Sydämen muovautumisen kuvantaminen : syrjäyttääkö strain ejektiofraktion?

English summar

Sydäninfarktivaurion arviointi uusin EKG- ja ultraäänimenetelmin

Myocardial infarct size is clinically relevant, affecting heart function and patient prognosis. After myocardial infarction (MI), it is important to establish whether myocardial dysfunction is due to permanent infarct damage, or if the myocardium is viable, in which case contraction may be improved by revascularization. Established methods for assessing infarct size and viability, such as cardiac magnetic resonance imaging with delayed contrast enhancement (DE-CMR) and myocardial perfusion imaging are neither readily available nor suitable in acute MI. In contrast, electrocardiography (ECG) and echocardiography are widely available diagnostic methods at the patient’s bedside at any hour. Echocardiographic strain rate imaging, based on measurement of myocardial velocities by tissue Doppler, is a sensitive and objective method for quantification of myocardial contraction. If myocardium contracts, it is viable. Body surface potential mapping (BSPM) records ECG with multiple leads covering the entire thorax, with a variety of ECG variables automatically calculated from its recordings. The aim of the studies for this thesis was to evaluate whether infarct size and myocardial viability can be assessed by strain rate imaging and BSPM. The studies included up to 57 patients with acute coronary syndrome, most with an infarction. BSPM with 123 leads and echocardiography were performed within 48 hours after onset of chest pain, and repeated during recovery of the infarction, at 1 to 4 weeks, and after healing, at 6 to 12 months. Global infarct size and segmental extent of infarct were determined by DE-CMR after healing. Strain rate imaging allowed assessment of viability and global infarct size in both acute and chronic MI. Strain mapping was validated, for the first time, as a semi-quantitative method for the assessment of systolic strain, and showed excellent correlation with quantitative strain values. In chronic MI, segments with systolic strain values less than -6% were most probably viable, having no infarct or a non-transmural infarct. Strain mapping proved as good as quantitative strain in distinguishing transmural from non-transmural infarcts. In acute MI, strain- and strain-rate variables could distinguish viable from non-viable segments, post-systolic strain having the best accuracy at predicting recovery of severe contraction abnormality (AUC 0.78). BSPM could estimate infarct size at all stages of the infarction, with Q- and R-wave variables, as well as the QRS integral having the strongest correlations with infarct size at all time-points. The repolarization variables were clearly inferior; only in chronic MI did the T-wave variables have nearly as strong correlations with infarct size as did QRS variables. In contrast, the repolarization variables proved good at predicting recovery of left ventricular (LV) function in acute MI, irrespective of MI location. The 1st QRS integral was the only depolarization variable good at predicting recovery of LV dysfunction, and the only variable able to estimate infarct size in addition to viability. In conclusion, strain rate imaging as well as computed ECG variables can predict recovery of myocardial function in acute MI and can assess infarct size in both acute and chronic MI. Strain values can be quickly and accurately estimated by the strain-mapping method, validated now for the first time in the assessment of infarct transmurality. These methods, easily performed at bedside, may help the clinician assess patient prognosis and the need for revascularization after MI.Väitöskirjani aihe on sydäninfarktin aiheuttaman vaurion arviointi. Sydäninfarktissa verenkierto sydämeen häiriintyy ja johtaa vaurioon sekä toimintahäiriöön. Mitä suurempi vaurio on, sitä suurempi on sydämen vajaatoiminnan ja ennenaikaisen kuoleman riski. Mikäli infarktivaurio on pieni, sydämen toiminta voi parantua. Olennaista on arvioida infarktivaurion laajuus ja se, onko huonosti pumppaava sydänlihas pysyvästi vaurioitunut, vai onko toimintahäiriö tilapäinen. Infarktivaurion laajuutta ja toimintahäiriön luonnetta voidaan arvioida magneetti- tai isotooppikuvantamisella, mutta menetelmät ovat hankalia eivätkä ne ole aina saatavilla. Otimme