.83 m, respectively), and mean body mass index of 26.6 ± 4.0 kg/m2 (minimum and maximum of 19.2 and 36.9 kg/m2, respectively). Of the participating individuals, 54 (45.3%) were of Caucasian ethnicity, 32 (26.9%) were of Middle Eastern/South Asian ethnicity, 31 (26.1%) were of African ethnicity, and two (1.7%) were of Eastern/Southeast Asian ethnicity. Only two individuals were diagnosed with cardiomyopathy.

The quality of parasternal longitudinal images of 115 (96.6%) tests and 106 (92.4%) tests was considered to be excellent/good by the acquisition center and reading center, respectively. Agreement was found for 106 (89.1%) quality evaluations.

No clinically significant differences were found among the means of measurements obtained at the investigation center (online) and those obtained at the reading center (offline) for most measurements (Table 1).

Echocardiographic measurements obtained at the acquisition and reading centers and respective reproducibility measurements
Measurement   Values Reproducibility measurement
n Acquisition center Reading center Mean difference (95% CI) ICC (95% CI)
Two-dimensional mode
Aortic root diameter (cm) 117 3.00 ± 0.45 2.98 ± 0.38 0.02 (−0.03-0.08) 0.75 (0.66-0.82)
LA diameter (cm) 118 3.40 ± 0.54 3.50 ± 0.46 −0.10 (−0.18-0.02) 0.63 (0.51-0.73)
Septal thickness(cm) 119 0.88 ± 0.17 0.87 ± 0.17 0.00 (−0.03-0.03) 0.56 (0.42-0.67)
LV posterior wall thickness (cm) 119 0.84 ± 0.16 0.86 ± 0.15 −0.02 (−0.05-0.01) 0.56 (0.43-0.68)
Diastolic LV diameter (cm) 119 4.58 ± 0.50 4.52 ± 0.47 0.06 (0.00-0.11) 0.79 (0.71-0.85)
Systolic LV diameter (cm) 118 2.92 ± 0.46 2.82 ± 0.43 0.10 (0.03-0.17) 0.67 (0.55-0.76)
LV mass 119 131.29 ± 42.98 129.99 ± 40.79 1.29 (−3.60-6.19) 0.79 (0.72-0.86)
LA area (cm²) 101 16.33 ± 3.85 16.63 ± 3.68 −0.30 (−0.97-0.37) 0.59 (0.45-0.71)
LV ejection fraction 118 65.08 ± 10.87 67.31 ± 8.95 −2.22 (−4.29-0.16) 0.35 (0.19-0.50)
M-mode
Aortic root diameter (cm) 100 2.99 ± 0.40 2.98 ± 0.42 0.01 (−0.03-0.05) 0.89 (0.84-0.92)
LA diameter (cm) 100 3.55 ± 0.46 3.68 ± 0.46 −0.13 (−0.18-0.08) 0.86 (0.80-0.90)
Septal thickness(cm) 86 0.88 ± 0.18 0.87 ± 0.19 0.01 (−0.02-0.04) 0.67 (0.53-0.77)
LV posterior wall thickness (cm) 86 0.84 ± 0.16 0.85 ± 0.17 −0.01 (−0.04-0.02) 0.60 (0.44-0.72)
Diastolic LV diameter (cm) 86 4.72 ± 0.57 4.71 ± 0.56 0.01 (−0.04-0.06) 0.92 (0.88-0.95)
Systolic LV diameter (cm) 86 2.85 ± 0.54 2.82 ± 0.58 0.03 (−0.02-0.08) 0.92 (0.88-0.95)
LV mass 86 139.52 ± 55.18 138.87 ± 53.05 0.66 (−4.89-6.20) 0.89 (0.83-0.92)
LV ejection fraction 86 69.98 ± 7.62 70.33 ± 9.18 −0.35 (−1.59-0.89) 0.77 (0.66-0.84)
Mitral Doppler
E wave 119 0.72 ± 0.17 0.72 ± 0.15 0.01 (−0.01-0.02) 0.88 (0.83-0.92)
Deceleration time 117 217.50 ± 45.55 226.35 ± 42.31 −8.86 (−16.22-1.49) 0.58 (0.45-0.69)
A wave 119 0.59 ± 0.16 0.60 ± 0.15 −0.01 (−0.02-0.01) 0.90 (0.86-0.93)
E/A ratio 119 1.30 ± 0.45 1.26 ± 0.41 0.04 (0.01-0.07) 0.93 (0.90-0.95)
Medial mitral annular TDI
s' velocity 111 7.56 ± 1.34 7.49 ± 1.14 0.07 (−0.13-0.26) 0.65 (0.52-0.74)
e' velocity 112 9.86 ± 2.74 9.92 ± 2.61 −0.06 (−0.34-0.23) 0.84 (0.78-0.89)
a' velocity 113 9.71 ± 2.36 9.63 ± 1.74 0.07 (−0.28-0.43) 0.57 (0.43-0.68)
Lateral mitral annular TDI
s' velocity 111 8.38 ± 2.06 8.35 ± 1.82 0.03 (−0.31-0.37) 0.57 (0.43-0.68)
e' velocity 113 11.98 ± 2.63 11.97 ± 2.55 0.01 (−0.23-0.26) 0.87 (0.82-0.91)
a' velocity 113 9.14 ± 2.57 9.23 ± 2.51 −0.09 (−0.25-0.06) 0.95 (0.92-0.96)

ICC: intraclass correlation coefficient; difference: value obtained at the reading center − value obtained at the acquisition center; LV: left ventricle; LA: left atrium; TDI: tissue Doppler imaging. The values obtained at the acquisition and reading centers are expressed as the mean ± standard deviation.

Figure 1 shows the differences between values obtained at the acquisition centers and those obtained at the reading center on the basis of the mean LVM readings, estimated using two-dimensional measurements (Bland–Altman plots). There was no notable tendency among online and offline measurements. In 95% samples, the differences were less than 0.7 cm, 0.3 cm, and 0.4 cm for the LV diastolic diameter, septum thickness, and posterior wall thickness, respectively. LVM was calculated from these three variables and showed a discrepancy of 54 g or lower in 95% of samples. There were no association trends between magnitude and amplitude differences in these variables.

Differences between the measurements from which LVM was estimated, performed from images obtained on the two-dimensional mode in the acquisition and reading centers (y axis) and the mean of both measurements (x axis). A: Left ventricular diameter; B: left ventricular posterior wall thickness; C: septal thickness; D: left ventricular mass. The solid line indicates the mean difference between both measurements, and the dashed line indicates the mean ± two standard deviations.

The exclusion of the images that the reading center considered to be of regular quality (n = 9) did not change the mean differences of the following parameters measured online and offline: LV diameter (0.07 cm, 95% CI: 0.01 to 0.13), posterior LV wall thickness (−0.02 cm, 95% CI: −0.05 to 0.01), interventricular septum thickness (0 cm, 95% CI: −0.03 to 0.04), and LVM estimate (2.27 g, 95% CI: −2.77 to 7.31). Moreover, the results were quite similar after the exclusion in relation to ICC (0.80 for LV diameter, 0.48 for posterior LV wall thickness, 0.52 for interventricular septum thickness, and 0.80 for LVM estimate).

For the remaining assessments, the distribution of the differences was of the same magnitude, as well as the distribution of the ICC values (Table 1).

Table 2 shows the measurements obtained by different readers at the reading center. Although significant differences were observed between measurements, their magnitude was relatively low from a clinical point of view.

