FUNDAMENTO: A radiografia de tórax e o eletrocardiograma (ECG) tem sido criticados em razão de sua baixa sensibilidade no diagnóstico da Hipertrofia Ventricular Esquerda (HVE) quando comparada ao ecocardiograma. Entretanto, esse exame não está disponível nos centros de atendimento primário para toda a população de hipertensos. OBJETIVO: Avaliar se a radiografia de tórax associada ao eletrocardiograma apresenta acurácia que justifique seu uso na detecção de HVE em hipertensos, bem como a utilidade do índice cardiotorácico e das radiografias oblíquas na avaliação das dimensões das câmaras cardíacas esquerdas. MÉTODOS: Estudo prospectivo realizado em 177 pacientes hipertensos consecutivos, através da radiografia do tórax, eletrocardiograma e ecocardiograma. Testes de acurácia foram utilizados para comparar esses métodos utilizando a ecocardiografia convencional como padrão de referência. RESULTADOS: O índice cardiotorácico mostrou sensibilidade de 17% para o diagnóstico de HVE, somente detectando alterações cardíacas mais acentuadas. As incidências póstero-anterior e perfil tiveram sensibilidade de 52%, aumentando para 54% quando a radiografia de tórax foi associada ao eletrocardiograma. As incidências oblíquas não melhoraram significativamente a acurácia da radiografia de tórax que, por sua vez, apresentou alta especificidade e boa sensibilidade para a detecção do aumento da aorta. Foi interessante notar que essa alteração estava presente em metade dos hipertensos com HVE. CONCLUSÃO: A associação da radiografia de tórax com eletrocardiograma é útil na avaliação inicial de hipertensos para o diagnóstico de hipertrofia ventricular esquerda, especialmente se a ecocardiografia não estiver disponível. (Arq Bras Cardiol. 2012; [online].ahead print, PP.0-0)
Acurácia da radiografia de tórax associada a eletrocardiograma no diagnóstico de hipertrofia em hipertensos
IDepartamento de Doenças Tropicais e Diagnóstico por Imagem, Faculdade de Medicina de Botucatu, UNESP - Universidade Estadual Paulista
IIDepartamento de Clínica Médica, Faculdade de Medicina de Botucatu, UNESP - Universidade Estadual Paulista, Botucatu, SP - Brasil
A Hipertrofia Ventricular Esquerda (HVE) é um marcador de mau prognóstico em pacientes hipertensos e sua detecção leva a uma abordagem terapêutica mais agressiva. Estudos longitudinais em pacientes hipertensos e população em geral têm relatado que indivíduos em que a HVE havia declinado apresentaram posteriormente menor morbimortalidade que aqueles cuja massa do ventrículo esquerdo tinha aumentado. Como resultado, a prevenção ou a reversão da HVE hipertensiva é largamente aceita como um objetivo desejável1.
O diagnóstico de HVE é particularmente baseado na avaliação ecocardiográfica. No entanto, a hipertensão arterial sistêmica é frequente na população e o ecocardiograma (ECO) não está disponível em todos os locais, à diferença das radiografias de tórax e do eletrocardiograma (ECG), que são exames de baixo custo e de fácil acesso. Até vinte anos atrás, o diagnóstico de HVE era baseado no ECG ou radiografia de tórax, mas esses métodos foram considerados insuficientes e de baixa acurácia2. No entanto, não encontramos nenhum estudo na literatura que procurasse avaliar a precisão das radiografias de tórax, com pelo menos dois pontos de vista, associados com ECG, definindo o papel real desses exames na abordagem de pacientes hipertensos em risco de HVE. As principais diretrizes para o diagnóstico e tratamento da hipertensão arterial3,4 não esclarecem se a radiografia de tórax é necessária na abordagem inicial de pacientes hipertensos, nem como deve ser feito, se com uma ou duas incidências.
O custo da aplicação do ECO a toda a população de hipertensos é excessivamente alto nos países pobres com recursos limitados para a saúde pública. Mesmo em países desenvolvidos, tem sido relatado que a disponibilidade de tais recursos para estudos epidemiológicos é ainda limitada1,5,6 Além disso, em muitos países, médicos especializados realizam os exames, aumentando assim os seus custos. Por essas razões, dificilmente pode ser empregado como exame de rotina em programas de saúde pública para a detecção precoce de hipertrofia ventricular esquerda em pacientes hipertensos e na prevenção das suas graves consequências.
O principal objetivo do presente estudo foi avaliar se a associação radiografia de tórax mais ECG atinge uma acurácia que justifique a sua utilização na detecção da HVE em pacientes hipertensos. Além disso, procurou-se verificar a utilidade do índice cardiotorácico na detecção de hipertrofia ou dilatação do ventrículo esquerdo, em comparação com o estudo radiográfico completo, incluindo duas ou quatro incidências da área cardíaca e a utilidade de incidências oblíquas em relação às incidências póstero-anterior e perfil na avaliação do aumento das dimensões das câmaras cardíacas esquerdas.
Este é um estudo transversal, prospectivo, incluindo pacientes recrutados no momento da consulta de acompanhamento rotineira. Todos os pacientes concordaram em participar e o Comitê de Ética aprovou os procedimentos.
Foram incluídos no estudo 177 pacientes consecutivos com mais de 18 anos. Eles tinham diagnóstico prévio de hipertensão arterial e foram encaminhados por centros de cuidados primários de saúde para exame de ecocardiografia, para triagem de HVE. Os critérios de exclusão foram: outra doença cardiovascular além da hipertensão; insuficiência cardíaca manifesta; gravidez; bloqueio de ramo ou fibrilação atrial no ECG; e exames de má qualidade técnica. A avaliação clínica, radiografia do tórax, eletrocardiograma e ecocardiograma foram realizados no mesmo dia.