tutkimuksen kohteeksi sydänsähkökäyrän ja ultraäänitekniikan, koska ne ovat käytännöllisempiä, ja ne voidaan toteuttaa potilaan vuoteen äärellä, vuorokauden ajasta riippumatta. Testasimme näiden menetelmien soveltuvuutta infarktivaurion määrittämiseen. Teimme infarktipotilaille sydänsähkökäyrän kehokartoituksen, eli rekisteröimme sydänsähkökäyrää koko rintakehän alueelta parhaiden rekisteröintialueiden paikantamiseksi. Tähän tarkoitukseen käytimme 120 elektrodia. Rekisteröinneistä tietokone laski tulokset automaattisesti. Kehokartoitusmenetelmällä löysimme sydänsähkökäyrän muuttujia, joiden avulla oli mahdollista arvioida infarktivaurion laajuutta ja toimintahäiriön paranemismahdollisuuksia. Parhaimmat rekisteröintialueet osuivat vasemman kyljen sekä oikean lapaluun alueelle. Toinen tutkimusmenetelmämme oli ultraäänitekniikkaan perustuva kudoskuvantaminen, jolla mittasimme sydänlihaksen toimintaa. Kudoskuvantamisella mitattu sydänlihaksen supistusvoima paljasti infarktivaurion laajuuden. Mitä huonommat arvot, sitä todennäköisemmin sydänlihaksen toimintahäiriö oli pysyvä. Lisäksi teimme potilaille magneettikuvauksen, joka on kultainen standardi infarktivaurion laajuuden mittaamisessa. Vertasimme mittaustuloksiamme tähän kultaiseen standardiin, ja totesimme että ne ovat luotettavia. Tämä tekemämme vertailu on ensimmäinen laatuaan maailmassa. Infarktivaurion laajuudella on ratkaiseva merkitys. Huonosti toimiva sydänlihas voi parantua jos infarktivaurio on pieni. Paranemisen mahdollistamiseksi sydämen verenkierto voidaan tarvittaessa palauttaa pallolaajennuksella tai ohitusleikkauksella. Jos infarktivaurio on suuri, potilaan ennustetta voidaan parantaa muilla keinoin. Tuloksiemme perusteella sydänsähkökäyrä ja kudoskuvantaminen soveltuvat sydäninfarktivaurion laajuuden ja toimintahäiriön pysyvyyden määrittämiseen. Nämä menetelmät ovat todennäköisesti hyödyllisiä potilaan ennusteen arvioinnissa ja hoidon valinnassa.Bedömning av hjärtmuskelskadan hos infarktpatienter medelst nya EKG- och ultraljudsmetoder Avhandlingen handlar om att bestämma skadan vid en hjärtinfarkt. Vid en hjärtinfarkt försämras hjärtats blodcirkulation vilket leder till skada och funktionsstörning. Ju större skadan är, desto större är risken för hjärtsvikt och förtidig död. Ifall infarktskadan är liten, kan hjärtats funktion repa sig. Det väsentliga är att bestämma infarktskadans storlek och ifall hjärtats pumpfunktion är permanent eller tillfälligt försämrad. Infarktskadans storlek och natur kan man bestämma med magnet- eller isotopavbildning, men dessa metoder är besvärliga och inte alltid tillgängliga. Målet för vår forskning var att utreda ifall elektrokardiografi (EKG) och ultraljudsteknik lämpar sig för att undersöka infarktskadan, emedan dessa metoder är praktiska och kan utföras invid patientbädden oberoende av tidpunkten på dygnet. Vi registrerade EKG hos infarktpatienter över hela bröstkorgen medelst 120 elektroder (body surface potential mapping, BSPM) för att lokalisera de bästa registeringsområdena. Datorn räknade resultaten automatiskt från dessa registeringar. Med hjälp av BSPM identifierade vi EKG variabler som kan bestämma infarktskadans storlek och funktionsstörningens natur. De bästa registreringsområdena fanns på bröstkorgens vänstra sida och högra skuldran. Vår andra forskningsmetod var vävnadsdoppler, en ultraljudsteknik varmed vi mätte hjärtmuskelfunktionen. Graden av hjärtmuskelns funktionsstörning avslöjade infarktskadans storlek. Ju sämre värden, desto större var sannolikheten att funktionsstörningen var permanent. Vi gjorde även en magnetavbildning, som är gyllene standard för att mäta infarktskadans storlek. Vi jämförde våra mätresultat med denna gyllene standard, och kunde konstatera att de är tillförlitliga. En sådan jämförelse har aldrig tidigare gjorts. Infarktskadans storlek har en avgörande betydelse. En dåligt pumpande hjärtmuskel kan tillfriskna ifall infarktskadan är liten. Vid behov kan man återställa hjärtats blodcirkulation med ballongutvidgning eller by-pass operation. Ifall infarktskadan är stor, kan man förbättra patientens prognos med andra metoder. Våra resultat visar att EKG och vävnadsdoppler lämpar sig för att bestämma infarktskadans storlek och funktionsstörningens natur. Det är sannolikt att dessa metoder är nyttiga för att bestämma patientens prognos och val av behandling

