Ekokardiografisk dimensionering av aortaklaffen vid TAVR
Aortaklaffens anatomi har blivit en viktig del av planeringen före ingreppet vid transkateterersättning av aortaklaffen (TAVR).1 Dimensionering av aortaklaffen är avgörande för att ingreppet ska bli lyckat och för att undvika komplikationer som perivalvulära regurgitationer, ringrubbningar, klaffembolisering och kranskärlsocklusion.2-4 Det finns allt fler bevis för att ekokardiografisk dimensionering av aortaannulus är korrekt och jämförbar med multidetector datortomografi (MDCT).5-8 I denna artikel beskrivs tvådimensionella (2D) och tredimensionella (3D) ekokardiografiska metoder för att mäta aortaannulus för noggrann ringstorlek.
UTFALLEN MED ATT MÄTA AORTIC ANNULUS
Aortaannulus är en dynamisk struktur som ändrar form under hjärtcykeln. Under systole blir aortaannulus mindre elliptisk på grund av förskjutningen av den aortomitrala kontinuiteten från membranseptum. Under diastolen blir aortakulären mer elliptisk.9 På grund av de dynamiska förändringarna av aortakulären kan alla linjära mätningar, särskilt om de görs i den minsta dimensionen, underskatta storleken på aortakulären. Vissa studier har till och med föreslagit att den ringformiga omkretsen kan vara ett bättre sätt att mäta aortakulären eftersom den integrerar ringformiga diametrar och uppvisar minimal variation under hjärtcykeln.9 Dessutom ändrar själva aortakulären sin form efter transkateterklaffimplantation och går från en mer elliptisk struktur till en cirkulär struktur, särskilt med ballongutvidgningsbara transkateterklaffar.10,11
Två-dimensionell ekokardiografi
Två-dimensionell ekokardiografi spelar en avgörande roll vid transkateterklaffimplantationer och kan också användas vid dimensionering av aortaklaffen. MDCT och ekokardiografi kan faktiskt vara kompletterande tekniker i denna situation. Enligt American Society of Echocardiography mäts aortakulären i den parasternala långaxliga vyn vid transtorakal ekokardiografi (TTE) eller i den midesofageala långaxliga vyn vid transesofageal ekokardiografi (TEE).12 Avståndet mäts mellan bladinsatserna för bladet högst upp i bilden och för bladet längst ner i bilden (figur 1A).
Figur 1. Tvådimensionell TEE-mätning av aortakulären (A). Mätningen görs under aortaklaffen från gångjärnspunkten från ett blad till ett annat. Denna mätning bör utföras i TEE:s midesofageala långaxliga vy. Den orange pilen (B) visar att man mäter en mindre dimension än vad annulus faktiskt är. Detta är en av begränsningarna för 2D TEE-mätning av ringdimensionen. Den vita pilen (B) visar den verkliga sagittala mätningen. Eftersom annulus inte är en perfekt cirkel kan dock det koronala måttet vara större, vilket återigen underskattar den ringformiga dimensionen. Observera att det linjära 2D-måttet är vinkelrätt mot aortans långa axel (C). Biplansk avbildning över aortaklaffens korta axel kan bidra till att förhindra vissa av problemen med mätningar av aortaklaffens annulus utanför axeln (D).
Problemet med den här tekniken är att de mätningar som görs med hjälp av insatserna i klaffbladen kanske inte skär hela diametern av aortaklaffens annulus; i stället kan mätningen vara en tangent över aortaklaffens annulus, vilket innebär att man grovt underskattar annulusstorleken (figur 1B). Vid mätning av aortakulären bör man se till att utesluta eller mäta runt den betydande förkalkning som ofta kan förekomma längs bladinfästningarna hos patienter med svår aortastenos. Dessutom måste man se till att mätningen av ringplanet är vinkelrätt mot aortans långa axel, eftersom detta kan förhindra en del av de problem som uppstår vid tangentiella mätningar av annulus (figur 1C).
