Kalp yetmezlikli hastalarda fonksiyonel kapasitenin belirlenmesinde ekokardiyografik olarak belirlenen dinamik sağ ventrikül fonksiyonlarının rolü
The role of echocardiographically assessed dynamic right ventricular functions in determination of functional capacity of heart failure
Yazar: ATAKAN YANIKOĞLU
Danışman: PROF. DR. AYTÜL BELGİ YILDIRIM
Akdeniz Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Kardiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2013
Konu: Kardiyoloji = Cardiology
Dizin: Ekokardiyografi = Echocardiography ; Kalp hastalıkları = Heart diseases ; Kalp yetmezliği = Heart failure ; Natriüretik ajanlar = Natriuretic agents ; Ventriküler fonksiyon-sağ = Ventricular function-right

Özet:
Amaç: Kalp yetmezliği hastalarında egzersiz intoleransının mekanizmaları halen net olarak aydınlatılamamıştır. Kalp yetmezliği genel olarak hemodinamik bir sendrom olarak bilinmekle birlikte, çoğu çalışmada kardiyak performans ile semptomlar arasında ilişki zayıf olarak değerlendirilmiştir. Kalp yetmezliğinde, sağ ventrikül fonksiyonlarının fonksiyonel kapasite üzerinde etkisini araştıran çalışmalar kısıtlı sayıdadır. Sağ ventrikül fonksiyonu ile fonksiyonel kapasite arasında ilişki daha önce yapılmış birkaç çalışmada gösterilmiştir. Doppler bağımlı olmayan 2 boyutlu benek izleme yöntemi (2D speckle tracking), miyokardın strain ve strain hızını, ekokardiyografik noktacıkların izlemi yöntemine dayanarak özel bir bilgisayar programı aracılığı ile değerlendirir. Natriüretik peptidlerin plazma konsantrasyonları kalp yetmezliği tanısında ve tedavisinde yararlı biyolojik göstergelerdir. Daha önce yapılan çalışmalarda hastaların semptomları ve fonksiyonel kapasiteleri ile natriüretik peptid düzeyleri ilişkili bulunmuştur. 6 dakika yürüme testi (6DYT), son 10 yılda popüler olmuş değerlendirme yöntemidir. Bu test kolay uygulanabilir ve güvenli bir yöntemdir. Yürüme mesafesi ve pik oksijen tüketimi arasında ilişki daha önceki yapılan çalışmalarda ortaya konmuştur. Bu çalışma, sol ventrikül ejeksiyon fraksiyonu %40 ve altında, fonksiyonel kapasitesi sınıf I-III olan hastalarda, 6 dakikalık yürüme testi mesafesi ile sağ ventrikül fonksiyonları arasındaki ilişkiyi belirlemek, yürüme mesafesi, sağ ventrikül fonksiyonları ve diğer ekokardiyografik parametreler ile NT-pro-BNP düzeyleri arasındaki ilişkiyi incelemek amacıyla planlandı.
Yöntem: Çalışmaya daha önceden tanı konmuş veya yeni tanı alan, iskemik ve non-iskemik etiyolojili, ekokardiyografik olarak saptanan sol ventrikül ejeksiyon fraksiyonu %40 ve altında olan kalp yetmezliği hastaları dahil edildi. Hastalara 6 dakika yürüme testi yapıldı. NT-pro-BNP düzeyleri çalışıldı. İki boyutlu, M-mod, Doppler ve doku Doppler ekokardiyografileri yapıldı. İki boyutlu benek izlemeli ekokardiyografi ile sol ventrikül global longitudinal (LTGS), sirkumferensiyal (SGS) ve radyal strain (RGS) parametreleri ve sağ ventrikül serbest duvar longitudinal pik sistolik strainleri (RV-STR) hesaplandı.
