Critical Analysis of Echocardiographic Measurements of Left Ventricular Mass

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1 Rev bras ecocardiogr imagem cardiovasc 2010, 23(4): Artigo de Revisão Cálculo da Massa Ventricular à Ecocardiografia: Análise Crítica Critical Analysis of Echocardiographic Measurements of Left Ventricular Mass ISSN Thaísa L Katz 1, Carolina F G Mattos 2, Ingrid Kowatsch 3, Marcelo L C Vieira 4 RESUMO A determinação da massa ventricular esquerda tem um grande valor na prática clínica. Pode ser obtida pela ecocardiografia, nas suas diferentes modalidades (uni, bi ou tridimensional), por meio de várias fórmulas e algoritmos matemáticos. Os primeiros estudos utilizaram o modo M e baseavam-se na medida da espessura septal, da parede posterior e da dimensão interna do ventrículo esquerdo, para a realização do cálculo da massa ventricular. Partiam do pressuposto que o ventrículo esquerdo fosse uma esfera. Porém, estudos de necropsia demonstraram que essas fórmulas superestimavam a medida da massa ventricular. Por isso, foram aplicados fatores de correção e também verificada a necessidade das medidas pelo método bidimensional, principalmente, em casos de hipertrofia, em que pode existir uma distribuição assimétrica na cavidade ventricular. Novas tecnologias, como a ecocardiografia tridimensional, demonstram uma boa correlação com a ressonância nuclear magnética (RNM), sendo uma ferramenta importante para uma medida mais acurada da massa ventricular. Descritores: Hipertrofia Ventricular Esquerda; Ecocardiografia; métodos. SUMMARY The measurements of the left ventricular mass are very important in clinical practice. The left ventricular mass can be assessed by M-mode, 2-dimensional and 3-dimensional echocardiography with the use of geometric formulas and mathematical algorithm. M mode was used for the first studies which were based on the measure of the septal width, the posterior wall and the internal dimension of the left ventricular and it was assumed that the left ventricular was a sphere. However, necropsy studies showed that these formulas overestimated the measurement of the ventricular mass. Correction factors were created and measurements by 2-dimensional echocardiography were made necessary to be more precise, mainly in cases where hypertrophy showed an asymmetric distribution in the ventricular cavity. New technologies such as 3-dimensional echocardiography, have shown a good correlation with magnetic resonance imaging (MRI) and it has proved to be a useful tool for a more precise measurement of the ventricular mass. Descriptors: Hypertrophy; Left Ventricular; Echocardiography; methods. Introdução Inúmeros estudos correlacionaram a hipertrofia ventricular esquerda com o aumento da mortalidade e como fator de risco independente para doença cardiovascular 1-3. Por isso, a determinação da massa ventricular esquerda tem grande valor na prática clínica, uma vez que identifica os pacientes de maior risco e direciona uma maior atenção a esse grupo. Atualmente, o ecocardiograma é uma ferramenta importante para avaliação da massa ventricular esquerda, pois se trata de um método não invasivo, de custo relativamente baixo e com riscos mínimos para o paciente. Apesar de amplamente utilizado, há muitas críticas sobre as formas de quantificação da massa ventricular pela ecocardiografia. A massa ventricular esquerda pode ser determinada por várias fórmulas e algoritmos