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Valores de normalidad de los volúmenes y la fracción del ventrículo izquierdo determinados mediante gated-SPET

Normal values of lefi ventricular volumes and ejection fraction by gated-SPET

Aguadé-Bruix S., Candell-Riera J., Castell-Conesa J., Muxí A., Simó-Perdigó M., Soler Peter M.

RESUMEN

Objetivo: Establecer los valore\ normales de la fracción de eyección (FE) y de los volúmenes telediastólico (VTD) y tele- sistólico (VTS) del ventrículo tzquterdo en una muestra de po- blación con baJa probabilidad de cardiopatía iaquémica.

Métodos: Se seleccionaron 44 voluntarios sanos (26 varones y 18 mujeres, 40 ? I3,4 años) con una probabihdad pretest < 5% de enfermedad coronaria y ecocardiograma normal. Se somette- ron a una prueba de esfuerzo máxima subjetiva con estudio de perfusión miocárdica esfuerzo/reposo en protocolo de un día con tecnecm99m tetrofosmina (400/800 MBq). La adquisición gated-SPET se realizó tras la inyección en reposo, obteniéndose los valores de FE y volúmenes ventriculares mediante el método de QGS.

Resultados: Los valores medios fueron: FE = 59,7%, VTD = 88 ml y VTS = 3.5,.5 ml. Los límites normales determinados por el percentil95 en el conjunto de la población fueron FE = 50,3- 72%, VTD = 57,3-l33,7 ml, VTS = 17,3-59,8 ml. Una vez corregidos los valores por superficie corporal, se observó una ta- maño ventricular significativamente menor en mujeres que en los hombres y un valor medio de FE mayor en las mujeres (62, I f 5,8 1~s 57,9% f 5,5, p = 0,02). El volumen latido y el gasto cardiaco fueron menores en las mujeres. Se observaron también diferencias según la edad con FE mayor (62,3 f 5,9% 1’s 57,8 f 5,4%, p = 0,014) y volúmenes menores en la población mayor de 40 años (VTD = 44 f 7,4 ml/m* v.s 5 1,5 f 89 ml/m’, p = 0,005 y VTS = l6,3 + 4,4 ml/m2 VS 2 l,6 ? 5,8 ml/m’, p = 0,002), aunque el volumen latido y el gasto cardiaco fueron similares.

Conclusión: Mediante el GSPET, con el método QGS, puede adoptarse como límite inferior de normalidad de la FE el valor del 50%. Los límites máximos para los índices de volúmenes ventriculares son de 67 ml/m’ para el telediastóltco y de 3 I ,4 ml/m’ para el telesistólico. Los valores de la FE fueron algo más elevados en las mujeres y en la población de mayor edad.

Palabras clave: Gated-SPET, fracción de eyecch, volúme- ne.\ ventriculrrres i:quierdo.c, Yy”rT~-tetr~f~.~mina.

Valores de normalidad de los volúmenes y la fracción de eyección del ventrículo izquierdo determinados mediante gated-SPET Aguadé-Bruix S, Candell-Riera J, Castell-Conesa J, Muxí A. Simó-Perdigó M, Soler Peter M Iuvestigcrcih Ccrrdiovrr rcular, 2004; 7: 47-59

ABSTRACT

Objective: To determine the normal values for left ventricular ejection fraction (EF) and end-diastolic (EDV) and end-systolic (ESV) volumes in a population sample with a low probability of ischemic heart disease.

Methods: Forty-four healthy volunteers were selected (26 males and 18 females, aged 40 + 13.4 years) with a pretest probability of coronary heart disease < 5% and a normal echocar- diogram. Subjective maximum exercise testing was performed with an effort/rest myocardial perfusion study in a same-day pro- toco1 with technetium-99m tetrofosmin (400/800 MBq). Gated- SPECT acquisition was performed after injection under resting conditions, and the ventricular EF and volumes were obtained using the QGS method.

Results: The mean values were: EF = 59.7%. EDV = 88 ml and ESV = 35.5 ml. The normal limits determined by percentile 95 in the overall population were: EF = 50.3-72%, EDV = 57.3-133.7 ml. ESV = 17.3-59.8 ml. After correcting the values for body surface, ventricular size was seen to be significantly smaller in women than in men, with a higher mean EF in females (62.1 f 5.8 VS 57.9% -r 5.5, p = 0.02). Stroke volume and car- disc output were smaller in women. Differences were also seen according to age, with a higher EF (62.3 + 5.9% VS 57.8 f 5.4%, p = 0.014) and smaller volumes in those over age 40 years (EDV = 44 f 7.4 ml/m’ VS 5 1.5 + 8.9 ml/m’, p = 0.005 and ESV = 16.3 f 4.4 ml/m’ VS 21.6 ? 5.8 ml/m*, p = 0.002), though the stroke volume and cardiac output were similar.

Conclusion: Based on gated-SPECT using the QCS method, an EF of 50% can be considered the lower limit of normality. The maximum limits for the ventricular volume indices are 67 ml/m* for EDV and 3 I .4 ml/m* for ESV. The EF values are somewhat higher in women and among older subjects.

Key words: Gated-SPECT, ejection frcrction, left ventricular- volume.s, YY”‘T~-tetr~~f~~.~n~in.

