Düşük ejeksiyon fraksiyonlu kalp yetersizliği hastalarında miyokardiyal enerji tüketimi, miyokardiyal kan akımı ve enerji veriminin değerlendirilmesi ve bu parametrelerin prognostik önemlerinin incelenmesi

Abstract

Giriş ve Amaç: Kalp yetersizliği (KY), miyokard performansında bozulma ve nöroendokrin sistem aktivasyonu ile seyreden kompleks bir klinik sendromdur. KY hastalarında miyokardın kan akımı (MBF), enerji tüketimi (MEE) ve mekanik verimliliği invaziv yöntemler gerektirmesi sebebiyle ancak kısıtlı hasta popülasyonunda değerlendirilebilmiş ve risk kategorizasyonunun en önemli olduğu Fonksiyonel Sınıf (FS) 3-4 hasta grubu çalışmalara dahil edilememiştir. Transtorasik ekokardiyografi (TTE) ile MEE, koroner sinüs (KS) akımları aracılığı ile MBF ölçülebilmekte olup bu iki parametrenin oranlanmasıyla enerji verimliliği hakkında fikir sahibi olunabilmektedir. Bu tez çalışmamızda KY hastalarında MBF, MEE ve enerji veriminin değerlendirilmesi ve bu parametrelerin prognostik önemlerinin araştırılması amaçlanmıştır. Materyal ve Metod: 20 hasta üzerinde yapılan pilot çalışma sonrası %95 güce sahip olması için gerekli örneklem boyutu 100 (80 hasta ve 20 sağlıklı birey) olarak belirlenmiş ve bu amaçla 01 Ekim 2013 / 01 Temmuz 2014 tarihleri arasında Türkiye Yüksek İhtisas Eğitim ve Araştırma Hastanesi Kardiyoloji Kliniğine Düşük Ejeksiyon Fraksiyonlu KY tanısı ile yatırılan 80 hasta (%83.7 erkek, ortalama yaş 57.5±13.8); ve kontrol grubu olarak organik kalp hastalığı bulunmayan 20 sağlıklı birey (%70 erkek, ortalama yaş 51.6±10.2) çalışmaya dahil edilmiştir. Hastalar ortalama 178±43.9 gün takip edildi. Hasta grubu NYHA fonksiyonel kapasitelerine göre kategorize edildi. MBF, parasternal uzun aks sağ ventrikül giriş yolu görüntü penceresinden hesaplanmış KS'ün ileriye yönelik akımlarının zaman velosite integrali ile apikal 2 boşluk görüntülerden ölçülen KS çapının kullanılması ile elde edilmiştir. MEE parametresi sirkümferensiyal sistol-sonu stresi, atım hacmi ve sol ventrikül ejeksiyon süresi değerlerinden hesaplandı. Enerji verimi MEE'nin MBF'ye oranı ile belirlendi. Bulgular: Sistol başına MEE, KY grubunda 78 ±0.49 kal, kontrol grubunda 1.06 ±0.22 (p<0.001); dakika başına MEE sırasıyla 64.3 ±41.8 kal. ve 77.3 ±18.9 (p=0.049) olarak istatistiksel anlamlı farklılık göstermiştir. Dakika başına MBF incelendiğinde; KY grubunda 798.6 ±615.4 ml/dk, kontrol grubunda 374.2 ±177.4 ml/dk olarak anlamlı farklılık saptanırken (p=0.003); 100 gr kalp kitlesine sistol başına MBF, KY grubunda 3.91 ±3.2 ml/100 gr/sistol, kontrol grubunda 3.46 ±1.9 ml/100gr/sistol olarak istatistiksel farklılık görülmemiştir (p=0.558). Verim parametresinin analizinde ise KY grubunda, %13.4±19.0, kontrol grubunda %25.7±12.4 olarak anlamlı farklılık saptanmıştır (p=0.008). Fonksiyonel sınıflar arasında MEE (hem sistol başına hem de dakikadaki) ve verim değerleri arasında istatistiksel farklılık saptanmıştır. MBF analizinde ise FK 1'den 4'e doğru orantısal artış eğilimi gözlenmekle birlikte fonksiyonel sınıflar arasında genel olarakistatistiksel farklılık saptanmamıştır. Korelasyon analizinde atım başına MEE ile troponin (β=-0.360, p<0.001), BNP (β=-0.326, p=0.014), ürik asit (β=-0.248, p=0.018) ve epikardiyal yağ kalınlığı (β=0.255, p=0.011) arasında anlamlı ilişki saptanmıştır. Verim ile troponin (β= -0.232, p=0.022), BNP (β=-0.310, p=0.020), ürik asit (β=-0.305, p=0.004) ve epikardiyal yağ kalınlığı (β=0.268, p=0.007) arasında anlamlı ilişki tespit edilmiştir. Cox regresyon analizinde MEE değeri için HR:4.396 (%95 GA 1.230-15.716, p=0.010), verim değeri için HR:3.343 (%95 GA 1.025-10.905, p=0.007) olarak saptandı. ROC analizinde mortalite tahmini için MEE (kal/dk) 52.1 kestirim değeri %80 sensitivite ve %60 spesifiteye sahip olarak belirlenirken (AUC= 0.716, p=0.008), miyokardiyal verim parametresinin %7.3 kestirim değerinin % 73.3 sensitivite ve %67.1 spesifiteye sahip olduğu gözlendi. MEE sınır değer 52.1 esas alınak oluşturulmuş MEE grupları arasında yapılan Kaplan-Meier sağkalım analizinde iki grup arasında sağkalım açısından anlamlı farklılık saptandı (p= 0.004).Miyokardiyal verim için %7.3 sınır değer esas alınarak oluşturulmuş verim parametresi grupları arasında Kaplan-Meier sağkalım analizi yapıldı ve miyokardiyal verim sağkalımı öngörmede anlamlı bir değişken olarak saptandı (p=0.003). Sonuç: Sonuç olarak bu çalışma, KY hastalarında TTE ile MBF ve verim parametrelerini ve ileri dönem KY hastalarında MEE'yi değerlendiren ilk çalışmadır. KY hastalarında MBF korunurken, MEE ve miyokardiyal verim azalmıştır. Hastalığın semptomatik progresyonu ile birlikte MEE ve miyokardiyal verimin giderek azaldığı gözlenmiştir. MEE ve verim parametresi KY hastalarında önemli birçok prognostik belirteç ile ilişkili olup sağkalım analizinde mortalitenin bağımsız birer göstergesi olarak saptanmıştır. TTE ile bu parametrelerin hesaplanması KY hastalarının prognostik değerlendirilmesinde faydalı olabilir

