Ilaria Caso Azienda Ospedaliera dei Colli Monaldi-Cotugno-CTO - Napoli

1. Teaching: Studiare la funzione atriale dalle metodiche tradizionali alle nuove tecnologieMisurazioni tradizionali e volumi atriali Ilaria Caso Azienda Ospedaliera dei Colli Monaldi-Cotugno-CTO - Napoli

2. STUDIO DELL’ATRIO SINISTRO • Interesse relativamente recente su questa struttura cardiaca • Studi solo nell’ultimo decennio sull’impatto della sua funzione nell’outcome di varie patologie • Complessità della struttura • Difficoltà assunzione geometrica • Posizione nel torace

3. Rome and the Heart Galeno (129-216 a.C.) and hippocratis writers • The first study about the heart physiology “heart controls the blood and body temperature” • Blood in the vessels, not air • Mind in the brain, not in the heart ...nothing about atria! Galeno and Hippocrates paint XII century (Anagni Cathedral)

4. Mediaeval Age and the Heart Mondino de Luzzi (1275-1326) the first practice of dissection of human body • Ventricles • Vena cava • Aorta • Atrioventicular and aortic valves ...nothing about atria! Anothomia1316 .

5. Leonardo da Vinci and the heart Leonardo (1452-1519) • studied arteries, veins, capillaries and muscles • understood the role of arteriosclerosis • described the muscolar structure of right ventricle, the leaflets of tricuspid valve, the papillars muscles ...nothing about atria! 1508-1513 Heart studies

6. William Harvey and the heart William Harvey (1578-1657) • Exercitatio anatomica de motu cordis et sanguiniis in animalibus • Exercitatio anatomica de circulatione sanguinis ...nothing about atria! He died in 1657 for myocardial infarction...

7. “Imaging “ Discovered Atrium in Last Century Cineangiography 1950 - Direct and sharp visualization of the left ventricle - Left atrium visualized only in presence of mitral regurgitation - Not routinary assessment of atrial dimension • Echocardiography 1960 -Hertz and Edler invented the first M-mode echocardiograph • The assessment of atrial size was the • antero-posterior diameter in M-mode • With 2-D echocardiography was possible • to study the volumes and atrium cycle

8. STRUTTURA ATRIO SINISTRO • Riceve posteriormente le 4 vene polmonari • Anteriormente vi è l’auricola sinistra digitiforme • Non vi sono valvole sul pavimento • Non vi è la Cresta Terminale né i m. pettinati Setto Interatriale La parete è liscia A volte vi è la valvola del forame ovale Auricola Digitiforme Imbocco stretto

9. Morfologia AURICOLA SINISTRA

10. Setto Interatriale Aspetto Sinistro

11. Morfologia VENE POLMONARI

12. Metodi di Studio della Funzione Atriale - Monodimensionale M-mode • Bidimensionale 2D • Diametri • Aree • Volumi • Tridimensionale 3D • Altretecnologie

13. Qual’è la correttamisurazionediametro in long axis? 1 2 3

14. Measurement of left atrial diameter (LAD) from M-mode, guided by a parasternal short or long axis image (upper right) at the level of the aortic valve • validated with angiography • used in large population studies because of its feasybility • understimates volumes Lang, R. M. et al. Eur J Echocardiogr 2006 7:79-108

15. Correttamisurazionediametro in long axis

16. Valori di riferimento del diametro in long axis

17. Diametro long axis: limitazioni • Si basa sul presupposto che il diametro AP sia sempre proporzionale a tutti gli altri diametri in caso di dilatazione • Un eventuale dilatazione dell’AS è limitata per il suo diametro AP da sterno e colonna vertebrale • La dilatazione dell’atrio sinistro è prevalente nei diametri supero-inferiore e medio-laterale

18. Metodidi Studio dellaFunzioneAtriale - Monodimensionale M-mode • Bidimensionale 2D • Diametri • Aree • Volumi • Tridimensionale 3D • Altretecnologie

19. Atrial Diameters 1) Antero-posterior: aorticposterior and LA posteriorwall ( long axis) 2) Longitudinal or supero-inferior: superiorwall and the midpoint of the mitralannulus (4 chamber) 3) Transversal or medio–lateralbetween the midpoint of fossa ovale and the face oflateralwall( 4 chamber)

20. Valori di riferimento diametri atriali Le dimensioni dell’AS variano con l’età, la BMI, la BSA, mentre poco significativa appaiono le differenze per il sesso. Aurigemma et al. Circ Cardiovasc Imaging 2008.

21. MisurazioneAree 4 camere Diastole Sistole

22. MisurazioneAree 2 camere Diastole Sistole

23. MisurazioneAree: Pitfalls • Possibili errori nella valutazione dell’area atriale: • Finestra acustica non adeguata (bordo endocardico non facilmente distinguibile) • Bassa risoluzione parete laterale e anteriore • Inclusione nel calcolo dell’area dell’imbocco dell’auricola • Inclusione nel calcolo dell’area dello sbocco delle vene polmonari

24. MisurazioneAree: Pitfalls auricola e venepolmonari

25. Valori di riferimento per le aree (media fra 2 e 4 camere)

26. CalcolodeiVolumiAtriali con ilbidimensionale 2D • Ellissoide • Area-lenght • Simpson • Tutti calcoli matematici che hanno come assunzione che l’AS abbia uno shape fisso: • sovrastima • sottostima

27. Atrial Volumes by Diameter: Ellipse Method • M-Mode • 2D SA1= m-Mode LA dimension SA2= short-axisdimension in the apical 4-chamber view at ventricularend-systole LA=long-axisdimension in the apical 4-chamber view at ventricularend-systole Sanfilippo AJ et al. Circulation 1990;82;792-7. Pritchett et al. JACC 2003;41:1036-43

28. Atrial Volumes by Diameter: Ellipse Method Three LA dimensionswereusedtocalculateLA volume asanellipseusing the formula: LA VOLUME =4 π (SA1)x (SA2) x (LA) 3 2 22 LA VOLUME = π / 6 ( SA1 x SA2 x LA) LA VOLUME =O,523 (LAx SA1 x SA2) Normalizzato per la BSA! SA1= m-Mode LA dimension (ortogonaldimension) SA2= short-axisdimension in the apical 4-chamber view at ventricularend-systole LA=long-axisdimension (ellipsoid) in the apical 4-chamber view at ventricularend-systole Sanfilippo AJ et al. Circulation 1990;82;792-7. Pritchett et al. JACC 2003;41:1036-43

29. Atrial Volumes by Areas and Lenght • 2D Area in 4 camere Area in 2 camere Diametro minore supero-inferiore fra quello misurato in 2 e 4 camere

30. Measurement of left atrial volume from the area-length method using the apical four-chamber (A4C) and apical two-chamber (A2C) views at ventricular end-systole (maximum LA size). L= shortest of either the A4C or A2C lenght 8/3 p [(A1)(A2)/(L)] Lester et al. J Am Coll Cardiol 2008;51:679-89 Lang RM J Am Soc Echocardiogr 2005;18:1440-1463 Lang, R. M. et al. Eur J Echocardiogr 2006 7:79-108

31. Atrial Volumes by Simpson’s rule • 2D Si basa sull’assunzione che il modello geometrico del VS sia ugualmente valido L’algoritmo di Simpson divide l’AS in una serie di dischi ovali sovrapposti Il volume è dato dalla somma del volume di ogni disco

32. Measurement of left atrial volume from the biplane method of discs (modified Simpson's rule), using the apical four-chamber (A4C) and apical two-chamber (A2C) views at ventricular end-systole (maximum LA size) p / 4(h) S (D1)(D2) Lester et al. J Am Coll Cardiol 2008;51:679-89 Lang, R. M. et al. Eur J Echocardiogr 2006 7:79-108 Lang RM Am Soc Echocardiogr 2005;18:1440-1463

33. Tracciando le aree del volume max e min sia in 4 che in 2 camere è possibile ottenere anche una LAEF basata sulla Simpson’s rule

34. Volumes: Some Limitations All methods based on area could have limitations 1) subjective left atrial endocardial border tracing 2) the use of geometric approximation 3) insufficient quality of echo images Nikitin NP Effect of age and sex of left atrial morfology and function Eur J Echocardiography 2003;4:36-42 4 Chamber View 2 Chamber View V (ml) = 8 x A4 x A2 / 3 x  x L A4 = Left atrium area in 4 chamber view A2 = Left atrium area in 2 chamber view L = Long axix diameter in 2 chamer view We need non volumetric method to study atrial function Feigenbaum H. Echocardiographic evaluation of cardiac chambers. In: Fiegenbaum H. Echocardiography, 5th Edition. Philadelphia, Lea & Febiger, 1993: 166-167.

