Prognostic Value of Aortic Stiffness using Cardiovascular Magnetic Resonance in The Elderly with Known or Suspected Coronary Artery Disease.

BACKGROUND: Aortic stiffness is established as a marker of cardiovascular disease. Cardiovascular magnetic resonance (CMR) provides a comprehensive assessment of aortic stiffness and myocardial ischemia in a single examination. However, prognostic data concerning aortic stiffness in elderly patients remain limited.
OBJECTIVE: To determine the prognostic value of aortic stiffness using CMR-based pulse wave velocity (PWV) in elderly patients with known or suspected coronary artery disease (CAD).
METHODS: This study enrolled consecutive patients aged >70 referred for adenosine stress perfusion CMR including PWV between 2010 and 2014. Patients were followed up for occurrence of major adverse cardiovascular events (MACE), including cardiac mortality, nonfatal myocardial infarction, hospitalization for heart failure, late revascularization (>180 days after CMR), and ischemic stroke. Univariable and multivariable analyses were performed to determine the predictors of MACE. A p-value of <0.05 is considered statistically significant.
RESULTS: Mean PWV was 13.98±9.00 m/s. After a median follow-up period of 59.6 months in 263 patients (55% female, 77±5 years), 61 MACE occurred. Patients with elevated PWV (>13.98 m/s) had significantly higher rates of MACE (HR 1.75; 95% CI 1.05-2.94; p=0.03) than those with non-elevated PWV (<13.98 m/s). Multivariate analysis demonstrated diastolic blood pressure, left ventricular ejection fraction (LVEF), myocardial ischemia, and elevated PWV as independent predictors for MACE (p<0.05 for all). PWV provided an incremental prognostic value over clinical data, LVEF, and ischemia (increased global chi-square=7.25, p=0.01).
CONCLUSION: Aortic stiffness using CMR is a strong and independent predictor of cardiovascular events in elderly patients with known or suspected CAD.

Introdução

A rigidez arterial aumenta com a idade como preditor independente de eventos cardiovasculares, incluindo a mortalidade.[1 - 4] Há várias maneiras de se medir a rigidez arterial, tais como, ultrassonografia, tonômetro carótido-femoral, e ressonância magnética cardiovascular (RMC). A medição da velocidade da onda de pulso (VOP) aórtica por tonometria já foi amplamente utilizada. Entretanto, a RMC é geralmente o método preferido. Medições de VOP baseadas em RMC já foram bastante validadas (comparadas com registros de pressão invasivos) com grande reprodutibilidade.[5] Os benefícios da RMC incluem a obtenção de imagens de cortes transversais cobrindo o comprimento aórtico desejado, alta resolução espacial, e medição direta do comprimento aórtico sem presumir a distância (ao contrário da tonometria), sem radiação ionizante.

A idade avançada é um dos marcadores de doença cardiovascular (DCV) mais importantes, incluindo a doença arterial coronariana (DAC). As DCV são responsáveis por mais de 80% das mortes de indivíduos com 65 anos de idade ou mais em países desenvolvidos.[6] Portanto, é fundamental fazer o diagnóstico e a estratificação de risco de DAC em pacientes idosos. A RMC oferece uma avaliação abrangente de DAC com precisão muito alta.[7] Além disso, a RMC com estresse com adenosina apresenta fortes evidências para o prognóstico de eventos cardiovasculares futuros em pacientes com suspeita de DAC ou DAC confirmada.[8] Dados anteriores indicam que a RMC com estresse realizada em idosos deambulantes é segura e bem tolerada.[9 , 10] A RMC pode avaliar a VOP e realizar um teste de estresse em um único exame. Recentemente demonstramos a associação entre rigidez aórtica e isquemia miocárdica, bem como o valor prognóstico da rigidez aórtica utilizando-se a RMC.[11 , 12] Entretanto, há dados limitados em relação ao prognóstico de VOP pela RMC em pacientes idosos.

O objetivo do estudo era determinar o valor prognóstico da VOP em termos de eventos cardíacos adversos maiores (MACE) em pacientes idosos com suspeita de DAC ou DAC confirmada.

Métodos

População do estudo

Este estudo cadastrou pacientes consecutivos acima de 70 anos de idade com suspeita de DAC ou DAC confirmada que foram encaminhados para RMC com estresse por adenosina de outubro de 2010 a fevereiro de 2014 em nossa clínica ambulatorial. Em nossa instituição, a medição da rigidez aórtica utilizando a VOP foi incorporada à rotina do protocolo de RMC abrangente para avaliação de DAC. O histórico médico detalhado foi obtido no dia do estudo por RMC.

Os critérios de exclusão incluíram (1) exame de RMC incompleto, (2) contraindicações à RMC (por exemplo, marca-passo) ou adenosina (por exemplo, bloqueio atrioventricular de alto grau), (3) condição clínica instável, (4) pacientes com doenças aórticas envolvendo medições de VOP (por exemplo, um aneurisma aórtico[13] ), (5) má qualidade da imagem da RMC, e (6) pacientes sem dados de acompanhamento. Pacientes com taxa de filtração glomerular de <30 ml/min/1,73 m2 no período de 30 dias antes da RMC também foram excluídos.

O comitê de ética institucional aprovou este estudo retrospectivo e dispensou a necessidade de consentimento informado por escrito adicional.

Protocolo da RMC ( Materiais suplementares )

Análises de imagens de RTG, perfusão e cine ( Materiais suplementares )

Análise de VOP11

Foi aplicado um software dedicado de imagem cardiovascular para a análise de VOP, realizada independentemente do estudo de perfusão de RTG. Os contornos da porção ascendente e da porção descendente da aorta torácica foram desenhados manualmente para obter o fluxo (m/s) nos dois locais durante todas as fases do ciclo cardíaco. A curva fluxo-tempo correspondente foi gerada. O tempo de chegada da onda de pulso foi medido como ponto de interceptação da extrapolação linear da linha de base e do pico sistólico precoce, enquanto o comprimento do trajeto aórtico foi determinado pela reconstrução multiplanar da aquisição de meia-Fourier axial a partir de imagem em equilíbrio estável. A vista sagital reconstruída do comprimento do trajeto foi mostrada como a linha de centro dos níveis da porção ascendente à porção descendente da aorta torácica, correspondendo ao mesmo nível obtido na RMCR-VP.[11]

A VOP entre a porção ascendente e a porção descendente da aorta torácica foi calculada como:

Em que Δ x reflete o comprimento do trajeto aórtico entre a porção ascendente e a porção descendente da aorta torácica, e Δ T representa o intervalo de tempo entre a chegada do pé da onda de pulso nesses dois níveis correspondentes ( Figura suplementar 1 ).

Variabilidade da medição de VOP intraobservador e interobservador

Aproximadamente 10% da coorte do estudo foram selecionados aleatoriamente, usando um gerador de número aleatório no Microsoft Excel versão 2016, para medir a variabilidade do primeiro observador 4 semanas após a análise inicial, e a variabilidade do segundo observador independente, cego em relação aos resultados iniciais.

