Aortic strain in bicuspid aortic valve: an analysis

Abstract

Introduction: Bicuspid aortic valve (BAV) is frequently related to aortic valve disease and aortopathy and it is usually monitored by transthoracic echocardiography and CT angiography. However, early markers of disease progression are not available at the moment. Speckle-tracking echocardiography (STE) has shown consistent results among other cardiac pathologies. The present study evaluated STE aortic and left ventricle (LV) strain prognostic value, their discriminative power and their correlation with the degree of valvular regurgitation. Methods: We retrospectively followed forty-eight adult patients with BAV and twenty gender and age matched controls for a median period of 19 months, all with LV ejection fraction > 50% and without wall-motion abnormalities or poor acoustic window. We measured LV and aortic classic and STE parameters and we analysed their statistically significant differences, as well as their discriminative power of BAV presence. Hereinafter, we assessed their correlation with the primary cardiac outcome – aortic valve replacement (AVR) - through a COX regression analysis. Finally, our population with BAV was divided according to their severity of aortic regurgitation (AR) in none, mild, moderate or severe, and we evaluated: a) their echocardiographic parameters differences throughout the disease; and b) which values predicted the existence of at least moderate AR. Results: In our sample, values of LV dimensions and aortic diameter were higher in BAV population. Regarding their mechanics, LV global longitudinal strain (GLS) was impaired (p<0.001) and aortic global circumferential strain (GCS) did not differ among the two groups. Aortic GLS was significantly increased (p=0.027) and was a reliable discriminator of BAV presence, though aortic diameter was better (area under the curve = 0.92). In BAV patients with AR, aortic GCS decreased with the increment of severity (p=0.004) and severe AR had an exponentially augmented aortic GLS (45.2 ± 32.3%). Aortic valve replacement was the only outcome observed and its only predictor was LV end-diastolic volume (index). Discussion: BAV patients had impaired LV contraction, despite having preserved LV ejection fraction. Our population had pronounced aortic dilatation, which caused a distortion in strain calculation, with high values of aortic GLS. Increasing severity of AR caused a reduction in aortic GCS, partly reflecting its significant vascular wall impairment throughout the disease. Conclusion: STE aortic strain was not a reliable predictor of surgery in BAV patients.

Introdução: Bicuspidia aórtica (BA) está frequentemente relacionada com doença valvular aórtica e aortopatia, e é geralmente monitorizada por ecocardiografia transtorácica e Angio-TC. Contudo, marcadores precoces de progressão da doença não existem atualmente. A ecocardiografia por speckle-tracking (EST) tem mostrado resultados favoráveis em outras patologias cardíacas. Este estudo avaliou o valor prognóstico do strain aórtico e do ventrículo esquerdo (VE), os seus poderes discriminativos e as suas correlações com o grau de insuficiência valvular. Métodos: Seguimos retrospetivamente quarenta e oito pacientes adultos com BA e vinte controlos com idade e género correspondentes, por um período mediano de 19 meses, todos com fração de ejeção do VE > 50% e sem anomalias na motilidade da parede cardíaca ou janela acústica inadequada. Medimos os parâmetros ecocardiográficos (clássicos e por EST) e analisámos as suas diferenças estatisticamente significativas, assim como o seu poder discriminativo da presença de BA. De seguida, examinámos a sua correlação com o nosso evento cardíaco primário - substituição da válvula aórtica - através de uma regressão COX (univariada e multivariada). Por fim, a nossa população com BA foi dividida de acordo com a severidade da insuficiência aórtica (IA) em nenhuma, ligeira, moderada ou severa, e avaliámos: a) as diferenças nos parâmetros ecocardiográficos com o aumento da severidade da IA; e b) que valores prediziam a existência de, pelo menos, IA moderada. Resultados: Na nossa amostra, os valores das dimensões do VE e do diâmetro aórtico estavam aumentados nos pacientes com BA. Relativamente à sua mecânica, o strain longitudinal global do VE estava comprometido (p<0.001) e o strain circunferencial global da aorta não diferiu entre os grupos. O strain longitudinal global aórtico estava significativamente aumentado (p=0.027) e foi um discriminador fiável da presença de BA, embora o diâmetro aórtico tenha sido melhor (area under the curve (AUC) = 0.92). Em doentes com BA e IA, o strain circunferencial global diminuiu com o aumento da severidade da IA (p=0.004) e os pacientes com IA severa tiveram um valor de strain longitudinal global aórtico exponencialmente aumentado (45.2 ± 32.3%). A substituição valvular aórtica foi o único "outcome" observado e o seu único preditor foi o volume telediastólico do VE (indexado). Discussão: Os doentes com BA tinham uma contração do VE diminuída, apesar de terem uma fração de ejeção do VE normal. A nossa população tinha dilatação aórtica pronunciada, que levou a uma distorção do cálculo do strain por STE, com valores elevados do strain longitudinal global aórtico. O aumento da severidade da IA causou uma redução do strain circunferencial aórtico, refletindo parcialmente o comprometimento significativo da parede vascular com a doença. Conclusão: O strain aórtico medido por EST não foi um preditor fiável de cirurgia em paciente com BA.