Diastolische LV functie

Diastolische LV functie R.K. Riezebos Cursus echocardiografie AMC/Groningen 2016

Indeling Fysiologie en pathofysiologie Epidemiologie en prognose Echografische diastolische patronen Schatting van de vullingsdrukken De rol van het linker atrium Praktische diastologie Casuïstiek

MVC AVO AVC MVO After Guyton&Hall 2006

De 4 fasen van de diastole 1. Isovolumetrische relaxatie fase: 2. Snelle vullingsfase: 3. Diastase: langzame vullingsfase: 4. Atriale contractiefase: sluiting Ao klep tot opening MV trans valvulair druk gradient low flow atrial kick

Praktische echocardiografie. 2015

Myocardial twist and untwist During untwist at IVRT: Generation of negative LV pressure Twist Untwist Buckberg et al. Echocardiography 2011;28:782; Sengupta et al JACC Img 2008;1:366

Vloeistof dynamica: intraventricular vortices 2D time-resolved flow mapping Annu. Rev. Fluid Mech. 2015. 47:315 42

Stase van bloed: diastolisch probleem Colors darken as the blood volumes remain longer in the ventricles. Annu. Rev. Fluid Mech. 2015. 47:315 42

Diastolische functie Relaxatie van met myocard Diastolische compliantie (recoil) Ter compensatie: Verhoogde vullingsdrukken om LV vulling en slagvolume te waarborgen J. Bartunek, M. Vanderheyden (Eds.), Translational Approach to Heart Failure, Springer, New York, NY (2013), pp. 25 62

Epidemiologie Prevalence of Diastolic dysfx: 28.1% Cross-sectional survey of 2042 randomly selected residents of Olmsted County, 45 yrs from 97-00 Redfield et al, JAMA 2003;289:149

Diastolic dysfunction predictor for mortality Mayo clinic Olmsted County data: 2042 randomly selected residents >45 yrs. HR: 10.7 HR: 8.3 JAMA 2003;289:194

HFpEF: Pathophysiology 2004-2015: LV EMBs: Abnormalities in: Structure, function, signaling Microvascular Inflammation Comorbidities: Obesity, DMII, Hypertension Renal insuff. Anemia, COPD Cardiomyocyte stiffness Myocardial oxidative stress CM hypertrophy Interstitial fibrosis EC oxidative stress Myocardial BNP and NO cgmp-pkg signaling Capillary rarefaction van Heerebeek et al. Circulation 2006;113:1966; van Heerebeek et al. Circulation 2008;117;43; Borbely, van Heerebeek et al. Circ Res 2009;104:780; van Heerebeek et al. Circulation 2012;126:830

HFpEF: the new paradigm Comorbidities drive structural & functional remodelling in HFpEF through systemic endothelial inflammation Paulus WJ et al, JACC 2013;62:263

Echo doppler metingen Directe drukmetingen zijn met imaging niet mogelijk: Wel volumes, bloed- en weefsel snelheden Structuur en volume LVH, LAVI Doppler metingen zijn essentieel: Mitralisinstroom doppler Piek E en A, ratio E decelaratie tijd Pulmonaal veneuze instroom doppler Piek S en D, ratio Verschil duur AR en A SPAP TVRmax DTI MA Laterale annulus, septaal Eventueel IVRT, color M flow (Vp)

Indirecte bepaling van diastolische drukken en druk-volume relaties JACC: Cardiovascular Imaging, Volume 8, Issue 9, 2015, 1071 1093

Factoren om rekening mee te houden Sample locatie Respiratie valsalva Hart frequentie Preload en afterload, inspanning LV systolische functie Atriale functie, volumes Locale myocardiale afwijkingen die e lat beinvloeden Belangrijke MI

EACVI/ASE 2016 1. Interpreteer in de context van de kliniek 2. Geen enkel algoritme klopt 100% 3. Begrijp de fysiologische rationale van elke variabele J Am Soc Echocardiogr 2016;29:277-314