Acompanhamento clínico

Foram coletados dados de acompanhamento de consultas clínicas e prontuários médicos. A adjudicação do evento foi cega em relação a dados clínicos e da RMC. Os pacientes foram acompanhados para verificar a ocorrência de MACE, definidos como resultados compostos de mortalidade cardíaca, infarto do miocárdio (IM) não fatal, hospitalização por insuficiência cardíaca, revascularização tardia (>180 dias após a RMC), e acidente vascular isquêmico. A necessidade de terapia de revascularização em até 180 dias após a RMC foi considerada consequência dos resultados da RMC, e, portanto, excluída da análise.

Análise estatística

As análises estatísticas foram realizadas utilizando-se o software IBM SPSS Statistics for Windows versão 20.0 (IBM Corp., Armonk, NY, EUA). Variáveis contínuas com distribuição normal foram expressas como médias ± desvio padrão (DP), e variáveis contínuas com distribuição não normal foram apresentadas como mediana e faixa interquartil. A distribuição de normalidade das variáveis foi examinada pelo teste de Kolmogorov-Smirnov. As variáveis categóricas foram apresentadas como números absolutos e porcentagens. Os pacientes foram divididos em dois grupos, com base em seus valores de VOP. Os grupos eram os de VOP elevada e de VOP não elevada, usando-se o valor da média de VOP de todos os pacientes como nível de corte. As variabilidades intraobservador e interobservador das medições de VOP foram expressas como coeficiente de correlação intraclasse (ICC), intervalo de confiança (IC) de 95% e viés de ±2 DP (para limites de concordância) usando-se a análise de Bland-Altman.

Diferenças entre pacientes com VOP elevada e não elevada, bem como entre pacientes com ou sem MACE, foram comparadas usando-se o teste t de Student não pareado, ou o teste U de Mann-Whitney para variáveis contínuas, e o teste qui-quadrado ou teste exato de Fisher para variáveis categóricas, conforme apropriado.

Resultados compostos entre os dois grupos foram estimados usando-se o método de Kaplan-Meier e comparados com o teste de Log-rank. Para analisar os preditores de MACE, uma análise de regressão de Cox foi realizada para avaliar preditores univariados. Variáveis (características de linha de base, medicamentos no momento da RMC, e parâmetros da RMC) com p-valor <0,05 na análise univariada foram incluídos para análise multivariada usando o método ENTER. Uma análise de característica de operação do receptor (ROC) foi usada para determinar o melhor valor de VOP preditor de MACE.

Para avaliar o valor prognóstico incremental dos preditores significativos, valores globais de qui-quadrado foram calculados após somar preditores na seguinte ordem: clínicos, FEVE, isquemia miocárdica e VOP.

Todos os testes estatísticos foram bicaudais, enquanto todos os p-valores menores que 0,05 foram considerados indicativos de significância estatística.

Resultados

Características do paciente

Foram cadastrados 269 pacientes, sendo que dois foram excluídos por terem aneurisma aórtico, e quatro foram excluídos devido a perda de dados de acompanhamento. Nenhum paciente foi excluído devido à má qualidade da imagem, e 263 foram incluídos na análise final. A idade média foi de 77,3±5,2 anos. A Tabela 1 resume os dados clínicos dos pacientes. Duzentos e oito pacientes foram encaminhados para o primeiro diagnóstico de DAC. Cinquenta e cinco tinham sido diagnosticados com DAC, incluindo 4 com IM anterior documentado. Em geral, a coorte do estudo teve uma FEVE média de 68,1±15,1%. Isquemia miocárdica foi detectada em 95 (36,1%) pacientes. Trinta e nove (14,8%) tinham RTG, e todos apresentaram um padrão de DAC (RTG subendocárdico ou transmural). Nenhum paciente apresentou frequência cardíaca irregular (como fibrilação atrial) durante a aquisição da VOP. A VOP média foi 13,98±9,00 m/s. Histórico de hipertensão, diabetes mellitus, e pressão arterial sistólica foram preditores independentes de VOP elevada (>13,98 m/s) ( Tabela 2 ).

Tabela 1

– Características clínicas de pacientes com e sem VOP elevada

	Total (n=263)	VOP elevada (n=83)	VOP não elevada (n=180)	p-valor
Idade (anos)	77,3±5,2	77,9±5,1	77,1±5,2	0,19
Feminino	144 (54,8)	50 (60,2)	94 (52,2)	0,23
Índice de massa corporal (kg/m2)	26,3±4,1	26±4,1	26,4±4,2	0,49
PA sistólica (mmHg)	139,3±19,7	144,7±18,1	136,9±19,9	0,003
PA diastólica (mmHg)	70,5±11,1	71,4±11,3	70,2±10,9	0,42
Frequência cardíaca (pulsos/minuto)	76,6±13,9	76,6±15,5	76,6±13,2	0,99
Histórico clínico
Hipertensão	235 (89,4)	81 (97,6)	154 (85,6)	0,01
Diabetes mellitus	145 (55,1)	58 (69,9)	87 (48,3)	0,001
Hiperlipidemia	197 (74,9)	60 (72,3)	137 (76,1)	0,51
Doença arterial coronariana	55 (20,9)	20 (24,1)	35 (19,4)	0,39
Revascularização prévia	12 (4,6)	4 (4,8)	8 (4,4)	0,89
Acidente vascular isquêmico	13 (4,9)	3 (3,6)	10 (5,6)	0,50
Fumante	28 (10,6)	7 (8,4)	21 (11,7)	0,43
Medicamentos
IECA ou BRA	130 (49,4)	43 (51,8)	87 (48,3)	0,60
Aspirina	134 (50,9)	45 (54,2)	89 (49,4)	0,47
Betabloqueador	124 (47,2)	38 (45,8)	86 (47,8)	0,76
Bloqueador dos canais de cálcio	96 (36,5)	27 (32,5)	69 (38,3)	0,36
Estatina	147 (55,9)	50 (60,2)	97 (53,9)	0,34
RMC
Massa de VE (g/m2)	84,3±24,5	83,6±25,5	84,7±24,0	0,74
Fração de ejeção VE (%)	68,1±15,1	69,8±14,1	67,3±15,5	0,21
Isquemia miocárdica	95 (36,1)	28 (33,7)	67 (37,2)	0,58
Realce tardio pelo gadolínio	39 (14,8)	15 (18,1)	24 (13,3)	0,32
VOP (m/s)	13,98±9,00	22,09±12,28	10,24±2,22	<0,001

Os valores são números (porcentagens) ou média ± DP. Os valores em

Tabela 2

– Preditores de VOP elevada (>13,98 m/s)

