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Frazione di eiezione

formula che valuta l'efficacia di pompa del cuore
Le informazioni riportate non sono consigli medici e potrebbero non essere accurate. I contenuti hanno solo fine illustrativo e non sostituiscono il parere medico: leggi le avvertenze.

Con frazione di eiezione (FE) ci si riferisce solitamente al rapporto tra sangue espulso dal ventricolo durante la sistole e volume telediastolico.

La FE del ventricolo sinistro è più propriamente detta frazione di eiezione ventricolare sinistra (in inglese LVEF, left ventricular ejection fraction)

La misurazione della frazione d'eiezione permette di valutare l'efficacia della funzione di pompa del cuore e rappresenta un buon indicatore della contrattilità miocardica. È anche usata come indicatore della gravità dell'insufficienza cardiaca, sebbene con dei limiti di attendibilità.[1] Il range di normalità "da libro" è tra 50% e 70%.[2] Il cutoff di normalità è attualmente fissato al 50% dalle società di ecocardiografia, anche se nella pratica clinica spesso si usa un cutoff inferiore pari al 40%. Esiste uno "spazio grigio" di non univoca interpretazione per FE tra il 40% ed il 50% con caratteristiche intermedie tra scompenso a frazione di eiezione conservata e scompenso a frazione di eiezione ridotta[3].

Raramente, il concetto di frazione di eiezione è usato anche in riferimento ad altre strutture come il ventricolo destro (RVEF),[4] l'atrio,[5] la cistifellea,[6] o le vene degli arti inferiori[7].

Storia

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L'origine del termine frazione di eiezione è alquanto oscura.[8] Quando William Harvey descrisse nel 1628 la circolazione, riteneva che il cuore si svuotasse completamente ad ogni sistole.[9]

Nel 1856 Chauveau e Faivre osservarono che il cuore non si svuotava completamente ad ogni sistole[10]. Ciò fu confermato anche da Roy e Adami nel 1888.[11]

Nel 1906, Henderson[12] stimò che il rapporto tra il volume di eiezione ed il volume telediastolico fosse di circa 2/3.

Nel 1933, Gustav Nylin propose di usare il rapporto tra volume telediastolico e volume sistolico residuo per valutare la funzionalità cardiaca (concettualmente, è l'inverso della FE).[13]

Nel 1952 Bing ed il suo team valutarono la funzione ventricolare destra di alcuni pazienti cardiopatici usando un catetere e del colorante (i dati vennero elaborati come previsto da Nylin).[14] In seguito, anche Holt svolse un lavoro analogo stimando al 46% la frazione d'eiezione nel cane[15].

Nel 1962 Folse e Braunwald svolsero uno studio utilizzando il rapporto tra volume di eiezione e volume telediastolico (si tratta della FE vera e propria). Con il loro lavoro giunsero alla conclusione che i volumi cardiaci (d'eiezione, telediastolico e telesistolico) forniscono informazioni fondamentali riguardo all'emodinamica e alla funzionalità del ventricolo sinistro.[16]

Nel 1965 Bartle ed il suo team usarono per la prima volta la dizione "frazione d'eiezione" per riferirsi al rapporto tra volume d'eiezione e volume telediastolico.[17] In seguito, il termine venne usato in ulteriori studi risalenti al 1968.[18]

Misurazione

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Storicamente, la misurazione della frazione di eiezione avveniva combinando elettrocardiogramma e fonografia,[19] poi sostituita dalla più precisa ventricolografia[20] (metodica radioscopica che prevede l'utilizzo di contrasto). Ad oggi, la frazione di eiezione è misurata soprattutto con l'ecocardiografia,[21][22] sebbene possa essere valutata anche con risonanza magnetica cardiaca, tomografia computerizzata cardiaca,[23] SPECT e PET.[24] Anche se la valutazione con risonanza magnetica è più precisa[25], l'ecografia è più usata[22] verosimilmente perché è più pratica, veloce ed economica[26]. Le misurazioni ottenute con metodiche differenti non sono equivalenti[27] poiché la valutazione ecografica generalmente sottostima le dimensioni di camera in confronto alla cardiorisonanza[28].

Calcolo

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Per definizione, il volume di sangue all'interno di un ventricolo alla fine della diastole è detto volume telediastolico (EDV). Allo stesso modo, il volume di sangue nel ventricolo alla fine della sistole (contrazione) è il volume telesistolico (ESV) e la differenza tra EDV ed ESV è definita come volume di eiezione (SV). La frazione di eiezione corrisponde dunque al rapporto tra volume di eiezione e volume telediastolico, secondo questa formula:

 [29]

Pertanto, la FE è intrinsecamente una misura relativa, come qualsiasi altra frazione, rapporto o percentuale, mentre il volume d'eiezione, il volume diastolico o il volume sistolico sono misure assolute.