Normaal waardes per leeftijdsfase LV diastolische functie Age group (y) Measurement 16-20 21-40 41-60 >60 IVRT (ms)* 50 ± 9 (32-68) 67 ± 8 (51-83) 74 ± 7 (60-88) 87 ± 7 (73-101) E/A ratio* 1.88 ± 0.45 (0.98-2.78) 1.53 ± 0.40 (0.73-2.33) 1.28 ± 0.25 (0.78-1.78) 0.96 ± 0.18 (0.6-1.32) DT (ms)* 142 ± 19 (104-180) 166 ± 14 (138-194) 181 ± 19 (143-219) 200 ± 29 (142-258) A duration (ms) 113 ± 17 (79-147) 127 ± 13 (101-153) 133 ± 13 (107-159) 138 ± 19 (100-176) PV S/D ratio 0.82 ± 0.18 (0.46-1.18) 0.98 ± 0.32 (0.34-1.62) 1.21 ± 0.2 (0.81-1.61) 1.39 ± 0.47 (0.45-2.33) PV Ar (cm/s) 16 ± 10 (1-36) 21 ± 8 (5-37) 23 ± 3 (17-29) 25 ± 9 (11-39) PV Ar duration (ms) 66 ± 39 (1-144) 96 ± 33 (30-162) 112 ± 15 (82-142) 113 ± 30 (53-173) Septal e (cm/s) 14.9 ± 2.4 (10.1-19.7) 15.5 ± 2.7 (10.1-20.9) 12.2 ± 2.3 (7.6-16.8) 10.4 ± 2.1 (6.2-14.6) Septal e /a ratio 2.4* 1.6 ± 0.5 (0.6-2.6) 1.1 ± 0.3 (0.5-1.7) 0.85 ± 0.2 (0.45-1.25) Lateral e (cm/s) 20.6 ± 3.8 (13-28.2) 19.8 ± 2.9 (14-25.6) 16.1 ± 2.3 (11.5-20.7) 12.9 ± 3.5 (5.9-19.9) Lateral e /a ratio 3.1* 1.9 ± 0.6 (0.7-3.1) 1.5 ± 0.5 (0.5-2.5) 0.9 ± 0.4 (0.1-1.7) *U shaped nature from healthy towards disease European Journal of Echocardiography (2009) 10, 165 193 www.echocardiografie.nl

Normale instroom Praktische echocardiografie. 2015

Ademhaling en MV instroom RV RA LV lv LA la exp insp Doppler registratie tijdens stilgehouden uitademingsstand

uitademen E inademen E E 0,75 m/s A 0,61 m/s E/A 1,23 deceleratietijd 118 ms (afw) E 0,56 m/s A 0,76 m/s E/A 0,73 238 ms (gb)

Invloed van preload op MV instroom Valsalva Praktische echocardiografie. 2015

Mitralis instroom bij VES in trigeminie E E E E Praktische echocardiografie. 2015

Transmitral velocities

Negative LV pressure driven suction Positive LA pressure driven pushing Oh et al. Circulation Cardiovasc Img 2011;4:444

Mitralis inflow deceleratie tijd: maat voor LV compliantie DC < 150 ms (pas op bij gezonde jongeren) JACC: Cardiovascular Imaging, Volume 8, Issue 9, 2015, 1071 1093

L wave teken van verhoogde LA druk JACC: Cardiovascular Imaging, 2015, 1071 1093

Normale PW TDI registratie Praktische echocardiografie. 2015

Juist Sample positie Gain Band filter J Am Soc Echocardiogr 2016;29:277-314

In LV holte Lat wand Buiten het hart In LA J Am Soc Echocardiogr 2016;29:277-314

Invloed van ritme stoornissen AF Trigeminie Verlengde PQ tijd Praktische echocardiografie. 2015

DTI MA A distinct velocity pattern represented by a "notch" is observed during the time interval between the end of the systolic and the onset of the early diastolic velocity wave on longitudinal myocardial velocity curve. s e a J Cardiovasc Ultrasound. 2014 Mar;22(1):23-7

Origin of the post systolic notch J Cardiovasc Ultrasound. 2014 Mar;22(1):23-7

Longvene flow Transmitral flow (cm/s) Mitral Annular Velocity (cm/s) Pulmonary Venous Flow Velocity (cm/s) S1: relaxatie van het LA S2: RV/LV ejectie en mitral annular descent

Normale PV instroom Praktische echocardiografie. 2015

PV instroom met S2 S1 Atriale relaxatie S2 verplaatsing MV annulus S2 = diastolische instroom meting

PV instroom bij AF (S top lager dan D) Praktische echocardiografie. 2015

Relatie transmitrale flow en PV flow Deceleration time E/A ratio Ard Ad > 30 ms Pulmonary venous flow Eur J Echocardiogr 2009;10:165

