Frazione di eiezione

formula che valuta l'efficacia di pompa del cuore
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La frazione di eiezione (FE) è la frazione volumetrica (o parte del totale) del fluido (di solito sangue) espulsa da una camera (di solito il cuore) ad ogni contrazione (o battito cardiaco). Può riferirsi all'atrio cardiaco, [1] ventricolo [2], cistifellea, [3] o vene delle gambe, [4]tuttavia se non è specificato di solito si riferisce al ventricolo sinistro del cuore. In cardiologia la misura della frazione di eiezione (FE) serve a valutare l'efficacia di pompa del cuore. La frazione di eiezione del cuore è la frazione o porzione di sangue che il cuore pompa (espelle) dal ventricolo sinistro a ogni battito cardiaco (gittata ventricolare sistolica) rispetto al volume telediastolico. La FE è ampiamente utilizzata come misura dell'efficienza di pompaggio del cuore e viene utilizzato per classificare i tipi di insufficienza cardiaca. È anche usato come indicatore della gravità dell'insufficienza cardiaca, sebbene abbia riconosciuto delle limitazioni. [5]

La FE del cuore sinistro, noto come frazione di eiezione ventricolare sinistra (LVEF), viene calcolato dividendo il volume di sangue pompato dal ventricolo sinistro per battito (volume dell'ictus) per il volume di sangue raccolto nel ventricolo sinistro alla fine di riempimento diastolico (volume end-diastolico). LVEF è un indicatore dell'efficacia del pompaggio nella circolazione sistemica. L'EF del cuore destro, o frazione di eiezione ventricolare destra (RVEF), è una misura dell'efficienza del pompaggio nella circolazione polmonare. Un cuore che non è in grado di pompare sangue a sufficienza per soddisfare le esigenze del corpo (cioè insufficienza cardiaca) avrà spesso, ma non invariabilmente, una ridotta frazione di eiezione ventricolare. [6]

Nei soggetti con un cuore normale e sano la frazione di eiezione è pari a 55% o superiore. Questo significa che il 55% del sangue che riempie il ventricolo sinistro viene pompato nel corpo ad ogni contrazione. Un livello basso di frazione di eiezione può indicare uno scompenso cardiaco nel paziente. Significa che il cuore non pompa efficacemente e quindi non fornisce una adeguata quantità di sangue agli organi interni ed al resto del corpo.

In genere si misura mediante ecocardiogramma, risonanza magnetica, angiocardioscintigrafia all'equilibrio e se necessario coronarografia.

MisurazioneModifica

La frazione di eiezione è comunemente misurata mediante ecocardiografia, [7] [8]sebbene l'imaging a risonanza magnetica cardiaca (MRI), tomografia computerizzata cardiaca, [9] ventricolografia e medicina nucleare (SPECT gated e angiografia con radionuclide) [10]possono anche essere usate scansioni. Le misurazioni con modalità diverse non sono intercambiabili. [11] Storicamente, il gold standard per la misurazione della frazione di eiezione era la ventricolografia, [12] ma la risonanza magnetica cardiaca è ora considerata il metodo migliore. [13] Prima di queste tecniche più avanzate, la combinazione di elettrocardiografia e fonocardiografia veniva utilizzata per stimare con precisione la frazione di eiezione. [14]

Valori normaliModifica

In un uomo sano di 70 chilogrammi, il volume dell'ictus è di circa 70 ml e il volume ventricolare sinistro-diastolico finale (EDV) è di circa 120 ml, dando una frazione di eiezione stimata di 70⁄120, o 0,58 ( 58%). Gli individui sani hanno tipicamente frazioni di eiezione tra il 50% e il 65% [15], sebbene i limiti inferiori della normalità siano difficili da stabilire con fiducia. [16]

FisiopatologiaModifica

Scompenso cardiacoModifica

I danni al muscolo cardiaco (miocardio), come ad esempio a seguito di infarto del miocardio o cardiomiopatia, compromettono le prestazioni del cuore come una pompa efficiente e possono ridurre la frazione di eiezione. Tale riduzione nell'FE può manifestarsi come insufficienza cardiaca. Le linee guida della Società Europea di Cardiologia 2016 per la diagnosi e il trattamento dell'insufficienza cardiaca acuta e cronica hanno suddiviso l'insufficienza cardiaca in 3 categorie sulla base di LVEF:

  • LVEF normale o conservato [≥50%] (HFpEF)
  • LVEF moderatamente ridotto [nell'intervallo 40-49%] (HFmrEF)
  • LVEF ridotto [<40%] (HFrEF)]

CalcoloModifica

Per definizione, il volume di sangue all'interno di un ventricolo alla fine della diastole è il volume end-diastolico (EDV). Allo stesso modo, il volume di sangue lasciato nel ventricolo alla fine della sistole (contrazione) è il volume della fine sistolica (ESV). La differenza tra EDV ed ESV è il volume della corsa (SV). La frazione di espulsione è la frazione del volume diastolico finale che viene espulsa ad ogni battito; cioè, è il volume del tratto (SV) diviso per il volume diastolico finale (EDV): [17]

 

Dove il volume della corsa è dato da:

 

La FE è intrinsecamente una misura relativa, come qualsiasi altra frazione, rapporto o percentuale, mentre il volume della corsa, il volume diastolico o il volume sistolico sono misure assolute.

StoriaModifica

L'origine del termine frazione di eiezione è alquanto oscura. [18] Dopo la descrizione di William Harvey del meccanismo di base della circolazione nel 1628, inizialmente si pensò che il cuore si fosse completamente svuotato durante la sistole. [19]Tuttavia, nel 1856 Chauveau e Faivre [20]osservarono che alcuni liquidi rimanevano nel cuore dopo la contrazione. Ciò fu confermato da Roy e Adami nel 1888. [21] Nel 1906, Henderson [22] stimò che il rapporto tra il volume scaricato nella sistole e il volume totale del ventricolo sinistro fosse di circa 2/3. Nel 1933, Gustav Nylin propose che il rapporto tra volume del cuore / volume dell'ictus (l'inverso della frazione di eiezione) potesse essere usato come misura della funzione cardiaca. [23] Nel 1952 Bing e colleghi usarono una piccola modifica del suggerimento di Nylin (EDV / SV) per valutare la funzione ventricolare destra usando una tecnica di diluizione del colorante. [24] Non è chiaro quando la relazione tra il volume diastolico finale e il volume dell'ictus sia stata invertita nella sua forma attuale. Holt calcolò il rapporto SV / EDV e notò che Il ventricolo si svuota in maniera "frazionaria", il 46% circa del suo volume diastolico viene espulso ad ogni corsa e il 54% rimanente nel ventricolo alla fine della sistole. [25] Nel 1962, Folse e Braunwald usarono il rapporto tra volume di ictus in avanti / EDV e osservarono che "le stime della frazione del volume diastolico ventricolare sinistro che viene espulsa nell'aorta durante ciascun ciclo cardiaco, nonché dell'estremità ventricolare volumi diastolici e residui, forniscono informazioni fondamentali per un'analisi emodinamica della funzione ventricolare sinistra ". [26] Nel 1965 Bartle et al. usò il termine frazione espulsa per il rapporto SV / EDV, [27] e il termine frazione di espulsione fu usato in due articoli di revisione nel 1968 . [28]

NoteModifica

  1. ^ (EN) Christopher P. Appleton, James M. Galloway e Mark S. Gonzalez, Estimation of left ventricular filling pressures using two-dimensional and Doppler echocardiography in adult patients with cardiac disease: Additional value of analyzing left atrial size, left atrial ejection fraction and the difference in duration of pulmonary venous and mitral flow velocity at atrial contraction, in Journal of the American College of Cardiology, vol. 22, n. 7, 1º dicembre 1993, pp. 1972–1982, DOI:10.1016/0735-1097(93)90787-2. URL consultato il 3 agosto 2020.
  2. ^ Sonnenblick Edmund H., Correlation of Myocardial Ultrastructure and Function, in Circulation, vol. 38, n. 1, 1º luglio 1968, pp. 29–44, DOI:10.1161/01.CIR.38.1.29. URL consultato il 3 agosto 2020.
  3. ^ Radionuclide Ejection Fraction: A Technique for Quantitative Analysis of Motor Function of the Human Gallbladder.
  4. ^ (English) D. G. Christopoulos, A. N. Nicolaides e G. Szendro, Air-plethysmography and the effect of elastic compression on venous hemodynamics of the leg, in Journal of Vascular Surgery, vol. 5, n. 1, 1º gennaio 1987, pp. 148–159, DOI:10.1016/0741-5214(87)90205-9. URL consultato il 3 agosto 2020. Lingua sconosciuta: English (aiuto)
  5. ^ (EN) Maja Cikes e Scott D. Solomon, Beyond ejection fraction: an integrative approach for assessment of cardiac structure and function in heart failure, in European Heart Journal, vol. 37, n. 21, 1º giugno 2016, pp. 1642–1650, DOI:10.1093/eurheartj/ehv510. URL consultato il 3 agosto 2020.
  6. ^ (EN) Piotr Ponikowski, Adriaan A. Voors e Stefan D. Anker, 2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failureThe Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC)Developed with the special contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC, in European Heart Journal, vol. 37, n. 27, 14 luglio 2016, pp. 2129–2200, DOI:10.1093/eurheartj/ehw128. URL consultato il 3 agosto 2020.
  7. ^ (EN) William F. Armstrong, Thomas Ryan e Harvey Feigenbaum, Feigenbaum's Echocardiography, Lippincott Williams & Wilkins, 2010, ISBN 978-0-7817-9557-9. URL consultato il 3 agosto 2020.
  8. ^ Peter W Wood, Jonathan B Choy e Navin C Nanda, Left Ventricular Ejection Fraction and Volumes: It Depends on the Imaging Method, in Echocardiography (Mount Kisco, N.y.), vol. 31, n. 1, 2014-1, pp. 87–100, DOI:10.1111/echo.12331. URL consultato il 3 agosto 2020.
  9. ^ Camilla Asferg, Lotte Usinger e Thomas S. Kristensen, Accuracy of multi-slice computed tomography for measurement of left ventricular ejection fraction compared with cardiac magnetic resonance imaging and two-dimensional transthoracic echocardiography: a systematic review and meta-analysis, in European Journal of Radiology, vol. 81, n. 5, 2012-05, pp. e757–762, DOI:10.1016/j.ejrad.2012.02.002. URL consultato il 3 agosto 2020.
  10. ^ (EN) Manish Motwani, Daniel S. Berman e Guido Germano, Automated Quantitative Nuclear Cardiology Methods, in Cardiology Clinics, vol. 34, n. 1, 1º febbraio 2016, pp. 47–57, DOI:10.1016/j.ccl.2015.08.003. URL consultato il 3 agosto 2020.
  11. ^ (EN) E. E. van der Wall e J. J. Bax, Different imaging approaches in the assessment of left ventricular dysfunction: all things equal?, in European Heart Journal, vol. 21, n. 16, 1º agosto 2000, pp. 1295–1297, DOI:10.1053/euhj.2000.2195. URL consultato il 3 agosto 2020.
  12. ^ (English) Frans J. Th Wackers, Harvey J. Berger e David E. Johnstone, Multiple gated cardiac blood pool imaging for left ventricular ejection fraction: Validation of the technique and assessment of variability, in American Journal of Cardiology, vol. 43, n. 6, 1º giugno 1979, pp. 1159–1166, DOI:10.1016/0002-9149(79)90148-6. URL consultato il 3 agosto 2020. Lingua sconosciuta: English (aiuto)
  13. ^ Constantin B. Marcu, Aernout M. Beek e Albert C. van Rossum, Clinical applications of cardiovascular magnetic resonance imaging, in CMAJ : Canadian Medical Association Journal, vol. 175, n. 8, 10 ottobre 2006, pp. 911–917, DOI:10.1503/cmaj.060566. URL consultato il 3 agosto 2020.
  14. ^ (EN) Jon-Emile S. Kenny, ICU Physiology in 1000 Words: Systolic Time Intervals, su PulmCCM, 31 dicembre 2018. URL consultato il 3 agosto 2020.
  15. ^ THOMAS P. STRICKER e VINAY KUMAR, Robbins and Cotran Pathologic Basis of Disease, Elsevier, 2010, pp. 259–330, ISBN 978-1-4377-0792-2. URL consultato il 3 agosto 2020.
  16. ^ (EN) G. Mahadevan, R. C. Davis e M. P. Frenneaux, Left ventricular ejection fraction: are the revised cut-off points for defining systolic dysfunction sufficiently evidence based?, in Heart, vol. 94, n. 4, 1º aprile 2008, pp. 426–428, DOI:10.1136/hrt.2007.123877. URL consultato il 3 agosto 2020.
  17. ^ (EN) William F. Armstrong e Thomas Ryan, Feigenbaum's Echocardiography, Lippincott Williams & Wilkins, 3 febbraio 2012, ISBN 978-1-4511-4783-4. URL consultato il 3 agosto 2020.
  18. ^ Peter L M Kerkhof, J Yasha Kresh e John K-J Li, Left ventricular volume regulation in heart failure with preserved ejection fraction, in Physiological Reports, vol. 1, n. 2, 2013-7, DOI:10.1002/phy2.7. URL consultato il 3 agosto 2020.
  19. ^ Bruce Thomas A. e Chapman Carleton B., Left Ventricular Residual Volume in the Intact and Denervated Dog Heart, in Circulation Research, vol. 17, n. 5, 1º novembre 1965, pp. 379–385, DOI:10.1161/01.RES.17.5.379. URL consultato il 3 agosto 2020.
  20. ^ Élie de Cyon, Les nerfs du coeur, anatomie et physiologie; avec une préface sur les rapports de la médecine avec la physiologie et la bactériologie,, F. Alcan, 1905. URL consultato il 3 agosto 2020.
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  22. ^ Yandell Henderson, The volume curve of the ventricles of the mammalian heart, and the significance of this curve in respect to the mechanics of the heart-beat and the filling of the ventricles, in American Journal of Physiology-Legacy Content, vol. 16, n. 3, 2 luglio 1906, pp. 325–367, DOI:10.1152/ajplegacy.1906.16.3.325. URL consultato il 3 agosto 2020.
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  24. ^ (EN) R. J. Bing, R. Heimbecker e W. Falholt, An estimation of the residual volume of blood in the right ventricle of normal and diseased human hearts in vivo, in American Heart Journal, vol. 42, n. 4, 1º ottobre 1951, pp. 483–502, DOI:10.1016/0002-8703(51)90146-9. URL consultato il 3 agosto 2020.
  25. ^ Holt J. P., Estimation of the Residual Volume of the Ventricle of the Dog's Heart by Two Indicator Dilution Technics, in Circulation Research, vol. 4, n. 2, 1º marzo 1956, pp. 187–195, DOI:10.1161/01.RES.4.2.187. URL consultato il 3 agosto 2020.
  26. ^ Folse Roland e Braunwald Eugene, Determination of Fraction of Left Ventricular Volume Ejected per Beat and of Ventricular End-Diastolic and Residual Volumes, in Circulation, vol. 25, n. 4, 1º aprile 1962, pp. 674–685, DOI:10.1161/01.CIR.25.4.674. URL consultato il 3 agosto 2020.
  27. ^ (English) Stuart H. Bartle, Miguel E. Sanmarco e J. Francis Dammann Jr, 5. Ejected fraction: An index of myocardial function, in American Journal of Cardiology, vol. 15, n. 1, 1º gennaio 1965, pp. 125, DOI:10.1016/0002-9149(65)90615-6. URL consultato il 3 agosto 2020. Lingua sconosciuta: English (aiuto)
  28. ^ (english) H. P. Krayenbühl, W. D. Bussmann e M. Turina, Is the Ejection Fraction an Index of Myocardial Contractility?, in Cardiology, vol. 53, n. 1, 1968, pp. 1–10, DOI:10.1159/000166167. URL consultato il 3 agosto 2020. Lingua sconosciuta: english (aiuto)

Collegamenti esterniModifica