Echocardiographic measurements obtained at the reading center, repeated in different moments by different readers
Measurement   Values Reproducibility measurement
n First reading at the reading center Second reading at the reading center Mean difference (95% CI) ICC (95% CI)
Measurement
Aortic root diameter (cm) 63 3.02 ± 0.37 3.02 ± 0.37 0.00 (−0.07-0.07) 0.74 (0.61-0.84)
LA diameter (cm) 66 3.58 ± 0.43 3.63 ± 0.43 −0.05 (-0.11-0.01) 0.84 (0.75-0.90)
Septal thickness(cm) 66 0.87 ± 0.19 0.94 ± 0.18 -0.07 (−0.09-0.04) 0.84 (0.75-0.90)
LV posterior wall thickness (cm) 66 0.87 ± 0.17 0.93 ± 0.15 −0.06 (−0.10-0.02) 0.53 (0.33-0.68)
Diastolic LV diameter (cm) 66 4.60 ± 0.47 4.55 ± 0.50 0.05 (−0.01-0.11) 0.88 (0.82-0.93)
Systolic LV diameter (cm) 66 2.85 ± 0.50 2.90 ± 0.52 −0.05 (−0.10-0.00) 0.92 (0.86-0.95)
LV mass 66 134.80 ± 46.22 145.30 ± 43.66 −10.50 (−16.40-4.60) 0.86 (0.78-0.91)
LA area (cm²) 59 16.80 ± 4.03 18.07 ± 3.19 −1.27 (−1.94-0.60) 0.75 (0.61-0.84)
LV ejection fraction 66 68.04 ± 8.97 65.79 ± 9.44 2.25 (0.76-3.75) 0.78 (0.67-0.86)
M-mode
Aortic root diameter (cm) 57 3.00 ± 0.40 2.98 ± 0.40 0.02 (−0.03-0.07) 0.88 (0.80-0.93)
LA diameter (cm) 57 3.73 ± 0.47 3.77 ± 0.47 −0.04 (−0.10-0.01) 0.89 (0.83-0.94)
Septal thickness(cm) 35 0.86 ± 0.14 1.04 ± 0.18 −0.18 (−0.24-0.13) 0.54 (0.26-0.74)
LV posterior wall thickness (cm) 35 0.83 ± 0.16 1.01 ± 0.19 −0.18 (−0.22-0.13) 0.74 (0.55-0.70)
Diastolic LV diameter (cm) 35 4.90 ± 0.60 4.79 ± 0.63 0.11 (0.03-0.18) 0.93 (0.87-0.97)
Systolic LV diameter (cm) 35 2.99 ± 0.77 3.12 ± 0.65 −0.13 (−0.22-0.04) 0.88 (0.88-0.97)
LV mass 35 143.42 ± 41.58 178.04 ± 47.58 −34.61 (-42.89-26.34) 0.86 (0.73-0.92)
LV ejection fraction 35 68.81 ± 11.93 63.92 ± 9.26 4.89 (2.20-7.58) 0.73 (0.53-0.86)
Mitral Doppler
E wave 66 0.72 ± 0.15 0.72 ± 0.16 0.00 (−0.02-0.02) 0.91 (0.86-0.94)
Deceleration time 66 222.59 ± 44.18 214.03 ± 35.73 8.56 (0.42-16.69) 0.66 (0.50-0.78)
A wave 66 0.58 ± 0.15 0.58 ± 0.15 0.01 (−0.01-0.02) 0.92 (0.87-0.95)
E/A ration 66 1.31 ± 0.41 1.32 ± 0.42 −0.02 (−0.03-0.00) 0.99 (0.98-0.99)
Medial mitral annular TDI
s' velocity 64 7.69 ± 1.13 7.74 ± 1.18 −0.06 (−0.31-0.19) 0.62 (0.45-0.75)
e' velocity 64 10.09 ± 2.49 9.70 ± 2.54 0.39 (0.03-0.76) 0.83 (0.74-0.89)
a' velocity 64 9.49 ± 1.61 9.33 ± 1.55 0.16 (0.00-0.31) 0.92 (0.88-0.95)
Lateral mitral annular TDI
s' velocity 64 8.50 ± 1.74 9.11 ± 1.83 −0.61 (−1.01-0.20) 0.59 (0.40-0.73)
e' velocity 64 12.41 ± 2.36 12.36 ± 2.36 0.05 (−0.16-0.27) 0.93 (0.89-0.96)
a' velocity 63 9.42 ± 2.37 9.22 ± 2.18 0.20 (0.00-0.40) 0.94 (0.90-0.96)

ICC: intraclass correlation coefficient; difference: value obtained at the reading center − value obtained at the acquisition center; LV: left ventricle; LA: left atrium; TDI: tissue Doppler imaging. The values obtained at the acquisition and reading centers are expressed as the mean ± standard deviation.

Figure 2 shows the measurement differences obtained in both readings, according to the mean LV values. The LVM difference did not surpass 58 g in 95% samples. There were no association trends between magnitude and amplitude differences in these variables. After the exclusion of regular-quality exams (n = 8), the results were quite similar in terms of the mean differences between both offline readings of LV diameter (0.04 cm, 95% CI: −0.02 to 0.10), posterior LV wall thickness (−0.08 cm, 95% CI: −0.11 to −0.04), interventricular septum thickness (−0.07 cm, 95% CI: −0.10 to −0.04), and LVM estimate (−13.2 g, 95% CI: −18.5 to −7.96) and the respective ICC values (0.89 for LV diameter, 0.57 for posterior LV wall thickness, 0.79 for interventricular septum thickness, and 0.90 for LVM estimate).

Differences between the measurements from which LVM was estimated, performed by different readers at the reading center (y axis) from images obtained on the two-dimensional mode, and the mean of both measurements (x axis). A: Left ventricular diameter; B: left ventricular posterior wall thickness; C: septal thickness; D: left ventricular mass. The solid line indicates the mean difference between both measurements, and the dashed line indicates the mean ± two standard deviations

In addition to LV measurements using the two-dimensional mode, we investigated the reproducibility of other measurements performed as part of the echocardiography protocol of ELSA-Brasil. We observed CCI values in the same range for measurements obtained using the M-Mode and transmitral flow Doppler and mitral annular tissue Doppler imaging. This was true not only for offline and online measurements but also for measurements performed by distinct readers of the reading center (Tables 1 and 2).

 Discussion

In this study, the differences observed between online and offline measurements were practically null. The intraclass correlation coefficient, used for reproducibility assessment, was considered to be satisfactory for the LVM estimates obtained in the acquisition and reading centers (ICC = 0.79). For most tests, the online and offline LVM estimates did not surpass 50 g. In a similar comparative study involving 274 hypertensive individuals14, ICC was not reported for the comparison of measurements performed in the acquisition centers and the reading center; however, the Pearson correlation was 0.76 and the mean difference was 8 ± 20 g (p < 0.001), and this discrepancy was similar to that obtained in the present study for most individuals.

With regard to reproducibility of measurements performed at the reading center by different readers, despite the existence of differences between the mean LVM estimates (−10.50 g, CI 95%: −16.40 to −4.60), the magnitude of this difference was relatively small from the clinical point of view, and ICC of both estimates was quite satisfactory (ICC = 0.86). In a previous report,14 the agreement between the readers of the reading center was only calculated for 10 high-quality echocardiography exams after repeated measurements, and it was considered to be very satisfactory (ICC = 0.96 to 0.99, depending on the reader).

With regard to other assessed echocardiographic measurements, we also observed small differences among the readers, and the reproducibility estimates were better when both the assessments were performed at the reading center. In general, these values were similar and had the same result patterns for the LVM findings. A similar performance was observed in other studies assessing the reproducibility of echocardiographic measurements5,6,15.

