Ecocardiografia

Il ruolo di primo piano dell’ecografia nella diagnostica cardiologica è legato alla sua capacità di indagare la struttura e la funzione del miocardio e dell’apparato valvolare e di stimare le pressioni ed i flussi endocavitari. Si tratta di una metodica accurata, accessibile e a basso costo, che non espone a radiazioni ionizzanti il paziente o

l’operatore e può essere eseguita al letto del malato.60

Clinical Assessment of Heart Failur

e

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VO2. Thus, because beta blockers improve prognosis across all ranges of maximal VO2, aggressive use of these agents may necessarily result in a lower optimal cut-point than below 14 mL O2 • kg−1 • min−1 for referral for cardiac transplantation. Although CPX is most validated in HFrEF, it appears to be of prognostic value in HFpEF, although data are more limited.

IMAGING MODALITIES USEFUL IN DIAGNOSIS AND MANAGEMENT OF HEART FAILURE

Noninvasive cardiac imaging serves a vital role in the assessment of patients with HF and is essential for determining whether the patient should be classified as having HFpEF or HFrEF. Imaging may help confirm the diagnosis of HF by assessing the presence and severity of structural and functional changes in the heart, provide clues about the etiology of cardiac dysfunction (i.e., congenital heart disease, valvular abnormalities, pericardial disease, coronary artery disease), risk stratify patients, and possibly guide treatment strategies. Imaging modalities also can be used to help assess the efficacy of therapeutic interventions, provide ongoing prognostic information, and guide further treatment. The primary noninvasive cardiac imaging modalities used to evaluate patients with HF are echocardiography (Chapter 14), magnetic resonance imaging (MRI) (Chapter 17), computed tomography (CT) (Chapter 18), and nuclear imaging, including single photon emission computed tomography (SPECT) and positron emission tomography (PET) techniques (Chapter 16). Imaging modalities often provide complementary data, and each has the capacity to contribute unique information in individual patients. Although the initial evaluation of a patient with newly diagnosed HF should include a transthoracic echocardiogram, further imaging with MRI, CT, and/or nuclear techniques may be considered, depending on the need to further address questions regarding cardiac structure and function, etiology, and issues such as the potential for reversibility of systolic dysfunction with revascularization. The specific indications for and advantages of each of these imaging modalities are summarized in Figure 23-3

and Table e23-2.

Echocardiography

Transthoracic echocardiography (see also Chapter 14) is an impor- tant part of the evaluation of HF,42 _{can be performed without risk to}

the patient, does not involve radiation exposure, and can be per- formed at the bedside if necessary. It is particularly well suited for evaluating the structure and function of both the myocardium and heart valves and providing information about intracardiac pressures and flows.

to manifest. In addition, many of the conditions leading to the devel- opment of HF (e.g., diabetes, hypertension, atherosclerosis) affect organs other than the heart. Thus comorbid diseases are quite common in patients with HF and have a profound effect on the course of affected patients: A substantial percentage of hospitalizations incurred by patients with HF are in fact non–HF-related, and hospital admission is not precipitated by a cardiac condition in more than half of the cases.39

Additional information on this topic is presented in the online supplement for this chapter (Comorbid Conditions and Heart Failure).

ASSESSMENT OF QUALITY OF LIFE

HF has a profound effect on quality of life, and poor health-related quality of life is a powerful predictor of adverse prognosis in affected patients. Determinants of poor quality of life in HF include female sex, younger age, higher body mass index (BMI), and more severe symptoms, as well as the presence of depression and sleep apnea.40

Improved quality of life has been reported after cardiac resynchroni- zation therapy or in disease management programs with aggressive care. In view of its importance, at the initial and subsequent visits, consideration should be given for quality of life assessment, whether accomplished by taking a standard history or through use of vali- dated tools for its estimation, such as the Kansas City Cardiomyopa- thy Questionnaire or the Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire.

