rpcardioRational Pharmacotherapy in CardiologyРациональная Фармакотерапия в Кардиологии1819-64462225-3653«SILICEA-POLIGRAF» LLC10.20996/1819-6446-2021-10-15rpcardio-2581Research ArticleORIGINAL STUDIESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯNew Indicators of Myocardial Work in Healthy IndividualsНовые показатели миокардиальной работы у здоровых лицhttps://orcid.org/0000-0002-7463-9259ОлейниковВ. Э.OleynikovV. E.

Олейников Валентин Эливич

Valentin E. Oleynikov

v.oleynikof@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-6280-6120БабинаА. В.BabinaA. V.

Бабина Анастасия Вячеславовна

Anastasia V. Babina

https://orcid.org/0000-0001-7545-8196ГалимскаяВ. А.GalimskayaV. A.

Галимская Вера Александровна

Vera A. Galimskaya

https://orcid.org/0000-0001-6640-6108ГолубеваА. В.GolubevaA. V.

Голубева Алёна Владимировна

Alena V. Golubeva

https://orcid.org/0000-0001-7117-0937МакароваК. Н.MakarovaK. N.

Макарова Карина Николаевна

Karina N. Makarova

https://orcid.org/0000-0001-6423-6889ДонецкаяН. А.DonetskayaN. A.

Донецкая Наталия Александровна

Natalia A. Donetskaya

Пензенский государственный университетРоссияPenza State UniversityRussian Federation202103112021175712718Copyright © Oleynikov V.E., Babina A.V., Galimskaya V.A., Golubeva A.V., Makarova K.N., Donetskaya N.A., 20212021Олейников В.Э., Бабина А.В., Галимская В.А., Голубева А.В., Макарова К.Н., Донецкая Н.А.Oleynikov V.E., Babina A.V., Galimskaya V.A., Golubeva A.V., Makarova K.N., Donetskaya N.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rpcardio.online/jour/article/view/2581Aim

Aim. To study in healthy individuals the gender and age characteristics of left ventricular (LV) myocardial work indicators, their correlations with global LV deformity indicators and echocardiographic parameters characterizing LV systolic and diastolic functions.

Materials and methods

Materials and methods. 70 Healthy individuals (n=70; 34 men and 36 women; aged 39.3±8.9 years) were included in the study. The echocardiographic examination determined the standard parameters and indicators of myocardial work: global work efficiency (GWE), global constructive work (GCW), global wasted work (GWW), global myocardial work index (GWI); as well as the myocardium deformation characteristics: global longitudinal deformation (GLS), global radial deformation (GRS) and global circular deformation (GCS). Spearman's correlation coefficient was used to investigate the relationship between parameters. A correlation was considered weak at r≤0.3, moderate at 0.3<r<0.7, and strong at r≥0.7.

Results

Results. The average value of global work efficiency (GWE) in men was 97% (96; 98), in women – 98% (97; 98). Global constructive work (GCW) in men was 2343.8±350.4 mm Hg%, in women – 2362.2±343.8 mm Hg%. The average value of global wasted work (GWW) in men was 46 mm Hg% (27; 75), in women – 44 mm Hg% (33; 55.5). The global myocardial work index (GWI) in men was 2069.9±356.4 mm Hg%, in women – 2055.7±339.9 mm Hg%. No significant differences were found in the comparative analysis of performance indicators. The analysis of correlations found that the myocardial work indicators didn't have significant correlations with age. Ejection fraction was moderately correlated with GWI (r=0.45) and GCW (r=0.49). Global longitudinal strain was strongly correlated with GWI (r=0.77) and GCW (r=0.77). Global radial strain correlated moderately directly with GWI (r=0.4) and GCW (r=0.4). Global circular strain was moderately correlated with GCW (r=0.35). A strong negative correlation was found between the GWE indicator and the post systolic contraction index (PSI) (r=-0.85). At the same time, PSI and GWW had a strong positive correlation (r=0.85).