Although the reading center was apparently more demanding in the assessment of image quality than the investigation center (92% versus 97% for images considered to have excellent/good quality), the proportion of exams considered to be nonmeasureable was much lower than that observed in other population studies. In the Framingham Heart Study, only 28% of the echocardiography exams performed during the first 5 months were considered to be acceptable, reaching an acceptability of 74% to 81% in 2 years16. In the Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) study, despite the fact that the echocardiogram was acquired in one study center, only 70% of the exams were considered to be appropriate for estimating LVM1,7. This phenomenon may explain the variability in our study, and we can assume that the echocardiographist of the investigation center caused more interference in the measurements owing to the larger sample size when performing the exams. In contrast, it is possible that the image quality assessment was too permissive. Considering the increased number of images whose measurement was difficult in comparison with that in other studies, the technological benefits may have not been sufficient to compensate for the inadequate image quality.

Study Limitations

Among the limitations of the study, the first noteworthy aspect is that the reproducibility was not evaluated in all investigation centers; therefore, it is not possible to infer whether the measurements repeated at the reading center are more reproducible than those repeated at each acquisition center. Potential difficulties in the standardization of acquisition readings in different centers are one of the main reasons to perform all measurements in a single center. The reproducibility of offline measurements was only determined in 50% of the samples. This percentage is significant in comparison with that observed previously14, and it seems to be appropriate because there are fewer sources of variability in these comparisons.

Another limitation of the study is that data collected for the evaluation of reproducibility were from the initial phases, during the learning curve, as observed in the Framingham Heart Study16. This may have caused systematic temporal drifts, consequently influencing the results, corroborating the need for permanent quality control protocols in ELSA-Brasil and subsequent studies, and it may help implement additional reading control measures that are effective for most exams that were included and read in the present study.

ICC of the LVM measurement obtained on the M-mode (86 exams, 69.4%) was higher than that obtained on the two-dimensional mode (119 exams, 96.0%). These findings suggest that exams using poor-quality images are less reproducible; however, when these were excluded, there was no significant improvement in reproducibility. We focused our conclusions on the two-dimensional measurements because they best reflect current practices. Moreover, higher reproducibility does not necessarily imply increased accuracy because of the systematic errors inherent to the M-mode17.

 Conclusion

There were no relevant systematic differences in the offline and online LVM echocardiographic measurements. The reproducibility measurements were similar to those found in previous studies, despite the fact that these studies avoided the exclusion of a high percentage of images. Several variability sources persisted in the present study, even in the exams performed with current technology and guided by a research protocol. This may indicate the need for an increased sample size to identify LVM differences among population and/or therapeutic interventions. The strategy of performing echocardiography measurements in reading centers (offline), as used in ELSA-Brasil, is feasible and can be important in clinical and epidemiological studies. This is also true for institutes where exams are analyzed by the echocardiographist during image acquisition (online).

Funding

The ELSA-Brasil study was funded by the Health Ministry (Department of Science and Technology), the Ministry of Science and Technology (FINEP– Funding Authority for Studies and Projects, and the National Council for Scientific Research), process numbers: 01 06 0010.00 RS, 01 06 0212.00BA, 01 06 0300.00 ES, 01 06 0278.00 MG, 01 06 0115.00SP, and 01 06 0071.00 RJ.

Sources of Funding

This study was funded by Ministério da Saúde (Departamento de Ciência e Tecnologia), Ministério da Ciência e Tecnologia (Financiadora de Estudos e Projetos e Conselho Nacional de Pesquisa).

Study Association

This article is part of the thesis of master submitted by Alexandre Pereira Tognon, from Alexandre Pereira Tognon.

 Acknowledgments

We are grateful to the participants of the ELSA-Brasil study and the researchers who made their achievement possible.

