Keywords

ABC HF

ABC: Heart Failure & Cardiomyopathy

ABC Heart Fail Cardiomyop

2764-3107

Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC

abchf.20220056

10.36660/abchf.20220056

Review Article

Echocardiography in Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: From Primary Care to Tertiary Hospitals

0000-0002-2591-7742

Garcia

Marcelo Iorio

¹²³Critical revision of the manuscript for important intellectual content 1 Universidade Federal do Rio de Janeiro

Rio de Janeiro

Brazil Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ – Brazil 2 Hospital Pró-Cardíaco

Rio de Janeiro

Brazil Hospital Pró-Cardíaco, Rio de Janeiro, RJ – Brazil 3 Clínica São Vicente da Gávea

Brazil Clínica São Vicente da Gávea, RJ – Brazil

Mailing Address: Marcelo Iorio Garcia • Rua Euclides Figueiredo, casa 2. Postal Code 22261-070, Jardim Botânico, RJ - Brazil E-mail: mioriogarcia@gmail.com

Potential Conflict of Interest

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

01 12 2022

Jul-Sep 2022

2 3 268 274 18 08 2022 30 08 2022 30 08 2022

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License

Keywords Heart Failure Prognosis Diagnosis

Introduction

Heart failure (HF) is a highly prevalent and incident clinical syndrome that mostly affects older adults. It is one of the main causes of hospital admission, which is a strong prognostic marker, considering that approximately 50% of hospitalized patients will be readmitted within 6 months.¹

HF with preserved ejection fraction (HFpEF) is hemodynamically defined as an inability of the heart to meet adequate metabolic demands under normal filling pressures. This concept is fundamental, given that patients with normal left ventricular (LV) ejection fraction (EF) (> 50%) usually have normal cardiac output, but are only able to maintain this output at the expense of increased filling pressures. Some patients are known to show signs of congestion at rest, but the vast majority only presents clinical symptoms during effort.²

Echocardiography (ECHO) is the main tool used in this population. It is highly available, noninvasive, and easily applicable. However, EF assessment alone may not be sufficient to support the presence of HFpEF.

Concepts in the diagnosis of heart failure with preserved ejection fraction

HFpEF is currently defined as a clinical syndrome of HF with LVEF > 50% in the absence of a previously reduced EF. Patients’ symptoms fundamentally result from increases in LV filling pressures at rest or during effort. Documenting this increase in pressure using practical and reproducible means is one of the major challenges in the diagnostic process. Guidelines define HFpEF according to:³

Presence of signs and symptoms of HF

LVEF ≥ 50%

Absence of syndromes “simulating” HFpEF

Evidence of increased filling pressures or correlated noninvasive markers (elevated E/e’ ratio, increased left atrial volume, and increased levels of natriuretic peptides)

Clinical syndromes that mimic heart failure with preserved ejection fraction

Patients with HFpEF are typically older, obese, and female and have predisposing comorbidities such as hypertension, metabolic syndrome, lung disease, and renal failure. Differentiating a cardiac origin from noncardiac conditions is very difficult for the physician when faced with patients with nonspecific symptoms suggestive of HF, such as fatigue, reduced effort capacity, dyspnea on exercise, and lower limb edema. This is a very common problem in clinical practice.

Diagnostic scores

Two diagnostic algorithms – the H₂FPEF score and the HFA-PEFF algorithm of the European Society of Cardiology^4,5 – assess pre-test probability in order to distinguish HFpEF from dyspnea of noncardiac origin. The combination of clinical and laboratory data, including electrocardiogram and ECHO analysis, will estimate whether the probability of HFpEF is low, intermediate, or high. The Emerging Topics Update of the Brazilian Heart Failure Guideline⁶ has objectively summarized this line of reasoning (Tables 1 and 2). Figure 1 shows how to apply these scores.

Table 1 H<sub>2</sub>FPEF score for the diagnosis of heart failure with preserved ejection fraction

	CLINICAL VARIABLE	CHARACTERISTICS	POINTS
H₂	Heavy Hypertension	BMI > 30 2 or more anti-hypertensive drugs	2
H₂	Heavy Hypertension	BMI > 30 2 or more anti-hypertensive drugs	1
F	Atrial fibrillation	Paroxysmal or persistent	3
P	Pulmonary hypertension	PASP > 35 mm Hg (echocardiogram)	1
E	Older patients	Age > 60 years	1
F	Filling pressures	E/e' > 9	1

Source: Marcondes Braga et al⁶.

BMI: body mass index; PASP: pulmonary artery systolic pressure.

