Myocardial function in cardiac resynchronization therapy and factors significant for its improvement

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim. To analyze myocardial work in cardiac resynchronization therapy (CRT) and to determine the factors influence its positive dynamics.

Materials and methods. Global longitudinal strain (GLS) and myocardial work parameters including global constructive work (GCW), global wasted work (GWW), global work index (GWI) and global work efficiency (GWE) were analyzed in addition to standard transthoracic echocardiography (TTE) in 60 patients (mean age 61±10 years, 36 male) with left bundle branch block (LBBB), chronic heart failure (HF 2 [2; 3] FC (NYHA), decreased left ventricular ejection fraction (LF EF=28 [23; 31] %) before and 6 months after CRT implantation.. In all patients the segments with maximum and minimum WI value were determined and the difference in segments with maximal and minimal WI (Max-Min WI), as the indicator of myocardial work asymmetry was calculated.

Results. CRT led to reverse cardiac remodeling in 44 (73.3%) patients; clinical stabilization without positive TTE dynamics – in 11 (18.3%) patients, worsening or death – in 5 (8.3%) patients. In both groups of reverse remodeling and clinical stabilization CRT resulted in GWW reduction and thus GWE and GWI enhancement. However, the decrease in GWW in these patients is not accompanied by an increase in GCW and GLS, in contrast to patients with reverse remodeling, who developed statistically significant change in GCW and GLS during CRT. Patients with worsening or death were characterized by a minimal decrease in GWW in CRT (62,0 [9,7; 133,7] vs 149,5 [92.8; 206,2] mmHg% in patients with reverse remodeling and clinical stabilization; p=0,035). Max-Min WI turned out to be directly related to the LV EF change in CRT (rxy=0,336; p=0,017) that makes this value to be one of possible predictors of reverse remodeling during CRT.

Conclusion. Wasted myocardial work can serve a contractile reserve, which represent a target for CRT. Its mobilization and decrease can lead to stable clinical status in patients even in the absence of reverse myocardial remodeling.

About the authors

Elena M. Rimskaya

Chazov National Medical Research Center of Cardiology

Author for correspondence.
Email: eleno4ka_g@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0063-5474
Russian Federation, Moscow

Svetlana Е. Dobrovolskaya

Chazov National Medical Research Center of Cardiology

Email: eleno4ka_g@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0580-393X

кандидат медицинских наук, младший научный сотрудник отд. ультразвуковых методов диагностики

Russian Federation, Moscow

Gennady S. Tarasovskiy

Chazov National Medical Research Center of Cardiology

Email: eleno4ka_g@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2143-8912

врач-кардиолог отд. клинической электрофизиологии и рентгенохирургических методов лечения нарушений ритма сердца

Russian Federation, Moscow

Svetlana Yu. Kashtanova

Chazov National Medical Research Center of Cardiology

Email: eleno4ka_g@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4731-0818

кандидат медицинских наук, младший научный сотрудник отд. клинической электрофизиологии и рентгенохирургических методов лечения нарушений ритма сердца

Russian Federation, Moscow

Victor N. Shitov

Chazov National Medical Research Center of Cardiology

Email: eleno4ka_g@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8878-7340

младший научный сотрудник отд. ультразвуковых методов диагностики

Russian Federation, Moscow

Vladimir V. Slobodyanik

Academician Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs

Email: eleno4ka_g@mail.ru

врач сердечно-сосудистый хирург, зав. отд-нием хирургического лечения сложных нарушений ритма сердца и электрокардиостимуляции

Russian Federation, Moscow

Nataliia A. Mironova

Chazov National Medical Research Center of Cardiology

Email: eleno4ka_g@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2374-3718

кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отд. клинической электрофизиологии и рентгенохирургических методов лечения нарушений ритма сердца