	Análise univariada		Análise multivariada
	RC (IC 95%)	p-Valor	RC (IC 95%)	p-Valor
Idade (anos)	1,03 (0,98, 1,09)	0,19
Feminino	1,39 (0,82, 2,35)	0,23
Índice de massa corporal (kg/m2)	0,98 (0,92, 1,04)	0,49
PA sistólica (por 10 mmHg)	1,23 (1,07, 1,41)	0,003	1,23 (1,07, 1,42)	0,01
PA diastólica (por 10 mmHg)	1,10 (0,87, 1,40)	0,42
Hipertensão	6,84 (1,58, 29,54)	0,01	6,06 (1,36, 26,97)	0,02
Diabetes mellitus	2,48 (1,43, 4,31)	0,001	2,09 (1,18, 3,70)	0,01
Hiperlipidemia	0,82 (0,45, 1,48)	0,51
Doença arterial coronariana	1,32 (0,71, 2,54)	0,39
Revascularização prévia	1,09 (0,32, 3,72)	0,89
Acidente vascular isquêmico	0,64 (0,17, 2,38)	0,50
Fumante	0,70 (0,28, 1,71)	0,43
IECA ou BRA	1,15 (0,68, 1,93)	0,60
Aspirina	1,21 (0,72, 2,04)	0,47
Betabloqueador	0,92 (0,55, 1,56)	0,76
Bloqueador dos canais de cálcio	0,78 (0,45, 1,34)	0,36
Estatina	1,30 (0,76, 2,20)	0,34
Massa de VE (g/m2)	0,99 (0,98, 1,01)	0,74
Fração de ejeção VE (por 10%)	1,13 (0,94, 1,35)	0,21
Isquemia miocárdica	0,86 (0,50, 1,48)	0,58
Realce tardio pelo gadolínio	1,43 (0,71, 2,90)	0,32

Os valores em

Variabilidade intraobservador e interobservador na medição de VOP

Houve menos variabilidade intraobservador e interobservador nas medições de VOP por RMC-VP ( Figura 1 ). Para os 30 pacientes selecionados aleatoriamente, os valores médios de VOP±DP foram 9,88±2,73 m/s e 9,87±2,59 m/s para o primeiro observador na análise inicial e 4 semanas depois, respectivamente, e 9,94±2,67 m/s para o segundo observador na análise inicial. Não houve viés significativo (diferença média para intraobservador =0,01±0,49 m/s, p=0,98 e para interobservador =-0,03±0,35 m/s, p=0,93) ( Figura 1B e 1D , respectivamente).

Figura 1

– Variabilidade intraobservador e interobservador de medições de VOP. Correlação intraclasse (A para intraobservador e C para interobservador) e gráfico de Bland-Altman (B para intraobservador e D para interobservador). ICC: coeficiente de correlação intraclasse; VOP: velocidade de onda de pulso.

Resultados principais: MACE

Durante o período mediano de acompanhamento de 59,6 meses (faixa interquartil: 36,6, 68,2 meses), ocorreram 61 MACE. As características clínicas incluindo variáveis de RMC de pacientes com e sem MACE são apresentadas na Tabela suplementar 1 . Os pacientes com MACE tinham pressão arterial diastólica significativamente mais baixa, massa de VE mais alta, FEVE mais baixa, e maior prevalência de isquemia e RTG.

A Tabela 3 demonstra os eventos cardiovasculares na coorte do estudo. A Figura 2A apresenta as curvas de Kaplan-Meier de pacientes com e sem VOP elevada. Pacientes com VOP elevada tiveram índices de MACE significativamente mais altos que os dos pacientes com VOP não elevada. A Figura 2B apresenta as curvas de Kaplan-Meier estratificadas pela presença de isquemia e sem VOP elevada. Pacientes com VOP não elevada e isquemia negativa tiveram os melhores resultados, enquanto pacientes com VOP elevada e isquemia positiva tiveram os piores resultados. Observe que pacientes com VOP não elevada e isquemia positiva não tiveram diferença no índice de MACE se comparados a pacientes com VOP elevada e isquemia negativa (FC 2,03, IC 95% 0,89-4,63, p=0,09).

Tabela 3

– Eventos cardiovasculares

	Total (n=263)	VOP elevada (n=83)	VOP não elevada (n=180)	RC (IC 95%)	p-valor
MACEa	61 (23,2)	24 (28,9)	37 (20,6)	1,75 (1,05, 2,94)	0,03
Mortalidade cardíaca	5 (1,9)	2 (2,4)	3 (1,7)	1,68 (0,28, 10,07)	0,57
Infarto do miocárdio não fatal	24 (9,1)	9 (10,8)	15 (8,3)	1,60 (0,70, 3,67)	0,27
Hospitalização por insuficiência cardíaca	36 (13,7)	15 (18,1)	21 (11,7)	1,94 (0,99, 3,81)	0,05
Revascularização coronária tardia	16 (6,1)	5 (6,0)	11 (6,1)	1,17 (0,41, 3,39)	0,77
Acidente vascular isquêmico	11 (4,2)	7 (8,4)	4 (2,2)	5,04 (1,47, 17,32)	0,01

MACE = resultados compostos de mortalidade cardíaca, infarto do miocárdio não fatal, hospitalizados for insuficiência cardíaca, revascularização coronária tardia, e acidente vascular isquêmico.

Figura 2

– Curvas de Kaplan-Meier for MACE. Para toda a coorte, pacientes com VOP elevada tiveram índices de MACE significativamente mais altos que os dos pacientes com VOP não elevada (Figura 2A). A Figura 2B apresenta as curvas de Kaplan-Meier estratificadas pela presença de isquemia e sem VOP elevada. MACE: eventos cardiovasculares adversos maiores; VOP: velocidade de onda de pulso.

Uma curva ROC ( Figura 3 ) demonstrou o melhor valor de VOP de 11,16 m/s para prever MACE com uma sensibilidade de 71% e especificidade de 50%.

Figura 3

– Uma curva ROC demonstra o melhor valor de VOP para prever MACE. MACE: eventos cardiovasculares adversos maiores; VOP: velocidade de onda de pulso; ROC: característica de operação do recebedor.

Análises univariadas e multivariadas para previsão de MACE são apresentadas na Tabela 4 . A análise univariada demonstrou pressão arterial diastólica, histórico de DAC, massa no VE, FEVE, isquemia, RTG e VOP elevada como preditores. A análise multivariada revelou que pressão arterial diastólica, FEVE, isquemia, e VOP elevada são preditores independentes de MACE.

Tabela 4

– Preditores de MACE

	Análise univariada		Análise multivariada
	RC (IC 95%)	p-valor	RC (IC 95%)	p-valor
Idade (anos)	1,03 (0,98, 1,08)	0,29	1,02 (0,97, 1,08)	0,43
Feminino	1,01 (0,61, 1,67)	0,98
Índice de massa corporal (kg/m2)	0,95 (0,89, 1,01)	0,08
PA sistólica (por 10 mmHg)	0,89 (0,78, 1,02)	0,10
PA diastólica (por 10 mmHg)	0,75 (0,59, 0,96)	0,01	0,76 (0,59, 0,97)	0,03
Hipertensão	1,49 (0,60, 3,71)	0,40
Diabetes mellitus	1,17 (0,70, 1,94)	0,55
Hiperlipidemia	1,37 (0,73, 2,58)	0,33
Doença arterial coronariana	1,80 (1,02, 3,17)	0,04	1,25 (0,69, 2,26)	0,47
Revascularização prévia	1,56 (0,62, 3,89)	0,35
Acidente vascular isquêmico	0,63 (0,15, 2,58)	0,52
Fumante	1,37 (0,65, 2,88)	0,41
IECA ou BRA	1,39 (0,84, 2,31)	0,20
Aspirina	1,35 (0,81, 2,25)	0,25
Betabloqueador	1,15 (0,69, 1,89)	0,60
Bloqueador dos canais de cálcio	0,88 (0,52, 1,49)	0,62
Estatina	0,99 (0,60, 1,64)	0,97
Massa de VE (g/m2)	1,02 (1,01, 1,03)	0,001	1,01 (0,99, 1,02)	0,41
Fração de ejeção VE (por 10%)	0,75 (0,65, 0,86)	<0,001	0,84 (0,70, 0,99)	0,04
Isquemia miocárdica	3,10 (1,86, 5,18)	<0,001	2,26 (1,23, 4,14)	0,01
Realce tardio pelo gadolínio	2,30 (1,27, 4,19)	0,01	1,08 (0,55, 2,12)	0,8
VOP elevada (>13,98 m/s)	1,75 (1,05, 2,94)	0,03	1,99 (1,17, 3,40)	0,01