matemáticos. Instituição Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (InCor - HCFMUSP) Correspondência Thaísa Liberman Katz Av. Dr. Enéas de Carvalho Aguiar nº São Paulo - SP Telefone (011) tliberman@terra.com.br Recebido em: 20/04/ Aceito em: 20/04/ Médica pós-graduanda do Serviço de Ecocardiografia de Adultos do Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (InCor - HCFMUSP). Médica do Serviço de Ecocardiografia do Fleury Medicina e Saúde. São Paulo-SP 2- Médica residente do Serviço de Ecocardiografia de Adultos do Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (InCor - HCFMUSP). São Paulo-SP 3- Médica Assistente do Serviço de Ecocardiografia de Adultos do Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (InCor - HCFMUSP). São Paulo-SP 4- Médico Assistente do Serviço de Ecocardiografia de Adultos do Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (InCor - HCFMUSP). Médico do Serviço de Ecocardiografia do Hospital Israelita Albert Einstein. São Paulo-SP 95

2 Katz TL, et al. Cálculo da massa ventricular à ecocardiografia: análise crítica Figura 1: Medidas do septo, da parede posterior e do diâmetro diastólico final do ventrículo esquerdo para o cálculo da massa ventricular pelo modo M. Como esperado, a massa ventricular esquerda calculada pelas duas equações correlacionavam-se linearmente, mas os valores absolutos variavam mais de 20% (Figura 2). Assim, Devereux e colaboradores realizaram outro estudo com achados de necropsia de 52 pacientes 6 e observaram que ambas as fórmulas superestimavam a massa ventricular e propuseram uma nova correção: Os primeiros estudos utilizaram o modo M (Figura 1) e baseavam-se na medida da espessura septal e da parede posterior e dimensão interna do ventrículo esquerdo. A fórmula do cubo, inicialmente proposta por Troy e colaboradores 4, parte do pressuposto de que o ventrículo esquerdo é uma esfera e determina a massa ventricular como sendo: Massa ventricular esquerda (Troy) = 1,04* x {(septo interventricular + dimensão interna ventricular esquerda + parede posterior) 3 dimensão interna ventricular esquerda 3 } * Densidade acústica específica do músculo cardíaco Posteriormente, em estudo realizado com achados de necrópsia de 34 pacientes 5, Devereux modificou a fórmula da massa proposta por Troy por meio de uma equação de regressão: Massa ventricular esquerda (Penn) = 1,04 x {(septo interventricular + dimensão interna ventricular esquerda + parede posterior) 3 dimensão interna ventricular esquerda 3 } 13,6 g 96 Massa ventricular (ASE): 0,8 x [1,04 x {(septo interventricular + dimensão interna ventricular esquerda + parede posterior) 3 dimensão interna ventricular esquerda 3 }] + 0,6 g. Atualmente, essa é a fórmula recomendada pela American Society of Echocardiography (ASE) 7 e suas medidas podem ser feitas tanto pelo modo M, como pelo modo bidimensional. Porém, como já mencionado anteriormente, ela parte do princípio que o ventrículo seja uma esfera e, com isso, pacientes com cardiopatias ou mesmo com ventrículos normais, mas com variações da normalidade, podem não estar tendo medidas acuradas da massa ventricular por esse cálculo. Além disso, a elevação ao cubo pode resultar em erros no resultado final da massa, mesmo com pequenas variações nas medidas (< 1mm). Ainda, as equações validadas por Figura 2: Massa ventricular esquerda calculada pelo eco bidimensional: método de área comprimento (AL) ou presumindo-se uma geometria de elipse truncada (TE).

