Detection of significant coronary artery disease by noninvasive anatomical and functional imaging.

BACKGROUND The choice of imaging techniques in patients with suspected coronary artery disease (CAD) varies between countries, regions, and hospitals. This prospective, multicenter, comparative effectiveness study was designed to assess the relative accuracy of commonly used imaging techniques for identifying patients with significant CAD. METHODS AND RESULTS A total of 475 patients with stable chest pain and intermediate likelihood of CAD underwent coronary computed tomographic angiography and stress myocardial perfusion imaging by single photon emission computed tomography or positron emission tomography, and ventricular wall motion imaging by stress echocardiography or cardiac magnetic resonance. If ≥1 test was abnormal, patients underwent invasive coronary angiography. Significant CAD was defined by invasive coronary angiography as >50% stenosis of the left main stem, >70% stenosis in a major coronary vessel, or 30% to 70% stenosis with fractional flow reserve ≤0.8. Significant CAD was present in 29% of patients. In a patient-based analysis, coronary computed tomographic angiography had the highest diagnostic accuracy, the area under the receiver operating characteristics curve being 0.91 (95% confidence interval, 0.88-0.94), sensitivity being 91%, and specificity being 92%. Myocardial perfusion imaging had good diagnostic accuracy (area under the curve, 0.74; confidence interval, 0.69-0.78), sensitivity 74%, and specificity 73%. Wall motion imaging had similar accuracy (area under the curve, 0.70; confidence interval, 0.65-0.75) but lower sensitivity (49%, P<0.001) and higher specificity (92%, P<0.001). The diagnostic accuracy of myocardial perfusion imaging and wall motion imaging were lower than that of coronary computed tomographic angiography (P<0.001). CONCLUSIONS In a multicenter European population of patients with stable chest pain and low prevalence of CAD, coronary computed tomographic angiography is more accurate than noninvasive functional testing for detecting significant CAD defined invasively. CLINICAL TRIAL REGISTRATION URL http://www.clinicaltrials.gov. Unique identifier: NCT00979199.

Association of left ventricular hypertrophy and stage of hypertension by ambulatory blood pressure monitor

Hypertension in adults is defined by risk for cardiovascular morbidity and mortality, but in children, hypertension is defined using population norms. The diagnosis of hypertension in children and adolescents requires only casual blood pressure measurements, but the use of ambulatory blood pressure monitoring to further evaluate patients with elevated blood pressure has been recommended in the Fourth Report on the Diagnosis, Evaluation, and Treatment of High Blood Pressure in Children and Adolescents. The aim of this study is to assess the association between stage of hypertension (using both casual and 24 hour ambulatory blood pressure measurements) and target organ damage defined by left ventricular hypertrophy (LVH) in a sample of children and adolescents in Houston, TX. A retrospective analysis was performed on the primary de-identified data from the combination of participants in two, IRB approved, cross-sectional studies. The studies collected basic demographic data, height, weight, casual blood pressures, ambulatory blood pressures, and left ventricular measurements by echocardiography on children age 8 to 18 years old. Hypertension was defined and staged using the criteria for ambulatory blood pressure reported by Lurbe et al. [1] with some modification. Left ventricular hypertrophy was defined using left ventricular mass index (LVMI) criteria specific for children and adults. The pediatric criterion was LVMI2.7 > 95th percentile for gender and the adult criterion was LVMI2.7 > 51g/m2.7. Participants from the original studies were included in this analysis if they had complete demographic information, anthropometric measures, casual blood pressures, ambulatory blood pressures, and echocardiography data. There were 241 children and adolescents included: 19.1% were normotensive, 17.0% had white coat hypertension, 11.6% had masked hypertension, and 52.4% had confirmed hypertension. Of those with hypertension, 22.4% had stage 1 hypertension, 5.8% had stage 2 hypertension, and 24.1% had stage 3 hypertension. Participants with confirmed hypertension were more likely to have LVH by pediatric criterion than those who were normotensive [OR 2.19, 95% CI (1.04–4.63)]; LVH defined by adult criterion did not differ significantly in normotensives compared with hypertensives [OR 2.08, 95% CI (0.58–7.52)]. However, there was a significant trend in the increased prevalence of LVH across the six blood pressure categories for LVH defined by both pediatric and adult criteria (p < 0.001 and p = 0.02, respectively). Additionally, the mean LVM indexed by height 2.7 had a significantly increased trend across blood pressure stages from normal to stage 3 hypertension (p < 0.02). Pediatric hypertension is defined using population norms, and although children with mild hypertension are not at increased odds of having target organ damage defined by LVH, those with severe hypertension are more likely to have LVH. Staging hypertension by ambulatory blood pressure further describes an individual's risk for LVH target organ damage. ^

