Marcelo Tavares
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
The left atrium (LA) has historically been considered a passive chamber that conducts blood flow between the pulmonary veins and the left ventricle (LV). Advances in cardiovascular physiology and imaging techniques have highlighted its active role in modulating cardiac output, ventricular diastolic function, and the stratification of various heart diseases. Assessment of the LA has evolved over the years into a multiparametric functional approach, consolidated as an essential component of modern echocardiography. The systematic incorporation of volumetric parameters, atrial strain, and atrial stiffness allows for a more precise characterization of cardiovascular pathophysiology and improves prognostic stratification, thus supporting more informed clinical decisions.
For many years, the left atrium (LA) was analyzed solely as a segment of transition between the pulmonary veins and the left ventricle (LV), traditionally considered the primary pump of the heart. Over time, with a better understanding of the physiology of systolic and diastolic flows, this concept has given way to that of a chamber that plays a fundamental role in maintaining adequate cardiac output. It has likewise been established that alterations related to the LA directly influence pulmonary pressures and right chamber hemodynamics.
This review article provides a discussion ranging from the most basic concepts related to the LA to the new frontiers that have recently emerged with the understanding of the complex mechanics of this chamber in relation to cardiac function (Central Illustration).
The LA is located in the most posterior position of the heart, posterior and slightly superior to the right atrium (RA). It is separated from the RA by a fibromuscular wall called the interatrial septum. The posterior part of the LA is smooth and generally receives four pulmonary veins (two superior and two inferior), which return oxygenated blood from the lungs. The anterior portion of the LA is trabeculated and contains pectinate muscles, which are less numerous than those of the RA.
The LA fulfills three main physiological functions that influence the filling and performance of the LV (
There is currently extensive literature supporting the understanding of the prognostic correlation between LA function and maximum volume in diverse conditions, including atrial fibrillation (AF), heart failure (HF), coronary artery disease, mitral regurgitation, mitral stenosis, diastolic dysfunction, stroke, hypertrophic cardiomyopathy, and chronic kidney disease.
The first method for quantifying LA dimensions was derived from linear measurements performed using M-mode. This parameter was fundamental for establishing normality and follow-up values, allowing studies to be conducted with more regular measurements and low variability in longitudinal follow-up. The most widely used linear dimension measurement is the anteroposterior diameter of the LA in the parasternal longitudinal axis, initially using M-mode echocardiography, subsequently performed using anatomical M-mode, and more recently guided by two-dimensional (2D) echocardiography.
It is worth noting that assessment of LA size using only the anteroposterior diameter assumes that, when the LA increases in size, all of its dimensions change proportionally, which is often not the case during atrial remodeling.
LA area has emerged as a more accurate analytical parameter than anteroposterior diameter for quantifying the size of both the LA and RA. For this measurement, atrial area planimetry should be performed in the apical two- and four-chamber views. Normal values for these cavities have been standardized and established over the years (LA ≤ 20 cm2 and RA ≤ 18 cm2). Despite this improved accuracy in relation to diameter measurement, area assessment has not been shown to be a perfect substitute given that atrial volume is the ultimate measurement to be obtained. With the progressive improvement of 2D imaging, associated with the automation of volume acquisition and the more robust literature on normal values and prognostic data of atrial volumes, it is currently unnecessary to include LA area in the final report.
Assessment of volumes and their prognostic correlation is supported by robust scientific evidence. Considerations regarding their acquisition and measurement are fundamental to avoid errors in measurement and consequent clinical interpretation.
First, it is necessary to understand that the longitudinal axes of the LV and LA often lie in different planes; consequently, dedicated LA acquisitions from the apical window should be obtained for more reliable measurements of atrial volume. The LA base should be visualized at its maximal diameter, indicating that the image plane passes through the maximum area of the central axis. The length should also be maximized to ensure correct alignment along the true axis of the LA (
Length is measured from the mitral annulus to the superior wall of the LA. Long-axis lengths should not vary by more than 5 mm between the two echocardiographic views. If this variation is greater than 5 mm, the apical images should be reassessed. When tracing the endocardial borders, the LA appendage and pulmonary veins should be excluded from final analysis.
Most ultrasound systems automatically calculate biplanar LA volume, after correctly delineating the atrial endocardium, using both the area-length method and the disc summation method (modified Simpson). For the area-length method, the shorter length obtained (in the two- or four-chamber view) is used to calculate LA volume. In contrast, for the disc summation method, the longer of the two measured lengths is used. It is worth noting that the area-length method consistently produces larger LA volumes than the disk summation method.
The American Society of Echocardiography currently recommends the disk summation method for calculating LA volume, as it involves fewer geometric assumptions about LA shape. More recently, the semi-automated use of endocardial border tracking has provided volumes that correlate well with volumes acquired by three-dimensional (3D) echocardiography, computed tomography (CT), and cardiac magnetic resonance imaging (CMR), demonstrating lower interobserver variability than manual tracing. It is worth emphasizing that, despite the correlation, 2D echocardiographic volumes will always yield smaller values than those acquired by 3D methods. Given that volume calculation varies according to the technique, it is important for laboratories to consistently use the same technique.
Patient size is one of the main determinants of LA size, and absolute LA volumes are larger in men than in women; therefore, indexing by body surface area partially corrects for this variability. Since 2015, the American Society of Echocardiography guideline for cardiac chamber quantification considers LA volume index values > 34 mL/m2 to be abnormal. This value was based on observational studies with more than 6,000 patients without a history of AF or valvular heart disease, demonstrating that an indexed volume above 34 mL/m2 was an independent predictor of death, HF, AF, and stroke (
The main issue with the currently recommended grading values for LA volume (mildly enlarged = 35 to 41 mL/m2, moderately enlarged = 42 to 48 mL/m2, and severely enlarged > 48 mL/m2) is the narrow range between different categories. Consequently, even small measurement errors can result in incorrect classification of the degree of LA enlargement.