Foi realizada por um cardiologista e incluiu história completa e exame físico. Depois de descanso de pelo menos 10 min em decúbito dorsal, procedeu-se à medida das pressões arteriais sistólica e diastólica, com a média de três medições repetidas tomadas com 1 min de diferença, usando um esfignomanômetro de mercúrio.
Quatro incidências de radiografia de tórax digitalizadas (póstero-anterior, perfil, oblíqua anterior direita e oblíqua anterior esquerda) foram obtidas de acordo com as recomendações internacionais e utilizando o equipamento radiológico Set MULTIX B - 500 mA, Siemens, Erlangen, Alemanha. As imagens digitalizadas foram adquiridas usando o módulo ADC COMPACT PLUS, AGFA, Alemanha, utilizando telas de fósforo e impressora laser DRY STAR 3000, também da AGFA.
Os seguintes critérios foram utilizados para o diagnóstico da HVE: índice cardiotorácico superior a 0,50, sinais de dilatação do ventrículo esquerdo ou arredondamento da silhueta cardíaca, nas incidências póstero-anterior e perfil (
Usando o ECO como padrão de referência, foram calculados a especificidade, a sensibilidade e a acurácia, bem como os valores preditivos positivos e negativos, utilizando apenas as incidências póstero-anterior e perfil, que foram mais tarde associadas com as duas oblíquas.
As radiografias foram analisadas por dois radiologistas independentes, cegos quanto aos resultados do ECG e ecocardiográficos. Em casos de discordância, o exame foi avaliado em conjunto, obtendo-se assim um consenso. Usando esse método, a variabilidade interobservador para o diagnóstico de HVE foi de 4,52% no nosso laboratório de imagem.
O ECG foi realizado por meio do módulo de aquisição de ECG em um computador marca TEB, Brasil. Assim, 12 derivações simultâneas foram obtidas digitalmente com duração de 8 segundos, e as medições realizadas com um cursor automático.
O sistema de pontuação de Romhilt e Estes8 foi aplicado para avaliar a sobrecarga ventricular esquerda. Romhilt estabeleceu que uma soma dos pontos maior ou igual a 5 constitui diagnóstico de sobrecarga do ventrículo esquerdo, enquanto uma pontuação igual a 4 é sugestiva dessa condição. Nós consideramos o escore de pelo menos 4 para efeito de positividade para HVE.
Todos os exames foram realizados pelo mesmo cardiologista usando um aparelho Philips HP 2000 Sonnos (Bloomfield, CT, EUA), equipado com transdutor ultrassônico multifrequência 3,5 MHz/2.25 de 2,0-3,5 MHz, com registro eletrocardiográfico simultâneo e sistema de registro de imagem. Os exames foram realizados incluindo medição em modo-M das dimensões do ventrículo esquerdo e átrio esquerdo de acordo com as recomendações da Sociedade Americana de Ecocardiografia9. A saída da válvula aórtica e entrada da válvula mitral foram analisadas por Doppler de onda pulsada das incidências apicais das cinco câmaras e quatro câmaras, respectivamente.
Os valores de referência do limite superior para massa normalizada do VE para área de superfície corporal (95 g/m2 para mulheres e 115 g/m2 para homens)9 foram utilizados para o diagnóstico ecocardiográfico de HVE. A Espessura Relativa da Parede (ERP) foi calculada como (espessura diastólica do septo interventricular + espessura diastólica da parede posterior)/diâmetro diastólico do ventrículo esquerdo. O limite superior de referência para a ERP foi de 0,42. Com base na morfologia do VE, os pacientes foram classificados em quatro categorias: hipertrofia concêntrica (hipertrofia do VE e aumento da ERP); hipertrofia excêntrica (hipertrofia do VE e ERP normal); remodelação concêntrica (massa do VE normal e ERP aumentada); e geometria normal (massa do VE normal e ERP normal).
Os critérios utilizados para definição de cardiopatia hipertensiva foram: presença de hipertrofia do VE ou remodelação concêntrica, disfunção sistólica ventricular ou dilatação do VE.
Os critérios diagnósticos para dilatação do VE, alargamento do Átrio Esquerdo (AE) e dilatação da aorta foram10: VE
De acordo com os dados obtidos, as frequências foram calculadas para as variáveis categóricas e a estatística descritiva foi utilizada para as variáveis numéricas. Para os achados morfométricos do ECO, a diferença na média foi calculada por gênero, pelo teste
Foram incluídos no estudo 75 pacientes do sexo masculino e 102 pacientes do sexo feminino, com idades entre 20 e 85 anos (média 52,6 anos e mediana, 54 anos). A média das pressões arteriais sistólica e diastólica foram 149 ± 23,8 e
93 ± 16,0 mmHg, respectivamente. O curso da doença referida pelos pacientes foi de 9,5 anos. O índice de massa corporal e a história clínica de hipertensão arterial, dislipidemia, diabetes e tabagismo são apresentados na
A maioria dos pacientes estava em tratamento com duas ou três classes de medicamentos anti-hipertensivos.
