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Clinical relevance of multi organ congestion by US in outpatients with HF: focus on sodium avidity.

Background. The heart failure is a complex clinical syndrome characterized by the impaired ability of the heart to overcome the tissue metabolic needs. Across the complex conundrum of the patient and the clinician journey on this unsafe path, neither the exact pathophysiological mechanism, nor the classification, nor the treatment are able to unify this syndrome inside the strict boundaries of a “disease”. So it is a vital unmet need trying to identify sensible and specific features that can better characterize and stratify the patients across all the spectrum of the Heart Failure, not only to improve the patient care but also to give an insight into the common integrated pathophysiological processes, only way to brighten new paths that bring to successful and disease-modifying treatment.
Keeping this in mind, we have focused on the congestion, one of the more evident, common and cardinal feature of this syndrome, using an integrated ultrasound evaluation of the multi-organ congestion, the Lung, the Kidney and the Inferior Vena Cava. This not only permits to study a complex phenomenon in an integrated assessment but also using a common, inexpensive and easy-to-use in everyday clinical practice tool.

Objectives and methods. We performed a comprehensive clinical evaluation of outpatients with HF, 12-lead ECG, comprehensive transthoracic echocardiography examination, assessment of congestion by ultrasound and laboratory characterization of blood and urine samples.
In particular, the congestion was evaluated by ultrasound integrating 1) the maximum inferior vena cava diameter and its collapse during deep inspiration, 2) the sum of B-lines from eight scanning region on lung ultrasound and 3) Doppler assessment of renal venous flow (RVF). We defined congestion as a discontinuous RVF, a dilated IVC (≥21 mm), or B-lines above or equal to the lower boundary of the highest tertile (≥4).

Results. We enrolled 310 patients (median age 77 years, median NT-proBNP 1037 ng/L, 51% with a left ventricular ejection fraction [LVEF] <50%), and 101 controls attending a routine visit. Of those with HF, 224 (72%) were clinically free of congestion, but 161 (52%) had at least one sign of congestion by ultrasound (p<0.0001). In addition, 9% of controls went out to have subclinical congestion.
Such ultrasonographic evaluation of congestion is highly reproducible (κ >0,9), rapid (less than 3 minutes for lung ultrasound and ∼5 minutes for RVF), feasible in all patients and correlates well with clinical signs of congestion.
Compared to patients with less congestion, those with ≥2 ultrasound signs had lower urinary sodium excretion and higher plasma osmolarity, natremia, plasmatic urea concentration and estimated plasma volume status (ePVS). Subclinical congestion correlated also with greater neurohormonal activation and higher levels of inflammatory markers.

Conclusion. Multi-organ assessment of congestion by ultrasound improves characterization of outpatients with HF, allowing us to find congestion in patients otherwise unidentified just by clinical evaluation.
This study also clinically demonstrates the role of renal avidity, driven by neurohormonal activation and inflammation, to cause congestion in stable outpatients with HF.
Finally, the finding of congestion in patients at risk for HF or with pre-HF, but without clinical overt syndrome, suggests a possible screening and preventive role of the evaluation of subclinical congestion.
Whether these measurements could guide management and improve outcomes deserves further investigation.

Premesse. Lo scompenso cardiaco è una sindrome clinica complessa caratterizzata dalla ridotta capacità del cuore di supplire alle esigenze metaboliche dei tessuti. Attraverso la complessa sciarada del paziente e del clinico in questo pericoloso percorso, né gli esatti meccanismi fisiopatologici né la classificazione, né i trattamenti sono in grado di unificare questa sindrome all’interno degli stretti confini di una “malattia”. Perciò è di vitale importanza cercare di identificare elementi sensibili e specifici che permettano una miglior caratterizzazione e stratificazione dei pazienti lungo tutto lo spettro dello scompenso cardiaco, non solo per migliorare la gestione del paziente, ma anche per esplorare i comuni processi fisiopatologici integrati, unica via per illuminare nuove strade che portino a terapie efficaci.
Tenendo questo a mente, ci siamo focalizzati sulla congestione, una delle caratteristiche più evidenti, più comuni e cardinali di questa sindrome, utilizzando una valutazione ecografica integrata della congestione multiorgano, guardando in particolare al polmone, al rene e alla vena cava inferiore. Questo non solo ci permette di studiare un fenomeno complesso con una valutazione integrata, ma di farlo utilizzando uno strumento comune, poco costoso e semplice da usare nella pratica clinica quotidiana.

Obiettivi e metodi. Su pazienti ambulatoriali affetti da scompenso cardiaco cronico, abbiamo eseguito una valutazione clinica completa, ECG a 12 derivazioni, esame ecocardiografico transtoracico, valutazione integrata della congestione mediante ultrasuoni ed esami di laboratorio su sangue e urine.
In particolare la congestione è stata valutata con ecografia integrando 1) il massimo diametro della vena cava inferiore e la sua collassabilità all’inspirazione profonda, 2) la somma delle linee-B da 8 regioni all’ecografia polmonare, 3) la valutazione al Doppler del flusso venoso renale (RVF). Abbiamo definito la congestione come flusso venoso renale discontinuo, vena cava inferiore dilatata (≥21mm) o linee-B maggiori o uguali al limite inferiore del terzile maggiore (≥4).

Risultati. Abbiamo reclutato prospettivamente 310 pazienti (età media 77 anni, NT-proBNP mediano 1037ng/L, 51% dei quali con frazione di eiezione del ventricolo sinistro <50%), e 101 controlli durante le visite di routine presso l’ambulatorio scompenso dell’Ospedale Santa Chiara (Pisa). Tra i pazienti affetti da scompenso cardiaco, 224 (72%) erano liberi da congestione clinica, ma 161 (52%) avevano almeno un segno ecografico di congestione (p<0,0001). Inaspettatamente anche il 9% dei controlli presentava congestione subclinica.
La valutazione di congestione mediante ecografia integrata di cava inferiore, polmone e rene è risultata essere altamente riproducibile (κ >0,9), rapida (sono stati necessari meno di 3 minuti per l’ecografia polmonare e ∼5 minuti per il RVF), fattibile in tutti i pazienti e ben correlata con i segni clinici di congestione.
Rispetto ai pazienti con meno congestione, quelli con ≥2 segni ecografici di congestione avevano minor escrezione urinaria di sodio e maggiori osmolarità plasmatica, natriemia, concentrazione plasmatica di urea e volume plasmatico stimato (ePVS). La congestione subclinica correlava anche con maggior attivazione neurormonale e aumentati livelli dei marcatori di infiammazione sistemica.

Conclusioni. La valutazione della congestione multiorgano mediante ultrasonografia migliora la caratterizzazione dei pazienti ambulatoriali affetti da scompenso cardiaco, permettendo di identificare la congestione anche in pazienti altrimenti misconosciuti con la sola valutazione clinica.
Questo studio permette anche di dimostrare clinicamente il ruolo dell’avidità renale, guidata dall’attivazione neurormonale e dall’infiammazione, nel causare congestione nei pazienti stabili con scompenso cardiaco cronico.
Infine l’identificazione di congestione in pazienti a rischio di scompenso o con pre-scompenso, ma senza sindrome clinica manifesta, suggerisce che la valutazione subclinica di congestione possa avere un ruolo nell’identificazione precoce e nella prevenzione dello scompenso cardiaco.
Ulteriori studi saranno necessari per capire se queste valutazioni possano guidare la terapia e migliorare la prognosi dei pazienti.