Il test cardiopolmonare nelle cardiomiopatie. Come distinguere la limitazione da disfunzione del cuore sinistro da quella del cuore destro

Background: Cardiopulmonary exercise testing (CPET) is a widely used tool in the clinical management of chronic heart failure. However, the differences in cardiogenic limitation patterns secondary to isolated left, right, or biventricular heart dysfunction are still poorly studied. Aim: The aim of this study is to investigate whether there are differences among the various phenotypes of ventricular dysfunction, identifiable through CPET variables. We also aim to explore the correlation between pathophysiological mechanisms and individual CPET parameters. Materials and Methods: We conducted a retrospective, single-center observational study. Inclusion criteria were: diagnosis of left or right systolic dysfunction (ejection fraction (EF) ≤40% or fractional area change (FAC) ≤35%); performance of maximal effort CPET; echocardiography within 60 days of CPET. The following CPET parameters were collected: peak oxygen consumption (pVO2), oxygen consumption as a percentage of predicted (ppVO2), oxygen pulse (VO2/HR), ventilatory equivalent for CO2 slope (VE/VCO2 slope), end-tidal CO2 pressure (PetCO2), heart rate (HR). The correlation between CPET parameters and clinical-ecocardiographic parameters was assessed. The distribution of CPET parameters among patients with left ventricular dysfunction (LVD), right ventricular dysfunction (RVD), and biventricular dysfunction (BVD) was also compared. Results: We enrolled 172 patients (85% males, 57 ± 10 years, EF 28.1 ± 8%, FAC 39 ± 7.3%). 159 with LVD, 5 with RVD, 8 with BVD. Better pVO2 and ppVO2 values were associated with higher EF (respectively r = 0.2, p = 0.001 and r = 0.2, p = 0.05), higher FAC (respectively r = 0.2, p = 0.02 and r = 0.2, p = 0.002), and lower pulmonary arterial systolic pressure (PAPs) (respectively r = -0.3, p = 0.01 and r = -0.3, p = 0.008). An increase in VE/VCO2 slope and a decrease in PetCO2 were associated with worse EF (respectively r = -0.3, p = <0.001 and r = 0.2, p = 0.001), E/e' avg (respectively r = 0.2, p = 0.03 and r = -0.2, p = 0.003), and PAPs (respectively r = 0.4, p = <0.001 and r = -0.3, p = 0.003), but not with worse FAC (respectively r = -0.1, p = 0.32 and r = -0.02, p = 0.83). No differences were observed in the three groups regarding pVO2, ppVO2, VO2/HR, VE/VCO2 slope, PetCO2. Among patients with left dysfunction (LVD and BVD), those with BVD had worse pVO2 (16.0 ± 4.3 vs 18.4 ± 4.9; p = 0.01), ppVO2 (51.9 ± 11.0 vs 59.2 ± 15.3; p = 0.01), and VO2/HR (11.3 ± 2.9 vs 12.9 ± 3.5; p = 0.02). Conclusions: CPET is not able to differentiate limitations secondary to isolated right ventricular dysfunction or isolated left ventricular dysfunction. The parameters pVO2, ppVO2, VO2/HR, and W are non-specific to the type of cardiac dysfunction but are indicators of disease severity. The increase in VE/VCO2 slope and the reduction in peak PetCO2 are associated with pulmonary hypertension and worse left ventricular function, but not right. In patients with left ventricular dysfunction, the presence of reduced peak VO2, reduced VO2/HR, altered VE/VCO2 slope, and reduced peak PetCO2 may indicate the coexistence of right ventricular dysfunction.

Background: Il test cardiopolmonare da sforzo (CPET) è uno strumento largamente utilizzato nella clinica dello scompenso cardiaco cronico. Ciononostante le differenze nei pattern di limitazione cardiogena secondari a disfunzione cardiaca sinistra isolata, destra isolata o biventricolare sono ancora poco studiate. Obiettivi: Lo scopo del presente studio è cercare se esistano differenze tra i diversi fenotipi di disfunzione ventricolare, riscontrabili attraverso le variabili del CPET. Ci proponiamo inoltre di indagare la correlazione fra i meccanismi fisiopatologici e i singoli parametri del CPET. Materiali e metodi: abbiamo svolto uno studio osservazionale retrospettivo monocentrico. I criteri di inclusione erano: diagnosi di disfunzione sistolica sinistra o destra (frazione di eiezione (FE) ≤40% o fractional area change (FAC) ≤35%); esecuzione di CPET massimale; ecocardiografia entro 60 giorni dal CPET. Sono stati raccolti i seguenti parametri del CPET: Consumo di ossigeno di picco (pVO2), consumo di ossigeno in percentuale rispetto al predetto (ppVO2), polso di ossigeno (VO2/FC), pendenza dell’equivalente ventilatorio della CO2 (VE/VCO2 slope), pressione telespiratoria di CO2 (PetCO2), frequenza cardiaca (FC). Si è valutata la correlazione tra parametri del CPET e parametri clinici-ecocardiografici. Si è inoltre confrontata la distribuzione dei parametri del CPET tra le popolazioni di pazienti con disfunzione ventricolare sinistra (LVD), disfunzione ventricolare destra (RVD) e disfunzione biventricolare (BVD). Risultati: Sono stati arruolati 172 pazienti (85% maschi, 57 ± 10 anni, FE 28.1 ± 8%, FAC 39 ± 7.3%). 159 con LVD, 5 con RVD, 8 con BVD. Migliori valori di pVO2 e di ppVO2 erano associati ad una maggior FE (rispettivamente r= 0,2, p= 0,001 e r= 0,2, p= 0,05), ad una maggiore FAC (rispettivamente r= 0,2, p= 0,02 e r= 0,2, p= 0,002) e a valori inferiori di pressione arteriosa sistolica polmonare (PAPs) (rispettivamente r= -0,3, p= 0,01 e r= -0,3, p= 0,008). Un aumento dello slope VE/VCO2 ed una diminuzione della PetCO2 erano associati a peggiori valori di FE (rispettivamente r= -0,3, p= <0,001 e r= 0,2, p= 0,001), dell’E/e’ avg (rispettivamente r= 0,2, p=0,03 e r= -0,2 e p= 0,003), e della PAPs (rispettivamente r= 0,4, p= <0,001 e r= -0,3, p= 0,003), ma non a peggiori valori di FAC (rispettivamente r= -0,1, p= 0,32 e r= -0,02, p= 0,83). Non si sono evidenziate differenze nei tre gruppi per quanto riguarda pVO2, ppVO2, VO2/FC, VE/VCO2 slope, PetCO2. Tra i pazienti con disfunzione sinistra (LVD e BVD), i pazienti con BVD presentavano peggiore pVO2 (16,0 ± 4,3 vs 18,4 ± 4,9; p= 0,01), ppVO2 (51,9 ± 11,0 vs 59,2 ± 15,3; p= 0,01) VO2/FC (11,3 ± 2,9 vs 12,9 ± 3,5; p=0,02). Conclusioni: Il CPET non è in grado di differenziare la limitazione secondaria a disfunzione ventricolare destra isolata o disfunzione ventricolare sinistra isolata. I parametri pVO2, ppVO2, VO2/FC e W sono aspecifici rispetto al tipo di disfunzione cardiaca, ma sono indicatori di gravità di patologia. L’ aumento della VE/VCO2 slope e la riduzione PetCO2 al picco, si associano con l’ipertensione polmonare e con una peggiore funzionalità del ventricolo sinistro, ma non destra. Nei pazienti con disfunzione ventricolare sinistra, la presenza di VO2 di picco ridotto, VO2/FC ridotto, VE/VCO2 slope alterato e PetCO2 di picco ridotto, possono indicare la coesistenza di una disfunzione ventricolare destra.