Os valores em

Valor prognóstico incremental da VOP

A Tabela 5 mostra o valor prognóstico incremental de dados clínicos e de RMC para a previsão de MACE. Quando o prognóstico foi avaliado de maneira hierárquica (somente dados clínicos, clínicos+FEVE, clínicos+FEVE+isquemia miocárdica, e clínicos+FEVE+isquemia miocárdica+VOP), FEVE e isquemia apresentaram um valor prognóstico incremental sobre os dados clínicos. A VOP acrescentou um valor prognóstico incremental adicional sobre FEVE e isquemia.

Tabela 5

– Valor prognóstico incremental da VOP para MACE

	Global 𝛘2	Aumento em 𝛘2	p-valor
Clínicos	10,19	–	–
Clínicos + FEVE	27,11	14,17	<0,001
Clínicos + FEVE + Isquemia miocárdica	38,55	10,02	0,01
Clínicos + FEVE + Isquemia miocárdica + VOP	45,21	7,25	0,01

Os valores em

Discussão

Os resultados mostram que a rigidez aórtica, avaliada por RMC-VP, é um forte preditor de MACE, independentemente de fatores de risco tradicionais, função cardíaca, isquemia miocárdica, e RTG, em pacientes idosos com suspeita de DAC ou DAC confirmada. A VOP também apresentou um valor prognóstico incremental em relação a dados clínicos, FEVE, e isquemia miocárdica.

Envelhecimento e alteração vascular

O envelhecimento vascular está associado com alterações nas propriedades mecânicas e estruturais da parede vascular, levando à perda de elasticidade arterial e redução da complacência arterial. A complacência arterial pode ser medida por vários parâmetros, tais como, velocidade da onda de pulso, índice de aumento, e complacência arterial sistêmica.

Muitos estudos investigaram os efeitos da idade na rigidez arterial.[1 , 2] A maioria sugere um aumento de VOP linear, relacionado à idade, e índice de aumento. Kim et al. demonstraram a relação entre idade e rigidez aórtica regional usando a RMC. Eles identificaram que a VOP regional era m ais alta na aorta torácica descendente e aumentada com a idade.[14] Vários outros fatores e doenças também influenciaram a rigidez arterial, incluindo hipertensão, diabetes mellitus, hiperlipidemia, e tabagismo.[15 - 18] Em nosso estudo, pacientes com VOP elevada também apresentaram maior prevalência de hipertensão, diabetes mellitus, e pressão arterial sistólica mais alta, se comparados àqueles com VOP não elevada, de forma consistente com relatórios anteriores.[15 , 16]

Medição de rigidez aórtica

A VOP carótido-femoral por tonometria é geralmente o método de medição aceito para rigidez aórtica. Essa técnica é usada na maioria dos estudos clínicos como forte preditor de eventos cardiovasculares.[3 , 4] Entretanto, esse método exige a medição presumida da distância aórtica da artéria carótida até a artéria femoral. A maioria dos estudos mediu a distância com fita sobre a superfície do corpo, levando a uma superestimativa da distância real percorrida pela onda de pulso.[3 , 4]

A medição de VOP usando a RMC é um dos métodos preferidos para se avaliar a rigidez aórtica, pois oferece alta resolução sem radiação ionizante. Além disso, a RMC pode medir a distância aórtica sem premissas geométricas, diferentemente da VOP carótido-femoral usando a tonometria. Os valores de VOP medidos por RMC em nossos estudos demonstraram imagens de alta qualidade com excelente reprodutibilidade, de forma consistente com um estudo anterior.[5]

Envelhecimento e doença arterial coronariana

A idade é um fator de risco forte e independente para o desenvolvimento de aterosclerose coronária. Uma proporção significativa de pacientes idosos apresentou sintomas atípicos tais como fadiga, dispneia, e desconforto epigástrico. Testes ergométricos também são menos viáveis em pacientes idosos devido à capacidade de exercício mais baixa associada com a idade avançada e comorbidades, bem como normalidades no ECG da linha de base que limitam a avalição isquêmica. A RMC com estresse vasodilatador é uma modalidade não invasiva preferida usada para detectar isquemia miocárdica com viabilidade nessa população.

A isquemia miocárdica foi detectada em 36,1% dos pacientes como o preditor mais forte de MACE de análises multivariadas. Os achados ocorreram com relatórios anteriores.[9 , 19] Evidências recentes sugerem que o RTG é um preditor poderoso de eventos cardiovasculares futuros em populações de pacientes abrangentes, incluindo adultos mais velhos.[20] O RTG foi detectado em 14,8% dos pacientes. Considerando a pequena proporção de pacientes com histórico de IM (<2%), nossos resultados demonstraram ‘IM não reconhecido’ em pacientes idosos, compatível com dados anteriores.[21 , 22]

VOP como preditor forte e independente nos idosos

A rigidez arterial é um preditor conhecido de eventos cardiovasculares. Vários estudos investigaram o valor prognóstico da rigidez arterial em adultos mais velhos aparentemente saudáveis,[3 , 4 , 23] com certas inconsistências. Dois estudos encontraram associação entre rigidez arterial e eventos cardiovasculares, mas essa associação parecia ser limitada em outro estudo.[3 , 4 , 23] Todos os estudos mediram a distância arterial para calcular a VOP pelo método da fita.[3 , 4 , 23] Considerando os resultados inconsistentes anteriores e limitações de medição de VOP, nosso estudo buscou provar a hipótese e avaliar a VOP e a RMC-VP, que tem vantagens sobre a tonometria, conforme mencionado anteriormente.

