ABC HF ABC: Heart Failure & Cardiomyopathy ABC Heart Fail Cardiomyop 2764-3107 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC abchf.20230046 10.36660/abchf.20230046 Research Letter Specific Activity Scale Improves the Detection of Symptomatic Chronic Heart Failure Patients 0000-0001-7768-4875 AzevedoEduardo Rubio Conception design of the research Writing of the manuscript Acquisition of data Analysis interpretation of the data Statistical analysis 1 0000-0002-7523-5168 CrescencioJulio César Acquisition of data Analysis interpretation of the data 1 0000-0001-5643-5255 CunhaDébora Cristine Prévide da Acquisition of data Analysis interpretation of the data 2 0000-0002-1090-8165 SchmidtAndré Statistical analysis Critical revision of the manuscript for important intellectual content 1 0000-0002-5035-9172 TanakaDenise Mayumi Acquisition of data Analysis interpretation of the data Statistical analysis 1 0000-0003-3455-2463 OliveiraLuciano Fonseca Lemos de Acquisition of data Analysis interpretation of the data Statistical analysis 3 0000-0002-5970-4913 SimõesMarcus Vinicius Conception design of the research Writing of the manuscript Analysis interpretation of the data Statistical analysis Critical revision of the manuscript for important intellectual content 1 Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto Ribeirão Preto SP Brazil Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Ribeirão Preto, SP – Brazil Universidade de São Paulo Escola de Enfermagem de Ribeirão Preto Ribeirão Preto SP Brazil Universidade de São Paulo Escola de Enfermagem de Ribeirão Preto, Ribeirão Preto, SP – Brazil Universidade Federal de Minas Gerais Departamento de Fisioterapia Belo Horizonte MG Brazil Universidade Federal de Minas Gerais - Departamento de Fisioterapia, Belo Horizonte, MG – Brazil Mailing Address: Marcus Vinicius Simões • Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - Campus da USP - Cidade Universitária. Postal Code 14040-900, Ribeirão Preto, SP - Brazil E-mail: msimoes@fmrp.usp.br

Potential conflict of interest

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

 08 11 2023 2023 3 3 e20230046 24052023 25052023 25052023 This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License Keywords Heart Failure Exercise Test Functional Class Introduction

Heart failure (HF) is a highly prevalent, complex clinical syndrome, that is associated with significant morbidity and mortality.1 HF severity can be estimated by the New York Heart Association (NYHA) classification,2 however, this has several limitations, including high subjectivity, poor reproducibility, and poor correlation with objective physical capacity measures.3 Recent studies have suggested limitations of the NYHA classification in differentiating asymptomatic patients, with NYHA functional class (FC) I from patients with mild symptoms.4,5

The Specific Activity Scale (SAS) is an alternative method to measure functional capacity, by measuring the capacity of patients in performing activities with known oxygen consumption. This method has potentially higher reproducibility and more accurate characterization of physical restriction of HF patients.3,6

The present study aims to comparatively analyze the FC of patients with HF and reduced left ventricular ejection fraction (LVEF) determined by the NYHA system and by the SAS, correlating it with the objective measurement of physical capacity by cardiopulmonary exercise testing (CPET). In addition, we tested the hypothesis that SAS is more accurate in identifying symptomatic patients among those initially considered asymptomatic with NYHA FC I.

 Methods

Adult patients of both sexes, with stable HF and reduced or mildly reduced (<50%) LVEF were included. Patients with comorbidities that limited physical capacity, acute diseases or hospital admission in the 12 weeks prior to the assessment were excluded.

In the same session, patients were sequentially evaluated for: 1) NYHA FC; 2) FC by the SAS method; 3) CPET with measurement of maximum volume of oxygen consumed during maximal exercise (peak VO2). All evaluations were conducted by blinded, independent, trained observers.

Statistical analysis

Continuous variables were described using mean and standard deviation and nominal variables using absolute frequency (n) and percentage (%). The chi-square test was used to assess heterogeneity of proportion distribution.

For simultaneous comparison of multiple means, we used the multivariate ANOVA, followed by the Tukey-Kramer test.

