Cardiac magnetic resonance (CMR)-derived left ventricular (LV) global longitudinal strain (GLS) provides incremental prognostic information on various cardiovascular diseases but has not yet been investigated comprehensively in patients with Takotsubo syndrome (TS). This study evaluated the prognostic value of feature tracking (FT) GLS, tissue tracking (TT) GLS, and fast manual long axis strain (LAS) in 147 patients with TS, who underwent CMR at a median of 2 days after admission. Long-term mortality was assessed 3 years after the acute event. In contrast to LV ejection fraction and tissue characteristics, impaired FT-GLS, TT-GLS and fast manual LAS were associated with adverse outcome. The best cutoff points for the prediction of long-term mortality were similar with all three approaches: FT-GLS −11.28%, TT-GLS −11.45%, and fast manual LAS −10.86%. Long-term mortality rates were significantly higher in patients with FT-GLS > −11.28% (25.0% versus 9.8%; p = 0.029), TT-GLS > −11.45% (20.0% versus 5.4%; p = 0.016), and LAS > −10.86% (23.3% versus 6.6%; p = 0.014). However, in multivariable analysis, diabetes mellitus (p = 0.001), atrial fibrillation (p = 0.001), malignancy (p = 0.006), and physical triggers (p = 0.006) outperformed measures of myocardial strain and emerged as the strongest, independent predictors of long-term mortality in TS. In conclusion, CMR-based longitudinal strain provides valuable prognostic information in patients with TS, regardless of the utilized technique of assessment. Long-term mortality, however, is mainly determined by comorbidities.

L’analyse de la fonction systolique en échocardiographie représente un challenge majeur depuis une vingtaine d’années dans le but d’améliorer la détection et la quantification des anomalies de la contraction myocardique. L’analyse des déformations myocardiques consiste à étudier le pourcentage d’étirement ou de raccourcissement myocardiques au cours du cycle cardiaque. Après le grand pas en avant dans ce domaine, consécutif à l’avènement du Doppler tissulaire il y a un quinzaine d’années, ces 4 dernières années ont vu naître une nouvelle technique d’analyse bidimensionnelle des déformations, porteuse de grands espoirs car s’affranchissant de la limitation liée à l’angle d’incidence Doppler et basée sur le suivi des marqueurs acoustiques de la paroi myocardique : le « speckle tracking echocardiography » ou « 2D strain ». Cette thèse rapporte tout d’abord une série de travaux orientés sur la validation de ce nouvel outil. Nous avons ensuite appliqué expérimentalement cette technique pour évaluer sa capacité à détecter l’ischémie myocardique lors d’un examen de stress sous dobutamine en comparaison à l’analyse de perfusion myocardique en échographie de contraste. Enfin, nous exposons plusieurs expériences cliniques qui témoignent de quelques applications potentielles de cette technique dans la prise en charge des patients porteurs de cardiopathies diverses : myocardiopathie hypertrophique, fibrillation auriculaire paroxystique et recherche de viabilité sous faibles doses de dobutamine chez les patients porteurs d’une cardiopathie ischémique. / For 20 years, analysis of systolic myocardial function by echocardiography is a major challenge to improve the detection and the quantification of myocardial contractility abnormalities. The principle of myocardial deformation analysis consists in evaluating the percentage of myocardial thickening or shortening during the cardiac cycle. After a big step forward with the advent of tissue Doppler imaging for 15 years, the 4 last years have seen the apparition of a new technique of bidimensional analysis, without angle dependency, based on the tracking of the acoustic markers of the myocardial wall, and called « speckle tracking echocardiography » or « 2D strain ». This thesis reports serial studies oriented on the validation of this new tool and on the experimental application of this technique in the detection of myocardial ischemia during pharmacological dobutamine stress echocardiography, in comparison with myocardial perfusion analysis by contrast echocardiography. Finally, we report some clinical experiences using the speckle tracking echocardiography which attest of some clinical potential applications of this technique in the management of the patients with different cardiomyopathies: hypertrophic cardiomyopathy, lone paroxysmal atrial fibrillation, and analysis of myocardial regional deformation during low doses dobutamine infusion to investigate viability in patients with ischemic cardiomyopathy.

