Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC cFRggqVXzn9DcXgKTkX8xpf S0066-782X2024000200309 10.36660/abc.20230653 00309 Artigo Original Combinação de Ferramentas de Telecardiologia para Estratificação de Risco Cardiovascular na Atenção Primária: Dados do Estudo PROVAR+ 0009-0001-4428-6157 Fraga Lucas Leal Concepção e desenho da pesquisa Obtenção de dados Análise e interpretação dos dados Redação do manuscrito Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 1 0000-0002-5586-774X Nascimento Bruno Ramos Análise estatística Concepção e desenho da pesquisa Análise e interpretação dos dados Obtenção de financiamento Redação do manuscrito Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 1 2 3 0009-0009-5298-0817 Haiashi Beatriz Costa Obtenção de dados Redação do manuscrito 4 Ferreira Alexandre Melo Obtenção de dados 4 0000-0002-2827-4631 Silva Mauro Henrique Agapito Obtenção de dados 4 0000-0003-0732-7631 Ribeiro Isabely Karoline da Silva Obtenção de dados 5 Silva Gabriela Aparecida Obtenção de dados 5 0000-0002-1093-4515 Vinhal Wanessa Campos Concepção e desenho da pesquisa Obtenção de dados Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 5 0009-0000-1096-4047 Coimbra Mariela Mata Obtenção de dados 5 Silva Cássia Aparecida Obtenção de dados 1 Machado Cristiana Rosa Lima Obtenção de dados 5 Pires Magda C. 6 Diniz Marina Gomes Obtenção de dados Redação do manuscrito Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 4 Santos Luiza Pereira Afonso Obtenção de dados 7 Amaral Arthur Maia Obtenção de dados 8 Diamante Lucas Chaves Obtenção de dados 4 Fava Henrique Leão Obtenção de dados 4 Sable Craig Concepção e desenho da pesquisa Análise e interpretação dos dados Obtenção de financiamento 9 Nunes Maria Carmo Pereira Obtenção de dados Concepção e desenho da pesquisa Análise e interpretação dos dados Obtenção de financiamento Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 3 4 0000-0002-2740-0042 Ribeiro Antonio Luiz P. Concepção e desenho da pesquisa Obtenção de financiamento Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 4 0000-0003-0689-1644 Cardoso Clareci Silva 5 Universidade Federal de Minas Gerais Hospital das Clínicas Belo Horizonte MG Brasil Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Minas Gerais – Serviço de Cardiologia e Cirurgia Carvdiovascular, Belo Horizonte, MG – Brasil Hospital Madre Teresa Serviço de Hemodinâmica Belo Horizonte MG Brasil Hospital Madre Teresa – Serviço de Hemodinâmica, Belo Horizonte, MG – Brasil Universidade Federal de Minas Gerais Faculdade de Medicina Departamento de Clínica Médica Belo Horizonte MG Brasil Universidade Federal de Minas Gerais – Departamento de Clínica Médica – Faculdade de Medicina, Belo Horizonte, MG – Brasil Universidade Federal de Minas Gerais Hospital das Clínicas Centro de Telessaúde Belo Horizonte MG Brasil Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Minas Gerais – Centro de Telessaúde, Belo Horizonte, MG – Brasil Universidade Federal de São João del Rei Campus Centro-Oeste Dona Lindu Divinópolis MG Brasil Universidade Federal de São João del Rei – Campus Centro-Oeste Dona Lindu – Campus Divinópolis, Divinópolis, MG – Brasil Universidade Federal de Minas Gerais Instituto de Ciências Exatas Departamento de Estatística Belo Horizonte MG Brasil Universidade Federal de Minas Gerais – Instituto de Ciências Exatas – Departamento de Estatística, Belo Horizonte, MG – Brasil Faculdade de Ciências Médicas de Minas Gerais Faculdade de Medicina Belo Horizonte MG Brasil Faculdade de Ciências Médicas de Minas Gerais – Faculdade de Medicina, Belo Horizonte, MG – Brasil Universidade Federal de Ouro Preto Departamento de Medicina Ouro Preto MG Brasil Universidade Federal de Ouro Preto – Departamento de Medicina, Ouro Preto, MG – Brasil Children's National Health System Washington District of Columbia EUA Children's National Health System – Cardiology, Washington, District of Columbia – EUA Correspondência: Bruno Ramos Nascimento • Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Minas Gerais – Serviço de Cardiologia e Cirurgia Carvdiovascular – Rua Professor Alfredo Balena, 110, 1° andar. CEP 30130-100, Belo Horizonte, MG – Brasil. E-mail: ramosnas@gmail.com

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 05 04 2024 2024 121 2 e20230653 14 09 2023 14 11 2023 13 12 2023 This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License Resumo Fundamento:

As ferramentas de telecardiologia são estratégias valiosas para melhorar a estratificação de risco.

 Objetivo:

Objetivamos avaliar a acurácia da tele-eletrocardiografia (ECG) para predizer anormalidades no ecocardiograma de rastreamento na atenção primária.

 Métodos:

Em 17 meses, 6 profissionais de saúde em 16 unidades de atenção primária foram treinados em protocolos simplificados de ecocardiografia portátil. Tele-ECGs foram registrados para diagnóstico final por um cardiologista. Pacientes consentidos com anormalidades maiores no ECG pelo código de Minnesota e uma amostra 1:5 de indivíduos normais foram submetidos a um questionário clínico e ecocardiograma de rastreamento interpretado remotamente. A doença cardíaca grave foi definida como doença valvular moderada/grave, disfunção/hipertrofia ventricular, derrame pericárdico ou anormalidade da motilidade. A associação entre alterações maiores do ECG e anormalidades ecocardiográficas foi avaliada por regressão logística da seguinte forma: 1) modelo não ajustado; 2) modelo 1 ajustado por idade/sexo; 3) modelo 2 mais fatores de risco (hipertensão/diabetes); 4) modelo 3 mais história de doença cardiovascular (Chagas/cardiopatia reumática/cardiopatia isquêmica/AVC/insuficiência cardíaca). Foram considerados significativos valores de p < 0,05.

 Resultados:

No total, 1.411 pacientes realizaram ecocardiograma, sendo 1.149 (81%) com anormalidades maiores no ECG. A idade mediana foi de 67 anos (intervalo interquartil de 60 a 74) e 51,4% eram do sexo masculino. As anormalidades maiores no ECG se associaram a uma chance 2,4 vezes maior de doença cardíaca grave no ecocardiograma de rastreamento na análise bivariada (OR = 2,42 [IC 95% 1,76 a 3,39]) e permaneceram significativas (p < 0,001) após ajustes no modelo 2 (OR = 2,57 [IC 95% 1,84 a 3,65]), modelo 3 (OR = 2,52 [IC 95% 1,80 a 3,58]) e modelo 4 (OR = 2,23 [IC 95% 1,59 a 3,19]). Idade, sexo masculino, insuficiência cardíaca e doença cardíaca isquêmica também foram preditores independentes de doença cardíaca grave no ecocardiograma.

 Conclusões:

As anormalidades do tele-ECG aumentaram a probabilidade de doença cardíaca grave no ecocardiograma de rastreamento, mesmo após ajustes para variáveis demográficas e clínicas.

 Palavras-chave: Doenças Cardiovasculares Programas de Rastreamento Telemedicina Eletrocardiografia Grau de Risco CNPq 310749/2022-0 FAPEMIG APQ 000627-20 CNPq 310790/2021-2 465518/2014-1 FAPEMIG PPM-00428-17 RED-00081-16 CAPES 88887.507149/2020-00 Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Avaliação de Tecnologia em Saúde 465518/2014-1

ECG: eletrocardiografia; ECO: ecocardiograma.

 Introdução

O Brasil enfrenta uma alta incidência de doenças cardiovasculares como a causa principal de mortalidade, padrão semelhante ao observado em países desenvolvidos.1 Porém, por ser um país em desenvolvimento com um sistema de saúde único e universal (Sistema Único de Saúde – SUS), surgem desafios significativos na busca de um equilíbrio entre a prevenção e o tratamento, em um cenário epidemiológico que mescla características de países desenvolvidos e em desenvolvimento.2 Portanto, é essencial adotar estratégias eficazes para melhorar a alocação de recursos de saúde, com foco na prevenção. A realocação de recursos para áreas prioritárias requer uma abordagem estratégica que exige tecnologia e conhecimento médico.