Normal values of left ventricular volumes and ejection fraction by gated-SPET Aguadé-Bruix S, Candell-Riera J, Castell-Conesa J, Muxí A, Simó-Perdigó M, Soler Peter M Iuve.stigcrci& C~rrciiol>crsculrrr, 2004; 7: 47-59

Correspondencia / correspondence: S. Aguadé Bruix Servicio de Medicina Nuclear Hospital General Universitari Vall d’Hebron Passeig Vall d’Hebron, 119-129 08035 Barcelona E-mail: santi3Qho.vhebron.es

INVESTIGACIÓN CARDIOVASCULAR, 2004; val. 7, n.” 1 47

S. Aguadé-Bruix, J. Candell-Riera, J. Castell-Conesa, et al.

INTRODUCCIÓN

La posibilidad de adquirir las imágenes de una tomogammagrafía de perfusión miocárdica de forma sincronizada con el ECG del paciente (gated single photon emission tomography = gated- SPET) proporciona la base para poder estudiar si- multáneamente la perfusión y la función ventricular. Este avance técnico (1) ofrece imáge- nes en movimiento de las paredes ventriculares, siempre que éstas conserven la capacidad de cap- tar los radiotrazadores de perfusión miocárdica.

La primera aproximación al análisis de contractilidad consiste en la simple inspección visual del desplazamiento y del cambio de intensidad de los segmentos ventriculares a lo largo del ciclo cardiaco (2). No obstante, este tipo de valoración no proporciona parámetros cuantitativos sobre la fun- ción sistólica del ventrículo izquierdo que poseen un importante valor pronóstico en los pacientes con enfermedad coronaria.

Se han propuesto diversos métodos para va- lorar cuantitativamente los volúmenes y la función ventricular mediante gated-SPET (3-7). Uno de los que ha conseguido mayor difusión es el algorit- mo publicado en 1995 por Germano et al. (31, con delimitación totalmente automática de los contornos ventriculares. Desde entonces se han su- cedido diversos trabajos en los que se ha eviden- ciado una excelente correlación de la fracción de eyección (FE), el volumen telediastólico (VTD) y el volumen telesistólico (VTS) con otras técnicas de imagen (6-I 1). Sin embargo, no se han delimita- do los valores de normalidad de este método en función de la edad y el sexo, por lo que éste ha sido el objetivo del presente estudio.

MATERIAL Y MÉTODOS

Grupo de estudio

Se han utilizado 44 voluntarios sanos incluidos en el ensayo clínico NORMAV96 aprobado por el Ministerio de Sanidad y los comités éticos del Hospital Clínic de Barcelona y del Hospital General Universitari Vall d’Hebron de Barcelona. La po- blación estaba constituida por 26 varones y 18 mujeres, de edad media de 40,3 f 13,4 años, que aceptaron participar en el estudio mediante con- sentimiento informado y que cumplían los si- guientes criterios de inclusión:

1. Menos del 5% de probabilidad de enfermedad cardíaca basada en criterios bayesianos de

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INTRODUCTION

The possibility of acquiring images of a gated single photon emission computed tomography (gated-SPECTl provides the basis for simultaneously studying perfusion and ventricular function. This technical advance (1) provides moving images of the ventricular walls, provided the latter retain their capacity to uptake the myocardial petfusion radiotracers.

The first approach to the analysis of contractility consists of simple visual inspection of the displacement and changes in intensity of movement of the ventricular segments during the cardiac cycle (2). However, this type of assessment provides no quantitative parameters regarding left ventricular systolic function, which has a significant prognostic value in patients with coronary disease.

Various methods have been proposed for quantítatively assessing ventricular volumes and function using gated-SPECT 13-7). One of the most widely used optíons is the algorithm published in 1995 by Germano et al. (31, involving totally automatic outlining of the ventricular contours. Since then different studies have shown ejection fraction (EF), end-diastolic volume (EDV) and end-systolic volume (ESV) to exhibit excellent correlation to the results afforded by other imaging techniques (6- ll). However, the normal values of this technique as a function of age and sex have not been determined to date. The present study has therefore been conducted to define these values.

MATERIAL AND METHODS

Study group

The study involved 44 healthy volunteers enrolled in the NORMAU clinical trial, approved by the Spanish Ministry of Health and the ethics committees of Barcelona Clinic Hospital and Vall d’Hebron University General Hospital (Barcelona, Spain). The study group consisted of 26 males and 18 females (mean age 40.3 _i 13.4 years), who gave their informed consent to participate in the study and met the following inclusion criteria:

1. A probability of heart disease of < 5% based on the Bayesian criteria of age, sex, clinical history and examination, ECG at

INVESTIGACION CARDIOVASCULAR, 2004; val. 7, n.’ 1

Valores de normalidad de los volúmenes Normal values of left ventricular volumes

edad, sexo, historia clínica y examen, ECG basal y ECG en ejercicio máximo, superior al 85% de la frecuencia cardíaca máxima teórica (220-edad), y ecocardiografía. Los datos fueron obtenidos de las tablas de Diamond y Forrester (12).

2. Ausencia de hipertensión sistémica. 3. Ausencia de enfermedad pulmonar. 4. Ausencia de enfermedad valvular y de cual-

quier forma de miocardiopatía. 5. Ausencia de anormalidades de conducción. 6. Ausencia de cualquier tratamiento. 7. Ausencia de diabetes y otras enfermedades

endocrinológicas. 8. Ausencia de embarazo.

La Tabla l muestra los datos antropométricos y los datos requeridos en los criterios de inclusión del grupo de voluntarios normales.

Metodología del gated-SPET

El estudio de perfusión miocárdica se realizó mediante un protocolo corto en un día, de esfuerzo y reposo con ggmTc-tetrofosmina, que compren- día:

- Prueba de esfuerzo máxima subjetiva limi- tada por síntomas, en cicloergómetro o tapiz ro- dante.

-Administración endovenosa de 400 MBq de ggmTc-tetrofosmina entre 30 y 60 segundos antes de finalizar el esfuerzo. Con un intervalo medio de espera de 20 minutos (rango de 15 a 30 minutos) se inició la detección tomográfica (gammacáma- ra ELSCINT SP-41, colocando al sujeto en decúbi- to supino con hiperextensión del brazo izquierdo y realizando una detección tomográfica semicircular de 180”, con adquisición de 60 imágenes ka-

baseline and on maximum effort, > 85% the theoretical maximum heart rate f220-age), and echocardiograph y. The referente data were obtained from the tables of Diamond and Forrester (12).

2. Absence of systemic hypertension. 3. Absence of lung disease. 4. Absence of cardiac valve disease or any

form of cardiom yopath y. 5. Absence of conduction abnormalities. 6. Absence of treatment of an y kind. 7. Absence of diabetes and other endocrine

diseases. 8. Absence of pregnancy.

Table I shows the anthropometric data and information required regarding the inclusion criteria for the group of normal volunteers.

Gated-SPECT methodology

The m yocardial perfusion study was based on a short same-day effort and rest protocol with ggmTc-tetrofosmin, comprising:

- Symptom-limited subjective maximum exercise testing in a bicycle ergometer or treadmill.

- Intravenous administration of ggmTc-tetrofosmin 400 MBq 30-60 seconds before the end of effort. After a mean pause of 20 minutes (range 15-30 minutes), tomographic detection was carried out (ELSCINT SP-4 gammacamera), with the subject placed in a supine position with h yperextension of the left arm, petforming semicircular (180”) tomographic acquisition of 60 images (ene every 3“) at a rate of 18 seconds per image,

TABLA 1. Datos antropométricos y datos requeridos para la inclusión de los 44 voluntarios sanos (26 varones y 18 mujeres) en el grupo de estudio /

TABLE 1. Anthropometric data and information requíred for inclusion from to the 44 healthy volunteers (26 males and 18 females) comprísing the study group

Media + DE / Mean -+ SD Rango / Range

Edad Probabilidad de enfermedad coronaria Presión arterial sistólica (mm Hg) Presión arterial diastólica (mm Hg) Frecuencia cardíaca en reposo (lat/min) Peso (kg) Talla (cm) Superficie corporal (m*)

40.3 + 13.4 20-63 1.02 2 1.07 0.1-3.9

125.8 + 14.9 100-140 78.8 + 8.8 60-90 72.9 + ll.8 55-97 69.2 t ll.4 50-96 169 + 8.6 150-185

1.81 + 0.21 1.48-2.56

Age Probability of coronary disease Systolic blood pressure (mm Hg) Diastolic blood pressure (mm Hgj Resting heart rate (bpml Weight Ikgl Height (cm) Body surface (n?)

INVESTIGACION CARDIOVASCULAR, 2004; val. 7, n.’ 1 49

S. Aguadé-Bruix, J. Candell-Riera, J. Castell-Conesa, eta/.

da 3”) y a razón de 18 s por imagen, utilizando un colimador de baja energía y alta resolución y un factor de magnificación de 1,2.

- Finalizada la detección tomográfica de esfuerzo, se administró por vía endovenosa la dosis de reposo, 800 MBq de ggmTc-tetrofosmina, y tras un tiempo medio de espera de 60 minutos (rango de 44 -75 minutos), en el cual el paciente realizó una ingesta grasa, se procedió a la detección to- mogammagráfica con sincronización con la onda R del ECG (gated-SPET), con las mismas caracte- rísticas que la detección de estrés, adecuando el tiempo por proyección a 22 s, y obteniendo ocho imágenes por ciclo en cada proyección (en total 480 imágenes). La tolerancia del intervalo R-R usa- da en la adquisición fue del 90%.

El procesado se inició con la normalización de los estudios de estrés y reposo (normalización por mapa de energía y centro de rotación) en el mis- mo equipo de la adquisición.

Tras su traspaso a una estación de trabajo (ELS- CINT XPERT) se realizó la reconstrucción tomo- gráfica simultánea del esfuerzo y reposo, por re- troproyección filtrada (filtro Buttetworth, con nivel de corte 0,4 y potencia 5,0), obteniéndose los cortes transaxiales, que son reorientados de forma automática, siempre con supervisión del opera- dor, y se generan los cortes de eje corto, eje largo horizontal y eje largo vertical.

Durante el procesado del SPET convencional, se almacenaron los parámetros utilizados para la reconstrucción y reorientación del estudio de reposo. Así pues, y de forma totalmente automáti- ca, se repitió la reconstrucción y la selección de cortes para cada fase del ciclo adquirida (ocho en total) en el GSPET. Tras ello, se realizó la delimi- tación automática de bordes endocárdicos y epi- cárdicos y, mediante el programa cua@tativo QGS (Cedars-Sinai Medical Center, Los Angeles, CA) (31, se determinaron los volúmenes ventriculares (VTS y VTD) y la FE, presentándose conjuntamente los valores cuantitativos, los cortes seleccionados con sus contornos y las imágenes de bordes en- docárdicos en tres dimensiones (Figura 1). A par- tir de los datos de FE, volúmenes ventriculares y frecuencia cardíaca (FC), se calculan los paráme- tros de volumen latido (VL = VTD - VTS) y de gas- to cardíaco (GC = (VL x FC)/lOOO) expresado en li- tros/minuto

Análisis estadístico

Se ha utilizado el programa Statistix (versión 4.0 de Analytical Software, USA) para obtener un

using a low-energy, high-resolution collimator and a magnification factor of 1.2.

- When effort tomographic acquisition was completed, the resting dose PgmTc-tetrofosmin 800 MBql was administered by the intravenous route, and after a mean waiting interval of 60 minutes (range 44-75 minutes) in which the patient consumed a fatty meal, tomogammagraphic detection was performed in synchronization with the R wave of the electrocardiogram (gated-SPECT), involving the same characteristics as for exercise acquisition, adapting the projection time to 22 seconds, and obtaining eight images per cycle in each projection (total: 480 images). The tolerance of the R-R interval used in the acquisition was 90%.

Processing was started with standardization of the stress and rest studies (standardization by energy map and rotation center) using the same equípment as for acquisition.

After transfer to a workstation (ELSCINT XPERT), simultaneous effott and rest tomographic reconstruction was carried out by filtered overhead projection (Buttetwotth filter, with a cutoff level of 0.4 and a power of 5.0), yielding the transaxial sections, which were reoriented automatically, always under operator supervision, and the short, horizontal-long and vertical-long axis sections were generated.

During conventional SPECT processing, the parameters used for reconstruction and reorientation of the resting study were stored. Thus, the reconstruction and selection of sections for each cycle phase acquired leight in total) in the gated-SPECT study was repeated in a totally automated manner. Automatic outlining of the endo- and epicardial margins was then petformed, and the quantitative QGS software (Cedars-Sinai Medical Center, Los Angeles, CA) (3) was used to determine the ventricular volumes (ESV and EDV) and EF. The quantitative values, the selected sections with their corresponding contours, and the images of the endocardial margins in three dimensions were presented together (Figure 11. From the EF, ventricular volume and heat rate (HR) data, the stroke volume (SV = EDV - ESV) and cardiac output (CO = (SV x HR)/lOOO) parameters expressed in liters/min were calculatred.

Statistical analysis

The Statistix software (version 4.0, Analytical Software, USA) was used for the descriptive

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Figura 1. Ejemplo de la metodología utilizada con el gated SPET para la determinación de los volúmenes y fracción de eyección del ventrículo izquierdo. Se muestran las imágenes tridimensionales de contractilidad en diástole (arriba) y sísto- le (abajo), de engrosamiento (centro), la curva de volumen/tiempo del latido promedio (fracción de eyección: 58%) y los mapas polares de fracción de eyección regional, perfusión, engrosamiento y desplazamiento del ventrículo izquierdo.

Figure 1. Example of the methodology used in gated-Sff T for measuring left ventricular volumes and ejection fraction. The three-dimensional images of contractility in diastole (top) and systole (bottom), thickening (centerl, the volume/time curve of the average beat (ejection fraction: 58%) and the polar maps of regional ejectíon fraction, perfusion, thickening and left ventricular displacement are shown.

análisis descriptivo de las variables y delimitar los rangos y percentiles de normalidad.

RESULTADOS

Los resultados globales de todo el grupo de estudio se muestran en la Tabla ll, expresados como media L desviación estándar así como el rango de los valores.

En la Tabla III se detallan los resultados del aná- lisis por sexos donde se evidencia una diferencia

analysis of the variables and delimitation of the normality percentiles and ranges.

RESULTS

The overall results of study group are shown in Table Il, expressed as the mean 2 standard deviation (SD) and range.

Table III shows the results of the analysis by subject sex, revealing a slightly significant

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TABLA II. Resultados cuantitativos globales del gated SPET /

TABLE II. Global quantitative results of gated-SPECT

Media + DE / Mean t SD Rango / Range

FE % 59,7 2 5,9 50-75 EF% VTD ml 88,0 k 21,3 51-138 EDV ml VTS mi 35,5 5 12,4 12-67 ESV ml VL ml 52,6 + 10,3 35-80 SV ml GC I/min 3,83 2 0,99 2,13-6,40 CO l/min IVTD ml/m* 48,5 2 9,l 32,1-68,4 EDVI ml/m2

IVTS ml/m* 19,4 + 5,8 7,54-32,5 ESVI mV&

IVL ml/m* 29,0 + 4,36 19,5-38,8 SVI mhr+ IGC I/min/m* 2,ll + 0,47 1,07-3,16 COI I/min/ir?

FE: Fracción de eyección (%); VTD: volumen telediastólico (ml); VTS: volumen te- lesistólico (ml); VL: volumen latido (ml); GC: gasto cardiaco Wmin); IVTD: índice de volumen telediastólico (ml/m*), IVTS: indice de volumen telesistólico (ml/m*), IVL: Índice de volumen latido (ml/m*); IGC: índice de gasto cardiaco (I/min/m2). EF: ejection fraction (%); EDW end-diastolic volume (ml); ESK end-systolic volume (ml); SK stroke volume (m/),;CO: cardiac ourput (I/min), EDVI: end-diastolic volume index (mlh?); ESVI: end-sysrolic volume index (mi/&), SVI: srroke volume index (ml/&); COI: cardiac output index (l/min/n?).

TABLA III. Resultados cuantitativos del gated SPET en hombres y en mujeres /

TABLE III. Quantitative results of gated-SPECT in men and women

Hombres / Males

N Edad FE % VTD ml VTS ml VL ml GC I/min SC m* IVTD ml/m* IVTS ml/m* IVL ml/m* IGC I/min/m*

26 39.1 2 13.0 57.9 2 5.5 98.8 2 19.5 41.2 lr ll.7 57.6 r 9.8 4.24 2 0.97 1.89 i 0.14 52.1 + 8.8 21.7 + 5.6 30.4 f 4.5 2.24 + 0.46

PIP Mujeres / Females

- 18 NS 41.9 2 14.2 0.022 62.1 2 5.8

< 0.0001 72.6 f 12.8 0.0001 27.3 + 8.3

< 0.0001 45.4 2 6.0 0.0005 3.24 + 0,69 0.0014 1,69 + 0.24 0.0007 43.1 + 6.7 0.0011 16.1 r 4.5 0.0091 27.0 2 3.34 0.034 1.94 k 0.43

N Aw EF% EDV ml

ESV ml SV ml CO YmI BS& EDVI mhr? ESVI ml,& SVI mh? COI I/min/i-r+

FE: Fracción de evección (%); VTD: volumen telediastólico (ml); VTS: volumen telesistólico (ml); VL: volumen latido (ml); GC: gasto cardiaco Wmin); IVTD: índice de volumen telediastó- lico (ml/m*), IVTS: índice de volumen telesistólico (ml/m*), IVL: índice de volumen latido (ml/m*); IGC: índice de gasto cardiaco (I/min/m*). EF: ejection fraction 1%); EDK end-diastolic volume (mí); ESK end-systolic volume (ml); SK stroke volume (ml),;CO: cardiac ourpur Wmin), EDW: end-diastolic volume index (ml/&); ES- VI: end-sysrolic volume index (mlh?), SVI: stroke volume index (m&?); COI: cardiac outpur index (//min/&).

discretamente significativa entre los valores obte- difference in EF (p = 0.022) between males and nidos de FE fp = 0,022) entre varones y mujeres, females, and a clearly significant difference in y claramente significativa para los valores de VTD EDV(p < O.OOO?), ESV(p = 0.0007), fp < O,OOOl), V-E (p = O,OOOl), VL fp < 0,OOOl) y GC SV (p < 0.0001) and CO (p = 0.0005). fp = 0,0005). La corrección de los datos por su- Data correction for body surface yielded only a

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petficie corporal produce solamente una discreta reducción del nivel de significación de los valores, manteniendo una clara significación el VTD (p =

0,0014), el VTS (p = 0,0007) y el VL (p = 0,091), mientras que casi se pierde la significación para el GC (p = 0,034). La Figura 2 muestra la distribu- ción de las variables en función del sexo, donde de observa una tendencia de los volúmenes (VTD, VTS y VL) a ser menores en el sexo femenino, al igual que el gasto cardiaco, mientras que la FE es mayor.

En la Tabla IV se muestran los resultados de la valoración del grupo de normalidad por edad, utilizando como nivel de corte 40 años (valor promedio de todo el grupo). El análisis de los resul-

slight reduction in the significance level of the values, clear significance persisting for the differences in EDV (p = 0.0014), ESV (p = 0.0007), and SV (p = 0.0911, while significance was almost lost for CO (p = 0.034). Figure 2 shows the distribution of the variables according to sex, where the volumes (EDV, ESV and SV) tend to be smaller in women, in the same way as cardiac output, while EF is higher.

Table IV shows the results of the normal subjects in terms of age, using an age of 40 years as cutoff level (mean value for the whole groupl. The analysis of the results shows a significant difference for ESV

Figura 2. Gráficas de la distribución de la fracción de eyección (FE), volumen telediastólico (VTD), volumen telesistólico (VTS), volumen latido (VE), gasto cardíaco (GC), frecuencia cardíaca (FC) y superficie corporal en los individuos de sexo masculino (MI y femenino (FL

0 Q M F

SEXO / SEX

0 M F

SEXO l SEX

‘TD / fDV(ml) VTS / fSV(ml) SD -

7 GC / CO (Ilmin) r_- -.--.--.--_-_.-_.-- _-- - - - -<

08 M F

SEXO / SEX

.

M F SEXO I SEX

*...

M F M F SEXO / SEX SEXO I SEX

Figure 2. Graphic representations of the distribution of ejection fraction (EF), end-diastolic volume (EDV), end-systolic volume (ESV), stroke volume (SV), cardiac output (CO), heart rate (HR) and body surface in males (MI and females IF).

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TABLA IV. Resultados cuantitativos del gated SPET por edades / TABLE IV. Quantitative resuits of gated-SPECT by age

c4Oañoslc4Oyears

N Edad FE % VTD ml VTS ml VL ml GC I/min SC m2 IVTD ml/m2 IVTS ml/m* IVL ml/m* IGC I/min/m*

26 30.2 2 5.4 57.8 f 5.4 94.5 2 22.4 39.7 k 12.9 54.7 2 10.8 4.02 i 0.99 1.81 f 0.17 51.5 i 8.9 21.6 + 5.8 29.9 + 4.1 2.19 i 0.45

PlP

- -

0.014 0.014 0.005

NS NS NS

0.005 0.002

NS NS

> 40 años l> 40 years

18 54.7 + 6.2 62.3 2 5.9 78.8 r 16.0 29.4 + 9.0 49.4 r 9.0 3.57 f 0.96 1.79 2 0.26 44.0 2 7.4 16.3 f 4.4 27.7 + 4.5

2.0 k 0.49

N Edad EF% EDV ml ESV ml SV mi CO I/min SSIY? EDVI ml/ir? ESVI mb? SVI mhr? COI YmWi-79

FE: Fracción de eyección (%); VTD: volumen telediastólico (ml); VB: volumen telesistólico (ml); VL: volumen latido (ml); GC: gasto cardíaco (I/min); SC: superficie corporal (m2); IVTD: índice de volumen telediastólico (ml/m2); IVTS: índice de volumen telesistólico (ml/m2); IVL: índice de volumen latido (ml/m?; IGC: hdice de gasto cardiaco (I/min/m2). EF: ejection fraction 1%); EDK end-diastolic volume (mil; ESK end-systolic volume ImI); SV: stroke volume (ml); CO: cardiac output (l/minl; BS: body surface Cn?); EDVI: end-diastolic volume index fml/n?); ESVI: end-systolic volume index (mlhr?); SVI: stroke volume index (ml/&); COI: car- disc output index Wmin/&).

tados obtenidos muestran una diferencia significativa para el VTS (p = 0,005), y significativa pero en menor grado para la FE (p = 0,014) y el VTD (p = 0,014), no observándose diferencias entre los valores de volumen latido y gasto cardiaco. La co- rrección de los datos por superficie corporal mantiene las diferencias significativas para el VTD (p = 0,005) y VTS (p = 0,002), y confirma la no existen- cia de diferencias en el volumen latido y el gasto cardíaco. En la Figura 3 se presenta la distribución de las variables en función de la edad, que muestra una tendencia moderada a disminuir los volú- menes ventriculares (VTD, VTS y VL) a medida que aumenta la edad, al igual que el GC y inver- samente a la FE.

La distribución de los percentiles de normalidad queda mostrado en la Tabla V, que presenta los valores de los percentiles 5, 50 y 95 para todo el grupo y por sexos. Cabe destacar el percentil5 de la FE con 50,25%, que se considera el límite inferior de la normalidad (y sin diferencia significativa entre varones y mujeres), y los percentiles 95 de la VTD y VTS que son de 133,7 ml y 59,75 ml como los límites superiores de normalidad de los volúmenes telediastólico y telesistólico (66,87 ml/m2 y 31,44 ml/m2 para los índices de VTD y VTS respectivamente).

(p = 0.005), and a less significant difference for EF (p = 0.014) and EDV(p = 0.014), while there are no differences between the stroke volume and cardiac output values. Data correection for body sutface maintaíned the significant differences for EDV (p = 0.005) and ESV (p = O.OOí’), and confirmed the absence of differences in stroke volume and cardiac output. Figure 3 shows the dístribution of variables according to age. A moderate tendency to decreased ventricular volumes (EDV, ESV and Sv) is seen with increasing age, similar to that seen for CO, and opposite to the situation with EF.

The dístribution of the normality percentiles is detailed in Table V, which shows the values for percentiles 5, 50 and 95, for the whole group, and by sexes. Particular mention should be made of percentíie 5 for EF (50.25%), which is considered the lower limit of normal@ (with no significant differences between sexes), and percentiles 95 for EDV and ESV (133.7 ml and 59.75 ml), which are regarded as the upper limits of normal@ for the end-diastolic and end-systolic volumes (66.87 mUn? and 31.44 ml/m2 for the EDV and ESV indices, respectively).

54 INVESTIGACIÓN CARDIOVASCULAR, 2004; val. 7, n.O 1


Figura 3. Gráficas de la distribución de la fracción de eyección (FE), volumen telediastólico (VTD), volumen telesistólico (VTS), volumen latido (VE), gasto cardiaco (GC), frecuencia cardíaca (FC) y superficie corporal según la edad.

‘“i--- VTD / EDV(ml) l$@l-------

I l * g l

l

4 ,fJ) --...-..t.. ? .?.. .T.

+ t+ ..*

2 4 l

8’ 10 10 3a 44 50 6) 70 tu 20 Sb 4n 5I 60 ?O

EDAD I YEARS EDAD I YEARS ;C / CO (llmin) II

,

w VTS / ESV(mi)

4 M.. .+.

4

EDAD I YEARS C / HR (Ilmin)

+ +

la M 3a 44 50 âO -i*

EDAD I YEARS EDAD I YEARS

100 VE / SV(ml)

EDAD I YEARS

‘19 29 JO H 59 64 70 SEXO / SEX

Figure 3. Graphic representations of the distribution of ejection fraction (EF), end-diastolic volume (EDV), end-systolic volume (ESV), stroke volume (SV), cardíac output (CO), heart rate (HR) and body surface according to age.

DISCUSIÓN DISCUSSION

La realización de un protocolo corto con un trazador tecneciado facilita la información de la perfusión miocárdica en un período de tiempo muy reducido lo que constituye una alternativa excelente en la estrategia de las Unidades de Car- diología Nuclear (13, 14). Hoy en día, con la im- plantación de las gammacámaras de doble ca- bezal y estaciones de procesado de alta velocidad, la adición de una adquisición tomográfica sincronizada con el ECG no representa una prolonga- ción significativa del tiempo total de exploración y, sin embargo, facilita la valoración simultánea de la perfusión y de la función ventricular del paciente.

The performance of a short protocol using a technetium tracer provides information on m yocardial perfusion in a vety short time period, and represents an excellent alternative in the strategies of Nuclear Cardiology Units (13, 14). At present, with the introduction of dual-head gammacameras and high-speed processing workstations, the addition of tomographic acquisition synchronized to the ECG does not imply a significant prolongation of total scan time, and moreover makes it possible to simultaneously assess ventricular function and perfusion.

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. ..--. _. . xcentiles del grupo de normalidad / TABLE V. Normality group percentiles

N

Percentil 5 50 95 - - - FE % 5025 59,0 72,0 50 VTD ml 5725 88,5 133,7 61,5 VTS ml 1725 34,5 59,75 19,75 VL ml 36,0 50,5 73,25 38,15 GC I/min 2,40 3,85 5,99 2,92 SC m* 1,49 1,78 2,16 1,67 IVTD ml/m* 332 48,9 66,87 34,52 IVTS ml/m* 9,36 19,4 31.44 10,45 IVL ml/m* 21,5 28,l 37,27 22,3 IGC I/min/m* 1,44 2,12 3,07 1,57

SEXO / SEX

GLOBAL / OVERALL HOMBRES / MALES MUJERES / FEMALES

44 26 18

5 50 95 5 50

57,5 70,9 53 61 74 EF% 96,0 136,6 52,98 72,0 99,4 EDV ml 41,0 64,5 13,65 27,0 42,6 ESV ml 56,5 77,9 36,3 45,0 59,0 SVml

4,14 6,26 2,20 3,07 4,21 CO I/min 1,86 2,15 148 1,65 2,33 SSm2

51,6 67,9 32,3 42,27 54,83 EDVI mM? 22,23 32,37 8,37 15,25 24,35 ESVI mM-& 30,2 38,3 20,83 26,79 33,5 SVI mlh?