Table 2 HFA-PEFF score for the diagnosis of heart failure with preserved ejection fraction

Criteria	Major (2 points)	Minor (1 point)
Functional	Septal e' < 7 Lateral e' < 10 or E/e' > 15 or TRV > 2.8 m/s (PASP > 35 mm Hg)	E/e' 9-14 or GLS < 16%
Morphological	Indexed LAV > 34 mL/m² or LV mass 149/122 g/m² (M/W) and RWT > 0.42	Indexed LAV 29-34 mL/m² or LV mass > 115/95 g/m² (M/W) or IVS or PW ≥ 12 mm
Biomarker (sinus rhythm) Biomarker (atrial fibrillation)	NT-proBNP > 220 pg/mL or BNP > 80 pg/mL NT-proBNP > 660 pg/mL or BNP > 240 pg/mL	NT-proBNP 125-220 pg/mL or BNP 35-80 pg/mL NT-proBNP 365-660 pg/mL or BNP 105-240 pg/mL

GLS: global longitudinal strain; IVS: intraventricular septum; LAV: left atrial volume; M: men; NT-proBNP: N-terminal pro–B-type natriuretic peptide; PASP: pulmonary artery systolic pressure; PW: posterior wall; RWT: relative wall thickness; TRV: tricuspid regurgitation velocity; W: women. Source: Marcondes Braga et al.⁶

Figure 1 Diagnostic flowchart of heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF). ECG: electrocardiogram; ECHO: echocardiography; LVEF: left ventricular ejection fraction. Source: Marcondes Braga et al.⁶ Echocardiography

We will now describe the main objective of our review, which consists of extracting the greatest number of data from this great diagnostic tool. Notice the amount of information obtained from ECHO when creating the HFA-PEFF score for HFpEF diagnosis (Table 2). In addition to ventricular diameters and LVEF calculation, an estimate of the pulmonary artery systolic pressure (PASP), the E/e’ ratio by tissue Doppler, the indexed left atrial volume (LAV), the indexed LV mass, the relative wall thickness (RWT) and, if possible, the study of myocardial deformation (global longitudinal strain) will be obtained. The accuracy of the variables provided by the ECHO will be analyzed, as well as how to use them.

Ejection fraction

LVEF should be obtained from a biplanar study, classically using Simpson's method.⁷ The limitations of using EF assessment alone in decision making have been previously described.⁸ However, in the setting of HF, a LVEF > 50% is considered significant, thus starting the clinical reasoning within the HFpEF model.

Estimation of mean left atrial pressure in patients with normal ejection fraction

Careful quantification of cavity dimensions and volumes is extremely important before estimating filling pressures. The presence of structural changes, such as LV hypertrophy and/or left atrial (LA) dilatation, indicates a more marked cavity remodeling. The correct assessment of diastolic function will allow an adequate extraction of volume data. Diastolic dysfunction is a combination of abnormal ventricular relaxation, myocyte deformation, and LA function, culminating in elevated filling pressures.

The first step consists of analyzing the mitral flow pattern, known as the E/A ratio. In many cases, this pattern alone may be sufficient. Patients with an E/A ratio ≤ 0.8 and an E wave velocity ≤ 50 cm/s have a normal mean LA pressure, whereas those with an E/A ratio ≥ 2 have an elevated LA pressure. In intermediate cases, other variables will be used, such as the E/e’ ratio, indexed LAV, and peak tricuspid regurgitation velocity (TRV)⁹ (Figures 2 and 3).

Figure 2 Diastole and volume estimation in heart failure. LA: left atrial; LV: left ventricular; PASP: pulmonary artery systolic pressure. Source: adapted from Nagueh SF.⁹ Figure 3 Diagnostic algorithm based on echocardiographic data. EF: ejection fraction; LA: left atrial; LV: left ventricular. Source: adapted from Nagueh SF.⁹

The relationship between flow velocity in early diastole (E wave, measured by pulsed Doppler) and mitral annular velocity (e’ wave, which represents mean septal and lateral annular velocities, measured by tissue Doppler) reflects the mean capillary pressure (CP). An E/e’ ratio ≥ 15 at rest has good diagnostic sensitivity in identifying an elevated CP, reinforcing the likelihood of HFpEF as the etiology of symptoms. However, an E/e’ ratio in the intermediate range (9-14) is much less sensitive and should not be used as an isolated echocardiographic parameter; the entire diagnostic algorithm should be used instead.¹⁰

This algorithm showed good accuracy (84%) in identifying patients with HFpEF when applied to those with normal LVEF and complaints of fatigue during effort. Clinical evaluation, which included chest radiography and N-terminal B-type natriuretic peptide levels, was only 64% accurate. The use of these echocardiographic variables was also evaluated with regard to the prediction of hospital readmission in 30 days. When the E/e’ ratio was added to the clinical score, there was a 29% increase in the prediction of readmission risk.¹¹

Patterns of diastolic dysfunction are also prognostic markers, as they show changes in left atrial compliance, with atrial dilatation, mitral regurgitation, and atrial fibrillation (AF), the so-called progressive atrial remodeling (Figure 4). The indexed LAV represents a marker of chronic remodeling and is much more accurate than the diameter measure. In patients in sinus rhythm without valve disease, an indexed LAV > 34 mL/m² was an independent predictor of death, HF, and stroke.^12,13 Different cut-off values are recommended for the indexed LAV in patients in sinus rhythm and patients with AF. Table 2 shows major and minor criteria according to the indexed LAV.

Figure 4 Patterns of diastolic dysfunction. LA: left atrial; LV: left ventricular. Source: personal archive.