Adaptaciones cardiacas hemodinámicas, estructurales y funcionales a un programa de ejercicio físico supervisado durante el embarazo: ensayo clínico aleatorizado = Hemodynamic, structural and functional cardiac adaptations in a supervised physical exercise program during pregnancy: a randomized controlled trial

Introducción: Diversos cambios ocurren en el sistema cardiovascular materno durante el embarazo, lo que genera un gran estrés sobre este sistema especialmente durante el tercer trimestre, pudiendo acentuarse en presencia de determinados factores de riesgo. Los objetivos de este estudio fueron, valorar las adaptaciones cardiovasculares producidas por un programa específico de ejercicio físico; su seguridad sobre el sistema cardiovascular materno y los resultados del embarazo; y su eficacia en el control de los factores de riesgo cardiovascular. Material y métodos: El diseño del estudio fue un ensayo clínico aleatorizado. 151 gestantes sanas fueron evaluadas mediante un ecocardiograma y un electrocardiograma en la semana 20 y 34 de gestación. Un total de 89 gestantes participaron en un programa de ejercicio físico (GE) desde el primer hasta el tercer trimestre de embarazo, constituido principalmente por 25-30 minutos de trabajo aeróbico (55-60% de la frecuencia cardiaca de reserva), trabajo de fortalecimiento general y específico, y un trabajo de tonificación del suelo pélvico; desarrollado 3 días a la semana con una duración de 55-60 minutos cada sesión. Las gestantes aleatoriamente asignadas al grupo de control (GC; n=62) permanecieron sedentarias durante el embarazo. El estudio fue aprobado por el Comité Ético de investigación clínica del Hospital Universitario de Fuenlabrada. Resultados: Las características basales fueron similares entre ambos grupos. A diferencia del GC, las gestantes del GE evitaron el descenso significativo del gasto cardiaco indexado, entre el 2º y 3ºT de embarazo, y conservaron el patrón geométrico normal del ventrículo izquierdo; mientras que en el GC cambió hacia un patrón de remodelado concéntrico. En la semana 20, las gestantes del GE presentaron valores significativamente menores de frecuencia cardiaca (GC: 79,56±10,76 vs. GE: 76,05±9,34; p=0,04), tensión arterial sistólica (GC: 110,19±10,23 vs. GE: 106,04±12,06; p=0,03); tensión arterial diastólica (GC: 64,56±7,88 vs. GE: 61,81±7,15; p=0,03); tiempo de relajación isovolumétrica (GC: 72,94±14,71 vs. GE: 67,05±16,48; p=0,04); y un mayor tiempo de deceleración de la onda E (GC: 142,09±39,11 vs. GE: 162,10±48,59; p=0,01). En la semana 34, el GE presentó valores significativamente superiores de volumen sistólico (GC: 51,13±11,85 vs. GE: 56,21±12,79 p=0,04), de llenado temprano del ventrículo izquierdo (E) (GC: 78,38±14,07 vs. GE: 85,30±16,62; p=0,02) y de tiempo de deceleración de la onda E (GC: 130,35±37,11 vs. GE: 146,61±43,40; p=0,04). Conclusión: La práctica regular de ejercicio físico durante el embarazo puede producir adaptaciones positivas sobre el sistema cardiovascular materno durante el tercer trimestre de embarazo, además de ayudar en el control de sus factores de riesgo, sin alterar la salud materno-fetal. ABSTRACT Background: Several changes occur in the maternal cardiovascular system during pregnancy. These changes produce a considerable stress in this system, especially during the third trimester, which can be increased in presence of some risk factors. The aims of this study were, to assess the maternal cardiac adaptations in a specific exercise program; its safety on the maternal cardiovascular system and pregnancy outcomes; and its effectiveness in the control of cardiovascular risk factors. Material and methods: A randomized controlled trial was designed. 151 healthy pregnant women were assessed by an echocardiography and electrocardiography at 20 and 34 weeks of gestation. A total of 89 pregnant women participated in a physical exercise program (EG) from the first to the third trimester of pregnancy. It consisted of 25-30 minutes of aerobic conditioning (55-60% of their heart rate reserve), general and specific strength exercises, and a pelvic floor muscles training; 3 times per weeks during 55-60 minutes per session. Pregnant women randomized allocated to the control group (CG) remained sedentary during pregnancy. The study was approved by the Research Ethics Committee of Hospital Universitario de Fuenlabrada. Results: Baseline characteristics were similar between groups. Difference from the CG, pregnant women from the EG prevented the significant decrease of the cardiac output index, between the 2nd and 3rd trimester of pregnancy, and preserved the normal left ventricular pattern; whereas in the CG shifted to concentric remodeling pattern. At 20 weeks, women in the EG had significant lower heart rate (CG: 79,56±10,76 vs. EG: 76,05±9,34; p=0,04), systolic blood pressure (CG: 110,19±10,23 vs. EG: 106,04±12,06; p=0,03); diastolic blood pressure (CG: 64,56±7,88 vs. EG: 61,81±7,15; p=0,03); isovolumetric relaxation time (GC: 72,94±14,71 vs. GE: 67,05±16,48; p=0,04); and a higher deceleration time of E Wave (GC: 142,09±39,11 vs. GE: 162,10±48,59; p=0,01). At 34 weeks, the EG had a significant higher stroke volume (CG: 51,13±11,85 vs. EG: 56,21±12,79 p=0,04), early filling of left ventricular (E) (CG: 78,38±14,07 vs. EG: 85,30±16,62; p=0,02) and deceleration time of E wave (CG: 130,35±37,11 vs. EG:146,61±43,40; p=0,04). Conclusion: Physical regular exercise program during pregnancy may produce positive maternal cardiovascular adaptations during the third trimester of pregnancy. In addition, it helps to control the cardiovascular risk factors without altering maternal and fetus health.