A
Vinte pacientes (11%) apresentaram índice cardiotorácico elevado, enquanto 142 (80%) apresentaram índice cardiotorácico normal. Em 15 casos (8%), a radiografia de tórax era inadequada para a avaliação do índice cardiotorácico em razão da elevação das cúpulas diafragmáticas. Esses foram excluídos da análise de acurácia do índice cardiotorácico para diagnóstico de HVE. Sensibilidade, especificidade, valores preditivos positivos e negativos, bem como a acurácia do índice cardiotorácico para a detecção de HVE em pacientes hipertensos são mostrados na
A análise da silhueta cardíaca nas incidências póstero-anterior e perfil para a determinação de alterações do VE, segundo suspeita inicial, foi muito mais sensível que a análise isolada do índice cardiotorácico. Os achados da radiografia do tórax em relação à HVE e sua comparação com o ECO são apresentados na
O estudo completo, incluindo ambas as radiografias oblíquas anteriores direita e esquerda com técnica adequada, foi obtido em 153 pacientes. Os diagnósticos realizados utilizando exclusivamente incidências póstero-anterior e perfil foram comparados com aqueles obtidos a partir das quatro incidências. As diferenças observadas não apresentam o nível de significância estatística pelo teste do qui-quadrado (p > 0,05). O valor de p calculado foi de 1 para a sensibilidade, p = 0,486 para a especificidade e p = 0,639 para exatidão. As radiografias de tórax sem projeções oblíquas apresentaram sensibilidade de 50,0% e especificidade de 67,3%, com acurácia de 62,7% para detecção de HVE. A inclusão de incidências oblíquas incrementou ligeiramente a sensibilidade (52,5%) sem significância.
As radiografias de tórax mostraram muito baixa sensibilidade para detecção de sobrecarga atrial esquerda, independentemente do número de incidências (9,8% para duas incidências e 13,7% para quatro incidências). As especificidades foram, respectivamente, 90,7% e 83,3%. As radiografias de tórax mostraram alta sensibilidade (72,7%) para a detecção de diâmetro da aorta aumentado. O valor preditivo negativo foi de 97,2% e a especificidade e acurácia foram de aproximadamente 62%. Curiosamente, metade dos pacientes com dilatação da aorta também apresentavam HVE (
Congestão venosa foi identificada em radiografias de 22 pacientes (12,4%), incluindo 20 na forma leve e 2 com sinais de redistribuição sanguínea. Todos apresentavam função sistólica preservada, e 17 apresentavam disfunção diastólica no ECO. Apesar da baixa sensibilidade desse achado para a disfunção diastólica (13,8%), a especificidade foi elevada (90,7%).
Dezesseis pacientes apresentaram escore de Romhilt
Quando os pacientes foram separados por sexo, observamos que a sensibilidade foi maior em homens que em mulheres, 16,7% e 10,0%, respectivamente. A especificidade foi de 87,7% para homens e 95,8% para as mulheres. As diferenças observadas não apresentam o nível de significância estatística pelo teste do qui-quadrado (p > 0,05), com valores de p de 0,8217 para sensibilidade e 0,1676 para especificidade.
Em razão da baixa sensibilidade do ECG em detecção da HVE (12,5%), não foi observado aumento significativo na sensibilidade pelas radiografias de tórax (52%) quando associadas com ECG para o diagnóstico da HVE em pacientes hipertensos (54%), conforme mostrado na
O presente estudo mostra a acurácia da radiografia de tórax associada ao ECG convencional em comparação com a ecocardiografia para o diagnóstico de HVE em pacientes hipertensos. O ecocardiograma foi tomado como padrão de referência pelo uso universal na avaliação cardiológica, especialmente para a triagem HVE em pacientes hipertensos. A prevalência de HVE na população estudada foi de acordo com outros autores1,11-13.
A utilização de duas incidências radiológicas para análise da silhueta cardíaca e identificação de alterações no tamanho do VE, segundo suspeita inicial, foi muito mais sensível que a análise isolada do índice cardiotorácico. A adição de incidências oblíquas não melhorou a precisão das projeções póstero-anterior e perfil para a detecção de aumento do ventrículo esquerdo e átrio esquerdo. Esses resultados explicam a pouca precisão da radiografia de tórax encontrada por outros que usaram apenas o índice cardiotorácico ou medidas de alargamento cardíaco como um todo para a detecção de hipertrofia ventricular esquerda5,14-20. Conforme os estudos de Eyler e cols.21 e de Hoffman e Rigler22, a importância da radiografia lateral tornou-se evidente para avaliação do ventrículo esquerdo. Um índice cardiotorácico preservado não exclui uma espessura da parede posterior aumentada, o que ocorreu em 42% dos pacientes em um estudo usando o ECO como padrão de referência em pacientes hipertensos15.
A avaliação subjetiva/visual do tamanho do ventrículo esquerdo provou ser tão sensível como qualquer das medidas utilizadas23. Isso também foi observado nos primeiros 50 pacientes do presente estudo e por isso abandonamos essas medidas objetivas.
Não é possível diferenciar, por radiologia, hipertrofia de dilatação24. Portanto, os pacientes com qualquer uma dessas alterações foram conjuntamente classificados como alterados, usando o termo HVE como meio de comparação com o ECO.
O achado radiológico de silhueta cardíaca alterada a partir de uma única incidência não pode ser explorado, uma vez que o alargamento do ventrículo esquerdo pode simular o aumento do ventrículo direito e vice-versa25,26; então, são necessárias duas incidências para confirmar ou descartar esse achado. O alargamento do ventrículo direito provoca o deslocamento do ventrículo esquerdo, simulando um aumento deste último, fenômeno descrito inicialmente por Dinsmore e cols. em 196625.