Russian Federation, Moscow

Marina A. Saidova

Chazov National Medical Research Center of Cardiology

Email: eleno4ka_g@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3233-1862

доктор медицинских наук, профессор, рук. отд. ультразвуковых методов диагностики

Russian Federation, Moscow

Sergey P. Golitsyn

Chazov National Medical Research Center of Cardiology

Email: eleno4ka_g@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9913-9974

доктор медицинских наук, профессор, рук. отд. клинической электрофизиологии и рентгенохирургических методов лечения нарушений ритма сердца

Russian Federation, Moscow

References

  1. Галявич А.С., Терещенко С.Н., Ускач Т.М., и др. Хроническая сердечная недостаточность. Клинические рекомендации 2024. Российский кардиологический журнал. 2024;29(11):6162 [Galyavich AS, Tereshchenko SN, Uskach TM, et al. 2024 Clinical practice guidelines for Chronic heart failure. Russian Journal of Cardiology. 2024;29(11):6162 (in Russian)]. doi: 10.15829/1560-4071-2024-6162
  2. Steffel J, Milosevic G, Hurlimann A, et al. Characteristics and long-term outcome of echocardiographic super-responders to cardiac resynchronisation therapy: "real world" experience from a single tertiary care centre. Heart. 2011;97(20):1668-74. doi: 10.1136/heartjnl-2011-300222
  3. Aalen J, Remme EW, Larsen CK, et al. Mechanism of Abnormal Septal Motion in Left Bundle Branch Block. JACC: Cardiovasc Imaging. 2019;12(12):2402-13. doi: 10.1016/j.jcmg.2018.11.030
  4. Russell K, Eriksen M, Aaberge L, et al. Assessment of wasted myocardial work: a novel method to quantify energy loss due to uncoordinated left ventricular contractions. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2013;305(7):H996-1003. doi: 10.1152/ajpheart.00191.2013
  5. Wang CL, Chan YH, Wu VC, et al. Incremental prognostic value of global myocardial work over ejection fraction and global longitudinal strain in patients with heart failure and reduced ejection fraction. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2021;22(3):348-56. doi: 10.1093/ehjci/jeaa162
  6. Zareba W, Klein H, Cygankiewicz I, et al. Effectiveness of Cardiac Resynchronization Therapy by QRS Morphology in the Multicenter Automatic Defibrillator Implantation Trial-Cardiac Resynchronization Therapy (MADIT-CRT). Circulation. 2011;123(10):1061-72. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.110.960898
  7. Naqvi SY, Jawaid A, Goldenberg I, Kutyifa V. Non-response to Cardiac Resynchronization Therapy. Curr Heart Fail Rep. 2018;15(5):315-21. doi: 10.1007/s11897-018-0407-7
  8. Glikson M, Nielsen JC, Kronborg MB, et al. 2021 ESC Guidelines on cardiac pacing and cardiac resynchronization therapy. Eur Heart J. 2021;42(35):3427-520. doi: 10.1093/eurheartj/ehab364
  9. Lang RM, Badano LP, Mor-Avi V, et al. Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: An update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. Eur Hear J Cardiovasc. Imaging. 2015;1:233-71. doi: 10.1093/ehjci/jev014
  10. Римская Е.М., Добровольская С.В., Кухарчук Е.В., и др. Работа миокарда при электрической диссинхронии, обусловленной блокадой левой ножки пучка Гиса. Российский кардиологический журнал. 2025;30(2):5955 [Rimskaya EM, Kukharchuk EV, Dobrovolskaya SV, et al. Myocardial work in different patients with electrical dysynchrony due to left bundle branch block. Russian Journal of Cardiology. 2025;30(2):5955 (in Russian)]. doi: 10.15829/1560-4071-2025-5955
  11. Mullens W, Auricchio A, Martens P, et al. Optimized implementation of cardiac resynchronization therapy: a call for action for referral and optimization of care: A joint position statement from the Heart Failure Association (HFA), European Heart Rhythm Association (EHRA), and European Association of Cardiovascular Imaging (EACVI) of the European Society of Cardiology. Eur J Heart Fail. 2020;22(12):2349-69. doi: 10.1002/ejhf.2046
  12. Sipahi I, Chou JC, Hyden M, et al. Effect of QRS morphology on clinical event reduction with cardiac resynchronization therapy: meta-analysis of randomized controlled trials. Am Heart J. 2012;163(2):260-7.e3. doi: 10.1016/j.ahj.2011.11.014
  13. Каштанова С.Ю., Миронова Н.А., Шитов В.Н., и др. Комплексная оценка электрокардиографических и эхокардиографических параметров у больных с блокадой левой ножки пучка Гиса в прогнозировании успеха сердечной ресинхронизирующей терапии. Терапевтический архив. 2018;90(12):76-83 [Kashtanova SYu, Mironova NA, Shitov VN, et al. Role of electrocardiographic and echocardiographic types of left bundle branch block in prediction of response to cardiac resynchronization therapy. Terapevticheskii Arkhiv (Ter. Arkh.). 2018;90 (12):76-83 (in Russian)]. DOI:10.26 442/00403660.2018.12.000012
  14. Goldenberg I, Moss AJ, Hall WJ, et al. Predictors of response to cardiac resynchronization therapy in the Multicenter Automatic Defibrillator Implantation Trial with Cardiac Resynchronization Therapy (MADIT-CRT). Circulation. 2011;124(14):1527-36. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.110.014324
  15. Aalen JM, Donal E, Larsen CK, et al. Imaging predictors of response to cardiac resynchronization therapy: left ventricular work asymmetry by echocardiography and septal viability by cardiac magnetic resonance. Eur Heart J. 2020;41(39):3813-23. doi: 10.1093/eurheartj/ehaa603.
  16. Римская Е.М., Каштанова С.Ю., Салами Х.Ф., и др. Диагностические критерии проксимальной блокады левой ножки пучка Гиса и их значимость в предсказании эффекта от сердечной ресинхронизирующей терапии. Российский кардиологический журнал. 2023;28(8):5403 [Rimskaya EM, Kashtanova SYu, Salami KhF, et al. Diagnostic criteria for proximal left bundle branch block and their significance in predicting the success of cardiac resynchronization therapy. Russian Journal of Cardiology. 2023;28(8):5403 (in Russian)]. doi: 10.15829/1560-4071-2023-5403
  17. Riolet C, Menet A, Mailliet A, et al. Clinical Significance of Global Wasted Work in Patients with Heart Failure Receiving Cardiac Resynchronization Therapy. J Am Soc Echocardiogr. 2021;34(9):976-86. doi: 10.1016/j.echo.2021.06.008