The PASP is calculated by peak TRV, using the modified Bernoulli equation (PASP = 4 x TRV squared, added to the estimated right atrial pressure). Elevated PASP, especially if associated with right ventricular (RV) dysfunction, is an important variable of poor prognostic in HFpEF.¹⁴ A peak TRV > 2.8 m/s indicates elevated PASP and represents an indirect marker of diastolic dysfunction.¹⁵

Structural changes

Initial studies suggested that patients with HFpEF have concentric LV hypertrophy, which leads to reduced distensibility and, consequently, elevated filling pressures.¹⁶ In addition, indexed LV mass has also shown a modest relationship with invasive measurement of filling pressures (r = 0.41-0.48).^17,18 However, several studies have shown that many patients with HFpEF exhibit concentric remodeling in the absence of hypertrophy or normal ventricular geometry.^19–21 Corroborating this affirmation, LV hypertrophy was recently shown to be highly specific (88%) but not very sensitive (26%) in the diagnosis of HFpEF, meaning that the absence of LV hypertrophy does not rule out HFpEF.³ LV geometry is often classified using RWT, which consists of multiplying the LV posterior wall thickness (PWT) by 2 and dividing it by its end-diastolic diameter (EDD) (RWT = 2xEPP/PWT). There are four different patterns, described in Figure 5.

Figure 5 Patterns of ventricular geometry. Source: adapted from Lang RM.⁷

According to Table 2, assigned points differ according to mass and RWT values. Table 3 summarizes the accuracy of the main markers used.

Table 3 Objective evidence of structural and functional cardiac abnormalities consistent with the presence of diastolic dysfunction/elevated left ventricular filling pressures

Parameter	Cut-off values	Observations
Indexed LV mass Relative wall thickness	> 115/95 g/m² (M/W) > 0.42	Although the presence of concentric remodeling or hypertrophy is a marker of HFpEF, the absence of hypertrophy does not exclude the diagnosis of HFpEF
Indexed LA volume	> 34 mL/m² (sinus rhythm)	In the absence of valve disease, LA dilation reflects chronically elevated LV filling pressures (in AF, the threshold is > 40 mL/m²)
E/e' ratio at rest	> 9	Sensitivity of 78% and specificity of 59% for the presence of HFpEF confirmed by invasive exercise testing. If a higher cut-off value (> 13) is used, the sensitivity is reduced to 46%, but with greater specificity (86%)
Peak tricuspid regurgitation velocity at rest	> 2.8 m/s	Sensitivity of 54% and specificity of 85% for the presence of HFpEF confirmed by invasive stress test

LA: left atrium; AF: atrial fibrillation; HFpEF: heart failure with preserved ejection fraction; LV: left ventricle.

Source: adapted from McDonagh.³

When evaluating LV morphology, pathologies that mimic HFpEF should be excluded. Whenever significant hypertrophy is identified, the diagnosis of amyloidosis should be considered, especially in the presence of pericardial effusion or apical sparing pattern (the LV apex is “spared” from involvement) by global longitudinal strain.²² In a series of patients with thicknesses > 12 mm, amyloidosis accounted for 13% of hospitalized patients with “HFpEF”.²³ Figure 6 shows an example of amyloidosis.

Figure 6 Cardiac amyloidosis with extensive myocardial infiltration, valves, and interatrial septum. RV: right ventricle; RA: right atrium; LV: left ventricle; LA: left atrium. Source: personal archive. Diastolic stress echocardiography – assessment of patients with dyspnea, normal left ventricular ejection fraction, and normal left atrial pressure at rest

Much of the difficulty in diagnosing HFpEF is associated with the fact that filling pressures are often normal at rest and only become elevated during exercise testing. Thus, invasive cardiopulmonary exercise testing has emerged as the gold standard to confirm or exclude the diagnosis of HFpEF as a cause of dyspnea.^24,25 Recent studies have evaluated whether similar data can be obtained noninvasively using diastolic stress ECHO.²⁶ Information acquisition during effort can unmask systolic and diastolic dysfunction. The most frequently studied parameters are the E/e’ ratio and peak TRV, which indicate increases in CP and PASP, respectively. The European Association of Cardiovascular Imaging and the American Society of Echocardiography recommend a staged protocol, preferably on a semi-supine bicycle, until the patient reaches the predicted maximum heart rate or develops limiting symptoms. The test is considered abnormal if the E/e’ ratio at peak stress is ≥ 15, with or without TRV > 3.4 m/s. It should be noted that increased TRV alone should not be used for the diagnosis of HFpEF, as it may simply represent a normal hyperdynamic response to effort, caused by increased pulmonary flow, even in the absence of diastolic dysfunction.^27–29

In the presence of inconclusive results, one should consider performing an invasive stress test, measuring CP at rest and during effort (algorithm described in Figure 1).

Special cases

In patients with AF, the determination of the diastolic function pattern is compromised, given the absence of the A wave. However, filling pressures may be estimated using the E/e’ ratio or other variables. In cases of high filling pressures, the E-wave deceleration time and the isovolumetric relaxation time (IVRT) will be reduced.

In patients with pulmonary hypertension who develop RV overload, ventricular interdependence is usually altered, with a paradoxical septal movement. In these cases, only the lateral mitral annular velocity should be used, as the septal annular velocity will be reduced.

