Καρδιά και Αορτή Μια ενδιαφέρουσα σύζευξη Εξελίξεις στην Καρδιαγγειακή Απεικόνιση 2016 Αθανάσιος Αγγελής Ά Πανεπιστημιακή Καρδιολογική Κλινική
Εισαγωγή Καρδιαγγειακό σύστημα Το καρδιαγγειακό σύστημα παρέχει ικανή ποσότητα αίματος και πίεση στα περιφερικά όργανα προκειμένου να επιτευχθεί η απαιτούμενη βάσει συνθηκών αιμάτωση Δυναμική & αρμονική αλληλεπίδραση καρδιάς και συστηματικής κυκλοφορίας είναι απαραίτητη τόσο σε φυσιολογικές (ηρεμία, άσκηση) όσο και παθολογικές καταστάσεις Ενδοτικότητα Σκληρία Περιφερικές αντιστάσεις Συστηματική κυκλοφορία Καρδιακή παροχή Προφόρτιο Συστολική απόδοση Καρδιάς Η ιδανική σύζευξη μεταξύ καρδιάς και αγγείων επιτυγχάνεται όταν η καρδιά ωθεί αίμα στο αγγειακό δίκτυο με όγκο και ρυθμό που αυτό μπορεί να διαχειριστεί Ορίζει την κατάλληλη παροχή & βέλτιστη ενεργειακή απόδοση Μηχανική & ενεργειακή απόδοση καρδιάς
Φυσιολογία Ενδοτικότητα vs Ελαστότητα Ενδοτικότητα = compliance Ελαστότητα = elastance Compliance: ΔV/ ΔP ( ml/mmhg) Elastance: ΔP/ ΔV ( mmhg/ml) Μεταβολή του όγκου ενός διαμερίσματος μετά από μεταβολή της πίεσης σε αυτό Μεταβολή της πίεσης ενός διαμερίσματος μετά από μεταβολή του όγκου αυτού Stiffness: Δυσκαμψία ενός αντικειμένου αναλόγως της οποίας ανθίσταται στην παραμόρφωση έναντι εφαρμοζόμενης δύναμης Ενδοτικότητα και ελαστότητα συνυπάρχουν και είναι αντιστρόφως ανάλογες Elastance = 1/ Compliance
Pressure Volume Relation Arterial elastance ( EA) Left Ventricular end systolic elastance (ELV) Είναι σχεδόν ανεξάρτητη συνθηκών φόρτισης EA= ESP/SV = 0,9 x SBP /SV (mmhg/ml) ELV= ESP/ESV= 0,9 x SBP /ESV (mmhg/ml) Εκφράζει μεταφόρτιο ( LV afterload) Εκφράζει Συσπαστικότητα ΑΚ Συστολική σκληρία ΑΚ Εξαρτάται Καρδιακή συχνότητα Αγγειακή σκληρία Εξαρτάται Ινότροπη κατάσταση Γεωμετρία ΑΚ (ΥΑΚ) Περιφερικές αντιστάσεις Δομή ΑΚ (ίνωση)
Ventricular- Arterial Coupling Η δυναμική & συνεχής αλληλεπίδραση μεταξύ ΑΚ και αρτηριακού αγγειακού δικτύου αποτελεί την κοιλιοαρτηριακή σύζευξη Υπολογίζεται στην τελοσυστολή Έργο πίεσης ΑΚ μεγιστοποιείται SV V-A Coupling : EA/ELV EA: Effective Arterial Elastance ELV: End Systolic LV Elastance EA: 2,2 ±0,8 mmhg/ml ELV: 2,3 ± 1,0 mmhg/ml EA/ELV : 1,0 ± 0,36 EA / ELV > 1,0 uncoupled EA/ ELV EA / ELV <1,0 coupled EF
Ventricular- Arterial Coupling Cardiac Cycle Κατά τη διάρκεια του καρδιακού κύκλου η ελαστότητα ΑΚ μεταβάλλεται λαμβάνοντας τη μέγιστη τιμή της στην τελοσυστολή Ελαστότητα ΑΚ σε χρονική συνάρτηση στη διάρκεια καρδιακού κύκλου Στιγμιαίες ισόχρονες Μέγιστη τελοσυστολή Ελάχιστη τελοδιαστολή ESP ESP EDP EDP