 References Burchfiel CM, Skelton TN, Andrew ME, Garrison RJ, Arnett DK, Jones DW, et al. Metabolic syndrome and echocardiographic left ventricular mass in blacks: the Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) Study. Circulation. 2005;112(6):819-27. Burchfiel CM Skelton TN Andrew ME Garrison RJ Arnett DK Jones DW et al Metabolic syndrome and echocardiographic left ventricular mass in blacks: the Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) Study Circulation 2005 112 6 819 827 Levy D, Garrison RJ, Savage DD, Kannel WB, Castelli WP. Prognostic implications of echocardiographically determined left ventricular mass in the Framingham Heart Study. N Engl J Med. 1990;322(22):1561-6. Levy D Garrison RJ Savage DD Kannel WB Castelli WP Prognostic implications of echocardiographically determined left ventricular mass in the Framingham Heart Study N Engl J Med 1990 322 22 1561 1566 Gardin JM, Wagenknecht LE, Anton-Culver H, Flack J, Gidding S, Kurosaki T, et al. Relationship of cardiovascular risk factors to echocardiographic left ventricular mass in healthy young black and white adult men and women. The CARDIA study. Coronary Artery Risk Development in Young Adults. Circulation. 1995;92(3):380-7. Gardin JM Wagenknecht LE Anton-Culver H Flack J Gidding S Kurosaki T et al Relationship of cardiovascular risk factors to echocardiographic left ventricular mass in healthy young black and white adult men and women. The CARDIA study. Coronary Artery Risk Development in Young Adults Circulation 1995 92 3 380 387 Gardin JM, McClelland R, Kitzman D, Lima JA, Bommer W, Klopfenstein HS, et al. M-mode echocardiographic predictors of six- to seven-year incidence of coronary heart disease, stroke, congestive heart failure, and mortality in an elderly cohort (the Cardiovascular Health Study). Am J Cardiol. 2001;87(9):1051-7. Gardin JM McClelland R Kitzman D Lima JA Bommer W Klopfenstein HS et al M-mode echocardiographic predictors of six- to seven-year incidence of coronary heart disease, stroke, congestive heart failure, and mortality in an elderly cohort (the Cardiovascular Health Study) Am J Cardiol 2001 87 9 1051 1057 De Simone G, Muiesan ML, Ganau A, Longhini C, Verdecchia P, Palmieri V, et al. Reliability and limitations of echocardiographic measurement of left ventricular mass for risk stratification and follow-up in single patients: the RES trial. Working Group on Heart and Hypertension of the Italian Society of Hypertension. Reliability of M-mode Echocardiographic Studies. J Hypertens. 1999;17(12Pt2):1955-63. De Simone G Muiesan ML Ganau A Longhini C Verdecchia P Palmieri V et al Reliability and limitations of echocardiographic measurement of left ventricular mass for risk stratification and follow-up in single patients: the RES trial. Working Group on Heart and Hypertension of the Italian Society of Hypertension. Reliability of M-mode Echocardiographic Studies J Hypertens 1999 17 12 Pt2 1955 1963 Gottdiener JS, Livengood SV, Meyer PS, Chase GA. Should echocardiography be performed to assess effects of antihypertensive therapy? Test-retest reliability of echocardiography for measurement of left ventricular mass and function. J Am Coll Cardiol. 1995;25(2):424-30. Gottdiener JS Livengood SV Meyer PS Chase GA Should echocardiography be performed to assess effects of antihypertensive therapy? Test-retest reliability of echocardiography for measurement of left ventricular mass and function J Am Coll Cardiol 1995 25 2 424 430 Skelton TN, Andrew ME, Arnett DK, Burchfiel CM, Garrison RJ, Samdarshi TE, et al. Echocardiographic left ventricular mass in African-Americans: the Jackson cohort of the Atherosclerosis Risk in Communities Study. Echocardiography. 2003;20(2):111-20. Skelton TN Andrew ME Arnett DK Burchfiel CM Garrison RJ Samdarshi TE et al Echocardiographic left ventricular mass in African-Americans: the Jackson cohort of the Atherosclerosis Risk in Communities Study Echocardiography 2003 20 2 111 120 Douglas PS, DeCara JM, Devereux RB, Duckworth S, Gardin JM, Jaber WA, et al. Echocardiographic imaging in clinical trials: American Society of Echocardiography Standards for echocardiography core laboratories: endorsed by the American College of Cardiology Foundation. J Am Soc Echocardiogr. 2009;22(7):755-65. Douglas PS DeCara JM Devereux RB Duckworth S Gardin JM Jaber WA et al Echocardiographic imaging in clinical trials: American Society of Echocardiography Standards for echocardiography core laboratories: endorsed by the American College of Cardiology Foundation J Am Soc Echocardiogr 2009 22 7 755 765 Hole T, Otterstad JE, St John Sutton M, Froland G, Holme I, Skjaerpe T. Differences between echocardiographic measurements of left ventricular dimensions and function by local investigators and a core laboratory in a 2-year follow-up study of patients with an acute myocardial infarction. Eur J Echocardiogr. 2002;3(4):263-70. Hole T Otterstad JE St John Sutton M Froland G Holme I Skjaerpe T Differences between echocardiographic measurements of left ventricular dimensions and function by local investigators and a core laboratory in a 2-year follow-up study of patients with an acute myocardial infarction Eur J Echocardiogr 2002 3 4 263 270 Aquino EM, Barreto SM, Bensenor IM, Carvalho MS, Chor D, Duncan BB, et al. Brazilian Longitudinal Study of Adult Health (ELSA-Brasil): objectives and design. Am J Epidemiol. 2012; 175(4):315-24. Aquino EM Barreto SM Bensenor IM Carvalho MS Chor D Duncan BB et al Brazilian Longitudinal Study of Adult Health (ELSA-Brasil): objectives and design Am J Epidemiol 2012 175 4 315 324 Lang RM, Bierig M, Devereux RB, Flachskampf FA, Foster E, Pellikka PA et al. Recommendations for chamber quantification. Eur J Echocardiogr. 2006;7(2):79-108. Lang RM Bierig M Devereux RB Flachskampf FA Foster E Pellikka PA et al Recommendations for chamber quantification Eur J Echocardiogr 2006 7 2 79 108 Gottdiener JS, Bednarz J, Devereux R, Gardin J, Klein A, Manning WJ, et al. American Society of Echocardiography recommendations for use of echocardiography in clinical trials. J Am Soc Echocardiogr. 2004;17(10):1086-119. Gottdiener JS Bednarz J Devereux R Gardin J Klein A Manning WJ et al American Society of Echocardiography recommendations for use of echocardiography in clinical trials J Am Soc Echocardiogr 2004 17 10 1086 1119 Bland JM, Altman DG. Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement. Lancet. 1986;1(8476):307-10. Bland JM Altman DG Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement Lancet 1986 1 8476 307 310 Gosse P, Guez D, Gueret P, Dubourg O, Beauchet A, de Cordoue A et al. Centralized echocardiogram quality control in a multicenter study of regression of left ventricular hypertrophy in hypertension. J Hypertens. 1998;16(4):531-5. Gosse P Guez D Gueret P Dubourg O Beauchet A de Cordoue A et al Centralized echocardiogram quality control in a multicenter study of regression of left ventricular hypertrophy in hypertension J Hypertens 1998 16 4 531 535 Ogah OS, Adebanjo AT, Otukoya AS, Jagusa TJ. Echocardiography in Nigeria: use, problems, reproducibility and potentials. Cardiovasc Ultrasound. 2006;4:13. Ogah OS Adebanjo AT Otukoya AS Jagusa TJ Echocardiography in Nigeria: use, problems, reproducibility and potentials Cardiovasc Ultrasound 2006 4 13 Savage DD, Garrison RJ, Kannel WB, Anderson SJ, Feinleib M, Castelli WP. Considerations in the use of echocardiography in epidemiology. The Framingham Study. Hypertension. 1987;9(2 Pt 2):II40-4. Savage DD Garrison RJ Kannel WB Anderson SJ Feinleib M Castelli WP et al Considerations in the use of echocardiography in epidemiology. The Framingham Study Hypertension 1987 9 2 Pt 2 II40 II44 Foppa M, Duncan BB, Rohde LE. Echocardiography-based left ventricular mass estimation. How should we define hypertrophy? Cardiovasc Ultrasound. 2005;3:17. Foppa M Duncan BB Rohde LE Echocardiography-based left ventricular mass estimation. How should we define hypertrophy? Cardiovasc Ultrasound 2005 3 17 Artigos Originais Reprodutibilidade de Medidas Ecocardiográficas da Massa Ventricular Esquerda no ELSA-Brasil Tognon Alexandre Pereira 1 2 Foppa Murilo 1 Luft Vivian Cristine 1 7 Chambless Lloyd Ellwood 3 Lotufo Paulo 4 El Aouar Lilia Maria Mameri 5 Fernandes Luciana Pereira 6 Duncan Bruce Bartholow 1 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Faculdade de Medicina Programa de Pós-Graduação em Epidemiologia Porto Alegre Rio Grande do Sul Brazil Programa de Pós-Graduação em Epidemiologia, Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul - Brazil Hospital São Vicente de Paulo Grupo de Pesquisa Cardiovascular Passo Fundo Rio Grande do Sul Brazil Grupo de Pesquisa Cardiovascular do Hospital São Vicente de Paulo, Passo Fundo, Rio Grande do Sul - Brazil The University of North Carolina Chapel Hill NC Estados Unidos The University of North Carolina. Chapel Hill, NC, Estados Unidos Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina São Paulo Brazil Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo - Brazil Universidade Federal do Espírito Santo Vitória Espírito Santo Brazil Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, Espírito Santo - Brazil Universidade Federal da Bahia Salvador Bahia Brazil Universidade Federal da Bahia, Salvador, Bahia - Brazil UFRGS HCPA Centro de Estudos em Alimentação e Nutrição Porto Alegre RS Brazil Centro de Estudos em Alimentação e Nutrição, HCPA/ UFRGS, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, RS - Brazil Correspondência: Alexandre Pereira Tognon, Rua Teixeira Soares 808, Hospital São Vicente de Paulo – Hemodinâmica. Centro. CEP 99010-080. Passo Fundo, RS – Brasil. E-mail: aptognon@gmail.com

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa: Tognon AP, Foppa M, Duncan BB; Obtenção de dados: Foppa M, El Aoua LMM, Fernandes LP; Análise e interpretação dos dados: Tognon AP, Luft VC, Chambless L; Análise estatística: Tognon AP, Chambless L; Obtenção de financiamento: Lotufo P, Duncan BB; Redação do manuscrito: Tognon AP, Foppa M; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Luft VC, Chambless L, Lotufo P, El Aoua LMM, Fernandes LP, Duncan BB.

Potencial conflito de interesse

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

 Fundamento:

A ecocardiografia, apesar de não invasiva e de relativo baixo custo, tem na variabilidade de medidas repetidas um dos principais limitantes a sua utilização em estudos epidemiológicos.

 Objetivo:

Avaliar a reprodutibilidade da massa ventricular esquerda obtida em centros de investigação (on-line) com aquela obtida em centro de leitura (off-line) e entre medidas realizadas por diferentes avaliadores no centro de leitura.

 Métodos:

Ecocardiografistas dos seis centros de investigação do ELSA-Brasil mediram on-line a massa ventricular esquerda e outras medidas ecocardiográficas de 124 exames antes de enviá-los ao centro de leitura, onde foram lidos off-line de acordo com o protocolo do estudo. Metade desses exames foi medida de forma cega por um segundo leitor.