Propagation velocity: Maat voor LV vulling Normaal Vp > 45 cm/sec Nagueh Eur J Echocardiogr 2009;10:165; Moller JACC 2000;35:363;Garcia JACC 1997;29:448

LV Scheef gemeten 38cm/sec LV Correct gemeten 58cm/sec Praktische echocardiografie. 2015

Mate van LV diastolische dysfunctie J Am Soc Echocardiogr 2016;29:277-314

Graad 1 verminderde relaxatie

A E Praktische echocardiografie. 2015

Graad 2 - pseudonormaal

10 sec Valsalva maneuvre E/A ratio verminderd met >50%

Pseudonormaal MV instroom patroon J Am Soc Echocardiogr 2016;29:277-314

Graad 3 - Restrictief

Praktische echocardiografie. 2015

Dynamische patronen

TE-e J Am Soc Echocardiogr 2016;29:277-314

Echo schattingen van LV druk Normale drukken: LVEDP <16mmHg PCWP <12mmHg Kirpatrick J et al, JACC, 2007

TI signaal TI >2,8m/s Syst RV druk > 32mmHg +CVD

VCI RA RV PA TV PV

VCI RA RV PA TV PV

VCI RA RV PA TV PV

TR VCI RA RV PA TV PV

TR VCI RA RV PA TV PV

TR VCI RA RV PA TV PV

RA druk, gebruik de VCI VCI diameter: Haaks op de lange as van de VCI Eind expiratoir Juist proximaal van de inmonding vena hepatica 0,5-3.0 cm voor de inmonding in het RA J Am Soc Echocardiogr 2010;23:685-713

RA druk RA druk (mmhg) 3 (0-5) 8 (5-10) 8 (5-10) 15 (10-20) VCI diameter (fcm) <2.1 <2.1 >2.1 >2.1 Ademhalings variatie >50% collaps <50% collaps >50% collaps <50% collaps Praktische echocardiografie. 2015

Doppler patronen correleren met LA druk Sohn JACC 1997;30:474

E/E ratio correlates with LVEDP and PCWP PCWP = 1.24 * [E/E ] + 1.9 ; difference between Doppler and Cath: 0.1 ± 3.8 mmhg Circulation 2009;120:802; Nagueh JACC 1997;30:1527

Normal Values for e and E/e e, cm/s E/e Ratio Women, <40 yrs 10.0 19.2 3.0 8.2 Women, 40 59 yrs 6.5 16.1 3.2 10.4 Women, 60 yrs 1.8 14.6 3.1 14.3 Women, overall 5.4 18.2 2.5 10.9 Men, <40 yrs 8.7 19.5 2.5 8.5 Men, 40 59 yrs 6.1 15.3 3.0 9.4 Men, 60 yrs 4.4 12.0 3.1 12.3 Men, overall 4.8 16.8 2.4 10. E/e >14 is abnormaal e >8cm/s is normaal Circ Cardiovasc Imaging, 3 (2010), pp. 614 622

HFpEF: PCWP/LVEDP and PAP with low level exercise 28±7 34±6 11±5 14±4 43±7 23±5 Borlaug BA, Circ J 2014;78:20

E/E correlates with invasively measured LVDP during exercise Rest: LVDP 13mmHg; E/E 12.1 Exercise: LVDP 18mmHg; E/E 17.1 Burgess M et al;jacc 2006;47:1891

E, e & TVRvmax

Blood flow measurements: load dependent Gr 1 naar Gr 2 Gr 2 naar Gr 1 Sohn JACC 1997;30:474; Little et al. Circulation 2009;120:802

Behandeling hartfalen Sohn JACC 1997;30:474

Anatomie & Volumes: centrale rol voor het LA Volume en niet dimensie LAVindex Size matters oorzaken van LA vergroting Volume vs druk belasting

LA volume bepaling Druk belasting Volume belasting Normale volume en druk Zelfde volume Verschillende druk Zelfde druk Verschillende volumes

LAVI: indicator of diastolic dysfunction Left Atrial Volume Index (LAVI) in TOPCAT and I-preserve LAVI: the HbA1c of diastology: strongly associated with severity and duration of diastolic LV dysfunction Tsang et al. Am J Cardiol 2002;90:1284