Conclusion

Conclusion. Indicators of LV myocardial work in healthy individuals do not have gender differences. The efficiency of the work of the myocardium depends primarily on the deformation of the LV, while the constructive work is determined by the volume characteristics. The wasted work indicator depends on the number of segments that peak in the post-systolic period.

Цель

Цель. Изучить у здоровых лиц гендерные особенности показателей миокардиальной работы левого желудочка (ЛЖ), их корреляцию с глобальными деформационными показателями ЛЖ и эхокардиографическими параметрами, характеризующими систолическую и диастолическую функции ЛЖ.

Материалы и методы

Материалы и методы. В исследование включено 70 здоровых лиц в возрасте 39,3±8,9 лет (34 мужчины и 36 женщин). При эхокардиографическом исследовании определяли стандартные параметры, показатели миокардиальной работы: глобальную эффективность работы (GWE), глобальную конструктивную работу (GCW), глобальную работу вхолостую (GWW), индекс глобальной работы миокарда (GWI), а также деформационные характеристики миокарда: глобальную продольную деформацию (GLS), глобальную радиальную деформацию (GRS), глобальную циркулярную деформацию (GCS). Для исследования взаимосвязи между параметрами применяли коэффициент корреляции Спирмена. При r≤0,3 корреляцию считали слабой, умеренной – при 0,3<r<0,7 и сильной – при r≥0,7.

Результаты

Результаты. Среднее значение глобальной эффективности работы (GWE) у мужчин составило 97% (96; 98), у женщин – 98% (97; 98). Глобальная конструктивная работа (GCW) у мужчин составила 2343,8±350,4 мм рт.ст.%, у женщин – 2362,2±343,8 мм рт.ст.%. Среднее значение глобальной работы вхолостую (GWW) у мужчин составило 46 мм рт.ст.% (27; 75), у женщин – 44 мм рт.ст.% (33; 55,5). Индекс глобальной работы миокарда (GWI) у мужчин составил 2069,9±356,4 мм рт.ст.%, у женщин – 2055,7±339,9 мм рт.ст.%. Значимых различий при сравнительном анализе показателей получено не было. Установлено, что показатели миокардиальной работы не имели значимых корреляций с возрастом. Фракция выброса умеренно коррелировала с GWI (r=0,45) и GCW (r=0,49). Глобальная продольная деформация имела сильную корреляцию с GWI (r=0,77) и GCW (r=0,77). Глобальная радиальная деформация умеренно прямо коррелировала с GWI (r=0,4) и GCW (r=0,4). Глобальная циркулярная деформация имела умеренную корреляцию с GCW (r=0,35). Сильная отрицательная корреляция была выявлена между показателем GWE и индексом постсистолического сокращения (PSI) (r=-0,85). При этом PSI и GWW имели сильную положительную корреляцию (r=0,85).

Заключение

Заключение. Показатели миокардиальной работы ЛЖ у здоровых лиц не имеют гендерных различий. Эффективность работы миокарда в первую очередь зависит от деформации ЛЖ, тогда как конструктивная работа определяется объемными характеристиками. Показатель работы вхолостую зависит от количества сегментов, пик сокращения которых приходится на постсистолический период.