Lui et al. relataram uma forte associação entre rigidez aórtica e biomarcadores de estresse miocárdico (peptídeo natriurético) e dano miocárdico (troponina cardíaca de alta sensibilidade) entre adultos mais velhos sem doença cardíaca.[24] Também relatamos recentemente a associação da rigidez aórtica e a isquemia miocárdica, bem como o valor prognóstico da rigidez aórtica usando a RMC.[11 , 12] Nossos resultados mostraram um aumento de quase duas vezes mais MACE entre os idosos com VOP elevada que também apresentou um valor prognóstico incremental sobre dados clínicos e variáveis de RMC, incluindo FEVE e isquemia miocárdica. O principal fator de MACE mais alto em nossos pacientes com VOP elevada foi um índice mais alto de acidente vascular isquêmico. Isso era consistente com estudos anteriores que demonstraram que a rigidez aórtica aumentava o risco de acidente vascular isquêmico (FC variando entre 2 e 4, dependendo do valor de corte da VOP), e a VOP continuava sendo significativamente preditiva de acidente vascular após a padronização para fatores de risco cardiovascular clássicos.[3 , 4] Além disso, esses estudos incluíram adultos mais velhos e os idosos, assim como nosso estudo.[3 , 4]

Utilidade da RMC para uma avaliação abrangente de DAC e rigidez aórtica

A utilidade da RMC para avaliar DAC é cada vez mais reconhecida, especialmente a RMC com perfusão por estresse vasodilatador, e avaliações de viabilidade pela técnica de RTG. Em nosso estudo, VOP e testes de estresse foram incorporados a um protocolo abrangente como uma vantagem exclusiva da RMC. A VOP foi medida durante o período de espera entre estudos de viabilidade e estresse, e a técnica sem prender a respiração se mostrou conveniente para os pacientes. As imagens de VOP foram adquiridas aproximadamente 10 minutos após a injeção de adenosina. A adenosina pode afetar a complacência arterial, mas isso não alterou as medições de VOP neste estudo, considerando sua meia vida muito rápida (<10 segundos).

Terapia da rigidez aórtica

Para melhor evitar a ocorrência de eventos cardiovasculares, a modificação do estilo de vida bem como o tratamento anti-hipertensivo que reduza a rigidez aórtica devem ser considerados, ou seja, drogas que demonstraram sua eficácia na redução da VOP independentemente da redução da pressão arterial, incluindo os antagonistas do sistema renina-angiotensina-aldosterona e relaxamento de células do músculo liso por doadores de óxido nítrico ou moléculas relacionadas.[25 , 26] Entretanto, grandes ensaios clínicos ainda precisam ser realizados para demonstrar que a prevenção de eventos cardiovasculares por esses agentes está associada à redução da rigidez aórtica, independentemente da redução da pressão arterial.[25 , 26]

Limitações do estudo

Primeiramente, nosso estudo tinha uma população limitada, e algum nível de sobreajuste pode ter ocorrido durante as análises multivariadas; entretanto, a significância prognóstica da VOP foi demonstrada. Segundo, o estudo foi realizado em sujeitos asiáticos idosos, e a possibilidade de generalizar os dados para indivíduos mais jovens ou de outra etnia ainda não está certa. Terceiro, houve alguns valores de corte de VOP em adultos mais velhos/idosos sem doença cardiovascular de estudos anteriores (variando entre 9,5-13,2 m/s).[4 , 24] Entretanto, nenhum nível de corte padrão foi determinado para VOP usando RMC para essa população. Por último, variações em frequências cardíacas poderiam ter resultado em formas de onda de velocidade ligeiramente diferentes entre ciclos cardíacos, resultando em erros de medição de VOP. Entretanto, um estudo anterior de validação de VOP medida por RMC determinou concordância entre medições de pressão intra-aórtica invasivas.[5]

Conclusões

A rigidez aórtica avaliada por VOP baseada em RMC foi determinada como um marcador de risco forte e independente em pacientes idosos com suspeita de DAC ou DAC confirmada. Considerando o poder preditivo da VOP, a identificação de estratégias que possam evitar ou reduzir a rigidez pode ser importante na prevenção de eventos cardiovasculares. Esse aspecto exige investigações adicionais.

Introduction

Arterial stiffness increases with aging as an independent predictor of cardiovascular events, including mortality.[1 - 4] There are several ways to measure arterial stiffness, including ultrasonography, carotid-femoral tonometer, and cardiovascular magnetic resonance (CMR). Measurement of aortic pulse wave velocity (PWV) by a tonometer has been extensively used. However, CMR is often the preferred method. CMR-based PWV measurements have been well validated (compared with invasive pressure recordings) with high reproducibility.[5] Benefits of CMR include the provision of cross-sectional images covering the desired aortic length, high spatial resolution, and direct measurement of aortic length without geometric assumptions of the distance (in contrast to a tonometer), with no ionizing radiation.

Increased age is one of the most influential risk markers for cardiovascular disease (CVD), including coronary artery disease (CAD). CVD is responsible for over 80% of all deaths of individuals aged 65 or older in developed countries.[6] Therefore, diagnosis and risk stratification of CAD in elderly patients is crucial. CMR provides a comprehensive assessment of CAD with very high accuracy.[7] Moreover, adenosine stress CMR offers strong evidence for the prognosis of future cardiovascular events in patients with known or suspected CAD.[8] Previous data indicated that stress CMR performed in ambulatory elderly is safe and well tolerated.[9 , 10] CMR can assess PWV and perform a stress test in a single examination. We recently demonstrated the association of aortic stiffness and myocardial ischemia, as well as the prognostic value of aortic stiffness using CMR.[11 , 12] Nevertheless, limited data exist concerning the prognosis of PWV by CMR in elderly patients.

This study objective aimed to determine the prognostic value of PWV in terms of major adverse cardiovascular events (MACE) in elderly patients with known or suspected CAD.

Methods

Study population

This study enrolled consecutive patients older than 70 years with known or suspected CAD who were referred for adenosine stress CMR from October 2010 to February 2014 to our outpatient center. In our institution, aortic stiffness using PWV has been routinely incorporated in comprehensive CMR protocol for CAD evaluation. Detailed medical history was collected on the day of the CMR study.

Exclusion criteria included (1) incomplete CMR examination, (2) contraindications to CMR (e.g., pacemaker) or adenosine (e.g., high-grade atrioventricular block), (3) unstable clinical condition, (4) patients with aortic diseases involving PWV measurement (e.g., an aortic aneurysm[13] ), (5) poor CMR image quality, and (6) patients lacking follow-up data. Patients with a glomerular filtration rate of <30 ml/min/1.73 m2within 30 days before CMR were also excluded.

The institutional ethics committee approved this retrospective study and waived the need for additional written informed consent.

CMR protocol ( Supplemental Materials )

Cine, perfusion, and LGE image analyses ( Supplemental Materials )

PWV analysis11

Dedicated cardiovascular imaging software was applied for PWV analysis and performed independently from the perfusion study and LGE. Contours of mid-ascending and mid-descending thoracic aorta were drawn manually to achieve the flow (m/s) at both locations throughout all phases of the cardiac cycle. The corresponding flow-time curve was generated. Pulse wave arrival time was measured as the interception point of the linear extrapolation of the baseline and the steep early systolic stage, while aortic path length was determined by a multiplanar reconstruction of the axial half-Fourier acquisition from the steady-stage image. The reconstructed sagittal view of the path length was depicted as the centerline from the levels of the mid-ascending to the mid-descending thoracic aorta, corresponding to the same level obtained in VE-CMR.[11]

The PWV between the mid-ascending and mid-descending thoracic aorta was calculated as:

Where Δ x reflects the length of the aortic path between the mid-ascending and mid-descending thoracic aorta and Δ T represents the time delay between the arrival of the foot of the pulse wave at these two corresponding levels ( Supplemental Figure 1 ).