Coronary artery disease remains the leading cause of death in the United States with over 1 million acute coronary events predicted to take place in 2019 alone. Heart failure, a common and deadly sequela of myocardial infarction (MI), is attributed to adverse ventricular remodeling driven by cardiomyocyte death, inflammation, and mechanical factors. Despite strong evidence suggesting the importance of myocardial mechanics in driving cardiac remodeling, many <i>in vivo</i> MI studies still rely on 2D analyses to estimate global left ventricular (LV) function and approximate strain using a linear definition. These metrics, while valuable in evaluating the overall impact of ischemic injury on cardiac health, do not capture regional differences in myocardial contractility. The objective of this work is therefore to expand upon existing ultrasound studies by enabling regional analysis of 3D myocardial strain. By integrating our recently developed four-dimensional ultrasound (4DUS) imaging technique with a direct deformation estimation algorithm for 3D strain, we identified unique remodeling patterns and regional strain differences between two murine models of MI with different infarct severities. By constructing 3D strain maps of the remodeling LVs, we were able to capture strain heterogeneity and characterize a sigmoidal strain profile at infarct border zones. Finally, we demonstrated that the maximum principal component of the 3D Green-Lagrange strain tensor correlates with LV remodeling severity and is predictive of final infarct size. Taken together, the presented work provides a novel and thorough approach to quantify regional 3D strain, an important component when assessing post-MI remodeling.

No description available.

Contexte: La maladie de Fabry (MF) se caractérise par l'accumulation de sphingolipides dans de multiples organes dont l'oreillette gauche (OG). La littérature existante ne permet pas d'établir si les fonctions réservoir, conduit et pompe de l'OG étudiées par échocardiographie de suivi des marqueurs acoustiques (speckle-tracking echocardiography, STE) sont affectées dans la MF et si la thérapie de remplacement enzymatique (TRE) permet d'améliorer la fonction de l'OG. Méthodes: Dans cette étude de cohorte rétrospective, la déformation, le taux de déformation et les volumes phasiques de l'OG ont été étudiés chez 50 patients atteints de la MF et comparés à 50 contrôles sains. Résultats: Les trois fonctions phasiques de l'OG étaient altérées. La déformation positive maximale (fonction réservoir) était de 38,9 ± 14,9 % vs. 46,5 ± 10,9 % (p=0,004) et la déformation télédiastolique (fonction pompe) était de 12,6 ± 5,9 % vs. 15,6 ± 5,3 % (p=0,010). Chez 15 patients ayant débuté la TRE pendant l'étude, la majorité des paramètres de fonction de l'OG se sont améliorés après un suivi d'un an (déformation positive maximale de 32,0 ± 13,5 % à 38,0 ± 13,5 %; p=0,006) alors qu'il y a eu une tendance vers une détérioration des paramètres chez 15 patients n'ayant jamais reçu de traitement (déformation positive maximale de 47,3 ± 10,8 % à 41,3 ± 9,3 %; p=0,058). Neuf patients atteints de la MF (21%) ont développé une fibrillation auriculaire ou un accident vasculaire cérébral pendant un suivi de quatre ans. La déformation positive maximale et la déformation protodiastolique étaient plus fortement associés aux événements cliniques que les paramètres cliniques et les paramètres échocardiographiques standards. Conclusions: Les fonctions réservoir, conduit et pompe de l'OG par STE étaient affectées dans la MF. La TRE a permis d'améliorer la fonction de l'OG. Les paramètres de déformation de l'OG étaient associés à la survenue de fibrillation auriculaire et d'accidents vasculaires cérébraux. / Background: Fabry disease (FD) is characterized by the accumulation of sphingolipids in multiple organs including the left atrium (LA). It is uncertain if the LA reservoir, conduit and contractile functions evaluated by speckle-tracking echocardiography are affected in Fabry cardiomyopathy and whether enzyme replacement therapy can improve LA function. Methods: In this retrospective cohort study, LA strain, strain rates and phasic LA volumes were studied in 50 FD patients and compared to 50 healthy controls. Results: All three LA phasic functions were altered. The peak positive strain (reservoir function) was 38.9 ± 14.9 % vs. 46.5 ± 10.9 % (p=0.004) and the late diastolic strain (contractile function) was 12.6 ± 5.9 % vs. 15.6 ± 5.3 % (p=0.010). In 15 patients who started enzyme replacement therapy during the study, most of the LA parameters improved at one-year follow-up (peak positive strain from 32.0 ± 13.5 % to 38.0 ± 13.5 %; p=0.006) whereas there was a trend towards deterioration in 15 patients who never received treatment (peak positive strain from 47.3 ± 10.8 % to 41.3 ± 9.3 %; p=0.058). Nine FD patients (21%) experienced new-onset atrial fibrillation or stroke during four-year follow-up. By univariate analysis, peak positive strain and early diastolic strain demonstrated significant associations with clinical events, surpassing conventional echocardiographic parameters and clinical characteristics. Conclusions: Left atrial reservoir, conduit and contractile functions by speckle-tracking echocardiography were all affected in FD. Enzyme replacement therapy improved LA function. Left atrial strain parameters were associated with atrial fibrillation and stroke.

Cardiovascular disease varies by ethnicity in the UK. South Asians (SA) have higher coronary heart disease (CHD) and diabetes prevalence, while African-Caribbeans (AfC) have greater stroke, but intriguingly lower CHD rates despite higher blood pressures and diabetes risk than Europeans. Conventional risk factors do not fully explain such differences. This cross-sectional study tested the hypothesis that the hormones, vitamin D measured as 25(OH)D and aldosterone, would be independently associated with intermediate cardiovascular outcome markers in these ethnic groups. Community-dwelling men 40-80 years old (AfC: n=67, 55±10yr; SA: n=68, 55±10yr; European: n=63, 57±8yr) were sampled from Greater Manchester’s multi-ethnic population. The intermediate markers examined were aortic pulse wave velocity (aPWV), left ventricular (LV) mass and function, and carotid intima media thickness (CIMT), measured non-invasively by ultrasound, and hemodynamic profiling methods (the Arteriograph) in the total sample and by magnetic resonance imaging (MRI) in a subsample of 50. Adjusted for age, systolic blood pressure and diabetes, mean(SE) aPWV by the Arteriograph, was 0.5(0.2) m/s higher in SA than AfC and Europeans (p=0.01), which paralleled known cross-ethnic CHD risk differences in the UK. By MRI, aPWV along the descending aorta in SA was 0.7(0.3) and 0.8(0.3) m/s higher than that in AfC and Europeans, but aPWV along the aortic arch was not significantly different. Unlike aldosterone, 25(OH)D was independently and inversely correlated with aPWV (unstandardised B(SE)=-0.013[0.004] m/s, p<0.001), and partly explained the ethnic variation in aPWV. Similar inverse correlations were found between 25(OH)D and LV concentricity measured by echocardiography and MRI. Compared to Europeans, SA and AfC, had 21(3) and 14(3) nmol/L lower mean(SE) 25(OH)D, respectively (p<0.01). Mean(SE) of relative wall thickness, an index of LV concentricity by echocardiography, was 0.05(0.01) higher in SA and AfC than Europeans. Lower 25(OH)D levels were also associated with higher myocardial deformation rates measured by MRI myocardial tagging (n=50), supporting previous animal experimental evidence. A one standard deviation (SD) decrease in 25(OH)D was associated with a 0.38 SD increase in absolute systolic strain rate (p=0.003) and 0.22 SD rise in diastolic strain rate (p=0.04). Right and left CIMT showed different relations with 25(OH)D and aldosterone. Left-right CIMT differences varied by ethnicity and were related to SA ethnicity and aldosterone levels. Two related technical studies investigated the relatively new method of hemodynamic profiling, the Arteriograph, used here. The results suggested a standardisation method of aortic length estimation for purely central aPWV, which significantly improved aPWV agreement between the Arteriograph and MRI (reference method here), and was used for calibrating the Arteriograph aPWV in the above-mentioned results for the total sample. Future well-designed trials are necessary to investigate any cause-effect relationship between vitamin D deficiency and the unfavourable cardiovascular intermediate outcomes found here in a cross-sectional design and multi-ethnic background.