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. ECG examples of the resulting morphology of the QRS BV complex: a – the width of the complex is 140 ms with the Rs morphology; b – the width of the complex is 136 ms, with the rS morphology; c – the width of the complex is 160 ms, with the QS morphology.

Download (423KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Examples of "bull's eye" diagrams illustrating the myocardial work at the baseline (a, c), 6 months after CRT implantation (b, d): a, b – a patient with non-ischemic CHF, with reported reverse remodeling during CRT; c, d – a patient with non-ischemic CHF with clinical deterioration during CRT; a – a classic arrangement of segments with predominant lost work in the interventricular septum area (marked in blue) and segments with predominant constructive work in the contralateral segments of the posterolateral wall (marked in green). The green curve illustrates the pressure-strain loop of a single anterior-septal basal (the predominance of lost work is reflected by the blue bar) and lateral basal segments (the predominance of constructive work is reflected by the green bar). The red pressure-strain loop illustrates the total work performed by the entire myocardium; b – normalization of myocardial performance with a uniform distribution of constructive work throughout the myocardium; c – similar to example "a" distribution of segments with maximum and minimum (lost) work with low values of constructive work in the posterolateral segments; d – lack of significant improvement of myocardial work during CRT.

Download (180KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. The change over time of GLS (a), GWI (b), GCW (c), GWW (d) и GWE (e) during CRT, depending on the change of clinical and instrumental indicators; f — graph of the regression function, characterizing the relationship between the work index between the segments with maximum and minimum work (Max-Min WI) and the change in LVEF during CRT.

Download (194KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
 
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».