A study published by Esther et al. in the
| Men: ≤ 34 mL/m2 |
Men: ≥ 35 mL/m2 |
||
| Men: ≤ 35.7 mL/m |
Men: ≥ 35.8 mL/m |
||
| Men: ≤ 18.5 mL/m2 |
Men: ≥ 18.6 mL/m2 |
LA: left atrium. Adapted from Davis et al. J Am Coll Cardiol Img, 2022.
These calculations, even with the various additional indexing corrections, still consider geometric assumptions that underestimate the final volume, which should also be considered in interpretation.
After accurate volumetric acquisition of the LA during the cardiac cycle, an important parameter of atrial function can be obtained, namely, left atrial ejection fraction (LAEF). As shown in
Based on these volumes, the following three main values are obtained: total ejection fraction (reservoir) derived from LAVmax and LAVmin, passive ejection fraction (conduit) derived from LAVmax and LAVpreA, and active ejection fraction (contraction) derived from LAVpreA and LAVmin, according to the formulas below:
It is worth noting that the active ejection fraction, as it depends on atrial contraction, cannot be assessed in the absence of sinus rhythm.
These parameters can be assessed using different imaging techniques: 2D and 3D echocardiography, CT, or CMR. Using dedicated software for quantifying LA volume, volumetric and functional assessment at different stages has become more accurate, reproducible, and less time-consuming compared to classic 2D analysis.
| Normal values for LA size and function derived from 1,765 healthy adults (results from the World Alliance Societies of Echocardiography Study) | ||
|---|---|---|
| Volume parameters | 2D | 3D |
| Maximum volume (mL) | 45.9 ± 15.7 | 49.9 ± 14.1 |
| Maximum indexed volume (mL/m2) | 25.7 ± 7.9 | 28.1 ± 6.9 |
| Minimum volume (mL) | 19.0 ± 7.2 | |
| Minimum indexed volume (mL/m2) | 10.7 ± 3.7 | |
| Pre-A volume (mL/m2) | 31.6 ± 10.8 | |
| Indexed pre-A volume (mL/m2) | 17.8 ± 5.5 | |
| Reservoir volume (mL) | 30.9 ± 9.0 | |
| Indexed reservoir volume (mL/m2) | 17.4 ± 4.5 | |
| Conduit volume (mL) | 18.4 ± 6.4 | |
| Indexed conduit volume (mL/m2) | 10.4 ± 3.4 | |
Values are shown as mean ± standard deviation. 2D: two-dimensional echocardiography; 3D: three-dimensional echocardiography; LA: left atrium; pre-A: immediately before atrial contraction.
Data not provided by WASE, 2022.
| Normal values for LA size and function derived from 1,765 healthy adults (results from the World Alliance Societies of Echocardiography Study) | ||
|---|---|---|
| Function parameters | 2D | 3D |
| Ejection fraction (%) | 65.7 ± 8.4 | 62.2 ± 7.7 |
| Passive ejection fraction (%) | 37.7 ± 11.0 | |
| Active ejection fraction (%) | 39.5 ± 9.5 | |
| Reservoir strain (%) | 42.1 ± 10.0 | |
| Conduit strain (%) | 27.7 ± 9.7 | |
| Contractile strain (%) | 14.4 ± 6.3 | |
Values are shown as mean ± standard deviation.2D: two-dimensional echocardiography; 3D: three-dimensional echocardiography; LA: left atrium.
Data not provided by WASE, 2022.
In patients with severe aortic stenosis, LAEF has proven useful for prognostic assessment. Cutoff values below 37% have shown superiority even in relation to maximum velocity and mean gradient for predicting mortality.
Regarding arrhythmias, when evaluating only patients with AF, reduced LAEF was associated with worse cardiovascular outcomes, regardless of LV ejection fraction.
Considering the clinical importance of LAEF and the increasing availability of this tool in echocardiography equipment, this parameter should be routinely reported.
In the last two decades, 3D echocardiography has become the modality of choice for volumetric quantification of cardiac chambers, with stronger correlation with CMR and less inter- and intraobserver variability. In a multicenter study with 92 patients with varying LA volumes, the agreement for the classification of enlarged LA using a cutoff point > 34 mL/m2 showed a kappa coefficient of agreement of 0.88 between 3D echocardiography and CMR, compared to a kappa of 0.71 for the same analysis with 2D echocardiography and CMR.
Some of the main advantages of this method include:
Similar to 2D echocardiographic assessment of LA volumes, indexing 3D LA volumes to body surface area reduced sex differences. A small, yet significant increase in LA volume on 3D echocardiography has been observed with aging.
Currently, the main limitations of this analysis are temporal resolution, as well as the limited data regarding normal reference and prognostic values among diverse diseases.
Assessment of LA function by means of strain allows for more detailed analysis of each phase of atrial physiology. The ability to discriminate between passive and active movement, angle independence, reduced tethering effects, lower load dependence, and tracking of the movement of each segment of the atrial wall allow for a better understanding of atrial function.
LA strain is preferably measured by the speckle tracking method. For this purpose, the endocardial borders of the LA are manually or automatically traced on high-quality 2D images obtained at a frame rate between 50 and 90 frames/second. The need to acquire images in dedicated, non-shortened windows (as opposed to a conventional window optimized for the LV) to obtain LA strain measurements is a relatively recent concept and an essential parameter.
The European Society of Cardiovascular Imaging and the American Society of Echocardiography recommend using the LA strain value obtained from apical two- and four-chamber images, avoiding shortening, although strain analysis from the apical four-chamber window alone is also commonly performed and has proven accurate and reproducible. Dedicated software for LA strain analysis should be used, when available, to reduce variability and measurement errors.