Intraobserver and interobserver variability of PWV measurement

Approximately 10% of the study cohort were randomly selected, using a Random Number Generator in Microsoft Excel, ver. 2016, to measure variability of the first observer 4 weeks after the initial analysis, and variability of the second independent observer, who was blinded to the initial results.

Clinical follow-up

Follow-up data were collected from clinical visits and medical records. Event adjudication was blinded to clinical and CMR data. Patients were followed up for MACE defined as composite outcomes for cardiac mortality, non-fatal myocardial infarction (MI), hospitalization for heart failure, late coronary revascularization (>180 days after CMR), and ischemic stroke. Need for revascularization therapy within 180 days after the CMR was considered to be triggered by the CMR results and therefore censored from analysis.

Statistical analysis

Statistical analyses were performed using IBM SPSS Statistics for Windows, version 20.0 (IBM Corp., Armonk, NY, USA). Continuous variables with normal distribution were presented as mean ± standard deviation (SD), and continuous variables with non-normal distribution were presented as median and interquartile range. Normality distribution of the variables was examined by the Kolmogorov-Smirnov test. Categorical variables were presented as absolute numbers and percentages. Patients were divided into two groups based on their PWV values. Elevated PWV and non-elevated PWV groups used the mean PWV value of all patients as the cut-off level. Intraobserver and interobserver variability for PWV measurements were expressed as intraclass correlation coefficient (ICC), 95% confidence interval (CI) and bias ±2 SDs (for limits of agreement) using the Bland-Altman analysis.

Differences between patients with elevated and non-elevated PWV, as well as with and without MACE, were compared using the student’s unpaired t-test or Mann-Whitney U test for continuous variables, and the chi-square test or Fisher’s exact test for categorical variables, as appropriate.

Composite outcomes between both groups were estimated using the Kaplan-Meier method and compared with the log-rank test. To analyze the predictors of MACE, a Cox-regression analysis was performed to assess univariable predictors. Variables (baseline characteristics, medications at the time of CMR, and CMR parameters) with a p-value <0.05 in the univariable analysis were included for multivariable analysis using the ENTER method. A receiver operating characteristic (ROC) analysis was used to determine the best value of PWV predicting MACE.

To assess the incremental prognostic value of significant predictors, global chi-square values were calculated after adding predictors in the following order: clinical, LVEF, myocardial ischemia, and PWV.

All statistical tests were two-tailed, while all p-values of less than 0.05 were considered to indicate statistical significance.

Results

Patient characteristics

A total of 269 patients were enrolled, with two excluded due to having an aortic aneurysm and four excluded due to a loss of follow-up data. No patients were excluded because of poor image quality, and 263 were included in the final analysis. Mean age was 77.3±5.2 years. Table 1 summarizes patient clinical data. Two hundred and eight patients were referred for the first diagnosis of CAD. Fifty-five had been previously diagnosed with CAD, including 4 with previously documented MI. Overall, the study cohort had a mean LVEF of 68.1±15.1%. Myocardial ischemia was detected in 95 (36.1%) patients. Thirty-nine (14.8%) had LGE, and all showed a CAD pattern (subendocardial or transmural LGE). No patient presented an irregular heart rate (such as atrial fibrillation) during the PWV acquisition. Mean PWV was 13.98±9.00 m/s. History of hypertension, diabetes mellitus, and systolic blood pressure were independent predictors of elevated PWV (>13.98 m/s) ( Table 2 ).

Table 1

– Clinical Characteristics of Patients with and without Elevated PWV

	Total (n=263)	Elevated PWV (n=83)	Non-elevated PWV (n=180)	p-Value
Age (years)	77.3±5.2	77.9±5.1	77.1±5.2	0.19
Female	144 (54.8)	50 (60.2)	94 (52.2)	0.23
Body mass index (kg/m2)	26.3±4.1	26±4.1	26.4±4.2	0.49
Systolic BP (mmHg)	139.3±19.7	144.7±18.1	136.9±19.9	0.003
Diastolic BP (mmHg)	70.5±11.1	71.4±11.3	70.2±10.9	0.42
Heart rate (beats/minute)	76.6±13.9	76.6±15.5	76.6±13.2	0.99
Clinical history
Hypertension	235 (89.4)	81 (97.6)	154 (85.6)	0.01
Diabetes mellitus	145 (55.1)	58 (69.9)	87 (48.3)	0.001
Hyperlipidemia	197 (74.9)	60 (72.3)	137 (76.1)	0.51
Coronary artery disease	55 (20.9)	20 (24.1)	35 (19.4)	0.39
Prior revascularization	12 (4.6)	4 (4.8)	8 (4.4)	0.89
Ischemic stroke	13 (4.9)	3 (3.6)	10 (5.6)	0.50
Cigarette smoker	28 (10.6)	7 (8.4)	21 (11.7)	0.43
Medications
ACEI or ARB	130 (49.4)	43 (51.8)	87 (48.3)	0.60
Aspirin	134 (50.9)	45 (54.2)	89 (49.4)	0.47
Beta blocker	124 (47.2)	38 (45.8)	86 (47.8)	0.76
Calcium channel blocker	96 (36.5)	27 (32.5)	69 (38.3)	0.36
Statin	147 (55.9)	50 (60.2)	97 (53.9)	0.34
CMR
LV mass (g)	84.3±24.5	83.6±25.5	84.7±24.0	0.74
LV ejection fraction (%)	68.1±15.1	69.8±14.1	67.3±15.5	0.21
Myocardial ischemia	95 (36.1)	28 (33.7)	67 (37.2)	0.58
Late gadolinium enhancement	39 (14.8)	15 (18.1)	24 (13.3)	0.32
PWV (m/s)	13.98±9.00	22.09±12.28	10.24±2.22	<0.001

Values are number (percentages) or mean±SD.

Table 2

– Predictors of Elevated PWV (>13.98 m/s)

	Univariate Analysis		Multivariate Analysis
	HR (95% CI)	p-Value	HR (95% CI)	p-Value
Age (years)	1.03 (0.98. 1.09)	0.19
Female	1.39 (0.82. 2.35)	0.23
Body mass index (kg/m2)	0.98 (0.92. 1.04)	0.49
Systolic BP (per 10 mmHg)	1.23 (1.07. 1.41)	0.003	1.23 (1.07. 1.42)	0.01
Diastolic BP (per 10 mmHg)	1.10 (0.87. 1.40)	0.42
Hypertension	6.84 (1.58. 29.54)	0.01	6.06 (1.36. 26.97)	0.02
Diabetes mellitus	2.48 (1.43. 4.31)	0.001	2.09 (1.18. 3.70)	0.01
Hyperlipidemia	0.82 (0.45. 1.48)	0.51
Coronary artery disease	1.32 (0.71. 2.54)	0.39
Prior revascularization	1.09 (0.32. 3.72)	0.89
Ischemic stroke	0.64 (0.17. 2.38)	0.50
Cigarette smoker	0.70 (0.28. 1.71)	0.43
ACEI or ARB	1.15 (0.68. 1.93)	0.60
Aspirin	1.21 (0.72. 2.04)	0.47
Beta blocker	0.92 (0.55. 1.56)	0.76
Calcium channel blocker	0.78 (0.45. 1.34)	0.36
Statin	1.30 (0.76. 2.20)	0.34
LV mass (g)	0.99 (0.98. 1.01)	0.74
LV ejection fraction (per 10%)	1.13 (0.94. 1.35)	0.21
Myocardial ischemia	0.86 (0.50. 1.48)	0.58
Late gadolinium enhancement	1.43 (0.71. 2.90)	0.32