глобальная миокардиальная работаспекл-трекинг эхокардиографияпостсистолическое сокращениекривая давлениедеформацияglobal myocardial workspeckle tracking echocardiographypostsystolic contractionpressure-strain loopРабота выполнена при финансовой поддержке российского фонда фундаментальных исследований в рамках научных проектов №№ 20-315-90025, 19-315-90031The research was carried out with the financial support of the Russian Foundation for Basic Research within the framework of scientific projects No. 20-315-90025, 19-315-90031ReferencesLang 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 Heart J Cardiovasc Imaging. 2015;16(3):233-71. DOI:10.1016/j.echo.2014.10.003.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 Heart J Cardiovasc Imaging. 2015;16(3):233-71. DOI:10.1016/j.echo.2014.10.003.Nagueh S, Smiseth O, Appleton C, et al. 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. DOI:10.1016/j.echo.2016.01.011.Nagueh S, Smiseth O, Appleton C, et al. 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. DOI:10.1016/j.echo.2016.01.011.Chan J, Edwards NFA, Khandheria BK, et al. A new approach to assess myocardial work by noninvasive left ventricular pressure-strain relations in hypertension and dilated cardiomyopathy. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2019;20(1):31-9. DOI:10.1093/ehjci/jey131.Chan J, Edwards NFA, Khandheria BK, et al. A new approach to assess myocardial work by noninvasive left ventricular pressure-strain relations in hypertension and dilated cardiomyopathy. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2019;20(1):31-9. DOI:10.1093/ehjci/jey131.Boe Е, Skulstad H, Smiseth OA. Myocardial work by echocardiography: a novel method ready for clinical testing. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2019;20(1):18-20. DOI:10.1093/ehjci/jey156.Boe Е, Skulstad H, Smiseth OA. Myocardial work by echocardiography: a novel method ready for clinical testing. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2019;20(1):18-20. DOI:10.1093/ehjci/jey156.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):996-1003. DOI:10.1152/ajpheart.00191.2013.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):996-1003. DOI:10.1152/ajpheart.00191.2013.Mansour MJ, Al Jaroudi W, Mansour L, et al. Value of myocardial work for assessment of myocardial adaptation to increased afterload in patients with high blood pressure at peak exercise. Int J Cardiovasc Imaging. 2020; 36(9):1647-1656. DOI:10.1007/s10554-020-01867-9.Mansour MJ, Al Jaroudi W, Mansour L, et al. Value of myocardial work for assessment of myocardial adaptation to increased afterload in patients with high blood pressure at peak exercise. Int J Cardiovasc Imaging. 2020; 36(9):1647-1656. DOI:10.1007/s10554-020-01867-9.Voigt JU, Pedrizzetti G, Lysyansky P, et al. Definitions for a common standard for 2D speckle tracking echocardiography: consensus document of the EACVI/ASE/Industry Task Force to standardize deformation imaging. J Am Soc Echocardiogr. 2015;28(2):183-93. DOI:10.1016/j.echo.2014.11.003.Voigt JU, Pedrizzetti G, Lysyansky P, et al. Definitions for a common standard for 2D speckle tracking echocardiography: consensus document of the EACVI/ASE/Industry Task Force to standardize deformation imaging. J Am Soc Echocardiogr. 2015;28(2):183-93. DOI:10.1016/j.echo.2014.11.003.Иванов С.И., Алёхин М.Н. Неинвазивные показатели работы миокарда в оценке систолической функции левого желудочка. Кардиология. 2020;60(3):80-8. DOI:10.18087/cardio.2020.3.n925.Ivanov SI, Alekhin MN. Myocardial work in assessment of left ventricular systolic function. Kardiologiia. 2020;60(3):80-8 (In Russ.) DOI:10.18087/cardio.2020.3.n925.Braunwald E, Ross J Jr, Sonnenblick EH. Mechanisms of contraction of the normal and failing heart. N Engl J Med. 1967;277(19):1012-22. DOI:10.1056/NEJM196711092771907.Braunwald E, Ross J Jr, Sonnenblick EH. Mechanisms of contraction of the normal and failing heart. N Engl J Med. 1967;277(19):1012-22. DOI:10.1056/NEJM196711092771907.Smiseth O.A., Russell K., Skulstad H. The role of echocardiography in quantification of left ventricular dyssynchrony: state of the art and future directions. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2012;13(1):61-8. DOI:10.1093/ejechocard/jer243.Smiseth O.A., Russell K., Skulstad H. The role of echocardiography in quantification of left ventricular dyssynchrony: state of the art and future directions. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2012;13(1):61-8. DOI:10.1093/ejechocard/jer243.Manganaro R, Marchetta S, Dulgheru R, et al. Echocardiographic reference ranges for normal noninvasive myocardial work indices: results from the EACVI NORRE study. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2019;20(5):582-90. DOI:10.1093/ehjci/jey188.Manganaro R, Marchetta S, Dulgheru R, et al. Echocardiographic reference ranges for normal noninvasive myocardial work indices: results from the EACVI NORRE study. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2019;20(5):582-90. DOI:10.1093/ehjci/jey188.Morbach C, Sahiti F, Tiffe T, et al. Myocardial work - correlation patterns and reference values from the population-based STAAB cohort study. PLoS ONE.2020;15(10). DOI:10.1371/journal.pone.0239684.Morbach C, Sahiti F, Tiffe T, et al. Myocardial work - correlation patterns and reference values from the population-based STAAB cohort study. PLoS ONE.2020;15(10). DOI:10.1371/journal.pone.0239684.Иванов С.И., Степанова А.И., Алёхин М.Н. Показатели миокардиальной работы левого желудочка у здоровых лиц при стресс-эхокардиографии с физической нагрузкой на тредмиле. Кремлевская медицина. Клинический Вестник. 2021;1:5-14. DOI:10.26269/n1m8-gp37.Ivanov SI, Stepanova AI, Alekhin MN. Myocardial work indices of the left ventricle in healthy subjects during exercise stress echocardiography on a treadmill. Kremlin Medicine Journal. 2021;1:5-14 (In Russ.) DOI:10.26269/n1m8-gp37.Galli E, John-Matthwes B, Rousseau C, et al. Echocardiographic reference rahges for myocardial work in healthy subjects: A preliminary study. Echocardiography. 2019;36(10):1814-24. DOI:10.1111/echo.14494.Galli E, John-Matthwes B, Rousseau C, et al. Echocardiographic reference rahges for myocardial work in healthy subjects: A preliminary study. Echocardiography. 2019;36(10):1814-24. DOI:10.1111/echo.14494.Галимская В.А., Донченко И.А., Романовская Е.М., Олейников В.Э. Особенности деформации миокарда левого желудочка у пациентов с ишемической болезнью сердца, определяемые технологией двухмерного стрейна. Кардиология. 2014;54(9):11-6. DOI 10.18565/cardio.2014.9.11-16.Galimskaya VA, Donchenko IA, Romanovskaya EM, Olyenikov VE. The features of myocardial deformation of left ventricle in patients with ischemic heart disease defined by the two dimensional strain method. Kardiologiia. 2014;54(9):11-6 (In Russ.) DOI 10.18565/cardio.2014.9.11-16.Олейников В.Э., Смирнов Ю.Г., Галимская В.А., Куприянова С.Н. Новый подход к определению насосной функции сердца с помощью миокардиальной работы. Доклады Российской Академии Наук. Науки о Жизни. 2020;491(1):60-2. DOI:10.31857/S2686738920020195.Oleynikov VE, Smirnov YuG, Galimskaya VA, Kupriyanova SN. A new approach to evaluating the pumping function of the heart by the myocardial work. Doklady Biological Sciences. 2020;491(1):60-2 (In Russ.) DOI:10.31857/S2686738920020195.Олейников В.Э., Смирнов Ю.Г., Галимская В.А., и др. Новые возможности оценки сократимости левого желудочка методом двухмерной speckle tracking эхокардиографии. Сибирский Журнал Клинической и Экспериментальной Медицины. 2020;35(3):79-85. DOI:10.29001/2073-8552-2020-35-3-79-85.Oleynikov VE, Smirnov YuG, Galimskaya VA, et al. New capabilities in assessing the left ventricular contractility by two-dimensional speckle tracking echocardiography. The Siberian Journal of Clinical and Experimental Medicine. 2020;35(3):79-85 (In Russ.) DOI:10.29001/2073-8552-2020-35-3-79-85.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.