Uma ferramenta crucial para o rastreamento cardiovascular é o ecocardiograma, que permite detectar, classificar e estratificar o risco de doença cardíaca (DC) estrutural. Graças ao desenvolvimento da tecnologia, a ecocardiografia tem se tornado progressivamente portátil e acessível, passando dos centros de imagem para os locais de atendimento, com potencial para chegar a ambientes não atendidos.3,4 Portanto, uma abordagem em duas etapas, que inclui a realização do ecocardiograma por não especialistas, seguida de interpretação remota por cardiologistas credenciados, é uma estratégia de rastreamento promissora.5,6 Isso pode permitir uma alocação de recursos mais eficaz e a implementação de programas de rastreamento mais amplos, permitindo um diagnóstico mais precoce e um tratamento imediato, especialmente onde os recursos são escassos.

Atualmente, o SUS permite que médicos da atenção primária (AP) solicitem ecocardiografia para qualquer finalidade diagnóstica, e os pacientes são priorizados apenas com base na data da solicitação. As longas filas e a falta de um sistema de priorização para casos mais urgentes frequentemente levam a atrasos no diagnóstico, contribuindo para resultados desfavoráveis.5,6 Neste cenário, uma vez que os sistemas de saúde locais têm uma disponibilidade extremamente limitada de exames especializados e encaminhamentos para atenção secundária, longos tempos de espera são comumente observados. Além disso, são frequentes os encaminhamentos de pacientes sem alterações clínicas significativas para exames especializados, contribuindo para longos atrasos.7 Na tentativa de solucionar esse problema, foi demonstrado que a adição do ecocardiograma de rastreamento a um escore de estratificação de risco clínico pode ser uma ferramenta promissora para priorizar encaminhamentos para consultas convencionais de ecocardiografia e cardiologia, o que pode potencialmente resultar na redução das listas de espera em áreas sub-atendidas e em melhor alocação de recursos de saúde.5,7

Uma importante ferramenta para expansão da ecocardiografia portátil é a telemedicina, pois permite a pronta interpretação remota por especialistas, especialmente em regiões de maior vulnerabilidade social.5–7 A Rede de Telessaúde de Minas Gerais foi implementada em 2005 pelo Governo do Estado de Minas Gerais, com o objetivo de conectar hospitais universitários aos serviços de saúde locais, oferecendo suporte aos profissionais de saúde por meio de tele-eletrocardiografia (ECG), teleassistência e, mais recentemente, tele-ecocardiografia, além de fornecer suporte por meio de teleconsultas.8 O sistema de tele-ECG já está disponível em todo o país, com recente expansão para outras nações da América do Sul.9 No presente estudo, objetivamos avaliar a acurácia da tele-ECG em locais remotos para predizer anormalidades no ecocardiograma de rastreamento na AP brasileira, como uma estratégia combinada para estratificação de risco.

 Métodos

Os procedimentos e métodos do presente estudo serão disponibilizados para replicação mediante solicitação razoável dirigida ao autor correspondente. O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) sob número CAAE 37228120.9.0000.5149 e pelos conselhos de saúde locais. O estudo PROVAR+ é um programa de rastreamento cardiovascular estabelecido em 2014, como uma colaboração internacional entre a UFMG, a Rede de Telessaúde de Minas Gerais8 e o Children's National Health System, Washington, DC, Estados Unidos. O presente subestudo foi realizado entre fevereiro de 2022 e maio de 2023 em Divinópolis, localizada na região central de Minas Gerais, no Sudeste do Brasil. A cidade possui 231.091 habitantes e Índice de Desenvolvimento Humano médio de 0,764 (Figura Suplementar 1).

O estudo PROVAR+ utiliza não especialistas para aquisição de imagens por meio de transferência de tarefas (task-shifting), em dispositivos portáteis (VScan® Extend, GE Healthcare, Milwaukee, Wisconsin, Estados Unidos) para detecção ecocardiográfica de DC na AP e interpretação remota por especialistas no Brasil e Estados Unidos segundo critérios da Sociedade Americana de Ecocardiografia (ASE).10 Os centros de AP que participaram do estudo foram incluídos de acordo com as prioridades das autoridades de saúde, com base em baixos índices socioeconômicos (considerando o Índice de Desenvolvimento Humano) e acesso limitado à atenção cardiovascular secundária e terciária, com longas filas para ecocardiografia padrão eletiva.

Implementação e treinamento

Durante a fase de implementação, 6 profissionais de saúde (3 enfermeiros, 3 técnicos de enfermagem) em 16 centros de AP passaram por um processo educacional misto sobre ecocardiografia, composto por 9 módulos on-line padronizados (disponíveis em: http://www.wiredhealthresources.net/EchoProject/index.html) e foram treinados em protocolos ecocardiográficos simplificados no Hospital Universitário da UFMG, utilizando máquinas portáteis, realizando em média 32 horas de treinamento prático. Localmente, um currículo educacional para pacientes/comunidades sobre DC foi implementado pela equipe do estudo, agentes comunitários de saúde e estudantes de medicina, durante visitas regulares e em atividades de grupo programadas (conhecidas como Grupos Operacionais), usando flipcharts educacionais impressos projetados para o estudo, como uma colaboração com a Reach Foundation, Cidade do Cabo, África do Sul (Figura Suplementar 2).

 Critérios de inclusão

Todos os pacientes adultos (≥ 18 anos) de ambos os sexos que se apresentaram nos centros de AP participantes para consultas agendadas ou não agendadas, que foram submetidos ao tele-ECG com base nas indicações clínicas da equipe responsável, eram potencialmente elegíveis e foram inscritos prospectivamente com base nos resultados do ECG, após assinatura do termo de consentimento livre e esclarecido.

Os ECGs foram captados por equipamentos comerciais vinculados a software proprietário específico, que possibilita a obtenção do sinal de ECG e dos dados clínicos, e transmitidos via internet para um servidor central do Centro de Telessaúde da UFMG. O profissional de saúde solicitante coletou histórico inicial, informações demográficas e dados clínicos. Os ECGs foram analisados centralmente por uma equipe de cardiologistas experientes, utilizando software específico semiautomatizado com ferramentas de medição e ampliação, com inspeção visual e subsequente classificação pelo código de Minnesota. O código de Minnesota é o sistema de classificação de ECG mais utilizado no mundo. Foi desenvolvido na década de 1950 por Dr. Henry Blackburn e utiliza um conjunto definido de regras de medição para atribuir códigos numéricos específicos de acordo com a gravidade dos achados.11,12 Na presença de uma discrepância entre os relatórios automatizados e a interpretação do cardiologista, os exames foram auditados para classificação final.

Por meio de um sistema proprietário de gatilhos desenvolvido para o projeto (Figura 1), todos os pacientes com grandes anormalidades no ECG pelo código de Minnesota, após o diagnóstico final do ECG (Tabela Suplementar 1), e uma amostra aleatória 1:5 de indivíduos sem anormalidades foram sinalizados na interface de usuário da equipe para inclusão no estudo. Os pacientes consentidos foram então agendados para uma consulta para aplicação de um questionário clínico, seguida de ecocardiograma de rastreamento realizado por não médicos (GE VScan Extend®), que foi remotamente interpretada exclusivamente por cardiologistas credenciados.

Sistema de gatilho desenvolvido para o estudo, baseado no sistema proprietário de tele-eletrocardiografia (SigTel, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil), sinalizando exames com anormalidades maiores pelo código de Minnesota, acionando o ecocardiograma de rastreamento com interpretação remota por cardiologistas credenciados. Procedimentos de ecocardiograma de rastreamento

Foi aplicado um protocolo de 7 visualizações de ponto de cuidado (point-of-care) para rastreamento, com foco na avaliação valvar e na morfologia e função ventricular esquerda/direita, além do derrame pericárdico (Figura 2), utilizando dispositivos portáteis (GE VScan Extend®). Foram aplicados os critérios diagnósticos da ASE,13 com exceção das medidas do Doppler espectral, ausentes nesses aparelhos. A DC significativa foi definida como doença valvar moderada a grave (regurgitação ou estenose), disfunção/hipertrofia ventricular, DC congênita, derrame pericárdico ou qualquer anormalidade da motilidade10 (Tabela Suplementar 1). Foi recomendada a repetição do rastreamento para aqueles com qualidade de imagem subótima. Para interpretação, imagens DICOM foram carregadas em um ambiente de computação em nuvem proprietária (SigTel®, UFMG, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil) para relatórios online utilizando software de imagem disponível comercialmente,14 no Brasil e nos Estados Unidos (CAS, MCN, CS). Todos os relatórios foram disponibilizados online para os centros de AP, informando que não se tratava de um diagnóstico final.

