Perm Medical JournalPerm Medical JournalПермский медицинский журнал (сетевое издание "Perm medical journal")0136-14492687-1408Eco-Vector3426510.17816/pmj37265-82Original studiesОригинальные исследованияResearch ArticleUse of echocardiographic parameters of longitudinal mechanics to estimate diastolic function of systemic ventricle in patients after fontan operationИспользование эхокардиографических показателей продольной механики для оценки диастолической функции системного желудочка у пациентов после операции фонтенаSinelnikovYu. S.СинельниковаЮ. С.
Russian Federation

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

доктор медицинских наук, главный врач, доцент кафедры хирургии с курсом сердечнососудистой хирургии и инвазивной кардиологии

Tania-larigina@yandex.ruMatanovskayaT. V.МатановскаяТ. В.
Russian Federation

Candidate of Medical Sciences, cardiologist

кандидат медицинских наук, врач-кардиолог

Tania-larigina@yandex.ruOrekhovS. A.ОреховС. А.
Russian Federation

resident Department of Pediatrics with Course of Polyclinic Pediatrics

врач-ординатор (второго года) кафедры педиатрии с курсом поликлинической педиатрии

Tania-larigina@yandex.ruSukhanov Federal Center of Cardiovascular SurgeryФедеральный центр сердечнососудистой хирургии имени С.Г. СухановаE.A. Vagner Perm State Medical UniversityПермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера01062020372658231052020Copyright ©; 2020, Sinelnikov Y.S., Matanovskaya T.V., Orekhov S.A.Copyright ©; 2020, Синельникова Ю.С., Матановская Т.В., Орехов С.А.2020Sinelnikov Y.S., Matanovskaya T.V., Orekhov S.A.Синельникова Ю.С., Матановская Т.В., Орехов С.А.http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0https://permmedjournal.ru/PMJ/article/view/34265

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.

Цель. Изучена возможность использования эхокардиографических показателей продольной механики для оценки диастолической функции системного желудочка (СЖ) у пациентов после операции Фонтена.

Материал и методы. Обследовано 29 детей в возрасте 8,6 ± 3,16 г. с функционально единственным желудочком сердца после операции Фонтена. Оценены: методом компьютерной томографии – индекс массы миокарда (ИММ) СЖ, фракция выброса (ФВ) СЖ, сердечный выброс (СВ) СЖ, сердечный индекс (СИ) СЖ; по данным эхокардиографии (ЭхоКГ) – диастолические скоростные показатели продольной механики СЖ в фазу раннего быстрого наполнения (SR Е), в фазу позднего диастолического наполнения (SR А), соотношение пиков скорости деформации, индекс жесткости функционально единого предсердия, деформация предсердия в фазу кондуита (AS cd), резервуара (ASr) и в контрактильную фазу (AS ct).

Результаты. Отмечены сниженные значения УИ, СВ и СИ СЖ, увеличение ИММ СЖ, получены нормальные показатели ФВ СЖ. Параметры скорости продольной диастолической деформации в раннюю и позднюю фазы наполнения СЖ продемонстрировали прямую значимую связь с УИ, СВ и СИ СЖ, и обратную связь с Е/е'. Показатели продольной деформации функционально единого предсердия во все фазы были снижены, коррелировали с E/e´, SR E/SR A, ИММ СЖ, УИ, СВ и CИ. Не было выявлено статистически значимой связи показателей продольной функции предсердия во все фазы и его жесткости с полом, площадью поверхности тела.

Выводы. 1. Показатели продольной скорости диастолической деформации могут быть использованы для выявления признаков диастолической дисфункции системного желудочка у детей после операции Фонтена. 2. Гемодинамические параметры системного желудочка (ударный индекс, сердечный выброс, сердечный индекс) определяют показатели его диастолической механики. 3. Резервуарная, кондуитная и контрактильная функции предсердия у пациентов с тотальным авапульмональным соединением связаны как со скоростными характеристиками диастолической продольной деформации, так с гемодинамическими араметрами системного желудочка.

Longitudinal strainstrain ratesingle ventricleFontan operationПродольная деформацияскорость деформацииединственный желудочекоперация ФонтенаJacobs 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: 10.1177/2150135113494228Pundi 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.2015.07.065Dragulescu 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. 112.000175Margossian 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.2016.07.016Park 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.2017.01.008Tissot 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.2018.00079Nagueh 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.2016.01.011Jashari 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/s12947-015-0029-0Kasner 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/jeq060Hope 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 CardiovascImaging 2018; 35 (1): 57–65. PMID: 30116926 DOI: 10.1007/s10554-018-1429-7Badano 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/jey071Cantinotti 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.2018.10.002Michel 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.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; 663.15. 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.2018.10.077Averin 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-2015-309042Davis 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.12814Choudhury 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: 10.4103/0971-9784.197800Dahl 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.2015.06.029Rychik 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.0000000000000696Gewillig 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-2015-307467La 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