LV: left ventricle; LA: left atrium.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
Marcelo Tavares
Mitral annular plane systolic excursion (MAPSE), a parameter that can be obtained from transthoracic echocardiography or nuclear magnetic resonance (NMR), is capable of reflecting the longitudinal systolic function of the left ventricle (LV) and may change earlier than the LV ejection fraction (LVEF), estimated by usual methods. Furthermore, it also presents a correlation with global longitudinal strain (GLS), assessed by speckle tracking in two-dimensional (2D) echocardiography. The importance of MAPSE extends to the ease with which it can be obtained and reproduced, especially in patients with poor image quality, for whom LVEF and GLS may be inaccurate. This review intends to clarify the evidence available in the literature on MAPSE, which, despite its applicable usefulness in the context of various heart diseases, is an underused index in clinical practice.
LV: left ventricle; LA: left atrium.
Mitral annular plane systolic excursion (MAPSE) is an ultrasound parameter obtained from motion mode (M-mode) over the lateral aspect of the mitral valve annulus. It evaluates its movement during the cardiac cycle (
The American Society of Echocardiography and European Association of Cardiovascular Imaging Guidelines recommend its use as a surrogate parameter when LVEF or global longitudinal strain (GLS) cannot be accurately obtained in patients with poor image quality, as both methods require left ventricular (LV) endocardial tracking, which is highly dependent on adequate visualization.
MAPSE can quantitatively reflect LV longitudinal systolic function, as the longitudinal movement of the mitral valve annulus leads LV pumping, unlike the apex, whose position is relatively stationary.
The MAPSE value may be determined from four locations in the atrioventricular plane, equivalent to the septal, lateral, anterior, and posterior walls, viewed in the apical four- and two-chamber windows in M-mode. The cursor must be parallel to the LV walls (
A large multicenter study
| Men | Women | |
|---|---|---|
| Msep (mm) | 9-19 | 9-19 |
| Mlat (mm) | 10-20 | 10-21 |
| STEsep (mm) | 7-16 | 7-16 |
| STElat (mm) | 6-18 | 6-19 |
| STEm (mm) | 7-17 | 8-17 |
| nSTEm (%) | 8-19 | 9-21 |
M-mode: motion mode; 2D-STE: speckle tracking by 2D echocardiography; Msep and Mlat: Septal and lateral MAPSE by M-mode echocardiography, respectively; STEsep, STElat, and STEmid: septal, lateral, and midpoint MAPSE measured by 2D-STE; nSTEmid: STEmid normalized by LV long axis length in end-diastole. Adapted from WANG et al. (2023).
There are many studies on the usefulness of MAPSE in assessing LV longitudinal systolic function in heart failure (HF). However, recent publications also present it as a tool with prognostic value in the setting of ischemic heart disease, valvular heart disease, cardiomyopathies, septic shock, and cardio-oncology.
In this sense, as this study will show, MAPSE may be altered in certain cardiac conditions even when the LVEF is still normal.
MAPSE can also be assessed by cardiac nuclear magnetic resonance (NMR) and is considered an important independent predictor of serious adverse cardiac events (death, non-fatal myocardial infarction, hospitalization for HF or unstable angina, and late revascularization). According to the study by Rangarajan et al. (2016),
This review article will describe the main clinical applications available in the literature for MAPSE, a parameter that is easy to apply but often forgotten in practice.
Reduced MAPSE reflects the presence of impaired longitudinal function, providing complementary information to ejection fraction, which represents the overall result of longitudinal and circumferential contraction.
Patients with preserved LVEF were divided into three groups according to the value of lateral MAPSE: low (<12 mm), relatively preserved (12-15 mm), and high (≥15 mm). The diastolic dysfunction rate and all-cause hospitalization proved to be higher in the low and relatively preserved groups than in the high group, whereas the pro-BNP level and mortality rate were higher in the low group when compared with the relatively preserved and high groups.
There is also evidence that MAPSE, measured at rest and during exercise (on a treadmill using the modified Bruce protocol), correlates well with more sophisticated measurements of ventricular function in patients with HF with preserved ejection fraction (HFpEF), and is, therefore, a useful measure for the early detection of left ventricular dysfunction, which in HFpEF is most evident during exercise testing.
In the early stages of systemic arterial hypertension (SAH), before the appearance of symptoms related to HF or the reduction in LVEF (<50%), it is already possible to identify abnormalities in the longitudinal components of mechanical contractility and systolic dysfunction. In these patients, parameters were studied to determine the transition between structural abnormalities and myocardial dysfunction early.
