Use of echocardiographic parameters of longitudinal mechanics to estimate diastolic function of systemic ventricle in patients after fontan operation

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Objective. To study the possibilities of using echocardiographic parameters of longitudinal mechanics to assess the diastolic function of the systemic ventricle (SV) in patients after Fontan operation.

Material and methods. We examined 29 children aged 8,6 ± 3,16 years with a functionally single ventricle of the heart after performing a total cavopulmonary connection with fenestration of extracardiac conduit. By computed tomography there were evaluated: myocardial mass index (MMI) SV, ejection fraction (EF) SV, cardiac output (CO) SV, cardiac index (CI) SV. In addition to conventional echocardiographic (Echo) parameters, we also studied: diastolic velocity parameters of the longitudinal mechanics of the SV during the early rapid filling phase (SR E), in the phase of late diastolic filling (SR A), the ratio of the peaks of the strain rate (SR E/SR A), the stiffness index of a «functionally single» atrium, the atrial strain in conduit phase (AS cd), reservoir (ASr), and in the contractile phase (AS ct).

Results. Reduced values of the SI, CO and CI SV, an increase in MMI SV, normal values of EF SV. The parameters of the longitudinal diastolic strain rate in the early and late filling phases of e SV showed a direct significant correlation with SI, CO and CI SV and inverse correlation with E/e '. Parameters of longitudinal strain of the «functionally single» atrium in all phases were reduced, they all correlated with E / e´, SR E / SR A, MMI SV, SI, CO and CI SV. There was no statistically significant relationship between the parameters of the longitudinal function of the atrium in all phases and atrial stiffness with sex and body surface area.

Conclusions. 1. The parameters of the longitudinal diastolic strain rate can be used to identify the diastolic dysfunction of the systemic ventricle in children after Fontan operation. 2. The hemodynamic parameters of the systemic ventricle (stroke index, cardiac output, cardiac index) determine the parameters of its diastolic mechanics. 3. The reservoir, conduit, and contractile atrial function in patients after total cavopulmonary connection are associated with both characteristics of diastolic longitudinal strain rate and hemodynamic parameters of systemic ventricle.

 

About the authors

Yu. S. Sinelnikov

Sukhanov Federal Center of Cardiovascular Surgery

Email: Tania-larigina@yandex.ru

MD, PhD, Head Physician; Associate Professor of Department of Surgery with Course of Cardiovascular Surgery and Invasive Cardiology