Intraobserver and interobserver variability for PWV measurement

There was less intraobserver and interobserver variability for PWV measurements by VE-CMR ( Figure 1 ). For the 30 randomly selected patients, mean PWV±SD values were 9.88±2.73 m/s and 9.87±2.59 m/s for the first observer in the initial analysis and 4 weeks later, respectively, and 9.94±2.67 m/s for the second observer in the initial analysis. There was no significant bias (mean difference for intraobserver=0.01±0.49 m/s, p=0.98 and for interobserver=-0.03±0.35 m/s, p=0.93) ( Figure 1B and 1D , respectively).

Figure 1

– Intraobserver and interobserver variability of PWV measurements. Intraclass correlation (A for intraobserver and C for interobserver) and Bland-Altman plot (B for intraobserver and D for interobserver). ICC: intraclass correlation coefficient; PWV: pulse wave velocity.

Primary outcome: MACE

During the median follow-up period of 59.6 months (interquartile range: 36.6, 68.2 months), 61 MACE occurred. Clinical characteristics including CMR variables of patients with and without MACE are shown in Supplemental Table 1 . Patients with MACE had significantly lower diastolic blood pressure, higher LV mass, lower LVEF, and a higher prevalence of ischemia and LGE.

Table 3 demonstrates cardiovascular events in the study cohort. Figure 2A shows the Kaplan-Meier curves of patients with and without elevated PWV. Patients with elevated PWV had significantly higher rates of MACE than those with non-elevated PWV. Figure 2B demonstrates the Kaplan-Meier curves stratified by the presence of ischemia with and without elevated PWV. Patients with non-elevated PWV and negative ischemia had the best outcome, while the patients with elevated PWV and positive ischemia had the worst outcome. Note that the patients with non-elevated PWV and positive ischemia had no difference in the rate of MACE compared to the patients with elevated PWV and negative ischemia (HR 2.03, 95% CI 0.89-4.63, p=0.09).

Table 3

– Cardiovascular Events

	Total (n=263)	Elevated PWV (n=83)	Non-elevated PWV (n=180)	HR (95% CI)	p-Value
MACEa	61 (23.2)	24 (28.9)	37 (20.6)	1.75 (1.05. 2.94)	0.03
Cardiac mortality	5 (1.9)	2 (2.4)	3 (1.7)	1.68 (0.28. 10.07)	0.57
Nonfatal myocardial infarction	24 (9.1)	9 (10.8)	15 (8.3)	1.60 (0.70. 3.67)	0.27
Hospitalization for heart failure	36 (13.7)	15 (18.1)	21 (11.7)	1.94 (0.99. 3.81)	0.05
Late coronary revascularization	16 (6.1)	5 (6.0)	11 (6.1)	1.17 (0.41. 3.39)	0.77
Ischemic stroke	11 (4.2)	7 (8.4)	4 (2.2)	5.04 (1.47. 17.32)	0.01

MACE = composite outcomes of cardiac mortality, nonfatal myocardial infarction, hospitalized for heart failure, late coronary revascularization, and ischemic stroke.

Figure 2

– Kaplan-Meier curves for MACE. For the whole cohort, patients with elevated PWV had significantly higher rates of MACE than those with non-elevated PWV (Figure 2A). Figure 2B demonstrates the Kaplan-Meier curves stratified by the presence of ischemia with and without elevated PWV. MACE: major cardiovascular events; PWV: pulse wave velocity.

A ROC curve ( Figure 3 ) demonstrated the best value of PWV of 11.16 m/s to predict MACE with a sensitivity of 71% and specificity of 50%.

Figure 3

– A ROC curve demonstrates the best value of PWV to predict MACE. MACE: major cardiovascular events; PWV: pulse wave velocity; ROC: receiver operating characteristic.

Univariate and multivariate analyses for prediction of MACE are shown in Table 4 . Univariate analysis demonstrated diastolic blood pressure, history of CAD, LV mass, LVEF, ischemia, LGE, and elevated PWV as predictors. Multivariate analysis revealed diastolic blood pressure, LVEF, ischemia, and elevated PWV as independent predictors for MACE.

Table 4

– Predictors of MACE

	Univariate Analysis		Multivariate Analysis
	HR (95% CI)	p-Value	HR (95% CI)	p-Value
Age (years)	1.03 (0.98. 1.08)	0.29	1.02 (0.97. 1.08)	0.43
Female	1.01 (0.61. 1.67)	0.98
Body mass index (kg/m2)	0.95 (0.89. 1.01)	0.08
Systolic BP (per 10 mmHg)	0.89 (0.78. 1.02)	0.10
Diastolic BP (per 10 mmHg)	0.75 (0.59. 0.96)	0.01	0.76 (0.59. 0.97)	0.03
Hypertension	1.49 (0.60. 3.71)	0.40
Diabetes mellitus	1.17 (0.70. 1.94)	0.55
Hyperlipidemia	1.37 (0.73. 2.58)	0.33
Coronary artery disease	1.80 (1.02. 3.17)	0.04	1.25 (0.69. 2.26)	0.47
Prior revascularization	1.56 (0.62. 3.89)	0.35
Ischemic stroke	0.63 (0.15. 2.58)	0.52
Cigarette smoker	1.37 (0.65. 2.88)	0.41
ACEI or ARB	1.39 (0.84. 2.31)	0.20
Aspirin	1.35 (0.81. 2.25)	0.25
Beta blocker	1.15 (0.69. 1.89)	0.60
Calcium channel blocker	0.88 (0.52. 1.49)	0.62
Statin	0.99 (0.60. 1.64)	0.97
LV mass (g)	1.02 (1.01. 1.03)	0.001	1.01 (0.99. 1.02)	0.41
LV ejection fraction (per 10%)	0.75 (0.65. 0.86)	<0.001	0.84 (0.70. 0.99)	0.04
Myocardial ischemia	3.10 (1.86. 5.18)	<0.001	2.26 (1.23. 4.14)	0.01
Late gadolinium enhancement	2.30 (1.27. 4.19)	0.01	1.08 (0.55. 2.12)	0.8
Elevated PWV (>13.98 m/s)	1.75 (1.05. 2.94)	0.03	1.99 (1.17. 3.40)	0.01

Incremental prognostic value of PWV

Table 5 shows an incremental prognostic value of clinical and CMR data for the prediction of MACE. When the prognosis was assessed in a hierarchical manner (clinical only, clinical+LVEF, clinical+LVEF+myocardial ischemia, and clinical+LVEF+myocardial ischemia+PWV), LVEF and ischemia provided an incremental prognostic value over clinical data. PWV added a further incremental prognostic value over LVEF, and ischemia.

