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A comparison of Doppler, tissue Doppler imaging, and strain rate imaging in the assessment of postexercise left ventricular function

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Left ventricular (LV) function is characterized by contraction in the longitudinal, radial, and circumferential planes. Previous studies of postexercise changes in LV function have assessed global indices of LV function. The purpose of this study was to use 2-dimensional (2D) strain analysis to examine LV function following marathon running in the circumferential, radial, and longitudinal planes, and to compare these data with other global and regional indices of function. Fifteen (mean ± SD: age, 32 ± 7 years; stature, 1.76 ± 0.08 m; body mass, 77.8 ± 8.2 kg) competitors in the London Marathon were echocardiographically assessed pre- and postrace. 2D strain (ejection fraction (EF), Doppler (early (E) and late (A) trans-mitral filling), tissue Doppler imaging (TDI) (systolic (S′) and early diastolic (E′) wall-motion velocities); TDI-derived longitudinal strain (εTDI), and systolic and diastolic strain rate (SRTDI); and 2D-derived peak circumferential, radial, and longitudinal strain (ε2D), and systolic and diastolic strain rate (SR2D) were examined. Differences pre- and postrace completion were assessed using paired t tests, with alpha set at 0.01. All participants completed the marathon in a mean time of 213 ± 41 min. A varied response was observed for measures of LV systolic and diastolic function following completion of the marathon (mean ± SD): EF, 63 ± 6 vs. 63 ± 7% (p > 0.01); E:A, 1.70 ± 0.37 vs. 1.17 ± 0.37; E′:A′, 2.36 ± 0.79 vs. 1.60 ± 0.57 (p < 0.01); mean longitudinal εTDI, 19.1 ± 5.1 vs. 17.5 ± 4.2% (p < 0.01); mean longitudinal diastolic SRTDI, 1.81 ± 0.54 vs. 1.58 ± 0.51·s-1 (p < 0.01); mean longitudinal systolic SR2D, 0.73 ± 0.21 vs. 0.97 ± 0.22·s-1 (p < 0.01); mean longitudinal diastolic SR2D, 0.94 ± 0.34 vs. 1.01 ± 0.23·s-1 (p > 0.01); mean radial systolic SR2D, 1.20 ± 0.15 vs. 1.45 ± 0.32·s-1 (p < 0.01); mean radial diastolic SR2D, 1.19 ± 0.25 vs. 1.29 ± 0.41·s-1 (p > 0.01); mean circumferential systolic SR2D, -1.09 ± 0.16 vs. -1.24 ± 0.18·s-1 (p < 0.01); and mean circumferential diastolic SR2D, -1.27 ± 0.28 vs. -1.22 ± 0.31·s-1 (p > 0.01). Marathon running promotes a varied echocardiographic response, with some functional parameters showing no change, some increasing, and some decreasing postexercise. This varied response likely reflects the complexities of cardiac function and highlights the need to adopt a multimodality approach when assessing cardiac function following exercise.

La fonction du ventricule gauche (LV) se caractérise par des contractions dans les plans longitudinal, radial et circonférentiel. Des études antérieures consacrées aux variations de la fonction du LV à la suite d’un exercice physique rapportent des indices globaux de la fonction du LV. Le but de cette étude est d’analyser en deux dimensions la déformation systolique myocardique observée dans les plans longitudinal, radial et circonférentiel à la suite d’une course de marathon et de comparer ces données à des indices régionaux et globaux de la fonction ventriculaire. Quinze participants (moyenne ± écart type; âge 32 ± 7 ans, taille 1,76 ± 0,08 m, masse corporelle 77,8 ± 8,2 kg) au marathon de Londres participent à une évaluation échocardiographique avant et après la course. On analyse en deux dimensions la fraction éjectée (EF), le flux transmitral précoce (E) et tardif (A) par enregistrement Doppler, les vélocités des parois par imagerie Doppler tissulaire (TDI) au cours de la systole (S′) et au début de la diastole (E′), la déformation longitudinale (εTDI) et les taux de déformation durant la systole et la diastole estimés d’après la TDI (SRTDI), les déformations bidimensionnelles (circonférentielle, radiale et longitudinale de pointe (ε2D)) calculées et les taux de déformation bidimensionnelle (SR2D) au cours de la systole et de la diastole. On analyse les différences pré et post course par un test t pour mesures appariées dont l’erreur de type 1 est fixée à 0,01. Le temps moyen de performance au marathon des participants est de 213 ± 41 min. Après le marathon, on enregistre les mesures des variables des fonctions systolique et diastolique suivantes (moyenne ± écart type) : la EF, 63 ± 6 % comparativement à 63 ± 7 % (p > 0,01), le ratio E:A, 1,70 ± 0,37 comparativement à 1,17 ± 0,37, le ratio E′:A′, 2,36 ± 0,79 comparativement à 1,6 ± 0,57 (p < 0,01), la déformation longitudinale moyenne εTDI, 19,1 ± 5,1 % comparativement à 17,5 ± 4,2 % (p < 0,01), le taux de déformation longitudinale moyenne durant la diastole SRTDI, 1,81 ± 0,54·s-1 comparativement à 1,58 ± 0,51·s-1 (p < 0,01), le taux moyen de déformation bidimensionnelle longitudinale durant la systole SR2D 0,73 ± 0,21·s-1 comparativement à 0,97 ± 0,22·s-1 (p < 0,01), le taux moyen de déformation bidimensionnelle longitudinale durant la diastole SR2D 0,94 ± 0,34·s-1 comparativement à 1,01 ± 0,23·s-1 (p > 0,01), le taux moyen de déformation bidimensionnelle radiale durant la systole SR2D, 1,20 ± 0,15 s-1 comparativement à 1,45 ± 0,32·s-1 (p < 0,01), le taux moyen de déformation bidimensionnelle radiale durant la diastole SR2D, 1,19 ± 0,25·s-1 comparativement à 1,29 ± 0,41·s-1 (p > 0,01), le taux moyen de déformation bidimensionnelle circonférentielle durant la systole SR2D, -1,09 ± 0,16·s-1 comparativement à -1,24 ± 0,18·s-1 (p < 0,01) et le taux moyen de déformation bidimensionnelle circonférentielle durant la diastole SR2D, -1,27 ± 0,28·s-1 comparativement à -1,22 ± 0,31·s-1 (p > 0,01). La course de marathon suscite des variations diverses sur le plan échocardiographique : certaines valeurs des variables fonctionnelles ne changent pas, d’autres augmentent et d’autres diminuent à la suite de l’exercice physique. Ces réponses diversifiées révèlent la complexité des fonctions cardiaques et suggèrent l’adoption d’une approche multimodale pour l’évaluation des fonctions cardiaques post-exercice.
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Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2009

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