Left Ventricular Wall Thickness and the Presence of Asymmetric Hypertrophy in Healthy Young Army Recruits

Introduction

The differentiation between physiological left ventricular (LV) hypertrophy secondary to exercise and hypertrophic cardiomyopathy (HCM) is a complex and increasingly common clinical dilemma.1 A HCM túldiagnosztizálása a profi sportolói karrier idő előtti befejezéséhez vezethet, míg az aluldiagnosztizálás az egyéneket a hirtelen szívhalál kockázatának teszi ki megerőltető fizikai terhelés során. Jelenleg a hipertrófia fiziológiás és patológiás formáit különböző diagnosztikai algoritmusok és echokardiográfia segítségével különböztetik meg.2,3 A bizonytalanság azonban gyakran fennáll, és az orvosok gyakran fordulnak a kardiovaszkuláris mágneses rezonanciához (CMR) az ilyen esetek megoldására. Ez a technika kiváló térbeli felbontást kínál, jobban láthatóvá teszi az oldalfalat és a csúcsot, és echokardiográfiás ablakok által korlátlanul használható; azonban hiányzik a falvastagság mérésének normáltartománya, és gyakran a 13 mm-es echo cutoffot használják.4

Klinikai perspektíva a 267. oldalon

A HCM diagnózisának felállításában mind a falvastagság mintázata, mind a vastagodás mértéke fontos. Bár a falvastagság koncentrikus mintázata gyakrabban társul megnövekedett utóterheléssel és sportos szívvel, a HCM hagyományosan regionális és aszimmetrikus növekedéssel jár, leggyakrabban a kamrai septumban. Az American College of Cardiology Foundation/American Heart Association legújabb irányelvei szerint a HCM-et általában az LV falvastagság ≥15,0 mm-es regionális növekedése alapján ismerik fel, a 13 és 14 mm-es mérések pedig határesetnek számítanak5. Ilyen aszimmetrikus falvastagodást azonban aortaszűkületben és hipertóniában is leírtak,6-8 és feltételeztük, hogy ez a megerőltető fizikai edzés hatására is kialakulhat.

A vizsgálat céljai ezért a CMR-falvastagságmérések vizsgálata volt fiatal, egészséges férfiak egy csoportjánál, és annak felmérése, hogy az aszimmetrikus falvastagság kialakulhat-e a testmozgásra adott fiziológiás válasz részeként.

Módszerek

Vizsgálat Toborzók

A toborzottakat a LARGE Heart vizsgálatba vették fel, a korábban leírtak szerint.7,9,9 Röviden, 541 egymást követő, egészséges, fiatal fehér férfi újoncot vizsgáltak prospektíven, amikor 2002 júliusa és 2004 áprilisa között belépett a brit hadsereg kiképző ezredébe (Lichfield, Egyesült Királyság). Kizárták azokat az újoncokat, akiknél megállapították a magas vérnyomást, a cukorbetegséget, a kardiomiopátiát és a rendszeres gyógyszeres kezelés alatt állókat. A hadsereg újoncait rutinszerűen vizsgálják a kardiomiopátia vagy a hirtelen halál korai stádiumban jelentkező klinikai tünetek, illetve a családban előfordult kardiomiopátia vagy hirtelen halál előfordulása szempontjából, és ha ennek gyanúja felmerült, szívspecialistához irányították őket. Az etikai jóváhagyást a Védelmi Egészségügyi Szolgálat Klinikai Kutatási Bizottsága adta meg, és minden résztvevőtől írásbeli beleegyező nyilatkozatot kaptak. A vizsgálatot a Helsinki Nyilatkozatnak megfelelően végezték.

Bázisadatok

A kórtörténetre, a dohányzási státuszra, a gyógyszerhasználatra és az alkoholfogyasztásra vonatkozó adatokat gyűjtötték össze. Az újoncok magasságát és súlyát feljegyezték, és a testfelületet a Mosteller-képlet segítségével becsülték meg, testfelület=(/3600)½.

A brit hadsereg szabályzata szerint minden újoncnak előre meghatározott fizikai alkalmassági szintet kell mutatnia a felvételkor. Ez magában foglalja egy súlyzós zsák statikus felemelését (15 és 40 kg között), két 20 kg-os víztartály 2 percen belüli több mint 150 m-es cipelését és egy 1,5 mérföldes futást <12 perc 45 s alatt. E tanulmány céljából minden résztvevő a fizikai aktivitás független értékelésén is átesett a korábban leírtak szerint.9,10 Ez felsorolta a jelenleg és a közelmúltban űzött sportokat; a részvétel időtartamát (években); a heti órákat; és a részvétel szintjét (szabadidős, vagy iskolai vagy megyei). Az egyszerűség kedvéért egy fizikai aktivitási pontszámot hoztak létre 3 tényező alapján: a részt vett sportágak száma, az, hogy az újonc folytatta-e az adott sportot, és hogy milyen szinten űzte a sportot; ezt a pontszámot használták a fizikai aktivitás elsődleges mérőszámaként.