Ekokardiografi - kardiologens viktigaste arbetsredskap

English summary. Kardiologi

Sydämen kaikututkimuksia avoterveydenhuollossa?

Vertaisarvioitu. English summary• Sydämen kaikututkimus on tärkeä diagnostinen työkalu sydänsairauksien selvittelyssä. • Hyvinkään, Espoon ja Kauniaisten terveyskeskuslääkärit voivat tilata näitä tutkimuksia ostopalveluna Hyvinkään ja Jorvin sairaaloista. • Uusi tai aiemmin tutkimaton systolinen sivuääni oli selvästi yleisin läheteaihe, kun käytiin läpi sata peräkkäistä sydämen kaikututkimusta, jotka oli tehty perusterveydenhuollon lähetteellä. • Hento systolinen sivuääni ilman muita sydänsairauden löydöksiä tai oireita ei edellytä kaikututkimusta, mutta diastolinen sivuääni kannattaa aina tutkia

Peak CK-MB has a strong association with chronic scar size and wall motion abnormalities after revascularized non-transmural myocardial infarction - a prospective CMR study

Background: Large myocardial infarction (MI) is associated with adverse left ventricular (LV) remodeling (LVR). We studied the nature of LVR, with specific attention to non-transmural MIs, and the association of peak CK-MB with recovery and chronic phase scar size and LVR. Methods: Altogether 41 patients underwent prospectively repeated cardiovascular magnetic resonance at a median of 22 (interquartile range 9-29) days and 10 (8-16) months after the first revascularized MI. Transmural MI was defined as >= 75% enhancement in at least one myocardial segment. Results: Peak CK-MB was 86 (40-216) mu g/L in median, while recovery and chronic phase scar size were 13 (3-23) % and 8 (2-19) %. Altogether 33 patients (81%) had a non-transmural MI. Peak CK-MB had a strong correlation with recovery and chronic scar size (r >= 0.80 for all, r >= 0.74 for non-transmural MIs; p = 0.75 for all, r >= 0.73 for non-transmural MIs; p <0.001). There was proportional scar size and LV mass resorption of 26% (0-50%) and 6% (-2-14%) in median. Young age (<60 years, median) was associated with greater LV mass resorption (median 9% vs. 1%, p = 0.007). Conclusions: Peak CK-MB has a strong association with chronic scar size and wall motion abnormalities after revascularized non-transmural MI. Considerable infarct resorption happens after the first-month recovery phase. LV mass resorption is related to age, being more common in younger patients.Peer reviewe