To evaluate whether the SAS method correctly classify as symptomatic those patients previously considered as NYHA FC I (asymptomatic or without functional limitation), we used the Net Reclassification Index (NRI) taking the FC assessed by CPET as the gold standard. Statistical analysis was conducted using the GraphPad Prism software, version 9.0. The level of significance was set at 5% (two-tailed p < 0.05).

 Results

A total of 101 patients were included, with a mean age 56.3 years, 42% women. Mean LVEF was 29.2±2%; 98% of patients used beta-blockers, 89.1% angiotensin-converting enzyme inhibitors or angiotensin receptor blockers, 9.9% used sacubitril/valsartan, and 74.6% spironolactone. The main etiologies were idiopathic (29.7%), ischemic (27.7%), and hypertensive (19.8%).

Cardiopulmonary exercise testing

Mean peak VO2 was 15.7 ± 5.3 mL/Kg/min, indicating a significant reduction in physical capacity in the studied population, despite a high scattering of values ranging from 7.1 to 38.7mL/Kg/min.

 Functional classes according to NYHA and SAS

There were significant differences in the proportion of patients in each FC assessed by different methods (Table 1). We found a higher proportion of patients with FC I assessed by the NYHA classification (24%) than by the SAS (7%) or CPET (6%), p<0.0001.

Distribution of patients by functional capacity assessed by the New York Heart Association (NYHA) classification, the Specific Activity Scale (SAS) and the cardiopulmonary exercise testing (CPET)
Functional class NYHA SAS CPET p
I 24 (24%) 7 (7%) 6 (6%) <0.0001
II 48 (47%) 52 (51%) 24 (24%)
III 27 (27%) 40 (40%) 62 (61%)
IV 2 (2%) 2 (2%) 9 (9%)

There were differences in peak VO2 between the groups classified by the NYHA (p=0,023, ANOVA), with statistically significant difference between FC I and FC III (p<0.05, Tukey-Kramer post hoc test), but not between FC I and FC II. Using the SAS, significant differences were found in peak VO2 between the different FCs (p=0.0034), with significant differences between FC I and FC II groups, and between FC I and FC III (p<0.05, Tukey-Kramer post hoc test) (Table 2, Figure 1).

Peak VO2 (mL/Kg/min) by patient functional class (FC) assessed by the New York Heart Association (NYHA) classification and the Specific Activity Scale (SAS)
FC I FC II FC III FC IV p ANOVA
NYHA 18.4 ± 7.2 15.7 ± 4.1 14.0 ± 4.2* 14.0 ± 2.9 0.0234
SAS 22.5 ± 8.1 15.8 ± 4.5* 14.9 ± 4.7* 15.0 ± 4.5 0.0034

p<0.05 compared with patients with functional class I.

 Box plots illustrating peak VO2 values of the studied patients, by functional class determined by the New York Heart Association (NYHA) classification and the Specific Activity Scale (SAS). * = p < 0.05, Tukey-Kramer post hoc test.

Twenty-four patients (24%) were initially classified as CF I by the NYHA system, and a significantly lower number of patients (n=6, 6%) were classified as FC I by the SAS (McNemar test, p=0.00002). Therefore, 18 patients were reclassified as FC II (50%) and FC III (50%), and 16 (89%) of these were concordant with the CPET results.

 Discussion

The main finding of the present study is that the use of the NYHA classification in outpatients with stable HFrEF overestimates the proportion of asymptomatic (FC I) patients, as compared with a more objective measurement of physical capacity (CPET).

The limitation of the NYHA classification in differentiating patients with mild symptoms from those actually symptomatic is reinforced by similar peak VO2 values between patients with NYHA FCs I and II, in contrast with what was observed for SAS in which these values were significantly different.