35. Misurazioneaccuratadell’atrio: elementicritici e comuni pitfalls Abhayaratna, Tsanget al. J Am CollCardiol 2006;12:2357-2363

36. Misurazioneaccuratadell’atrio: elementicritici e comuni pitfalls Abhayaratna, Tsanget al. J Am CollCardiol 2006;12:2357-2363

37. Lang, R. M. et al. Eur J Echocardiogr 2006 7:79-108

38. Normal Atrial Volumes values - Maximum LA Volume = 22 ± 6 ml/m2 - Minimum LA Volume = 9 ± 4 ml/m2 Area lenght Triposkiadis. JASE 1995;8:801-809 - Maximum Volume = 22 ± 4 ml/m2 Tsang et al. JACC 2002;40:1636-44 Area lenght - Maximum Volume = 20 ± 6 ml/m2 Wanget al. Chest 1984;86:595-601 Biplano - Maximum Volume = 42 ± 11 ml Prichettet al. J Am CollCardiol 2003;41:1036-1043 Ellisse - Maximum Volume = 32 ± 11 ml Ellisse Aurigemmaet al. J CaridovascImaging 2009;2:282-289

39. Valutazionedelledimensioni e deivolumi: qualescegliere? Diametro M-mode Volume ellisse Volume Area lenght Volume Simpson’s rule

40. Valutazionedelledimensioni e deivolumi: qualescegliere? • E’ preferibile il calcolo in M-mode o in bidimensionale? • C’è differenza fra i vari calcoli dei volumi atriali? • Quale metodo è maggiormente attendibile? • Perché è utile studiare il volume atriale? Cosa aggiunge alla mia valutazione?

41. Valutazionedelledimensioni e deivolumi: qualescegliere? • E’ preferibile il calcolo in M-mode o in bidimensionale? • C’è differenza fra i vari calcoli dei volumi atriali? • Quale metodo è maggiormente attendibile? • Perché è utile studiare il volume atriale? Cosa aggiunge alla mia valutazione?

43. Valutazionedelledimensioni e deivolumi: qualescegliere? • E’ preferibile il calcolo in M-mode o in bidimensionale? • C’è differenza fra i vari calcoli dei volumi atriali? • Quale metodo è maggiormente attendibile? • Perché è utile studiare il volume atriale? Cosa aggiunge alla mia valutazione?

44. Prolate Ellipse Method Area Lenght Method Simpson Method Jiamsripong P, Eur J Echo cardiogr 2008;9.351-355

45. Differenzefrai 3 metodidimisurazione Metodo dell’ellisse: fortemente influenzato dal diametro antero-posteriore, meno affidabile se atrio dilatato. Tuttavia, l’angiografia ha confermato che la geometria dell’atrio è molto simile a un ellissoide Simpson’s Rule: si basa su una assunzione geometrica valida per il VS. l’AS ha una struttura non uniforme né circolare Area lenght: si basa su un calcolo partendo dalla reale area dell’AS e le dimensioni dell’atrio sono pertanto più accurate Jiamsripong P, Eur J Echo cardiogr 2008;9.351-355

46. Valutazionedelledimensioni e deivolumi: qualescegliere? • E’ preferibile il calcolo in M-mode o in bidimensionale? • C’è differenza fra i vari calcoli dei volumi atriali? • Quale metodo è maggiormente attendibile? • Perché è utile studiare il volume atriale? Cosa aggiunge alla mia valutazione?

47. Chevalore ha lo studio del volume dell’AS? CW Koo et al. Clin Reserc Caridol 2011.

48. Chevalore ha lo studio del volume dell’AS? CW Koo et al. Clin Reserc Caridol 2011.

49. Dilatazione dell’atrio sinistroQuando studiarlo con attenzione? • Hypertension • Mitral disease • Atrial fibrillation • Diastolic dysfunction • Cardiomyopathies • Acute myocardial infarction

50. Predicitonofcardiovascularevents in pts in sinusrhythm Cumulative eventfree survival and categorical increment of indexed left atrial (LA) volume