Fizikai edzésprogram

Minden újonc azonos 12 hetes intenzív erő- és állóképességi edzésen vett részt. Ez heti több mint 40 óra testmozgást jelentett, napi >5000 kalória átlagos energiafelhasználás mellett. Aerob és anaerob gyakorlatok keverékét végezték, beleértve futást, úszást, fekvőtámaszt, húzódzkodást, felülést és menetelést súlyozott hátizsákkal (legfeljebb 35 font).

CMR Az LV falvastagságának értékelése

MR-t végeztek mind a kiinduláskor, mind a fizikai edzésprogram után egy mobil 1,5 Tesla Siemens Sonata CMR szkenner segítségével és a korábban leírt protokollok alkalmazásával.11,12 Minden képet steady state-free precession szekvenciával szereztünk be.

A képelemzést manuálisan végezte egy vizsgáló (P.L.), aki vak volt más vizsgálati adatokra, beleértve azt is, hogy a felvételek edzés előtt vagy után készültek-e, a CMRtools (Cardiovascular Imaging Solutions, London, UK) segítségével. A maximális LV falvastagságot a diasztolés végén számították ki a szívizom mind a 17 szegmensében, kivéve a jobb kamrai trabekulációkat. Három mérést végeztünk, és ezen értékek átlagát használtuk (1. ábra). A bazális méréseket rövid tengelyű felvételeken végeztük közvetlenül az LV kiáramlási traktus alatt, míg a középső üreg méréseit rövid tengelyű felvételeken végeztük a papilláris izmok szintjén. Végül az apikális leolvasásokat és a valódi apexet 2- és 4-kamrás felvételeken végeztük (1. ábra).

A LV tömeg és térfogat mérését a korábban leírt és közölt módon végeztük el és indexáltuk a testfelülethez.9,10 Ezt követően ezekből származtattuk az LV tömeg/térfogat arányt (M/V) mint a relatív falvastagság CMR-egyenértékét8 és a falvastagság/térfogat arányt (maximális végdiasztolés falvastagság osztva az indexált LV végdiasztolés térfogattal) mint az üreg méretéhez viszonyított falvastagság mértékét.13 Ez utóbbiról bebizonyosodott, hogy hasznos diszkriminátor a terhelés okozta falvastagság és a kardiomiopátiához vagy a fokozott utóterheléssel járó állapotokhoz kapcsolódó kóros vastagodás között.13

Reprodukciós vizsgálatok

A kohorszból véletlenszerűen húsz újoncot választottak ki. Miután meghatározták az LV-falvastagság mérésének módszertanát, ezen újoncok összes felvételét 2 képzett megfigyelő (P.L. és S.P.) egymástól függetlenül elemezte, hogy a megfigyelők közötti reprodukálhatóságot mérni lehessen. A megfigyelőn belüli eltérések értékeléséhez P.L. legalább 2 hónappal később megismételte az elemzéseket a visszaemlékezés torzításának minimalizálása érdekében.

Aszimmetrikus falvastagság

Az aszimmetrikus falvastagság előfordulását úgy definiáltuk, hogy a kamra falvastagsága ≥13,0 mm, amely >1,5× nagyobb volt, mint a szemközti szívizomszakasz vastagsága. Ennek jelenlétét minden egyes újoncnál felmértük a fizikai kiképzés időszaka előtt és után is.

Statisztikák

A falvastagság méréseit átlag±SD-ben adtuk meg. A normál érték 95%-os felső határát az egyes szegmensek esetében az átlag±2 SD értékeként számoltuk ki. A kamra különböző régióinak falvastagságai közötti különbségeket Student-féle párosított t-teszttel és ANOVA-val értékeltük, amely véletlenszerű tényezőként befogadta az újoncot. Az aszimmetrikus falvastagsággal rendelkezők és az aszimmetrikus falvastagsággal nem rendelkezők közötti különbségeket párosítatlan mintás t-próbával kerestük. Páros t-tesztet használtunk a képzés előtti és utáni adatok összehasonlítására. Az LV-falvastagság ismételt mérései közötti különbségek 95%-os normál tartományát (az egyezés határait) úgy becsültük meg, hogy a különbségek átlagának SD-jét megszoroztuk 1,96-tal. A megfigyelőn belüli és a megfigyelők közötti eltérésekre osztályon belüli korrelációs együtthatókat számoltunk 95%-os konfidenciaintervallumokkal. Az adatokat az SPSS szoftver 17.0-s verziójával (SPSS Inc, Chicago, IL) elemeztük. A kétoldalas P<0,05 értéket statisztikailag szignifikánsnak tekintettük.