LVEF was identical in hypertensive and healthy patients, while GLS and MAPSE were lower in the first group. Patients with moderate or severe ventricular hypertrophy (septum ≥13 mm) presented longitudinal systolic dysfunction, with GLS being reduced more than MAPSE even in the presence of small structural changes; conversely, LVEF was insensitive for detecting longitudinal myocardial dysfunction in patients with hypertension.
The prognostic value of MAPSE obtained by cardiac NMR was evaluated in a large multicenter population of SAH patients. The risk of death was significantly higher in patients with lateral MAPSE lower than 10 mm, even after adjustment for clinical and imaging risk factors, as well as in the subgroups of patients with preserved LVEF and those without a history of myocardial infarction.
In patients with aortic valve stenosis, MAPSE changes earlier when compared to LVEF or other parameters that assess ventricular function, which may be normal. Furthermore, it has a lower value in symptomatic patients when compared to asymptomatic and severe patients. It is also useful in predicting the onset of symptoms.
Bedside transthoracic echocardiography is essential for the diagnosis and treatment of left ventricular systolic dysfunction in critically ill patients, especially those with septic shock, for whom septic cardiomyopathy may be present in 40% of the cases.
Longitudinal systolic function may be more sensitive in detecting cardiac depression than LVEF. Therefore, when assessing cardiac function in patients with septic shock and normal LVEF, longitudinal function indices, such as MAPSE, should be taken into account.
A significant advantage, in the emergency or intensive care setting, is that MAPSE assessment does not require good image quality or an experienced operator. The decrease in value correlates with LV systolic dysfunction and may precede changes in LVEF during acute myocardial infarction. It also correlates with elevated levels of brain natriuretic peptides and isolated diastolic dysfunction.
A study with 61 emergency physicians found that MAPSE measurement was easily performed with minimal training and excellent inter-user agreement. An <8 mm value had a moderate predictive value and high specificity for LVEF <50%, and was more specific for identifying a reduced LVEF than the commonly used qualitative assessment.
In the context of acute ST-segment elevation myocardial infarction (STEMI), the risk of cardiovascular complications after revascularization, including mortality, is considerable. It is suggested that MAPSE provides significantly greater prognostic validity than LVEF in this patient population.
In a study of 247 patients undergoing coronary artery bypass grafting surgery, MAPSE was able to predict the development of postoperative atrial fibrillation (AF), with an area under the Receiver Operating Characteristic (ROC) curve (AUC) of 0.831 (95% CI 0.761-0.901,p <0.001), in addition to sensitivity and specificity of 90% and 81%, respectively.
In patients who underwent catheter ablation with pulmonary vein isolation, reduced MAPSE and increased left atrial volume index represented risk factors for AF recurrence.
Cardiotoxicity associated with cancer therapies is detected early through GLS and LVEF in echocardiography; however, ultrasound imaging may be affected, especially in postoperative patients with left breast cancer or those with high obesity. The European cardio-oncology guideline
In breast cancer patients treated with preoperative or postoperative chemotherapy (anthracyclines and trastuzumab), the following cutoff values were identified for septal MAPSE, lateral MAPSE, and mean MAPSE (septal and lateral), respectively: 11.7 mm (AUC = 0.65, p = 0.02; sensitivity 79%; specificity 45%), 13 mm (AUC = 0.82, p = 0.001; sensitivity 94%; specificity 96%) and 11.7 mm (AUC = 0.87, p < 0.001; sensitivity 83%; specificity 80%), respectively.
In another study, MAPSE and peak mitral annular systolic velocity (S’) showed good accuracy, sensitivity, and positive predictive value for detecting anthracycline therapy-related cardiac dysfunction (ATRCD), with GLS being used as the gold standard diagnostic test to define it. The authors stated that these conventional echocardiographic parameters may work as screening tools to detect subclinical ATRCD in resource-limited settings.
In patients who underwent neoadjuvant chemoradiotherapy for esophageal or esophagogastric junction cancer, no change was identified in LV GLS after treatment. However, septal MAPSE decreased significantly, showing that chemoradiotherapy appears to induce an acute negative effect on left ventricular systolic function, which was not observed for chemotherapy.
