Evaluation of two dimensional radial strain with Transesophageal Echocardiography for assessment of left ventricular function during different loading conditions

Background: Intraoperative evaluation of left ventricular (LV) myocardial function using transesophageal echocardiography (TEE) has become routine during anaesthesia for major surgical procedures. Current practice for quantification of LV function includes fractional shortening (FS) and fractional area change (FAC), which are suggested by published guidelines. [2] Contractility or systolic function is load dependent and should ideally be assessed over a range of prelaod and afterload. Two-dimensional strain echocardiography (2DSE), a relatively new method for assessment of myocardial function, which is based on measurement of myocardial deformation using speckle tracking from B mode images. [5, 10] This study examined LV function using FS, FAC and 2DSE radial strain during different loading conditions in patients undergoing non-cardiac surgery to assess if 2D radial strain (2DRS) derived from 2DSE is superior to FS and FAC for evaluation of left ventricular function. Methods: Patients undergoing non-cardiac surgery with a minimum duration of 30 minutes and endotracheal intubation were included. TEE studies were performed at 3 different time points and at each time point patients were positioned differently by tilting the operating table in the three different loading conditions - zero-position (=horizontal position), Trendelenburg position (10cm head down from horizontal position) and anti-Trendelenburg position (10 cm head-up from horizontal position). Sequence of positioning followed a random order. After a delay of 3 minutes to allow a steady state in loading conditions 3 cardiac cycles of the transgastric mid-papillary short-axis view (TG SAX) were stored and FS, FAC and 2DRS were calculated offline. Results: We included 33 patients and we observed no adverse events or hemodynamic instability. ^Considerable correlation above 0.5 was found for FAC and FS in zero- and Trendelenburg (r=0.629, r=0.587) and for RS and FAC in anti-Trendelenburg position (r=0.518). In the repeated measures analysis significant differences between the values measured at the three positions were found for FAC and FS (p=0.0033, p=0.0271). For FAC there were differences between position anti-Trendelenburg and the other two positions. For FS only the difference between position zero and anti-Trendelenburg was significant. For 2DRS the differences between positions were not significant (p=0.8956). Conclusion: RS remained unchanged during different loading conditions, whereas FAC was the parameter, which detected preload changes best. 2DRS is not a useful parameter for assessing left ventricular function during different loading conditions in the operating room.Hintergrund: Die intraoperative Beurteilung der Linksventrikelfunktion mittels transösophagealem Herzultraschall gehört mittlerweile zum Routinemonitoring während der Narkose bei großen chirurgischen Eingriffen. Zur echokardiographischen Quantifizierung der globalen Linksventrikelfunktion werden entsprechend den Guidelines vor allem die Parameter fractional area change (FAC) und fractional shortening (FS) erhoben. [2] Diese Parameter sind abhängig von Vor und Nachlast des Herzens. [5] Der 2 dimensionale radial strain (2DRS) ist eine relative neue Methode zur Beurteilung der Myokardkontraktilität und basiert auf Messung der Myokardbewegung im B mode Bild mittels speckle-tracking. [5, 10] Diese Studie hat den Einfluss von Preload Veränderungen auf die Parameter FAC, FS und 2DRS in bei herzgesunden Patienten unter Anästhesie untersucht. Methodik: Es wurden 33 Patienten, die eine elektive, nicht herzchirurgische Operation mit einer vorraussichtlichen Dauer von über 30 Minuten und endotrachealer Intubation hatten, eingeschlossen. FAC, FS und 2DRS wurden zu 3 verschiedenen Zeitpunkten bei 3 unterschiedlichen Füllungszuständen des linken Ventrikels analysiert. Preload Änderungen wurden durch 3 Lagerungsänderungen , d.h. Zero-Position (=horizontale Rückenlage), Trendelenburg Lagerung (10 cm Kopfhochlage ausgehend von der Zero-Position) und Anti-Trendelenburg Lagerung (10 cm Kopftieflage ausgehend von der Zero-Position) - durchgeführt. Die Reihenfolge der Lagerungspositionen wurde randomisiert. Nach einer 3 minütigen Phase zur Erreichung eines steady state nach Volumsshift durch die geänderte Lagerung wurden 3 Herzzyklen im midpapillären Kurzachsenschnitt aufgenommen und gespeichert. Die Analyse von FS, FAC und 2DRS erfolgte wurden postoperativ im Echolab bestimmt. Ergebnisse: Es wurden 33 Patienten in die Studie eingeschlossen und keine adverse events beobachtet. Eine Korrelation über 0,5 wurde für FAC und FS in der Zero-Position und Trendelenburglagerung (r=0.629, r=0.587) und für FAC und RS in der Anti-Trendelenburglagerung gefunden (r=0.518). Die repeated measures Analyse ergab einen signifikanten Unterschied zwischen allen 3 Lagerungspositionen für FAC und FS (p=0.0033, p=0.0271). Für die FAC Werte zeigten sich Unterschiede zwischen der Anti-Trendelenburg Lagerung und den beiden anderen Positionen. Für die FS wurde ein signifikanter Unterschied nur zwischen der Zero-Position und der Anti-Trendelenburg Lagerung beobachtet. Für den 2DRS ergab sich kein signifikanter Unterschied zwischen den Lagerungspositionen (p=0.8956). Konklusion: Der 2DRS ist der einzige Parameter der keine statistisch signifikanten Veränderungen in den unterschiedlichen Lagerungspositionen zeigte und unverändert blieb, während die FAC am besten geeignet war um Änderungen der Vorlast zu beschreiben. 2DRS ist kein guter Parameter zur Quantifizierung der Linksventrikelfunktion bei Prelaodänderungen im Operationssaal. submitted by Ulrike WeberAbweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersZsfassung in dt. SpracheWien, Med. Univ., Diss., 2013OeBB(VLID)171505