AF, rol voor PV stretch PV stretch J Cardiovasc Electrophysiolo 2000;11:623

Functionele en morfologische veranderingen van het LA LA strain and strain rate vs atrial fibrosis measured by MRI LA strain significantly reduced in HFpEF Kuppahally Circ Cardiovasc Imaging 2010;3:231 Kurt et al Circ Cardiovasc Imaging 2009;2:10

Atriale overload: volume vs druk Normaal Benigne Mild risico LAVI (ml/m2) 22±6 >28 vergroot 28-33 vergroot Matig risico 34-39 vergroot Ernstig risico 40 vergroot TD e (cm/sec) 10 normaal 10 abnormaal <10 abnormaal <8 abnormaal <5 abnormaal Benigne: athlethic heart, anemie, thyrotoxicose, MI Geassocieerd met verhoogd risico op events: AFIB, CHF, CVA, OSAS

Schatting vullingdruken bij normale EF Praktische echocardiografie. 2015

Nieuwe aanbevelingen 2016 Achtergrond: Diastologie is te complex. Wordt niet goed geïnterpreteerd. Onvoldoende gebruikt. Dus: makkelijker maken J Am Soc Echocardiogr 2016;29:277-314

Vereenvoudigd algoritme 2016 normale LVEF J Am Soc Echocardiogr 2016;29:277-314

Voorstel algoritme 2016 verminderde LVEF J Am Soc Echocardiogr 2016;29:277-314

Bepaling diastologie in speciale situaties J Am Soc Echocardiogr 2016;29:277-314

Conclusie Diastolische dysfunctie komt veel voor en is een belangrijke marker voor ziekte en prognose. TTE is van onschatbare waarde bij het niet-invasief schatten van de LV druk Je hebt altijd meerdere parameters nodig, gebruik ze hiërarchisch. De meest robuuste parameters zijn e, E/e, LAVI en TR vmax Klinische, anatomische (volume/structuur) en functionele (doppler) parameters moeten congruent zijn

De diastolische vloeistof dynamica is nog grotendeels onontgonnen terrein

Casus Een 50 jarige bankier heeft klachten van malaise, dyspnoe en progressieve oedemen

Echo parameters contrictie vs restrictie Constriction vs. Restriction Parameter Constriction Restriction Septal motion Respiratory shift Normal Mitral E/A ratio >1.5 >1.5 Mitral DecT (ms) <160 <160 Mitral inflow respiratory variation Usually present Absent Hepatic vein doppler Expiratory diastolic flow reversal Inspiratory diastolic flow reversal Mitral septal É (cm/s) >7 <7 Mitral lateral É < septal É > septal É Ventricular septal strain Normal Reduced Am J Cardiol 2001;87:86-94

Mayo Clinic algoritme J Am Soc Echocardiogr 2016;29:277-314

Casus Man 25 jaar Blanco VG Leider van een woongroep in Amsterdam Malaise klachten. Vraag CMP? EF 40%

Diastologie

Meer diastologie Lab: NTproBNP 7

Vraag Wat is er aan de hand? 1. Het beeld past het beste bij een DCM 2. Het is normaal voor een Gorilla 3. Ik weet het niet

Casus Kapster van 40 jaar met dyspnoe

Follow up 2007 LAVI 60 ml/m2 2010 LAVI 70 nl/m2 2013 LAVI 80 ml/m2

Vraag Wat is je waarschijnlijkheidsdiagnose: 1. Atriumfibrilleren waardoor LA dilatatie 2. Volume overbelasting van het LA 3. Restrictieve CMP 4. Infiltratieve CMP

Follow up LAVI & events Courtesy of J Steward

Casus Vrouw 30 jaar komt met dyspnoe. Obesitas (BMI 30).

LAVI 2011

Diastologie 2011

Casus 4 jaar later Progressieve dyspnoe, nu BMI 35, ook DM2 en HT

Lavi 2015

Diastologie 2015

Wat is er gebeurd 2011 2015

Vraag Wat is het correcte antwoord: 1. Het diastolisch vullingspatroon is in een aantal jaar ernstig verstoord geraakt 2. De diastologie is marginaal veranderd, valt binnen de normaal variatie 3. Kan ik niet zeggen want diastologie is afhankelijk van vullingsstatus 4. Zonder pulmonaalveneflow meting kan ik hier geen uitspraak overdoen