MAPSE has some disadvantages inherent to the method. It is not able, for instance, to detect regional dysfunctions in the myocardium, unlike GLS. Furthermore, there are no normalized values for variations in heart size between different patients, especially in children. Its value may also be influenced by moderate to large pericardial effusion, since the cardiac apex, which is relatively stationary under normal conditions, becomes mobile, interfering with the true MAPSE measurement. Similarly, paradoxical septum due to right ventricular dysfunction alters septal MAPSE, and in these conditions, lateral MAPSE should be used. Finally, it is not possible to perform a direct measurement on the mitral annulus when it has significant calcification; in this case, the measurement must be made slightly higher up in the myocardium.
In addition to being readily available and easy to use, MAPSE is a useful parameter in the clinical assessment of LV longitudinal systolic function in different contexts, such as HF, septic cardiomyopathy, and cardio-oncology, and may be altered even when LVEF is normal. Studies on its applicability are still scarce in the literature. Therefore, it is hoped that this review will allow more research to be carried out on MAPSE so that its use can be expanded in medical practice.
There were no external funding sources for this study.
This study is not associated with any thesis or dissertation work.
This article does not contain any studies with human participants or animals performed by any of the authors.
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
Marcelo Tavares
A excursão sistólica do plano anular mitral (MAPSE), um parâmetro que pode ser obtido a partir da ecocardiografia transtorácica ou ressonância nuclear magnética (RNM), é capaz de refletir a função sistólica longitudinal do ventrículo esquerdo (VE), podendo se alterar de forma mais precoce que a fração de ejeção do VE (FEVE), estimada por métodos usuais. Além disso, também apresenta correlação com o strain global longitudinal (SGL), avaliado pelo speckle-tracking na ecocardiografia bidimensional. A importância da MAPSE se estende para a facilidade com que pode ser obtida e reproduzida, especialmente em pacientes com baixa qualidade de imagem, nos quais a FEVE e o SGL podem ser imprecisos. O objetivo desta revisão foi elucidar as evidências disponíveis na literatura sobre a MAPSE, que, apesar de sua utilidade aplicável no contexto de diversas doenças cardíacas, é um índice subutilizado na prática clínica.
VE: ventrículo esquerdo; AE: átrio esquerdo.
A excursão sistólica do plano anular mitral (MAPSE) é um parâmetro ultrassonográfico obtido a partir do modo movimento (modo M) sobre o aspecto lateral do anel da válvula mitral e avalia seu movimento durante o ciclo cardíaco (
As Diretrizes da Sociedade Americana de Ecocardiografia e da Associação Europeia de Imagem Cardiovascular recomendam seu uso como parâmetro substituto quando a FEVE ou o strain global longitudinal (SGL) não podem ser obtidos com precisão em pacientes com baixa qualidade de imagem, já que ambos os métodos precisam do rastreamento endocárdico do ventrículo esquerdo (VE), que é altamente dependente de uma visualização adequada.
A MAPSE é capaz de refletir a função sistólica longitudinal do VE de forma quantitativa, pois o movimento longitudinal do anel da válvula mitral lidera o bombeamento do VE, ao contrário do ápice, cuja posição é relativamente estacionária.
A determinação do valor da MAPSE pode ser feita a partir de quatro locais do plano atrioventricular, equivalentes às paredes septal, lateral, anterior e posterior, visualizadas nas janelas apical de quatro e duas câmaras no modo M. O cursor deve estar alinhado paralelamente às paredes do VE (
Um grande estudo multicêntrico
| Homens | Mulheres | |
|---|---|---|
| Msep (mm) | 9-19 | 9-19 |
| Mlat (mm) | 10-20 | 10-21 |
| STEsep (mm) | 7-16 | 7-16 |
| STElat (mm) | 6-18 | 6-19 |
| STEm (mm) | 7-17 | 8-17 |
| nSTEm (%) | 8-19 | 9-21 |
Modo M: modo movimento; 2D-STE: speckle tracking por ecocardiografia bidimensional; Msep e Mlat: MAPSE septal e lateral por ecocardiografia em modo M, respectivamente; STEsep, STElat e STEm: MAPSE septal, lateral e de ponto médio medido por 2D-STE; nSTEmid: STEmid normalizado pelo comprimento do eixo longo do VE na diástole final. Adaptado de Wang et al.
Há muitos estudos sobre a utilidade da MAPSE na avaliação da função sistólica longitudinal do VE na insuficiência cardíaca (IC), mas publicações recentes mostram-na como uma ferramenta de valor prognóstico também no cenário de doença cardíaca isquêmica, valvopatias, cardiomiopatias, choque séptico e cardio-oncologia.