A radiografia de tórax é um método diagnóstico extremamente difundido. No presente estudo, a interpretação de radiografias por especialistas deve ter tido um papel relevante na detecção de alterações na silhueta cardíaca, mesmo na ausência de cardiomegalia evidente.
Não observamos diferenças significativas na detecção radiológica da remodelação concêntrica e HVE, o que sugere que tanto a remodelação concêntrica quanto a HVE causam mudanças no contorno do ventrículo esquerdo, igualmente detectável por radiologia, embora com menor sensibilidade no primeiro caso.
O pequeno aumento na sensibilidade obtida pelo uso de radiografias oblíquas na avaliação, tanto hipertrofia do ventrículo esquerdo quanto do alargamento do átrio esquerdo, demonstrou a escassa utilidade dessas incidências na investigação de pacientes hipertensos. A sensibilidade para a detecção de alargamento do átrio esquerdo foi muito baixa, independentemente da inclusão de radiografias oblíquas, apesar de elevada especificidade. Esses resultados estão de acordo com estudos anteriores26,27.
Curiosamente, encontramos uma associação importante entre aorta aumentada na radiografia e ecocardiograma, uma associação muito mais próxima do que a encontrada para o ventrículo esquerdo. A medição do botão aórtico em radiografias é realizada mais distalmente do que na medição do ECO, a qual é realizada no nível da válvula aórtica. Na medida em que o efeito da hipertensão é maior no botão aórtico do que na raiz da aorta28, a radiografia de tórax pode ter detectado casos de verdadeira dilatação da aorta que o ECO interpretou como normais. Esses casos acabam sendo interpretados como falsos-positivos. Portanto, essa correlação seria ainda melhor se as medidas do ECO fossem tomadas no arco aórtico. É importante ressaltar que houve uma estreita associação entre HVE e dilatação da aorta em radiografia de tórax, em conformidade com outros autores28,29.
Apesar da elevada especificidade de 93%, a sensibilidade do ECG para a detecção de HVE no presente estudo foi muito baixa, apenas 12%. Deve-se levar em conta que esse diagnóstico utilizou o critério de pontuação de Romhilt e Estes6 em pacientes hipertensos, sob tratamento farmacológico. Critérios eletrocardiográficos para HVE em pacientes hipertensos têm demonstrado sensibilidades que variam de 12% a 51%, e especificidades de 69% a 96%2,30.
Há uma considerável controvérsia a respeito de qual dos numerosos critérios eletrocardiográficos para HVE tem a melhor sensibilidade e especificidade. No entanto, a acurácia desses critérios específicos depende da prevalência e gravidade da HVE nas populações estudadas31. Esse fato explica as diferentes sensibilidades encontradas no Estudo Cardíaco FRAMINGHAM32,33 na população em geral, e outros estudos em pacientes com doenças cardíacas, incluindo hipertensão arterial. No primeiro caso, o ECG apresentou uma sensibilidade muito fraca, excluindo-o como método econômico. Pelo contrário, em pacientes com doenças cardíacas, o ECG, apesar da baixa sensibilidade, tem uma especificidade suficientemente elevada para recomendar a sua utilização na avaliação clínica de rotina de pacientes hipertensos2,30. Além disso, tem sido sugerido que critérios eletrocardiográficos modificados para a detecção de HVE iriam melhorar a precisão em comparação com os critérios normais30,34,35.
Nossos achados mostram que as radiografias de tórax são mais sensíveis que o ECG para detecção de HVE em pacientes hipertensos, de acordo com Kannel e cols.19. Por sua vez, Drayer e Zegarelli18 relataram que a HVE pode ser avaliada com maior acurácia pelo ECG que por exame físico ou radiografia de tórax. No entanto, os autores utilizaram apenas o índice cardiotorácico.
A maioria dos estudos que utiliza exame radiográfico limitado a uma única incidência para a avaliação do índice cardiotorácico indicou que a radiografia de tórax e o ECG, separadamente, apresentam um valor muito limitado no diagnóstico da HVE12,13,15-17,36-38. Contudo, a combinação de ambos poderia constituir um bom método para o diagnóstico HVE no nível primário de cuidados da saúde, o que foi demonstrado no presente estudo.
O ECO oferece inúmeros parâmetros adicionais da geometria e desempenho cardíacos, sem a desvantagem de radiação ionizante, que apesar de ser muito baixa está presente na radiografia do tórax. No entanto, o ecocardiograma não está disponível para todos os pacientes com hipertensão arterial. Essa questão é pertinente não só em países subdesenvolvidos, mas também, como tem sido relatada, em países desenvolvidos4,30,39. O ECO apresenta algumas limitações em pacientes com janela acústica inadequada, como fora observado em alguns casos de Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC) ou obesidade. A ressonância magnética não apresenta tais limitações e é, atualmente, o melhor método para avaliar a HVE. Todavia, é muito cara para uso rotineiro ou em programas de saúde pública para detecção precoce de HVE em pacientes hipertensos.
A alta sensibilidade na detecção do alargamento da aorta é um achado que deveria receber maior prioridade nos pacientes hipertensos, mesmo sem qualquer outra alteração radiológica, dada a sua associação com a HVE em cerca de metade deles. Assim, uma aorta aumentada na radiografia de tórax de um paciente hipertenso poderia ser considerada um importante marcador de doença cardíaca hipertensiva. Isso constituiria uma situação em que o ECO seria priorizado. Além disso, a padronização radiológica de dimensões normais de aorta, de acordo com idade e sexo, e sua validação com outro método de imagem padrão de referência tornariam a radiografia de tórax ainda mais sensível para a detecção de dilatação da aorta, e até mesmo como marcador radiológico de HVE em pacientes hipertensos.
