Convalida di nuovi parametri non invasivi di aspirazione diastolica nel ventricolo sinistro

Sfondo

1. Contesto clinico: l'insufficienza cardiaca è una causa diffusa di morbilità e mortalità in tutto il mondo. Nonostante la loro manifestazione clinica simile, l'insufficienza cardiaca sistolica e diastolica sono due entità distinte che differiscono per quanto riguarda la fisiopatologia, la diagnosi, la prognosi e il trattamento.

La disfunzione diastolica si verifica all'inizio dell'insorgenza dell'insufficienza cardiaca. In passato, la disfunzione diastolica è stata spesso definita per esclusione come scompenso cardiaco in assenza di evidenza di disfunzione sistolica. Questa definizione può essere appropriata per la diagnosi clinica se coesistono ipertrofia concentrica o eccentrica del ventricolo sinistro, ma è fisiologicamente fuorviante, poiché la disfunzione diastolica continua a persistere o addirittura peggiora con l'insorgenza della disfunzione sistolica. Va considerato che i sintomi nell'insufficienza cardiaca sono più strettamente correlati alla disfunzione diastolica che a quella sistolica. Inoltre, anche la prognosi dello scompenso cardiaco sembra essere più strettamente correlata al sottostante grado di disfunzione diastolica piuttosto che sistolica. Nonostante la sua importanza clinica, tuttavia, i grandi studi sull'esito del trattamento per l'insufficienza cardiaca diastolica (come gli studi CHARM-conservato e PEP-CHF) sono scarsi e deludenti. Tra i numerosi altri, tre motivi importanti per questa scarsità di dati sono: la sovrastima degli eventi end-point nelle analisi di potenza dei rispettivi studi, la mancanza di agenti terapeutici che mirano specificamente alla disfunzione diastolica e la mancanza di semplici parametri ecocardiografici in grado di misurare la funzione diastolica in modo indipendente dalle condizioni di carico. Quest'ultimo sarà affrontato nello studio qui presentato. Come sarà dettagliato di seguito, la funzione prediastolica è indissolubilmente legata alle condizioni telesistoliche del ventricolo. È quindi molto probabile che un parametro ecocardiografico che descrive un evento meccanico prediastolico vari al variare delle condizioni telesistoliche. Il presente studio indagherà nuovi parametri della funzione diastolica precoce provocando cambiamenti di contrattilità.

1.2 Contesto fisiologico: Non c'è dubbio che il cuore umano sia una pompa aspirante in grado di aspirare il sangue prima di espellerlo. Esiste un concetto di aspirazione prediastolica: si ritiene che l'accorciamento miocardico sistolico immagazzini energia potenziale nelle fibre elastiche e nei filamenti miocitari che vengono rilasciati nella prima diastole per produrre un effetto di suzione, contribuendo così al rapido riempimento del ventricolo sinistro.

Nel 1930, Katz et al. pubblicò per la prima volta uno studio che descriveva un fenomeno di suzione in una preparazione in vitro di un ventricolo isolato di tartaruga che batteva. Hanno mostrato che l'aumento di volume del ventricolo nella prima fase diastolica coincide con una caduta di pressione, il che è coerente con il concetto di suzione. Ha concluso che la contrazione e il rilassamento alterano lo stato elastico del ventricolo tra due limiti (telesistolico e -diastolico) e ha proposto un effetto di suzione prodotto dal ritorno elastico. Questa visione rappresentava un cambio di paradigma, poiché il riempimento era precedentemente considerato il risultato della pressione atriale. Se l'aspirazione è definita secondo Katz, cioè il riempimento durante il decadimento della pressione, allora si osserva in tutti i cuori eiettatori, indipendentemente dalla contrattilità, dal volume telesistolico o dalla pressione di riempimento. Questo tipo di suzione corrisponde a quello che i primi fisiologi potrebbero aver chiamato il riempimento ventricolare 'vis a fronte': un meccanismo di riempimento generato dal cuore. Costituisce un effetto di aspirazione rispetto al serbatoio di riempimento. Può verificarsi come risultato sia del rinculo elastico che del rilassamento.