I biplane-avbildning ger en halvskärning av aortaklaffens korta axel en longitudinell bild och kan hjälpa till att få fram den största ringdiametern (figur 1D). Detta kan lösa några av problemen med tangentiella mätningar av annulus. Trots begränsningen av 2D-ekokardiografi för ringstorlek kan den ge en snabb uppfattning om vilken klaffstorlek som är lämplig för en viss patient. När det gäller ballongutvidgningsbara klaffar skulle till exempel ett linjärt 2D-mått på 24 mm innebära att man använder en klaff på 26 mm, och ett linjärt 2D-mått på 27 mm skulle innebära att man använder en klaff på 29 mm.
Studier har dock visat att det finns skillnader även mellan TTE- och TEE-beräknad aortakärlsarea. Även om 2D TEE ger en linjär mätning av aortakulären ger 3D TEE, i likhet med MDCT, sagittala och koronala mätningar av kulören. Sagittala mätningar är mindre än koronala mätningar, vilket innebär att man underskattar annulus när man använder 2D-eko. Tredimensionell TEE-ledda koronala och sagittala mätningar har visat sig korrelera väl med MDCT-ledda mätningar av annulus.13
TREEDIMENSIONELL ECHOKARDIOGRAFI
Tredimensionell TEE har många fördelar jämfört med 2D-avbildning och har visat sig korrelera nära med MDCT-mätningar. Den mäter inte bara annulusens sagittala och koronala plan utan möjliggör också direkt planimetri av annulusens korta axel. Det sistnämnda är inte möjligt med 2D-bilder, eftersom operatören kanske inte befinner sig helt och hållet på ringplanet när han eller hon gör mätningen. American och European Society of Echocardiography tillhandahåller riktlinjer för bildförvärv vid användning av 3D-ekokardiografi för att mäta aortaannulus.14
Tredimensionell TEE-avbildning är fortfarande beroende av optimala 2D-bilder; suboptimala 2D-bilder ger otillförlitliga 3D-bilder. Det finns tre grundläggande lägen för bildförvärv när man använder ultraljudssystemet iE33 (Philips Healthcare). Live 3D-funktionen ger en enkel bild av aortaklaffen, men trots den högre bildfrekvensen tillåter den endast en smal sektorbredd. Dessutom kan man inte göra offline-mätningar av aortakulären. Den andra typen av 3D-funktion på denna maskin är 3D-zoom. Denna funktion gör det möjligt att ta bilder när det förekommer arytmier, även om det sker på bekostnad av den spatiala upplösningen och en låg bildfrekvens. Det finns ett förvärvsläge med full volym där flera 3D-volymer förvärvas under flera slag och sammanfogas. Detta ger bättre tidsmässig och rumslig upplösning, men denna funktion kräver en stabil rytm och elektrokardiografi. Den påverkas också av patientens andning. När man tar bilder för att mäta aortakulären kan man därför välja att ta bilder med en eller två slag för att komma till rätta med problemet med en stitch artefakt (som skapas av att de olika 3D-volymerna är felinställda). Det finns ytterligare ett läge, det s.k. high volume rate acquisition mode, där bilden kan tas i ett slag, vilket är särskilt fördelaktigt i samband med arytmier. Motprestationen för denna förmåga är dock lägre spatial upplösning.
Figur 2. En 3D-fullvolymförvärv som erhålls i en långaxlig vy vid TEE (A). Den inledande 2 X 2-skärmen som visas när QLAB och 3DQ-funktionen nås (B).
I allmänhet ger 3D-funktionen för fullvolym med ett förvärv med ett eller två slag bilder som kan ge tillförlitliga ringmätningar. Djupet och förstärkningen måste optimeras, och TEE-bilden måste förvärvas i den långa axelvyn som fångar aortaklaffen, aortakulären, vänster ventrikels utflödeskanal (LVOT), aortakulären rot och en del av den stigande aorta (figur 2A). När denna bild väl har erhållits kan man med hjälp av den kommersiellt tillgängliga QLAB-programvaran (Philips Healthcare) manipulera 3D-volymerna, varvid man kan få en kortsiktig vy av annullus genom att justera de sagittala och koronala vyerna av den långsiktiga bilden. Efter att ha öppnat 3D-kvantifieringspaketet (3DQ) i QLAB kan följande steg genomföras för att få fram aortakulären:
1. När 3DQ-paketet har öppnats visas en 2 X 2-skärm som ger en koronal, sagittal och tvärgående bild av aortakulären (figur 2B).