Expression of a β-adrenergic receptor kinase 1 inhibitor prevents the development of myocardial failure in gene-targeted mice

Heart failure is accompanied by severely impaired β-adrenergic receptor (βAR) function, which includes loss of βAR density and functional uncoupling of remaining receptors. An important mechanism for the rapid desensitization of βAR function is agonist-stimulated receptor phosphorylation by the βAR kinase (βARK1), an enzyme known to be elevated in failing human heart tissue. To investigate whether alterations in βAR function contribute to the development of myocardial failure, transgenic mice with cardiac-restricted overexpression of either a peptide inhibitor of βARK1 or the β2AR were mated into a genetic model of murine heart failure (MLP−/−). In vivo cardiac function was assessed by echocardiography and cardiac catheterization. Both MLP−/− and MLP−/−/β2AR mice had enlarged left ventricular (LV) chambers with significantly reduced fractional shortening and mean velocity of circumferential fiber shortening. In contrast, MLP−/−/βARKct mice had normal LV chamber size and function. Basal LV contractility in the MLP−/−/βARKct mice, as measured by LV dP/dtmax, was increased significantly compared with the MLP−/− mice but less than controls. Importantly, heightened βAR desensitization in the MLP−/− mice, measured in vivo (responsiveness to isoproterenol) and in vitro (isoproterenol-stimulated membrane adenylyl cyclase activity), was completely reversed with overexpression of the βARK1 inhibitor. We report here the striking finding that overexpression of this inhibitor prevents the development of cardiomyopathy in this murine model of heart failure. These findings implicate abnormal βAR-G protein coupling in the pathogenesis of the failing heart and point the way toward development of agents to inhibit βARK1 as a novel mode of therapy.