3 Rev bras ecocardiogr imagem cardiovasc 2010, 23(4): estudos com necropsia, tiveram amostras pequenas 8 e uma configuração ventricular heterogênea. Comparado com a ressonância nuclear magnética (RNM), que é considerada, atualmente, o padrão ouro para o cálculo da massa ventricular esquerda, o modo M parece superestimar a massa ventricular, em determinados grupos de pacientes, como aqueles com insuficiência cardíaca congestiva 9, pacientes transplantados 10, com cardiopatia hipertensiva e até indivíduos normais 14. Outra forma de determinação da massa ventricular esquerda pode ser obtida com a ecocardiografia bidimensional (2D). Por esse método, ainda são empregados pressupostos geométricos do formato ventricular, mas se admite que o ventrículo apresente o formato de bala de revólver e não de uma esfera. Além disso, a espessura média da parede ventricular esquerda é determinada, em vez da espessura parietal, em apenas um ponto do septo ou da parede posterior. A espessura parietal média pode ser calculada pela determinação das áreas epicárdicas e endocárdicas do eixo curto do ventrículo esquerdo ao nível médio cavitário. A diferença entre essas duas áreas representa a área miocárdica. A massa ventricular esquerda pode, então, ser calculada pelo método de área comprimento ou presumindo-se uma geometria de elipse truncada, pelas seguintes fórmulas 15 : Área-comprimento: 1,05 x {5/6 x (A epi x L epi)- (A endo x L endo)} Epi- epicárdio; endo- endocárdio. Elipsóide truncada: 1,05 π {(b+t) 2 [ 2/3 (a+t)+ d- d 3 /3(a+t) 2 ] b 2 [2/3 a+d d 3 /3a 2 ]} Figura 3: Análise ecocardiográfica tridimensional em tempo real de ventrículo esquerdo normal (planos sagital, coronal e transversal). Figura - 4 Cálculo da massa ventricular esquerda (ecocardiografia tridimensional em tempo real), Massa ventricular esquerda: 162 g. Superfície corpórea (SC) do paciente: 1,8 m 2. Índice de massa ventricular esquerda: massa VE/SC: 90 g/m 2 Apesar de este ser o método ideal para indivíduos com geometria ventricular alterada, ele ainda pode gerar erros, pois além de partir de uma geometria do ventrículo predeterminada, também depende de uma janela ecocardiográfica satisfatória, e pode gerar um valor de massa errado quando se encurta o ventrículo esquerdo na janela apical quatro câmaras. Estudos com RNM mostraram que a ecocardiografia bidimensional, ao contrário do modo M, subestima a massa ventricular esquerda 16,17. A ecocardiografia tridimensional foi desenvolvida na década de 70, como método de aferição dos volumes ventriculares. A ecocardiografia tridimensional caracteriza-se por não necessitar de inferências geométricas para o cálculo dos volumes das câmaras cardíacas, da massa ventricular e da fração de ejeção do ventrículo esquerdo, a partir da análise de limitado número de planos de observação, como na ecocardiografia bidimensional (Figuras 3 e 4). Permite a observação morfológica, a partir de novos e múltiplos planos de detalhamento anatômico, ocasionando maior realidade à investigação não invasiva das estruturas cardíacas, não estando limitada por erros como o encurtamento do ventrículo esquerdo (ecocardiografia bidimensional). A ecocardiografia tridimensional apresenta aplicações clínicas na mensuração do volumes ventriculares e da massa do ventrículo esquerdo, na mensuração 97

4 Katz TL, et al. Cálculo da massa ventricular à ecocardiografia: análise crítica dos volumes atriais e do estudo do remodelamento atrial ventricular, assim como na análise segmentar da contratilidade ventricular e na demonstração espacial da relação entre o volume e a massa ventricular esquerda (Figuras 5 a 7). Figura 5: Demonstração espacial tridimensional de ventrículo esquerdo normal (método de reconstrução off-line). Figura 6: Demonstração espacial tridimensional de ventrículo esquerdo de paciente apresentando hipertrofia concêntrica (método de reconstrução off-line). Figura 7: Demonstração espacial tridimensional de ventrículo esquerdo de paciente apresentando hipertrofia assimétrica (método de reconstrução off-line). 