CARDIOPULMONARY EXERCISE TESTING

Exercise intolerance is a prime symptom of HF. Despite this fact, quantification of exercise tolerance is imprecise; standard approaches such as use of the NYHA criteria or the 6-minute walk test are subjec- tive and insensitive measures of functional capacity. Additionally, the 6-minute walk test does not reveal how close the patient may be to maximal capacity for exercise, does not discriminate between the causes of impaired exercise capacity (e.g., cardiac, pulmonary, ortho- pedic) and poor motivation, and does not account for the effects of (de)conditioning and/or age. When more precise information is needed, cardiopulmonary-specific exercise testing often is used, because it allows for identification of causes of exercise intolerance and quantification of exercise capacity and delivers important physi- ologic information not routinely available from standard stress testing.41

CPX is performed using treadmill or cycle exercise, continued to symptom limitation. Analysis of gas exchange at rest, during exercise, and in the recovery phase after exertion is performed, and measures of oxygen uptake (VO2), expiratory ventilation (VE), and carbon dioxide

output (VCO2) are generated, typically expressed as a ratio of their

slopes. The maximum VO2 is the standard expression of capacity for

endurance, and determination is based on the Fick equation, which states that VO2 = cardiac output × [oxygen contentarterial − oxygen

contentvenous]. Thus VO2 is a direct function of cardiac output, and

indeed very strong associations are established between maximal VO2,

cardiac output, and risk for death. The VE/VCO2 slope is an expression

of efficiency of pulmonary CO2 clearance during exercise and also

has been suggested to be powerfully prognostic. These variables often are used in conjunction with each other in the assessment of advanced HF.

Use of CPX is a standard part of the routine evaluation before heart transplantation; moderate to severely reduced maximal VO2 values (e.g., <14 mL O2 • kg−1 • min−1) often are used as a prognostic threshold in this setting, whereas maximal VO2 values below 10 mL O2 • kg−1 • min−1 _{are considered severely reduced and are particularly prognos-} tic when the VE/VCO2 slope is 45.0 or greater. Many favorable therapies for HF such as with certain drugs, cardiac resynchronization therapy, or exercise may result in improvement in CPX parameters; however, this is not universal. For example, beta blocking agents have signifi- cant influence on survival but do not significantly improve maximal

FIGURE 23-3 Relative strengths of noninvasive imaging modalities. (Modified from Friedrich MG: Tissue characterization of acute myocardial infarction and myo- carditis by cardiac magnetic resonance. JACC Cardiovasc Imaging 1:652, 2008.)

Echo

Nuclear

CT

MRI

L’ecografia è di per sé una tecnica operatore-dipendente; l’esame ecografico del cuore viene quanto più possibile standardizzato utilizzando finestre acustiche e modalità di acquisizione del segnale predefinite. L’ecocardiogramma transtoracico consente la valutazione quantitativa della frazione di eiezione del ventricolo sinistro, di esaminare la morfologia delle camere e la cinetica delle pareti durante le fasi del ciclo cardiaco, la funzione diastolica e quella valvolare, infine di stimare in maniera non invasiva le pressioni delle sezioni destre del cuore.

Il metodo di Simpson è il più accurato per la determinazione dei volumi ventricolari, e si basa sulla delimitazione manuale dell’endocardio dall’immagine mono- o biplanare acquisita in proiezione apicale a due o quattro camere (A2C, A4C); la LVEF è il rapporto tra la differenza tra il volume telediastolico e quello telesistolico (LVEDV-LVESV) ed il LVEDV stesso. La massa ventricolare è calcolata sulla base dello spessore di parete e della dimensione della cavità, e viene solitamente indicizzata sulla massa corporea nel cosiddetto left ventricle mass index (LVMI). Patologie miocardiche e valvolari possono indurre rimodellamento ed alterare questi

parametri.61 _{Durante l’esame ecocardiografico è possibile, oltre al funzionamento}

globale del ventricolo sinistro, individuare anomalie regionali della cinesi suggestive di alterazioni focali: di natura infartuale, con una distribuzione anatomica definita dal ramo coronarico interessato, o di carattere infiammatorio come nelle miocarditi e nella sarcoidosi, con un territorio mal definito. Le disfunzioni regionali sono di particolare rilievo nel contesto dell’ecocardiogramma da stress, eseguito dopo esercizio o somministrazione di farmaci quali la dobutamina o il dipiridamolo, poiché indicative di suscettibilità all’ischemia.