Eredmények

Vizsgálat Újoncok

A CMR-vizsgálatokat 541 férfi újonc katonán (életkor, 20±2 év) végeztük a fizikai kiképzési program előtt, majd ezt követően 309 újoncon (életkor, 20±2 év) megismételtük. E két csoport kiindulási jellemzői hasonlóak voltak (1. táblázat). Az újoncok egyikének sem volt a kórtörténetében magas vérnyomás vagy kardiovaszkuláris betegség, és klinikailag egyiküknél sem merült fel a kardiomiopátia gyanúja. Százhatvanöt újonc (40%) volt jelenlegi dohányos, 47 (11%) volt dohányos, és egyikük sem szedett gyógyszert.

Reprodukálhatóság

A kiválasztott 20 újonc közül 340 párosított LV-falvastagság mérést végzett P.L., a megfigyelőn belüli reprodukálhatóság kiváló értékeit mutatták, fix vagy arányos torzítások nélkül és ±0,99 mm-es szűk megegyezési határértékekkel. Ez a kamra minden szintjén igaz volt (alap, középső üreg és csúcs; 2. táblázat). Összességében az intraosztályos korrelációs együttható értéke ezekre a mérésekre 0,98 volt. A megfigyelők közötti egyezés hasonlóan jó volt, az átlagos különbség 0,07 mm volt, az egyezés határa ±1,03 mm, az intraosztályos korrelációs együttható értéke pedig 0,99 (2. táblázat).

Bázisadatok

LV falvastagság

A szívizom 17 szegmense között jelentős eltérés volt a falvastagságban (2. ábra; 3. táblázat). Az LV falvastagsága fokozatosan csökkent a bázistól a csúcs felé haladva (bázis, 10,3±1,0 mm; középüreg, 10,2±0,9 mm; apikális, 7,3±1,0 mm; csúcs 2,3±0,6 mm; P<0,001). A bazális és a középüreg szintjén az átlagos falvastagság nagyobb volt a septumban, mint az oldalsó falban (11,0±1,4 mm versus 10,1±1,3 mm; P<0,001). Százhuszonöt újoncnál (23%) találtak ≥13,0 mm falvastagságot, ami leggyakrabban a septumban volt megfigyelhető (87%). Negyvenhat újoncnál (9%) a maximális falvastagság ≥14,0 mm volt, 14 újoncnál (3%) pedig ≥15,0 mm. Összességében a 17 LV-szegmensből 4-ben a normális falvastagság 95%-os felső határa meghaladta a 13,0 mm-t. A normál érték 95%-os felső határa a középső inferoseptumban 14,1 mm volt (3. táblázat). A kohorsz két százaléka (az 541 újoncból 12) már a fizikai edzésprogram előtt is megfelelt az aszimmetrikus falvastagság kritériumainak (3. ábra).

Válasz a fizikai edzésre

Az edzés után az aszimmetrikus falvastagodás gyakorisága nőtt, így a kohorsz 10%-ánál (309 újoncból 31-nél) volt jelen, leggyakrabban a középüreg inferoseptumát érintette (74%) (3. ábra). Ezekben az újoncokban a maximális falvastagság az edzés előtti 12,7±1,1 mm-ről 14,1±0,9 mm-re nőtt az edzés után (P<0,001), de a kohorsz többi tagjával ellentétben az indexált LV-tömeg és a végdiasztolés térfogat nem változott (P=0,71, illetve P=0,61; 4. és 5. táblázat). Az M/V szintén nem változott a terhelés hatására sem ebben az alcsoportban, sem a kohorsz egészében. Bár az aszimmetrikus falvastagság/térfogat arány kis mértékben megnőtt azoknál az újoncoknál, akiknél aszimmetrikus falvastagság alakult ki, ez az arány minden esetben normális maradt (<0,15 mm-m2-mL-1), ami a terhelés által kiváltott remodelling-válaszra utal (4. és 5. táblázat).13 A 31 újonc közül csak 3 esetében állt rendelkezésre elektrokardiogram, de ez sem utalt HCM-re.

