Frazione miocardica derivata da immagini cine di risonanza magnetica cardiovascolare – valori di riferimento e performance in pazienti con insufficienza cardiaca e ipertrofia ventricolare sinistra

Analisi della funzione ventricolare sinistra

Rispetto ai controlli sani con un MCF medio di 136,3%, il valore medio di MCF era altamente ridotto in tutti i gruppi di LVH (P < 0,05 per tutti, Figura 1). Il valore MCF più basso è stato ottenuto nei pazienti con AL (50,5%, P < 0,05 vs. tutti gli altri gruppi). La LVEF nei pazienti con HCM era paragonabile ai controlli (61,8% e 60,7%, P = 0,37) e solo leggermente ridotta nei pazienti con AL (55 ± 11%, P < 0,05), ATTR (53 ± 15%, P < 0,05), e HHD (57 ± 6%, P < 0,01). I risultati CMR sono presentati nella tabella 2. Nei pazienti con insufficienza cardiaca MCF era significativamente ridotto secondo la classe funzionale NYHA (NYHA I 78.7 ± 26.7%, NYHA II 65.8 ± 27.4%, NYHA III 55.6 ± 24.1%, P < 0.001), mentre nessuna differenza significativa era presente in LVEF (NYHA I 58,8 ± 9,0%, NYHA II 56,4 ± 11,8%, NYHA III 55,1 ± 13,3%, P = 0,2) e LVMI (NYHA I 80,9 ± 29,6%, NYHA II 89,9 ± 31,8%, NYHA III 85,0 ± 28,7%, P = 0,5; Figura 2A-C).

Accuratezza diagnostica di MCF

I valori diagnostici per MCF (AUC = 0,96, 95%CI 0,94-0,98) e LVEF (AUC = 0,6, 95%CI 0,54-0,67, P < 0,001) nel discriminare LVH dai controlli sono rappresentati nella Figura 3. La tabella 3 riporta i valori dell’analisi ROC per discriminare i gruppi LVH dai controlli. MCF ha mostrato una precisione diagnostica particolarmente elevata nei pazienti con AL (AUC = 0,99, sensibilità 95% e specificità 99%), HCM (AUC = 0,97, sensibilità 87%, specificità 95%), e ATTR (AUC = 0,94, sensibilità 81%, specificità 94%). Nei pazienti con HHD il valore AUC di MCF era anche elevato e comparabile con LVMI (0,92 vs. 0,93, P = 0,53). Nel discriminare la CMI dai controlli sani, MCF (AUC = 0,97) ha raggiunto una migliore accuratezza diagnostica rispetto a LVEF (AUC = 0,55, P < 0,0001) e ha mostrato una tendenza a una migliore accuratezza rispetto all’indice di massa LV (MI) (AUC = 0,93, P = 0,08).

MCF per la discriminazione tra AL, HCM e HHD

MCF ha superato sia LVEF e LVMI nel differenziare tra AL e LVH (Figura 4A-C). La performance diagnostica di MCF per discriminare AL da HCM (la differenza (delta) in AUC 0.84, P < 0.0001) era significativamente superiore a quella di LVEF (delta AUC 0.67, P = 0.0002) e LVMI (delta AUC 0.62, P = 0.02).

La figura 5A-C mostra i diagrammi di Youden per i valori MCF e LVEF in pazienti con AL e altre forme di LVH. Il valore di cut-off per MCF <50% e per LVEF <60% potrebbe identificare meglio i pazienti con un’alta probabilità di CA.

Correlazione di MCF con LVEF e LVMI e accordo dell’osservatore

Nell’intera popolazione dello studio LVH, è stata trovata una correlazione significativa ma debole tra MCF e LVEF (r = 0,43, 95%Cl 0,28-0,47, P < 0,0001). L’analisi di correlazione tra MCF e LVEF in ogni gruppo LVH era migliore per i pazienti con HHD (r = 0,64, 95%Cl 0,4-0,8, P < 0,0001). Mentre non c’era alcuna correlazione tra entrambi i parametri nei pazienti con HCM (r = 0,2, 95%Cl 0,05-0,4, P = 0,1). Per MCF e LVMI, una correlazione moderata è stata trovata in tutti i pazienti LVH (r = -0,62, 95%Cl 0,69-0,54, P < 0,0001). Al contrario, il coefficiente di correlazione era maggiore in HCM (r = -0,75, 95%Cl 0,84-0,61, P < 0,0001) e moderato in CA (r = -0,6, 95%Cl 0,7-0,48, P < 0,0001) così come in HHD (r = -0.54, 95%Cl 0.73-0.27, P = 0.0005).