These results corroborate recent studies showing that patients with NYHA FC I and FC II present an extensive overlapping of clinical severity indicators and levels of N-terminal pro-brain natriuretic peptide, suggesting that the NYHA classification does not make a clear distinction between patients with these FCs.5

In addition, we observed that SAS had a better performance in reclassifying those patients initially considered asymptomatic by the NYHA classification. The superior performance of the SAS in identifying patients with function restriction, although subtle, has important implications for the clinical practice. Persistence of symptoms has been a criterion used in several guidelines as an indication for drug treatment optimization and cardiac resynchronization therapy, aiming at reducing disease progression and increasing HFrEF patient survival.1 Thus, our results indicate that the SAS could identify, in a cohort of outpatients with HFrEF, approximately 18% of patients who were believed to be asymptomatic using the NYHA classification, but who actually exhibited functional impairment and were candidates for treatment optimization.1

 Conclusion

Our findings show that, in patients with HFrEF the NYHA classification overestimates the proportion of patients with FC I as compared with the CPET. The SAS provides reclassification of these patients, correct in most cases, with a better performance in detecting symptomatic patients with HF.

Sources of funding

There were no external funding sources for this study.

Study association

This article is part of the thesis of master submitted by Eduardo Rubio Azevedo, from Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto.

Ethics approval and consent to participate

This study was approved by the Ethics Committee of the Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo under the protocol number 4033/2017. All the procedures in this study were in accordance with the 1975 Helsinki Declaration, updated in 2013. Informed consent was obtained from all participants included in the study.

 References PonikowskiP VoorsAA AnkerSD BuenoH ClelandJG CoatsAJ 2016 ESC Guidelines for the Diagnosis and Treatment of Acute and Chronic Heart Failure: The Task Force for the Diagnosis and Treatment of Acute and Chronic Heart Failure of the European Society of Cardiology (ESC) Developed with the Special Contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. Eur J Heart Fail 2016 18 8 891 975 10.1002/ejhf.592 Ponikowski P, Voors AA, Anker SD, Bueno H, Cleland JG, Coats AJ, et al. 2016 ESC Guidelines for the Diagnosis and Treatment of Acute and Chronic Heart Failure: The Task Force for the Diagnosis and Treatment of Acute and Chronic Heart Failure of the European Society of Cardiology (ESC). Developed with the Special Contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. Eur J Heart Fail. 2016;18(8):891-975. doi: 10.1002/ejhf.592. RussellSD SavalMA RobbinsJL EllestadMH GottliebSS HandbergEM New York Heart Association Functional Class Predicts Exercise Parameters in the Current Era Am Heart J 2009 158 4 Suppl S24 S30 10.1016/j.ahj.2009.07.017 Russell SD, Saval MA, Robbins JL, Ellestad MH, Gottlieb SS, Handberg EM, et al. New York Heart Association Functional Class Predicts Exercise Parameters in the Current Era. Am Heart J. 2009;158(4 Suppl):S24-30. doi: 10.1016/j.ahj.2009.07.017. GoldmanL HashimotoB CookEF LoscalzoA Comparative Reproducibility and Validity of Systems for Assessing Cardiovascular Functional Class: Advantages of a New Specific Activity Scale Circulation 1981 64 6 1227 1234 10.1161/01.cir.64.6.1227 Goldman L, Hashimoto B, Cook EF, Loscalzo A. Comparative Reproducibility and Validity of Systems for Assessing Cardiovascular Functional Class: Advantages of a New Specific Activity Scale. Circulation. 1981;64(6):1227-34. doi: 10.1161/01.cir.64.6.1227. YapJ LimFY GaoF TeoLL LamCS YeoKK Correlation of the New York Heart Association Classification and the 6-Minute Walk Distance: A Systematic Review Clin Cardiol 2015 38 10 621 628 10.1002/clc.22468 Yap J, Lim FY, Gao F, Teo LL, Lam CS, Yeo KK. Correlation of the New York Heart Association Classification and the 6-Minute Walk Distance: A Systematic Review. Clin Cardiol. 2015;38(10):621-8. doi: 10.1002/clc.22468. BlacherM ZimermanA EngsterPHB GrespanE PolanczykCA RoverMM Revisiting Heart Failure Assessment Based on Objective Measures in NYHA Functional Classes I and II Heart 2021 107 18 1487 1492 10.1136/heartjnl-2020-317984 Blacher M, Zimerman A, Engster PHB, Grespan E, Polanczyk CA, Rover MM, et al. Revisiting Heart Failure Assessment Based on Objective Measures in NYHA Functional Classes I and II. Heart. 2021;107(18):1487-92. doi: 10.1136/heartjnl-2020-317984. ManciniDM EisenH KussmaulW MullR EdmundsLHJr WilsonJR Value of Peak Exercise Oxygen Consumption for Optimal Timing of Cardiac Transplantation in Ambulatory Patients with Heart Failure Circulation 1991 83 3 778 786 10.1161/01.cir.83.3.778 Mancini DM, Eisen H, Kussmaul W, Mull R, Edmunds LH Jr, Wilson JR. Value of Peak Exercise Oxygen Consumption for Optimal Timing of Cardiac Transplantation in Ambulatory Patients with Heart Failure. Circulation. 1991;83(3):778-86. doi: 10.1161/01.cir.83.3.778. Carta Científica O Emprego da Specific Activity Scale Melhora a Detecção de Pacientes Sintomáticos com Insuficiência Cardíaca Crônica 0000-0001-7768-4875 AzevedoEduardo Rubio Concepção desenho da pesquisa Redação do manuscrito Obtenção de dados Análise interpretação dos dados Análise estatística 1 0000-0002-7523-5168 CrescencioJulio César Obtenção de dados Análise interpretação dos dados 1 0000-0001-5643-5255 CunhaDébora Cristine Prévide da Obtenção de dados Análise interpretação dos dados 2 0000-0002-1090-8165 SchmidtAndré Análise estatística Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 1 0000-0002-5035-9172 TanakaDenise Mayumi Obtenção de dados Análise interpretação dos dados Análise estatística 1 0000-0003-3455-2463 OliveiraLuciano Fonseca Lemos de Obtenção de dados Análise interpretação dos dados Análise estatística 3 0000-0002-5970-4913 SimõesMarcus Vinicius Concepção desenho da pesquisa Redação do manuscrito Análise interpretação dos dados Análise estatística Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 1 Ribeirão Preto SP Brasil Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Ribeirão Preto, SP – Brasil Ribeirão Preto SP Brasil Universidade de São Paulo Escola de Enfermagem de Ribeirão Preto, Ribeirão Preto, SP – Brasil Belo Horizonte MG Brasil Universidade Federal de Minas Gerais - Departamento de Fisioterapia, Belo Horizonte, MG – Brasil Correspondência: Marcus Vinicius Simões • Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - Campus da USP - Cidade Universitária. CEP 14040-900, Ribeirão Preto, SP - Brasil E-mail: msimoes@fmrp.usp.br

