Medição automática de valva mitral a partir de ecocardiograma utilizando processamento digital de imagens / Automatic measurement of the mitral valve based on echocardiography using digital image processing

Fundamento: A avaliação da área valvar mitral por meio da reconstrução multiplano na ecocardiografia tridimensional é restrita a softwares específicos e à experiência dos ecocardiografistas. Eles precisam selecionar manualmente o frame do vídeo que contenha a área de abertura máxima da valva mitral, dimensão fundamental para a identificação de estenose mitral. Objetivo: Automatizar o processo de determinação da área de abertura máxima da valva mitral, por meio da aplicação de Processamento Digital de Imagens (PDI) em exames de ecocardiograma, desenvolvendo um algoritmo aberto com leitura de vídeo no formato avi. Método: Este estudo piloto observacional transversal foi realizado com vinte e cinco exames diferentes de ecocardiograma, sendo quinze com abertura normal e dez com estenose mitral reumática. Todos os exames foram realizados e disponibilizados por dois especialistas, com autorização do Comitê de Ética em Pesquisa, que utilizaram dois modelos de aparelhos ecocardiográficos: Vivid E95 (GE Healthcare) e Epiq 7 (Philips), com sondas multiplanares transesofágicas. Todos os vídeos em formato avi foram submetidos ao PDI através da técnica de segmentação de imagens. Resultados: As medidas obtidas manualmente por ecocardiografistas experientes e os valores calculados pelo sistema desenvolvido foram comparados utilizando o diagrama de Bland-Altman. Observou-se maior concordância entre valores no intervalo de 0,4 a 2,7 cm². Conclusão: Foi possível determinar automaticamente a área de máxima abertura das valvas mitrais, tanto para os casos advindos da GE quanto da Philips, utilizando apenas um vídeo como dado de entrada. O algoritmo demonstrou economizar tempo nas medições quando comparado com a mensuração habitual. (AU)

Background: The evaluation of mitral valve area through multiplanar reconstruction in 3-dimensional echocardiography is restricted to specific software and to the experience of echocardiographers. They need to manually select the video frame that contains the maximum mitral valve opening area, as this dimension is fundamental to identification of mitral stenosis. Objective: To automate the process of determining the maximum mitral valve opening area, through the application of digital image processing (DIP) in echocardiography tests, developing an open algorithm with video reading in avi format. Method: This cross-sectional observational pilot study was conducted with 25 different echocardiography exams, 15 with normal aperture and 10 with rheumatic mitral stenosis. With the authorization of the Research Ethics Committee, all exams were performed and made available by 2 specialists who used 2 models of echocardiographic devices: Vivid E95 (GE Healthcare) and Epiq 7 (Philips), with multiplanar transesophageal probes. All videos in avi format were submitted to DIP using the image segmentation technique. Results: The measurements obtained manually by experienced echocardiographers and the values calculated by the developed system were compared using a Bland-Altman diagram. There was greater agreement between values in the range from 0.4 to 2.7 cm². Conclusion: It was possible to automatically determine the maximum mitral valve opening area, for cases from both GE and Philips, using only 1 video as input data. The algorithm has been demonstrated to save time on measurements when compared to the usual method. (AU)

Excess weight mediates changes in HDL pool that reduce cholesterol efflux capacity and increase antioxidant activity

BACKGROUND AND AIM: Obesity-related decline in high-density lipoprotein (HDL) functions such as cholesterol efflux capacity (CEC) has supported the notion that this lipoprotein dysfunction may contribute for atherogenesis among obese patients. We investigated if potentially other HDL protective actions may be affected with weight gain and these changes may occur even before the obesity range in a cross-sectional analysis. METHODS AND RESULTS: Lipid profile, body mass index (BMI), biochemical measurements, and carotid intima-media thickness (cIMT) were obtained in this cross-sectional study with 899 asymptomatic individuals. Lipoproteins were separated by ultracentrifugation and HDL physical-chemical characterization, CEC, antioxidant activity, anti-inflammatory activity, HDL-mediated platelet aggregation inhibition were measured in a randomly-selected subgroup (n = 101). Individuals with increased HDL-C had an attenuated increase in cIMT with elevation of BMI (interaction effect ß = -0.054; CI 95% -0.0815, -0.0301). CEC, HDL-C, HDL size and HDL-antioxidant activity were negatively associated with cIMT. BMI was inversely correlated with HDL-mediated inhibition of platelet aggregation (Spearman's rho -0.157, p < 0.03) and CEC (Spearman's rho -0.32, p < 0.001), but surprisingly it was directly correlated with the antioxidant activity (Spearman's rho 0.194, p = 0.052). Thus, even in non-obese, non-diabetic individuals, increased BMI is associated with a wide change in protective functions of HDL, reducing CEC and increasing antioxidant activity. In these subjects, decreased HDL concentration, size or function are related to increased atherosclerotic burden. CONCLUSION: Our findings demonstrate that in non-obese, non-diabetic individuals, the increasing values of BMI are associated with impaired protective functions of HDL and concomitant increase in atherosclerotic burden. (AU)

Alterações simultâneas e múltiplas das funções da HDL seguem o excesso de peso / Simultaneous and multiple changes in HDL functions follow overweight