2. Bläddra i bilden och välj den midsystoliska ramen.
3. Välj bilden med lång axel och börja justera planen genom att dra det röda planet så att det sitter till höger om aortaklaffens gångjärnspunkt med det blå planet vinkelrätt mot det röda planet (och parallellt med aorta) (figur 3A).
4. Välj nu det röda planet i figur 3B och rikta in det under aortaklaffen, precis vid aortaklaffens gångjärnspunkt, och rikta sedan in det gröna planet så att det är vinkelrätt mot det röda planet och parallellt med aorta.
5. En kortaxlig bild (figur 3C) kan väljas, tillsammans med funktionen ”Area”, och området kan sedan kontinuerligt spåras.
6. De koronala och sagittala mätningarna visas i figur 3C, som också visar området och de två linjära mätningarna.
Figur 3. Efter att ha valt en ram i mitten av systolen, riktas det röda planet inledningsvis in precis under aortaklaffen nära gångjärnspunkterna för aortaklaffbladen (A). Det blå planet riktas sedan parallellt med aorta och vinkelrätt mot det röda planet. På samma sätt i den här figuren är det röda planet inriktat under aortaklaffen vid bladläpparnas instickspunkter, varefter det gröna planet är inriktat parallellt med aorta och vinkelrätt mot det röda planet (B). Efter att de röda, blåa och gröna planen har anpassats erhålls den kortsiktiga vyn av aortaklaffen (C). Denna bild kan förstoras för att underlätta mätningen. De sagittala och koronala dimensionerna kan också mätas från denna funktion, tillsammans med arean. Den här patienten hade en ringdimension på 29 X 31 mm, med en area på 682 mm2.
Denna metod har några uppenbara begränsningar. Förutom bristen på optimala bilder och lämplig rumslig upplösning kan det vara en utmaning att mäta annulus när det finns omfattande kalcium som sträcker sig in i LVOT. Det krävs också stor förtrogenhet och expertis med funktionerna och manipuleringen av plan och bilder för att se till att annulus mäts i rätt plan. Dessutom kräver det att användaren är bekant med ultraljudsfysikens begränsningar och att han/hon är uppmärksam på bortfall på grund av akustisk skuggning.
Fördelarna med 3D TEE för ringformning är att det undviker behovet av kontrastadministrering under CT-scanning, särskilt hos patienter med njurdysfunktion. Den kan också utföras i realtid under ingreppet. Det finns andra ultraljudsleverantörer som har automatiserade paket tillgängliga som med några få knapptryckningar bör eliminera behovet av omfattande justering av de olika planen. Leverantörerna hävdar att denna automatiserade metod för att få fram annulus har testats på flera patienter mot datortomografi. Ekokardiograferna bör dock fortfarande se till att de bilder som erhålls av dessa automatiserade programvarupaket mäter den verkliga aortakulären korrekt och förstå att även i de bästa programvarupaketen kan betydande fel uppstå på grund av suboptimala bilder eller akustiska skuggor. Dessutom finns det nu 3D-paket som kan förvärva flera volymer för en renare, jämnare bild samtidigt som stitch artefakt elimineras.
KONKLUSION
Ekokardiografi är ett viktigt verktyg vid transkateter aortaklaffprocedurer. Både 2D- och 3D-bilder kan användas för att dimensionera aortakulären, där 3D TEE ger vissa fördelar jämfört med 2D-bilder. Tredimensionell avbildning och ringstorlek kräver dock avsevärd erfarenhet, och det är avgörande att ekokardiografer som deltar i dessa ingrepp är ytterst förtrogna med dessa tekniker. Med ökningen av dessa förfaranden och det ökande behovet av att vara effektiv under dessa fall finns det en ökning av automatiserade mjukvarupaket som möjliggör snabb bedömning av annulus; ekokardiografen bör dock vara medveten om fördelarna och begränsningarna med dessa tekniker också.