Another common situation, especially among older adults, is mitral annular calcification, which considerably reduces e’ wave velocity, overestimating the E/e’ ratio. In these cases, the E/A pattern on pulsed Doppler and the IVRT should be used instead of the E/e ratio.^30,31

Conclusions

Diagnosing HFpEF is not simple, and the interaction between the clinician and the echocardiographer plays a key role in this process. The examiner has great responsibility and may even screen some patients in the outpatient setting, identifying higher risk phenotypes. Identifying specific imaging features can reduce the time until diagnosis; however, in most cases, clinical suspicion will be raised in a detailed report. There are controversies about the best indexes for obtaining LV filling pressures noninvasively, which are often tested in different settings and with different objectives. The adequate use of each discussed marker, respecting their limitations, will be of great value for the clinician in their etiological search.

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.

Study Association

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

Ethics approval and consent to participate

This article does not contain any studies with human participants or animals performed by any of the authors.

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Thavendiranathan

Popović

Hanna

Plana

Relative Apical Sparing of Longitudinal Strain Using Two-dimensional Speckle-tracking Echocardiography is Both Sensitive and Specific for the Diagnosis of Cardiac Amyloidosis

Heart 2012 98 19 1442 1448

10.1136/heartjnl-2012-302353

Phelan D, Collier P, Thavendiranathan P, Popović ZB, Hanna M, Plana JC, et al. Relative Apical Sparing of Longitudinal Strain Using Two-dimensional Speckle-tracking Echocardiography is Both Sensitive and Specific for the Diagnosis of Cardiac Amyloidosis. Heart. 2012;98(19):1442-8. doi: 10.1136/heartjnl-2012-302353.

González-López

Gallego-Delgado

Guzzo-Merello

Haro-Del Moral

Cobo-Marcos

Robles

Wild-type Transthyretin Amyloidosis as a Cause of Heart Failure with Preserved Ejection Fraction

Eur Heart J 2015 36 38 2585 2594

10.1093/eurheartj/ehv338

González-López E, Gallego-Delgado M, Guzzo-Merello G, Haro-Del Moral FJ, Cobo-Marcos M, Robles C, et al. Wild-type Transthyretin Amyloidosis as a Cause of Heart Failure with Preserved Ejection Fraction. Eur Heart J. 2015;36(38):2585-94. doi: 10.1093/eurheartj/ehv338.

Maron

Cockrill

Waxman

Systrom

The Invasive Cardiopulmonary Exercise Test

Circulation 2013 127 10 1157 1164

10.1161/CIRCULATIONAHA.112.104463

Maron BA, Cockrill BA, Waxman AB, Systrom DM. The Invasive Cardiopulmonary Exercise Test. Circulation. 2013;127(10):1157-64. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.112.104463.

Givertz

Fang

Sorajja

Dimas

Forfia

Kapur

Executive Summary of the SCAI/HFSA Clinical Expert Consensus Document on the Use of Invasive Hemodynamics for the Diagnosis and Management of Cardiovascular Disease

J Card Fail 2017 23 6 487 491

10.1016/j.cardfail.2017.04.013

Givertz MM, Fang JC, Sorajja P, Dimas V, Forfia PR, Kapur NK, et al. Executive Summary of the SCAI/HFSA Clinical Expert Consensus Document on the Use of Invasive Hemodynamics for the Diagnosis and Management of Cardiovascular Disease. J Card Fail. 2017;23(6):487-91. doi: 10.1016/j.cardfail.2017.04.013.

Obokata

Kane

Reddy

Olson

Melenovsky

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Role of Diastolic Stress Testing in the Evaluation for Heart Failure With Preserved Ejection Fraction: A Simultaneous Invasive-Echocardiographic Study

Circulation 2017 135 9 825 838

10.1161/CIRCULATIONAHA.116.024822

Obokata M, Kane GC, Reddy YN, Olson TP, Melenovsky V, Borlaug BA. Role of Diastolic Stress Testing in the Evaluation for Heart Failure With Preserved Ejection Fraction: A Simultaneous Invasive-Echocardiographic Study. Circulation. 2017;135(9):825-38. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.116.024822.

Lancellotti

Pellikka

Budts

Chaudhry

Donal

Dulgheru

The Clinical Use of Stress Echocardiography in Non-ischaemic Heart Disease: Recommendations from the European Association of Cardiovascular Imaging and the American Society of Echocardiography

Eur Heart J Cardiovasc Imaging 2016 17 11 1191 1229

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Lancellotti P, Pellikka PA, Budts W, Chaudhry FA, Donal E, Dulgheru R, et al. The Clinical Use of Stress Echocardiography in Non-ischaemic Heart Disease: Recommendations from the European Association of Cardiovascular Imaging and the American Society of Echocardiography. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2016;17(11):1191-229. doi: 10.1093/ehjci/jew190.

Belyavskiy

Morris

Url-Michitsch

Verheyen

Meinitzer

Radhakrishnan

Diastolic Stress Test Echocardiography in Patients with Suspected Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: A Pilot Study

ESC Heart Fail 2019 6 1 146 153

10.1002/ehf2.12375

Belyavskiy E, Morris DA, Url-Michitsch M, Verheyen N, Meinitzer A, Radhakrishnan AK, et al. Diastolic Stress Test Echocardiography in Patients with Suspected Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: A Pilot Study. ESC Heart Fail. 2019;6(1):146-53. doi: 10.1002/ehf2.12375.