Nesse sentido, como será evidenciado adiante, a MAPSE pode estar alterada em certas condições cardíacas mesmo quando a FEVE ainda é normal. A
A MAPSE pode, ainda, ser avaliada por ressonância nuclear magnética cardíaca (RNM), sendo considerada um importante preditor independente de eventos cardíacos adversos graves (morte, infarto do miocárdio não fatal, hospitalização por IC ou angina instável, e revascularização tardia). Conforme o estudo de Rangarajan et al.,
Neste artigo de revisão, serão descritas as principais aplicações clínicas disponíveis na literatura para a MAPSE, um parâmetro de fácil aplicação, mas, muitas vezes, esquecido na prática.
A MAPSE reduzida reflete a presença de função longitudinal prejudicada, fornecendo informações complementares à fração de ejeção, que representa o resultado global da contração longitudinal e circunferencial.
Pacientes com FEVE preservada foram divididos em três grupos quanto ao valor da MAPSE lateral: baixo (<12 mm), relativamente preservado (12-15 mm) e alto (≥15 mm). Verificou-se que a taxa de disfunção diastólica e hospitalização por todas as causas foi maior nos grupos baixo e relativamente preservado do que no grupo alto, enquanto o nível de pró-BNP e a taxa de mortalidade foram maiores no grupo baixo em comparação com os grupos relativamente preservados e altos.
Também há evidência de que a MAPSE, medida em repouso e no exercício (em esteira, por meio do uso do protocolo de Bruce modificado), se correlaciona bem com medições mais sofisticadas da função ventricular em pacientes com IC com fração de ejeção preservada (ICFEp), sendo, portanto, uma medida útil para detectar precocemente a disfunção ventricular esquerda, que, na ICFEp, é mais evidente durante o teste de exercício.
Em estágios iniciais da hipertensão arterial sistêmica (HAS), antes do aparecimento de sintomas relacionados à IC ou da redução da FEVE (<50%), já é possível identificar anormalidades nos componentes longitudinais da contratilidade mecânica e disfunção sistólica. Nesses pacientes, foram estudados parâmetros para determinar precocemente a transição entre anormalidades estruturais e disfunção miocárdica.
Verificou-se que a FEVE foi idêntica em pacientes hipertensos e saudáveis, enquanto o SGL e a MAPSE foram menores no primeiro grupo. Pacientes com hipertrofia ventricular moderada ou grave (septo ≥13 mm) tiveram disfunção sistólica longitudinal, tendo o SGL reduzido mais que a MAPSE mesmo na presença de pequena alteração estrutural; de modo contrário, a FEVE foi insensível para a detecção de disfunção miocárdica longitudinal em pacientes com hipertensão.
O valor prognóstico da MAPSE obtido por RNM cardíaca foi avaliado em uma grande população multicêntrica de pacientes com HAS. O risco de morte foi significativamente maior em pacientes com MAPSE lateral menor que 10 mm, mesmo após o ajuste para fatores de risco clínicos e de imagem, bem como nos subgrupos de pacientes FEVE preservada e naqueles sem histórico de infarto do miocárdio.
Em pacientes com estenose valvar aórtica, a MAPSE se altera de forma mais precoce em comparação à FEVE ou outros parâmetros que avaliam a função ventricular, que podem estar normais. Ademais, possui valor menor em pacientes sintomáticos em comparação com assintomáticos e graves, também tendo utilidade na previsão do início dos sintomas.
A ecocardiografia transtorácica beira-leito é essencial para o diagnóstico e tratamento da disfunção sistólica ventricular esquerda em pacientes com doenças críticas, especialmente aqueles com choque séptico, nos quais a cardiomiopatia séptica pode estar presente em 40% dos casos.
A função sistólica longitudinal pode ser mais sensível na detecção de depressão cardíaca do que a FEVE. Portanto, na avaliação da função cardíaca em pacientes com choque séptico e FEVE normal, deve-se valorizar índices de função longitudinal, como a MAPSE.
Uma vantagem significativa, no ambiente da emergência ou de terapia intensiva, é que a avaliação da MAPSE não requer boa qualidade de imagem ou um operador experiente. A redução do seu valor se correlaciona com a disfunção sistólica do VE e pode preceder alterações na FEVE durante o infarto agudo do miocárdio. Também tem correlação com a elevação nos níveis de peptídeos natriuréticos cerebrais e com a presença de disfunção diastólica isolada.