Papel do ecocardiograma transesofágico tridimensional na ótima seleção do dispositivo para o tratamento percutâneo da comunicação interatrial tipo ostium secundum

INTRODUCAO: A comunicação interatrial tipo \"ostium secundum\" é um defeito cardíaco congênito caracterizado pela deficiência parcial ou total da lâmina da fossa oval, também chamada de septo primo. Corresponde a 10 a 12% do total de cardiopatias congênitas, sendo a mais frequente na idade adulta. Atualmente a oclusão percutânea é o método terapêutico de escolha em defeitos com características anatômicas favoráveis para o implante de próteses na maioria dos grandes centros mundiais. A ecocardiografia transesofágica bidimensional com mapeamento de fluxo em cores é considerada a ferramenta padrão-ouro para a avaliação anatômica e monitoração durante do procedimento, sendo crucial para a ótima seleção do dispositivo. Neste sentido, um balão medidor é introduzido e insuflado através do defeito de forma a ocluí-lo temporariamente. A medida da cintura que se visualiza no balão (diâmetro estirado) é utilizada como referência para a escolha do tamanho da prótese. Recentemente a ecocardiografia tridimensional transesofágica em tempo real tem sido utilizada neste tipo de intervenção percutânea. Neste estudo avaliamos o papel da mesma na ótima seleção do dispositivo levando-se em consideração as dimensões e a geometria do defeito e a espessura das bordas do septo interatrial. METODO: Estudo observacional, prospectivo, não randomizado, de único braço, de uma coorte de 33 pacientes adultos portadores de comunicação interatrial submetidos a fechamento percutâneo utilizando dispositivo de nitinol autocentrável (Cera ®, Lifetech Scientific, Shenzhen, China). Foram analisadas as medidas do maior e menor diâmetro do defeito, sua área e as medidas do diâmetro estirado com balão medidor obtidas por meio das duas modalidades ecocardiográficas. Os defeitos foram considerados como elípticos ou circulares segundo a sua geometria; as bordas ao redor da comunicação foram consideradas espessas (>2 mm) ou finas. O dispositivo selecionado foi igual ou ate 2 mm maior que o diâmetro estirado na ecocardiografia transesofágica bidimensional (padrão-ouro). Na tentativa de identificar uma variável que pudesse substituir o diâmetro estirado do balão para a ótima escolha do dispositivo uma série de correlações lineares foram realizadas. RESULTADOS: A idade e peso médio foram de 42,1 ± 14,9 anos e 66,0 ± 9,4kg, respectivamente; sendo 22 de sexo feminino. Não houve diferenças estatísticas entre os diâmetros maior e menor ou no diâmetro estirado dos defeitos determinados por ambas as modalidades ecocardiográficas. A correlação entre as medidas obtidas com ambos os métodos foi ótima (r > 0,90). O maior diâmetro do defeito, obtido à ecoardiografia transesofágica tridimensional, foi a variável com melhor correlação com o tamanho do dispositivo selecionado no grupo como um todo (r= 0,89) e, especialmente, nos subgrupos com geometria elíptica (r= 0,96) e com bordas espessas ao redor do defeito (r= 0,96). CONCLUSÃO: Neste estudo em adultos com comunicações interatriais tipo ostium secundum submetidos à oclusão percutânea com a prótese Cera ®, a ótima seleção do dispositivo pôde ser realizada utilizando-se apenas a maior medida do defeito obtida na ecocardiografia transesofágica tridimensional em tempo real, especialmente nos pacientes com defeitos elípticos e com bordas espessas.

Avaliação da função ventricular direita por meio da ecocardiografia em cães com doença valvar crônica de mitral