Az aszimmetrikus falvastagodással rendelkező és nem rendelkező újoncok kiindulási jellemzői között nem volt különbség, kivéve a testtömegindexet, amely az előbbieknél marginálisan magasabb volt (24±3 versus 23±3 kg/m; P=0,02; 4. és 5. táblázat). Az edzés utáni aszimmetrikus falvastagsággal rendelkező újoncok közül csak háromnál volt ilyen a kiinduláskor, és mindegyiküknél a regionális falvastagság mértéke tovább nőtt az edzést követően.

Diszkusszió

A fiatal katonai újoncokból álló kohorszban jelentős regionális eltérést mutattunk ki az LV falvastagságában, és hogy az újoncok több mint egyötödénél a CMR-rel mérve a falvastagság 13,0 mm-rel egyenlő vagy azt meghaladó volt. Továbbá az aszimmetrikus falvastagság prevalenciája a fizikai kiképzési program hatására nőtt, ami arra utal, hogy az egyének körülbelül egytizedénél ez a testmozgásra adott fiziológiai válasz részeként alakul ki. Ezeknek a megfigyeléseknek fontos következményei vannak a HCM diagnózisára fiatal, fitt férfiaknál.

Falvastagságmérések

A falvastagságmérésünk során kiváló inter- és intraobszerveri reprodukálhatóságot mutattunk ki a szívizom minden régiójában, az egyezés határa 1 mm volt.

A korábbi tanulmányokkal összhangban14 jelentős regionális eltérést figyeltünk meg ezekben a mérésekben, az LV falának progresszív elvékonyodásával a bázistól a csúcs felé haladva, valamint az oldalsó falat a septummal összehasonlítva. A normális falvastagság 95%-os felső határa azonban a 17 LV-szegmensből 4-ben >13,0 mm volt. Ez éles ellentétben áll a korábbi echokardiográfiás vizsgálatokkal. Valójában még az élsportolók körében is csak 1-2%-ban írtak le ≥13 mm-es falvastagságot.2,15,16 Ez valószínűleg a CMR nagyobb érzékenységét tükrözi a falvastagság regionális növekedésére, mint az echokardiográfia, amit számos korábbi, különböző kardiológiai állapotokat vizsgáló tanulmányban kimutattak.8,17 Ugyanakkor a kohorszunk jellege is hozzájárulhatott. Tekintettel a brit hadsereg belépési követelményeire, valószínű, hogy a mi populációnknak magas volt a kiindulási fizikai fittségi szintje, így az újoncok közül sokan valószínűleg már a kiképzés előtt is sportos szívvel rendelkeztek, és ezért megnövekedett a falvastagság mérése. Tekintettel erre az aggodalomra, a mi normál tartományunk nem tekinthető reprezentatívnak a populáció egészére nézve, és további vizsgálatokra van szükség egy ilyen tartomány meghatározására mozgásszegényebb egyéneknél. Mindazonáltal eredményeink azt jelzik, hogy a regionális eltérések miatt egy univerzális határérték valószínűleg nem megfelelő a szívizom minden szegmensére, és hogy a 13-15 mm-es CMR-falvastagságmérések meglehetősen gyakran figyelhetők meg fiatal, sportoló férfiaknál, akiket nem ritkán HCM-szűréssel vizsgálnak.

Aszimmetrikus falvastagság

Az edzés előtt az aszimmetrikus falvastagság 2%-ban volt jelen, de az intenzív fizikai terhelés időszakát követően drámaian, 10%-ra nőtt. Ezekben az újoncokban a maximális falvastagság 12,7 mm-ről 14,1 mm-re nőtt, és a septumon kívül nem volt megfigyelhető. A kohorsz többi tagjával és a terhelés által kiváltott remodelling korábbi leírásaival ellentétben azonban nem volt változás az indexált LV tömegben vagy térfogatban, ami aláhúzza, hogy ez a válasz az adaptáció egy szokatlan formáját jelenti.