As an additional recommendation, it is advised to obtain an image with the acquisition focused on the LA and a region of interest with a thickness of approximately 3 mm, due to the thin atrial wall.
Two different temporal trigger approaches are available to quantify LA strain using the speckle tracking method. The first approach uses the beginning of the QRS complex derived from the electrocardiogram as a starting point (R-R trigger) and measures two key types of LA strain:
The difference between LASr and LASct represents left atrial conduit strain (LAScd).
The second approach uses the P wave of the electrocardiogram as a starting point (P-P trigger), allowing the measurement of two deformations: the first descending, which corresponds to SAEct, and the second ascending, which corresponds to atrial relaxation and reservoir function.
Atrial parameters are smaller for the P-P interval-gated analysis compared to R-R gating. It is important to emphasize the impossibility of applying this analysis to patients with AF when P-P gating is used. Another point to highlight is that most studies published around the world have used R-R gating, making it the recommended method for measuring LA deformation.
The clinical importance of LASr has been reinforced by several studies demonstrating its independent prognostic value. The main studies conducted to date have validated this parameter as a prognostic marker in the following scenarios:
Acute myocardial infarction
Chronic coronary syndrome
Cardio-oncology
≥ moderate valvular disease (single or multiple valves)
Dilated cardiomyopathy
Acute or chronic HF
Cardiac resynchronization therapy
Athlete's heart
Takotsubo syndrome
Normal LASr, LAScd, and LASct values are provided in
| Normal values |
||
|---|---|---|
| Phases | Valores de referência | |
Values < 23% associated with worse prognosis Diastolic guidelines (values < 18% associated with increased LV filling pressures) |
||
CI: confidence interval; LAScd: left atrial conduit strain; LASct: left atrial contraction strain; LASr: left atrial reservoir strain; LV: left ventricle.
| LASr | ||
|---|---|---|
| Atrial fibrillation |
LASr < 23% predicts recurrence of AF after ablation. | |
| HFpEF |
LASr was an early and sensitive marker of increased LV filling pressure. | |
| Valvular diseases |
LASr < 25% in severe mitral regurgitation identified patients with worse prognosis regardless of ejection fraction. | |
| Oncology |
LASr < 25% predicts cardiotoxicity earlier than LV strain. | |
HFpEF: heart failure with preserved left ventricular ejection fraction; LASr: left atrial reservoir strain; LV: left ventricle; AF: atrial fibrillation
Segments adjacent to the mitral annulus, particularly in the inferior wall, normally exhibit higher strain values than those in the mid and superior (roof) segments of the LA. The lowest LA strain values are found in the LA roof, in the region of pulmonary vein insertion, where the heart is anchored to the mediastinum.
Regional differences in LA strain may potentially be useful for assessing LA dyssynchrony, a parameter used as an indirect measure of heterogeneous LA fibrosis and dysfunction that can predict AF recurrence after radiofrequency ablation.
Mechanical dispersion of the LA or LA dyssynchrony, calculated as the standard deviation of the time to maximum strain of LA segments, was also evaluated for both reservoir and contractile strain, and both measures demonstrated value in predicting AF recurrence.
The main limitations are related to the very thin LA walls, the interatrial septum which is often associated with hypermobility or aneurysm, the dependence on geometric assumptions in the regions of pulmonary vein and LA appendage insertion, in addition to the image field being presented in the most distal segment on echocardiographic analysis, and the fact that the LA is located in the most distant field during echocardiographic analysis.
Initially based on invasive hemodynamic studies, the assessment of LV stiffness and compliance constituted the initial pillars for identifying increased filling pressures and the development of LV diastology. In the case of patients with reduced ejection fraction, the elevation of filling pressures was more easily understood in light of systolic dysfunction. In patients with preserved ejection fraction, this interpretation became less straightforward, which prompted a deeper study of diastolic function.
With the incorporation of Doppler into echocardiography, there was a leap in quality in the non-invasive assessment of filling pressures, and studies emerged classifying another type of HF, diastolic HF, a term that would later be superseded by the preferred term heart failure with preserved left ventricular ejection fraction (HFpEF). The first guideline that guided the systematic assessment of LV diastole was published in 2009, already considering atrial variables for this assessment.
The LA and LV are structures arranged in series in the circulatory system, with the atrium serving the antechamber for the LV. Due to this close connection, LV diastolic function has a great influence on LA pressure and function. LA assessment, therefore, provides valuable information that can corroborate the identification and grading of LV diastolic dysfunction. This assessment was initially limited to analysis of transmitral flow and pulmonary venous flow. With the advent of new technologies, the identification of increased LA pressure has been made possible by more accurate variables: tissue Doppler of the mitral annulus during initial ventricular filling (e′ wave) and its relationship with the mitral E wave, with a mean E/e′ ratio greater than 14 being indicative of increased LA pressure. These variables, although important, may not be conclusive in some scenarios such as an E/e′ ratio between 8 and 14, mitral annulus calcification, atrial arrhythmias, and fusion of the E and A waves.
In 2025, the latest update of the guidelines for assessing LV diastolic function expanded the range of tools for this assessment. Among other variables, LASr less than or equal to 18% was included as another data point to be considered in this analysis. This addition was especially useful in the analysis of patients with preserved ejection fraction, a group in which strain alteration has high specificity for identifying increased LA pressure. With these additions and a new assessment flowchart, all patients previously classified as having indeterminate diastolic function (18.8% applying the 2016 criteria) were classified as having normal diastolic function or classified as having some degree of diastolic dysfunction, reducing the likelihood of inadequate quantification of diastolic dysfunction.