98 Há basicamente duas técnicas para o cálculo da massa ventricular esquerda, empregando a ecocardiografia tridimensional: a reconstrução off-line, a partir de um bloco adquirido pelo bidimensional e pela aquisição da imagem tridimensional em tempo real. A partir de um desses métodos, é necessário para o cálculo da massa, o delineamento manual ou semiautomático das bordas endocárdicas e epicárdicas. Estudos comparando o ecocardiograma tridimensional com a RNM, confirmaram a boa acurácia do método A superioridade do ecocardiograma 3D em relação ao bidimensional e o modo M para o cálculo da massa, já foi convincentemente demonstrada Algumas limitações do método incluem: necessidade de um ritmo regular, qualidade da imagem do eco 3D em tempo real inferior àquela do bidimensional e tempo necessário para o cálculo off-line. Indexação da massa ventricular A indexação do valor absoluto da massa ventricular faz-se necessária, uma vez que a ela varia conforme o tamanho do indivíduo. O mais utilizado é a divisão da massa ventricular pela superfície corporal, calculada pela fórmula de Dubois & Dubois 23, mais conhecida como Índice de Massa Ventricular. Os valores de referência atuais foram baseados no Strong Heart Study 8, que estudou duas populações de indivíduos normais: uma de moradores de Nova York e outra de índios norte-americanos. Os limites superiores da normalidade (percentil 98) foram de 96 g/m 2 para mulheres e 116g/m 2 para homens. Assim, conforme estabelecido pela American Society of Echocardiography 7, considera-se hipertrofia valores de Índice de Massa superiores a 95g/m 2 para mulheres e 115g/m 2 para homens. Calculando a espessura relativa (ER) da parede ventricular pela fórmula 2x PP/DdVE, permite a categorização da hipertrofia ventricular em concêntrica, se a ER for maior a 0,42 e, em excêntrica, se a ER for menor ou igual a 0,42. Os valores de normalidade anteriormente recomendados, eram de 110g/m2 para mulheres e de 134g/m 2 e foram baseados em estudo do início da década de 80, que utilizou a modo M para o cálculo das medidas 24. Talvez isso justifique os valores mais altos, uma vez que o

5 Rev bras ecocardiogr imagem cardiovasc 2010, 23(4): modo M pode superestimar os valores da cavidade ventricular e da espessura miocárdica. Outros índices foram propostos, porém são menos utilizados na prática diária, como é o caso da massa ventricular dividida pela altura, ou a massa ventricular dividida pela altura elevada à potência de 2,7. Portanto, a ecocardiografia, com as suas diferentes modalidades (modo-m, 2D e 3D), é um método válido para avaliação da massa ventricular esquerda. O importante é saber as aplicações e limitações de cada modalidade em relação à geometria ventricular apresentada. Dessa forma, teremos em observação a análise crítica da sensibilidade e acurácia das diferentes possibilidades para o cálculo da massa ventricular do ventrículo esquerdo. Referências 1. Krumholz HM, Larson M, Levy D. Prognosis of left ventricular geometric patterns in the Framingham Heart Study. J Am Coll Cardiol.1995;25: Dannenberg AL,Levy D, Garrison RJ. Impact of age on echocardiographic left ventricular mass in a healthy population (The Framingham Study). Am J Cardiol. 1989;64; Sullivan J, Vander Zwaag R, el-zeky F, Ramanathan K, Mirvis D. Left ventricular hypertrophy: effect on survival. J Am Coll Cardiol. 1993;22: Troy BL, Pombo J, Rackley CE. Measurement of left ventricularwall thickness and mass by echocardiography. Circulation. 1972,45: Devereux RB, Reichek N. Echocardiographic determination of left ventricular mass in man: anatomic validation of the method. Circulation. 1977,55: Devereux RB, Alonso DR, Lutas EM, Gottlieb GJ, Campo E, Lachs I, et al. Echocardiography assessment of left ventricular hypertrophy: comparison to necropsy findings. Am J Cardiol.1986;57: Lang RM, Biering M, Devereux RB, Flachskampf FA, Foster E, Pellikka PA, et al. Recommendations for chamber quantification: a report from the American Society of Echocardiography s Guidelines and Standards Committee and the Chamber Quantification Writing Group, developed in conjunction with the European Association of Echocardiography, a branch of the European Society of Cardiology. J Am Soc Echocardiogr. 