INTRODUÇÃO. A obesidade se associa a declínio na capacidade de efluxo de colesterol (CEC) mediada por HDL. Embora esse dado tenha apoiado a noção de que a disfunção do HDL contribui para a aterogênese em pacientes obesos, a perda funcional da HDL também pode envolver outros domínios funcionais e se estabelecer mesmo antes dos valores limiares para obesidade, ou seja, ainda em valores compatíveis com sobrepeso. MÉTODOS. Perfil lipídico, índice de massa corporal (IMC), medidas bioquímicas e espessura médio-intimal (cIMT) foram obtidos neste estudo transversal com 899 indivíduos assintomáticos. Funções de HDL e caracterização físico-química de HDL foram medidas em um subgrupo (n=101). RESULTADOS. Foi identificada interação do IMC sobre a associação entre HDL-C e cIMT (ß=-1,8; p<0,0001). Enquanto que, de forma geral, o HDL-C reduzido foi associado ao aumento da cIMT, os indivíduos com níveis elevados de HDL-C apresentaram associação atenuada entre o IMC e cIMT. Foi encontrada uma associação negativa entre CEC e cIMT (ß=-0,2; p<0,047) e entre atividade antioxidante de HDL e cIMT (ß=-0,2; p<0,038) mesmo após ajuste para idade, sexo, IMC, HDL-C e insulina no plasma. O IMC foi inversamente associado à inibição da agregação plaquetária mediada por HDL (r=-0,2, p<0,03) e CEC (r=-0,3, p<0,001), mas diretamente associada à atividade antioxidante (r=0,2, p<0,047). Uma variável composta de CEC e atividade antioxidante transformadas em z-score permaneceu aproximadamente constante à medida em que o tamanho de HDL se altera em função do excesso de peso. Valores crescentes dessa variável composta foram associados à cIMT (R2 polinomial=0,26, p<0,001), sugerindo que a alteração do tamanho da HDL pode representar uma adaptação biológica bem-sucedida ao excesso de peso. CONCLUSÃO. O aumento do IMC está associado à disfunção global da HDL, que contribui para aumentar a carga aterosclerótica. Nesse cenário, a alteração do tamanho da HDL não justifica o aumento do desenvolvimento da doença aterosclerótica. (AU)

Central role of obesity in endothelial cell dysfunction and cardiovascular risk.

Atherosclerosis is the leading cause of mortality in the contemporary world. The critical role of the endothelial cells (EC) in vascular homeostasis, the metabolic changes that take place when the cell is activated, and the elements involved in these processes have been widely explored over the past years. Obesity and its impact, promoting a rise in blood levels of free fatty acids (FAs) are often associated with atherosclerosis and cardiovascular mortality. However, the mechanisms that promote cardiovascular structural changes and adaptive changes in the ECs, particularly in the context of obesity, are little known. Here, we reviewed studies that assessed the metabolic adaptations of healthy and dysfunctional ECs during exposure to FAs, as well as the epidemiological perspectives of cardiovascular structural changes in obesity. Finally, we explored the role of new agents - sphingolipids, dietary unsaturated fatty acids and sodium-glucose cotransporter-2 inhibitors (iSGLT2) - in atherosclerosis and their relationship with obesity.

Central role of obesity in endothelial cell dysfunction and cardiovascular risk

SUMMARY Atherosclerosis is the leading cause of mortality in the contemporary world. The critical role of the endothelial cells (EC) in vascular homeostasis, the metabolic changes that take place when the cell is activated, and the elements involved in these processes have been widely explored over the past years. Obesity and its impact, promoting a rise in blood levels of free fatty acids (FAs) are often associated with atherosclerosis and cardiovascular mortality. However, the mechanisms that promote cardiovascular structural changes and adaptive changes in the ECs, particularly in the context of obesity, are little known. Here, we reviewed studies that assessed the metabolic adaptations of healthy and dysfunctional ECs during exposure to FAs, as well as the epidemiological perspectives of cardiovascular structural changes in obesity. Finally, we explored the role of new agents - sphingolipids, dietary unsaturated fatty acids and sodium-glucose cotransporter-2 inhibitors (iSGLT2) - in atherosclerosis and their relationship with obesity.

RESUMO A aterosclerose é a causa líder de mortalidade no mundo contemporâneo. O papel central da célula endotelial (EC) na homeostase vascular, as alterações metabólicas que ocorrem quando a célula se torna ativada e os elementos envolvidos nesses processos vêm sendo bastante explorados nos últimos anos. A obesidade e o seu impacto, promovendo uma elevação dos níveis sanguíneos de ácidos graxos (FAs) livres, é bastante associada à aterosclerose e à mortalidade cardiovascular. Entretanto, os mecanismos que promovem alterações estruturais cardiovasculares e alterações adaptativas nas ECs, particularmente no contexto da obesidade, são pouco conhecidos. Aqui, nós revisamos estudos que avaliaram as adaptações metabólicas das ECs normais e disfuncionais durante exposição a FAs, bem como as perspectivas epidemiológicas das alterações cardiovasculares estruturais na obesidade. Finalmente, exploramos o papel de novos atores — esfingolípides, ácidos graxos insaturados da dieta e inibidores do cotransportador de sódio-glucose 2 (iSGLT2) — na aterosclerose e sua relação com a obesidade.