Protocolo de rastreamento simplificado para dispositivos portáteis de avaliação de doença cardíaca em adultos, composto por 14 imagens (7 visualizações): 10 ciclos e 4 fixas. A4C: apical de quatro câmaras; A5C: apical de cinco câmaras; AD: átrio direito; AE: átrio esquerdo; AO: aorta; IA: insuficiência aórtica; IM: insuficiência mitral; PLAX: eixo paraesternal longo; PSAX: eixo paraesternal curto; VA: valva aórtica; VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo; VM: valva mitral; VP: valva pulmonar; VT: valva tricúspide. Análise estatística

Os dados foram inseridos na nuvem proprietária SigTel® e exportados para o banco de dados RedCap®.15 A análise estatística foi realizada utilizando o software SPSS® versão 23.0 para Mac OSX (SPSS Inc., Chicago, Illinois, Estados Unidos). Por ser um estudo exploratório, não foi realizado nenhum cálculo amostral pré-especificado e foram incluídos todos os indivíduos elegíveis submetidos ao rastreamento por tele-ECG em 17 meses. Foi usado o teste de Shapiro-Wilk para avaliar a distribuição das variáveis contínuas. As variáveis categóricas, expressas em números e porcentagens, foram comparadas entre os grupos (com e sem DC grave no ecocardiograma de rastreamento), utilizando o teste exato de Fisher, enquanto os dados contínuos, expressos em mediana e Q1/Q3 (25%/75%), foram comparados usando o teste U de Mann-Whitney, conforme apropriado.

Foi utilizada a regressão logística multivariada para analisar a associação entre a presença de anormalidades maiores no ECG, de acordo com o código de Minnesota, e a presença de DC grave no ecocardiograma de rastreamento. As variáveis significativas (p < 0,10) nas análises univariadas foram incluídas nos modelos multivariados. Foram ajustados 4 modelos de regressão da seguinte forma: 1) modelo não ajustado; 2) modelo 1 ajustado por idade e sexo; 3) modelo 2 mais fatores de risco (hipertensão e diabetes); 4) modelo 3 mais história de doença cardiovascular (Chagas, cardiopatia reumática, cardiopatia isquêmica, AVC e insuficiência cardíaca). Todas as variáveis clínicas consideradas foram coletadas durante a entrevista clínica. Para todas as análises, foi considerado estatisticamente significativo um nível de significância bicaudal de 0,05.

 Resultados

Após o período inicial de treinamento, a qualidade dos exames adquiridos foi classificada como satisfatória para interpretação em > 90% dos 50 casos iniciais durante o período de avaliação de qualidade, e então o recrutamento dos pacientes foi iniciado.

No total, 1.411 pacientes foram submetidos ao ecocardiograma de rastreamento em 17 meses. De acordo com o código de Minnesota, 1.149 (81%) apresentaram anormalidades maiores no ECG e 19% foram incluídos no grupo controle. A idade mediana foi de 67 anos (intervalo interquartil de 60 a 74); 51,4% eram do sexo masculino; 76,3% tinham hipertensão, 37,7% diabetes e 22,3% cardiopatia isquêmica. Embora as taxas de insuficiência cardíaca preexistente, doença de Chagas e cardiopatia reumática tenham sido globalmente baixas, as variáveis clínicas e demográficas retratam um perfil de alto risco da amostra. No geral, os pacientes com DC grave na ecocardiografia eram mais velhos e apresentavam maior prevalência de hipertensão e diabetes, bem como taxas mais altas de insuficiência cardíaca e cardiopatia isquêmica previamente conhecidas (Tabela 1).

Características da amostra incluída e comparação de variáveis demográficas e clínicas entre pacientes com e sem doença cardíaca grave detectada por ecocardiograma de rastreamento
Característica N Geral1 Anormalidade maior no eco (n=475) Normal (n=936) Valor p2
Sexo 1.411 0,092
Feminino 686 (48,6%) 216 (45,5%) 470 (50,2%)
Masculino 725 (51,4%) 259 (54,5%) 466 (49,8%)
Idade (anos) 1.411 67,0 (59,5; 74,0) 73,0 (64,0; 80,0) 64,0 (58,0; 71,0) <0,001
ECG 1.411 <0,001
Anormalidade maior 1.149 (81,4%) 424 (89,3%) 725 (77,5%)
Normal 262 (18,6%) 51 (10,7%) 211 (22,5%)
Eco de acompanhamento imediatamente recomendado 1.411 368 (26,1%) 334 (70,3%) 34 (3,6%) <0,001
Hipertensão 1.411 1.076 (76,3%) 397 (83,6%) 679 (72,5%) <0,001
Diabetes 1.411 532 (37,7%) 197 (41,5%) 335 (35,8%) 0,037
Doenças de Chagas 1.411 13 (0,9%) 6 (1,3%) 7 (0,7%) 0,381
Insuficiência cardíaca 1.411 38 (2,7%) 27 (5,7%) 11 (1,2%) <0,001
IAM/doença arterial coronariana 1.411 314 (22,3%) 142 (29,9%) 172 (18,4%) <0,001
Cardiopatia reumática 1.411 4 (0,3%) 1 (0,2%) 3 (0,3%) >0,999
AVC 1.411 78 (5,5%) 32 (6,7%) 46 (4,9%) 0,157

n (%); mediana (intervalo interquartil).

Teste qui-quadrado de Pearson; teste de soma de postos de Wilcoxon; teste exato de Fisher. AVC: acidente vascular cerebral; ECG: eletrocardiograma; eco: ecocardiograma; IAM: infarto agudo do miocárdio.

Um total de 475 (33,7%) pacientes apresentaram DC grave no ecocardiograma de rastreamento. Entre aqueles com anormalidades maiores no ECG, 37% (N = 424) apresentaram ecocardiograma anormal, em comparação com 19% (N = 51) daqueles sem achados maiores no ECG (p < 0,001). Após avaliação por consenso das imagens de rastreamento, foi recomendado ecocardiograma de acompanhamento prioritário para 334 pacientes (70,3%) com DC grave no rastreamento e para 34 (3,6%) daqueles sem anormalidades, para esclarecimento diagnóstico ou devido a imagens subótimas.

Nos modelos de regressão, as anormalidades maiores do ECG pelo código de Minnesota se associaram a uma chance 2,4 vezes maior de se ter DC grave no ecocardiograma de rastreamento na análise bivariada e permaneceram significativas (p < 0,001) após ajustes no modelo 2 (OR = 2,57), modelo 3 (OR = 2,52) e modelo 4 (OR = 2,23) (Tabela 2). Apesar dos múltiplos ajustes, a associação entre anormalidades no ECG e no ecocardiograma permaneceu forte no modelo 4, com OR > 2,0 e valor de p < 0,001 (Tabela 2).

Modelos (4) de regressão ajustados para avaliar a associação entre as anormalidades maiores no tele-ECG pelo código de Minnesota e a presença de doença cardíaca grave detectada por ecocardiograma de rastreamento
Variáveis/modelo OR (IC 95%) Valor p
Modelo 1
(Intercepto) 0,24 (0,18-0,33) < 0,001
Anormalidade maior no ECG 2,42 (1,76-3,39) < 0,001
Modelo 2
(Intercepto) 0 (0-0) < 0,001
Anormalidade maior no ECG 2,57 (1,84-3,65) < 0,001
Sexo 1,37 (1,08-1,74) 0,009
Idade 1,07 (1,06-1,08) < 0,001
Modelo 3
(Intercepto) 0 (0-0) < 0,001
Anormalidade maior no ECG 2,52 (1,80-3,58) < 0,001
Sexo 1,41 (1,11-1,79) 0,005
Idade 1,07 (1,06-1,08) < 0,001
Hipertensão 1,46 (1,07-2,00) 0,017
Diabetes 1,05 (0,82-1,35) 0,688
Modelo 4
(Intercepto) 0 (0-0) < 0,001
Anormalidade maior no ECG 2,23 (1,59-3,19) < 0,001
Sexo 1,35 (1,06-1,73) 0,015
Idade 1,07 (1,06-1,09) < 0,001
Hipertensão 1,32 (0,97-1,81) 0,083
Diabetes 1,03 (0,80-1,33) 0,825
Doença de Chagas 1,09 (0,29-3,82) 0,897
Insuficiência cardíaca 5,18 (2,43-11,87) < 0,001
IAM/doença arterial coronariana 1,56 (1,18-2,07) 0,002
Cardiopatia reumática (conhecida) 0,37 (0,01-6,16) 0,491
AVC 1,18 (0,72-1,93) 0,504

AVC: acidente vascular cerebral; ECG: eletrocardiografia; IAM: infarto agudo do miocárdio; IC: intervalo de confiança; OR: odds ratio.