2005;18: Ilercil A, Grady MJ, Roman MJ,Paranicas M, Lee ET, Welty TK, et al. Reference values for echocardiographic measurements in urban and rural populations of differing ethinicity: The Strong Heart Study. J Am Soc Echocardiogr. 2001;14: Gopal AS, Schnellbaecher MJ, Shen Z, Akinboboye OO,Sapin PM, King DL. Freehand three-dimensional echocardiography for measurement of left ventricular mass: in vivo anatomic validation using explanted human hearts. J Am Coll Cardiol. 1997; 30: Bellenger NG, Marcus NJ, Davies C, Yacoub M, Banner NR, Penell DJ. Left ventricular function and mass after orthotopic heart transplantation: a comparison of cardiovascular magnetic resonance with echocardiography. J Heart Lung Transplant. 2000;19: Bottini PB, Carr AA, Prisant LM, Flickinger FW, Allison JD, Gottdiener JS. Magnetic resonance imaging compared to echocardiography to assess left ventricular mass in the hypertensive patient. Am J Hypertens.1995;8: Missouris CG, Forbat SM, Singer DR, Markandu ND, Underwood R, MacGregor GA. Echocardiography overestimates left ventricular mass: a comparative study with magnetic resonance imaging in patients with hypertension. J Hypertens. 1996;14: Steward GA, Foster J, Cowan M, Rooney E, McDonagh T, Dargie HJ, et al.echocardiography overestimates left ventricular mass in hemodialysis patients relative to magnetic resonance imaging. Kidney Int. 1999;56: Kühl HP, Hanrath P, Franke A. M-Mode Echocardiography overestimates left ventricular mass in patients with normal left ventricular shape: a comparative Study Using Three-Dimensional Echocardiography. Eur J Echocardiogr. 2003;4: Schiller NB, Shah PM, Crawford M, DeMaria A, Devereux R, Feigenbaum H, et al. ecommendations for quantitation of the left ventricle by two-dimensional echocardiography: American Society of Echocardiography committee on standards, subcommittee on quantitation of two-dimensional echocardiograms. J Am Soc Echocardiogr. 1989;2: Chuang ML, Beaudin RA, Riley MF Mooney MG, Mannin WJ, Douglas PS, et al. Three-dimensional echocardiographic measurement of left ventricular mass: comparison with magnetic resonance imaging and twodimensional echocardiographic determinations in man. Int J Card Imaging. 2000;16: Myerson SG, Montgomery HE, World MJ,Pennell DJ. Left ventricular mass: reliability of M-mode and 2-dimensional echocardiographic formulas. Hypertension. 2002;40(5): Gopal AS, Schnellbaecher MJ, Shen Z, Boxt LM, Katz J, 99

6 Katz TL, et al. Cálculo da massa ventricular à ecocardiografia: análise crítica King DL. Freehand three-dimensional echocardiography for determination of left ventricular volume and mass in patients with abnormal ventricles: comparison with magnetic resonance imaging. J Am Soc Echocardiogr. 1997;10: Buck T, Hunold P, Wentz KU, Tkalec W, Nesser HJ, Erbel R. Tomographic three-dimensional echocardiographic determination of chamber size and systolic function in patients with left ventricular aneurysm: comparison to magnetic resonance imaging, cineventriculography, and two-dimensional echocardiography. Circulation. 1997; 96: Pouleur AC, Le Polaim da Waroux JB, Pasquet A, Gerber BL, Gerard O, Allain P, et al. Assessment of left ventricular mass and volumes by three-dimensional echocardiography in patients with or without wall motion abnormalities: comparison against cine magnetic resonance imaging. Heart. 2008;94: Mor-Avi V, Sugeng L, Weinert L, MacEneaney P, Caiani EG, Koch R, et al. Fast measurement of left ventricular mass with real-time three-dimensional echocardiography: comparison with magnetic resonance imaging. Circulation. 2004;110: Takeuchi M, Nishikage T, Mor-Avi V, Suglng L, Weinert L, Nakai H, et al. Measurement of left ventricular mass by real-time three-dimensional echocardiography: validation against magnetic resonance and comparison with two-dimensional and M-Mode measurements. J Am Soc Echocardiogr. 2008;21: Dubois D, Dubois EF. A formula to estimate the approximate surface area if height and weight be known. Arch Intern Med. 1916;17: Devereux RB, Lutas EM, Casale PN, Kligfield P, Esenberg RR, Hammonol IW, et al. Standardization of M mode echocardiographic left ventricular anatomic measurements. J Am Coll Cardiol. 1984;4: