The Effect of Preload Reduction on Parameters to Evaluate Left Ventricular Diastolic Function

Abstract

BACKGROUND AND OBJECTIVES: The pulsed wave Doppler echocardiography in the mitral inflow is known to be affected by several factors, such as the loading condition. The mitral annulus velocity and early diastolic flow propagation velocity(Vp) are known to be relatively load independent. Recently, the time interval between the onsets of mitral inflow and mitral annulus velocity(TE'-E) has been proposed as a new index representing left ventricular(LV) relaxation and related to LV filling pressure. This index has been reported as a preload independent parameter in experimental canine model. The impact of preload on this index, however, has not been studied in human. The purpose of this study was to evaluate the effect of the hemodialysis related preload reduction on conventional and new Doppler indices of LV diastolic function. SUBJECTS AND METHODS: Forty five patients(29 men, mean 51±14 years old) who have end stage renal disease underwent echocardiography immediately before and after hemodialysis(HD). Two dimensional and Doppler parameters including peak early(E) and late(A) transmitral inflow velocity were measured. Mitral annulus velocity(E’) at septal, lateral, anterior, and inferior corners of the mitral annulus by Doppler tissue imaging(DTI) and Vp by color M-mode were also measured. The Time intervals between peak of R wave and onset of mitral E velocity and between peak R wave and onset of E' at the four corners of the mitral annulus were measured. RESULTS: The mean ejection fraction was 62 ± 16 %. Average weight reduction by HD was 2.9 ± 1.1 kg. The dimensions of LV end diastole, left atrium and inferior vena cava were reduced significantly as 2.4 ± 2.7, 2.3 ± 4.7, and 4.8 ± 4.5 mm, respectively(p < 0.001). After HD, the peak E(from 99.4 ± 33.0 to 70.6 ± 26.3 cm/s, p < 0.001), A(from 94.3 ± 24.6 to 84.8 ± 29.0 cm/s, p = 0.001), E/A ratio(from 1.1 ± 0.6 to 1.0 ± 0.8, p = 0.041), the average peak E’(from 10.0 ± 3.3 to 9.0 ± 3.5 cm/s, p = 0.001) and Vp(from 48.5 ± 15.2 to 40.2 ± 14.4 cm/s, p = 0.008) decreased significantly. T_(E’-E) did not change significantly after HD regardless of LV systolic function. CONCLUSION: Volume reduction typically affects mitral inflow velocities in patients undergoing hemodialysis. However, a new parameter for diastolic function, time interval between the onset of mitral inflow and mitral annulus velocity appears to be preload independent in patients with normal or decreased LV systolic function.

목적: 좌심실의 이완기능을 평가하는데 대표적으로 이용되고 있는 간헐파 도플러를 이용한 경승모판 혈류 파형은 정상과 위정상의 혈류파형이 유사하여 구분이 쉽지 않고, 부하조건 등의 영향을 받기 때문에 그 사용에 제한이 있다. 도플러 조직 영상(Doppler tissue image)을 이용한 승모판륜의 운동속도 및 색채 M형 도플러 초음파를 이용한 초기 이완기 혈류 전파속도(early diastolic flow propagation velocity, 이하 Vp)는 비교적 전부하에 비의존적인 지표로 소개되고 있고, 최근에 동물실험을 통해 초기 이완기 경승모판 혈류속도 파형의 시작부터 초기 이완기 승모판륜의 운동속도 파형의 시작까지의 시간간격(T_(E’-E))이 좌심실의 이완기능을 평가하는 데 있어서 전부하에 비교적 영향을 덜 받는 지표라는 보고가 있었다. 이에 저자들은 만성 신부전 환자를 대상으로 혈액투석에 의한 급격한 전부하 감소가 기존에 소개된 도플러 심초음파 지표들 및 새로운 지표인 T_(E’-E)에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 아주대병원에서 유지 혈액투석을 받고 있는 45명을 대상으로 혈액투석 30분 전 후에 혈압, 맥박, 체중, 심초음파검사를 시행하였다. 초기 이완기 경승모판 최대 혈류속도(peak early diastolic transmitral inflow velocity, 이하 E), 후기 이완기 경승모판 최대 혈류속도(peak late diastolic transmitral inflow velocity, 이하 A), 초기 이완기 승모판륜의 운동속도(peak early diastolic mitral annular velocity, 이하 E'), Vp를 측정하였다. 심전도 R파의 최고점에서 E’ 파형의 시작까지의 시간을 각각 승모판 내륜, 외륜, 전륜, 후륜에서 측정하고 심전도 R파의 최고점에서 E파형의 시작점까지의 시간을 측정하여, 각각 네 군데에서 이들의 차이(T_(E’-E))를 계산하고 평균값을 구하였다. 결과: 혈액투석 전·후 체중은 63.6 ± 12.8 kg에서 60.6 ± 12.2 kg(p < 0.001)로 유의한 감소를 보였으며 혈액투석 전후에 평균 E 값은 99.4 ± 33.0 에서 70.6 ± 26.3 cm/s(p < 0.001)로, A 값은 94.3 ± 24.6 에서 84.8 ± 29.0 cm/s로(p = 0.001), E/A 비는 1.1 ± 0.6 에서 1.0 ± 0.8(p = 0.041)로 유의한 감소를 보였다. E’ 값은 10.0 ± 3.3 cm/s에서 9.0 ± 3.5 cm/s로 유의한 감소를 보였고, Vp 값 역시 투석 전 후 48.5 ± 15.2 cm/s에서 40.2 ± 14.4(p = 0.008)로 유의한 감소를 보였다. 좌심실 박출률이 45%이상인 환자에서 전벽, 하벽, 측벽, 중격 및 이 네 군데 T_(E’-E)의 평균값은 혈액투석 전 후에 유의한 변화는 없었고 심박수로 교정한 T_(E’-E) 값 역시 유의한 변화는 없었으며, 좌심실 박출률이 45%이만인 환자에서도 혈액 투석 전 후의 T_(E’-E) 값에도 유의한 변화는 관찰되지 않았다. 결론: 좌심실 이완기능 평가지표로 널리 사용되는 경승모판 유입혈류 파형뿐만 아니라 색체 M형 심초음파를 이용한 조기 이완기 혈류 전파속도도 혈액투석에 의한 전부하 감소에 유의한 영향을 받았고, 승모판륜의 운동속도 역시 그 측정 위치에 따라 다소 차이를 보이기는 하지만 평균적으로는 어느 정도 영향은 받는 반면, T_(E’-E)는 좌심실의 이완기능 평가에 있어서 전부하 감소에도 불구하고 비교적 그 영향을 덜 받는 유용한 지표임을 알 수 있었다.