Nagueh

Chang

Nabi

Shah

Estep

Cardiac Imaging in Patients With Heart Failure and Preserved Ejection Fraction

Circ Cardiovasc Imaging 2017 10 9

e006547

10.1161/CIRCIMAGING.117.006547

Nagueh SF, Chang SM, Nabi F, Shah DJ, Estep JD. Cardiac Imaging in Patients With Heart Failure and Preserved Ejection Fraction. Circ Cardiovasc Imaging. 2017;10(9):e006547. doi: 10.1161/CIRCIMAGING.117.006547.

Mitter

Shah

Thomas

A Test in Context: E/A and E/e’ to Assess Diastolic Dysfunction and LV Filling Pressure

J Am Coll Cardiol 2017 69 11 1451 1464

10.1016/j.jacc.2016.12.037

Mitter SS, Shah SJ, Thomas JD. A Test in Context: E/A and E/e’ to Assess Diastolic Dysfunction and LV Filling Pressure. J Am Coll Cardiol. 2017;69(11):1451-64. doi: 10.1016/j.jacc.2016.12.037.

Andersen

Smiseth

Dokainish

Abudiab

Schutt

Kumar

Estimating Left Ventricular Filling Pressure by Echocardiography

J Am Coll Cardiol 2017 69 15 1937 1948

10.1016/j.jacc.2017.01.058

Andersen OS, Smiseth OA, Dokainish H, Abudiab MM, Schutt RC, Kumar A, et al. Estimating Left Ventricular Filling Pressure by Echocardiography. J Am Coll Cardiol. 2017;69(15):1937-48. doi: 10.1016/j.jacc.2017.01.058.

Artigo de Revisão

O Ecocardiograma na Insuficiência Cardíaca com Fração de Ejeção Preservada: Da Atenção Básica ao Hospital Terciário

0000-0002-2591-7742

Garcia

Marcelo Iorio

¹²³Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 1

Rio de Janeiro

Brasil Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ – Brasil 2

Rio de Janeiro

Brasil Hospital Pró-Cardíaco, Rio de Janeiro, RJ – Brasil 3

Brasil Clínica São Vicente da Gávea, RJ – Brasil

Correspondência: Marcelo Iorio Garcia • Rua Euclides Figueiredo, casa 2. CEP 22261-070, Jardim Botânico, RJ - Brasil E-mail: mioriogarcia@gmail.com

Potencial conflito de interesse

Não há conflito com o presente artigo

Palavras-chave Insuficiência Cardíaca Prognóstico Diagnóstico

Introdução

A insuficiência cardíaca (IC) é uma síndrome clínica altamente prevalente e incidente, afetando em especial a população idosa. É uma das principais causas de internação hospitalar, evento que determina um forte marcador prognóstico, considerando que cerca de 50% dos pacientes internados serão readmitidos nos 6 meses subsequentes.¹

A IC com fração de ejeção preservada (ICFEP) é definida do ponto de vista hemodinâmico como uma incapacidade de o coração alcançar suas demandas metabólicas adequadas em condições de pressões de enchimento normais. Esse conceito é fundamental, pois pacientes com fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) normal (> 50%) usualmente apresentam um débito cardíaco normal, porém só conseguem manter esse débito às custas de uma elevação nas pressões de enchimento. Sabemos que alguns pacientes já apresentam sinais de congestão em repouso, porém a grande maioria só se manifesta clinicamente em vigência de esforço.²

O ecocardiograma (ECO) é a principal ferramenta utilizada nessa população. É altamente disponível, não invasivo e de fácil aplicabilidade. No entanto, veremos que a determinação isolada da fração de ejeção (FE) poderá não ser suficiente para corroborar a síndrome clínica que leva o paciente a buscar atenção médica.

Conceitos no diagnóstico de ICFEP

A definição atual de ICFEP é de uma síndrome clínica de IC com FEVE > 50%, na ausência de FE previamente reduzida. A sintomatologia apresentada pelos pacientes se deve fundamentalmente às elevações nas pressões de enchimento do ventrículo esquerdo (VE), em repouso ou durante o esforço. Este é o primeiro grande desafio: a documentação desse aumento pressórico por meios práticos e reprodutíveis. As diretrizes definem como ICFEP:³

Presença de sinais e sintomas de IC

FEVE ≥ 50%

Exclusão de síndromes que “simulam” ICFEP

Evidência de pressões de enchimento elevadas ou marcadores não invasivos que se correlacionam (relação E/e’ elevada, aumento do volume atrial esquerdo, elevação de peptídeos natriuréticos)

Síndromes clínicas que simulam a ICFEP

Os pacientes com ICFEP são tipicamente idosos, obesos, frequentemente mulheres e portadores de comorbidades predisponentes, como hipertensão, síndrome metabólica, doença pulmonar e insuficiência renal. É muito difícil para o médico, diante desse cenário – pacientes com sintomas inespecíficos que lembram IC, como fadiga, capacidade de esforço reduzida, dispneia ao exercício e edema de membros inferiores –, diferenciar origem cardíaca de condições não cardíacas. Esse é um problema muito frequente na prática clínica.

Escores diagnósticos

Dois algoritmos diagnósticos – o escore H₂FPEF e o algoritmo HFA-PEFF da Sociedade Europeia de Cardiologia^4,5 – avaliam a probabilidade pré-teste visando distinguir ICFEP de dispneia de origem não cardíaca. A combinação de dados – clínicos, laboratoriais, análise do eletrocardiograma e análise do ecocardiograma – estimarão se estamos diante de uma probabilidade de ICFEP baixa, intermediária ou alta. A atualização da Diretriz Brasileira de Cardiologia⁶ sintetizou de uma forma bem objetiva essa linha de raciocínio (Tabelas 1 e 2). Na Figura 1, é possível observar como aplicar esses escores de uma forma prática.