L’accordo interosservatore è stato valutato in 20 soggetti selezionati a caso, che sono stati rianalizzati da un altro sperimentatore, in cieco alle altre informazioni. L’accordo interosservatore espresso dai valori kappa è stato di 0,82 (95%Cl-0,75-0,89).

Valori di riferimento e differenze legate all’età e al sesso

Inoltre, la coorte di 100 controlli sani abbinati per età e sesso è stata analizzata per quanto riguarda i valori di riferimento per MCF (136,3 ± 24,4%). I valori MCF medi per le donne erano significativamente più alti (155,0 ± 18,7% contro 126,6 ± 21,2%, P < 0,0001). Non c’era alcuna correlazione di MCF con l’età (r = -0,02, 95%Cl -0,22-0,17, P = 0,8).

Discussione

Il nostro studio indica che nei pazienti con insufficienza cardiaca, MCF ha un’eccellente precisione diagnostica per identificare LVH e discrimina i pazienti con AL dai pazienti con altre forme di LVH. Poiché comprende informazioni sulla funzione globale di LV, MCF può essere particolarmente utile nelle forme di LVH, che influenzano la funzione di LV.

MCF rappresenta il rapporto tra il volume di colpo e il volume miocardico. Lo stroke volume è una misura della performance ventricolare e determina l’uscita di sangue di ogni contrazione miocardica. Eliminando il volume miocardico del LV dalla valutazione dell’accorciamento, MCF rappresenta un indice della funzione miocardica che delinea un indice volumetrico dell’accorciamento miocardico. Nell’LVH, una diminuzione dell’MCF indicherebbe un accorciamento miocardico anormale, dovuto ad anomalie nella funzione ventricolare e nella geometria. Tuttavia, LVEF può ancora rimanere normale anche negli stadi avanzati a causa delle progressive riduzioni della capacità ventricolare.

Anche se il volume miocardico è aspecifico e lo stroke volume è influenzato da una serie di variabili fisiologiche, il nostro studio dimostra che MCF ha la capacità di discriminare AL da altre forme di LVH. Questo può essere giustificato da un più alto grado di deformazione geometrica del LV o un maggiore livello di disfunzione della contrattilità in AL. L’ispessimento della parete del LV con un aumento della massa del LV e una diminuzione del volume end-diastolico del LV appare più pronunciato nella AL che in altre forme di LVH. D’altra parte, i farmaci cardiaci hanno un’influenza diretta sul volume di ictus. I nostri risultati non indicano alcuna differenza nella medicazione cardiaca tra le eziologie di LVH. Questi risultati potrebbero descrivere un beneficio limitato dei farmaci per l’insufficienza cardiaca nei pazienti con AL.

Nei pazienti con insufficienza cardiaca, la sola disfunzione di LV, tipicamente rappresentata da una LVEF compromessa, è considerata il marker diagnostico chiave per la stratificazione del rischio e il processo decisionale clinico relativo alla prevenzione.16-18

Tuttavia, la misurazione della LVEF da sola fornisce una rappresentazione incompleta del complesso processo di deformazione e disfunzione miocardica.19 Inoltre, la LVEF è spesso conservata nell’insufficienza cardiaca, specialmente nella CMI e nella CA. Quindi, sarebbe utile marcatori diagnostici, che combinano informazioni sulla funzione LV e ipertrofia, idealmente in una fase iniziale. Inoltre, presentiamo una relazione sorprendente tra MCF e classe funzionale NYHA, che suggeriscono una correlazione importante tra MCF e sintomi di insufficienza cardiaca.

MCF è stato descritto da King etal. come una misura volumetrica di accorciamento miocardico per indagare le prestazioni miocardiche in LVH.20 MCF è stato stimato utilizzando contorni a mano libera e 3D algoritmi di ricostruzione ecocardiografica LV. In un gruppo eterogeneo di varie patologie e controlli, MCF era inferiore nell’ipertrofia ipertensiva rispetto ai soggetti normali. Pertanto, gli autori hanno concluso che MCF può essere utile per valutare le differenze nelle prestazioni miocardiche in altri pazienti con ipertrofia. Tendler et al. hanno studiato il valore prognostico di MCF in CA (34 soggetti AL e 32 ATTR).10 La massa LV è stata misurata in ecocardiografia 2D standard usando la formula descritta da Devereux et al. .21 Hanno concluso che MCF è superiore a LVEF nel predire la sopravvivenza globale tra i pazienti con AL. Oltre a questo, l’MCF è stato studiato in controlli sani.22 Entrambi gli studi di King et al. e Tendler et al. si basavano su misurazioni ecocardiografiche, che è noto per fornire dati quantitativi di limitata accuratezza e riproducibilità, soprattutto se confrontati con la CMR come oro accettato.23 In particolare, il calcolo della massa del LV tramite M-mode o ecocardiografia 2D basato su presupposti geometrici è stato ostacolato da una scarsa accuratezza e riproducibilità interstudio.