Dentre as variáveis demográficas e clínicas consideradas para os modelos, idade (a cada 1 ano), sexo masculino e história prévia de insuficiência cardíaca e de infarto agudo do miocárdio/doença arterial coronariana foram preditores independentes de DC grave no ecocardiograma de rastreamento, assim como as anormalidades maiores no ECG (Tabela 2).

 Discussão

Nosso estudo de prova de conceito mostrou que uma combinação de ferramentas de telecardiologia pode ser uma estratégia promissora para rastreamento de DC e priorização de referenciamento para exames no ambiente da AP. Anormalidades maiores no tele-ECG (um recurso de telessaúde difundido no Brasil) adequadamente prediz a presença de DC grave no ecocardiograma de rastreamento com interpretação remota, independentemente das variáveis clínicas. Esses achados apontam para a utilidade de tais ferramentas para melhorar os cuidados cardiovasculares em regiões com poucos recursos, através da potencial incorporação de modalidades disponíveis e de baixo custo nos escores de risco clínico. No Brasil, o acesso aos cuidados de saúde é desigual,16 e as taxas de mortalidade associadas às doenças cardiovasculares também variam dependendo das características regionais e das condições socioeconômicas.1 Portanto, a descentralização dos serviços de saúde é um desafio e uma necessidade crescente no país, com a finalidade de fornecer melhor acesso aos cuidados de saúde para a população necessitada.

Nesse sentido, além de melhorar a eficiência e reduzir os custos, a telemedicina pode ampliar as fronteiras da AP, proporcionando acesso à saúde para populações remotas e potencialmente ampliando a atuação dos profissionais de saúde, integrando-os aos serviços de saúde especializados localizados em hospitais e centros de referência e, em última instância, democratizando o acesso à prevenção, diagnóstico e tratamento.8,17 No entanto, sabe-se que o Brasil apresenta inúmeros desafios estruturais para alcançar o acesso universal a dispositivos de telessaúde, especialmente relacionados ao acesso adequado à conexão à internet. Essa situação tende a ser ainda pior em regiões remotas e periféricas, representando uma barreira significativa para a disseminação e consolidação da telemedicina no país.1,2 Ainda que a infraestrutura técnica para a telemedicina seja resolvida no Brasil, ainda haverá risco de escassez de capacidade local e de pessoal para promover a expansão do acesso aos cuidados de saúde, dado que os serviços remotos são essencialmente inter e multidisciplinares.2 Assim, a consolidação de parcerias entre os setores público e privado é um passo essencial para tornar os recursos de telessaúde disponíveis e efetivamente funcionais em múltiplas localidades, dadas as dimensões continentais do país.

Visando abordar essas questões, programas governamentais implementaram o tele-ECG como uma das ferramentas prioritárias de telessaúde em diversas regiões do país nas últimas décadas,8,18 aproveitando parcerias entre a AP de vários municípios brasileiros e hospitais universitários, onde o traçado do ECG é interpretado em tempo real e os laudos são imediatamente enviados de volta às unidades básicas.8 O tele-ECG tem se mostrado uma ferramenta robusta de telessaúde para localidades distantes dos grandes centros urbanos e com acesso limitado a serviços de saúde especializados.8,9 Os dados disponíveis consolidaram-no como uma ferramenta válida e custo-efetiva para melhorar a acurácia diagnóstica e terapêutica em locais onde faltam especialistas, além de promover cuidados de saúde para populações com acesso subótimo.9,19 Nossos dados reforçam a utilidade diagnóstica do tele-ECG de uma perspectiva mais ampla, com previsão ideal de DC grave detectada pelo ecocardiograma de rastreamento, mesmo após ajuste para variáveis clínicas relevantes.

Nesse cenário, a combinação de ferramentas de telecardiologia para estratificação de risco cardiovascular na AP surge como uma estratégia promissora, considerando a possibilidade de integração do ecocardiograma de rastreamento realizada por não médicos com interpretação remota por cardiologistas credenciados nos cuidados de rotina.6,20 Vale a pena destacar que o ecocardiograma de rastreamento com dispositivos portáteis, conforme testado em nosso protocolo, não é proposto como uma ferramenta de diagnóstico final, com avaliação detalhada de variáveis morfofuncionais; em vez disso, destina-se à aquisição rápida de protocolos ultrassonográficos simplificados por uma equipe não médica com rápido treinamento técnico, visando sinalizar anormalidades importantes para fins de triagem.21–23 Indivíduos com achados anormais devem idealmente ser submetidos a um ecocardiograma padrão confirmatório com um protocolo abrangente, focado na avaliação mais profunda das alterações morfofuncionais.21 Essencialmente, protocolos de rastreamento mais simples e rápidos são mais fáceis de serem replicados por pessoal não médico brevemente treinado para o posicionamento da sonda, potencialmente facilitando a implementação da estratégia para mais regiões, integrada com a AP.6,24 No Brasil, no entanto, essa abordagem de transferência de tarefas só é permitida em protocolos de pesquisa, pois imagens de ultrassom só podem ser adquiridas por médicos credenciados. As discussões sobre tais regulamentações com os decisores políticos e conselhos médicos são necessárias para permitir a expansão da estratégia, se for comprovadamente viável e custo-efetiva, para outros fins que não a pesquisa.

Estudos focados na cardiopatia reumática demonstraram que a estratégia de rastreamento é eficaz para o diagnóstico precoce22,23 e reconhecidamente melhora o prognóstico.25 O ecocardiograma de rastreamento é geralmente mais sensível do que específico para detecção de cardiopatia reumática latente.21,24 Para outras patologias cardíacas, os achados do rastreamento têm uma correlação significativa com o ecocardiograma padrão realizado por especialistas.21 Embora existam razões reconhecidas para as discrepâncias entre os achados dos ecocardiogramas de rastreamento e padrão,10,21 a experiência e o histórico de treinamento dos operadores, além dos recursos limitados do dispositivos de rastreamento ultraportáteis, em comparação com máquinas padrão totalmente funcionais, são fatores adicionais que explicam as discordâncias. Assim, os investimentos na educação, treinamento e garantia de qualidade do pessoal e no desenvolvimento tecnológico colaborativo são abordagens fundamentais para a obtenção de melhores resultados.21

Considerando isso, a associação entre os achados do tele-ECG e DC grave detectada pelo ecocardiograma de rastreamento com leitura remota levanta a possibilidade de combinar tais ferramentas no futuro, otimizando a utilização dos recursos de saúde, evitando custos de transporte e racionalizando encaminhamentos dos níveis de AP para secundária. Nossos resultados sugerem que a associação entre anormalidades maiores no tele-ECG e no tele-eco é independente dos perfis demográfico e clínico dos pacientes, conforme indicado pelos múltiplos modelos ajustados, reforçando a hipótese de que uma possível combinação desses testes permitiria uma estratificação de risco mais precisa na AP.5,7 Além disso, a possibilidade de pré-rastrear os pacientes no centro de saúde primário sempre que um ecocardiograma for solicitado pelo médico assistente, por meio de um questionário clínico, tele-ECG de triagem e, quando indicado, ecocardiograma de rastreamento, seria uma maneira viável de prever com acurácia a presença de DC significativa, racionalizar as indicações de ecocardiograma padrão e evitar atrasos longos e às vezes desnecessários no encaminhamento.26 A viabilidade de integrar o ecocardiograma de rastreamento na AP já foi demonstrado anteriormente por nosso grupo, bem como o potencial para fornecer diagnóstico precoce de DC para adultos e idosos.5,6

O cenário da atenção secundária pública brasileira é desafiador na maioria dos estados, com longas demoras para exames e consultas cardiovasculares complementares, principalmente em áreas de difícil acesso, municípios pequenos e regiões distantes dos grandes centros urbanos.1,2 Longos tempos de espera frequentemente representam uma demora para início e otimização do tratamento. Neste contexto, uma estratégia de estratificação de risco mais precisa pode ser útil tanto para adaptar o tratamento do paciente quanto para reduzir a demanda para encaminhamentos, em última instância resultando em listas de espera mais curtas. Com base nos nossos resultados, a possibilidade de pré-triagem com tele-ECG já é uma realidade, com resultados iniciais convincentes. Além disso, a possibilidade de diagnóstico semiautomático de ECG, já disponível na Rede de Telessaúde de Minas Gerais,18 e algoritmos de aprendizado de máquina para ECG27 e ecocardiografia28,29 podem aumentar ainda mais o poder preditivo dos métodos e reduzir os custos operacionais.