In practice, this new guideline added parameters that increased the importance of the LA in diastology. The American Society of Echocardiography's Recommendations for the Evaluation of Left Ventricular Diastolic Function by Echocardiography and for HF With Preserved Ejection Fraction can be consulted for further guidance on diastolic assessment.
Impaired LA strain is closely related to the clinical presentation and diagnosis of HFpEF. When LA strain is used in conjunction with pulmonary artery occlusion pressure, invasively measured by catheterization, or with the E wave velocity/mitral e′ velocity ratio (E/e′), the LA stiffness index can be derived.
The LA stiffness index can be estimated using the following two echocardiographic variables:
E/e′ ratio
The E/e′/LASr ratio is a relatively simple and non-invasive parameter to obtain and has shown good correlation with NT-proBNP and conventional echocardiographic diastolic parameters, including E/e′, indexed LA volume, and right ventricular systolic pressure. Kim et al. published an interesting retrospective study in the
In that study, patients with invasively assessed LV end-diastolic pressure ≥ 16 mmHg and LV ejection fraction ≥ 50%, when presenting with an increased LA stiffness index (> 0.26), showed worse medium- and long-term prognosis compared to patients with the same characteristics and LA stiffness index ≤ 0.26, suggesting the potential use of this parameter as a prognostic biomarker based on echocardiographic imaging.
New technologies have been incorporated into echocardiographic analysis, allowing for greater reproducibility and speed in acquiring images and volumetric data. Volumetric assessments on 3D echocardiography, classically available on ultrasound devices, are presented as semi-automatic measurements, often requiring additional adjustments for each of the analyzed cardiac segments, which would ultimately consume additional time that is often unavailable in clinical practice.
Companies such as Philips and General Electric have developed specific software for accurate and fully automatic measurements with single-click acquisition, allowing even echocardiography operators without extensive experience to easily perform this analysis.
In a feasibility and accuracy study with 159 patients, Tsang et al. demonstrated that the fully automatic software (HeartModel, Philips Healthcare) showed a strong correlation with the semi-automatic measurement with manual correction (r = 0.87 to 0.96). Additionally, the agreement between automated volumetric analysis and CMR was also significant (r = 0.84 to 0.95). The average acquisition and analysis time for LV and LA volumes was 37 seconds for the automatic HeartModel software, compared to 79 seconds for the same acquisition, but with minor manual adjustments made by the operator, and 212 seconds for 2D assessment by Simpson's method, with a final reduction of 82% in acquisition time.
LA assessment has evolved from morphological analysis restricted to the anteroposterior diameter to an integrated functional approach that is capable of characterizing the three phases of the atrial cycle (reservoir, conduit, and contraction). This progression, which ranges from 2D volumetry to strain and atrial stiffness index, reflects a conceptual shift in recent literature. The LA is not a passive chamber, but rather an active determinant of cardiac performance and an independent prognostic marker in various clinical settings, such as AF, HF, and valvular heart disease.
The systematic incorporation of these parameters into routine echocardiography is, therefore, clinically justified. The inclusion of LA reservoir strain in the most recent diastolic function guideline exemplifies how this integration is already underway. As new technologies increase reproducibility and reduce acquisition time, LA functional analysis is likely to become consolidated as an essential component of echocardiographic reports, supporting more precise characterization and more informed clinical decision-making.
There were no external funding sources for this study.
This study is not associated with any thesis or dissertation work.
This article does not contain any studies with human participants or animals performed by any of the authors. This article does not contain any studies with human participants or animals performed by any of the authors.
The authors did not use any artificial intelligence tools in the development of this work.
The underlying content of the research text is contained within the manuscript.
Marcelo Tavares
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O átrio esquerdo (AE) foi por muitos anos analisado apenas como um segmento de transição do fluxo entre as veias pulmonares e o ventrículo esquerdo (VE), a bomba considerada primordial do coração. Com o passar dos anos e o melhor entendimento da fisiologia dos fluxos sistodiastólicos, este conceito deu lugar ao de uma cavidade que apresenta papel fundamental na manutenção de um adequado débito cardíaco, assim como foi sedimentado a compreensão de que alterações relacionadas ao mesmo influenciam diretamente as pressões pulmonares e a hemodinâmica das cavidades direitas.
Neste artigo de revisão, iremos discutir desde os conceitos mais básicos relacionados ao AE, até as novas fronteiras que surgiram com a compreensão da complexa mecânica que esta cavidade apresenta em relação ao funcionamento cardíaco (Figura Central).
O AE está localizado na posição mais posterior do coração, ligeiramente acima e atrás do átrio direito (AD). Ele é separado do AD por uma parede fibromuscular denominada septo interatrial. A parte posterior do AE é lisa e recebe, geralmente, quatro veias pulmonares (duas superiores e duas inferiores), que trazem sangue oxigenado dos pulmões. A porção anterior do AE é trabeculada e contém músculos pectíneos, que são menos numerosos do que os do AD.
Esta câmara atrial cumpre três funções fisiológicas principais que influenciam o enchimento e o desempenho do VE (
Atualmente é extensa a literatura que embasa o conhecimento da correlação prognóstica da função e do volume máximo do AE (VAEmax) em diversas condições como a fibrilação atrial (FA), insuficiência cardíaca (IC), doença coronária, insuficiência mitral, estenose mitral, disfunção diastólica, acidente vascular cerebral (AVC), cardiomiopatia hipertrófica e doença renal crônica.
O primeiro método de quantificação das dimensões do AE foi derivado de medidas lineares realizadas pelo modo M. Esse parâmetro foi fundamental para estabelecer valores de normalidade e acompanhamento, permitindo que estudos fossem realizados com medidas mais regulares e com baixa variabilidade no acompanhamento longitudinal. A medida de dimensão linear mais amplamente utilizada é a do diâmetro anteroposterior do AE no eixo paraesternal longitudinal utilizando a ecocardiografia pelo modo M inicialmente, posteriormente realizada pelo modo M anatômico e mais atualmente guiado pelo ecocardiograma bidimensional (2D).