Peak flow measurements in patients with severe aortic stenosis : a prospective comparative study between cardiovascular magnetic resonance 2D and 4D flow and transthoracic echocardiography

Background Aortic valve stenosis (AS) is the most prevalent valvular disease in the developed countries. Four-dimensional (4D) flow cardiovascular magnetic resonance (CMR) is an emerging imaging technique, which has been suggested to improve the evaluation of AS severity compared to two-dimensional (2D) flow and transthoracic echocardiography (TTE). We investigated the reliability of CMR 2D flow and 4D flow techniques in measuring aortic transvalvular peak systolic flow in patients with severe AS. Methods We prospectively recruited 90 patients referred for aortic valve replacement due to severe AS (73.3 +/- 11.3 years, aortic valve area 0.7 +/- 0.1 cm(2), and 54/36 tricuspid/bicuspid), and 10 non-valvular disease controls. All the patients underwent echocardiography and 2D flow and 4D flow CMR. Peak flow velocity measurements were compared using Wilcoxon signed rank sum test and Bland-Altman analysis. Results 4D flow underestimated peak flow velocity in the AS group when compared with TTE (bias - 1.1 m/s, limits of agreement +/- 1.4 m/s) and 2D flow (bias - 1.2 m/s, limits of agreement +/- 1.6 m/s). The differences between values obtained by TTE (median 4.3 m/s, range 2.7-6.1 m/s) and 2D flow (median 4.5 m/s, range 2.9-6.5 m/s) compared to 4D flow (median 3.1 m/s, range 1.7-5.1 m/s) were significant (p < 0.001). The difference between 2D flow and TTE were insignificant (bias 0.07 m/s, limits of agreement +/- 1.5 m/s). In non-valvular disease controls, peak flow velocity was measured higher by 4D flow than 2D flow (1.4 m/s, 1.1-1.7 m/s and 1.3 m/s, 1.1-1.5 m/s, respectively; bias 0.2 m/s, limits of agreement +/- 0.16 m/s). Conclusions CMR 4D flow significantly underestimates systolic peak flow velocity in patients with severe AS. 2D flow, in turn, estimated the AS velocity accurately, with measured peak flow velocities comparable to TTE.Peer reviewe

Impact of Atrial Fibrillation on the Symptoms and Echocardiographic Evaluation of Patients With Aortic Stenosis

Atrial fibrillation (AF) is common in patients with aortic stenosis (AS) and complicates the assessment of AS severity. The overlapping of symptoms in these 2 conditions may postpone valve replacement. This study aimed to evaluate the effect of AF on the severity assessment of AS and its impact on symptoms and quality of life (QoL). Patients with severe AS were prospectively recruited. Echocardiography, symptom questionnaires, and RAND-36 QoL assessment were performed preoperatively and 3 months postoperatively. The aortic valve calcium score (AVC) was measured using computed tomography. Of the 279 patients, 74 (26.5%) had AF. Patients with AF had lower mean gradients and 45.9% had a low-gradient phenotype, with a mean gradient <40 mm Hg, compared with 22.4% of those without AF (p <0.001). The AVC measurements revealed severe valve calcification equally in patients with or without AF (85.7% vs 87.7%, p = 0.78). Patients with AF were more symptomatic at baseline, with 50.0% versus 27.3% in New York Heart Association class III or higher (p <0.001), and after intervention. Patients with AF had more residual dyspnea (27.3% vs 12.0%, p = 0.007) and exercise intolerance (36.4% vs 17.0%, p = 0.002). The QoL improved significantly in both groups but was worse at baseline in patients with AF and remained impaired after intervention. In conclusion, low-gradient AS phenotype is overrepresented in patients with AF, but they have equally severe stenosis determined using AVC, despite the lower gradients. Patients with AF have more symptoms and worse QoL, but they improve significantly after intervention. In patients with AF, multimodality imaging is important in the assessment of AS severity.Peer reviewe