Tabela 1 Escore H<sub>2</sub>FPEF para o diagnóstico de insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada

	Variável clínica	Características	Pontos
H₂	Obesidade (heavy) Hipertensão	IMC > 30 ≥ 2 anti-hipertensivos	2
H₂	Obesidade (heavy) Hipertensão	IMC > 30 ≥ 2 anti-hipertensivos	1
F	Fibrilação atrial	Paroxística ou permanente	3
P	Hipertensão pulmonar	PSAP > 35 mm Hg (ecocardiograma)	1
E	Idade avançada (Eldery)	Idade > 60 anos	1
F	Pressões de enchimento (filling pressures)	E/e´ > 9	1

Fonte: Marcondes-Braga et al.⁶

IMC: índice de massa corporal; PSAP: pressão sistólica da artéria pulmonar.

Tabela 2 Escore HFA-PEFF para o diagnóstico de insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada

Critérios	Maior (2 pontos)	Menor (1 ponto)
Funcional	e´ septal < 7 e´ lateral < 10 ou E/e´ > 15 ou velocidade RT > 2,8 m/s (PsAP > 35 mm Hg)	E/e´ 9-14 ou GLS < 16%
Morfológico	Volume AEi > 34 mL/m² ou massa do VE 149/122 g/m² (H/M) e ERP > 0,42	Volume AEi 29-34 mL/m² ou massa do VE > 115/95 g/m² (H/M) ou SIV ou PP ≥ 12 mm
Biomarcador (ritmo sinusal) Biomarcador (fibrilação atrial)	NT-proBNP > 220 pg/mL ou BNP > 80 pg/mL NT-proBNP > 660 pg/mL ou BNP > 240 pg/mL	NT-proBNP 125-220 pg/mL ou BNP 35-80 pg/mL NT-proBNP 365-660 pg/mL ou BNP 105-240 pg/mL

RT: regurgitação tricúspide; PsAP: pressão sistólica da artéria pulmonar; GLS: global longitudinal strain; AEi: atrial esquerdo indexado; VE: ventrículo esquerdo; ERP: espessura relativa da parede; H: homens; M: mulheres; SIV: septo interventricular; PP: parede posterior; NT-proBNP: peptídeo natriurético N-terminal pró-tipo B; BNP: peptídeo natriurético do tipo B.

Fonte: Marcondes-Braga et al.⁶

Figura 1 Fluxograma diagnóstico de insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada (ICFEP). ECG: eletrocardiograma; FEVE: fração de ejeção preservada. Fonte: Marcondes-Braga et al.⁶ O ecocardiograma

Entraremos agora no objetivo principal de nossa revisão, que consiste na extração do maior número de dados do ECO, uma grande ferramenta diagnóstica. Deve ser notado o número de informações obtidas pelo ECO na construção desses escores diagnósticos para ICFEP (Tabela 2). Além dos diâmetros ventriculares e cálculo da FEVE, é possível obter a estimativa da pressão sistólica da artéria pulmonar (PsAP), a relação E/e’ através do Doppler tecidual, o volume atrial esquerdo indexado (AEi), o índice de massa do VE, a espessura relativa da parede (ERP) e, se possível, o estudo da deformação miocárdica (global longitudinal strain [GLS]). Analisaremos a acurácia das variáveis fornecidas pelo ECO e de que forma podemos utilizá-las.

A fração de ejeção

A FEVE deve ser obtida através de um estudo biplanar, utilizando-se classicamente o método de Simpson.⁷ Já discutimos anteriormente todas as limitações de um fornecimento isolado da FE como método de tomada de decisão.⁸ No entanto, no cenário de IC, considera-se a FEVE > 50%, iniciando, então, o raciocínio clínico dentro do modelo ICFEP.

Estimativa da pressão média do átrio esquerdo em pacientes com FE normal

É de extrema importância a quantificação cuidadosa das dimensões cavitárias e volumes antes da estimativa das pressões de enchimento. A presença de alterações estruturais, como a hipertrofia do VE e/ou dilatação do átrio esquerdo (AE), leva ao raciocínio de um remodelamento cavitário mais marcado. A correta avaliação da função diastólica é que permitirá a adequada extração de dados volêmicos. A disfunção diastólica representa a combinação do relaxamento ventricular alterado, a deformação do miócito e a função do AE, culminando em pressões de enchimento elevadas.

O primeiro ponto é a análise do padrão do fluxo mitral, a conhecida relação E/A. Muitas vezes apenas esse padrão inicial pode ser suficiente. Os pacientes com uma relação E/A ≤ 0,8 e velocidade da onda E ≤ 50 cm/s apresentam pressão média do AE normal. Já no grupo com relação E/A ≥ 2, a pressão do AE encontra-se elevada. Em situações intermediárias, utilizaremos outras variáveis: a relação E/e’, o volume AEi e a velocidade de pico da regurgitação tricúspide (RT)⁹ (Figuras 2 e 3).