Ventricular- Arterial Coupling Mechanical- Energetics Pressure volume area (PVA) Stoke Work : Έργο εξωθήσεως Potential energy: Δυναμική ενέργεια Mechanical efficiency: Μηχανική απόδοση: SW/MVO2 Max Stroke Work: EA / ELV ~ 0,8 Max Mechanical Efficiency: EA / ELV ~ 0,7 Normal coupling: SW/PVA ~ 2/3 Βέλτιστη απόδοση αριστεράς κοιλίας όταν μικρότερη δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε μεγάλο έργο εξώθησης
LV Dysfunction vs Arterial Dysfunction LV Dysfunction ( ELV): EA / ELV π.χ Διατατική μυοκαρδιοπάθεια Arterial Dysfunction ( EA): EA / ELV π.χ ΑΥ, ΚΑ με διατηρημένο κλάσμα εξωθήσεως Σε μειωμένη συστολικά απόδοση ΑΚ (αύξηση ΤΔΟ) απαιτείται μεγαλύτερη δυναμική ενέργεια για την επίτευξη έργου εξώθησης Η χορήγηση αγωγής που μειώνει το μεταφόρτιο μπορεί να οδηγήσει σε φυσιολογικοποίηση V-A coupling Σε αυξημένο μεταφόρτιο αυξάνεται η ΤΣΠΑΚ εις βάρος του μηχανικού έργου και της ενεργειακής απόδοσης Η χορήγηση αγωγής που αυξάνει τη συστολική πίεση μπορεί να φαινομενικά να φυσιολογικοποιήσει το V-A coupling αλλά ενεργειακά είναι ασύμφορη για το μυοκάρδιο Η κοιλιοαορτική σύζευξη εκφράζεται σε λόγο του οποίου τα επιμέρους στοιχεία πρέπει να αναλύονται ξεχωριστά για την ενεργειακή ικανότητα του καρδιαγγειακού συστήματος
ΕΑ Εξαρτάται σε ηρεμία κυρίως από περιφερικές αντιστάσεις Σε άσκηση από αρτηριακή σκληρία V-A coupling Νέοι: στη άσκηση λόγω ELV Διατηρείται ~ 1στους ηλικιωμένους άσκηση >1 Οι ηλικιωμένες γυναίκες : V-A coupling από άνδρες λόγω ELV άσκηση V-A coupling Υπερτασικοί άνδρες : V-A coupling άσκηση V-A coupling Υπερτασικές γυναίκες: : V-A coupling από άνδρες λόγω ELV άσκηση V-A coupling Συστολική ΚΑ : V-A coupling άσκηση λόγω περαιτέρω ΕΑ ΚΑ με διατηρημένο κλάσμα εξωθήσεως: ~ 1 άσκηση ανεπαρκή στοιχεία
Η μεγαλύτερη μείωση V-A coupling επιτυγχάνεται με A-IIRA και ACEI
Πως υπολογίζεται η κοιλιοαρτηριακή σύζευξη; Αρχικά o Suga προτείνει τον λόγο EA/ELV για την εκτίμηση της μηχανικής απόδοσης του καρδιαγγειακού συστήματος Αργότερα οι Burkhoff & Sagawa καταδεικνύουν όταν EA/ELV ~ 1 η απόδοση είναι βέλτιστη Οι πρώτες μετρήσεις γίνονται επεμβατικά σε απομονωμένες καρδιές σκύλων (Sagawa), αργότερα και σε ανθρώπους Η επεμβατική προσέγγιση περιορίζει τη χρήση του Περαιτέρω προσέγγιση με αναίμακτες μεθόδους Η υπερηχογραφία συμβάλλει καθοριστικά στον αναίμακτο προσδιορισμό Βάσει θεωρίας EA/ELV= ESV/SV= 1/EF-1 Ο παραπάνω τύπος όμως δε διαφοροποιείται από το ΚΕ. Ποια περαιτέρω πληροφορία μπορεί να μας δώσει έναντι του κλάσματος; Ανάπτυξη νέων μεθόδων αναίμακτου προσδιορισμού
Journal of Cardiovascular Echography Διάφορες Single-Beat μέθοδοι Στόχος η καλύτερη προσέγγιση / συμφωνία με τις επεμβατικές - multiple beats μετρήσεις = Gold standard of non invasive estimation Παράμετροι (6) από Echo Doppler ECG BP EF, SV, SBP, DBP, preejection period, total ejection period Simpson biplane method SV = CSA x VTI 3D echo Επιτρέπει με ακρίβεια τους όγκους κατά τη διάρκεια του καρδιακού κύκλου