Russian Federation, Perm

T. V. Matanovskaya

Sukhanov Federal Center of Cardiovascular Surgery

Author for correspondence.
Email: Tania-larigina@yandex.ru

Candidate of Medical Sciences, cardiologist

Russian Federation, Perm

S. A. Orekhov

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: Tania-larigina@yandex.ru

resident Department of Pediatrics with Course of Polyclinic Pediatrics

Russian Federation, Perm

References

  1. Jacobs J.P., Maruszewski B. Functionally Univentricular Heart and the Fontan Operation: Lessons Learned About Patterns of Practice and Outcomes From the Congenital Heart Surgery Databases of the European Association for Cardio-Thoracic Surgery and the Society of Thoracic Surgeons. World J Pediatr Congenit Heart Surg 2013; 4 (4): 349–355. PMID: 24327626. doi: 10.1177/2150135113494228
  2. Pundi K.N., Johnson J.N., Dearani J.A., Pundi K.N., Li Z., Hinck C.A., Dahl S.H., Cannon B.C., O'Leary P.W., Driscoll D.J., Cetta F. 40-Year Follow-Up After the Fontan Operation: Long-Term Outcomes of 1,052 Patients. J Am Coll Cardiol 2015; 66 (15): 1700–1710. PMID: 26449141 doi: 10.1016/j.jacc.2015.07.065
  3. Dragulescu A., Mertens L., Friedberg M.K. Interpretation of Left Ventricular Diastolic Dysfunction in Children With Cardiomyopathy by Echocardiography: Problems and Limitations. Circ Cardiovasc Imaging 2013; 6 (2): 254-261. PMID: 23343514 doi: 10.1161/CIRCIMAGING. 112.000175
  4. Margossian R., Sleeper L.A., Pearson G.D., Barker P.C., Mertens L., Quartermain M.D., Su J.T., Shirali G., Chen S., Colan S.D. Assessment of Diastolic Function in Single Ventricle Patients Following the Fontan Procedure. J Am Soc Echocardiogr 2016; 29 (11): 1066–1073. PMID: 27624592. PMCID: PMC5302850 doi: 10.1016/j.echo.2016.07.016
  5. Park P.W., Atz A.M., Taylor C.L., Chowdhury S.M. Speckle-tracking Echocardiography Improves Pre-Operative Risk Stratification Prior to the Total Cavopulmonary Connection. J Am Soc Echocardiogr 2017; 30 (5): 478-484. PMID: 28274715 PMCID: PMC5420476. doi: 10.1016/j.echo.2017.01.008
  6. Tissot C., Singh Y., Sekarski N. Echocardiographic Evaluation of Ventricular Function – For the Neonatologist and Pediatric Intensivist. Front. Pediatr.2018 6: 79. DOI: 10.3389/ fped.2018.00079
  7. Nagueh S.F., Smiseth O.A., Appleton C.P., Byrd B.F., Dokainish H., Edvardsen T., Flachskampf 6, Gillebert T.C., Klein A.L., Lancellotti P., Marino F.A., Oh J.K., Popescu B.A., Waggoner A.D. Recommendations for the Evaluation of Left Ventricular Diastolic Function by Echocardiography: An Update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. J Am Soc Echocardiogr. 2016; 29 (4): 277–314. PMID: 27037982. doi: 10.1016/j.echo.2016.01.011
  8. Jashari H., Rydberg A., Ibrahimi P., Bajraktari G., Kryeziu L., Jashari F., Henein N.Y. Normal ranges of left ventricular strain in children: a meta-analysis. Cardiovasc Ultrasound 2015; 13: 37. doi: 10.1186/s12947-015-0029-0
  9. Kasner M., Gaub R., Sinning D., Westermann D., Steendijk P., Hoffmann W., Schultheiss H.P., Tschöpe C. Global strain rate imaging for the estimation of diastolic function in HFNEF compared with pressure–volume loop analysis. Eur J Echocardiogr 2010; 11 (9): 743–751. PMID: 20484335 DOI: 10.1093/ ejechocard/jeq060
  10. Hope K.D., Wang Y., Banerjee M.M., Montero A.E., Pandian N.G., Banerjee A. Left atrial mechanics in children: insights from new applications of strain imaging. Int J Cardiovasc
  11. Imaging 2018; 35 (1): 57–65. PMID: 30116926 doi: 10.1007/s10554-018-1429-7