Uma questão que permanece inexplorada é a possibilidade de desenvolver um escore de predição combinando variáveis clínicas simples, tele-ECG e ecocardiograma de rastreamento com leitura remota. Embora a adição de ecocardiograma de rastreamento às variáveis clínicas melhore reconhecidamente o poder preditivo de um escore de risco existente,5 o efeito da inclusão do tele-ECG no modelo e o impacto prognóstico da estratégia ainda são desconhecidos. Mais estudos são necessários para definir protocolos otimizados de ecocardiografia de rastreamento (por exemplo, protocolo simplificado versus projeção única), bem como para estabelecer indicações e cenários de rastreamento ideais para otimização da busca ativa de casos. Por fim, são necessárias discussões com conselhos médicos e autoridades de saúde à luz dos dados emergentes sobre esse tema, considerando que a aquisição de imagens por não médicos não é permitida fora de projetos de pesquisa no Brasil e em outros países em desenvolvimento, mesmo com interpretação exclusiva por cardiologistas. As restrições corporativistas podem ser uma barreira para a implementação de estratégias de redução de custos na área cardiovascular.

Limitações

Nosso estudo apresenta algumas limitações. Em primeiro lugar, foi um estudo de implementação de prova de conceito, no qual foi avaliada apenas a acurácia do tele-ECG, em oposição à sua incorporação em um escore de risco abrangente. No entanto, uma avaliação gradual da acurácia dos testes individuais é um passo crucial para o desenvolvimento de escores preditivos, conforme planejado para as fases posteriores do estudo PROVAR+. Em segundo lugar, o padrão-ouro para definição de DC grave foi o ecocardiograma de rastreamento com dispositivos portáteis, o que pode ter levado a limitações diagnósticas. Além disso, essa geração do GE-VSCAN Extend não possui recursos de Doppler espectral. Toda a interpretação, entretanto, foi feita consensualmente por pelo menos 2 cardiologistas experientes, com expertise em projetos de pesquisa relacionados ao rastreamento. Em terceiro lugar, não foram realizados procedimentos de amostragem estratificada e o recrutamento foi feito consecutivamente por conveniência com base no sistema de tele-ECG, limitando a extrapolação dos achados para a população brasileira. Além disso, os dados do ecocardiograma de rastreamento de pacientes não elegíveis para rastreamento, com base nos resultados do ECG, não estão disponíveis para comparação. Finalmente, o tamanho da amostra limita uma visão mais profunda sobre associações específicas entre anormalidades individuais no ECG e achados funcionais/morfológicos do ecocardiograma. Apesar das limitações supracitadas, até onde sabemos, este é o maior estudo realizado na América Latina com o objetivo de avaliar uma abordagem combinada de ferramentas de telecardiologia na AP, e nossos dados apontam para a necessidade de avaliações adicionais, conforme planejado para um futuro próximo.

 Conclusões

As anormalidades do tele-ECG aumentaram a probabilidade de doença cardíaca grave no ecocardiograma de rastreamento, mesmo após ajustes para variáveis demográficas e clínicas. A combinação de ferramentas de telecardiologia e dados clínicos pode melhorar a estratificação de risco na AP, e os resultados apontam para o desenvolvimento de escores de risco abrangendo diversas modalidades de priorização de cuidados.

Financiamento

Bruno R. Nascimento é parcialmente financiado pelo CNPq (Bolsa de Produtividade em Pesquisa 310749/2022-0), Edwards Lifesciences Foundation (Improving the Prevention and Detection of Heart Valve Disease Across the Lifespan, 2022) e FAPEMIG (projeto APQ 000627-20). Antonio LP Ribeiro é apoiado em parte pelo CNPq (310790/2021-2 e 465518/2014-1), FAPEMIG (PPM-00428-17 e RED-00081-16) e CAPES (88887.507149/2020-00). O programa PROVAR+ é financiado pela Edwards Lifesciences Foundation (Improving the Prevention and Detection of Heart Valve Disease Across the Lifespan, 2022) e pelo CNPq. Estudantes de medicina receberam bolsas do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Avaliação de Tecnologia em Saúde (IATS, projeto 465518/2014-1).

Fontes de financiamento

O presente estudo foi financiado por Edwards Lifesciences Foundation, CNPq, IATS e FAPEMIG.

Vinculação acadêmica

Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.

Aprovação ética e consentimento informado

Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) sob o número de protocolo CAAE 37228120.9.0000.5149. Todos os procedimentos envolvidos nesse estudo estão de acordo com a Declaração de Helsinki de 1975, atualizada em 2013. O consentimento informado foi obtido de todos os participantes incluídos no estudo.

Editor responsável pela revisão: Gláucia Maria Moraes de Oliveira

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 Original Article Combination of Tele-Cardiology Tools for Cardiovascular Risk Stratification in Primary Care: Data from the PROVAR+ Study 0009-0001-4428-6157 Fraga Lucas Leal Conception and design of the research Acquisition of data Analysis and interpretation of the data Writing of the manuscript Critical revision of the manuscript for important intellectual content 1 0000-0002-5586-774X Nascimento Bruno Ramos Statistical analysis Conception and design of the research Analysis and interpretation of the data Obtaining financing Writing of the manuscript Critical revision of the manuscript for important intellectual content 1 2 3 0009-0009-5298-0817 Haiashi Beatriz Costa Acquisition of data Writing of the manuscript 4 Ferreira Alexandre Melo Acquisition of data 4 0000-0002-2827-4631 Silva Mauro Henrique Agapito Acquisition of data 4 0000-0003-0732-7631 Ribeiro Isabely Karoline da Silva 5 Silva Gabriela Aparecida Acquisition of data 5 0000-0002-1093-4515 Vinhal Wanessa Campos Conception and design of the research Acquisition of data Critical revision of the manuscript for important intellectual content 5 0009-0000-1096-4047 Coimbra Mariela Mata Acquisition of data 5 Silva Cássia Aparecida Acquisition of data 1 Machado Cristiana Rosa Lima Acquisition of data 5 Pires Magda C. 6 Diniz Marina Gomes Acquisition of data Writing of the manuscript Critical revision of the manuscript for important intellectual content 4 Santos Luiza Pereira Afonso Acquisition of data 7 Amaral Arthur Maia Acquisition of data 8 Diamante Lucas Chaves Acquisition of data 4 Fava Henrique Leão Acquisition of data 4 Sable Craig Conception and design of the research Analysis and interpretation of the data Obtaining financing 9 Nunes Maria Carmo Pereira Conception and design of the research Acquisition of data Analysis and interpretation of the data Obtaining financing Critical revision of the manuscript for important intellectual content 3 4 0000-0002-2740-0042 Ribeiro Antonio Luiz P. Conception and design of the research Acquisition of data Obtaining financing Critical revision of the manuscript for important intellectual content 4 0000-0003-0689-1644 Cardoso Clareci Silva 5 Belo Horizonte MG Brazil Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Minas Gerais – Serviço de Cardiologia e Cirurgia Carvdiovascular, Belo Horizonte, MG – Brazil Belo Horizonte MG Brazil Hospital Madre Teresa – Serviço de Hemodinâmica, Belo Horizonte, MG – Brazil Belo Horizonte MG Brazil Universidade Federal de Minas Gerais – Departamento de Clínica Médica – Faculdade de Medicina, Belo Horizonte, MG – Brazil Belo Horizonte MG Brazil Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Minas Gerais – Centro de Telessaúde, Belo Horizonte, MG – Brazil Divinópolis MG Brazil Universidade Federal de São João del Rei – Campus Centro-Oeste Dona Lindu – Campus Divinópolis, Divinópolis, MG – Brazil Belo Horizonte MG Brazil Universidade Federal de Minas Gerais - Instituto de Ciências Exatas – Departamento de Estatística, Belo Horizonte, MG – Brazil Belo Horizonte MG Brazil Faculdade de Ciências Médicas de Minas Gerais – Faculdade de Medicina, Belo Horizonte, MG – Brazil Ouro Preto MG Brazil Universidade Federal de Ouro Preto – Departamento de Medicina, Ouro Preto, MG – Brazil Washington Columbia USA Children's National Health System – Cardiology, Washington, District of Columbia – USA Mailing Address: Bruno Ramos Nascimento • Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Minas Gerais – Serviço de Cardiologia e Cirurgia Carvdiovascular – Rua Professor Alfredo Balena, 110, 1° andar. Postal Code 30130-100, Belo Horizonte, MG – Brazil. E-mail: ramosnas@gmail.com

Potential conflict of interest

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

 Abstract Background:

Tele-cardiology tools are valuable strategies to improve risk stratification.

 Objective:

We aimed to evaluate the accuracy of tele-electrocardiography (ECG) to predict abnormalities in screening echocardiography (echo) in primary care (PC).