Potencial conflito de interesse

Não há conflito com o presente artigo

 Palavras-chave Insuficiência Cardíaca Teste de Esforço Classe funcional Introdução

A insuficiência cardíaca (IC) é uma síndrome clínica complexa, de elevada prevalência e associada à significativa mortalidade e morbidade.1 A gravidade da IC pode ser estimada pela classe funcional da New York Heart Association (NYHA),2 contudo, essa classificação apresenta inúmeras limitações, como elevada subjetividade, baixa reprodutibilidade e reduzida correlação com medidas objetivas da capacidade física.3 Estudos recentes sugerem ainda que a classificação da NYHA tem capacidade limitada para diferenciar os pacientes assintomáticos, em classe funcional (CF) I, daqueles com sintomas leves.4,5

A Specific Activity Scale (SAS) é um método alternativo de medida da capacidade funcional, que avalia a capacidade dos pacientes em completar atividades físicas com gasto de oxigênio conhecido. O método tem potencial de apresentar melhor reprodutibilidade e mais acurada caracterização da restrição física dos pacientes com IC.3,6  

O presente estudo tem por objetivo analisar comparativamente a classificação funcional utilizando-se a NYHA e a SAS em pacientes ambulatoriais com IC e fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) reduzida, correlacionando esses resultados com a medida objetiva da capacidade física pelo teste cardiopulmonar de exercício (TCPE). Adicionalmente, testamos a hipótese de que a SAS tenha maior acurácia em detectar pacientes sintomáticos entre aqueles inicialmente julgados como assintomáticos, em NYHA CF I.