A doença valvar crônica de mitral (DVCM) é a principal cardiopatia adquirida dos cães e uma das suas complicações é a hipertensão arterial pulmonar (HAP), o que pode induzir a disfunção do ventriculo direito (VD). Assim, constituíram-se em objetivos do presente estudo identificar e descrever alterações de tamanho do VD, padrão de fluxo na artéria pulmonar (AP) e função sistólica ventricular direita nas diferentes fases da DVCM, além de correlacionar estas variáveis com índices de tamanho, volume, funções sistólica e diastólica do lado esquerdo do coração, bem como com a velocidade da insuficiência tricúspide (IT) e gradiente de pressão entre o ventrículo e átrio direitos nos cães que apresentavam regurgitação da valva tricúspide. Para tanto, foram incluídos 96 cães de diversas raças no estudo, que foram separados em quatro grupos de acordo com o estágio da DVCM: grupos ou estágios A, B1, B2 e C. Os cães com DVCM sintomáticos ou em estágio C apresentaram alterações no fluxo da artéria pulmonar (AP), bem evidenciadas pela redução das suas velocidades máxima e média, além da redução dos tempos de aceleração (TAC) e ejeção (TEJ) do fluxo sistólico da AP e correlação negativa com as variáveis de tamanho e funções sistólica e diastólica do coração esquerdo. O tamanho do VD foi estatisticamente maior nos animais do estágio C em comparação aos do estágio B1 e associou-se, negativamente, com os índices de função sistólica ventricular esquerda (VE). Os índices de função sistólica do VD como índice de excursão sistólica do plano anular tricúspide (iTAPSE) e variação fracional de área (FAC) foram maiores nos estágios mais avançados da DVCM e, juntamente com a velocidade de movimentação miocárdica sistólica do anel valvar tricúspide (onda Sm), correlacionou-se com índices de funções sistólica e diastólica do VE, seguindo o mesmo padrão de aumento de movimentação e estado hipercinético das variáveis do lado esquerdo do coração na evolução da DVCM. O padrão de fluxo sistólico da AP, bem caracterizado pelo TAC e TEJ, e o índice de área doVD foram os índices que mais alteraram com a evolução da hipertensão pulmonar na DVCM, enquanto que os índices de função do VD não apresentaram alterações significativas neste modelo de hipertensão arterial pulmonar em cão

Efeitos da vitamina E associada a nanopartículas lipídicas no remodelamento cardíaco, em ratos infartados

Do ponto de vista clínico, o remodelamento ventricular está associado a um pior prognóstico. Pacientes com remodelamento já diagnosticado, ou com alto risco de desenvolvê-lo, devem ser tratados de forma intensiva, a fim de prevenir, atenuar ou mesmo reverter esse processo. O objetivo do presente estudo foi investigar os efeitos da vitamina E associada a nanopartículas lipídicas no remodelamento cardíaco, em ratos. Medidas ecocardiográficas foram determinadas 24 horas pós infarto e seis semanas após tratamento. Cortes teciduais do coração foram submetidos a coloração com Hematoxilina eosina e Picrosirius red. Duas regiões distintas do ventrículo esquerdo remotas ao infarto foram examinadas: subendocárdica e não subendocárdica. A extensão do infarto, o diâmetro dos miócitos, a fração de variação da área e o índice de expansão do ventrículo esquerdo foram determinados. No ecocardiograma observamos que os grupos infartados apresentaram um aumento no diâmetro diastólico e sistólico, uma diminuição da fração de encurtamento e da fração de variação da área quando comparados ao grupo controle. Na análise morfométrica, foi observado que nos animais infartados houve um aumento do diâmetro dos miócitos, da expansão do ventrículo esquerdo e da fração de volume do colágeno, principalmente na região subendocárdica, quando comparado ao grupo controle. A vitamina E associada a nanopartículas lipídicas, não apresentou efeitos protetores e nem atenuantes no remodelamento cardíaco nesse modelo experimental

Estudo ecocardiográfico da função ventricular esquerda em pacientes com lúpus eritematoso sistêmico juvenil através da técnica de Speckle-Tracking bidimensional

