ECOCARDIOGRAFIA DA STRESS CON DOBUTAMINA: FISIOPATOLOGIA E PROGNOSI NELL’INSUFFICIENZA CARDIACA A FRAZIONE DI EIEZIONE RIDOTTA E PRESERVATA

Background: Pulmonary hypertension and right ventricular dysfunction are two of the most important determinants of symptoms and prognosis in heart failure with reduced and preserved ejection fraction (HFrEF and HFpEF). The echocardiographic evidence of right ventricular dysfunction and pulmonary hypertension correlates with worse prognosis in HFrEF and HFpEF. However, right ventricular dysfunction at rest doesn’t always correlate with worse exercise or pharmacological stress response. Hypothesis: Right ventricular function, its contractile reserve and right ventricular-arterial coupling may not be completely evaluated by rest echocardiography. Right ventricular adaptation to pharmacological stress with dobutamine may differ in HFrEF and HFpEF, helping us to better understand their different physiopathology. Right ventricular function, its contractile reserve and right ventricular-arterial coupling echocardiographic surrogates may have a prognostic role in heart failure (HF) patients. Aims: 1) to evaluate right ventricular and pulmonary circulation response to dobutamine stress test in HFrEF and HFpEF patients’ cohort. 2) to evaluate the prognostic role of right ventricular function, its contractile reserve and right ventricular-arterial coupling echocardiographic surrogates in heart failure patients’ cohort. Methods: from April 2019 to August 2022 we enrolled 40 HF patients. The longitudinal follow up of each patient stopped after first HF hospital admission or death. Every patient performed echocardiography at rest and during increasing dose of dobutamine infusion (5 and 10 mcg/kg/min). We evaluated the following echocardiographic parameters: left ventricular (LV) volumes and systolic function, LV diastolic function, valvulopathies, right ventricular (RV) volume and systolic function and pulmonary hemodynamics. LV and RV volume and ejection fraction were measured using 3D echocardiography; furthermore, left ventricular, left atrial and right ventricular free wall strain (FWS) were assessed. Results: we enrolled 25 HFpEF and 15 HFrEF patients that reflects epidemiology, clinical and echocardiographic characteristics of different phenotypes of heart failure. Dobutamine infusion determined an increase in cardiac output, RV and LV systolic function. Pulmonary hemodynamic and right ventricular-arterial coupling parameters changed with different trends in the two groups. HFpEF patients increased more right ventricular longitudinal systolic function, had similar increase in fractional area change (FAC) and RV ejection fraction (RVEF) and a steeper increase in pulmonary arterial systolic pressure (PASP). Right ventricular-arterial coupling surrogates reduced more in HFrEF patients. A TAPSE > 15 mm, an FWS > 20% and a RVEF/PAPs > 1.2/mmHg demonstrated a prognostic role (HR respectively 0.08, 0.12 and 0.15, p = 0.05, 0.02, e 0.05). RVEF and FAC, after dobutamine infusion, demonstrated the best discriminating power for outcome (c-index = 0.7686 and 0.8152, respectively). Conclusions: HFpEF and HFrEF patients respond differently to dobutamine infusion, reflecting different specific physiopathology. Pulmonary hemodynamic and ventricular-arterial coupling parameters worsen in HFpEF and improve or don’t modify significantly in HFrEF patients. Prognosis in heart failure is correlated to right ventricular systolic function and its coupling to pulmonary circulation at rest. Right ventricular contractile reserve is a valid prognostic tool in HF patients.

Premesse: l’ipertensione polmonare e la disfunzione ventricolare destra sono due tra i più importanti fattori che determinano sintomi e prognosi in pazienti affetti da scompenso cardiaco (HF) a frazione di eiezione ridotta (HFrEF) e preservata (HFpEF). L’insufficienza cardiaca destra e l’ipertensione polmonare all’ecocardiocolorDoppler a riposo correlano con una peggiore prognosi in pazienti HFrEF ed HFpEF. Tuttavia, la disfunzione ventricolare destra a riposo non sempre correla con una peggiore risposta allo stress fisico o farmacologico. Ipotesi: La funzione ventricolare destra, la sua riserva contrattile e l’accoppiamento ventricolo destro (VD) - circolo polmonare (CP), potrebbero non essere adeguatamente valutate dall’ecocardiografia a riposo. La risposta del ventricolo destro allo stress farmacologico con dobutamina potrebbe differire nei pazienti HFpEF e HFrEF. La funzione ventricolare destra, la sua riserva contrattile e l’accoppiamento VD - CP, potrebbero avere un ruolo prognostico in pazienti affetti da HF. Obiettivi: 1) valutare la risposta del VD e del CP allo stress farmacologico con dobutamina, in una coorte di pazienti HFrEF ed HFpEF; 2) valutare il ruolo prognostico di funzione ventricolare destra, riserva contrattile del VD e accoppiamento VD – CP in una coorte di pazienti affetti da HF. Metodi: da Aprile 2019 ad Agosto 2022 sono stati reclutati 40 pazienti affetti da HF e seguiti longitudinalmente per il verificarsi di ospedalizzazione o decesso. I pazienti sono stati sottoposti ad ecocardiocolorDoppler a riposo e durante infusione di dobutamina al dosaggio di 5 e 10 mcg/kg/min. Sono stati valutati i seguenti parametri ecocardiografici: dimensioni e funzione sistolica del ventricolo sinistro (VS), funzione diastolica del VS, valvulopatie, dimensioni e funzione sistolica del VD, emodinamica polmonare. Le dimensioni e la frazione di eiezione di VS e VD sono state misurate mediante ecocardiografia 3D; inoltre sono stati valutati lo strain del VS, dell’atrio sinistro e della parete libera del VD (FWS). Risultati: Sono stati reclutati 25 pazienti HFpEF e 15 HFrEF che rispecchiano l’epidemiologia, le caratteristiche cliniche ed ecocardiografiche dei due tipi di HF. L’infusione di dobutamina ha dimostrato un aumento della gittata cardiaca e dei parametri di funzione sistolica del VD e della frazione di eiezione del VS. I parametri di emodinamica polmonare e di accoppiamento VD - CP sono variati in modo differente nei due gruppi. I pazienti HFpEF hanno evidenziato un maggiore incremento dei parametri di funzione sistolica longitudinale del VD, un paragonabile incremento della fractional area change e della frazione di eiezione del VD (FAC e FEVD) e un più ripido incremento della pressione arteriosa polmonare sistolica (PAPs). I parametri surrogati di accoppiamento VD - CP si sono ridotti maggiormente nel gruppo HFrEF. Un valore di TAPSE > 15 mm, di FWS > 20% e di FEVD/PAPs > 1.2/mmHg all’ecocardiografia a riposo, hanno dimostrato un ruolo prognostico significativo (HR rispettivamente di 0.08, 0.12 e 0.15, p = 0.05, 0.02, e 0.05). I parametri FEVD e FAC, dopo infusione di dobutamina, hanno dimostrato il maggior potere di discriminazione per outcome (rispettivamente c-index = 0.7686 e 0.8152). Conclusioni: I pazienti HFpEF e HFrEF rispondono in modo differente all’infusione di dobutamina e riflettono la fisiopatologia delle due categorie di HF. I parametri di emodinamica polmonare e di accoppiamento VD - CP, peggiorano nei pazienti HFpEF e migliorano debolmente o non mostrano differenze significative nei pazienti HFrEF. La prognosi dei pazienti affetti da HF è correlata ai parametri di funzione sistolica del VD e al suo accoppiamento con il circolo polmonare a riposo. La riserva contrattile del VD è un valido strumento di stratificazione prognostica in pazienti affetti da HF.