Vale a pena ressaltar que a avaliação do tamanho do AE utilizando apenas o diâmetro anteroposterior assume que, quando o AE aumenta de tamanho, todas as suas dimensões mudam de forma proporcional, o que na maioria das vezes não é o que realmente ocorre durante o remodelamento atrial.
A área do AE apareceu como um parâmetro de análise mais acurado que o diâmetro anteroposterior para quantificar o tamanho tanto do AE quanto do AD. Para esta medida a planimetria da área atrial deve ser realizada nas janelas apicais de quatro e duas câmaras, e valores de normalidade para essas cavidades foram padronizados e estabelecidos ao longo dos anos (AE ≤ 20 cm2 e AD ≤ 18 cm2). Apesar desta melhor acurácia em relação à medida de diâmetro, a avaliação da área não se mostrou um substituto perfeito já que, em última análise, a medida a ser obtida é o volume atrial. Com a progressiva melhora da imagem 2D, associada à automatização da aquisição dos volumes e à literatura mais robusta existente sobre valores de normalidade e dados prognósticos dos volumes atriais, torna-se desnecessário, atualmente, o relato da área do AE no laudo final.
A avaliação de volumes e sua correlação prognóstica apresenta sólida evidência científica. Considerações em relação à sua aquisição e medida são fundamentais para evitar erros de aferição e consequentemente interpretação clínica.
Primeiramente, deve-se entender que os eixos longitudinais do VE e do AE frequentemente se situam em planos diferentes; consequentemente, aquisições dedicadas do AE a partir da janela apical devem ser obtidas para medidas mais fidedignas do volume atrial. A base do AE deve estar em seu maior diâmetro de apresentação, indicando que o plano de imagem passa pela área máxima do eixo central. O comprimento também deve ser maximizado para garantir o correto alinhamento ao longo do verdadeiro eixo do AE (
Este comprimento é medido a partir do anel mitral até a parede superior do AE. Os comprimentos do eixo longo não devem apresentar variação maior que 5 mm entre as duas janelas ecocardiográficas. Se esta variação for maior que 5 mm, as imagens apicais devem ser reavaliadas. Ao traçar as bordas endocárdicas, o apêndice atrial esquerdo e as veias pulmonares devem ser excluídos da análise final.
A maioria dos sistemas de ultrassom calcula de forma automática, após o correto delineamento do endocárdio atrial, o volume biplanar do AE usando tanto o método da área-comprimento quanto o método de soma de discos (Simpson modificado). Com o método da área-comprimento, o comprimento mais curto obtido (na janela de duas ou quatro câmaras) é utilizado para o cálculo do volume do AE. Com o método dos discos, a avaliação é contrária, de maneira que o maior dos dois comprimentos acaba sendo o utilizado. Vale ressaltar que o método de área-comprimento produz sistematicamente volumes de AE maiores do que o método da soma de discos.
O método de discos é atualmente o recomendado para calcular o volume do AE segundo a Sociedade Americana de Ecocardiografia, pois envolve menor suposição sobre a forma geométrica do AE. Mais recentemente, o uso semiautomático do rastreamento de bordas endocárdicas tem fornecido volumes que se correlacionam bem com os volumes adquiridos pelo ecocardiograma tridimensional (3D), tomografia computadorizada (TC) e ressonância magnética cardíaca (RMC), ao mesmo tempo em que demonstram menor variabilidade entre observadores do que o traçado manual. Vale a pena destacar que, apesar da correlação, os volumes ecocardiográficos 2D sempre apresentarão valores menores que os adquiridos por métodos 3D. Como o cálculo do volume varia conforme a técnica, é importante que o laboratório utilize consistentemente a mesma técnica.
O tamanho do paciente é um dos principais determinantes do tamanho do AE, e os volumes absolutos do AE são maiores em homens do que em mulheres, deste modo a indexação pela área de superfície corporal (VAEi) corrige em parte o efeito desta variabilidade. Desde 2015, a diretriz de quantificação de câmaras cardíacas da Sociedade Americana de Ecocardiografia considera que valores de volumes indexados do AE > 34 mL/m2 são considerados patológicos. Este valor foi embasado em estudos observacionais com mais de 6 mil pacientes sem antecedentes de FA ou valvopatias, demonstrando que o volume indexado acima de 34 mL/m2 foi preditor independente de morte, IC, FA e AVC (
O maior problema com os valores de graduação atualmente recomendados (aumento discreto = 35 a 41 mL/m2, aumento moderado = 42 a 48 mL/m2 e aumento importante do AE > 48 mL/m2) é a estreita faixa entre as diferentes categorias. Assim, até mesmo pequenos erros de medição podem resultar na classificação incorreta do grau de aumento do AE.
Trabalho publicado por Esther et al. na revista
| Homem: ≤ 34 mL/m2 |
Homem: ≥ 35 mL/m2 |
||
| Homem: ≤ 35,7 mL/m |
Homem: ≥ 35,8 mL/m |
||
| Homem: ≤ 18,5 mL/m2 |
Homem: ≥ 18,6 mL/m2 |
AE: átrio esquerdo. Adaptado de Davis et al.
Esses cálculos, mesmo com as várias correções de indexação adicionais, ainda consideram premissas geométricas que subestimam o volume final, o que também deve ser considerado na interpretação.
Após a correta aquisição volumétrica do AE durante o ciclo cardíaco, um importante parâmetro de função atrial pode ser obtido, a fração de ejeção do AE (FEAE). Conforme apresentado na
Desses volumes obtêm-se três valores principais: a fração de ejeção total (reservatório) que considera o VAEmax e VAEmin, a fração de ejeção passiva (conduto) considerando o VAEmax e o VAEpre-A, e a fração de ejeção ativa (contração) que avalia o VAEpre-A e o VAEmin, conforme as fórmulas abaixo:
A
É importante notar que a fração de ejeção ativa, por ser dependente da contração atrial, não pode ser avaliada na ausência de ritmo sinusal.
Esses parâmetros podem ser avaliados por diferentes técnicas de imagem: 2D e 3D, TC ou RMC. Usando softwares dedicados para quantificação do volume do AE, a avaliação volumétrica e funcional em diferentes fases tornou-se mais precisa, reprodutível e menos demorada em comparação à análise 2D clássica.
As
| Valores normais do tamanho e da função do AE foram derivados de 1.765 adultos saudáveis (Resultados do World Alliance Societies of Echocardiography Study) | ||
|---|---|---|
| Parâmetros de volume | 2D | 3D |
| Volume máximo (mL) | 45,9 ± 15,7 | 49,9 ± 14,1 |
| Volume máximo indexado (mL/m2) | 25,7 ± 7,9 | 28,1 ± 6,9 |
| Volume mínimo (mL) | 19,0 ± 7,2 | |
| Volume mínimo indexado (mL/m2) | 10,7 ± 3,7 | |
| Volume pré-A (mL/m2) | 31,6 ± 10,8 | |
| Volume pré-A indexado (mL/m2) | 17,8 ± 5,5 | |
| Volume de reservatório (mL) | 30,9 ± 9,0 | |
| Volume de reservatório indexado (mL/m2) | 17,4 ± 4,5 | |
| Volume de conduto (mL) | 18,4 ± 6,4 | |
| Volume de conduto indexado (mL/m2) | 10,4 ± 3,4 | |
Valores são apresentados como médias ± desvio padrão. 2D: ecocardiograma bidimensional; 3D: ecocardiograma tridimensional; AE: átrio esquerdo; pré-A: imediatamente antes da contração atrial.
Dados não apresentados no artigo WASE 2022.
| Valores normais do tamanho e da função do AE foram derivados de 1.765 adultos saudáveis (Resultados do World Alliance Societies of Echocardiography Study) | ||
|---|---|---|
| Parâmetros de função | 2D | 3D |
| Fração de ejeção (%) | 65,7 ± 8,4 | 62,2 ± 7,7 |
| Fração de ejeção passiva (%) | 37,7 ± 11,0 | |
| Fração de ejeção ativa (%) | 39,5 ± 9,5 | |
| SAEr (%) | 42,1 ± 10,0 | |
| Strain de conduto (%) | 27,7 ± 9,7 | |
| SAEct (%) | 14,4 ± 6,3 | |
Valores são apresentados como médias ± desvio padrão. 2D: ecocardiograma bidimensional; 3D: ecocardiograma tridimensional; AE: átrio esquerdo; SAEr: strain de reservatório.
Dados não apresentados no artigo WASE 2022.
Em pacientes com estenose aórtica grave a FEAE se mostrou útil para avaliação de prognóstico, com um ponto de corte menor que 37% sendo superior inclusive à velocidade máxima e ao gradiente médio para prever mortalidade.
Em relação a arritmias, quando avaliados apenas pacientes com FA, a redução da FEAE se relacionou a piores desfechos cardiovasculares, independentemente da fração de ejeção do VE.
Considerando a importância clínica da FEAE e a crescente disponibilidade da ferramenta nos aparelhos de ecocardiografia, o registro desse dado deve ser estimulado.
Nas últimas duas décadas, a ecocardiografia 3D tornou-se a modalidade de escolha para quantificação volumétrica das câmaras cardíacas, com maior correlação com a RMC e menor variabilidade inter e intra-observador. Em um estudo multicêntrico com 92 pacientes com volumes de AE variados, a concordância para a classificação de AE aumentado usando um ponto de corte > 34 mL/m2 apresentou um coeficiente kappa de concordância de 0,88 entre a ecocardiografia 3D e a RMC, em comparação com um kappa de 0,71 para a mesma análise com o ecocardiograma 2D e a RMC.
Algumas das principais vantagens deste método são:
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Semelhante ao volume do AE ao ecocardiograma 2D, a indexação para a área de superfície corporal dos volumes de AE 3D reduziu as diferenças entre os sexos. Foi observado um pequeno, mas significativo, aumento no volume de AE por ecocardiograma 3D com o envelhecimento.
As principais limitações desta análise atualmente são a resolução temporal, assim como a escassez de dados tanto para valores de normalidade quanto valores prognósticos entre as diversas patologias.
A avaliação da função do AE pelo método de strain permite uma análise mais detalhada de cada uma das fases da fisiologia atrial. A capacidade de discriminação entre movimento passivo e ativo, a independência do ângulo, redução dos efeitos de tethering, menor dependência da carga e o rastreamento da movimentação de cada um dos segmentos da parede atrial permitem um melhor conhecimento da função atrial.
A deformação do AE é preferencialmente medida pelo método de speckle tracking (rastreamento de pontos). Para isso, as bordas endocárdicas do AE são traçadas manualmente ou automaticamente em imagens 2D de alta qualidade obtidas com uma taxa de quadros entre 50 e 90 quadros/segundo. A necessidade de aquisição de imagens em janelas dedicadas e não encurtadas (em contraste com janela convencional otimizada para o VE) para obter medições de deformação do AE é um conceito relativamente recente e um parâmetro essencial.
O grupo de trabalho da Sociedade Europeia de Imagem Cardiovascular e da Sociedade Americana de Ecocardiografia recomenda usar o valor da deformação do AE obtido a partir de imagens apicais de quatro e duas câmaras, evitando o encurtamento, embora a análise da deformação apenas da janela apical de quatro câmaras também seja comumente realizada e tenha se mostrado acurada e reprodutível. Deve-se utilizar software dedicado para análise de deformação do AE, quando disponível, para reduzir a variabilidade e erros das medições.
Como recomendação adicional, orienta-se obter imagem com a aquisição focada no AE e uma região de interesse (ROI) com espessura de aproximadamente 3 mm, devido à fina espessura parietal da cavidade.
Duas abordagens diferentes de gatilho (trigger) temporal estão disponíveis para quantificar a deformação do AE pelo método de speckle tracking. A primeira abordagem utiliza o início do QRS derivado do eletrocardiograma como ponto de partida (gatilho R-R) e mede duas deformações chave do AE:
A diferença entre SAEr e SAEct representa o strain de conduto (SAEcd).
A segunda abordagem utiliza a onda P do eletrocardiograma como ponto de partida (gatilho P-P), permitindo a medição de duas deformações, a primeira descendente, que corresponde ao SAEct, e a segunda ascendente, que corresponde ao relaxamento atrial e à função de reservatório.
Nota-se que os parâmetros atriais são menores para a análise gateada pelo intervalo P-P em comparação ao gating R-R. É importante ressaltar a impossibilidade de aplicação desta análise aos pacientes com FA quando o gating P-P é utilizado. Outro dado a ser ressaltado é que a maioria dos estudos publicados mundialmente utilizou o gating R-R, tornando este o método recomendado de fato para medir a deformação do AE.
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A importância clínica do SAEr é reforçada por diversos estudos que demonstraram seu valor prognóstico independente. Os principais trabalhos realizados até o presente momento validaram este parâmetro como marcador de prognóstico nos seguintes cenários:
Infarto agudo do miocárdio
Síndrome coronária crônica
Cardio-oncologia
Doença valvar ≥ moderada (uni ou multivalvar)
Cardiomiopatia dilatada
IC aguda e crônica
Terapia de ressincronização cardíaca
Coração de atleta
Takotsubo
Os valores de normalidade para o SAEr, SAEcd e SAEct estão citados nas
| Valores de normalidade |
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|---|---|---|
| Fases | Valores de referência | |
Valores < 23% associados a pior prognóstico Diretrizes de diástole (valores < 18% associados com aumento das pressões de enchimento do VE) |
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IC: intervalo de confiança; SAEcd: strain de conduto; SAEct: strain de contração; SAEr: strain de reservatório; VE: ventrículo esquerdo.
| SAEr | ||
|---|---|---|
| Fibrilação atrial |
SAEr < 23% prediz recorrência de FA após ablação. | |
| ICFEp |
SAEr foi um marcador precoce e sensível de aumento de pressão de enchimento do VE. | |
| Valvopatias |
SAEr < 25% em IM grave identificou pacientes com pior prognóstico independentemente da fração de ejeção. | |
| Oncologia |
SAEr < 25% reduzido prediz cardiotoxicidade de forma mais precoce que o strain do VE. | |
ICFEp: insuficiência cardíaca com fração de ejeção do ventrículo esquerdo preservada; IM: insuficiência mitral; SAEr: strain de reservatório; VE: ventrículo esquerdo.
Normalmente, os segmentos adjacentes ao anel mitral, particularmente na parede inferior, exibem valores de deformação maiores do que aqueles nos segmentos médio e apical (teto) do AE. Os valores mais baixos de deformação do AE são encontrados no teto do AE, na região de inserção das veias pulmonares, onde o coração está ancorado ao mediastino.
Diferenças regionais na deformação do AE podem ser potencialmente úteis para a avaliação da dissincronia do AE, parâmetro este utilizado como uma medida indireta da fibrose heterogênea do AE e da disfunção que pode prever a recorrência de FA após ablação por radiofrequência.
A dispersão mecânica do AE ou dissincronia do AE, calculada como o desvio padrão do tempo até a deformação máxima para os segmentos do AE, também foi avaliada tanto para a deformação de reservatório quanto para a deformação contrátil, com ambas as medidas demonstrando valor na predição da recorrência de FA.
As principais limitações estão relacionadas ao AE apresentar paredes muito finas, ao septo interatrial que muitas vezes está associado a hipermobilidade ou aneurisma, à dependência de presunções geométricas nas regiões de conexão das veias pulmonares e do apêndice atrial com o AE, além do campo de imagem se apresentar no segmento mais distal na análise ecocardiográfica.
Inicialmente baseada em estudos hemodinâmicos invasivos, a avaliação da rigidez e da complacência do VE constituíram os pilares iniciais para a identificação do aumento das pressões de enchimento e o desenvolvimento da diastologia do VE. No caso de pacientes com redução da fração de ejeção, a elevação das pressões de enchimento era mais facilmente compreendida à luz da disfunção sistólica. Já nos pacientes com fração de ejeção preservada, essa interpretação tornou-se menos direta, o que impulsionou o aprofundamento do estudo da função diastólica.
Com a incorporação do Doppler à ecocardiografia, houve um salto de qualidade na avaliação não invasiva das pressões de enchimento e surgiram trabalhos classificando mais um tipo de IC, a diastólica, termo que depois seria preterido, preferindo-se a denominação IC com fração de ejeção do ventrículo esquerdo preservada (ICFEp). A primeira diretriz que norteou a avaliação sistemática da diástole do VE foi publicada em 2009 e já considerava variáveis atriais para essa avaliação.