Um estudo com 61 médicos emergencistas identificou que a medição da MAPSE foi facilmente realizada com treinamento mínimo e excelente concordância entre os usuários. Um valor <8 mm teve um valor preditivo moderado e alta especificidade para FEVE <50%, sendo mais específico para identificar uma FEVE reduzida do que a avaliação qualitativa, habitualmente utilizada.
No contexto do infarto agudo do miocárdio com supra de segmento ST (IAMCSST), o risco de complicações cardiovasculares subsequentes à revascularização, incluindo mortalidade, é considerável. É sugerido que a MAPSE fornece uma validade prognóstica significativamente maior do que a FEVE nessa população de pacientes.
Em um estudo com 247 pacientes submetidos à cirurgia de revascularização do miocárdio (bypass), a MAPSE foi capaz de predizer o desenvolvimento de fibrilação atrial (FA) pós-operatória, com uma área sob a curva (AUC) ROC (do inglês, Receiver Operating Characteristic) de 0,831 (IC 95% 0,761-0,901, p <0,001), além de sensibilidade e especificidade, respectivamente, de 90% e 81%.
Em pacientes que realizaram ablação por cateter com isolamento de veias pulmonares, MAPSE reduzida e índice de volume atrial esquerdo aumentado representaram fatores de risco para recorrência de FA.
A cardiotoxicidade associada a terapias para câncer é detectada precocemente por meio do SGL e FEVE na ecocardiografia, mas a imagem ultrassonográfica pode ser afetada especialmente em pacientes em pós-operatório de câncer de mama esquerda ou portadores de obesidade alta. A diretriz europeia de cardio-oncologia
Em pacientes com câncer de mama tratadas com quimioterapia pré ou pós-operatória (antraciclinas e trastuzumabe), foram identificados os seguintes valores de corte para a MAPSE septal, MAPSE lateral e MAPSE média (septal e lateral), respectivamente: 11,7 mm (AUC = 0,65, p = 0,02; sensibilidade 79%; especificidade 45%), 13 mm (AUC = 0,82, p = 0,001; sensibilidade 94%; especificidade 96%) e 11,7 mm (AUC = 0,87, p <0,001; sensibilidade 83%; especificidade 80%), respectivamente.
Em outro estudo, a MAPSE e o pico da velocidade sistólica do anel mitral (S’) apresentaram boa precisão, sensibilidade e valor preditivo positivo para detectar disfunção cardíaca subclínica relacionada à terapia com antraciclina (DCRTA), tendo sido utilizado o SGL como teste diagnóstico padrão-ouro para defini-la. Os autores afirmaram que esses parâmetros ecocardiográficos convencionais podem servir como ferramentas de triagem para detectar DCRTA subclínica em locais com recursos limitados.
Em pacientes que realizaram quimiorradioterapia neoadjuvante para câncer de esôfago ou junção esofagogástrica, não houve alteração no SGL do VE após o tratamento, mas a MAPSE septal diminuiu significativamente, evidenciando que a quimiorradioterapia parece induzir um efeito negativo agudo na função ventricular esquerda sistólica, o que não foi observado para a quimioterapia.
A MAPSE apresenta algumas desvantagens inerentes ao método. Não é capaz, por exemplo, de detectar disfunções regionais no miocárdio, ao contrário do SGL. Além disso, não há valores normalizados referentes a variações no tamanho cardíaco entre diferentes pacientes, especialmente em crianças. Pode, ainda, ter seu valor influenciado pela presença de derrame pericárdio de moderado a grande volume, já que o ápice cardíaco, que, em condições normais, é relativamente estacionário, torna-se móvel, interferindo na verdadeira medida da MAPSE. De modo análogo, o septo paradoxal por disfunção do ventrículo direito altera a MAPSE septal, devendo, nessas condições, ser usado a MAPSE lateral. Por fim, não é possível realizar sua medida direta no anel mitral quando este possui importante calcificação; nesse caso, a medição deve ser um pouco mais acima no miocárdio.
A MAPSE é um parâmetro que, além de ter boa disponibilidade e facilidade de uso, é útil na avaliação clínica da função sistólica longitudinal do VE em diferentes contextos, como IC, cardiomiopatia séptica e cardio-oncologia, podendo estar alterado mesmo quando a FEVE está normal. Ainda há uma escassez de estudos na literatura sobre sua aplicabilidade e, portanto, espera-se que, por meio desta revisão, mais pesquisas sejam realizadas sobre a MAPSE, a fim de que seu uso possa ser ampliado na prática médica.
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.
Este artigo não contém estudos com humanos ou animais realizados por nenhum dos autores.