A magyarázat arra, hogy miért alakult ki aszimmetrikus falvastagodás néhány újoncnál, továbbra sem világos. Ezekben az újoncokban nem volt más klinikai marker, amely HCM diagnózisára utalna. Egyetlen újoncnak sem voltak kardiomiopátiára utaló tünetei, családi anamnézise vagy fizikai tünetei, és abban a néhány újoncban, ahol rendelkezésre állt elektrokardiogram, ezek is a normális határértékeken belül voltak. Továbbá a falvastagság/diasztolés térfogat arány, amelyet hasznos megkülönböztetőnek tartanak a terhelés okozta és a fokozott utóterheléssel vagy kardiomiopátiával összefüggő falvastagság között,13 valamennyi újoncunknál normális volt. Ezért valószínűtlennek tűnik, hogy a testmozgás egyszerűen egy mögöttes kardiomiopátiát leplezett le ezeknél az újoncoknál, különösen, ha figyelembe vesszük az aszimmetria megfigyelésének gyakoriságát. Valószínűbbnek tűnik, hogy bizonyos egyéneknél az aszimmetrikus falvastagodás a terhelésre adott normális élettani válasz részeként jelentkezik, bár a korábban ismertetett adaptációs mintázatokhoz képest lényeges eltérésekkel. Ezen eredmények alapján ezért óvatosságra intenénk a HCM diagnosztizálásában a regionális falvastagságok (13-15 mm) határeseti növekedése alapján, különösen fiatal és fizikailag fitt férfiaknál.

LV tömeg/diasztolés térfogat arány

Amint arról korábban beszámoltunk, a hadsereg újoncainak nagy kohorszában megerősítettük, hogy az LV tömege növekszik a testmozgással; azonban az LV tömeg/térfogat arány (M/V) elemzésünk ebben a vizsgálatban további betekintést ad. Fontos, hogy kimutattuk, hogy az M/V nem változott a testmozgást követően, ami azt jelzi, hogy a tömeg növekedését a kamrai térfogat változásai ellensúlyozzák. Továbbá a falvastagság/térfogat arány minden alanyban normális maradt, ami alátámasztja e 2 paraméter szerepét, mint hasznos megkülönböztető tényezőt a terhelés okozta és a hipertrófia egyéb formái között.

A vizsgálat korlátai

A felnőttek fiatal kohorszára való koncentrálás előnye, hogy biztosítani tudjuk, hogy az olyan állapotok, mint a magas vérnyomás, a koszorúér-betegség vagy a cukorbetegség nem befolyásolták eredményeinket. Azonban, amint azt tárgyaltuk, a mi kohorszunk valószínűleg magasabb szintű fizikai kondícióval rendelkezik a kiinduláskor, mint az általános népesség, így nem valószínű, hogy referenciatartományunk szélesebb körben alkalmazható lesz. Ezért további munkára van szükség a falvastagság valódi normál tartományának megállapításához mindkét nemben és ideális esetben a különböző korosztályok és etnikumok körében.

Dawson és munkatársai18 nemrégiben 20 esetben, 20 és 30 év közöttiek (10 férfi) falvastagságának méréseit publikálták, amelyek a miénknél kissé alacsonyabbnak tűnnek (pl. bazális anterolaterális, 9,0±2,5 versus 10,0±1,3 mm). Ez ismét tükrözheti a mi újoncaink magas alapszintű fizikai fittségét, vagy egyszerűen csak az ő kohorszuk alacsony létszámát.

Elektrokardiogramot nem végeztek rutinszerűen a mi kohorszunkban, ami korlátot jelent, amikor megpróbáljuk megkülönböztetni a testmozgás okozta és a HCM-hez kapcsolódó hipertrófiát. Mindazonáltal úgy gondoljuk, hogy a falvastagság/térfogat arány eredményeit és azt a szűrést figyelembe véve, amelyen a hadsereg újoncai a beszervezésük előtt átesnek, elégedettek lehetünk azzal, hogy az aszimmetrikus falvastagság a terhelésre adott fiziológiás remodelling-válasz részeként, és nem a kardiomiopátia megnyilvánulásaként volt megfigyelhető.

Következtetés

A fiatal férfi újoncok populációjában jelentős regionális eltérést mutattunk ki az LV falvastagságában, és hogy ez gyakran meghaladja a 13,0 mm-es hagyományos normál határértéket. Ezenkívül bizonyítékot szolgáltattunk arra, hogy az aszimmetrikus falvastagodás a testmozgásra adott gyakori válaszként jelentkezik. Ezek a megfigyelések arra utalnak, hogy a HCM szempontjából vizsgált fiatal, sportoló egyéneknél a diagnózist nem szabad pusztán a regionális falvastagság határeseti CMR-növekedése alapján felállítani.

Köszönet

Köszönjük a lichfieldi hadsereg újonc önkénteseinek, a lichfieldi kiképzőezred személyzetének, különösen az orvosi fogadóállomás személyzetének, a tiszti étkezde személyzetének és a parancsnoknak a vendéglátást és az együttműködést. Köszönetet mondunk továbbá az Alliance Medical Limitednek, amely a mobil CMR-szkennert biztosította, és különösen elismerjük a szkennelő technikusok kemény munkáját.

Lábjegyzetek

LinkGoogle Scholar .