 Métodos

Foram incluídos pacientes adultos, de ambos os gêneros, portadores de IC crônica estável, com fração de ejeção do ventrículo esquerdo reduzida ou levemente reduzida (<50%). Excluímos pacientes com comorbidades que limitassem a capacidade física, enfermidades agudas ou internação hospitalar nas 12 semanas que precederam a avaliação.

Em uma mesma sessão de avaliação, os pacientes foram submetidos sequencialmente a: 1) avaliação da CF pelo método da NYHA; 2) avaliação da CF pelo método da SAS; 3) TCPE com medida do volume de oxigênio consumido no pico de esforço (VO2-pico). Todas as avaliações foram conduzidas por observadores velados, independentes e treinados.

Análise estatística

As variáveis contínuas foram descritas no formato de média ± desvio padrão da média e as nominais como frequência absoluta (n) e porcentagem (%). O teste de qui-quadrado foi usado para avaliar a heterogeneidade da distribuição de proporções.

Para comparação simultânea de múltiplos valores de média, utilizamos o teste ANOVA de múltiplas medidas, seguida do pós-teste de Tukey-Kramer.

Para avaliarmos se a SAS classifica corretamente como sintomáticos aqueles pacientes inicialmente detectados como CF I pela NYHA (assintomáticos ou sem limitação funcional), utilizamos o Net Reclassification Index (NRI), tomando como padrão ouro a CF avaliada pelo TCPE. Para comparação de proporções pareadas utilizaremos o teste de MacNemar. A análise estatística será realizada utilizando-se o software GraphPad Prism versão 9.0. O nível de significância foi estabelecido em 5%, bicaudal (p < 0,05).

 Resultados

Foram incluídos 101 pacientes, sendo 42% do sexo feminino, com uma média de idade de 56,3 anos. A FEVE média foi de 29,2±2%; 98% usavam betabloqueadores, 89,1% inibidores da enzima conversora da angiotensina ou bloqueadores do receptor de angiotensina, 9,9% usavam sacubitril + valsartana e 74,6% espironolactona. As principais etiologias foram idiopática (29,7%), isquêmica (27,7%), hipertensiva (19,8%).

Teste cardiopulmonar de exercício

O valor médio do VO2-pico observado foi de 15,7 ± 5,3 mL/Kg/min, mostrando significativa redução da capacidade física da população estudada, mas com significativa dispersão dos resultados, com valores variando entre 7,1 e 38,7 mL/Kg/min.

 Classes funcionais pela NYHA e SAS

Houve diferenças significativas nas proporções de pacientes em cada CF avaliada pelos diferentes métodos (Tabela 1). Observamos maior proporção de pacientes em CF I quando avaliados pela NYHA (24%) que quando avaliados pela SAS (7%) ou pelo TCPE (6%), p<0,0001.

Distribuição dos pacientes de acordo com a avaliação da capacidade funcional pelo sistema de classificação do <italic>New York Heart Association</italic> (NYHA), Specific Activity Scale (SAS) ou Teste Cardiopulmonar de Exercício (TCPE)
Classe funcional NYHA SAS TCPE p
I 24 (24%) 7 (7%) 6 (6%) <0,0001
II 48 (47%) 52 (51%) 24 (24%)
III 27 (27%) 40 (40%) 62 (61%)
IV 2 (2%) 2 (2%) 9 (9%)

Observamos diferença nos valores de VO2-pico entre os grupos de pacientes classificados pela NYHA (p=0,023 – ANOVA), mas com diferença significativa apenas entre os pacientes com CF I e CF III (p<0,05 – pós teste de Tukey-Kramer), mas não entre os pacientes CF I e CF II. Com o emprego da SAS, observamos diferença significativa entre os valores de VO2 pico das diferentes classes funcionais (p=0,0034), sendo significativas as diferenças entre os grupos de CF I e CF II, e entre os grupos CF I e CF III (p<0,05 – pós-teste de Tukey-Kramer) (Tabela 2) (Figura 1).