Simone e cols.40 afirmaram que o uso generalizado do ECO para detectar hipertrofia do VE duplicaria o custo do processo diagnóstico inicial para hipertensão arterial (incluindo ECG), um ônus que precisa demonstrar que é útil e de valor adicional em termos de informação necessária para orientar as decisões do médico, na condução do paciente. Com o conhecimento atual, o ECO não acrescenta informações críticas para a tomada de decisão, quando outras informações sobre fatores de risco cardiovasculares e danos em órgão-alvo já obrigam à classificação dos pacientes como alto ou muito alto risco40. Portanto, se a HVE é detectada por radiografia de tórax ou ECG, deve ser considerada como indicativo de dano cardíaco, mesmo antes de realizar a ECO.
Concluímos que a acurácia da radiografia de tórax mais ECG para o diagnóstico de HVE é suficiente para justificar seu uso na avaliação inicial de pacientes hipertensos. O índice cardiotorácico apresenta baixa sensibilidade para detecção de HVE. O exame radiográfico cardíaco sempre deve ser realizado com, no mínimo, duas incidências, póstero-anterior e perfil. O agregado de incidências oblíquas não melhora a precisão do exame para detecção de dimensões aumentadas no ventrículo esquerdo e átrio esquerdo, e a dilatação da aorta é um importante marcador de HVE na radiografia de tórax. Portanto, como esses exames são baratos e facilmente encontrados em centros de cuidados primários, é nossa opinião que a radiografia de tórax com duas incidências, juntamente com o eletrocardiograma de 12 derivações devem ser incluídos na abordagem de rotina inicial de pacientes hipertensos. Assim, deve ser valorizada especialmente a sensibilidade da radiografia de tórax, em relação aos sinais diretos de hipertrofia/alargamento do ventrículo esquerdo e alargamento da aorta, e a alta especificidade do índice cardiotorácico e Eletrocardiograma.
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo foi financiado por Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP [2004/ 09460-5].
Este artigo é parte de tese de doutorado de Sergio Marrone Ribeiro pela Faculdade de Medicina de Botucatu - UNESP.
Sergio Marrone Ribeiro Rua Nelo Pedretti, nº 420, Chácara Montagna CEP 18609-030, Botucatu, SP - Brasil E-mail:
Artigo recebido em 27/09/11; revisado em 27/09/11; aceito em 09/04/12.
BACKGROUND: Chest radiography and electrocardiogram have been criticized due to their low sensitivity for Left Ventricular Hypertrophy diagnosis compared to echocardiogram. This one, however, is not available in primary health care centers to all hypertensive population. OBJECTIVE: To evaluate whether the association chest radiography-electrocardiogram provides the accuracy to justify its use in left ventricular hypertrophy detection in hypertensive patients, as well as the usefulness of the cardiothoracic ratio and oblique radiographs in relation to frontal and lateral views in evaluating dimensions of left cardiac chambers. METHODS: This was a prospective study including 177 consecutive hypertensive patients through chest radiography, electrocardiogram and echocardiography. Accuracy test was used to compare these methods using echocardiography as gold standard. RESULTS: The cardiothoracic ratio showed 17% sensitivity for detection of left ventricular hypertrophy, only indicating cardiac alterations at an advanced stage. Frontal plus lateral views showed sensitivity of 52%, which rose to 54% when chest radiography was associated with electrocardiogram. The oblique views did not significantly improve chest radiography accuracy. Chest radiography presented high specificity and elevated sensitivity for detection of aortal enlargement. Interestingly, this alteration was present in half of the hypertensive patients with left ventricular hypertrophy. CONCLUSION: We conclude that the association chest radiography-electrocardiogram is useful for the screening of hypertensive patients for the diagnosis of left ventricular hypertrophy, especially if echocardiogram is unavailable. (Arq Bras Cardiol. 2012; [online].ahead print, PP.0-0)
Accuracy of chest radiography plus electrocardiogram in diagnosis of hypertrophy in hypertension
IDepartamento de Doenças Tropicais e Diagnóstico por Imagem, Faculdade de Medicina de Botucatu, UNESP - Universidade Estadual Paulista
IIDepartamento de Clínica Médica, Faculdade de Medicina de Botucatu, UNESP - Universidade Estadual Paulista, Botucatu, SP - Brasil
(Arq Bras Cardiol. 2012; [online].ahead print, PP.0-0)
Left ventricular hypertrophy (LVH) is a marker of poor prognosis in hypertensive patients and its detection leads to a more aggressive therapeutic approach. Longitudinal studies in hypertensive patients and the general population have reported that individuals in whom LVH had declined subsequently presented lower morbidity and mortality rates than those whose left ventricular mass had risen. As a result, the prevention or reversal of hypertensive LVH is widely accepted as a desirable objective1.
The diagnosis of LVH is particularly based on echocardiography. Nevertheless, systemic arterial hypertension is widespread among the population and the echocardiogram (Echo) exam is not available in all locations, in contrast to chest radiographs and Electrocardiogram (ECG), which are inexpensive exams of easy access. Until 20 years ago LVH diagnosis was based on ECG or chest radiographs, but these methods were found insufficient and of low accuracy2. However, we found no study in the literature that sought to evaluate the accuracy of chest radiographs, with at least two views, associated with ECG, defining the actual role of these exams in approaching hypertensive patients at risk for LVH. The main guidelines for the diagnosis and management in arterial hypertension3,4 do not clarify whether chest radiograph is necessary in the initial approach to hypertensive patients, neither how it should be done, if with one or two views.