In un concetto fisicamente più rigoroso, l'aspirazione è definita come riempimento a pressione transmurale ventricolare sinistra negativa. Secondo questa definizione, la parete ventricolare svolge un lavoro per attirare il sangue nella cavità. Ci sono due condizioni importanti per un tale evento di aspirazione. Innanzitutto, il volume telesistolico deve essere inferiore al volume dell'equilibrio ventricolare elastico, altrimenti non verrebbe immagazzinata energia elastica. In secondo luogo, il rilassamento diastolico precoce deve essere abbastanza rapido da consentire alle forze di ripristino di prevalere sulle forze attive che svaniscono. Il processo di aspirazione dura fino al raggiungimento del volume di equilibrio. La pressione atriale quindi allunga il ventricolo fino a un volume in cui un equilibrio di forza tra la pressione di riempimento e lo stress ventricolare passivo impedisce qualsiasi ulteriore flusso (diastasi). Il volume della diastasi è probabilmente superiore al volume di equilibrio elastico, che è una proprietà del materiale ventricolare. Poiché il riempimento stesso del ventricolo sinistro abolisce molto rapidamente qualsiasi pressione transmurale negativa e il volume di equilibrio del ventricolo sinistro è probabilmente piccolo, l'aspirazione secondo questa definizione è stata misurata quasi esclusivamente in circostanze particolari, come nei ventricoli quasi vuoti (ad es. postcarico artificialmente basso), durante l'assenza artificiale di riempimento o durante la stimolazione inotropa.

1.3 Concetto di test di nuovi parametri: nel presente studio, verranno testati diversi passaggi di riduzione del modello. Ogni riduzione ha lo scopo di consentire alle misurazioni non invasive di diventare sempre più semplici e fattibili con una qualità dell'eco ridotta. Il confronto con il gold standard rivelerà quindi i costi delle riduzioni del modello in termini di precisione e potere predittivo. Poiché le misurazioni dirette della pressione non sono fattibili in modo non invasivo, alcune semplificazioni del modello di pompa sono obbligatorie. Il più utile è ridurre il cuore a un sistema di pompa unidimensionale simile a un pistone che si muove solo in direzione apico-basale (funzione longitudinale). In un tale modello, non solo le contrazioni, ma anche le direzioni del flusso sono longitudinali. L'equazione di Eulero unidimensionale può quindi essere utilizzata per calcolare i gradienti di pressione atrio-ventricolare istantanei dagli ecocardiogrammi Color Doppler M-Mode. Allo stesso modo, lo spostamento apico-basale del "pistone" può essere facilmente misurato mediante ecocardiogrammi M-Mode dell'anulus mitralico (escursione sistolica del piano anulare mitrale, MAPSE). Se combinati, è possibile valutare l'effetto di suzione del ventricolo rispetto all'atrio sinistro. Un'ulteriore semplificazione consiste nel sostituire MAPSE con i parametri di imaging tissutale Doppler (DTI) ampiamente utilizzati per la velocità sistolica (s') e prediastolica (e'). Il metodo di riferimento di questo studio consisterà nel lavoro di aspirazione misurato in modo invasivo, rispetto al quale verranno confrontati direttamente i nuovi parametri.

Obbiettivo

Lo studio viene eseguito per testare in modo prospettico nuovi parametri non invasivi della funzione diastolica precoce rispetto alla loro capacità di quantificare il fenomeno fisiologico dell'aspirazione ventricolare sinistra.

Ipotesi: i seguenti parametri si correlano significativamente con il lavoro di aspirazione LV, ma in ordine di grandezza decrescente (r2): lavoro di aspirazione assoluto da pressione/MAPSE, lavoro di aspirazione relativo da IVPG/MAPSE, e'/L0, e'/s', ( a riposo e sotto Dobutamin).

Metodi

Riferimento per il lavoro di aspirazione del ventricolo sinistro: il catetere di conduttanza viene introdotto attraverso la valvola aortica e posizionato lungo l'asse longitudinale del ventricolo sinistro. La conduttanza continua viene trasformata in dati di volume LV e vengono eseguite misurazioni di pressione simultanee.

Parametri dell'eco:

L'IVPG (gradienti di pressione intraventricolare) viene calcolato dagli ecocardiogrammi Color-Doppler M-Mode. Questa modalità di imaging produce un profilo di velocità del flusso in avanti longitudinale codificato a colori (asse y) nel tempo (asse x). Tali mappe di velocità possono quindi essere elaborate per recuperare gradienti di pressione istantanei tra due punti qualsiasi sull'asse longitudinale.

MAPSE (escursione sistolica sul piano anulare mitrale) viene eseguita con ecocardiogramma M-Mode dell'anulus mitralico settale e laterale.

Velocità tissutale: la velocità sistolica di picco (s') e la velocità negativa di picco prediastolico (e') dell'anulo mitralico settale e laterale sono misurate mediante imaging tissutale Doppler a onde pulsate (DTI).