Selon les lignes directrices chez les patients coronariens, un programme d’entrainement aérobie doit combiner de l’entrainement continu à intensité modérée (ECIM) et par intervalles à haute intensité (EIHI), en étant progressif et structuré (périodisation linéaire [PL]), et manipulé selon les principes FITT qui incluent la fréquence, l’intensité, la durée, et la modalité (ou le type). Contrairement à la PL où la charge d’entrainement est constamment augmentée, la périodisation non-linéaire (PNL) de l’entrainement consiste à incorporer des périodes de récupération au cours d’un cycle d’entrainement afin d’optimiser les adaptations et d’éviter la monotonie et le surmenage. Chez les individus sains et atteints de maladie pulmonaire obstructive chronique, la PNL de l’entrainement aérobie a parfois montré des bénéfices supérieurs à la PL sur l’amélioration de l’endurance aérobie. Notre objectif principal était donc de comparer la PNL à la PL de l’entrainement aérobie sur la fonction cardiorespiratoire chez des patients coronariens. Nous avons ensuite comparé les adaptations cardiaques pour les deux types de périodisation au niveau du ventricule gauche (VG) dans une deuxième étude. Nous avions comme hypothèse que la PNL de l’entrainement aérobie apporterait davantage de gains sur les paramètres de réponses cardiopulmonaires à l’effort comparativement à la PL. Un total de 39 patients coronariens stables, recrutés à l’Institut de Cardiologie de Montréal entre 2016 et 2018, ont effectué une épreuve cardiopulmonaire à l’effort avec mesure des échanges gazeux, et une échocardiographie de repos avant et après une intervention d’entrainement. Les mesures de fonction cardiorespiratoire comprenaient la consommation d’oxygène au pic de l’exercice (V̇O2pic), la puissance aérobie maximale, la ventilation minute (V̇E), les variables d’effort sous-maximales (pente d’efficacité de la consommation d’oxygène PECO], pente de ventilation sur la production de dioxyde de carbone [V̇E/V̇CO2]), les consommations d’oxygène aux 1er [SV1] et 2e [SV2] seuils ventilatoires), et le pouls en oxygène (pouls en O2). Nous avons également mesuré la proportion de hauts et faibles répondeurs dans chacun des groupes selon la médiane du delta V̇O2pic. Les mesures d’échocardiographie comprenaient des mesures de la fonction systolique et diastolique, et des mesures de déformation de la paroi du VG. Les participants ont été répartis aléatoirement soit dans le groupe PL (n = 20, 65±10 ans), soit dans le groupe PNL (n = 19, 66±5 ans) pour 3 mois d’entrainement. L’entrainement consistait à 3 séances par semaine, pour les deux groupes, d’une durée de 30 à 60 minutes/séance, combinant de l’ECIM et de l’EIHI progressifs périodisés, ainsi que des exercices en résistance similaires non progressifs. Bien que les deux groupes étaient isoénergétiques (dépense énergétique totale équivalente sur 12 semaines), la dépense énergétique hebdomadaire était constamment augmentée dans le groupe PL, alors qu’elle était augmentée plus rapidement et entrecoupée d’une semaine d’entrainement à charge plus légère toutes les 4 semaines dans le groupe PNL. Nous avons observé une augmentation similaire du V̇O2pic, V̇E, PECO, VT1 et SV2, pouls en O2, de la fraction d’éjection du VG , la déformation radiale, et la vitesse de déformation radiale du VG (interaction tempsgroupe : p > 0,05 ; effet du temps : p < 0,05) entre les 2 groupes. La proportion de non, faibles et hauts répondeurs était similaire entre les 2 groupes (p = 0,29). Cependant, la fonction diastolique n’a pas évolué après les 12 semaines d’entrainement dans aucun des deux groupes. Nos résultats suggèrent que dans cette population, une variation accrue de la charge par la périodisation non-linéaire d’entrainement ne procure pas de gain additionnel dans la réponse cardiopulmonaire à l’effort et dans la fonction cardiaque de