Introduction: Heart failure (HF) is a challenging clinical syndrome with deterioration in myocardial performance and activation of neuroendocrine mechanisms. In HF patients, myocardial blood flow (MBF), energy expenditure (MEE), mechanic efficiency has been poorly evaluated because of the necessity of invasive procedures in the determination of these parameters. Because of this limitation, especially NYHA Functional Class (FC) 3-4 HF patients whose risk categorisation can provide most important data, has not been included in former studies. Transthoracic echocardiography (TTE) can provide reliable data for MEE, MBF (via coronary sinus (CS) flows). Also, myocardial efficiency can be evaluated by the MEE to MBF ratio. In this study we aim to assess MBF, MEE and energy efficiency and the prognostic value of these parameters in HF population. Materials and Methods: After a pilot study had concluded with 20 patients, the sample size was determined at the power level of 95% as 100 subjects (80 patients and 20 subjects as healthy control group). With respect to this analyses 80 patients with HF (LVEF<40%) (83.7% male, mean age 57.5±13.8) and 20 healthy subjects (%70 male, mean age 51.6±10.2), a total of 100 participants who admitted to Turkey Yüksek İhtisas Education and Research Hospital from 01 October 2013 to 01 June 2014 were included in the study. They were followed up during median 178 ±43.9 days. Patients were categorized based on NYHA FCs. MBF was measured from anterograde CS flow TVI at PLAX right ventricular inflow view and CS diameter at A2C view. MEE parameter was calculated from circumferential end-systolic stress, stroke volume and left ventricular ejection time. Myocardial efficiency was extrapolated with the MEE to MBF ratio. Results: MEE per systole was lower in HF group (0.78 ±0.49 cal) than the control group (1.06 ±0.22 cal) (p<0.001). MEE per minute was also lower in HF group (64.3 ±41.8 cal) than the control group (77.3 ±18.9 cal) (p=0.049). MBF per minute was statistically different in HF group (798.6 ±615.4 (ml/min) than control group 374.2 ±177.4 (ml/min) (p=0.003) whereas MBF per 100 g left ventricular mass was not different between HF group (3.91 ±3.2ml/100 gr/systole) and control group (3.46 ±1.9ml/100 gr/systole). Myocardial efficiency was higher in the control group (25.7%±12.4) than HF group (13.4%±19.0). Between FCs, MEE and efficiency were statistically different but MBF was similar among NYHA FCs. There was an incremental trend for MBF with advancing NYHA FCs. In correlation analysis, MEE was significantly correlated with troponin (β=-0.360, p<0.001), BNP (β=-0.326, p=0.014), uric acid (β=-0.248, p=0.018) and epicardial fat thickness (β=0.255, p=0.011). Efficiency was shown significant correlations with troponin (β= -0.232, p=0.022), BNP (β=-0.310, p=0.020), uric acid (β=-0.305, p=0.004) and epicardial fat thickness (β=0.268, p=0.007). In Cox regression analysis MEE (HR:4.396 (95% CI: 1.230-15.716, p=0.010)) and efficiency (HR:3.343 (95% CI: 1.025-10.905, p=0.007)) were determined as independent predictors of mortality. In ROC analysis for prediction of mortality a cut-off value 52.1 cal/min for MEE had a 80% sensitivity ve 60% specificity (AUC=0.716, p=0.008), and a cut-off value 7.3% for energy efficiency had a 73.3% sensitivity and 67.1% specificity (AUC=0.774, p=0.001). Between MEE groups composed according to the cut-off value 51.1, KaplanMeier survival analysis demonstrated a significant difference in survival. And also there was a significant difference between survival of efficiency groups, constituted due to the cut-off value 7.3%. Conclusion: In conclusion, this is a preliminary study investigating MBF and efficiency parameters derived by TTE in HF and also MEE in advanced HF. Our study demonstrated that while MEE and efficiency havebeen diminished in HF, MBF has been preserved. With the symptomatic progression of HF, MEE and efficiency have decreased. MEE and efficiency have relation with important prognostic markers and have been independent predictors of mortality in HF. Evaluation of MEE, MBF and efficiency with TTE may utilize prognostic assessment of HF patients.