2,21 3,14 1,19 1,87 2,55 CO I/min/n?

95

La columna del percentil 5 corresponde al límite inferior de normalidad y la del percentil 95 al límite superior de normalidad. FE: Fracción de eyección (%); VTD: volumen telediastólico (ml); VTS: volumen telesístólico (ml);VL: volumen latido (ml); GC: gas- to cardiaco (I/min); SC: superficie corporal (m’); IVTD: índice de volumen telediastólico (ml/m’); IVTS: índice de volumen tele- sistólico (ml/m2); IVL: indice de volumen latido (ml/m2); IGC: índice de gasto cardíaco (I/min/m2). The percentile 5 column corresponds to the lower limit of normality, while percentile 95 corresponds to the upper limit of norma/@ EF: ejection fraction (%); EDV: end-diastolic volume (mll; ESV: end-systolic volume fml); SV: stroke volume fml); CO: cardiac output (I/min); BS: body surface Cn?); EDVI: end-diastolic volume index fml/&); ESVI: end-systolic volume index (rnl/&); SVI: stroke volume index ImI/&); COI: cardiac output index Wmin/m2).

En los últimos años se han desarrolado dife- In recent years, different programs have rentes programas para la cuantificación de los vo- been developed for quantifying ventricular lúmenes ventriculares y de la FE del ventrículo iz- volumes and left ventricular ejection fraction. quierdo. Uno de los más extendidos es el QGS. One of the most widely used is QGS. Earlier En estudios previos se ha valorado la correlación studies have evaluated the correlation and y concordancia del análisis de la contractilidad re- agreement of analysís of regional contractility gional y de los parámetros cuantitativos respecto and the quantitative parameters to a la ecocardiografía, la ventriculografía isotópica echocardíography, first-pass isotopic de primer paso, la ventriculografía isotópica en ventriculograph y, equilibrium isotopic equilibrio, la angiocardiografía de contraste, la ter- ventriculograph y, contrast angiocardiograph y, modilución y la resonancia magnética (6-I 1). No thermodilution and magnetic resonante obstante, queda por definir el rango de normali- imaging (6- 17). However, the normality ranges dad de los valores cuantitativos en las condicio- of quantitative values under the demographic nes demográficas y técnicas de nuestro medio. and technical conditions in our setting remain Por otra parte, la situación del paciente en el mo- to be determined. On the other hand, patient mento de adquirir el estudio puede modificar los status at the time of the study may modify the resultados. Recientemente algunos autores han results. Recently, some authors have reported encontrado diferencias entre los valores de FE de- differences between the EF values measured terminados en el GSPET post-esfuerzo y el de re- by post-exercise and resting gated-SPECr poso, que se atribuye a las diferencias hemodi- these differences have been attributed to námicas o a aturdimiento post-isquémico (15). En hemodynamic differences or to post-ischemic el presente estudio los parámetros de función ven- stunning (15). In this study the ventricular tricular se determinaron tras la administración de function parameters were measured after la dosis de radiofármaco en reposo, transcurrido administering the isotopic drug dose at rest, un mínimo de dos horas desde la prueba de es- a mínimum of two hours after exercise fuerzo. testing.

56 INVESTIGACIÓN CARDIOVASCULAR, 2004; WI. 7, n.O 1


Cada uno de los métodos empleados mediante GSPET en el cálculo de los volúmenes ventriculares y de la FE presenta limitaciones (16) y los valores de la normalidad determinados con cada uno de ellos puede variar. Es por ello obligado delimitar cuál es el rango de normalidad de un nue- vo método totalmente automático que va a ser utilizado rutinariamente para evaluar la función ventricular de un número elevado de pacientes. En nuestro caso nos planteamos definir el rango de normalidad de la FE y los volúmenes ventriculares en base al protocolo corto esfuerzo/reposo (400/800 MBq) con tetrofosmina y adquisición del GSPET de ocho imágenes/ciclo en el estudio de reposo.

Nuestros resultados muestran un rango de valores de FE entre 50 y 72%, muy semejantes a los obtenidos por nosotros hace años con ventriculo- grafía isotópica en equilibrio en un grupo de 30 sujetos sin enfermedades cardíacas (55-75%) (17). Aunque previamente otros autores han expuesto una significativa infraestimación con respecto a la resonancia magnética (6) y a la ventriculografía en equilibrio (181, el límite inferior de la normalidad de la FE en nuestra serie se establece en una cifra del 50%, la misma utilizada con la metodología de la ventriculografía isotópica en equilibrio. Estos resultados se asemejan a los obtenidos recientemente por Case et al. (19) en pacientes estudiados con 201TI con finalidad diagnóstica y baja probabilidad pretest de enfermedad coronaria.

En las mujeres se ha observado una FE mayor y volúmenes ventriculares claramente menores que en los hombres. Una vez corregidos los resultados por la superficie corporal se mantiene el me- nor tamaño del ventrículo izquierdo en las mujeres que tambien muestran un menor volumen latido y gasto cardiaco. Otras series con metodo- logías distintas también han constatado estos ha- llazgos, algunos son estudios antiguos y con un número de individuos muy limitado (20-221, pero estudios poblacionales más recientes han corro- borado las diferencias entre ambos sexos (23,241. Posiblemente factores como el distinto grado de entrenamiento físico que puede existir entre el grupo de varones jóvenes y el de mujeres o varones de más edad puede influir en las dimensiones y capacidad contráctil del ventrículo izquierdo.