 Methods:

In 17 months, 6 health providers at 16 PC units were trained on simplified handheld echo protocols. Tele-ECGs were recorded for final diagnosis by a cardiologist. Consented patients with major ECG abnormalities by the Minnesota code, and a 1:5 sample of normal individuals underwent clinical questionnaire and screening echo interpreted remotely. Major heart disease was defined as moderate/severe valve disease, ventricular dysfunction/hypertrophy, pericardial effusion, or wall-motion abnormalities. Association between major ECG and echo abnormalities was assessed by logistic regression as follows: 1) unadjusted model; 2) model 1 adjusted for age/sex; 3) model 2 plus risk factors (hypertension/diabetes); 4) model 3 plus history of cardiovascular disease (Chagas/rheumatic heart disease/ischemic heart disease/stroke/heart failure). P-values < 0.05 were considered significant.

 Results:

A total 1,411 patients underwent echo; 1,149 (81%) had major ECG abnormalities. Median age was 67 (IQR 60 to 74) years, and 51.4% were male. Major ECG abnormalities were associated with a 2.4-fold chance of major heart disease on echo in bivariate analysis (OR = 2.42 [95% CI 1.76 to 3.39]), and remained significant after adjustments in models (p < 0.001) 2 (OR = 2.57 [95% CI 1.84 to 3.65]), model 3 (OR = 2.52 [95% CI 1.80 to3.58]), and model 4 (OR = 2.23 [95%CI 1.59 to 3.19]). Age, male sex, heart failure, and ischemic heart disease were also independent predictors of major heart disease on echo.

 Conclusions:

Tele-ECG abnormalities increased the likelihood of major heart disease on screening echo, even after adjustments for demographic and clinical variables.

 Keywords: Cardiovascular Diseases Mass Screening Telemedicine Electrocardiography Risk Grade CNPq 310749/2022-0 FAPEMIG APQ 000627-20 CNPq 310790/2021-2 465518/2014-1 FAPEMIG PPM-00428-17 RED-00081-16 CAPES 88887.507149/2020-00 National Institute of Science and Technology for Health Technology Assessment 465518/2014-1

ECG: electrocardiography; ECHO: echocardiogram.

 Introduction

Brazil faces a high incidence of cardiovascular disease as the main cause of mortality, a pattern similar to that observed in developed countries.1 However, as it is a developing nation with a single, universal healthcare system (Unified Health System, abbreviated SUS in Portuguese), significant challenges arise in the search for a balance between prevention and treatment, in an epidemiological scenario that merges characteristics of developed and developing countries.2 Hence, it is essential to adopt effective strategies to improve the allocation of health resources, with a focus on prevention. Reallocation of resources to priority areas requires a strategic approach that requires both technology and medical knowledge.

A crucial tool for cardiovascular screening is the echocardiogram (echo), which makes it possible to detect, classify, and stratify the risk of structural heart disease (HD). Thanks to developing technology, echo has progressively become portable and accessible, moving from imaging centers to the point-of-care, with a potential to reach unserved settings.3,4 Therefore, a two-step approach, which includes the performance of echo by non-experts, followed by remote interpretation by certified cardiologists, is a promising screening strategy.5,6 This may enable more effective resource allocation and implementation of broader screening programs, allowing for earlier diagnosis and prompt treatment, especially where resources are scarce.

Currently, the Brazilian SUS allows primary care (PC) physicians to request echo for any diagnostic purposes, and patients are prioritized based only on the date of request. Long queues and the lack of a prioritization system for more urgent cases frequently lead to delayed diagnosis, contributing to unfavorable outcomes.5,6 In this setting, given that local health systems have an extremely limited availability of specialized tests and referrals for secondary care, long waiting times are commonly observed. Furthermore, referrals of patients without significant clinical abnormalities for specialized tests are frequent, contributing to long delays.7 In an attempt to solve this problem, it has been demonstrated that the addition of screening echo to a clinical risk stratification score may be a promising tool for prioritizing referrals for conventional echo and cardiology appointments, which can potentially result in a reduction of waiting lists in underserved areas and better allocation of health resources.5,7

An important tool for expanding portable echo screening is telemedicine, as it allows for prompt remote interpretation by specialists, markedly in regions with greater social vulnerability.5–7 The Telehealth Network of Minas Gerais was implemented in 2005 by the Government of the State of Minas Gerais, Brazil, aimed at connecting university hospitals to local health services, offering support to health professionals through tele-electrocardiography (ECG), tele-assistance, and, more recently, tele-echo, in addition to providing support through teleconsultations.8 The tele-ECG system is now available throughout the country, with a recent expansion to other South American nations.9 In this study, we aimed to evaluate the accuracy of tele-ECG in remote sites to predict abnormalities in screening echo in Brazilian PC, as a combined strategy for risk stratification.

 Methods

The procedures and methods of this study will be made available for replication upon reasonable request directed to the corresponding author. The Institutional Review Board of Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) approved the study under CAAE number 37228120.9.0000.5149 and by the local boards of health. The PROVAR+ study is a cardiovascular screening program established in 2014, as an international collaboration between UFMG, the Telehealth Network of Minas Gerais8 and the Children's National Health System, Washington, DC, United States. This sub study took place between February 2022 and May, 2023 in the city of Divinópolis, located in the central region of the state of Minas Gerais, in the Southeast Region of Brazil. The city has 231,091 inhabitants and mean Human Development Index of 0.764 (Supplement Figure 1).

The PROVAR+ study utilizes non-experts for image acquisition through task-shifting, on handheld devices (VScan® Extend, GE Healthcare, Milwaukee, Wisconsin, United States) for echocardiographic detection of HD in the PC setting and remote interpretation by experts in Brazil and the United States, according to the American Society of Echocardiography (ASE)10 criteria. The PC centers participating in the study were included according to the priorities of health authorities, based on low socioeconomic indexes (considering the Human Development Index) and limited access to secondary and tertiary cardiovascular care, with long queues for elective standard echo.

Implementation and training

During the implementation phase, 6 healthcare workers (3 nurses, 3 nursing technicians) at 16 PC centers underwent a mixed educational process on echo, consisting of 9 standardized online modules (available at: http://www.wiredhealthresources.net/EchoProject/index.html) and were trained on simplified echo protocols at the UFMG University Hospital, utilizing handheld machines, performing an average of 32 hours of hands-on training. Locally, a patient/community educational curriculum on HD was deployed by the study staff, community health agents, and medical students, during regular visits and in scheduled group activities (known as Operational Groups), using educational printed flipcharts designed for the study, as a collaboration with the Reach Foundation, Cape Town, South Africa (Supplement Figure 2).

 Inclusion criteria

All adult patients (≥ 18 years) of both sexes presenting to the participant PC facilities for scheduled or non-scheduled appointments, who were submitted to the tele-ECG based on clinical indications by the attending team, were potentially eligible and prospectively enrolled based on the ECG results, after signing the informed consent form.

The ECGs were captured by commercial equipment linked to specific proprietary software, which makes it possible to obtain ECG signal and clinical data, and transmitted by internet to a central server at the UFMG Telehealth Center. The requesting healthcare provider collected baseline history, demographic information, and clinical data. ECGs were centrally analyzed by a team of experienced cardiologists, utilizing specific semi-automated software with measurement and magnification tools, with visual inspection and subsequent classification by the Minnesota code, which is the most widely used ECG classification system worldwide. It was developed in the 1950s by Dr. Henry Blackburn, and it utilizes a defined set of measurement rules to assign specific numerical codes according to the severity of findings.11,12 In the presence of a discrepancy between automated reports and the cardiologist's interpretation, exams were audited for a final classification.

Through a proprietary trigger system developed for the project (Figure 1), all patients with major ECG abnormalities by the Minnesota code, after the final ECG diagnosis (Supplement Table 1), and a random 1:5 sample of individuals without abnormalities were flagged in the team's user interface for inclusion in the study. Consented patients were then scheduled for an appointment for application of a clinical questionnaire, followed by echo screening performed by non-physicians (GE VScan Extend®), which was remotely interpreted exclusively by certified cardiologists.

Trigger system developed for the study, based on the proprietary tele-electrocardiography system (SigTel, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil), flagging exams with major abnormalities by the Minnesota code, triggering the screening echocardiogram with remote interpretation by certified cardiologists. ECG: electrocardiogram; echo: echocardiogram. Screening echocardiography procedures

A point-of-care 7-view protocol was applied for screening, focusing on valvular assessment and left/right ventricular morphology and function, in addition to pericardial effusion (Figure 2), utilizing handheld devices (GE VScan Extend®). The ASE diagnostic criteria13 were applied, with the exception of spectral Doppler measurements, which were absent in these devices. Significant HD was defined as moderate to severe valve disease (regurgitation or stenosis), ventricular dysfunction/hypertrophy, congenital heart disease, pericardial effusion, or any wall-motion abnormalities10 (Supplement Table 1). Repeated screening was recommended for those with suboptimal image quality. For interpretation, DICOM images were uploaded to a proprietary cloud computing environment (SigTel®, UFMG, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil) for online reporting utilizing commercially available imaging software,14 in Brazil and the United States (CAS, MCN, CS). All reports were made available online for the PC centers, informing that it was not a final diagnosis.