Figura 2 Diástole e estimativa volêmica na insuficiência cardíaca. VE: ventrículo esquerdo; AE: átrio esquerdo; IT: insuficiência tricúspide; PsAP: pressão sistólica na artéria pulmonar. Fonte: Adaptado de Nagueh SF⁹ Figura 3 Algoritmo diagnóstico baseado em dados ecocardiográficos. VE: ventrículo esquerdo; FE: fração de ejeção; AE: átrio esquerdo. Fonte: Adaptado de Nagueh SF.⁹

A relação da velocidade de fluxo na diástole inicial (onda E, medida pelo Doppler pulsátil) com a velocidade do anel mitral (onda e’, que representa a média de velocidades do anel septal e lateral, medida pelo Doppler tecidual) reflete a pressão capilar (Pcap) média. A relação E/e’ ≥ 15 em repouso apresenta boa sensibilidade diagnóstica em identificar uma Pcap elevada, reforçando a probabilidade de ICFEP como etiologia dos sintomas. No entanto, uma relação E/e’ na faixa intermediária (9-14) é bem menos sensível e não deve ser utilizada como parâmetro ecocardiográfico isolado; por isso a recomendação de todo o algoritmo diagnóstico.¹⁰

Esse algoritmo apresentou boa acurácia (84%) na identificação de pacientes com ICFEP, quando aplicado aqueles com FEVE normal e queixa de fadiga aos esforços. A avaliação clínica, incluindo radiografia de tórax e níveis de peptídeo natriurético N-terminal pró-tipo B (NT-proBNP), apresentou uma acurácia de apenas 64%. A utilização dessas variáveis ecocardiográficas também foi estudada na predição da readmissão hospitalar em 30 dias. Quando a variável relação E/e’ foi adicionada ao escore clínico, houve um aumento de 29% na predição do risco de readmissão.¹¹

Os padrões de disfunção diastólica também são marcadores prognósticos à medida que há uma alteração na complacência atrial esquerda, com dilatação atrial, insuficiência mitral e fibrilação atrial, o chamado remodelamento atrial progressivo (Figura 4). O volume AEi representa um marcador de remodelamento crônico, sendo bem mais acurado do que a medida do diâmetro. Em pacientes em ritmo sinusal e sem doença valvar, o volume AEi > 34 mL/m² foi preditor independente de morte, IC e acidente vascular.^12,13 É recomendado valores de corte diferentes para o volume AEi em pacientes em ritmo sinusal e pacientes em fibrilação atrial (FA). A Tabela 2 mostra critérios maiores ou menores de acordo com o volume AEi.

Figura 4 Padrões de disfunção diastólica. VE: ventrículo esquerdo; AE: átrio esquerdo. Fonte: Arquivo pessoal.

A PsAP é calculada pela velocidade de pico da RT através da equação de Bernoulli modificada (PsAP = 4 x velocidade da RT elevada ao quadrado, somada à estimativa da pressão no átrio direito). A elevação na PsAP, principalmente se associada a disfunção do ventrículo direito (VD), é uma variável importante de mau prognóstico na ICFEP.¹⁴ Uma velocidade de pico da RT > 2,8 m/s indica PsAP elevada e representa um marcador indireto de disfunção diastólica.¹⁵

Alterações estruturais

Estudos iniciais sugeriram que pacientes com ICFEP apresentavam hipertrofia concêntrica do VE, levando a uma menor distensibilidade e, então, a pressões de enchimento elevadas.¹⁶ Também a massa do VE indexada tem mostrado uma relação modesta com a medida invasiva das pressões de enchimento (r 0,41-0,48).^17,18 Entretanto, vários estudos têm mostrado que muitos pacientes com ICFEP apresentam remodelamento concêntrico na ausência de hipertrofia ou mesmo geometria ventricular normal.^19–21 Consistente a essa observação, recentemente foi demonstrado que a hipertrofia do VE foi altamente específica (88%), porém pouco sensível (26%) para o diagnóstico de ICFEP, e, portanto, a sua ausência não afasta o diagnóstico.³ A geometria do VE é frequentemente classificada usando a ERP, que consiste no cálculo de duas vezes a espessura da parede posterior (EPP) do VE dividida pelo seu diâmetro diastólico final (DDF): ERP = 2 x EPP / DDF. São descritos quatro padrões, conforme a Figura 5.

Figura 5 Padrões de geometria ventricular. Fonte: Adaptado de Lang et al.⁷

Na Tabela 2, há pontuações diferentes conforme os valores da massa e da espessura relativa da parede. Na Tabela 3, resumimos a acurácia dos principais marcadores utilizados.