Objetivo: O principal propósito do estudo foi pesquisar a disfunção ventricular esquerda subclínica em pacientes com lúpus eritematoso sistêmico juvenil (LESJ) através da técnica de speckle-tracking bidimensional. Foi investigada ainda uma possível correlação entre o comprometimento da deformação miocárdica e o SLEDAI-2K (Systemic Lupus Erithematosus Disease Activity Index 2000), bem como a presença de fatores de risco cardiovascular, tanto tradicionais como ligados à doença. Métodos: 50 pacientes assintomáticos do ponto de vista cardiovascular e 50 controles saudáveis (14,74 vs. 14,82 anos, p=0.83) foram avaliados pelo ecocardiograma convencional e pelo speckle-tracking bidimensional. Resultados: Apesar da fração de ejeção normal, os pacientes apresentaram redução de todos os parâmetros de deformação miocárdica longitudinal e radial, quando comparados aos controles: strain de pico sistólico longitudinal [-20,3 (-11 a -26) vs. -22 (-17,8 a -30.4) %, p < 0,0001], strain rate de pico sistólico longitudinal [-1,19 ± 0,21 vs. -1,3 ± 0,25 s-1, p=0,0005], strain rate longitudinal na diástole precoce [1,7 (0,99 a 2,95) vs. 2 (1,08 a 3,00) s-1 , p=0,0034], strain de pico sistólico radial [33,09 ± 8,6 vs. 44,36 ± 8,72%, p < 0,0001], strain rate de pico sistólico radial [1,98 ± 0,53 vs. 2,49 ± 0,68 s-1, p < 0,0001] e strain rate radial na diástole precoce [-2,31 ± 0,88 vs. -2,75 ± 0,97 s-1, p=0,02]. O strain de pico sistólico circunferencial [-23,67 ± 3,46 vs. - 24,6 ± 2,86%, p=0,43] e o strain rate circunferencial na diástole precoce [2 (0,88 a 3,4) vs. 1,99 (1,19 a 3,7) s-1, p=0,88] foram semelhantes em pacientes e controles. Apenas o strain rate de pico sistólico circunferencial [-1,5 ± 0,3 vs. -1,6 ± 0,3 s-1, p=0,036] mostrou-se reduzido no LESJ. Uma correlação negativa foi identificada entre o strain de pico sistólico longitudinal e o SLEDAI-2K (r = - 0,52; p < 0,0001) e também o número de fatores de risco cardiovascular por paciente (r = -0,32, p=0,024). Conclusões: Foi evidenciada disfunção sistólica e diastólica subclínica de ventrículo esquerdo no LESJ através da técnica de speckle-tracking bidimensional. A atividade da doença e a exposição aos fatores de risco cardiovascular provavelmente contribuíram para o comprometimento da deformação miocárdica nesses pacientes

Computational Methods for Identifying Hypertrophic Cardiomyopathy using 12-lead ECG

Hypertrophic cardiomyopathy (HCM) is a cardiovascular disease where the heart muscle is partially thickened and blood flow is - potentially fatally - obstructed. It is one of the leading causes of sudden cardiac death in young people. Electrocardiography (ECG) and Echocardiography (Echo) are the standard tests for identifying HCM and other cardiac abnormalities. The American Heart Association has recommended using a pre-participation questionnaire for young athletes instead of ECG or Echo tests due to considerations of cost and time involved in interpreting the results of these tests by an expert cardiologist. Initially we set out to develop a classifier for automated prediction of young athletes’ heart conditions based on the answers to the questionnaire. Classification results and further in-depth analysis using computational and statistical methods indicated significant shortcomings of the questionnaire in predicting cardiac abnormalities. Automated methods for analyzing ECG signals can help reduce cost and save time in the pre-participation screening process by detecting HCM and other cardiac abnormalities. Therefore, the main goal of this dissertation work is to identify HCM through computational analysis of 12-lead ECG. ECG signals recorded on one or two leads have been analyzed in the past for classifying individual heartbeats into different types of arrhythmia as annotated primarily in the MIT-BIH database. In contrast, we classify complete sequences of 12-lead ECGs to assign patients into two groups: HCM vs. non-HCM. The challenges and issues we address include missing ECG waves in one or more leads and the dimensionality of a large feature-set. We address these by proposing imputation and feature-selection methods. We develop heartbeat-classifiers by employing Random Forests and Support Vector Machines, and propose a method to classify full 12-lead ECGs based on the proportion of heartbeats classified as HCM. The results from our experiments show that the classifiers developed using our methods perform well in identifying HCM. Thus the two contributions of this thesis are the utilization of computational and statistical methods for discovering shortcomings in a current screening procedure and the development of methods to identify HCM through computational analysis of 12-lead ECG signals.

Apical hypertrophic cardiomyopathy : a review

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014