Simplified screening protocol for handheld devices for evaluation of heart diseases in adults, consisting of 14 images (7 views): 10 loops and 4 still frames. AP4: apical four chambers; AP5: apical five chambers; AO: aorta; AV: aortic valve; AR: aortic regurgitation; LA: left atrium; LV: left ventricle; MR: mitral regurgitation; MV: mitral valve; PLAX: parasternal long axis; PSAX: parasternal short axis; PV: pulmonary valve; RA: right atrium; RV: right ventricle; TV: tricuspid valve. Statistical analysis

Data were entered to the proprietary SigTel® cloud and exported to the RedCap® database.15 Statistical analysis was performed using SPSS® software version 23.0 for Mac OSX (SPSS Inc., Chicago, Illinois, United States). As an exploratory study, no pre-specified sample size calculation was performed, and all eligible individuals undergoing tele-ECG screening in 17 months were enrolled. The Shapiro-Wilk test was used to assess the distribution of continuous variables. Categorical variables, expressed as numbers and percentages, were compared between groups (with and without major HD in echo screening) using Fisher's exact test, whereas continuous data, expressed as median and Q1/Q3 (25%/75%), were compared using the Mann-Whitney U test, as appropriate.

Multivariable logistic regression was used to examine the association between the presence of major ECG abnormalities according to the Minnesota code and the presence of major HD in screening echo. Significant variables (p < 0.10) in univariate analyses were included in multivariate models. Four regression models were adjusted as follows: 1) unadjusted model; model 2) model 1 adjusted for age and sex; model 3) model 2 plus cardiovascular risk factors (hypertension and diabetes); model 4) model 3 plus history of cardiovascular disease (Chagas, rheumatic heart disease [RHD], ischemic heart disease, stroke, and heart failure). All clinical variables considered were collected during the clinical interview. For all analyses, a two-tailed significance level of 0.05 was considered statistically significant.

 Results

After the initial training period, the quality of the acquired exams was graded as satisfactory for interpretation in > 90% of the 50 initial cases during the quality assurance period, and patient enrollment was then initiated.

A total of 1,411 patients underwent screening echo in 17 months. Based on the Minnesota code, 1,149 (81%) had major ECG abnormalities, and 19% were enrolled in the control group. Median age was 67 (IQR 60 to 74) years; 51.4% were male; 76.3% had hypertension, 37.7% diabetes, and 22.3% ischemic heart disease. Although the rates of preexisting heart failure, Chagas disease and RHD were overall low, the clinical and demographic variables depict a high-risk profile of the sample. Overall, patients found to have major HD in echo screening were older, and they had higher prevalence of hypertension and diabetes, as well as higher rates of previously known heart failure and ischemic heart disease (Table 1).

Characteristics of the included sample and comparison of demographic and clinical variables between patients with and without major heart disease detected by screening echocardiography
Characteristic N Overall1 Major echo abnormality (n=475) Normal (n=936) p value2
Sex 1,411 0,092
Female 686 (48.6%) 216 (45.5%) 470 (50.2%)
Male 725 (51.4%) 259 (54.5%) 466 (49.8%)
Age (years) 1,411 67.0 (59.5; 74.0) 73.0 (64.0; 80.0) 64.0 (58.0; 71.0) <0.001
ECG 1,411 <0.001
Major abnormality 1,149 (81.4%) 424 (89.3%) 725 (77.5%)
Normal 262 (18.6%) 51 (10.7%) 211 (22.5%)
Follow-up echo promptly recommended 1,411 368 (26.1%) 334 (70.3%) 34 (3.6%) <0.001
Hypertension 1,411 1,076 (76.3%) 397 (83.6%) 679 (72.5%) <0.001
Diabetes 1,411 532 (37.7%) 197 (41.5%) 335 (35.8%) 0.037
Chagas disease 1,411 13 (0.9%) 6 (1.3%) 7 (0.7%) 0.381
Heart failure 1,411 38 (2.7%) 27 (5.7%) 11 (1.2%) <0.001
AMI/coronary artery disease 1,411 314 (22.3%) 142 (29.9%) 172 (18.4%) <0.001
Rheumatic heart disease 1,411 4 (0.3%) 1 (0.2%) 3 (0.3%) >0.999
Stroke 1,411 78 (5.5%) 32 (6.7%) 46 (4.9%) 0.157

n (%); median (interquartile range).

Pearson's chi-squared test; Wilcoxon rank sum test; Fisher's exact test. AMI: acute myocardial infarction; ECG: electrocardiogram; echo: echocardiogram.

A total of 475 (33.7%) patients had major HD in screening echo. Among those with major ECG abnormalities, 37% (N = 424) had abnormal echo, compared to 19% (N = 51) of those without major ECG findings (p < 0.001). After consensus evaluation of the screening images, a priority follow-up echo was recommended for 334 patients (70.3%) with major HD in screening, and for 34 (3.6%) of those without abnormalities, for diagnostic clarification or due to suboptimal images.

In regression models, major ECG abnormalities by the Minnesota code were associated with a 2.4 higher chance of having major HD in screening echo in the bivariate analysis, and remained significant (p < 0.001) after adjustments in model 2 (OR = 2.57), model 3 (OR = 2.52), and model 4 (OR = 2.23) (Table 2). Despite multiple adjustments, the association between ECG and echo abnormalities remained strong in model 4, with OR > 2.0 and p value < 0.001 (Table 2).

Adjusted regression models (4) to assess the association between major tele-ECG abnormalities by the Minnesota Code and the presence of major heart disease detected by screening echocardiography
Variables/model OR (95% CI) p value
Model 1
(Intercept) 0.24 (0.18-0.33) < 0.001
Major ECG abnormality 2.42 (1.76-3.39) < 0.001
Model 2
(Intercept) 0 (0-0) < 0.001
Major ECG abnormality 2.57 (1.84-3.65) < 0.001
Sex 1.37 (1.08-1.74) 0.009
Age 1.07 (1.06-1.08) < 0.001
Model 3
(Intercept) 0 (0-0) < 0.001
Major ECG abnormality 2.52 (1.80-3.58) < 0.001
Sex 1.41 (1.11-1.79) 0.005
Age 1.07 (1.06-1.08) < 0.001
Hypertension 1.46 (1.07-2.00) 0.017
Diabetes 1.05 (0.82-1.35) 0.688
Model 4
(Intercept) 0 (0-0) < 0.001
Major ECG abnormality 2.23 (1.59-3.19) < 0.001
Sex 1.35 (1.06-1.73) 0.015
Age 1.07 (1.06-1.09) < 0.001
Hypertension 1.32 (0.97-1.81) 0.083
Diabetes 1.03 (0.80-1.33) 0.825
Chagas disease 1.09 (0.29-3.82) 0.897
Heart failure 5.18 (2.43-11.87) < 0.001
AMI/coronary artery disease 1.56 (1.18-2.07) 0.002
Rheumatic heart disease (known) 0.37 (0.01-6.16) 0.491
Stroke 1.18 (0.72-1.93) 0.504

AMI: acute myocardial infarction; ECG: electrocardiography.

Among the demographic and clinical variables considered for the models, age (each 1 year), male sex, and previous history of heart failure and acute myocardial infarction/coronary artery disease were independent predictors of major HD on screening echo, in addition to major ECG abnormalities (Table 2).

 Discussion

Our proof-of-concept study showed that a combination of tele-cardiology tools may be a promising strategy for screening for HD and prioritization of referral tests in the PC setting. Major abnormalities in the tele-ECG (a widespread telehealth resource in Brazil) adequately predicts the presence of major HD in echo screening with remote interpretation, independently of clinical variables. These findings point towards the utility of such tools to improve cardiovascular care in low-resourced regions, through the potential incorporation of low-cost and available modalities into clinical risk scores. In Brazil, access to health care is unequal,16 and mortality rates associated with cardiovascular disease also vary depending on regional characteristics and socioeconomic conditions.1 Therefore, decentralization of health services is a challenge and a growing necessity in the country in order to provide better access to healthcare for the population in need.