The cost of applying Echo to the whole population of hypertensive patients is excessively high for poor countries with limited funds for public health. Even in developed countries, it has been reported that the availability of such resources for epidemiological studies is still limited5,1,6. Furthermore, in many countries, specialized physicians perform the exams, thus increasing their costs. For these reasons, it can hardly be employed as a routine exam in public health programs for early detection of LVH in hypertensive patients and for prevention of its serious consequences.
The main objective of this study was to evaluate whether the chest radiograph-plus-ECG association attains an accuracy that justifies its use in the detection of LVH in hypertensive patients. In addition, we sought to verify the usefulness of the cardiothoracic ratio in the detection of hypertrophy or dilation of the left ventricle, compared with the full radiographic study including two or four views of the cardiac area and the utility of oblique views in relation to frontal and lateral views in evaluating enlargement of dimensions in left cardiac chambers.
This is a cross-sectional, prospective study including subjects recruited at the time of routine follow-up appointments. All patients agreed to participate and the Institution's Ethics Committee approved the procedures.
One hundred and seventy-seven consecutive patients older than 18 years were included in the study. They had previous diagnosis of arterial hypertension and were referred from primary health care centers for echocardiography examination for LVH screening. The exclusion criteria were cardiovascular disease other than hypertension, overt heart failure, pregnancy, bundle branch block or atrial fibrillation in ECG, and poor technique exams. Clinical evaluation, chest radiograph, electrocardiogram and echocardiography were performed on the same day.
It was performed by a cardiologist and included a complete history and physical exam. After resting for at least 10 min in supine position, systolic and diastolic blood pressures were determined as the average of three replicate measurements taken 1 min apart using a mercury sphygmomanometer.
Four views digitalized chest radiographs (frontal, lateral, right anterior oblique and left anterior oblique) were obtained according to international recommendations and using the equipment Radiological Set MULTIX B - 500 mA, Siemens, Erlangen, Germany. Digitalized images were acquired using the Module ADC COMPACT PLUS, AGFA, Germany, utilizing phosphorus screens and the DRY laser printer STAR 3000, also from AGFA.
The following criteria were used for diagnosis of LVH: cardiothoracic ratio greater than 0.50, signs of left ventricle dilation or rounding of the cardiac silhouette, in frontal and lateral views (
Using Echo as the gold standard, sensitivity, specificity and accuracy were calculated as well as the positive and negative predictive values, utilizing only the frontal and lateral views, which were later associated with the two oblique views.
The radiographs were analyzed by two independent radiologists, blinded as to the ECG and echocardiography results. In cases of disagreement, the exam was evaluated jointly, thereby obtaining a consensus. Using this method, the interobserver variability for LVH diagnosis was 4.52% in our imaging laboratory.
ECG was accomplished by means of the ECG Acquisition Module on a TEB brand computer, Brazil. Thus, 12 simultaneous derivations were obtained digitally with duration of 8 seconds and the measurements realized with an automatic cursor.
The scoring system of Romhilt and Estes8 was applied to evaluate left ventricular overload. Romhilt established that a sum of points greater than or equal to 5 constitutes a diagnosis of left ventricular overload, while a score equal to 4 is suggestive of this condition. We consider patients with a score of at least 4 to be positive for LVH.
All exams were performed by the same cardiologist using a Philips HP Sonnos 2000 apparatus (Bloomfield, CT, USA) equipped with an ultrasonic multifrequency 3.5 MHz/2.25 transducer of 2.0-3.5 MHz, with simultaneous electrocardiographic recording and image registry system. The exams were performed including M-mode measurement of left atrial and left ventricular dimensions according to the recommendations of the American Society of Echocardiography9. Aortic valve outflow and mitral valve inflow were analyzed by pulsed wave Doppler from apical five-chamber and four-chamber views, respectively.
Reference upper limit values for LV mass normalized for body surface area (95 g/m2 for women and 115 g/m2 for men)9 were used for echocardiographic diagnosis of LVH. The relative wall thickness (RWT) was calculated as (IVSd + PWTd)/LVIDd, where IVSd, PWTd and LVIDd are the diastolic interventricular septum thickness, posterior wall thickness and LV internal dimension, respectively. The reference upper limit for RWT was 0.42. Based on LV morphology, patients were classified into four categories: concentric hypertrophy (LV hypertrophy and increased RWT), eccentric hypertrophy (LV hypertrophy and normal RWT), concentric remodeling (normal LV mass and increased RWT) and normal geometry (normal LV mass and normal RWT). The criteria used for definition of hypertensive cardiopathy were: presence of LV hypertrophy or concentric remodeling, systolic ventricular dysfunction or LV dilation. The diagnostic criteria for LV dilation, left atrium (LA) enlargement and aorta dilation were10: LV
According to the data obtained, frequencies were calculated for the categorized variables and the descriptive statistics for the numeric variables. For Echo morphometric findings, the difference in means was calculated by gender by the Student's t test. Values were calculated for sensitivity, specificity and accuracy as well as positive and negative predictive values for each exam and for associations of exams; in this case LVH was diagnosed if chest radiograph or ECG were positive for hypertrophy. For analysis of some of the differences observed among these measures, the chi-square test was employed. In all tests the significance level was considered 5% (p<0.05).