Bulgular: Ortalama ejeksiyon fraksiyonu %28,78 ± 6,0 olan 50 hasta çalışmada değerlendirildi. 6 dakika yürüme testi, test süreleri, yürüme mesafesi ve test sırasında yapılan iş ve NT-pro-BNP düzeyleri arasında istatistiksel olarak önemli ölçüde ilişki saptandı (sırasıyla r = -0,595, p<0,01; r = -0,699, p<0,01; r = -0,673, p<0,01). Sol ventriküle ait deformasyon parametrelerinden RGS ile NT-pro-BNP düzeyleri arasında anlamlı bir ilişki saptanamazken, NT-pro-BNP'nin SGS ile zayıf ilişkili (r = 0,319, p<0,05), LTGS ile orta derecede ilişkili olduğu (r = 0,461, p<0,01) saptandı. NT-pro-BNP düzeylerinin RV-STR ile orta derecede ilişkili olduğu görüldü (r = -0,372, p<0,01). NT-pro-BNP düzeylerinin en iyi olarak E/(ORT-S X ORT-E') ve LAVI parametreleri ile ilişkili olduğu görüldü (sırasıyla r = 0,715, p<0,01 ve r = 0,688, p<0,01). 900 pg/ml üzerindeki NT-pro-BNP düzeylerini tahmin etmede kullanılan ekokardiyografik parametrelerin ROC eğrileri altında kalan alanın, E/(ORT-S X ORT-E?) parametresi için en yüksek olduğu görüldü (EAA = 0,898, p<0,0001). NT-pro-BNP düzeylerinin belirlenmesinde ilgili olan sol ventriküle ait deformasyon parametrelerinin (LTGS, RGS, SGS), sol atriyal volüm indeksinin (LAVI) ve pulmoner kapiller kama basıncı tahmininde kullanılan E/ORT E' ve E/(ORT-S X ORT-E?) parametrelerin çoklu regresyon analizlerinde, sol atriyal volüm indeksi her iki modelde de bağımsız değişken olduğu görüldü (sırasıyla LAVI için ß =0,548, p<0,01 ; Adj-r2 = 0,448, p<0,001 ve LAVI için ß = 0,569, p<0,01; Adj- r2 = 0,450, p<0,001). Hastaların, 6 dakika yürüme testinde yürüme mesafesinin belirlenmesinde, bağımsız değişkenlerin incelendiği çok değişkenli analiz modelinde en iyi bağımsız değişkenin SGS olduğu (ß = -0,263, p = 0,028), en iyi ikinci bağımsız değişkenin ise bu modelde RV-STR olduğu (ß = -0,271, p=0,035) görüldü. RV-STR belirlenmesinde en iyi bağımsız iki değişkenin sırasıyla E/(ORT S X ORT E?) ve M-PAB parametrelerinin olduğu görüldü (sırasıyla E/(ORT S X ORT E?) için ß = 0,392, p = 0,018 ve M-PAB için ß = 0,299, p = 0,027; Adj-R2: 0,357, p<0,001). RV-STR değeri -%18,5 altında olan kişilerde NT-pro-BNP düzeylerinin anlamlı şekilde daha yüksek olduğu görüldü. Yürüme mesafelerinin (488,2 ± 130,9 metreye karşılık 327,9 ± 146,2 metre, p<0,01) ve test sırasında yapılan işin (386,8 ± 129,9 joule'a karşılık 236,5 ± 125,7 joule, p<0,01) anlamlı şekilde RV-STR yüksek olan kişilerde daha fazla olduğu görüldü. Sol ventrikül dolum basınçları ile ilişkili olan E/ORT-E' (16,64 ± 7,91'ye karşılık 22,76 ± 7,46, p<0,01) ve E/(ORT-S X ORT-E?)	(374,0 ± 208,4?ye karşılık 650,3 ± 267,5, p<0,01) parametreleri anlamlı şekilde, RV-STR yüksek olan grupta diğer gruba kıyasla daha düşük olarak saptandı. Miyokardiyal deformasyon parametrelerinden RGS ve SGS parametreleri açısından gruplar arasında anlamlı bir fark saptanamazken, LTGS'nin anlamlı şekilde RV-STR yüksek olan grupta diğer gruba kıyasla daha yüksek olduğu saptandı (% -8,45 ± 2,59'ye karşılık % -6,16 ± 2,78, p<0,01).