Tra gli approcci più recenti per la valutazione ecografica della funzione cardiaca rientra la cosiddetta deformazione miocardica, o strain, intendendo con questo termine appunto la deformazione percentuale tra due regioni, indice dell’accorciamento del muscolo cardiaco, valutata con metodica Doppler o tramite

speckle-tracking echocardiography (STE), quest’ultima più affidabile.61,62 _{Lo strain}

longitudinale globale del ventricolo sinistro misurato in A4C si è dimostrato un importante indice della performance cardiaca, in grado di valutare innanzitutto la funzionalità del tessuto subendocardico; la deformazione circonferenziale misurata in asse corto valuta la funzione degli strati epicardici. Alterazioni dello strain miocardico sono correlate all’ipertensione, al diabete mellito, all’insufficienza renale, alle cardiomiopatie infiltrative ed ipertrofiche ed alle valvulopatie, che rientrano tra le cause di scompenso cardiaco a frazione conservata.

La stima della funzione diastolica del ventricolo sinistro è fondamentale poiché essa è uno dei substrati fisiopatologici della genesi del HFpEF, e viene valutata in modo non invasivo tenendo conto di diversi parametri ecocardiografici.

• Flusso transmitralico: la velocità a cui il sangue passa in diastole dall’atrio al ventricolo sinistro è indice del gradiente pressorio esistente tra le due camere. Il flusso transmitralico è valutato misurando l’onda E, in protodiastole, e l’onda A, in telediastole-presistole; il valore normale del rapporto E/A è compreso tra 1.2 e 1.5. Un altro parametro preso in considerazione è il deceleration time (DecT), ossia il tempo di caduta dell’onda E, che è tanto maggiore quanto più è compromessa la compliance ventricolare.

• Flusso delle vene polmonari: in condizioni di ridotta compliance del ventricolo sinistro il flusso anterogrado dalle vene polmonari all’atrio sinistro durante la sistole (onda S) si riduce.

• Movimento dell’annulus mitralico: l’annulus mitralico si muove verso l’apice del cuore durante la sistole, e verso la base del cuore in diastole. Questo movimento è studiato con metodica tissue Doppler imaging (TDI): campionando la porzione laterale o settale, se ne misura la velocità in sistole (S’), in protodiastole (E’) ed in telediastole (A’). E’ è inversamente proporzionale alla costante di rilasciamento del ventricolo (τ), è fortemente variabile con l’età e declina con la disfunzione diastolica. Il rapporto E/E’ tra la velocità transmitralica standard e quella misurata in TDI è espressione accurata della pressione di riempimento dell’atrio sinistro.

L’esame ecocardiografico completo valuta anche il ventricolo sinistro e la valvola mitrale, misurando la dimensione della camera, la variazione percentuale dell’area del ventricolo durante il ciclo cardiaco (fractional area change, FAC) e l’escursione sistolica dell’annulus tricuspidalico (TAPSE).

Per quanto riguarda gli atri, un ingrandimento atriale sinistro può essere indice di fibrillazione atriale, di disfunzione sistolica o diastolica; in generale, lo si può considerare suggestivo di un aumento cronico delle pressioni di riempimento del ventricolo. Analogamente, la dimensione dell’atrio destro riflette l’andamento della pressione della camera ventricolare omolaterale; inoltre, atrio destro e vena cava inferiore informano sulla pressione atriale e, di riflesso, sulla pressione arteriosa polmonare (PAP) durante le varie fasi del ciclo cardiaco.