Valores de VO2-pico (mL/Kg/min) nas diferentes classes funcionais (CFs) de acordo com a <italic>New York Heart Association</italic> (NYHA) e a <italic>Specific Activity Scale</italic> (SAS)
CF I CF II CF III CF IV p ANOVA
NYHA 18,4 ± 7,2 15,7 ± 4,1 14,0 ± 4,2* 14,0 ± 2,9 0,0234
SAS 22,5 ± 8,1 15,8 ± 4,5* 14,9 ± 4,7* 15,0 ± 4,5 0,0034

p<0,05 em comparação aos pacientes com classe funcional I.

 Gráficos “box-plot” ilustrando os valores de VO<sub>2</sub>-pico dos pacientes categorizados por classe funcional definida pela New York Heart Association (NYHA) e Specific Activity Scale (SAS). * = p < 0,05 no pós-teste de Tukey-Kramer.

Vinte e quatro pacientes (24%) foram inicialmente julgados como CF I pelo emprego da NYHA, e um número significativamente menor (n=6, 6%), foram julgados como CF I mediante aplicação da SAS (McNemar test, p = 0,00002). Assim, 18 pacientes foram reclassificados para CF II (50%) e CF III (50%), sendo que 16 dessas reclassificações (89%) foram concordantes com o resultado do TCPE.

 Discussão

Os principais resultados do nosso estudo mostram que a aplicação da NYHA em pacientes com ICFER estáveis ambulatoriais superestima de forma significativa a proporção de pacientes em CF I, assintomáticos, em comparação com uma medida mais objetiva da capacidade física pelo TCPE.

A deficiência da NYHA em diferenciar pacientes com sintomas leves daqueles realmente assintomáticos é reforçada pelos valores bastante semelhantes de VO2-pico alcançados pelos pacientes classificados pela NYHA em CF I e CF II, diferente do que se observou para a SAS em que esses valores foram significativamente diferentes.

Nossos resultados corroboram estudos recentes mostrando que pacientes em CF I e CF II pela NYHA apresentam extensa superposição dos perfis de gravidade clínica e dos níveis séricos de porção N-terminal do pró-hormônio do peptídeo natriurético do tipo B (NT-ProBNP), sugerindo que a NYHA não permite clara separação de pacientes nessas duas classes funcionais.5

Adicionalmente, observamos desempenho superior da SAS em reclassificar os pacientes inicialmente julgados como assintomáticos pela NYHA. O desempenho superior da SAS para detectar pacientes com restrição funcional, ainda que leve, tem implicações muito relevantes para a prática clínica. A persistência de sintomas tem sido critério adotado nas diversas diretrizes para indicar otimização do tratamento medicamentoso e implante de terapia de ressincronização cardíaca, com objetivo de evitar a progressão da doença e aumentar a sobrevida nos pacientes com ICFER.1 Dessa forma, nossos resultados indicam que o emprego da SAS tem potencial de identificar, numa coorte de pacientes com ICFER ambulatorial, cerca de 18% de pacientes antes julgados assintomáticos com uso da NYHA, mas na verdade exibindo restrição funcional e sendo candidatos à otimização de tratamento.1

 Conclusões

Nossos resultados indicam que o emprego da NYHA em pacientes com ICFER superestima a proporção de pacientes em CF I, quando comparado ao TCPE. O emprego da SAS permite uma reclassificação acertada na maioria das vezes, exibindo melhor desempenho para detectar pacientes com IC sintomáticos.

Fontes de financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de dissertação de mestrado de Eduardo Rubio Azevedo pela Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto.

Aprovação ética e consentimento informado

Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo sob o número de protocolo 4033/2017. Todos os procedimentos envolvidos nesse estudo estão de acordo com a Declaração de Helsinki de 1975, atualizada em 2013. O consentimento informado foi obtido de todos os participantes incluídos no estudo.