Como en series previas (22, 241, hemos encontrado diferencias significativas entre los valores de FE según la edad. Así en nuestra serie los sujetos de mayor edad mostraron una mayor frac- ción de eyección. Estas diferencias también afec- taban a los volúmenes ventriculares, pues los sujetos de mayor edad presentaban unos valores significativamente menores de VTD (diferencia ab-

Each of the methods used in gated-SPECT to calculate ventricular volumes and EF has limitations (16), and the normal values determined with each of them may vary. lt is therefore essential to delimit the normal range of a new totally automated method to be routinely used for evaluating ventricular function in a large number of patients. In our case we decided to define the normal range for EF and ventricular volumes based on a short effort/rest protocol(400/800 MBq) with tetrofosmin and gated-SPECT acquisition of eight images/íycle in the resting study.

Our results show a range of EF values of 50-72%, very similar to that obtained by our group years ago with equilibrium isotopic ventriculography in a series of 30 individuals without heat-t disease (55-75%) (17). Although other authors have previously reported a significant underestimation compared to magnetic resonante imaging (6) and equilibrium ventriculography (18), the lower limit of normality for EF in our series was 50%, this being the same value used in equilibrium isotopic ventriculography. These findings are similar to those recently published by Case et al. (191 in patients studied with 20 1 Tl for diagnostíc purposes and having a low pretest probability of coronary disease.

In women, higher EF values and clearly smaller ventricular volumes were seen as compared to men. After correcting the results for body surface, the smaller left ventricular size in women persisted, as did the lesser stroke volume and cardiac output. Other series involving different methodologies have reported similar findings; although some of these were old studies with very few individuals (20-22), more recent population studies have supported the differences between the sexes (23, 24). Factors such as the potential differences in physical training between the group of young males and the older males or women may possibly influente the left ventricular size and contractile capacity.

As in previous series (22, 24), we found significant differences in EF according to the age of the individuals. Thus, in our series the older subjects showed higher ejection fractions. Such differences also affected the ventricular volumes, since the older subjects had significantly smaller values for both EDV (with an absolute difference of more than 16 mil and ESV (with an absolute difference of over 10 ml). However, when the stroke volume and

INVESTIGACIÓN CARDIOVASCULAR, 2004; val. 7, no 1 57


soluta de más de 16 mi) y VTS (diferencia abso- luta de más de 10 ml). Pero al calcular el volumen latido y posteriormente el gasto cardiaco se ob- servó que no había diferencias entre ambos gru- pos de edad. Podría interpretarse pues que el man- tenimiento del gasto cardiaco en reposo en los individuos jóvenes no precisaría de una FE tan ele- vada.

Se ha descrito que el gated-SPET de ocho imá- genes/ciclo tiende a sobreestimar el VTS y, en con- secuencia, disminuir la FE (3, 25) debido a que la escasa resolución temporal hace perder definición en la determinación de la telesístole. Este aspec- to afectaría homogéneamente a todo el rango de valores de FE y, en nuestro caso, no creemos que justifique las diferencias entre los diferentes segmentos de población. Otra reciente consideración a la exactitud del método, hace referencia a una posible infraestimación del volumen de la cavidad sobre todo en ventrículos de pequeño tamaño, debido a la mayor repercusión en estos casos del efecto del volumen parcial. Este sesgo podría jus- tificar que no se mantuviera la proporcionalidad entre la superficie corporal y el volumen ventricular en aquellos corazones de dimensiones menores (26, 27).

En conclusión, con GSPET puede adoptarse como límite inferior de normalidad de la FE el valor del 50%. Los límites máximos para los volúmenes ventriculares son de 133 ml para el telediastólico y de 60 ml para el telesistólico, valores que que- dan en 67 ml/m2 y 31,4 ml/m2 respectivamente si se normalizan por superficie corporal. Los valores de la FE fueron algo más elevados en los hombres y en la población de mayor edad.

Agradecimientos

Este trabajo ha sido realizado mediante una ayuda de Amersham Health y una Beca de Investi- gación 2001/2002 de la Fundación MAPFRE Me- dicina.

subsequently cardiac output were calculated, no differences were found between the two age groups. It could then be interpreted that the maintenance of cardiac output at rest in the younger individuals would not require as high an EF as in the older subjects.

It has been reported that gated-SPECT at eight imageskycle tends to overestimate ESV and, therefore, reduce EF (3, 25), since the scarce time resolution leads to a loss of definition in the determination of end-systole. This aspect would homogeneously affect the entire EF range and, in our case, we believe that it does not justify the differences observed betvveen the different population segments. Another recent observation regarding the accuracy of the method refers to a potential underestimation of chamber volume, particularly in small ventricles, due to the greater impact in these cases of the pattial volume effect. This bias could explain why proportionality was not maintained between body surface and ventricular volume in hearts of a smaller size (26, 27).

In conclusion, a lower limit of normal@ for EF of 50% may be used for gated-SPECT. The maximum limits for ventricular volumes are 133 ml for end-diastolic volume and 60 ml for end-systolic volume; these values become 67 mlkr? and 31.4 ml/n?, respectively, atIer correction for body surface. The EF values are somewhat higher in males and in elderly subjects.

Acknowledgements

This study has been supported by a grant from Amersham Health and a research grant (2001-2002) from the MAPFRE Foundation.

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