Il calcolo CMR della massa del LV è superiore all’ecocardiografia 2D e associato a una valutazione quantitativa accurata e riproducibile e anche gli approcci più recenti che utilizzano l’ecocardiografia 3D mostrano solo prestazioni limitate, soffrendo di sostanziale variabilità e sottostima.12,24 Pertanto, si presume che l’MCF derivato dalle immagini CMR sia più accurato e riproducibile. I nostri risultati illustrano una buona accuratezza diagnostica di MCF rispetto alla massa LV.

MCF può essere determinato rapidamente e facilmente da immagini CMR cine standard, senza la necessità di agenti di contrasto o software specifico post-processing. Poiché molti pazienti con CA e insufficienza cardiaca congestizia soffrono di insufficienza renale a causa della bassa portata cardiaca e di conseguenza non possono ricevere agenti di contrasto, MCF può ridurre la necessità di studi di contrasto in questo gruppo di pazienti. La notevole capacità di una combinazione di MCF e LVEF di identificare i pazienti con LVH rende MCF un marcatore clinico con un forte potenziale.

I nostri dati includono anche i valori di riferimento MCF in un ampio gruppo di controlli sani abbinati per età e sesso. I nostri risultati sono coerenti con i dati del Framingham Heart Study, che hanno dimostrato valori MCF più elevati nelle partecipanti di sesso femminile e un’associazione con eventi cardiovascolari.22 La sopravvivenza libera da eventi era più breve nel MCF del quadrante più basso, ma non nel LVEF del quadrante più basso. Tuttavia, è interessante notare che l’MCF nella nostra popolazione normale era più alto rispetto al Framingham Heart Study, il che può essere dovuto in primo luogo alla differenza di sequenza di imaging, poiché l’analisi dell’MCF nel Framingham Heart Study era basata sull’eco a gradiente e non sulla SSFP e in secondo luogo a causa di bias di selezione. I controlli del nostro studio erano tutti senza alcuna comorbidità, mentre fino a un terzo dei controlli del Framingham Heart Study soffriva di fattori di rischio cardiovascolare. Inoltre, potremmo aver incluso alcuni controlli sani fisicamente molto attivi. Tuttavia, il fatto che abbiamo escluso il tessuto trabecolare e i muscoli papillari dalla massa del LV può anche aver introdotto una sottostima sistematica della massa del LV e quindi una sovrastima del MCF.

Limitazioni

L’analisi era uno studio di un solo centro, retrospettivo e includeva solo caucasici bianchi. Pertanto, potrebbe non essere applicabile ad altri gruppi specifici di pazienti o ad altre etnie. Le soglie calcolate del nostro studio non possono essere generalizzate e sono necessari ulteriori studi prospettici per confermare i nostri risultati. Il tessuto trabecolare e i muscoli papillari sono stati esclusi dalla massa del LV e quindi la massa effettiva del LV può essere sottostimata e MCF sovrastimato. Non abbiamo confrontato i dati con misure di deformazione o nuovi marcatori di tessuto come il T1 nativo o la frazione di volume extracellulare. Infine, gli atleti non sono stati inclusi nell’analisi.

Conclusioni

Nei pazienti con insufficienza cardiaca, la frazione miocardica (il rapporto tra il volume di colpo del LV e il volume miocardico) discrimina l’ipertrofia del LV causata dall’amiloidosi da altre forme di LVH. Poiché può essere facilmente derivato da immagini cine standard e senza contrasto, può essere un marcatore molto utile nel workup diagnostico dei pazienti con LVH.

Riconoscimenti

Ringraziamo la Fondazione Mach-Gaensslen Svizzera per il sostegno finanziario nella formazione CMR e ricerca.

Conflitto di interessi: Nessuno dichiarato.