Table 5

– Incremental Prognostic Value of PWV for MACE

	Global 𝛘2	Increase in 𝛘2	p-value
Clinical	10.19	–	–
Clinical + LVEF	27.11	14.17	<0.001
Clinical + LVEF + Myocardial ischemia	38.55	10.02	0.01
Clinical + LVEF + Myocardial ischemia + PWV	45.21	7.25	0.01

Discussion

Results demonstrated aortic stiffness, assessed by VE-CMR, as a strong predictor of MACE, regardless of traditional risk factors, cardiac function, myocardial ischemia, and LGE in elderly patients with known or suspected CAD. PWV also provided an incremental prognostic value over clinical data, LVEF, and myocardial ischemia.

Aging and vascular change

Vascular aging is associated with changes in the mechanical and structural properties of the vascular wall, leading to a loss of arterial elasticity and reduced arterial compliance. Arterial compliance can be measured by different parameters, such as pulse wave velocity, augmentation index, and systemic arterial compliance.

Many studies have investigated the effects of age on arterial stiffness,[1 , 2] with most suggesting a linear, age-related increase in PWV and augmentation index. Kim et al. demonstrated the relationship between age and regional aortic stiffness using CMR. They found that the regional PWV was highest in the descending thoracic aorta and increased with age.[14] Several other factors and diseases also influence arterial stiffness, including hypertension, diabetes mellitus, hyperlipidemia, and smoking[15 - 18] In our study, patients with elevated PWV also showed an increased prevalence of hypertension, diabetes mellitus, and higher systolic blood pressure when compared to those with non-elevated PWV, which is consistent with previous reports.[15 , 16]

Measurement of aortic stiffness

Carotid-femoral PWV using a tonometer is the generally accepted measurement method for aortic stiffness. This technique is used in most clinical studies as a strong predictor of cardiovascular events.[3 , 4] However, this method requires the assumed measurement of the aortic distance from the carotid to femoral arteries. Most studies measured this distance with tape over the surface of the body, leading to an overestimation of the real distance traveled by the pulse wave.[3 , 4]

PWV measurement using CMR is one of the preferred methods to evaluate aortic stiffness, providing high resolution without ionizing radiation. Moreover, CMR can measure aortic distance without geometrical assumptions, unlike carotid-femoral PWV using tonometry. PWV values measured by CMR in our study demonstrated high-quality images with excellent reproducibility, which is consistent with a previous study.[5]

Aging and coronary artery disease

Age is a strong and independent risk factor for the development of coronary atherosclerosis. A significant proportion of elderly patients presented atypical symptoms, such as fatigue, dyspnea, and epigastric discomfort. Exercise testing is also less feasible in elderly patients due to the lower exercise capacity associated with advanced age and co-morbidities, as well as baseline ECG abnormalities that limit ischemic assessments. Vasodilatory stress CMR is a preferred non-invasive modality used to detect myocardial ischemia with viability in this population.

Myocardial ischemia was detected in 36.1% of the patients as the strongest predictor of MACE from a multivariate analysis. Findings concurred with previous reports.[9 , 19] Recent evidence suggests that LGE is a powerful predictor of future cardiovascular events in wide-ranging patient populations, including older adults.[20] LGE was detected in 14.8% of the patients. Given the very small proportion of patients with a history of MI (<2%), our results demonstrated ‘unrecognized MI’ in elderly patients, which is compatible with previous data.[21 , 22]

PWV as a strong and independent prognosticator in the elderly

Arterial stiffness is a well-known predictor of cardiovascular events. Several studies investigated the prognostic value of arterial stiffness in apparently healthy older adults,[3 , 4 , 23] with certain inconsistencies. Two studies found an association between arterial stiffness and cardiovascular events, but this association appeared to be limited in another study.[3 , 4 , 23] All studies measured arterial distance to calculate PWV by the tape method.[3 , 4 , 23] Given previous inconsistent results and limitations of PWV measurement, our study sought to prove the hypothesis and assess PWV by VE-CMR, which has advantages over tonometry, as previously mentioned.

Lui et al. reported a strong association between aortic stiffness and biomarkers of both myocardial stress (natriuretic peptide) and damage (high-sensitivity cardiac troponin-T) among older adults without cardiac disease.[24] Our research team also recently reported the association of aortic stiffness and myocardial ischemia as well as the prognostic value of aortic stiffness using CMR.[11 , 12] Our results showed an almost 2-fold increase in MACE among the elderly with elevated PWV, which also provided an incremental prognostic value over clinical data and CMR variables, including LVEF and myocardial ischemia. The main driver of higher MACE in our patients with elevated PWV was a higher rate of ischemic stroke. This was consistent with previous studies that aortic stiffness increased the risk of ischemic stroke (HR ranged from[2 - 4] , depending on the cutoff of PWV), while PWV remained significantly predictive of stroke after adjustment for classical cardiovascular risk factors.[3 , 4] Additionally, these studies included older adults and the elderly, similar to our study.[3 , 4]

Usefulness of CMR for a comprehensive assessment of CAD and aortic stiffness

The use of CMR to evaluate CAD is being increasingly recognized, particularly as vasodilator stress perfusion CMR and viability assessments by LGE technique. In our study, PWV and stress tests were incorporated into a comprehensive protocol as the unique advantage of CMR. PWV was measured during the waiting period between the stress and viability studies, and the non-breath-hold technique proved convenient for patients. PWV images were acquired approximately 10 minutes after adenosine injection. Adenosine may affect arterial compliance, but this did not alter PWV measurements in this study, given its very rapid half-life (<10 seconds).

Therapy of aortic stiffness

To better prevent the occurrence of cardiovascular events, lifestyle modification, as well as antihypertensive treatment that reduce aortic stiffness should be considered, i.e., drugs that have demonstrated their efficacy in reducing PWV regardless of the reduction in blood pressure, including the renin-angiotensin-aldosterone-system antagonists and smooth muscle cell relaxation by nitric oxide donors or related molecules.[25 , 26] However, large clinical trials have yet to be performed to demonstrate that the prevention of cardiovascular events by these agents is associated with the reduction in aortic stiffness, regardless of blood pressure reduction.[25 , 26]

Study limitations

First, our study had a limited population, and some degree of overfitting may have occurred during the multivariate analyses; however, the prognostic significance of PWV was demonstrated. Second, the study was conducted on elderly Asian subjects, and data generalizability to younger individuals or other ethnicities remains uncertain. Third, there were some PWV cutoff values in older adults/elderly without cardiovascular disease from prior studies (ranged 9.5-13.2 m/s).[4 , 24] However, no standard cutoff level was determined for PWV using CMR for this population. Finally, variations in heart rates could have resulted in slightly different velocity waveforms between cardiac cycles, resulting in PWV measurement errors. However, a previous validation study of PWV measured by CMR determined agreement between invasive intra-aortic pressure measurements.[5]

Conclusions

Aortic stiffness assessed by CMR-based PWV was determined as a strong and independent risk marker in elderly patients with known or suspected CAD. Given the predictive power of PWV, identifying strategies that can prevent or reduce stiffening may be important in the prevention of cardiovascular events. This aspect requires further investigation.