  12. Badano L.P., Kolias T.J., Muraru D., Abraham T.P., Aurigemma G., Edvardsen T.,. D'Hooge J., Donal E., Fraser A.G., Marwick T., Mertens L., Popescu B.A., Sengupta P.P., Lancellotti P., Thomas J.D., Voigt J.U. Standardization of left atrial, right ventricular, and right atrial deformation imaging using two-dimensional speckle tracking echocardiography: a consensus document of the EACVI/ASE/ Industry Task Force to standardize deformation imaging. European Heart Journal – Cardiovascular Imaging 2018; 19 (6): 591–600. PMID: 29757384. doi: 10.1093/ehjci/jey071
  13. Cantinotti M., Scalese M., Giordano R., Franchi E., Assanta N., Molinaro S., Iervasi G., Santoro G., Koestenberger M., Kutty S. Left and Right Atrial Strain in Healthy Caucasian Children by Two-Dimensional Speckle-Tracking Echocardiography. J Am Soc Echocardiogr 2019; 32 (1): 165–168. PMID: 30459121. doi: 10.1016/j.echo.2018.10.002
  14. Michel M., Logoteta J., Entenmann A., Hansen J.H., Voges I., Kramer H., Petko C. Decline of Systolic and Diastolic 2D Strain Rate During Follow-Up of HLHS Patients After Fontan Palliation. Pediatr Cardiol 2016; 37 (7): 1250–1257.
  15. Бокерия Л.А., Зеленикин М.М., Свобо дов А.А. Пороки с одножелудочковой гемодинамикой. Операции обхода правого сердца. Бокерия Л.А., Шаталов К.В. Детская кардиохирургия: руководство для врачей. Под ред. Л.А. Бокерия, К.В. Шаталова. М.: ФГБУ «НЦССХ им. А.Н. Бакулева» МЗ РФ 2016; 663.
  16. Miranda W.R., Warnes С.A., Connolly H.M., Taggart N.W., O'Leary P.W., Oh J.K., Egbe A.C. Echo-Doppler Assessment of Ventricular Filling Pressures in Adult Fontan Patients. Int J Cardiol 2019; 284: 28–32. PMID: 30503185. doi: 10.1016/j.ijcard.2018.10.077
  17. Averin K., Hirsch R., Seckeler M.D., Whiteside W., Beekman R.H., Goldstein B.H. Diagnosis of occult diastolic dysfunction late after the Fontan procedure using a rapid volume expansion technique. Heart 2016; 102 (14): 1109–1114. PMID: 26917538 DOI: 10.1136/ heartjnl-2015-309042
  18. Davis E.K., Ginde S., Stelter J., Frommelt P., Hill G.D. Echocardiographic Assessment of Single-Ventricle Diastolic Function and Its Correlation to Short-Term Outcomes After the Fontan Operation. Congenit Heart Dis 2019; 14 (5): 720–725. PMID: 31231979. doi: 10.1111/chd.12814
  19. Choudhury A., Magoon R., Malik V., Kapoor Р.М., Ramakrishnan S. Studying Diastology with Speckle Tracking Echocardiography: The Essentials. Ann Card Anaesth 2017; 20 (1): S57–S60. PMID: 28074824. PMCID: PMC5299830. doi: 10.4103/0971-9784.197800
  20. Dahl J.S., BarrosGomes S., Videbæk L., Poulsen M.K., Issa I.F., CarterStorch R., Christensen N.L., Kumme A., Pellikka P.A., Møller J. Early Diastolic Strain Rate in Relation to Systolic and Diastolic Function and Prognosis in Aortic Stenosis. JACC Cardiovasc Imaging 2016; 9 (5): 519–528. PMID: 27085434. DOI: 10.1016/ j.jcmg.2015.06.029
  21. Rychik J., Atz A.M., Celermajer D.S., Deal B.J., Gatzoulis M.A., Gewillig M.H., Hsia TY, Hsu D.T., Kovacs A.H., McCrindle B.W., Newburger J.W., Pike N.A., Rodefeld M., Rosen thal D.N., Schumacher K.R., Marino B.S., Stout K., Veldtman G., Younoszai A.K., d’Udekem Y. Evaluation and Management of the Child and Adult With Fontan Circulation: A Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation 2019; 140: e234–e284, available at: https://doi.org/10.1161/CIR.0000000000000696
  22. Gewillig M., Brown S.C. The Fontan circulation after 45 years: update in physiology. Heart 2016; 102: 1081–1086, available at: http://dx.doi.org/10.1136/heartjnl-2015-307467
  23. La Gerche A., Gewillig M. What limits cardiac performance during exercise in normal subjects and in healthy Fontan patients? Int J Pediatr 2010; pii: 791291. DOI: 10.1155/ 2010/791291

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2020 Sinelnikov Y.S., Matanovskaya T.V., Orekhov S.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-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».