 Resultados:

Dos 124 exames, cinco (4%) foram considerados não mensuráveis. Dos 119 restantes, 72 (61%) eram de mulheres, com idade média de 50,2 ± 7,0 anos, sendo apenas dois exames com alteração estrutural cardíaca. Em 110 (92,4%) dos exames, as imagens foram consideradas ótimas/boas pelo centro de leitura. Não foram observadas diferenças significativas entre as médias da massa ventricular esquerda obtidas on-line e off-line (1,29 g, IC 95% −3,60-6,19), sendo o coeficiente de correlação intraclasse de 0,79 (IC 95% 0,72-0,85). Para as medidas realizadas no centro de leitura, % 0,78-0,91).

 Conclusão:

Não houve diferenças sistemáticas relevantes na medida da massa ventricular esquerda on-line versus off-line e a reprodutibilidade das medidas foi similar à de estudos anteriores. A realização das medidas em centros de leitura, como utilizado no ELSA-Brasil, é factível e útil em estudos clínico-epidemiológicos realizados em nosso meio.

 Hipertrofia Ventricular Esquerda Hipertrofia Ventricular Esquerda Precisão da Medição Dimensional Estudo Multicêntrico Reprodutibilidade dos Testes Introdução

A ecocardiografia é o método de imagem não invasivo mais empregado em cardiologia clínica para avaliação funcional e estrutural, sendo também empregado em pesquisa clínico-epidemiológica1-4. A hipertrofia ventricular esquerda é uma das medidas derivadas da ecocardiografia incorporada à prática clínica como preditor de eventos cardiovasculares2. Mesmo sendo a modalidade de imagem cardiovascular de menor custo e mais acessível, o seu uso em estudos epidemiológicos é limitado pela dificuldade de se obterem imagens de boa qualidade para a totalidade dos indivíduos e pela variabilidade entre medidas repetidas5-7.

A avaliação da variabilidade da massa ventricular esquerda (MVE) é útil para garantia e controle de qualidade na realização das medidas ecocardiográficas, uma vez que ela é clinicamente útil e integra múltiplas medidas adquiridas no exame. Cabe salientar que, da forma como é calculada, potenciais erros são elevados à terceira potência na estimativa da MVE.

Para viabilizar medidas mais precisas e acuradas, a Sociedade Americana de Ecocardiografia defende a leitura centralizada de exames ecocardiográficos em estudos multicêntricos8, uma vez que se demonstrou que medidas ecocardiográficas realizadas localmente têm impacto prognóstico menor que aquelas realizadas em um laboratório central9. Essas recomendações foram implementadas no Estudo Longitudinal da Saúde do Adulto (ELSA-Brasil)10, do qual um protocolo de imagens foi obtido e vídeos digitais correspondendo a três ciclos cardíacos foram armazenados e transmitidos ao centro de leitura.

A transformação advinda da tecnologia digital para aquisição, transmissão e armazenamento facilitou o processamento e o uso das imagens. Entretanto, mesmo que esses avanços tecnológicos tenham sido incorporados à prática clínica, não é claro qual o seu impacto, no ambiente de pesquisa, na variabilidade da leitura. O presente estudo tem por objetivo avaliar a reprodutibilidade da estimativa da MVE e das medidas ecocardiográficas, a partir das quais é calculada, comparando valores obtidos localmente (nos centros de aquisição – on-line) com aqueles obtidos no centro de leitura (off-line) e também entre medidas realizadas em duplicata, por diferentes leitores, no centro de leitura. Como objetivo secundário avaliamos a reprodutibilidade das medidas do átrio esquerdo e aorta, e das medidas obtidas por Doppler do fluxo transmitral e Doppler tecidual do anel mitral.

 Métodos

O Estudo Longitudinal de Saúde do Adulto (ELSA-Brasil) é uma investigação prospectiva multicêntrica de 15.105 participantes voluntários, funcionários de instituições públicas de ensino superior e pesquisa, com idade entre 35 e 74 anos, que tem por objetivo investigar aspectos epidemiológicos, clínicos e moleculares de doenças crônicas não transmissíveis, principalmente as cardiovasculares e o diabetes10. O período da coleta de dados da linha de base ocorreu de agosto de 2008 a dezembro de 2010. Aproximadamente 10 mil participantes foram submetidos a um exame de ecocardiografia como parte da linha de base. O protocolo do ELSA-Brasil foi aprovado por comitês de ética das instituições envolvidas, e todos os participantes assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido.

Todos os exames foram realizados nos centros de investigação em aparelhos do mesmo modelo (Toshiba Aplio XG) por ecocardiografistas habilitados, que foram treinados e posteriormente certificados pelo centro de leitura do estudo. O protocolo do ELSA-Brasil baseou-se nos métodos recomendados pelas sociedades europeia e norte-americana de ecocardiografia8,11. Sequências de três batimentos cardíacos consecutivos, em cada janela ecocardiográfica, que melhor representassem os achados existentes, foram selecionadas e salvas em arquivos digitais em formato padronizado para imagens médicas (DICOM).

Para o estudo de reprodutibilidade, além da aquisição das imagens do protocolo, os ecocardiografistas do centro de investigação realizaram a leitura e a realização das medidas ecocardiográficas durante a aquisição das imagens, de acordo com a prática vigente em nosso meio (medidas on-line).

Posteriormente, os arquivos foram enviados para o centro de leitura, juntamente com um formulário preenchido com as impressões sobre a qualidade das imagens e as medidas on-line. No centro de leitura, as sequências de imagens foram revisadas em uma estação de trabalho ComPACS 10.5 (Medimatic SrL, Itália). As medidas off-line foram realizadas no centro de leitura por outro ecocardiografista habilitado (leitor), cego para a leitura anterior. A leitura off-line consistiu em uma segunda avaliação qualitativa das imagens e na realização de todas as medidas eoccardiográficas, similar à realizada no centro de investigação. Uma amostra desses exames (n = 68) foi também lida novamente por um segundo leitor no centro de leitura, cego para a avaliação inicial e para a primeira medida off-line.

A MVE foi calculada por meio das medidas lineares do diâmetro diastólico final e das espessuras parietais do ventrículo esquerdo obtidas nos modos bidimensional e M, utilizando-se a fórmula e os critérios de definição de interface das bordas (leading to leading edge) propostos pela Sociedade Americana de Ecocardiografia12:

MVE = 0,8 × [1,04 (DVID + EPPD + ESIVD)3 − (DVID)3] + 0,6 g

onde MVE: massa ventricular esquerda; DVID: diâmetro do ventrículo esquerdo na diástole; EPPD: espessura da parede posterior do ventrículo esquerdo na diástole; ESIVD: espessura do septo interventricular na diástole.

Para as demais medidas e para o Doppler foram utilizados os parâmetros determinados no protocolo do ELSA-Brasil10.

Análise estatística

A análise estatística foi realizada utilizando-se o SPSS 17.0 para Windows. As variáveis categóricas foram expressas como frequência absoluta e relativa, e as numéricas como média ± desvio-padrão.

As diferenças entre as medidas ecocardiográficas foram descritas em gráficos de Bland-Altman13 e testadas utilizando-se análise de variância. A variabilidade das medidas foi descrita utilizando o coeficiente de correlação intraclasse (CCI), também conhecido como coeficiente de confiabilidade (reliability coefficient), calculado a partir dos componentes de variância estimados em modelos que consideravam: 1) como fixo o efeito de centro de leitura versus centros de aquisição e como aleatório o efeito dos indivíduos sobre os quais as medidas foram realizadas; 2) para a determinação da reprodutibilidade entre os leitores do CL foi considerado fixo o efeito de primeira leitura no centro de leitura versus segunda leitura no centro de leitura, e como aleatório o efeito dos indivíduos sobre os quais as medidas foram realizadas.

As diferenças médias e os coeficientes de correlação intraclasse foram apresentados com os respectivos intervalos de confiança de 95%.