Seventy-five male and 102 female patients aged between 20 and 85 years (mean 52.6 years and median 54 years) were included in the study. Mean systolic and diastolic blood pressures were 149 ± 23.8 and 93 ± 16.0 mmHg, respectively. The time course of the disease reported by the patients was 9.5 years. Body mass index and medical history of arterial hypertension, dyslipidemia, diabetes, and tobacco smoking are shown in
Twenty patients (11%) presented an elevated cardiothoracic ratio, whereas 142 (80%) displayed a normal cardiothoracic ratio. In 15 cases (8%), the chest radiograph was unsuitable for cardiothoracic ratio evaluation due to elevated diaphragmatic domes. These were excluded from the analysis of accuracy of cardiothoracic ratio for diagnosis of LVH. The sensitivity, specificity, positive and negative predictive values as well as accuracy of the cardiothoracic ratio for LVH detection in hypertensive patients are shown in
The analysis of cardiac silhouette in the frontal and lateral view for determination of LV alterations, as initially suspected, was much more sensitive than isolated analysis of the cardiothoracic ratio. The chest radiograph findings in relation to LVH and their comparison with Echo are presented in
The complete study including both right and left oblique anterior radiographs with a suitable technique was obtained in 153 patients. The diagnoses accomplished utilizing only frontal and lateral views were compared with those obtained from the four views. The differences observed did not present the level of statistic significance through the Chi-square test (p>0.05). The p-value calculated was 1 for sensitivity, p=0.486 for specificity and p=0.639 for accuracy. Chest radiographs without oblique projections presented sensitivity of 50.0% and specificity of 67.3%, with accuracy of 62.7% for detection of LVH. The inclusion of oblique views slightly increased sensitivity (52,5%) without significance.
The chest radiographs showed very low sensitivity for detection of left atrial enlargement, independently of the number of views (9.8% for two views and 13.7% for four views). The specificities were, respectively, 90.7% and 83.3%. Chest radiographs showed high sensitivity (72.7%) for detection of increased aortal diameter. Negative predictive value was 97.2% and specificity and accuracy were approximately 62%. Interestingly, half of the patients presenting aortal dilatation also had LVH (
Venous congestion was identified in radiographs of 22 patients (12.4%), including 20 in mild form and 2 with signs of blood redistribution. All of them showed preserved systolic function, and 17 presented with diastolic dysfunction in Echo. Despite the low sensitivity of this finding for diastolic dysfunction (13.8%), the specificity was high (90.7%).
Sixteen patients presented Romhilt score
When patients were separated by gender, we observed that sensitivity was greater in men than in women, being 16.7% and 10.0% respectively. Specificity was 87.7% for men and 95.8% for women. The differences observed did not present level of statistic significance through the Chi-square test (p>0.05), with p-value of 0.8217 for sensibility and 0.1676 for specificity.
Due to the low sensitivity of ECG in LVH detection (12.5%), no significant increase was observed in sensitivity by chest radiographs (52%) when associated with ECG for diagnosis of LVH in hypertensive patients (54%), as shown in
This study demonstrates the accuracy of chest radiograms associated to conventional ECG compared with echocardiography for LVH diagnosis in hypertensive patients. Echocardiogram was taken as golden standard because of its worldwide use for cardiac evaluation, particularly for LVH screening in hypertensive patients. The prevalence of LVH in this population was in accordance with other authors1,11-13.
The use of two radiological views for analyzing cardiac silhouette and identifying LV size alterations, as initially suspected, was much more sensitive than isolated analysis of the cardiothoracic ratio. The addition of oblique views did not improve the accuracy of posteroanterior and lateral projections for detection of enlargement of the left ventricle and left atrium. These results explain the poor accuracy of chest radiograms found by others that used only the cardiothoracic ratio or measures of cardiac enlargement as a whole for detection of left ventricular enlargement5,14-20. Since the studies of Eyler et al.21 and of Hoffman and Rigler22, the importance of lateral radiography has become evident for evaluation of the left ventricle. Preserved cardiothoracic ratio did not exclude augmented LV posterior wall thickness, which occurred in 42% of patients in a study using Echo as the gold standard in hypertensive patients15.
The subjective/visual evaluation of left ventricular size proved to be as sensitive as any of the used measures23. This was also observed in the first 50 patients of this study and so we have abandoned these objective measurements.
It is not possible to differentiate, by radiology, hypertrophy from dilation24. Therefore, the patients with any of these alterations were jointly classified as altered, using the term LVH as a means of comparison with Echo.
The radiological finding of altered cardiac silhouette from a single view cannot be exploited since enlargement of the left ventricle can simulate augmentation of the right ventricle and vice versa25,266, so that a minimum of two views is needed to confirm or discard this finding. Enlargement of the right ventricle provokes dislocation of the left ventricle simulating increase of the latter, a phenomenon initially described by Dinsmore et al. in 196625.
Chest radiograph is an extremely widespread diagnostic method. In this study, the interpretation of radiographs by specialists must have had a role in the detection of cardiac silhouette alterations, even in the absence of evident cardiomegaly.
We did not observe significant differences in the radiological detection of concentric remodeling and LVH, suggesting that both concentric remodeling and LVH cause change in the left ventricular contour equally detectable by radiology, although with lower sensitivity in the first case.
The slight increase in sensitivity obtained by the use of oblique radiographs in evaluating both left ventricle hypertrophy and left atrial enlargement showed the poor utility of these views in the investigation of hypertensive patients. The sensitivity for detecting left atrial enlargement was very low independently of inclusion of oblique radiographs, despite elevated specificity. These findings are in agreement with previous studies26,27.
