Reflected High-intensity Motion Signals: Can This Ultrasound Phenomenon Be Used for Assessment of Left Ventricular Function?

 

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Zusammenfassung

Studienziel: In dieser Pionierstudie untersuchen wir die diagnostische Rolle der reflektierten richtungskodierten Signale hoher Intensität (RIMS) zur Beurteilung der linksventrikulären systolischen und diastolischen Funktion sowie die Reproduzierbarkeit der RIMS. RIMS sind auch unter dem Namen „spektrale Doppler-Artefakte” bekannt und wurden bis jetzt nur der Kategorie der nutzlosen Geräusche zugeordnet. Methode: Die Rolle der RIMS zur Beurteilung der linksventrikulären Funktion wurde bei 173 Personen (57 gesunde Freiwillige und 116 Patienten mit chronischer Koronar- und Myokarderkrankung und Hochdruck) untersucht. Die Intra-Observer- und Inter-Observer-Reproduzierbarkeit der RIMS wurde bei 29 Personen nach der Bland-Altman-Methode analysiert. Die RIMS wurden im konventionellen Puls-Doppler-Verfahren vom Vierkammerblick aufgezeichnet, wobei das untersuchte Volumen 3 bis 4 cm seitlich zur linken Seite des Mitralklappenrings in Projektion auf das Lungengewebe gelegt wurde. Drei Komponenten der RIMS wurden mit jedem Herzzyklus aufgezeichnet: eine systolische (Sa) Komponente und zwei diastolische (Ea und Aa) Komponenten. Die Aufzeichnung der RIMS war von der Qualität der Darstellung des linken Ventrikels unabhängig. Es wurde eine Korrelation zwischen linksventrikulärer Auswurffraktion (EF) und Sa und Aa gefunden. Der Grenzwert von Sa ≤ 13 cm/s und Aa ≤ 15 cm/s trennte Patienten mit EF ≤ 40 % von anderen Personen mit einer Sensitivität von 88,2 und 94,1 % und einer Spezifizität von 93,0 (p < 0,0001) und 76,9 % (p < 0,0001). Es konnte gezeigt werden, dass RIMS mit der linkventrikulären Funktion korreliert. Der Ea-Grenzwert von ≤ 20 cm/s unterschied Personen mit normaler diastolischer Funktion von Patienten mit einer Sensitivität von 88,6 % und einer Spezifizität von 80,0 % (p < 0,0001) und ein Ea-Grenzwert von Sa ≤ 10 cm/s und Aa < 12 cm/s trennte Patienten mit Schweregrad 4 einer diastolischen Fehlfunktion (nach den Canadian Consensus Recommendations) von anderen Personen mit einer Sensitivität von 81,8 und 90,9 % und einer Spezifizität von 98,1 (p < 0,0001) und 91,8 % (p < 0,0001). Die kombinierte Beurteilung des traditionellen E/A-Verhältnisses und der RIMS-Komponenten ermöglicht eine einfache und effektive Differenzierung aller Schweregrade der linksventrikulären diastolischen Fehlfunktion. Die Intra-Observer- und Inter-Observer-Reproduzierbarkeit der RIMS erscheint akzeptabel. Schlussfolgerung: 1. Systolische und spät-diastolische Komponente der RIMS-Komponenten korrelieren mit globalen linksventrikulären systolischen Funktionen und alle RIMS-Komponenten korrelieren mit der globalen linksventrikulären diastolischen Funktion. 2. Die Reproduzierbarkeit der RIMS-Komponenten ist akzeptabel. 3. Die kombinierte Analyse des E/A-Verhältnisses und der RIMS-Komponenten ist ein viel versprechender Ansatz der einfachen und effektiven Differenzierung von Patienten mit unterschiedlichen Schweregraden der diastolischen Fehlfunktion.

Abstract

Aim: In this pioneer study, we aimed to evaluate the diagnostic role of reflected high-intensity motion signals (RIMS) in the assessment of left ventricular (LV) systolic and diastolic function and to analyze the reproducibility of RIMS. RIMS are also known under the name of “spectral Doppler artifacts” and to date have been attributed only to the category of useless noises. Methods: The value of RIMS in the evaluation of LV function was analyzed in 173 subjects (57 healthy volunteers and 116 patients with chronic coronary and myocardial diseases and arterial hypertension). The level of intra- and inter-observer reproducibility of RIMS was assessed according to the Bland-Altman method in 29 subjects. To record RIMS by conventional pulsed wave Doppler, an apical 4-chamber view was used and the sample volume was placed 3 - 4 cm laterally to the left border of the mitral annulus in projection of the pulmonary tissue. Three components of RIMS are visualized with each cardiac cycle: one systolic (Sa) component and two diastolic (Ea and Aa) components. We have found that RIMS registration did not depend on the quality of LV visualization. In patients with adequate visualization of the cardiac structures and in “difficult” patients with poor LV visualization, RIMS recordings were visually equal. In our study, correlations between LV ejection fraction (EF) and Sa and Aa were found; the cutoff value of Sa ≤ 13 cm/s and Aa ≤ 15 cm/s separated patients with EF ≤ 40 % from other subjects with a sensitivity of 88.2 % and 94.1 % and a specificity of 93.0 % (p <.0001) and 76.9 % (p <.0001), respectively. It was shown that RIMS correlate with the LV diastolic function. The Ea cutoff value of ≤ 20 cm/s distinguished subjects with a normal diastolic function from patients with a sensitivity of 88.6 % and a specificity of 80.0 % (p <.0001); the cutoff values of Sa ≤ 10 cm/s and Aa < 12 cm/s separated patients with a Grade 4 diastolic dysfunction (according to Canadian consensus recommendations) from other subjects with a sensitivity of 81.8 % and 90.9 %, and a specificity of 98.1 % (p <.0001) and 91.8 % (p <.0001), respectively. The combined evaluation of traditional transmitral E/A ratio and RIMS components allow differentiating of all standard stages of LV diastolic dysfunction in an easy and effective way. The level of intra- and inter-observer reproducibility of RIMS appeared to be acceptable. Conclusions: 1. Systolic and late diastolic components of RIMS correlate with LV global systolic function, and all components of RIMS correlate with LV global diastolic function; 2. The reproducibility of RIMS components is at an acceptable level; 3. Combined analysis of transmitral E/A ratio and RIMS components can become a promising approach for easy and effective separation of patients with different grades of diastolic dysfunction.

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