Tabela 3 Evidências objetivas de anormalidades cardíacas estruturais e funcionais consistentes com a presença de disfunção diastólica/elevação nas pressões de enchimento do ventrículo esquerdo

Parâmetro	Pontos de corte	Observações
Massa do VE indexada ERP	> 115/95 g/m² (homens/mulheres, respectivamente) > 0,42	Embora a presença de remodelamento concêntrico ou hipertrofia sejam marcadores, a ausência de hipertrofia não exclui o diagnóstico de ICFEP
AEi	> 34 mL/m² (ritmo sinusal)	Na ausência de doença valvar, a dilatação do átrio esquerdo reflete pressões de enchimento do VE cronicamente elevadas (na fibrilação atrial, o limiar é > 40 mL/m²)
Relação E/e’ em repouso	> 9	Sensibilidade 78% e especificidade 59% para presença de ICFEP confirmada por teste de esforço invasivo. Se utilizarmos um ponto de corte maior (> 13), a sensibilidade cai para 46%, porém com maior especificidade (86%)
Velocidade de pico da RT em repouso	> 2,8 m/s	Sensibilidade 54% e especificidade 85% para presença de ICFEP confirmada por teste de esforço invasivo

Fonte: Adaptado de McDonagh et al.³

VE: ventrículo esquerdo; ERP: espessura relativa da parede; ICFEP: insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada; AEi: Volume atrial esquerdo indexado; RT: regurgitação tricúspide.

Quando avaliamos morfologia do VE, devemos ter cuidado para excluir patologias que mimetizam ICFEP. Sempre que significativa hipertrofia for identificada, devemos considerar o diagnóstico de amiloidose, em especial na presença de derrame pericárdico ou padrão de apical sparing (ápice do VE “poupado” do acometimento) pelo GLS.²² Em uma série de pacientes com espessuras maiores que 12 mm, a amiloidose representou 13% dos pacientes hospitalizados com “ICFEP”.²³ A Figura 6 apresenta um exemplo de amiloidose.

Figura 6 Amiloidose cardíaca com extensa infiltração miocárdica, valvas e septo interatrial. VD: ventrículo direito; AD: átrio direito; VE: ventrículo esquerdo; AE: átrio esquerdo. Fonte: Arquivo pessoal. Ecocardiograma de estresse diastólico – avaliação do paciente com dispneia, FEVE normal e pressão atrial esquerda normal em repouso

Boa parte da dificuldade em diagnosticar ICFEP está relacionada ao fato de que as pressões de enchimento são frequentemente normais em repouso, tornando-se elevadas apenas durante o teste de esforço. Com isso, o teste de esforço cardiopulmonar invasivo tem surgido como o padrão-ouro para confirmar ou excluir o diagnóstico de ICFEP como causa da dispneia.^24,25 Estudos recentes têm avaliado se dados similares podem ser obtidos de forma não invasiva através do ECO de estresse diastólico.²⁶ A aquisição de informações durante o esforço pode desmascarar disfunções sistólicas e diastólicas. Os parâmetros mais frequentemente estudados são a relação E/e’ e a velocidade de pico da RT, indicando aumentos na Pcap e na PsAP, respectivamente. A Associação Europeia de Imagem Cardiovascular e a Sociedade Americana de Ecocardiograma recomendam um protocolo estagiado, de preferência em bicicleta semissupina, até o paciente atingir a frequência cardíaca máxima prevista ou desenvolver sintomas limitantes. O exame deve ser considerado anormal se a relação E/e’ no pico do estresse for ≥ 15, com ou sem a velocidade da RT > 3,4 m/s. É importante lembrar que o aumento isolado da velocidade da RT não deve ser usado para diagnóstico de ICFEP, pois pode representar simplesmente uma resposta hiperdinâmica normal ao esforço, causada pelo hiperfluxo pulmonar, mesmo na ausência de disfunção diastólica.^27–29

Na presença de resultados inconclusivos, devemos considerar a realização do teste de estresse invasivo, com medida da Pcap em repouso e no esforço (algoritmo descrito na Figura 1).

Cenários especiais

Nos pacientes em ritmo de FA, a determinação do padrão da função diastólica fica comprometida, visto a ausência da onda A. Porém, é possível estimar as pressões de enchimento através da relação E/e’, também lançando mão de outras ferramentas. Nos casos de pressões de enchimento elevadas, encontraremos uma redução no tempo de desaceleração (TD) da onda E e no tempo de relaxamento isovolumétrico (TRIV).

Nos pacientes com hipertensão pulmonar e que desenvolvem sobrecarga do VD, geralmente temos uma alteração na interdependência ventricular, com movimento paradoxal do septo. Nesses casos, devemos usar a velocidade apenas do anel mitral lateral, pois o anel septal terá sua velocidade reduzida.

Outra situação comum, em especial na população idosa, é a calcificação do anel mitral, o que reduz consideravelmente a velocidade da onda e’, superestimando a relação E/e’. Nesses casos, devemos nos deter ao padrão E/A ao Doppler pulsátil e ao TRIV e não utilizar a relação E/e’.^30,31

Conclusões

O diagnóstico de ICFEP não é simples, e a interação entre o clínico e o ecocardiografista é fundamental. A responsabilidade do examinador é grande, podendo já triar alguns pacientes no cenário ambulatorial, identificando fenótipos de maior risco. Aspectos muito típicos na imagem podem abreviar o diagnóstico, porém, na maior parte dos casos, a suspeita clínica será levantada em um laudo detalhado. Há controvérsias sobre os melhores índices para obtenção não invasiva das pressões de enchimento do VE, muitas vezes testados em cenários diferentes e com objetivos diversos. A utilização adequada de cada marcador discutido, respeitando suas limitações, será de grande valia para o clínico seguir em sua busca etiológica.

Fontes de financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação acadêmica

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

Aprovação ética e consentimento informado

Este artigo não contém estudos com humanos ou animais realizados por nenhum dos autores.