Sonuç ve Tartışma: Sonuç olarak, sağ ventrikül serbest duvar longitudinal sistolik kısalma oranının, fonksiyonel kapasite ile ilişkili olduğu ve hatta fonksiyonel kapasitenin belirlenmesinde, bağımsız bir prediktör olduğu gösterildi. Sol kalp yetmezliğinde, tahmini sol ventrikül dolum basıncı ve tahmini ortalama pulmoner arter basıncı, sağ ventrikül fonksiyonları için başlıca belirleyici bulundu. Kronik sol ventrikül basınç artışına sekonder gelişen, geri dönüşümsüz pulmoner vasküler yeniden şekillenme ve pulmoner vasküler direnç artışı bu sonuca neden olmuş olabilir.

Abstract:
Aim: The exact mechanisms of exercise intolerance in heart failure (HF) patients are still unknown. Although HF is known as a hemodynamic syndrome, many of studies could not delineate a strong relationship between cardiac performance and symptoms. There are limited studies in literature regarding the effect of right ventricular functions on functional capacity of heart failure patients. Some previous studies had shown the effect of right ventricular functions on functional capacity. 2D speckle tracking echocardiography technique is a Doppler independent tool which enables the assessment of myocardial strain and strain rate with the help of a special software. The plasma concentration of natriuretic peptides are helpfull markers in diagnosis and treatment of heart failure. Previous studies have shown the correlation between levels of natriuretic peptides and functional capacity of heart failure patients. The 6-minute walk test (6MWT), has become a popular method of evaluation of functional capacity in the last 10 years. This test is easily performed and a reliable method. Previous studies have shown the correlation between the walking distance and peak oxygen consumption. This study was designed to investigate the correlation between 6MWT distance and right ventricular functions in class I-III heart failure patitents with ejection fraction lower than 40%. Also we investigated the correlation between echocardiographic parameters and 6MWT distance and NT-pro-BNP levels.

Method: Heart failure patients with ischemic and non-ischemic etiology and with a left ventricular ejection fraction lower than 40% were included in the study. 6MWT were performed to all patients. NT-pro-BNP levels were determined. Standard two dimensional echocardiography, M-mode, Doppler and tissue Doppler echocardiographic analysis were performed for each patient. Global left ventricular longitudinal peak systolic strain (LTGS), circumferential peak systolic strain (SGS), radial peak systolic strain and right ventricular free wall longitudinal peak systolic strain parameters were calculated with the 2D speckle tracking echocardiography for each patient.

Results: 50 patients with mean ejection fraction of 28,78 ± 6,0% were included in the study. 6MWT distance, 6MWT test duration and work achieved in this test were found to be well correlated with the NT-pro-BNP levels (r = -0,595, p<0,01; r = -0,699, p<0,01; r = -0,673, p<0,01 respectively). The RGS was not correlated with the NT-pro-BNP levels, however, the SGS was weakly correlated with NT-pro-BNP (r = 0,319, p<0,05), and the correlation between LTGS and NT-pro-BNP was modest (r = 0,461, p<0,01). NT-pro-BNP levels were correlated with the RV-STR (r = -0,372, p<0,01). Among all echocardiographic variables, the best correlation with NT-pro-BNP was in E/(mean-S X mean-E') and LAVI parameters (r = 0,715, p<0,01 ve r = 0,688, p<0,01, respectively). The area under curve was the highest for E/(mean-S X mean-E?) to estimate a NT-pro-BNP level greater than 900 pg/ml (AUC = 0,898, p<0,0001). In multivariate analysis which are modelled with parameters of left ventricular deformation (LTGS, RGS, SGS), left atrial volume index (LAVI) and parameters for pulmonary capillary wedge pressure estimates - the E/mean E' and E/(mean -S X mean -E?)-, the LAVI was found an independent variable in determination of NT-pro-BNP levels in two distinct models (respectively for LAVI ß =0,548, p<0,01 ; Adj-r2 = 0,448, p<0,001 and for LAVI ß = 0,569, p<0,01; Adj- r2 = 0,450, p<0,001). The best independent parameter was SGS (ß = -0,263, p = 0,028), and the second best independent parameter was RV-STR (ß = -0,271, p=0,035) in multivariate analysis to determine 6MWT distance. The independent variables for determination of RV-STR were E/(mean S X mean E?) and M-PAB respectively (for E/(mean S X mean E?) ß = 0,392, p = 0,018 and for M-PAB ß = 0,299, p = 0,027; Adj-R2: 0,357, p<0,001 respectively). NT-pro-BNP levels were found higher in patients with RV-STR lower than -18,5 %, and the difference was statistically significant. The 6MWT distance (488,2 ± 130,9 meters vs 327,9 ± 146,2 meters, p<0,01) and the work achieved in 6MWT (386,8 ± 129,9 joules vs 236,5 ± 125,7 joules, p<0,01) were higher in patients with higher RV-STR. The parameters to estimate left ventricular filling pressures, the E/ mean -E' (16,64 ± 7,91 vs 22,76 ± 7,46, p<0,01) and the E/(mean -S X mean -E?) (374,0 ± 208,4 vs 650,3 ± 267,5, p<0,01) were found lower in patients with higher RV-STR. There were no difference in RGS and SGS among groups, however the LTGS was found to be higher in patients with higher RV-STR, and the difference was statistically significant (-8,45 ± 2,59% vs -6,16 ± 2,78%, p<0,01).

Discussion and conclusion: The right ventricular free wall systolic strain was found to be correlated with functional capacity and even it is found to be an independent predictor of functional capacity. In left heart failure, the left ventricular filling pressure estimates and mean pulmonary artery pressure estimates, were found independent determinants of right ventricular function. The irreversible pulmonary vascular remodelling and increase in pulmonary vascular resistance which developed secondary to chronic left ventricular pressure load may be the reason for this result