O AE e o VE são estruturas dispostas em série no sistema circulatório, com o átrio sendo a antecâmara para o VE. Devido a essa íntima ligação, a função diastólica do VE tem grande influência na pressão e função do AE. O estudo do AE, portanto, nos dá valiosas informações que corroboram para a identificação e graduação da disfunção diastólica do VE. Essa avaliação inicialmente se restringia à análise do fluxo transmitral e fluxo venoso pulmonar. Com o advento de novas tecnologias, a identificação do aumento da pressão AE foi possível por variáveis mais acuradas: o Doppler tecidual do anel mitral durante o enchimento inicial ventricular (onda e′), e a sua relação com a onda E mitral, sendo a relação E/e′ médio maior que 14 um indicativo de aumento da pressão do AE. Essas variáveis, embora importantes, podem não ser conclusivas em alguns cenários como a razão E/e′ entre 8 e 14, na calcificação do anel mitral, arritmias atriais e na fusão das ondas E e A.
Na última atualização das diretrizes para avaliação da função diastólica do VE em 2025, o leque de ferramentas para essa avaliação foi ampliado e, dentre outras variáveis, foi incluído o SAEr menor ou igual a 18% como mais um dado a ser considerado nessa análise. Essa adição foi especialmente útil na análise de pacientes com fração de ejeção preservada, grupo no qual a alteração do strain tem alta especificidade para identificar aumento da pressão do AE. Com esses acréscimos e novo fluxograma de avaliação, todos os pacientes antes classificados como função diastólica indeterminada (18,8% aplicando-se os critérios de 2016) foram classificados em função diastólica normal ou classificados em algum grau de disfunção diastólica, tornando remota a possibilidade da disfunção diastólica não ser adequadamente quantificada.
Na prática, essa nova diretriz adicionou parâmetros que aumentaram a importância do AE na diastologia. Para um melhor entendimento da avaliação diastólica, consultar as Recomendações para avaliação da função diastólica do VE e ICFEp da Sociedade Americana de Ecocardiografia.
A deformação AE prejudicada possui íntima relação com a clínica e com o diagnóstico da ICFEp. Quando a deformação AE é utilizada em conjunto com a pressão de oclusão da artéria pulmonar medida de forma invasiva (cateterismo) ou com a relação de velocidade da onda E/velocidade e′ mitral (E/e′), pode-se derivar o índice de rigidez da AE.
O índice de rigidez do AE pode ser estimado através destas duas variáveis ecocardiográficas:
Relação E/e′
A relação E/e′/SAEr é um parâmetro relativamente simples e não invasivo de adquirir e demonstrou boa correlação com o NT-proBNP e parâmetros diastólicos ecocardiográficos convencionais, incluindo E/e′, volume do AE indexado e pressão sistólica do ventrículo direito. Kim et al. publicaram um interessante estudo retrospectivo na revista
Nesse estudo, pacientes com pressão diastólica final do VE avaliado de forma invasiva com valores ≥ 16 mmHg e fração de ejeção do VE ≥ 50%, quando apresentavam índice de rigidez atrial aumentado (> 0,26), apresentam pior prognóstico a médio e longo prazo em comparação com pacientes com as mesmas características e índice de rigidez atrial ≤ 0,26, sugerindo a possível utilização deste parâmetro como um biomarcador prognóstico baseado em imagem ecocardiográfica.
Novas tecnologias têm sido incorporadas à análise ecocardiográfica, permitindo uma maior reprodutibilidade e agilidade na aquisição de imagens e dados volumétricos. As avaliações volumétricas apresentadas na ecocardiografia 3D classicamente disponível nos aparelhos de ultrassom, são apresentadas como medidas semiautomáticas com necessidade muitas das vezes de ajustes adicionais de cada um dos segmentos cardíacos analisados, o que em última análise determina um consumo adicional de tempo, muitas vezes não disponível na prática clínica.
Empresas como a Philips e General Electric desenvolveram softwares específicos para medidas acuradas e totalmente automáticas adquiridas através de um único botão de aquisição, permitindo que mesmo ecocardiografistas sem grande experiência possam facilmente realizar esta análise ecocardiográfica.
Tsang et al. demonstraram, em estudo de factibilidade e acurácia com 159 pacientes, que o software totalmente automático (HeartModel, Philips Healthcare) apresentou forte correlação com a medida semiautomática com correção manual (r = 0,87 a 0,96). Adicionalmente, a concordância entre a análise volumétrica automatizada e a RMC também foi significativa (r = 0,84 a 0,95). O tempo médio de aquisição e análise dos volumes do VE e AE foi de 37 segundos para o software HeartModel automático, em comparação com 79 segundos para a mesma aquisição, porém com pequenas alterações manuais realizadas pelo operador, e 212 segundos para a avaliação 2D pelo método de Simpson, com uma redução final de 82% do tempo de aquisição.
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A avaliação do AE evoluiu de uma análise morfológica restrita ao diâmetro anteroposterior para uma abordagem funcional integrada, capaz de caracterizar as três fases do ciclo atrial (reservatório, conduto e contração). Essa progressão, que abrange desde a volumetria 2D até o strain e o índice de rigidez atrial, reflete uma mudança conceitual na literatura recente: o AE não é uma câmara passiva, mas um determinante ativo do desempenho cardíaco e um marcador prognóstico independente em cenários distintos, como a FA, a IC e as valvopatias.
A incorporação sistemática desses parâmetros na rotina ecocardiográfica é, portanto, clinicamente justificada. A inclusão do SAEr atrial na diretriz mais recente de função diastólica exemplifica como essa integração já está em curso. À medida que novas tecnologias ampliam a reprodutibilidade e reduzem o tempo de aquisição, a análise funcional do AE tende a se consolidar como componente essencial do laudo ecocardiográfico, apoiando uma caracterização mais precisa e orientando condutas de forma mais fundamentada.
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.
Este artigo não contém estudos com humanos ou animais realizados por nenhum dos autores.
Os autores não utilizaram ferramentas de inteligência artificial no desenvolvimento deste trabalho.
Os conteúdos subjacentes ao texto da pesquisa estão contidos no manuscrito.