In un uomo sano di 70 chilogrammi, la gittata sistolica è di circa 70 ml e il volume telediastolico ventricolare (EDV) è di circa 120 ml[3]. Pertanto, la frazione di eiezione può essere calcolata in questo modo:

 

Classificazione dello scompenso in base alla FE

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Le linee guida della Società Europea di Cardiologia 2016 per la diagnosi e il trattamento dello scompenso cardiaco hanno suddiviso l'insufficienza cardiaca in 3 categorie sulla base di LVEF[30]:

  • con LVEF normale o conservata [≥50%] (HFpEF= Heart Failure with preserved Ejection Fraction)
  • con LVEF mediamente ridotta [nell'intervallo 40-49%] (HFmrEF= Heart Failure with mid-range Ejection Fraction)
  • con LVEF ridotta [<40%] (HFrEF= Heart Failure with reduced Ejection Fraction)

Il limite del 50% per una diagnosi di insufficienza cardiaca con frazione di eiezione preservata non è da considerarsi riconosciuto globalmente, infatti in alcuni trial, i pazienti con una frazione di eiezione compresa tra il 40 e il 49% sono spesso classificati come HFpEF.[31] Tuttavia, nelle presenti linee guida, sarà definita HFpEF, se la LVEF è ≥ 50% e i pazienti con una LVEF compresa tra il 40 e il 49%, saranno inseriti nella quota con HFmrEF.

Note

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  1. ^ (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.
  2. ^ 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.
  3. ^ a b (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.
  4. ^ (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.
  5. ^ (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.
  6. ^ Radionuclide Ejection Fraction: A Technique for Quantitative Analysis of Motor Function of the Human Gallbladder.
  7. ^ (EN) 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.
  8. ^ 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.
  9. ^ 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.
  10. ^ 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.
  11. ^ Roy e J. G. Adami, Remarks on Failure of the Heart from Overstrain, in British Medical Journal, vol. 2, n. 1459, 15 dicembre 1888, pp. 1321-1326. URL consultato il 3 agosto 2020.
  12. ^ 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.
  13. ^ Gustav Nylin, The Cardiac Output of Children1, in Skandinavisches Archiv Für Physiologie, vol. 66, n. 2, 1933-07, pp. 97-103, DOI:10.1111/j.1748-1716.1933.tb01026.x. URL consultato il 3 agosto 2020.
  14. ^ (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.
  15. ^ 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.
  16. ^ 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.
  17. ^ (EN) 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, p. 125, DOI:10.1016/0002-9149(65)90615-6. URL consultato il 3 agosto 2020.
  18. ^ (EN) 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.
  19. ^ (EN) Jon-Emile S. Kenny, ICU Physiology in 1000 Words: Systolic Time Intervals, su PulmCCM, 31 dicembre 2018. URL consultato il 3 agosto 2020.
  20. ^ (EN) 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.
  21. ^ (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.
  22. ^ a b 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.
  23. ^ 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.
  24. ^ (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.
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  26. ^ For the FITs | The Future of Cardiovascular Imaging: Considerations for FITs, su American College of Cardiology. URL consultato il 21 ottobre 2021.
  27. ^ (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.
  28. ^ Niek H. J. Prakken, Arco J. Teske e Maarten J. Cramer, Head-to-head comparison between echocardiography and cardiac MRI in the evaluation of the athlete's heart, in British Journal of Sports Medicine, vol. 46, n. 5, 2012-04, pp. 348–354, DOI:10.1136/bjsm.2010.077669. URL consultato il 21 ottobre 2021.
  29. ^ (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.
  30. ^ Diagnosis of heart failure with preserved ejection fraction - Table 3.1, su 2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: The Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC), academic.oup.com. URL consultato il 16 maggio 2024.
  31. ^ Kelly JP, Mentz RJ, Mebazaa A, Voors AA, Butler J, Roessig L, Fiuzat M, Zannad F, Pitt B, O'Connor CM, Lam CS, Patient selection in heart failure with preserved ejection fraction clinical trials, in J Am Coll Cardiol, vol. 65, n. 16, april 2015, pp. 1668–1682, DOI:10.1016/j.jacc.2015.03.043, PMC 4713836, PMID 25908073. URL consultato il 16 maggio 2024.

Collegamenti esterni

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