Foi estimado um tamanho amostral de 100 exames para obter um poder de 90%, para identificar a diferença média de 10 g na massa ventricular esquerda entre as medidas na aquisição e no centro de leitura, com significância de 0,055. Por conveniência e para compensar possíveis perdas, foram selecionados para o estudo de reprodutibilidade 124 indivíduos, representando pelo menos 20 indivíduos em cada um dos seis centros de investigação do estudo ELSA-Brasil. Cada centro, dentro do período de julho a novembro de 2009, incluiu consecutivamente os seus participantes até atingir a meta local, seguindo o agendamento de visitas do ELSA.

 Resultados

Dos 124 participantes selecionados, exames de cinco foram considerados não mensuráveis (4%). Dos 119 indivíduos incluídos, 72 (61%) eram do sexo feminino, a idade média era 50,2 ± 7,0 anos (mínimo e máximo: 35 e 68 anos, respectivamente), a altura média era 1,64 ± 0,09 m (mínimo e máximo: 1,44 m e 1,83 m, respectivamente) e o índice de massa corporal médio era 26,6 ± 4,0 kg/m2 (mínimo e máximo: 19,2 e 36,9 kg/m2, respectivamente). Referiram-se como brancos 54 (45,3%) indivíduos, 32 (26,9%) como pardos, 31 (26,1%) como pretos e dois (1,7%) como amarelos. Apenas dois indivíduos tinham diagnóstico de cardiomiopatia.

A qualidade das imagens paraesternais longitudinais foi considerada ótima/boa pelos centros de aquisição em 115 (96,6%) dos exames, e pelo centro de leitura em 110 (92,4%). Observou-se concordância em 106 (89,1%) das avaliações de qualidade.

Não foram observadas diferenças clinicamente significativas entre as médias das medidas obtidas no centro de investigação (on-line) e as obtidas no centro de leitura (off-line) para a maior parte das medidas (Tabela 1).

Medidas ecocardiográficas aferidas nos centros de aquisição e de leitura, e respectivas medidas de reprodutibilidade
Medida   Valores Medida de reprodutibilidade
n Centro de aquisição Centro de leitura Diferença média (IC 95%) CCI (IC 95%)
Modo bidimensional
Diâmetro da raiz da aorta (cm) 117 3,00 ± 0,45 2,98 ± 0,38 0,02 (−0,03-0,08) 0,75 (0,66-0,82)
Diâmetro AE (cm) 118 3,40 ± 0,54 3,50 ± 0,46 −0,10 (−0,18-0,02) 0,63 (0,51-0,73)
Espessura do septo IV (cm) 119 0,88 ± 0,17 0,87 ± 0,17 0,00 (−0,03-0,03) 0,56 (0,42-0,67)
Espessura da parede posterior do VE (cm) 119 0,84 ± 0,16 0,86 ± 0,15 −0,02 (−0,05-0,01) 0,56 (0,43-0,68)
Diâmetro VE na diástole (cm) 119 4,58 ± 0,50 4,52 ± 0,47 0,06 (0,00-0,11) 0,79 (0,71-0,85)
Diâmetro VE na sístole (cm) 118 2,92 ± 0,46 2,82 ± 0,43 0,10 (0,03-0,17) 0,67 (0,55-0,76)
Massa VE 119 131,29 ± 42,98 129,99 ± 40,79 1,29 (−3,60-6,19) 0,79 (0,72-0,86)
Área AE (cm²) 101 16,33 ± 3,85 16,63 ± 3,68 −0,30 (−0,97-0,37) 0,59 (0,45-0,71)
Fração de ejeção VE 118 65,08 ± 10,87 67,31 ± 8,95 −2,22 (−4,29-0,16) 0,35 (0,19-0,50)
Modo M
Diâmetro da raiz da aorta (cm) 100 2,99 ± 0,40 2,98 ± 0,42 0,01 (−0,03-0,05) 0,89 (0,84-0,92)
Diâmetro AE (cm) 100 3,55 ± 0,46 3,68 ± 0,46 −0,13 (−0,18-0,08) 0,86 (0,80-0,90)
Espessura do septo IV (cm) 86 0,88 ± 0,18 0,87 ± 0,19 0,01 (−0,02-0,04) 0,67 (0,53-0,77)
Espessura da parede posterior do VE (cm) 86 0,84 ± 0,16 0,85 ± 0,17 −0,01 (−0,04-0,02) 0,60 (0,44-0,72)
Diâmetro VE na diástole (cm) 86 4,72 ± 0,57 4,71 ± 0,56 0,01 (−0,04-0,06) 0,92 (0,88-0,95)
Diâmetro VE na sístole (cm) 86 2,85 ± 0,54 2,82 ± 0,58 0,03 (−0,02-0,08) 0,92 (0,88-0,95)
Massa VE 86 139,52 ± 55,18 138,87 ± 53,05 0,66 (−4,89-6,20) 0,89 (0,83-0,92)
Fração de ejeção VE 86 69,98 ± 7,62 70,33 ± 9,18 −0,35 (−1,59-0,89) 0,77 (0,66-0,84)
Doppler mitral
Onda E 119 0,72 ± 0,17 0,72 ± 0,15 0,01 (−0,01-0,02) 0,88 (0,83-0,92)
Tempo de desaceleração 117 217,50 ± 45,55 226,35 ± 42,31 −8,86 (−16,22-1,49) 0,58 (0,45-0,69)
Onda A 119 0,59 ± 0,16 0,60 ± 0,15 −0,01 (−0,02-0,01) 0,90 (0,86-0,93)
Relação E/A 119 1,30 ± 0,45 1,26 ± 0,41 0,04 (0,01-0,07) 0,93 (0,90-0,95)
Doppler tecidual do anel mitral medial
Velocidade onda S 111 7,56 ± 1,34 7,49 ± 1,14 0,07 (−0,13-0,26) 0,65 (0,52-0,74)
Velocidade onda E 112 9,86 ± 2,74 9,92 ± 2,61 −0,06 (−0,34-0,23) 0,84 (0,78-0,89)
Velocidade onda A 113 9,71 ± 2,36 9,63 ± 1,74 0,07 (−0,28-0,43) 0,57 (0,43-0,68)
Doppler tecidual do anel mitral lateral
Velocidade onda S 111 8,38 ± 2,06 8,35 ± 1,82 0,03 (−0,31-0,37) 0,57 (0,43-0,68)
Velocidade onda E 113 11,98 ± 2,63 11,97 ± 2,55 0,01 (−0,23-0,26) 0,87 (0,82-0,91)
Velocidade onda A 113 9,14 ± 2,57 9,23 ± 2,51 −0,09 (−0,25-0,06) 0,95 (0,92-0,96)

CCI: coeficiente de correlação intraclasse; diferença: valor obtido no centro de leitura ± valor obtido no centro de aquisição; VE: ventrículo esquerdo; AE: átrio esquerdo; IV: interventricular. Valores obtidos nos centros de aquisição e leitura expressos como média ± desvio-padrão.

A Figura 1 apresenta a diferença entre os valores obtidos nos centros de aquisição e no centro de leitura em função do valor médio das duas aferições da MVE, estimada pelas medidas bidimensionais (gráficos de Bland-Altman). Não houve tendência notável de diferenças entre as medidas obtidas on-line e off-line. Em 95% da amostra, as discrepâncias foram menores que 0,7 cm, 0,3 cm e 0,4 cm para o diâmetro diastólico do VE, espessura septal e espessura da parede posterior. A MVE, calculada a partir dessas três variáveis, apresentou discrepância menor ou igual a 54 g em 95% da amostra. Não se observaram tendências de associação entre a magnitude da diferença e a amplitude dos valores dessas variáveis.