1. Holmes DR Jr, Mack MJ, Kaul S, et al. 2012 ACCF/AATS/SCAI/STS expertkonsensusdokument om transkateter aortaklaffbyte: utvecklat i samarbete med American Heart Association, American Society of Echocardiography, European Association for Cardio-Thoracic Surgery, Heart Failure Society of America, Mended Hearts, Society of Cardiovascular Anesthesiologists, Society of Cardiovascular Computed Tomography och Society for Cardiovascular Magnetic Resonance. Ann Thorac Surg. 2012;93:1340-1395.
2. Athappan G, Patvardhan E, Tuzcu EM, et al. Incidence, predictors, and outcomes of aortic regurgitation after transcatheter aortic valve replacement: meta-analysis and systematic review of literature. J Am Coll Cardiol. 2013;61:1585-1595.
3. Ribeiro HB, Nombela-Franco L, Urena M, et al. Coronary obstruction following transcatheter aortic valve implantation: a systematic review. JACC Cardiovasc Interv. 2013;6:452-461.
4. Hahn RT, Khalique O, Williams MR, et al. Predicting paravalvular regurgitation following transcatheter valve replacement: utility of a novel method for three-dimensional echocardiographic measurements of the aortic annulus. J Am Soc Echocardiogr. 2013;26:1043-1052.
5. Janosi RA, Kahlert P, Plicht B, et al. Mätning av aortakärlens storlek med tredimensionell transesofageal ekokardiografi i realtid. Minim Invasive Ther Allied Technol. 2011;20:85-94.
6. Tsang W, Bateman MG, Weinert L, et al. Accuracy of aortic annular measurements obtained from three-dimensional echocardiography, CT and MRI: human in vitro and in vivo studies. Heart. 2012;98:1146-1152.
7. Smith LA, Dworakowski R, Bhan A, et al. Tredimensionell transesofageal ekokardiografi i realtid ger ett mervärde vid transkateterimplantation av aortaklaffar. J Am Soc Echocardiogr. 2013;26:359-369.
8. Khalique OK, Kodali SK, Paradis JM, et al. Aortic annular sizing using a novel 3-dimensional echocardiographic method: use and comparison with cardiac computed tomography. Circ Cardiovasc Imaging. 2014;7:155-163.
9. Hamdan A, Guetta V, Konen E, et al. Deformationsdynamik och mekaniska egenskaper hos aortaklaffen med 4-dimensionell datortomografi: insikter i aortaklaffkomplexets funktionella anatomi och konsekvenser för transkateterbehandling av aortaklaffen. J Am Coll Cardiol. 2012;59:119-127.
10. Ng AC, Delgado V, van der Kley F, et al. Jämförelse av aortikarotens dimensioner och geometrier före och efter transkateter aortaklaffimplantation med hjälp av 2- och 3-dimensionell transesofageal ekokardiografi och multislice datortomografi. Circ Cardiovasc Imaging. 2010;3:94-102.
11. Schultz CJ, Weustink A, Piazza N, et al. Geometri och grad av apposition av CoreValve ReValving-systemet med multislice datortomografi efter implantation hos patienter med aortastenos. J Am Coll Cardiol. 2009;54:911-918.
12. Lang RM, Badano LP, Mor-Avi V, et al. Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. J Am Soc Echocardiogr. 2015;28:1-39.
13. Altiok E, Koos R, Schroder J, et al. Jämförelse av tvådimensionella och tredimensionella avbildningstekniker för mätning av diametern på aortakulären före transkateter aortaklaffimplantation. Heart. 2011;97:1578-1584.
14. Lang RM, Badano LP, Tsang W, et al. EAE/ASE-rekommendationer för bildförvärv och bildvisning med tredimensionell ekokardiografi. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2012;13:1-46.
Nishath Quader, MD
Washington University School of Medicine
St. Louis, Missouri
Oppgifter: Inga.