patients coronariens. Bien qu’il ne s’agisse pas d’une comparaison directe, une autre étude a rapporté une proportion de 37 % de hauts répondeurs auprès de 1171 patients coronariens après un programme d’entrainement non périodisé de 3 mois, comparativement à 60 et 47 % dans nos groupes PL et PNL, respectivement. Sachant que la non-réponse à l’entrainement est associée à une plus grande mortalité à long-terme, davantage d’études sont nécessaires afin de déterminer si la périodisation de l’entrainement (PL ou PNL) peut mener à une réponse à l’entrainement plus grande et être incorporée dans les programmes de réadaptation cardiaque. / Guidelines on exercise training in patients with coronary heart disease (CHD)suggest that an exercise training program with should combine moderate-intensity continuous (MICT) with a high-intensity interval (HIIT) training, with a constant progressive and structured increase of the training load (linear periodization [LP]) in the course of the program. As opposed to the LP, non-linear periodization (NLP) is characterized by greater increase of the training load intercepted by one training week with a lighter training load. NLP is used in athletes to bring variation in the training load, optimize training adaptation, avoid a plateau, monotony, and over-reaching. In healthy and individuals with chronic obstructive pulmonary disease, NLP showed greater improvement in aerobic endurance. Our main objective was to compare the NLP with the LP protocol on the cardiopulmonary exercise response in patients with CHD. Then, we compared the cardiac adaptation of the left ventricle (LV) between both aerobic training periodization. We hypothesized that NLP will be superior for improving cardiorespiratory parameters compared to LP. We recruited 39 patients with stable CHD from the Montreal Heart Institute, between 2016 and 2018. All completed a maximal cardiopulmonary exercise testing (CPET) with gas exchange measurements and a resting cardiac echography before and after the training intervention. The CPET measurements included peak oxygen uptake (peak V̇O2), oxygen uptake efficiency slope (OUES), minute ventilation (V̇E), ventilatory efficiency slope (V̇E/V̇CO2 slope), oxygen uptake at the first (VT1) and second (VT2) ventilatory thresholds, and oxygen pulse (O2pulse). We also assessed the proportion of non, low, and high responders between both aerobic training periodization using the median of the delta peak V̇O2. The cardiac function measurements included the systolic and the diastolic functions, and the myocardial strain and strain rates in the LV. Exercise training protocols included 3 sessions/week, for 30 to 60 minutes/session, combining a periodized HIIT and MICT, and a non-periodized resistance training. Weekly energy expenditure was constantly increased in the LP group for the aerobic training, while it was increased and intercepted with a lighter training load week each fourth week in the NLP group. VI We observed a similar improvement in both groups for peak V̇O2, OUES, VT1, VT2, O2pulse, 3-dimensional LV ejection fraction, radial strain and radial strain rates, (interaction time*group : p>0.05 ; time effect : p<0.05 with a superior effect size in the LP group). Proportion of high responders was similar between groups (p=0.29). Our results suggest that incorporating more training load variation does not bring more training adaptation in an exercise training program in patients with stable CHD. Despite it is not a direct comparison, another study showed a proportion of 37% of non-responders after a non-periodized training program in 1,171 patients with CHD, compared to 60 and 47% in the LP and NLP from our study, respectively. More studies are needed to examine if training periodization could lead to an increased training response and could be integrated in cardiac rehabilitation programs.