EA = ESP/SV ESP = 0,9 x SBP ( cuff manometer) Εναλλακτικά Arterial tonometry ESP (centrally estimated) Πλεονεκτήματα Μη επεμβατική Διαγνωστικά ακριβής/συμφωνία με επεμβατικά δεδομένα Μειονεκτήματα Μαθηματικοί υπολογισμοί Δυσχερής υπολογισμός επί ταχυκαρδίας (π.χ άσκηση) Εναλλακτικά EA/ELV= ESV/SV
ΑΥ : EA/ELV προηγείται της εμφάνισης ΚΑ EA/ELV συμβαδίζει με το βαθμό μείωσης ΑΠ ΣΝ-ΕΜ : Συσχέτιση με BNP, σχετίζεται καρδιαγγειακή θνητότητα όπως BNP DCM : Σχετίζεται με λειτουργική κατάσταση / ικανότητα άσκησης Καρδιακό δυσυγχρονισμό : EA/ELV σχετίζεται με καλή απάντηση στη θεραπεία Βαλβιδοπάθειες : Mitral clip δεν επιδεινώνει EA/ELV παρά τη μείωση του ΚΕ AoS valvular arterial impedance συμβαδίζει με εξέλιξη ασυμπτωματικής νόσου
Παθοφυσιολογία των χαμηλών επιπέδων τεστοστερόνης στη καρδιακή λειτουργία EuroEcho Imaging 2015 V-A coupling : 3D echocardiography Peripheral vessel status 19th Annual Congress of the European Association of Cardiovascular Imaging PWV AIx Central stiffness Peripheral wave reflection SBP : centrally & brachial estimated
Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος Ευρέως δημοσιευμένα δεδομένα μελετών Σχετικά απλή στον υπολογισμό Μη επεμβατική Παρέχει πληροφορίες για τη δυναμική ενέργεια και το έργο παλμού της καρδιάς Επιτρέπει την κατανόηση αλλαγών EA, ELV στο καρδιαγγειακό σύστημα EA Επηρεάζεται από καρδιακή συχνότητα Εξαρτάται κυρίως από περιφερικές αντιστάσεις Δεν αποτελεί μέτρο αρτηριακής σκληρίας ELV Εμφανίζει κάποια εξάρτιση από προφόρτιο & μεταφόρτιο EA/ELV Χαρακτηρίζει την τελοσυστολή και όχι τη σταδιακή συστολική φόρτιση της ΑΚ Σε απουσία σοβαρής καρδιαγγειακής νόσου η μηχανική και ενεργειακή πληροφορία που παρέχει έχει αμφίβολη σημασία PVA και MVO2 δε σχετίζονται σημαντικά σε αρκετούς πληθυσμούς ασθενών
Συμπεράσματα Η ομαλή κοιλιοαρτική σύζευξη αποτελεί βασική προϋπόθεση της λειτουργίας του καρδιαγγειακού συστήματος Η μελέτη της μπορεί να προσφέρει ενδιαφέρουσες πληροφορίες στην κατανόηση της παθοφυσιολογίας αλλά και να καθοδηγήσει τη θεραπεία καρδιαγγειακών νόσων Το υπερηχογράφημα καρδίας συμβάλλει τα μέγιστα στην μη επεμβατική εκτίμηση της εν λόγω σύζευξης Η τρισδιάστατη απεικόνιση με χαρακτηριστικό τον αξιόπιστο προσδιορισμό όγκου καρδιακών κοιλοτήτων έρχεται να προσθέσει περαιτέρω αξιοπιστία στις μετρήσεις Η μελέτη δεικτών λειτουργικότητας/σκληρίας κεντρικών & περιφερικότερων αγγείων με προσδιορισμό κεντρικών πιέσεων με τη σειρά της προσδίδει ιδιαίτερο ενδιαφέρον και προοπτική στις μετρήσεις και στο τελική αξιολόγηση των ευρημάτων Ευχαριστώ πολύ!!