OBJETIVO: Estudar a função sistólica e diastólica por meio da ecocardiografia Doppler em pacientes assintomáticos com obesidade grave. MÉTODOS: Foram avaliados, por meio de ecocardiograma transtorácico, 30 pacientes candidatos a cirurgia bariátrica, com IMC médio de 49,2±8,8 kg/m², sem história de cardiopatia prévia. RESULTADOS: Observou-se aumento de câmaras esquerdas em 42,9% da amostra, disfunção diastólica em 54,6%, hipertrofia ventricular esquerda em 82,1%, com padrão geométrico do tipo hipertrofia excêntrica em metade dos casos. A indexação da massa ventricular esquerda com a altura diagnosticou significativamente mais hipertrofia do que a indexação com a superfície corpórea (p = 0,0053), sendo esse índice mais apropriado para determinação de hipertrofia ventricular em obesos. Correlações entre hipertrofia ventricular esquerda com tempo de obesidade e níveis pressóricos foram positivas, bem como correlações entre o índice de massa corpórea e indicadores de disfunção diastólica. CONCLUSÃO: Este estudo mostrou que o ecocardiograma, realizado em portadores de obesidade grave assintomáticos, revelou alterações cardíacas estruturais comuns na miocardiopatia da obesidade, que podem associar-se ao desenvolvimento de insuficiência cardíaca, arritmias e morte súbita, possibilitando a identificação de pacientes sob maior risco cardiovascular.
Avaliação ecocardiográfica em obesos graves assintomáticos
Universidade Federal de Pernambuco, Faculdade de Medicina de Juazeiro do Norte - Recife, PE
Obesidade grave, definida pelo índice de massa corpórea (IMC)
As alterações fisiopatológicas encontradas na obesidade grave podem virtualmente comprometer todos os sistemas do organismo, podendo apresentar-se como barreiras no diagnóstico clínico, nitidamente mais dificultado4. A semiologia cardiovascular, aliada a métodos diagnósticos mais precisos, possibilita a identificação de pacientes sob maior risco de eventos cardiovasculares, aparentemente saudáveis, mas que podem ser portadores de alterações estruturais cardíacas, vindo eventualmente a desencadear situações ameaçadoras da vida ou produtoras de doenças incapacitantes5.
Na obesidade grave, o débito cardíaco eleva-se à custa de aumento no volume circulante, ocasionando um estado de pré-carga cronicamente elevada, o que favorece aumento nas dimensões ventriculares, no estresse parietal e na massa ventricular esquerda, levando ao desenvolvimento de hipertrofia ventricular (HVE) do tipo excêntrica6-9.
O objetivo do presente estudo é descrever características morfológicas e funcionais do ventrículo esquerdo (VE) em portadores de obesidade grave por meio de ecocardiografia, e analisar fatores de risco associados ao desenvolvimento de HVE.
Foram avaliados por um único observador, em estudo transversal, 30 pacientes adultos de ambos os sexos, candidatos a cirurgia bariátrica, por meio de ecocardiografia transtorácica. Foram excluídos da análise os pacientes com janela acústica inadequada. O protocolo de pesquisa incluía também avaliação do tempo de obesidade e de fatores de risco cardiovascular, como hipertensão arterial sistêmica, diabete melito, dislipidemia, tabagismo e presença da síndrome metabólica.
Dados antropométricos de peso, altura, circunferência abdominal foram avaliados no momento do exame, obtendo-se o índice de massa corporal10 (IMC: peso em kg/altura ao quadrado) e a superfície corpórea11 [SC: 0,0001 x 71,84x (peso em kg)0,425 x (altura em cm)0,725]. A aferição da pressão arterial seguiu as recomendações preconizadas pela Sociedade Brasileira de Hipertensão12, com utilização de manguito apropriado à circunferência do braço. Definiu-se hipertensão arterial sistêmica como valores de pressão arterial sistólica
Foi considerado como tabagista o paciente que relatava já ter fumado mais de 100 cigarros durante sua vida, estando com o vício ativo na época da entrevista15. O tempo de obesidade foi primariamente obtido da história clínica do paciente, com validação pelos dados do prontuário, quando disponíveis. Foi subtraída a idade atual do paciente pela idade de início da obesidade, para cálculo do tempo de obesidade em anos. A presença de síndrome metabólica foi definida utilizando os critérios diagnósticos do NCEP ATPIII16, onde deveriam estar presentes pelo menos três dos cinco critérios: circunferência abdominal >102 cm nos homens e >88 cm nas mulheres; glicemia de jejum >110 mg/dl; triglicerídeos >150 mg/dl; colesterol com lipoproteína de alta densidade <40 mg/dl nos homens e <50 mg/dl nas mulheres; pressão artererial sistólica >130 mmHg ou pressão arterial diastólica
O ecocardiograma foi realizado pelo mesmo operador, utilizando o aparelho ATL, modelo HDI, com segunda harmônica e transdutor mecânico de 2,25 MHz. As medidas obtidas diretamente ao modo unidimensional foram diâmetro diastólico da aorta e diâmetro sistólico do átrio esquerdo, utilizando o corte paraesternal longitudinal; diâmetro diastólico do VE (DDVE), diâmetro sistólico do VE (DSVE), parede posterior em diástole (PPVED) e septo interventricular em diástole (SIVD), utilizando o corte paraesternal transverso ao nível dos músculos papilares. As medidas calculadas indiretamente foram os volumes sistólico e diastólico do VE (VSVE e VDVE), fração de ejeção (FE) e fração de encurtamento sistólico ventricular (delta D%), com volumes calculados pela fórmula de Teicholz, espessura parietal relativa, massa do ventrículo esquerdo indexada à superfície corpórea (MVE/SC) e massa do ventrículo esquerdo indexada à altura (MVE/altura2).
Para cálculo da MVE, foi utilizado a fórmula da Sociedade Americana de Ecocardiografia, modificada por Devereux17: 0,8 [1,04(SIVD +DDVE + PPVED)3 – (DDVE)3] + 0,6. Para indexação da massa ventricular e cálculo da presença de HVE, foram utilizados dois critérios. A MVE foi indexada à SC, utilizando o cálculo da SC pela fórmula de Du Bois18, obtendo-se o parâmetro MVE/SC. A MVE foi também indexada pela altura, como recomendado para pacientes obesos, utilizando a altura elevada ao quadrado, conforme proposto por Rosa e cols.19, obtendo-se o parâmetro MVE/altura2. O diagnóstico de HVE foi dado quando a relação MVE/altura2 estava aumentada. A classificação geométrica do VE baseou-se na avaliação da MVE e da espessura parietal relativa (SIVD + PPVED/DDVE), conforme ilustrado na
A avaliação da função diastólica foi realizada pela análise do fluxo transmitral, com Doppler pulsátil, usando o método descrito por Nishimura e Tajik20, com avaliação das velocidades de pico das ondas E e A, relação E/A e o tempo de desaceleração da onda E (TDE), e com o Doppler em cores em modo M, considerando a existência de disfunção diastólica quando a velocidade de propagação do fluxo, em direção ao ápice, estava inferior a 45 cm/s21.
Os valores referenciais utilizados na avaliação ecocardiográfica estão listados na
A base de dados foi processada em formato Excel e as análises foram realizadas através do programa SPSS (Statistical package for social science), versão 8.0. Foi realizada uma análise descritiva para expor os resultados obtidos. As variáveis mensuradas foram apresentadas por meio de tabelas ou gráficos, incluindo também o uso de algumas medidas descritivas (média e desvio padrão). A análise comparativa das variáveis qualitativas foi realizada pela utilização do teste Qui quadrado de independência, ao passo que para as variáveis quantitativas foi utilizado o método de regressão linear simples, sendo consideradas correlações estatisticamente significantes aquelas que apresentaram p
O protocolo de pesquisa foi aprovado pelo Comitê de Ética da instituição e os pacientes selecionados para o estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido.
A idade média foi de 37,8±10,48. Dezoito eram do sexo masculino. O IMC variou de 40,2 a 70,7 kg/m2, com média de 49,2±8,8 kg/m2. Sete pacientes (23,3%) encontravam-se na faixa de superobesos (IMC >55 kg/m2). A circunferência abdominal variou de 106 a 170 cm, com média de 139,9±17,5.
Vinte e cinco (83%) pacientes eram hipertensos. Desses, 19 (63,3%) faziam uso de medicação anti-hipertensiva e estavam com níveis pressóricos controlados no momento da entrevista. A pressão arterial sistólica (PAS) média foi de 133,4±16,2 mmHg e a diastólica (PAD) 85,6±10,1 mmHg. Vinte e três pacientes (76%) preencheram, pelo menos, um dos critérios estabelecidos para o diagnóstico de dislipidemia, e oito (26%) eram diabéticos. Dois pacientes eram tabagistas (6,6%), 19 (63%) tinham obesidade há mais de 15 anos. O diagnóstico da síndrome metabólica foi encontrado em 70% da amostra .
Nenhum paciente avaliado apresentava sinais clínicos compatíveis com IC. O exame físico apresentou-se pouco expressivo em 56,2% da amostra. A semiologia do sistema cardiovascular revelou como achados mais freqüentes ausculta cardíaca com bulhas hipofonéticas,
Todos os pacientes foram encaminhados para realização de ecocardiograma bidimensional com Doppler colorido. Um exame interpretável não pôde ser obtido em duas pacientes do sexo feminino, com IMC > 55 kg/m2 e com mamas muito volumosas. Essas pacientes foram, então, excluídas dessa análise, restando um grupo com 28 pacientes, os quais tiveram ecocardiograma considerado satisfatório para as variáveis analisadas. Dificuldade técnica na obtenção das imagens foi relatada em 57,1% dos exames, sobretudo nas mulheres e para a avaliação de câmaras direitas. A medida da fração de ejeção utilizando o método de Simpson não foi possível pela dificuldade em definir os bordos endocárdicos em grande parte da amostra. A
Cinqüenta e quatro por cento dos pacientes tinham aumento de átrio esquerdo e 42,9%, aumento do VE. A espessura média do SIVD foi 12,6±2,5 mm e da PPVED, 11,9±2,1 mm. VSVE e VDVE estiveram acima dos limites considerados normais em 25% e em 42,8% dos casos, respectivamente, mas os valores médios estiveram dentro dos limites normais. Disfunção sistólica foi encontrada em 10,7% dos casos. Disfunção diastólica foi observado em 54,6% dos casos . Os padrões geométricos do VE encontram-se na
As correlações realizadas foram entre a presença de HVE, utilizando o critério MVE/altura2 com a PAS, DDVE e tempo de obesidade, utilizando regressão linear simples (
Estudos com ecocardiografia avaliando obesos graves têm sido pouco descritos na literatura, talvez pelo dificuldade operacional do exame com esse grupo de indivíduos, que freqüentemente apresentam janela acústica limitada.
A miocardiopatia da obesidade é uma entidade clínica distinta, descrita em estudos de necropsia, com o primeiro relato ocorrendo em 1933, por Smith e Willius23. Estudos utilizando ecocardiografia só foram feitos posteriormente, após melhor aprimoramento técnico do método, com os primeiros trabalhos descritos por Alexander, a partir de 197824. Desde então, os resultados têm sido uniformes em demonstrar a presença de HVE, elevadas pressões de enchimento ventricular, incidência variável de disfunção sistólica e dilatação ventricular25,26.
Os resultados do presente estudo mostraram que hipertrofia ventricular esquerda foi uma entidade muito mais diagnosticada quando utilizou-se o critério MVE indexado à altura elevada ao quadrado. O diagnóstico de HVE pelo critério MVE/SC ocorreu em apenas 46,4% dos casos, mostrando uma diferença estatisticamente significante em relação ao diagnóstico de HVE pelo critério MVE/altura2, sendo essa, portanto, uma correlação mais adequada para o diagnóstico de hipertrofia ventricular em obesos. Hensen e cols.27 estabeleceram que a indexação da MVE pela altura deveria ser uma abordagem a ser seguida nos pacientes com obesidade. A fórmula de Du Bois, utilizada no cálculo da superfície corpórea, é inadequada para pacientes com peso acima de 150 kg28. Entretanto, essa recomendação tem sido negligenciada com freqüência, na maioria dos laboratórios de ecocardiografia, o que pode estar levando a um subdiagnóstico de uma entidade relacionada a um maior risco cardiovascular .
Hipertrofia ventricular esquerda apresentou correlação positiva com a elevação do IMC e com o tempo de obesidade, corroborando a hipótese da obesidade grave ser um fator causal de hipertrofia. As alterações estruturais cardíacas podem estar presentes, mesmo sem nenhum sinal clínico de cardiopatia, representando uma manifestação subclínica da miocardiopatia da obesidade.
Os padrões geométricos do VE encontrados neste estudo estiveram de acordo com outros autores6,7,29,30, com HVE excêntrica sendo a anormalidade geométrica mais freqüente, encontrada em 50% da amostra. Dentro dos conceitos fisiopatológicos estabelecidos, sobretudo nos trabalhos de Alexander7,31 e Alpert6,29,32,33, a hipertrofia ventricular observada na obesidade é excêntrica em sua essência. Entretanto, em pacientes portadores de HAS associada à obesidade, uma entidade considerada por muitos autores, existe um duplo estímulo para o desenvolvimento de hipertrofia, que passará a ser concêntrica ou mista. Independentemente do tipo, existe um risco aumentado para o desenvolvimento de insuficiência cardíaca nos portadores dessa entidade34,35.
O remodelamento concêntrico, padrão geométrico do VE descrito em estudos hemodinâmicos como associado a índice cardíaco diminuído, elevada resistência vascular periférica e reduzido volume plasmático circulante36, foi visto em apenas dois casos (7,1%), corroborando o modelo fisiopatológico proposto para a obesidade grave, onde o volume circulante é elevado e a resistência vascular periférica é normal ou baixa.
Disfunção sistólica foi encontrada em 10,7% da população estudada. Foram utilizados dois índices que medem o desempenho da fase de ejeção do VE, largamente incorporados na prática. Outros índices possíveis de obtenção no ecocardiograma como o débito cardíaco, velocidade média de encurtamento circunferencial e volume ejetado por sístole não foram utilizados, pela dificuldade técnica no alinhamento para aquisição do Doppler e pela pouca praticabilidade, sobretudo nos pacientes com janela acústica limitada. Embora sensíveis a mudanças na função contrátil do VE, esses índices são muito dependentes das condições de pré e pós-carga do VE11.
Disfunção diastólica foi encontrada em 54,6% dos casos, fato esperado na população estudada. Tem sido descrito na literatura que disfunção diastólica ocorre em pacientes com obesidade grave independentemente do desenvolvimento de HAS, com pequena correlação com HVE37. A avaliação através da relação E/A correlacionou-se positivamente com o IMC, enquanto a avaliação através do TDE apresentou correlação negativa com essa variável. Embora o valor de p não tenha sido significativo (p=0,068), houve uma tendência a diminuir o TDE à medida que o IMC aumentou, sugerindo que os padrões de disfunção diastólica de maior gravidade, isto é, relação E/A > 2 e TDE <160 ms, são mais freqüentes em pacientes com maior IMC.
Vários autores têm descrito a associação entre o aumento do IMC e a maior prevalência dos componentes da síndrome metabólica, indicando que a obesidade relaciona-se com um perfil de risco desfavorável para doença cardiovascular. A elevada prevalência dos componentes da síndrome metabólica na amostra, associada às alterações diagnosticadas ao ecocardiograma, como hipertofia ventricular esquerda e disfunção diastólica, justifica a realização de uma avaliação semiológica mais profunda e específica nesses pacientes, mesmo em uma faixa etária jovem, sobretudo para aqueles que irão submeter-se à procedimentos que possam levar a instabilidade hemodinâmica, como a cirurgia bariátrica.
Os resultados do presente estudo mostraram que portadores de obesidade grave apresentam alterações cardíacas estruturais que podem associar-se ao desenvolvimento de insuficiência cardíaca, arritmias e morte súbita. O estudo ecocardiográfico, exame de fácil acesso e baixo custo, permite identificar os pacientes de maior risco cardiovascular, possibilitando a utilização de medidas preventivas contra o processo de remodelamento ventricular e a evolução da cardiomiopatia.
Os autores agradecem ao Serviço de Cirurgia Geral do Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Pernambuco, pelo encaminhamento dos pacientes e colaboração na coleta de dados.
Isaura Elaine Gonçalves Moreira Rocha Rua Odete Matos de Alencar, 338 – Lagoa Seca 63040-270 – Juazeiro do Norte, PE E-mail:
Artigo recebido em 04/10/05; revisado recebido em 15/05/06; aceito em 02/08/06.
OBJECTIVE: To study the systolic and diastolic function of asymptomatic patients with severe obesity using a Doppler echocardiography. METHODS: Thirty candidates for bariatric surgery, with an average BMI of 49.2 ± 8.8 Kg/m² and no previous history of heart disease were evaluated through transthoracic echocardiography. RESULTS: Enlarged left chambers were observed in 42.9% of the sample, diastolic dysfunction in 54.6% and left ventricular hypertrophy in 82.1%, of which 50% of the cases presented the geometric pattern of eccentric hypertrophy. Indexation of left ventricular mass to height resulted in a significantly higher number of diagnoses for hypertrophy than indexation to body surface area (p = 0.0053), demonstrating that this index is more appropriate to determine ventricular hypertrophy in obese people. Correlations between left ventricular hypertrophy with obesity duration and pressure levels were positive as well as correlations between body mass index and diastolic dysfunction indicators. CONCLUSION: This study demonstrated that echocardiograms performed on asymptomatic severely obese patients can detect alterations in the cardiac structure that are common in cases of obesity cardiomyopathy and can be associated with the development of heart failure, arrhythmias and sudden death, enabling the identification of patients with greater cardiovascular risk.
Echocardiography evaluations for asymptomatic patients with severe obesity
Universidade Federal de Pernambuco, Faculdade de Medicina de Juazeiro do Norte - Recife, PE, Brazil
Severe obesity is defined as a body mass index (BMI)
Physiopathological alterations associated with severe obesity can virtually compromise all body systems and can hinder clinical diagnosis, making the process much more difficult4. Cardiovascular semiology, in conjunction with more precise diagnostic methods, can identify apparently healthy, high risk patients for cardiovascular events who have structural cardiac alterations that could lead to life threatening situations or the development of incapacitating diseases5.
In severe obesity, cardiac output is elevated due to the increased blood volume causing a chronically elevated pre-load condition which in turn increases ventricle size, wall stress and left ventricular mass, leading to the development of eccentric ventricular hypertrophy (EVH)6-9.
The objective of the present study is to describe the morphological and functional characteristics of the left ventricle (LV) in severely obese patients, found during an echocardiography and to analyze the risk factors associated with the development of EVH.
Thirty male and female candidates for bariatric surgery were evaluated using a transthoracic echocardiography, by a single observer, as part of a cross sectional study. Patients with an inadequate acoustic window were excluded in the analysis. The study protocol also included an evaluation of obesity duration and cardiovascular risk factors such as systemic hypertension, diabetes mellitus, dyslipidemia, smoking and the presence of metabolic syndrome.
Anthropometric data (weight, height and abdominal circumference) were evaluated during the examination to obtain the body mass index10 (BMI: weight in Kg / height squared) and body surface area11 [BSA: 0.0001 x 71.84 x (weight in Kg)0.425 x (height in cm)0.725]. Blood pressure measurements were conducted in accordance with the recommendations of the Sociedade Brasileira de Hipertensão12 (Brazilian Hypertension Society) using the appropriate size cuff in relation to arm circumference. Systemic hypertension was defined as systolic pressure
Patients who reported during the interview that they currently smoked and had smoked more than 100 cigarettes in their lifetime were classified as smokers15. Obesity duration was obtained from the patient’s medical history and confirmed by medical records, when available. Obesity duration, in years, was calculated using the patient’s current age minus the onset age. The presence of metabolic syndrome was defined according to the diagnostic criteria of NCEP ATPIII16, which includes the presence of at least three of the following five criteria: abdominal circumference >102cm for men and >88cm for women; fasting glucose >110mg/dl; triglycerides >150mg/dl; HDL cholesterol <40mg/dl in men and <50mg/dl in women; systolic blood pressure >130mmHg or diastolic blood pressure
The echocardiographs were performed by the same technician, using an ATL, model HDI machine with a second harmonic and a 2.25 MHz mechanical transducer. Direct measurements obtained using the mono-dimensional mode were diastolic aortic diameter (AoD) and left atrial systolic diameter (Las), using the parasternal long axis view; LV diastolic diameter (LVDD); LV systolic diameter (LVSD); LV posterior wall in diastole (LVPWD); and interventricular septum in diastole (IVSD) using the parasternal short axis view at the papillary muscle level. Volume measurements calculated indirectly using the Teicholz formula were LV systolic and diastolic volumes (LVSV and LVDV), ejection fraction (EF) and ventricular fractional shortening during systole (delta D%). Other measurements calculated indirectly included relative wall thickness, left ventricle mass indexed to the body surface area (LVM / BSA) and left ventricle mass indexed to height (LVM / height2).
LVM was calculated using the American Society of Echocardiography formula modified by Devereux17: 0.8 [1.04 (IVSD +LVDD + LVPWD)3 – (LVDD)3] + 0.6. Two criteria were used for ventricular mass indexation and to calculate the presence of EVH. LVM was indexed to BSA using the Du Bois18 formula, resulting in the LVM / BSA parameter. According to the recommendations for obese patients LVM was also indexed to height, using height squared, as proposed by Rosa and associates19, resulting in the LVM / height2 parameter. When the LVM / height2 ratio was elevated, EVH was diagnosed. The LV geometric classification was based on the evaluation of LVM and relative wall thickness (IVSD + LVPWD / LVDD) as shown in
Diastolic function was assessed by analyzing transmitral flow using the pulsatile Doppler echocardiography described by Nishimura and associates20, evaluating the peak velocities of the E and A waves, E/A ratio and E-wave deceleration time (EDT). Using the M-mode color imaging Doppler, diastolic dysfunction was determined when the flow propagation velocity towards the apex was less than 45cm/s21.
The reference values used for the echocardiography evaluation are shown in
The database was created in Excel and the analyses were performed using the program SPSS (Statistical package for social science), version 8.0. A descriptive analysis was performed to demonstrate the results obtained. The measured variables were presented using tables or graphs and also included some descriptive measures (mean and standard deviation). The comparative analysis of the qualitative variables was conducted using the independent chi-square test. Simple linear regression was used for the quantitative variables. Statisticaly significant correlations were established as p
The research protocol was approved by the institution’s Ethics Committee and the patients selected for the study signed a free and informed consent form.
The mean age was 37.8 ± 10.48 years. Eighteen of the patients were male. The BMI varied from 40.2 to 70.7 kg/m2, with an average of 49.2 ± 8.8 kg/m2. Seven patients (23.3%) were classified as super-obese (BMI >55 kg/m2). Abdominal circumferences varied from 106 to 170cm, with an average of 139.9 ± 17.5.
Twenty-five patients (83%) were hypertensive, of which 19 (63.3%) were using ati-hypertensive medication and had their pressure levels under control at the time of the interview. The average systolic blood pressure (SBP) was 133.4 ± 16.2 mmHg and average diastolic blood pressure (DBP) was 85.6 ± 10.1 mmHg. Twenty-three patients (76%) met at least one of the criteria established for the diagnosis of dyslipidemia and eight (26%) were diabetics. Two patients were smokers (6.6%) and 19 (63%) had been obese for more than 15 years. The metabolic syndrome diagnosis was established for 70% of the sample.
None of the patients evaluated, presented clinical signs compatible with heart failure. For 56.2% of the sample, the physical examination was insignificant. The most common findings during the cardiovascular system semiology were: hyper-resonant sounds during cardiac auscultation, imperceptible
All patients underwent a two dimensional color Doppler echocardiography. An interpretable examination could not be obtained in two female patients with a BMI > 55Kg/m2 and large breasts. Therefore, these patients were excluded from the analysis leaving a group of 28 patients who had satisfactory echocardiograms for the variables analyzed. Technical difficulties to obtain images were reported in 57.1% of the tests, mainly in the case of the female patients and for evaluation of right chambers. It was not possible to use the Simpson method to measure ejection fraction due to difficulties in defining the endocardial edges for a large part of the sample. The echocardiography variables evaluated, comprising averages and standard deviations, are shown in
Fifty-four percent of the patients had enlarged left atriums and 42.9% had enlarged LV. The average IVSD thickness was 12.6 ± 2.5mm and LVPWD was 11.9 ± 2.1mm. LVSV and LVDV were above normal limits in 25% and 42.8% of the cases, respectively, but the average values were within normal limits. Systolic dysfunction was found in 10.7% of the cases Diastolic dysfunction was observed in 54.6% of the cases. The LV geometric patterns are shown in
Simple linear regression was used for comparisons between the presence of EVH with the criterion LVM / height2, SBP, LVDD and obesity duration (
There is very little information in medical literature regarding studies using an echocardiography to evaluate severely obese patients, possibly due to the operational difficulties involved in this test for these patients who often present a limited acoustic window.
Obesity cardiomyopathy is a distinct clinical entity that is described in necropsy studies and was first reported by Smith and Willius23 in 1933. The first studies using echocardiographs began in 1978 and were conducted by Alexander after the technique had been improved24. From that time on, consistent results have been obtained for the detection of EVH, elevated ventricular filling pressures, variable incidences of systolic dysfunction and ventricular dilation25,26.
The results of the present study show that left ventricular hypertrophy was diagnosed more often when the criterion of LVM indexed to height squared was used. The diagnosis of EVH using the LVM / BSA criterion was determined in only 46.4% of the cases, revealing a statistically significant difference in relation to the EVH diagnosis using the LVM / height2 criterion and therefore presents a more precise correlation for the diagnosis of ventricular hypertrophy in obese persons. Hanse and associates27 established that the indexation of LVM to height is an approach that should be used for obese patients. The Du Bois formula, used to calculate body surface area, is not suitable for patients who weigh more than 150Kg28. Nevertheless, this recommendation is often neglected in most echocardiograph laboratories; that could result in an under diagnosis of an entity related to higher cardiovascular risk.
Left ventricular hypertrophy presented a positive correlation with elevated BMI and obesity duration, confirming the hypothesis that severe obesity is a causal factor of hypertrophy. Alterations in the cardiac structure can be present, even without any clinical sign of heart disease, representing a sub-clinical manifestation of obesity cardiomyopathy.
The LV geometric patterns found in 50% of the patients involved in this study agree with other authors6,7,29,30 in that eccentric EVH is the most common geometric abnormality associated with obesity. Within the physiopathological concepts established, especially in the studies of Alexander7,31 and Alpert6,29,32,33, excentric ventricular hypertrophy is associated with obesity. Nevertheless, in obese patients with SH, many authors agree that there is a double stimulus to develop hypertrophy that could be concentric or mixed. Regardless of the type, there is an increased risk for patients with ventricular hypertrophy to develop heart failure34,35.
Concentric remodeling, the LV geometric pattern described in hemodynamic studies as associated with a diminished cardiac index, elevated peripheral vascular resistance and reduced plasmatic volumes36, was only seen in two cases (7.1%), confirming the physiopathological model proposed for severe obesity, in which the blood volume is elevated and the peripheral vascular resistance is normal or low.
Systolic dysfunction was found in 10.7% of the study population. Two widely used indexes to measure the performance of the LV ejection phase were used. Other indexes that can be obtained using an echocardiogram such as, cardiac output, average velocity of circumferential shortening and systole ejection volume were not used due to the technical alignment difficulties for Doppler acquisition and the impracticability, especially in patients with a limited acoustic window. Even though these indexes are sensitive to changes in LV contractile function they are highly dependent on the LV pre and post load conditions11.
Diastolic dysfunction was found in 54.6% of the cases, which was expected for the study population. It has been described in literature that severely obese patients have diastolic dysfunction regardless of SH development with a small correlation to EVH37. Evaluation using the E/A ratio had a positive correlation with BMI, while the evaluation using EDT had a negative correlation with this variable. Even though the p value was not significant (p=0.068), there was a tendency for EDT to diminish as the BMI increased, suggesting more severe diastolic dysfunction patterns, that is, an E/A ratio >2 and EDT <160ms, are found more often in patients with a higher BMI.
Various authors have described the association between an increased BMI and a greater prevalence of metabolic syndrome elements, indicating that obesity represents an unfavorable risk profile for cardiovascular disease. The elevated prevalence of metabolic syndrome elements in the sample, associated with alterations diagnosed during the echocardiogram, such as left ventricular hypertrophy and diastolic dysfunction, justifies a more in-depth and specific semiological evaluation for these patients, even at a younger age, especially for those who will be submitted to procedures that could cause hemodynamic instability, such as bariatric surgery.
The results of the present study demonstrate that patients with severe obesity present structural cardiac alterations that could be associated with the development of heart failure, arrhythmias and sudden death. The echocardiography study, a readily available and economical test, makes it possible to identify patients with higher cardiovascular risk, enabling the implementation of preventative measures to control the ventricular remodeling process and cardiomyopathy evolution.
The authors would like to thank the Serviço de Cirurgia Geral do Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Pernambuco, for the patient referrals and cooperation in the data collection.
Isaura Elaine Gonçalves Moreira Rocha Rua Odete Matos de Alencar, 338 – Lagoa Seca 63040-270 – Juazeiro do Norte, PE, Brazil E-mail:
Manuscript received October 04, 2005; revised manuscript received May 15, 2006; accepted August 02, 2006.