Accordingly, in addition to improving efficiency and reducing costs, telemedicine can expand the boundaries of PC, providing access to healthcare for remote populations and potentially expanding the actions of health professionals, integrating them with specialized health services located in hospitals and reference centers and ultimately democratizing access to prevention, diagnosis, and treatment.8,17 However, it is known that Brazil has numerous structural drawbacks for achieving universal access to telehealth devices, especially related to adequate access to internet connection. This situation tends to be even worse in remote and peripheral regions, representing a significant barrier for the dissemination and consolidation of telemedicine in the country.1,2 Even if the technical infrastructure for telemedicine is solved in Brazil, there will still be a risk of shortage of local capacity and personnel to promote the expansion of access to healthcare, given that remote services are essentially inter- and multidisciplinary.2 Thus, consolidation of partnerships between public and private sectors is an essential step to make telehealth resources available and effectively functional in multiple locations, given the country's continental dimensions.

Aimed at addressing these issues, government programs have implemented tele-ECG as one of the priority telehealth tools in several regions of the country in the past decades,8,18 taking advantage of partnerships between the PC of several Brazilian municipalities and university hospitals, where the ECG tracing is interpreted in real-time, and reports are immediately sent back to the basic units.8 Tele-ECG has proven to be a robust telehealth tool for locations far from large urban centers with limited access to specialized health services.8,9 Available data consolidated it as a valid and cost-effective tool for improving diagnostic and therapeutic accuracy in places where lacking specialists, in addition to promoting healthcare for populations with suboptimal access.9,19 Our data reinforce the diagnostic utility of tele-ECG from a broader perspective, with optimal prediction of major HD detected by screening echo, even after adjustment for relevant clinical variables.

In this scenario, the combination of telecardiology tools for cardiovascular risk stratification in PC appears as a promising strategy, considering the possibility of integration of echo screening performed by non-physicians with remote interpretation by certified cardiologists into usual care.6,20 It is worth highlighting that screening echo with handheld devices, as tested in our protocol, is not proposed as a tool for final diagnosis, with detailed analysis of morpho-functional variables; rather, it is intended for fast acquisition of simplified ultrasound protocols by non-medical staff with brief technical training, aimed at flagging major abnormalities for triage purposes.21–23 Individuals with abnormal findings must ideally undergo a confirmatory standard echo with a comprehensive protocol, focused on deeper assessment of morpho-functional changes.21 Essentially, simpler and faster screening protocols are easier to replicate by non-medical personnel briefly trained for probe positioning, potentially facilitating the deployment of the strategy to more regions, integrated with PC.6,24 In Brazil, however, this task-shifting approach is only allowed in research protocols, as ultrasound images can be acquired exclusively by certified physicians. Discussions about such regulations with policymakers and medical councils are warranted to allow for the expansion of the strategy, if proven feasible and cost-effective, beyond research.

Studies focused on RHD have demonstrated that the screening strategy is effective for early diagnosis,22,23 and it admittedly improves prognosis.25 Screening echo is usually more sensitive than specific for detection of latent RHD.21,24 For other cardiac pathologies, screening findings have a significant correlation with standard echo performed by specialists.21 Even though there are recognized reasons for the discrepancies between findings of screening and standard echo,10,21 the experience and training background of scanners, in addition to the limited features of the ultraportable screening devices compared to the fully functional standard machines, are additional factors that account for disagreement. Thus, investments in staff education, training, and quality assurance and collaborative technological development are key approaches for better results.21

Considering this, the association between tele-ECG findings and major HD detected by screening echo with remote reading raise the possibility of combining such tools in the future, optimizing the utilization of health resources, avoiding transportation costs, and rationalizing referrals from primary to secondary care levels. Our results suggest that the association between major abnormalities in tele-ECG and tele-echo is independent of the patients’ demographic and clinical profiles, as denoted by the multiple adjusted models. This reinforces the hypothesis that a possible combination of these tests would enable more accurate risk stratification in PC.5,7 Furthermore, the possibility of having the patient pre-screened at the primary health center whenever echo is ordered by the attending physician, through a clinical questionnaire, triage tele-ECG and, when indicated, screening echo, would be a feasible way to accurately predict the presence of significant HD, rationalize indications of standard echo and avoid long and sometimes unnecessary referral delays.26 The feasibility of integrating screening echo into PC has been previously demonstrated by our group, as well as the potential to provide early diagnosis of HD for adults and the elderly.5,6

The scenario of Brazilian public secondary care is challenging in most states, with long delays for complementary cardiovascular exams and appointments, especially in areas with difficult access, small municipalities, and regions far from large urban centers.1,2 Long waiting times frequently represent a delay for initiation and optimization of treatment. In this context, a more precise risk stratification strategy might be useful both to adapt patient's treatment and to reduce the demand for referrals, ultimately leading to shorter waiting lists. Based on our findings, the possibility of pre-triage with tele-ECG is already a reality, with compelling initial results. Additionally, the possibility of having semi-automated ECG diagnosis, as already available in the Telehealth Network of Minas Gerais,18 and machine learning algorithms for ECG27 and echo28,29 may further boost the predictive power of the methods and reduce operational costs.

One question that remains unexplored is the possibility of developing a prediction score combining simple clinical variables, tele-ECG, and screening echo with remote reading. Although the addition of screening echo to clinical variables admittedly improves the predictive power of an existing risk score,5 the effect of including tele-ECG in the model and the prognostic impact of the strategy are still unknown. More studies are warranted to define optimal echo screening imaging protocols (e.g. simplified versus single-view), as well as to establish indications and ideal screening scenarios for optimization of active case-finding. Finally, discussions with medical councils and health authorities are needed in the light of emerging data on this topic, considering that imaging acquisition by non-physicians is not allowed outside research projects in Brazil and other developing countries, even with exclusive interpretation by cardiologists. Corporatist restrictions may be a barrier for the implementation of cost-saving strategies in the cardiovascular field.

Limitations

Our study has several limitations. First, this is a proof-of-concept implementation study, in which only the accuracy of tele-ECG was assessed, as opposed to its incorporation into a comprehensive risk score. However, a stepwise assessment of the accuracy of individual tests is a crucial step for the development of predictive scores, as planned for further stages of the PROVAR+ study. Second, the gold standard for defining major HD was screening echo with handheld devices, which may have led to diagnostic limitations. In addition, this generation of GE-VSCAN Extend does not have spectral Doppler capabilities. All interpretation, however, was consensually made by at least 2 experienced cardiologists, with expertise in research projects related to screening. Third, no stratified sampling procedures were performed, and enrollment was consecutively done by convenience based on the tele-ECG system, limiting the extrapolation of findings to the Brazilian population. Also, screening echo data from patients non-eligible for screening, based on the ECG results, are not available for comparison. Finally, sample size limits deeper insights about specific associations between individual ECG abnormalities and functional/morphological echo findings. Despite the aforementioned limitations, to the best of our knowledge, this is the largest study conducted in Latin America aimed at evaluating a combined approach of telecardiology tools in PC, and our data point towards the need for further assessment, as planned for the near future.

 Conclusions

Major tele-ECG abnormalities increased the likelihood of major HD on screening echo, even after adjustments for demographic and clinical variables. The combination of tele-cardiology tools and clinical data may improve risk stratification in PC, and the results point towards the development of risk scores encompassing different modalities for prioritization of care.

Financing

Bruno R. Nascimento is partially funded by CNPq (Research Productivity Grant 310749/2022-0), Edwards Lifesciences Foundation (Improving the Prevention and Detection of Heart Valve Disease Across the Lifespan, 2022), and FAPEMIG (APQ project 000627-20). Antonio LP Ribeiro is supported in part by CNPq (310790/2021-2 and 465518/2014-1), by FAPEMIG (PPM-00428-17 and RED-00081-16) and CAPES (88887.507149/2020-00). The PROVAR+ program is funded by Edwards Lifesciences Foundation (Improving the Prevention and Detection of Heart Valve Disease Across the Lifespan, 2022) and by CNPq. Medical students received scholarships from the National Institute of Science and Technology for Health Technology Assessment (IATS, project 465518/2014-1).

Sources of funding

This study was partially funded by the Edwards Lifesciences Foundation, CNPq, IATS and FAPEMIG.

Study association

This study is not associated with any thesis or dissertation work.

Ethics approval and consent to participate

This study was approved by the Ethics Committee of the Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) under the protocol number CAAE 37228120.9.0000.5149. All the procedures in this study were in accordance with the 1975 Helsinki Declaration, updated in 2013. Informed consent was obtained from all participants included in the study.

Editor responsible for the review: Gláucia Maria Moraes de Oliveira

 *Supplemental Materials

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