Diferenças entre medidas das quais a MVE é estimada, realizadas a partir de imagens obtidas no modo bidimensional nos centros de aquisição e no centro de leitura (eixo y) versus média das duas medidas (eixo x). A: diâmetro ventricular esquerdo; B: espessura da parede posterior; C: espessura do septo interventricular; D: massa ventricular esquerda. A linha sólida indica a diferença média entre as duas medidas, e as linhas tracejadas, média ± 2 desvios-padrão.

A exclusão de imagens que o centro de leitura julgou como de qualidade apenas regular (n = 9) não produziu alterações em relação às diferenças médias das medidas on-line e off-line do diâmetro ventricular esquerdo (0,07 cm, IC 95% 0,01-0,13), da espessura da parede posterior do ventrículo esquerdo (−0,02 cm, IC 95% −0,05-0,01), do septo interventricular (0 cm, IC 95% −0,03-0,04) e da estimativa da MVE (2,27 g, IC 95% −2,77-7,31). Os resultados também permaneceram bastante similares, após a exclusão, em relação ao CCI (0,80 para diâmetro VE, 0,48 para espessura da parede posterior do VE, 0,52 para septo interventricular e 0,80 para MVE).

Para as demais medidas avaliadas, a distribuição das diferenças foi da mesma magnitude, assim como a distribuição dos valores do coeficiente de correlação intraclasse (Tabela 1).

A Tabela 2 apresenta as medidas realizadas por diferentes avaliadores no centro de leitura. Embora diferenças estatisticamente significativas tenham sido encontradas, a magnitude delas foi relativamente pequena do ponto de vista clínico.

Medidas ecocardiográficas aferidas no centro de leitura, repetidas em momentos diferentes por diferentes observadores
Medida   Valores Medida de Reprodutibilidade
n Primeira leitura no centro de leitura Segunda leitura no centro de leitura Diferença média (IC 95%) CCI (IC 95%)
Modo bidimensional
Diâmetro da raiz da aorta (cm) 63 3,02 ± 0,37 3,02 ± 0,37 0,00 (−0,07-0,07) 0,74 (0,61-0,84)
Diâmetro AE (cm) 66 3,58 ± 0,43 3,63 ± 0,43 −0,05 (-0,11-0,01) 0,84 (0,75-0,90)
Espessura do septo IV (cm) 66 0,87 ± 0,19 0,94 ± 0,18 -0,07 (−0,09-0,04) 0,84 (0,75-0,90)
Espessura da parede posterior do VE (cm) 66 0,87 ± 0,17 0,93 ± 0,15 −0,06 (−0,10-0,02) 0,53 (0,33-0,68)
Diâmetro VE na diástole (cm) 66 4,60 ± 0,47 4,55 ± 0,50 0,05 (−0,01-0,11) 0,88 (0,82-0,93)
Diâmetro VE na sístole (cm) 66 2,85 ± 0,50 2,90 ± 0,52 −0,05 (−0,10-0,00) 0,92 (0,86-0,95)
Massa VE 66 134,80 ± 46,22 145,30 ± 43,66 −10,50 (−16,40-4,60) 0,86 (0,78-0,91)
Área AE (cm²) 59 16,80 ± 4,03 18,07 ± 3,19 −1,27 (−1,94-0,60) 0,75 (0,61-0,84)
Fração de ejeção VE 66 68,04 ± 8,97 65,79 ± 9,44 2,25 (0,76-3,75) 0,78 (0,67-0,86)
Modo M
Diâmetro da raiz da aorta (cm) 57 3,00 ± 0,40 2,98 ± 0,40 0,02 (−0,03-0,07) 0,88 (0,80-0,93)
Diâmetro AE (cm) 57 3,73 ± 0,47 3,77 ± 0,47 −0,04 (−0,10-0,01) 0,89 (0,83-0,94)
Espessura do septo IV (cm) 35 0,86 ± 0,14 1,04 ± 0,18 −0,18 (−0,24-0,13) 0,54 (0,26-0,74)
Espessura da parede posterior do VE (cm) 35 0,83 ± 0,16 1,01 ± 0,19 −0,18 (−0,22-0,13) 0,74 (0,55-0,70)
Diâmetro VE na diástole (cm) 35 4,90 ± 0,60 4,79 ± 0,63 0,11 (0,03-0,18) 0,93 (0,87-0,97)
Diâmetro VE na sístole (cm) 35 2,99 ± 0,77 3,12 ± 0,65 −0,13 (−0,22-0,04) 0,88 (0,88-0,97)
Massa VE 35 143,42 ± 41,58 178,04 ± 47,58 −34,61 (-42,89-26,34) 0,86 (0,73-0,92)
Fração de ejeção VE 35 68,81 ± 11,93 63,92 ± 9,26 4,89 (2,20-7,58) 0,73 (0,53-0,86)
Doppler mitral
Onda E 66 0,72 ± 0,15 0,72 ± 0,16 0,00 (−0,02-0,02) 0,91 (0,86-0,94)
Tempo de desaceleração 66 222,59 ± 44,18 214,03 ± 35,73 8,56 (0,42-16,69) 0,66 (0,50-0,78)
Onda A 66 0,58 ± 0,15 0,58 ± 0,15 0,01 (−0,01-0,02) 0,92 (0,87-0,95)
Relação E/A 66 1,31 ± 0,41 1,32 ± 0,42 −0,02 (−0,03-0,00) 0,99 (0,98-0,99)
Doppler tecidual do anel mitral medial
Velocidade onda S 64 7,69 ± 1,13 7,74 ± 1,18 −0,06 (−0,31-0,19) 0,62 (0,45-0,75)
Velocidade onda E 64 10,09 ± 2,49 9,70 ± 2,54 0,39 (0,03-0,76) 0,83 (0,74-0,89)
Velocidade onda A 64 9,49 ± 1,61 9,33 ± 1,55 0,16 (0,00-0,31) 0,92 (0,88-0,95)
Doppler tecidual do anel mitral lateral
Velocidade onda S 64 8,50 ± 1,74 9,11 ± 1,83 −0,61 (−1,01-0,20) 0,59 (0,40-0,73)
Velocidade onda E 64 12,41 ± 2,36 12,36 ± 2,36 0,05 (−0,16-0,27) 0,93 (0,89-0,96)
Velocidade onda A 63 9,42 ± 2,37 9,22 ± 2,18 0,20 (0,00-0,40) 0,94 (0,90-0,96)

CCI: coeficiente de correlação intraclasse; diferença: valor obtido no centro de leitura ± valor obtido no centro de aquisição; VE: ventrículo esquerdo; AE: átrio esquerdo; IV: interventricular. Valores obtidos nos centros de aquisição e leitura expressos como média ± desvio padrão.

A Figura 2 demonstra a diferença entre os valores obtidos nas duas leituras em função do seu valor médio para as medidas do ventrículo esquerdo. A diferença da MVE não ultrapassou 58 g em 95% da amostra. Não observamos tendências de associação entre a magnitude da diferença e a amplitude dos valores dessas variáveis. Com a exclusão dos exames de qualidade regular (n = 8), os resultados permaneceram bastante similares em relação às diferenças médias entre as duas leituras off-line do diâmetro ventricular esquerdo (0,04 cm, IC 95% −0,02-0,10), da espessura da parede posterior do ventrículo esquerdo (−0,08 cm, IC 95% −0,11-0,04), do septo interventricular (−0,07 cm, IC 95% −0,10-0,04) e da estimativa da MVE (−13,2 g, IC 95% −18,5-7,96), assim como os respectivos CCI (0,89 para diâmetro do ventrículo esquerdo, 0,57 para espessura da parede posterior do ventrículo esquerdo, 0,79 para septo interventricular e 0,90 para massa ventricular esquerda).