Interestingly, we found an important association between augmented aorta in radiograms and echocardiogram, a much closer association than that found for the left ventricle. The aortic knob measured at chest radiographs is performed more distal than in the Echo measurement, which is performed at the aortic valve level. As the effect of hypertension is greater at the aortic knob than the aortic root28 the chest radiograph may have detected cases of true aortic dilation that Echo interpreted as normal. Such cases end up being interpreted as false positives. Therefore, this correlation would be even better if the Echo measures had been taken at the aortic arch. Importantly, there was a close association between LVH and aortal dilation in chest radiography, in accordance with others28,29.
Despite the high specificity of 93%, the sensitivity of ECG for detecting LVH in this study was very low, only 12%. It must be considered that this diagnosis utilized the scoring criterion of Romhilt and Estes6 in hypertensive patients under pharmacological treatment. Electrocardiographic criteria for LVH in hypertensive patients have shown sensitivities varying from 12% to 51% and specificities from 69% to 96%2,30.
Considerable controversy exists as to which of the numerous electrocardiographic criteria for LVH have the best sensitivity and specificity. However, the accuracy of these particular criteria depends on the prevalence and severity of LVH in the studied populations31. This fact explains the distinct sensitivities found in the FRAMINGHAM Cardiac Study32,33 in general population and other studies in patients with cardiac diseases including arterial hypertension. In the first case, ECG presented a very poor sensitivity excluding this one as a cost effective method. On the contrary, in patients with cardiac diseases, ECG despite the low sensitivity has a sufficiently high specificity to recommend its use in routine clinical evaluation of hypertensive patients2,30. Also, it has been suggested that, electrocardiographic-modified criteria for LVH detection would improve accuracy compared to standard criteria30,34,35.
Our findings show that chest radiographs are more sensitive than ECG for LVH detection in hypertensive patients, in accordance with Kannel et al.19 On the other hand Drayer and Zegarelli18 reported that LVH can be more accurately evaluated by ECG than by physical exam or chest radiograph. However, the authors used only the cardiothoracic ratio.
Most of studies using radiographic exam limited to a single view for evaluation of the cardiothoracic ratio, have indicated that chest radiograph and ECG, separately, present very limited value in LVH diagnosis12,13,15-17,36-38. However, the combination of both could constitute a good method for LVH diagnosis at the primary level of health care, which was demonstrated in this study.
Echo provides numerous additional parameters on cardiac geometry and performance without the disadvantage of ionizing radiation, which despite of being very low is present on chest radiograph. However, echocardiograms are not available for every patient with arterial hypertension. This matter is pertinent not only in underdeveloped countries but also, as has been reported in developed ones4,30,39. Echo presents some limitations in patients with inadequate acoustic window as observed in some cases of Chronic Obstructive Pulmonary Disease or obesity. Magnetic Resonance Imaging does not present such limitations, and is, nowadays, the best method to evaluate LVH. However, it is too expensive for routine use or in public health programs for early detection of LVH in hypertensive patients.
The high sensitivity in detection of aortal enlargement is a finding that should receive greater priority in the hypertensive patient, even when without any other radiological alteration, given its association with LVH in about half of them. Thus, an augmented aorta in the chest radiograph of a hypertensive patient might be considered an important marker of hypertensive heart disease. This would constitute a situation where Echo would be prioritized. Furthermore, radiological standardization of normal aortal dimensions, according to age and gender, and its validation with other gold standard image method would make chest radiograph even more sensitive for detection of aortal dilatation and even as a radiological marker of LVH in hypertensive patients.
Simone et al.40 claimed that the generalized use of Echo to detect LV hypertrophy would double the cost of the initial work-up for arterial hypertension (including ECG), a burden that needs to be proven useful and of additional value in terms of information needed to guide physicians' decisions for patient management. With present knowledge, the Echo does not add critical information for decision-making when other information on cardiovascular risk factors and target organ damage already mandates classification of patients in the high or very high-risk rank.40 Therefore, if LVH is detected by chest radiography or ECG it should be assumed as an indication of cardiac damage, even before accomplishing Echo.
We conclude that the accuracy of chest radiography plus ECG for diagnosis of LVH is sufficient to justify its use in the initial evaluation of hypertensive patients. The cardiothoracic ratio presents very low sensitivity for detecting LVH. Radiographic cardiac examination must always be accomplished with at least two basic views, frontal and lateral. The addition of oblique views does not improve the accuracy of the exam for detection of enlarged dimensions in the left ventricle and left atrium, and aorta dilatation is an important marker of LVH in chest radiographs. Therefore, because these exams are inexpensive and easily available in primary care centers, it is our opinion that two-view chest radiograph along with the 12-lead electrocardiogram should be included in the routine initial approach to hypertensive patients. Thus, it should be valorized mainly the sensibility of chest radiography related to the direct signs of left ventricle hypertrophy/enlargement and the enlargement of the aorta and the high specificity of the cardiothoracic ratio and Electrocardiogram.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
This study was funded by Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP 2004/ 09460-5].
This article is part of the doctoral thesis submitted by Sergio Marrone Ribeiro , from Faculdade de Medicina de Botucatu - UNESP.
Sergio Marrone Ribeiro Rua Nelo Pedretti, nº 420, Chácara Montagna Postal Code 18609-030, Botucatu, SP - Brazil E-mail:
Manuscript received September 27, 2011; manuscript revised September 27, 2011; accepted April 9, 2012.