abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC São Paulo, SP, Brazil Sj3tpwHqNWr5B8bDdJB3LbH S0066-782X2012000200011 S0066-782X(12)09800211 10.1590/S0066-782X2012005000009 Artigos Originais Medida do átrio esquerdo em pacientes com suspeita de insuficiência cardíaca com fração de ejeção normal Jorge Antônio José Lagoeiro Ribeiro Mario Luiz Rosa Maria Luiza Garcia Licio Fernanda Volponi Fernandes Luiz Cláudio Maluhy Lanzieri Pedro Gemal Jorge Bruno Afonso Lagoeiro Brito Flavia Oliveira Xavier Mesquita Evandro Tinoco Niterói Rio de Janeiro Universidade Federal Fluminense Brazil Rio de Janeiro Universidade Federal do Rio de Janeiro Brazil 02 2012 98 2 175 181 12 02 2011 08 09 2011 12 08 2011 This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

FUNDAMENTO: O modelo fisiopatológico da insuficiência cardíaca com fração de ejeção normal (ICFEN) está centrado na presença de disfunção diastólica, o que ocasiona mudanças estruturais e funcionais no átrio esquerdo (AE). A medida do tamanho do AE pode ser utilizada como um marcador da presença de ICFEN, sendo um indicador da elevação crônica da pressão de enchimento do VE, cuja mensuração é de fácil obtenção. OBJETIVO: Estimar a acurácia da medida do tamanho do AE, utilizando os valores indexados do diâmetro e do volume do AE para o diagnóstico de ICFEN em pacientes ambulatoriais. MÉTODOS: Estudamos 142 pacientes (67,3 ± 11,4 anos, 75% de mulheres) com suspeita de IC, os quais foram divididos em dois grupos: com ICFEN (n = 35) e sem ICFEN (n = 107). RESULTADOS: A função diastólica, avaliada pelo ecodopplercardiograma, mostrou diferença significativa entre os dois grupos em relação aos parâmetros que avaliaram o relaxamento ventricular (E' 6,9 ± 2,0 cm/s vs. 9,3 ± 2,5 cm/s - p < 0,0001) e a pressão de enchimento do VE (relação E/E' 15,2 ± 6,4 vs. 7,6 ± 2,2 - p < 0,0001). O ponto de coorte do volume do AE indexado (VAE-I) de 35 mL/m² foi o que melhor se correlacionou com o diagnóstico de ICFEN, demonstrando sensibilidade de 83%, especificidade de 83% e acurácia de 83%. Já o ponto de coorte do diâmetro ântero-posterior do AE indexado (DAE-I) de 2,4 cm/m² apresentava sensibilidade de 71%, especificidade de 66% e acurácia de 67%. CONCLUSÃO: Para o diagnóstico de ICFEN em pacientes ambulatoriais, o VAE-I é o método mais acurado em comparação ao DAE-I. Na avaliação ecocardiográfica, a medida do tamanho do AE deveria ser substituída pela medida indexada do volume. (Arq Bras Cardiol. 2011; [online].ahead print, PP.0-0)

 Volume cardíaco átrios cardíacos insuficiência cardíaca volume sistólico 17 01 2012

Medida do átrio esquerdo em pacientes com suspeita de insuficiência cardíaca com fração de ejeção normal

Antônio José Lagoeiro JorgeI; Mario Luiz RibeiroI; Maria Luiza Garcia RosaI; Fernanda Volponi LicioI; Luiz Cláudio Maluhy FernandesI; Pedro Gemal LanzieriI; Bruno Afonso Lagoeiro JorgeI; Flavia Oliveira Xavier Brito; Evandro Tinoco MesquitaI

IUniversidade Federal Fluminense; Niterói, RJ

IIUniversidade Federal do Rio de Janeiro, RJ, Brasil

Correspondência

RESUMO

FUNDAMENTO: O modelo fisiopatológico da insuficiência cardíaca com fração de ejeção normal (ICFEN) está centrado na presença de disfunção diastólica, o que ocasiona mudanças estruturais e funcionais no átrio esquerdo (AE). A medida do tamanho do AE pode ser utilizada como um marcador da presença de ICFEN, sendo um indicador da elevação crônica da pressão de enchimento do VE, cuja mensuração é de fácil obtenção.

OBJETIVO: Estimar a acurácia da medida do tamanho do AE, utilizando os valores indexados do diâmetro e do volume do AE para o diagnóstico de ICFEN em pacientes ambulatoriais.

MÉTODOS: Estudamos 142 pacientes (67,3 ± 11,4 anos, 75% de mulheres) com suspeita de IC, os quais foram divididos em dois grupos: com ICFEN (n = 35) e sem ICFEN (n = 107).

RESULTADOS: A função diastólica, avaliada pelo ecodopplercardiograma, mostrou diferença significativa entre os dois grupos em relação aos parâmetros que avaliaram o relaxamento ventricular (E' 6,9 ± 2,0 cm/s vs. 9,3 ± 2,5 cm/s - p < 0,0001) e a pressão de enchimento do VE (relação E/E' 15,2 ± 6,4 vs. 7,6 ± 2,2 - p < 0,0001). O ponto de coorte do volume do AE indexado (VAE-I) de 35 mL/m2 foi o que melhor se correlacionou com o diagnóstico de ICFEN, demonstrando sensibilidade de 83%, especificidade de 83% e acurácia de 83%. Já o ponto de coorte do diâmetro ântero-posterior do AE indexado (DAE-I) de 2,4 cm/m2 apresentava sensibilidade de 71%, especificidade de 66% e acurácia de 67%.

CONCLUSÃO: Para o diagnóstico de ICFEN em pacientes ambulatoriais, o VAE-I é o método mais acurado em comparação ao DAE-I. Na avaliação ecocardiográfica, a medida do tamanho do AE deveria ser substituída pela medida indexada do volume. (Arq Bras Cardiol. 2011; [online].ahead print, PP.0-0)

Palavras-chave: Volume cardíaco, átrios cardíacos, insuficiência cardíaca, volume sistólico.

Introdução

Estudos epidemiológicos de insuficiência cardíaca confirmam que a ICFEN é mais prevalente do que a IC com fração de ejeção reduzida (ICFER)1-3. O modelo fisiopatológico está centrado na presença de disfunção diastólica, subsequente a anormalidades do relaxamento ou aumento da rigidez ventricular esquerda, e produz, retrogradamente, elevação da pressão média do átrio esquerdo, o que ocasiona mudanças estruturais e funcionais nessa câmara4.

O sistema cardiovascular está sob influência do processo de envelhecimento normal, com alterações estruturais e piora do relaxamento ventricular5,6. Ao contrário do que é observado com a medida do fluxo transmitral no início da diástole, recente estudo mostrou que o envelhecimento não aumenta o tamanho do átrio7.

Em vez de aumentar o volume, o átrio compensa a mudança no enchimento ventricular causado pelo atraso no relaxamento com o aumento do volume de sangue durante a contração atrial, enquanto diminui o volume conduzido tanto na fase de enchimento rápido quanto na diástase7. Dessa forma, o tamanho do átrio é menos influenciado pelo envelhecimento; portanto, alterações no volume podem associar-se a patologias ventriculares7.

O diagnóstico de ICFEN é desafiador, em especial para os pacientes ambulatoriais com dispneia de esforço e múltiplas comorbidades. A fim de evitar baixa especificidade no diagnóstico da ICFEN, os sinais e os sintomas de IC devem ser associados a medidas objetivas de disfunção diastólica do VE ou a níveis plasmáticos de peptídeos natriuréticos, como recomendado pelas diretrizes publicadas até o momento8,9. A utilização do ecodopplercardiograma é fundamental para esse diagnóstico; porém, a medida do fluxo transmitral durante a diástole, parâmetro mais utilizado para confirmar alterações do relaxamento, pode ser alterada pelo envelhecimento normal4. A medida da relação E/E' (aonde E é a velocidade do fluxo transmitral no início da diástole e E' é a velocidade do anel mitral do início da diástole) pelo ecodopplercardiograma com Doppler tecidual (EDT) é o principal marcador não invasivo para o diagnóstico de ICFEN e está associada à pressão de enchimento do ventrículo esquerdo8,9.

A medida do tamanho do AE, marcador da elevação crônica da pressão de enchimento do VE, pode ser utilizada como um dos parâmetros para confirmar a presença de ICFEN, cuja mensuração é de fácil obtenção10. A medida do diâmetro ântero-posterior do AE (DAE) pelo ecocardiograma (modo M) foi, inicialmente, o único método não invasivo disponível para determinar o tamanho do AE; porém, limitações ao método indicam uma subestimação do verdadeiro tamanho atrial. Não existem estudos que comparem a acurácia da medida do VAE-I e do DAE-I para o diagnóstico de ICFEN em pacientes ambulatoriais.

Estimar a acurácia da medida do tamanho do AE, utilizando os valores indexados do diâmetro e do volume do átrio esquerdo para o diagnóstico de ICFEN em pacientes ambulatoriais.

Métodos

Realizamos um estudo observacional, prospectivo e transversal, envolvendo 142 pacientes ambulatoriais consecutivos com suspeita de IC, avaliados de setembro de 2008 a dezembro de 2010. Os pacientes foram submetidos à avaliação clinica, eletrocardiográfica, ecodopplercardiográfica e dosagem sanguínea do peptídeo natriurético do tipo B (BNP), e a ICFEN foi definida pela presença de sinais ou sintomas de IC, FEVE > 50% e presença de disfunção diastólica8,9. Foram excluídos do estudo pacientes em fibrilação atrial; portadores de marcapasso, de doença valvular severa ou de pericardiopatia; submetidos à cirurgia cardíaca nos últimos seis meses.

Para o diagnóstico de disfunção diastólica, foram utilizados os seguintes critérios: (1) EDT com presença de relação E/E' > 15; e (2) relação E/E' sugestiva de disfunção diastólica (> 8 e < 15). Outras medidas ecocardiográficas foram necessárias para confirmar o diagnóstico, tais como: índice de massa do VE (> 122g/m2, para mulheres, e > 149g/m, para homens) e relação E/A (aonde E é a velocidade do fluxo transmitral no início da diástole e A a velocidade do fluxo trabnsmitral no final da diástole - contração atrial) inferior a 0,5, com tempo desaceleração da onda E superior a 280 m/s, para indivíduos com mais de 50 anos. Além dos critérios ecocardiográficos, usou-se uma dosagem de BNP maior que 200 pg/mL. A ICFEN foi excluída nos pacientes que apresentaram E/E' e BNP menor que 8 e 100 pg/mL, respectivamente8,9.

O estudo foi aprovado pelo comitê de ética e pesquisa em seres humanos da faculdade de medicina da Universidade Federal Fluminense (UFF), e todos os pacientes assinaram termo de consentimento livre e esclarecido no momento de inclusão no estudo.

O ecodopplercardiograma foi realizado por um ecocardiografista, por meio do aparelho VIVID 7 (GE® EUA), e analisado com software ECHOPAC por um investigador experiente, sem o conhecimento prévio dos resultados dos outros exames. O exame foi realizado segundo as recomendações para a quantificação de câmaras da ASE/EAE 11.

A medida linear ântero-posterior do DAE foi obtida pelo modo M e indexada à superfície corporal. Já a medida do VAE foi obtida por meio do método biplanar de discos (regra de Simpson modificada), com a utilização do corte apical quatro e duas câmaras em sístole ventricular esquerda final, indexado à superfície corporal. Os parâmetros da função diastólica foram estimados pela média de cinco batimentos consecutivos. O fluxo transmitral inicial (E) e tardio (A) e o tempo de desaceleração da onda E foram medidos. A velocidade do relaxamento miocárdico no início da diástole (E') foi aferida pelo EDT nos segmentos septal e lateral do anel mitral, obtendo a média dessas medidas. Todos os exames foram gravados em mídia digital para futuras análises e revisões.

O peptídeo natriurético do tipo B foi dosado no sangue por meio do Triage BNP Test (BIOSITE - USA), um teste rápido por fluoroimunoanálise para medida quantitativa de BNP, com leitura pelo Triage Meter. Os valores de BNP foram expressos em pg/mL.

Análise estatística

A análise estatística foi processada pelo software SPSS®, versão 17.0. As variáveis contínuas com distribuição normal foram expressas em média ± desvio padrão; e as demais, em mediana. Foram usados os testes t de Student, Mann Whitney e qui-quadrado para analisar a diferença de médias entre variáveis contínuas com distribuição normal, entre as contínuas sem distribuição normal e entre as variáveis categóricas, respectivamente. A correlação de Pearson foi utilizada para medir a associação entre o VAE-I, o DAE-I e as variáveis clínicas e ecocardiográficas. Uma curva ROC (receiver operator characteristic) foi construída para expressar a sensibilidade e a especificidade do VAE-I e do DAE-I em diagnosticar a ICFEN. Foi adotado um nível de significância estatística de 0,05.

Resultados

As principais características dos pacientes envolvidos no estudo são demonstradas na Tabela 1. A média de idade dos pacientes foi de 67,3 ± 11,4 anos, e 75% eram do sexo feminino. As principais comorbidades foram hipertensão arterial (90%) e diabetes (29%). Pacientes com ICFEN apresentaram valores menores da taxa de filtração glomerular estimada em relação aos pacientes sem ICFEN (73,6 ± 35,4 vs. 94,1 ± 41,3 mL/min; p = 0,009). As principais variáveis obtidas pelo ecodopplercardiograma e pelo EDT foram FEVE (73,1 ± 8,1), E' (8,7 ± 2,6 cm/s), E/A (0,88 ± 0,47), massa do VE-I (90,3 ± 25,0 g/m2), E/E' (9,5 ± 4,9), VAE-I (31,5 ± 9,9 mL/m2) e DAE-I (2,4 ± 0,4 cm/m2).

A função diastólica avaliada pelo ecodopplercardiograma foi diferente entre os dois grupos, com diferença significativa para os parâmetros que descrevem o relaxamento ventricular (E' - 6,9 ± 2,0 cm/s vs. 9,3 ± 2,5 cm/s; p < 0,0001) e a pressão de enchimento do VE (relação E/E' - 15,2 ± 6,4 vs. 7,6 ± 2,2; p < 0,0001).

A dosagem de BNP foi quase cinco vezes mais elevada entre pacientes com ICFEN (133,2 [117,0] pg/ml vs. 26,6 [16,0] pg/ml; p < 0,0001).

Para determinar a correlação do VAE-I e do DAE-I com os parâmetros clínicos, laboratoriais e ecocardiográficos, demonstrada na Tabela 2, os indivíduos foram avaliados como um único grupo. Observou-se uma correlação significativa entre o VAE-I, a relação E/E' e o BNP. Idade, massa do VE-I, E' e relação E/A apresentaram uma interdependência discreta com o VAE-I, enquanto o DAE-I relacionou-se, de modo discreto, com a idade, o BNP e a massa do VE-I.

Na detecção da ICFEN, as aéreas sob a curva ROC foram de 0,89 (95% IC, 0,82 - 0,95; p < 0,0001), para o VAE-I, e de 0,75 (95% IC, 0,65 - 0,84; p < 0,0001), para o DAE-I. O ponto de coorte de 35 mL/m2 para o VAE-I foi o que mais bem se relacionou ao diagnóstico da ICFEN, havendo sensibilidade de 83%, especificidade de 83%, acurácia de 83% e razão de verossimilhança positiva de 4,9. Já o ponto de coorte de 2,4 cm/m2, para o DAE-I, apresentou sensibilidade de 71%, especificidade de 66%, acurácia de 67% e razão de verossimilhança positiva de 2,1(Figura 1).

Discussão

Os achados deste estudo indicam que o VAE-I pode ser um marcador importante de disfunção diastólica, além de ajudar no diagnóstico de ICFEN quando outras medidas como o BNP e o EDT não estiverem disponíveis. Esta pesquisa também mostra que o DAE-I é um método menos acurado para diagnosticar a ICFEN.

A medida do VAE é uma técnica simples, cujo aumento, embora não seja padrão ouro para o diagnóstico da ICFEN, está associado a anormalidades severas da função diastólica e é um preditor independente para o desenvolvimento da IC12.

Além disso, medida do VAE é importante para o prognóstico de pacientes, independentemente de doença associada. Um estudo observacional, incluindo 6.657 pacientes sem história prévia de fibrilação atrial e doença valvar, mostrou que o VAE-I de 34 mL/m2 é preditor independente de morte, insuficiência cardíaca, fibrilação atrial e AVC isquêmico13.

A medida do VAE é clinicamente importante porque existe uma relação significativa entre a remodelação do AE e os índices ecocardiográficos de função diastólica e os níveis do BNP, conforme demonstrado neste estudo (Tabela 2). No entanto, as medidas de velocidade e intervalos de tempo, realizadas pelo ecodopplercardiograma, refletem as pressões de enchimento no momento da medição, enquanto o VAE, muitas vezes, reflete o efeito acumulativo de pressões de enchimento ao longo do tempo. Mudanças do AE funcionam, portanto, como um barômetro do coração e podem refletir o grau de disfunção diastólica do VE14.

Uma possível explicação para a importância do VAE no diagnóstico e no prognóstico da ICFEN é o fato de o remodelamento do AE resultar da elevação crônica das pressões do AE. Ademais, em pacientes com dispneia e com FEVE normal, a presença do aumento do VAE oferece suporte para que essa dificuldade de respirar decorra da ICFEN. Dessa forma, a ausência de aumento do VAE ajuda a afastar o diagnóstico da ICFEN12.

Diretrizes8,9 utilizam o ponto de coorte de 40mL/m2, que, em nosso trabalho, mostrou alta sensibilidade, porém baixa especificidade para o diagnóstico da ICFEN. No presente estudo, o ponto de coorte de 35 mL/m2, um pouco abaixo das diretrizes, ofereceu sensibilidade e especificidade de 83%, havendo acurácia de 83% para a confirmação da ICFEN em pacientes ambulatoriais com sintomas de IC.

Alguns estudos prévios mostraram que o tamanho do átrio naturalmente aumenta com o envelhecimento, o que nos levava a pensar que esse aumento poderia alterar a função atrial, elevando a possibilidade de ocorrência de arritmias atriais. Todavia, nenhum estudo que tenha avaliado o volume do átrio confirmou essa observação. Um estudo analisou essa questão e comparou indivíduos jovens a idosos (maiores de 70 anos), descobrindo sutis mudanças nos extremos da idade7. Os estudos iniciais que demonstraram maior influência da idade no tamanho do AE utilizaram métodos geometricamente menos rigorosos no modo M para essa avaliação15 . Embora a medida da dimensão ântero-posterior do AE seja universalmente utilizada na prática clínica, pode ser de baixa acurácia como substituto do volume, porque o uso é baseado na suposição improvável de que existe uma relação constante entre as dimensões atriais, o que também não foi confirmado neste estudo (Figura 2). A medida do VAE oferece maior acurácia do verdadeiro tamanho do AE e é mais sensível às mudanças do tamanho15.

Neste estudo, o DAE-I, apesar de mostrar uma correlação significativa com o VAE-I (r = 0,605; p < 0,0001), apresenta menor acurácia (67%), sensibilidade (71%) e especificidade (66%) em comparação ao VAE-I, quando utilizado o ponto de coorte de 2,4 cm/m2 para o diagnóstico da ICFEN.

Conclusão

A medida do VAE-I é capaz de prever a presença de disfunção diastólica e é um método mais acurado que o DAE-I para o diagnóstico da ICFEN em pacientes ambulatoriais com sinais ou sintomas de IC. Na avaliação pelo ecodopplercardiograma para a investigação da ICFEN, a medida do volume do AE indexada deveria ser realizada rotineiramente, em substituição à medida do diâmetro do AE.

Potencial Conflito de Interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

Fontes de Financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação Acadêmica

Este artigo é parte de dissertação de Mestrado de Antonio José Lagoeiro Jorge pela Universidade Federal Fluminense e Universidade federal do Rio de Janeiro.

Antônio José Lagoeiro Jorge

Rua Coronel Bittencourt 66, Boa Vista

24900-000 - Maricá, RJ, Brasil

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Prognosis of heart failure with preserved ejection fraction a 5 year prospective population-based study Eur Heart J 2008 339 47 3 29 Tribouilloy C Rusinaru D Mahjoub H Soulière V Lévy F Peltier M 4. Borlaug BA, Paulus WJ. Heart failure with preserved ejection fraction: pathophysiology, diagnosis, and treatment. Eur Heart J. 2011;32(6):670-9. Heart failure with preserved ejection fraction: pathophysiology, diagnosis, and treatment Eur Heart J 2011 670 9 6 32 Borlaug BA Paulus WJ 5. Bryg RJ, Williams GA, Labovitz AJ. Effect of aging on left ventricular diastolic filling in normal subjects. Am J Cardiol. 1987;59(9):971-4. Effect of aging on left ventricular diastolic filling in normal subjects Am J Cardiol 1987 971 4 9 59 Bryg RJ Williams GA Labovitz AJ 6. Wei JY. Age and the cardiovascular system. N Engl J Med. 1992;327(24):1735-9. Age and the cardiovascular system N Engl J Med 1992 1735 9 24 327 Wei JY 7. Thomas L, Levett K, Boyd A, Leung DY, Schiller NB, Ross DL. 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How to diagnose diastolic heart failure: a consensus statement on the diagnosis of heart failure with normal left ventricular ejection fraction by Heart Failure and Echocardiography Associations of the European Society of Cardiology Eur Heart J 2007 2539 50 20 28 Paulus WJ Tschö C Sanderson JE Rusconi C Flachskampf FA Rademakers FE 9. Bocchi EA, Marcondes Braga FG, Ayub-Ferreira SM, Rohde LE, Oliveira WA, Almeida DR, et al. Sociedade Brasileira de Cardiologia.III Diretriz brasileira de insuficiência cardíaca crônica. Arq Bras Cardiol. 2009;93(supl 1):1-71. Sociedade Brasileira de Cardiologia: III Diretriz brasileira de insuficiência cardíaca crônica Arq Bras Cardiol 2009 1 71 93 Bocchi EA Marcondes Braga FG Ayub-Ferreira SM Rohde LE Oliveira WA Almeida DR 10. Nagueh SF, Appleton CP, Gillebert TC, Marino PN, Oh JK, Smiseth OA, et al. Recommendations for the evaluation of left ventricular diastolic function by echocardiography. J Am Soc Echocardiog. 2009;22(2):107-33. 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Best method in clinical practice and in research studies to determine left atrial size Am J Cardiol 1999 829 32 7 84 Lester SJ Ryan EW Schiller NB Foster E Original Articles Left atrium measurement in patients suspected of having heart failure with preserved ejection fraction

BACKGROUND: The pathophysiological model of heart failure (HF) with preserved ejection fraction (HFPEF) focuses on the presence of diastolic dysfunction, which causes left atrial (LA) structural and functional changes. The LA size, an indicator of the chronic elevation of the left ventricular (LV) filling pressure, can be used as a marker of the presence of HFPEF, and it is easily obtained. OBJECTIVE: To estimate the accuracy of measuring the LA size by using indexed LA volume and diameter (ILAV and ILAD, respectively) for diagnosing HFPEF in ambulatory patients. METHODS: This study assessed 142 patients (mean age, 67.3 ± 11.4 years; 75% of the female sex) suspected of having HF, divided into two groups: with HFPEF (n = 35) and without HFPEF (n = 107). RESULTS: The diastolic function, assessed by use of Doppler echocardiography, showed a significant difference between the groups regarding the parameters assessing ventricular relaxation (E': 6.9 ± 2.0 cm/s vs. 9.3 ± 2.5 cm/s; p < 0.0001) and LV filling pressure (E/E' ratio: 15.2 ± 6.4 vs. 7.6 ± 2.2; p < 0.0001). The ILAV cutoff point of 35 mL/m2 best correlated with the diagnosis of HFPEF, showing sensitivity, specificity, and accuracy of 83%. The ILAD cutoff point of 2.4 cm/m2 showed sensitivity of 71%, specificity of 66%, and accuracy of 67%. CONCLUSION: For diagnosing HFPEF in ambulatory patients, the ILAV proved to be a more accurate parameter than ILAD. On echocardiographic assessment, ILAV, rather than ILAD, should be routinely measured. (Arq Bras Cardiol. 2011; [online].ahead print, PP.0-0)

 Cardiac volume heart atria heart failure stroke volume

Antônio José Lagoeiro JorgeI; Mario Luiz RibeiroI; Maria Luiza Garcia RosaI; Fernanda Volponi LicioI; Luiz Cláudio Maluhy FernandesI; Pedro Gemal LanzieriI; Bruno Afonso Lagoeiro JorgeI; Flavia Oliveira Xavier Brito; Evandro Tinoco MesquitaI

IUniversidade Federal Fluminense; Niterói, RJ

IIUniversidade Federal do Rio de Janeiro, RJ, Brazil

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ABSTRACT

BACKGROUND: The pathophysiological model of heart failure (HF) with preserved ejection fraction (HFPEF) focuses on the presence of diastolic dysfunction, which causes left atrial (LA) structural and functional changes. The LA size, an indicator of the chronic elevation of the left ventricular (LV) filling pressure, can be used as a marker of the presence of HFPEF, and it is easily obtained.

OBJECTIVE: To estimate the accuracy of measuring the LA size by using indexed LA volume and diameter (ILAV and ILAD, respectively) for diagnosing HFPEF in ambulatory patients.

METHODS: This study assessed 142 patients (mean age, 67.3 ± 11.4 years; 75% of the female sex) suspected of having HF, divided into two groups: with HFPEF (n = 35) and without HFPEF (n = 107).

RESULTS: The diastolic function, assessed by use of Doppler echocardiography, showed a significant difference between the groups regarding the parameters assessing ventricular relaxation (E': 6.9 ± 2.0 cm/s vs. 9.3 ± 2.5 cm/s; p < 0.0001) and LV filling pressure (E/E' ratio: 15.2 ± 6.4 vs. 7.6 ± 2.2; p < 0.0001). The ILAV cutoff point of 35 mL/m2 best correlated with the diagnosis of HFPEF, showing sensitivity, specificity, and accuracy of 83%. The ILAD cutoff point of 2.4 cm/m2 showed sensitivity of 71%, specificity of 66%, and accuracy of 67%.

CONCLUSION: For diagnosing HFPEF in ambulatory patients, the ILAV proved to be a more accurate parameter than ILAD. On echocardiographic assessment, ILAV, rather than ILAD, should be routinely measured. (Arq Bras Cardiol. 2011; [online].ahead print, PP.0-0)

Keywords: Cardiac volume; heart atria; heart failure; stroke volume.

Introduction

Epidemiological studies on heart failure (HF) have confirmed that HF with preserved ejection fraction (HFPEF) is more prevalent than HF with reduced ejection fraction (HFREF)1-3. The pathophysiological model focuses on the presence of diastolic dysfunction, subsequent to abnormalities of relaxation or increased left ventricular (LV) stiffness, which retrogradely produces an elevation in the mean left atrial (LA) pressure, causing structural and functional changes in that chamber4.

The cardiovascular system is influenced by the normal aging process, with structural alterations and worsening of ventricular relaxation5,6. Contrary to that observed in transmitral flow measurement at early diastole, a recent study has reported that aging does not enlarge the atrium7.

Instead of increasing volume, the atrium compensates the change in ventricular filling caused by the delay in relaxation with the increase in blood volume during atrial contraction, while the conduit volume decreases in both the rapid filling phase and diastasis7. Atrial size is less influenced by aging; thus, alterations in volume can associate with ventricular pathologies7.

The diagnosis of HFPEF is challenging, especially for ambulatory patients with exertional dyspnea and multiple comorbidities. To prevent low specificity in the diagnosis of HFPEF, the signs and symptoms of HF should be associated with objective measures of LV diastolic dysfunction or with the plasma levels of natriuretic peptides, according to recommendations of the guidelines published so far8,9. The use of Doppler echocardiography is fundamental to that diagnosis; however, the measure of the transmitral flow during diastole, the most used parameter to confirm alterations in relaxation, can be altered by normal aging4. The ratio of transmitral early LV filling velocity to early diastolic velocity of the mitral ring (E/E' ratio) with tissue Doppler echocardiography (TDE) is the major non-invasive marker for the diagnosis of HFPEF and is associated with LV filling pressure8,9.

The LA size, a marker of chronic elevation of the LV filling pressure, can be used as one of the parameters to confirm the presence of HFPEF, and it is easily obtained10. Initially, the measure of the anteroposterior LA diameter (LAD) on echocardiography (M mode) was the only non-invasive method available for determining the LA size. However, limitations of the method indicate an underestimation of the actual atrial size. There are no studies comparing the accuracy of measuring indexed LA volume (ILAV) and indexed LAD (ILAD) for diagnosing HFPEF in ambulatory patients.

This study aimed at estimating the accuracy of measuring the LA size by using ILAV and ILAD for diagnosing HFPEF in ambulatory patients.

Methods

This is an observational, prospective, cross-sectional study involving 142 consecutive ambulatory patients suspected of having HF, assessed from September 2008 to December 2010. The patients underwent clinical, electrocardiographic, and Doppler echocardiographic assessment, in addition to measurement of their B-type natriuretic peptide (BNP) blood levels. Heart failure with preserved ejection fraction was defined as the presence of signs or symptoms of HF, LV ejection fraction (LVEF) > 50%, and diastolic dysfunction8,9. Patients with the following characteristics were excluded from this study: atrial fibrillation; pacemakers; severe heart valve disease; pericardial disease; and heart surgery within the last six months.

The diagnosis of diastolic dysfunction considered the following criteria: (1) TDE showing E/E' ratio > 15; and (2) E/E' ratio suggestive of diastolic dysfunction (> 8 and < 15). The confirmation of the diagnosis required other echocardiographic measurements, such as the following: indexed LV mass > 122 g/m2, for women, and > 149 g/m2, for men; and ratio between early and late LV filing velocity (E/A ratio) lower than 0.5, with a deceleration time of the E wave greater than 280 m/s, for individuals over 50 years of age. In addition to the echocardiographic criteria, a BNP level greater than 200 pg/mL was also used. Heart failure with preserved ejection fraction was excluded in patients with E/E' ratio and BNP level lower than 8 and 100 pg/mL, respectively8,9.

This study was approved by the ethics committee on research in human beings of the medical school of the Universidade Federal Fluminense (UFF). All patients provided written informed consent at the time of inclusion in the study.

Doppler echocardiography was performed by an echocardiographer with the VIVID 7 device (GE®, USA), and analyzed by use of the ECHOPAC software by an experienced researcher, with no previous knowledge of the results of the other tests. The exam was performed according to the American Society of Echocardiography/European Association of Echocardiography recommendations for chamber quantification11.

The linear anteroposterior measurement of the LAD was obtained by use of M mode and indexed to body surface. The left atrial volume (LAV) was measured with the biplane method of discs (modified Simpson's rule), by use of the apical four and two-chamber view at end ventricular systole, and indexed to body surface. The parameters of diastolic function were estimated by use of the mean of five consecutive beats. The early (E) and late (A) transmitral flow and the deceleration time of the E wave were measured. The velocity of myocardial relaxation at early diastole (E') was assessed through TDE in the septal and lateral segments of the mitral ring, and the mean of those measurements was obtained. All exams were recorded in digital media for future analyses and reviews.

The BNP blood level was measured by use of Triage BNP Test (Biosite, USA), a rapid fluoro immuno assay for the quantitative measurement of BNP, with Triage Meter reading. The BNP values were expressed as pg/mL.

Statistical analysis

Statistical analysis was performed with the SPSS® software, version 17.0. The continuous variables with normal distribution were expressed as mean ± standard deviation, and the others as median. The Student t, Mann-Whitney, and chi-square tests were used to assess the difference of the means between continuous variables with normal distribution, between continuous variables without normal distribution, and between categorical variables, respectively. Pearson correlation was used to measure the association between ILAV, ILAD, and the clinical and echocardiographic variables. A receiver operator characteristic (ROC) curve was built to express the sensitivity and specificity of ILAV and ILAD in diagnosing HFPEF. A statistical significance level of 0.05 was adopted.

Results

The major characteristics of the patients involved in this study are shown in Table 1. Their mean age was 67.3 ± 11.4 years, and 75% of them were of the female sex. The major comorbidities were arterial hypertension (90%) and diabetes (29%). Patients with HFPEF had lower values of estimated glomerular filtration rate as compared with patients without HFPEF (73.6 ± 35.4 vs. 94.1 ± 41.3 mL/min; p = 0.009). The major variables obtained by use of Doppler echocardiography and TDE were as follows: LVEF (73.1 ± 8.1); E' (8.7 ± 2.6 cm/s); E/A (0.88 ± 0.47); indexed LV mass (90.3 ± 25.0 g/m2); E/E' (9.5 ± 4.9); ILAV (31.5 ± 9.9 mL/m2); and ILAD (2.4 ± 0.4 cm/m2).

The diastolic function assessed by use of Doppler echocardiography differed between the two groups, and the difference was significant in ventricular relaxation (E': 6.9 ± 2.0 cm/s vs. 9.3 ± 2.5 cm/s; p < 0.0001) and LV filling pressure (E/E' ratio: 15.2 ± 6.4 vs. 7.6 ± 2.2; p < 0.0001).

The BNP level was five times higher in patients with HFPEF (133.2 [117.0] pg/ml vs. 26.6 [16.0] pg/ml; p < 0.0001).

To determine the correlation of ILAV and ILAD with clinical, laboratory and echocardiographic parameters (Table 2), the patients were assessed as a single group. A significant correlation between ILAV, E/E' ratio, and BNP was observed. The ILAV was mildly related to age, indexed LV mass, E', and E/A ratio, while the ILAD was mildly related to age, BNP, and indexed LV mass.

In detecting HFPEF, the areas under the ROC curve were 0.89 (95% CI: 0.82 - 0.95; p < 0.0001) for ILAV, and 0.75 (95% CI: 0.65 - 0.84; p < 0.0001) for ILAD. The cutoff point of 35 mL/m2 for ILAV best correlated with the diagnosis of HFPEF, with sensitivity of 83%, specificity of 83%, accuracy of 83%, and positive likelihood ratio of 4.9. The cutoff point of 2.4 cm/m2 for ILAD had sensitivity of 71%, specificity of 66%, accuracy of 67%, and positive likelihood ratio of 2.1(Figure 1).

Discussion

This study's findings indicate that ILAV can be an important marker of diastolic dysfunction, in addition to helping in the diagnosis of HFPEF when other measures, such as BNP and TDE, are not available. This study also shows that ILAD is a less accurate method to diagnose HFPEF.

Measuring LAV is simple, and, although it is not gold standard for diagnosing HFPEF, its increase is associated with severe abnormalities of the diastolic function, being an independent predictor of the development of HF12.

In addition, measuring LAV is important for the prognosis of patients, independently of their associated diseases. An observational study including 6,657 patients with previous history of neither atrial fibrillation nor heart valve disease has shown that an ILAV of 34 mL/m2 is an independent predictor of death, HF, atrial fibrillation, and ischemic stroke13.

Evaluating LAV is clinically important because there is a significant relation between LA remodeling and the echocardiographic indices of diastolic function and BNP levels, as shown in this study (Table 2). However, the velocity and time intervals measured by use of Doppler echocardiography reflect the filling pressures at the time of measurement, while LAV often reflects the cumulative effect of the filling pressures over time. Left atrial changes act, thus, as a barometer of the heart and can reflect the degree of LV diastolic dysfunction14.

A possible explanation for the importance of LAV in the diagnosis and prognosis of HFPEF is the fact that LA remodeling results from the chronic elevation in LA pressures. In patients with dyspnea and normal LVEF, the increase in LAV supports the hypothesis that the difficulty in breathing results from HFPEF. Thus, the lack of an increase in LAV helps to rule out the diagnosis of HFPEF12.

Some guidelines8,9 use the cutoff point of 40mL/m2, which, in this study showed high sensitivity, but low specificity for the diagnosis of HFPEF. In this study, the cutoff point of 35 mL/m2, slightly lower than that of the guidelines, provided sensitivity and specificity of 83%, with 83% accuracy for confirming HFPEF in ambulatory patients with HF symptoms.

Some previous studies have shown that the atrial size naturally enlarges with advancing age, leading to the hypothesis that such enlargement could alter atrial function, increasing the possibility of the occurrence of atrial arrhythmias. However, no study assessing atrial volume has confirmed that observation. A study, assessing that topic and comparing young and elderly individuals (over the age of 70 years), has reported subtle changes in the extremes of age7. Initial studies showing greater influence of age on the LA size has used less geometrically strict methods in M mode for that assessment15. Although the measurement of the anteroposterior LAD is universally used in clinical practice, it can have low accuracy as a surrogate for volume, because its use is based on the unlikely assumption that there is a constant relation between atrial dimensions, which was not confirmed in this study (Figure 2). The LAV measurement offers greater accuracy for assessing the actual LA size, being more sensitive to changes in size15.

In this study, although ILAD showed a significant correlation with ILAV (r = 0.605; p < 0.0001), it had lower accuracy (67%), sensitivity (71%), and specificity (66%) as compared with ILAV, when the cutoff point of 2.4 cm/m2 was used to diagnose HFPEF.

Conclusion

The ILAV measurement can predict the presence of diastolic dysfunction and is a more accurate method than ILAD to diagnose HFPEF in ambulatory patients with signs or symptoms of HF. When assessing HFPEF by use of Doppler echocardiography, ILAV, rather than ILAD, should be routinely measured.

Potential Conflict of Interest

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

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.

Study Association

This article is part of the thesis of master submitted by Antonio José Lagoeiro Jorge, from Universidade Federal Fluminense e Universidade Federal do Rio de Janeiro.

References