Diferenças entre duas medidas das quais a MVE é estimada, realizadas por avaliadores diferentes no centro de leitura (eixo y), a partir de imagens obtidas no modo bidimensional versus média das duas medidas (eixo x). A: diâmetro ventricular esquerdo; B: espessura da parede posterior; C: espessura do septo interventricular; D: massa ventricular esquerda. A linha sólida indica a diferença média entre as duas medidas, e as linhas tracejadas, média ± 2 desvios-padrão.

Além das medidas do ventrículo esquerdo pelo modo bidimensional, investigou-se, também, a reprodutibilidade de outras medidas aferidas como parte do protocolo de ecocardiografia do ELSA-Brasil. Observou-se CCI na mesma faixa de valores para as medidas no modo M, Doppler transmitral e Doppler tecidual mitral, tanto nas medidas on-line versus off-line como na comparação entre os leitores do centro de leitura (Tabelas 1 e 2).

 Discussão

Neste estudo, as diferenças encontradas entre as medidas obtidas on-line e off-line foram praticamente nulas. O coeficiente de correlação intraclasse, utilizado na avaliação de reprodutibilidade, foi considerado satisfatório para as estimativas da MVE realizadas nos centros de aquisição e no centro de leitura (CCI = 0,79). Na maioria dos exames, a diferença das estimativas on-line e off-line da MVE não ultrapassou 50 g. Em um estudo que fez comparação semelhante em 274 indivíduos hipertensos14, o coeficiente de correlação intraclasse não foi reportado entre medidas realizadas nos centros de aquisição versus centro de leitura, mas a correlação de Pearson foi de 0,76 e a diferença média de 8 ± 20 g (p < 0,001), de modo que discrepâncias tão grandes quanto as nossas parecem ter acontecido para a maior parte dos indivíduos.

Em relação à reprodutibilidade de medidas realizadas no centro de leitura por diferentes avaliadores, embora houvesse diferença entre as médias da estimativa da MVE (−10,50 g, IC 95% −16,40-4,60), a magnitude dessa diferença foi relativamente pequena do ponto de vista clínico, e o CCI entre as duas estimativas foi bastante satisfatório (CCI = 0,86). No estudo relatado anteriormente,14 a concordância entre os membros do centro de leitura foi calculada em somente 10 ecocardiogramas de alta qualidade avaliados repetidamente, sendo nesse caso considerada muito boa (CCI = 0,96 a 0,99, dependendo dos avaliadores).

Para as demais medidas ecocardiográficas aferidas, também foram observadas pequenas diferenças entre os avaliadores, sendo as estimativas de reprodutibilidade um pouco melhores quando ambas as aferições foram realizadas no centro de leitura, condizendo, de modo geral, com os mesmos padrões de resultados achados para a MVE. Desempenho semelhante foi observado em outros estudos que investigaram reprodutibilidade de medidas ecocardiográficas5,6,15.

Ainda que o centro de leitura tenha sido aparentemente mais exigente na avaliação da qualidade das imagens do que o centro de investigação (92% versus 97% consideradas ótimas/boas), a proporção de exames considerados não mensuráveis foi muito menor que em outros estudos populacionais. No Framingham Heart Study, apenas 28% dos ecocardiogramas realizados durante os primeiros cinco meses de estudo foram considerados aceitáveis, evoluindo para um percentual de aceitabilidade de 74-81% em dois anos16. No Atherosclerosis Risk in Communities Study(ARIC), mesmo que o ecocardiograma tenha sido adquirido em somente um dos centros do estudo, apenas 70% dos exames foram considerados adequados para estimar de forma válida a MVE1,7. Esse fenômeno pode explicar parte da variabilidade do nosso estudo, podendo supor que o ecocardiografista no centro de investigação tenha realizado uma inferência maior das medidas por dispor de amostragem maior de imagens durante a realização do exame. Por outro lado, é possível que o julgamento da qualidade das imagens tenha sido muito permissivo, tendo incluído mais imagens de difícil mensuração que outros estudos e, assim, os benefícios tecnológicos podem não ter sido suficientes para compensar a qualidade inadequada das imagens.

Limitações do estudo

Dentre as limitações do estudo, um primeiro aspecto é que não foi avaliada a reprodutibilidade em cada centro de investigação, o que impede inferir se medidas repetidas no centro de leitura tenham maior reprodutibilidade do que medidas repetidas realizadas em cada um dos centros de aquisição. Potenciais dificuldades em manter a padronização de leituras na aquisição nos diferentes centros é uma das principais justificativas para a realização de medidas em um único centro. A reprodutibilidade da medida off-line foi realizada em somente 50% da amostra. Esse número foi substancialmente maior comparado a estudos anteriores14 e parece apropriado pelo menor número de fontes de variabilidade nessas comparações.

Outra limitação do estudo é que a realização da coleta dos dados para reprodutibilidade foi realizada nas suas fases iniciais, quando uma curva de aprendizagem, como a observada no Framingham Heart Study16, e a possibilidade de desvios sistemáticos (drifts) temporais podem ter influenciado os resultados. Isso evidenciou a necessidade de protocolos de controle de qualidade permanentes no ELSA-Brasil e outros estudos que o sucederam, o que favoreceu a implementação de controles adicionais na leitura, efetivos para a grande maioria dos indivíduos que foram incluídos e lidos posteriormente aos aqui relatados.

A medida da MVE obtida a partir do modo M apresentou valores de CCI maiores que aquela obtida pelo modo bidimensional, porém só foi possível medi-la a partir do modo M em 86 exames (69,4%), comparados a 119 (96,0%) pelo modo bidimensional. Esses achados sugerem que exames de pior qualidade de imagem são menos reprodutíveis, entretanto, quando realizamos as análises excluindo os exames de pior qualidade não observamos melhora significativa da reprodutibilidade. Focamos nossas conclusões nas medidas do modo bidimensional por refletirem a prática corrente. Além disso, essa maior reprodutibilidade não implica necessariamente melhor acurácia, por erros sistemáticos inerentes ao modo M17.

 Conclusão

Não houve diferenças sistemáticas relevantes na medida ecocardiográfica da MVE off-line versus on-line. A reprodutibilidade das medidas foi bastante similar à encontrada na literatura em estudos anteriores, porém evitando a exclusão de grande percentual das imagens. Diversas fontes de variabilidade persistem, mesmo nos exames realizados com tecnologia corrente dentro de um protocolo de pesquisa definido. Isso pode aumentar o tamanho das amostras necessárias para identificar diferenças da MVE entre populações e/ou intervenções terapêuticas. A estratégia de realização de medidas ecocardiográficas em centros de leitura (off-line), como a utilizada no ELSA-Brasil, é factível e pode ser útil em estudos clínico-epidemiológicos, mesmo em locais onde a leitura usualmente é realizada pelo ecocardiografista no momento da aquisição das imagens (on-line).

Financiamento

O ELSA-Brasil foi financiado pelo Ministério da Saúde (Departamento de Ciência e Tecnologia), Ministério da Ciência e Tecnologia (Financiadora de Estudos e Projetos e Conselho Nacional de Pesquisa), processos: 01 06 0010.00 RS, 01 06 0212.00BA, 01 06 0300.00 ES, 01 06 0278.00 MG, 01 06 0115.00SP, 01 06 0071.00 RJ.

Fontes de financiamento

O presente estudo foi financiado pelo Ministério da Saúde (Departamento de Ciência e Tecnologia), Ministério da Ciência e Tecnologia (Financiadora de Estudos e Projetos e Conselho Nacional de Pesquisa).

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de Dissertação de Mestrado de Alexandre Pereira Tognon pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul.