Systolisk funktion af venstre ventrikel
Vurdering af venstre ventrikels funktion er en hyppig indikation for ekkokardiografi. Både den systoliske og den diastoliske funktion har prognostisk betydning, begge er indbyrdes koblet, og en vurdering af den ene bør ikke stå alene. Endnu har dog alene den systoliske funktion status som etableret behandlingskriterium, eksempelvis ved valg af medicin efter AMI, ved beslutning omkring implantation af ICD-/resynkroniserings enhed, og ved beslutning omkring klapkirurgi hos asymptomatiske patienter.
Systolisk funktion
Systolisk kontraktion af venstre ventrikel involverer subendokardielle og subepikardielle muskelfibre, der med longitudinelle delvist skråtstillede fibre er ansvarlige for længdeaksefunktion og torsion, samt midt-myokardielle circumferentielt beliggende muskelfibre ansvarlige for den radiale funktion (Fig. 1).
| Fig. 1. Længdegående let skråtløbende subepikardielle og subendokardielle fibre giver anledning til mitralplanets bevægelse ned og op (stempelfunktion), og en samtidig rotation af apex i forhold til basis (torsion, th.). Midt-myokardielle cirkumferentielt forløbende fibre giver anledning til forkortningen af ventrikeldiameteren (midten). Integreret funktion (tv.) |
Ekkokardiografiske systoliske funktionsmål er, udover ventriklens kontraktilitet (muskelfibrenes evne til at kontrahere sig), afhængige af andre faktorer som preload, afterload og ventrikelgeometri. Således er ekkokardiografiske systoliske funktionsmål ikke egentlige mål for ventriklens kontraktilitet, men kan siges at afspejle denne.
Der er flere metoder til at vurdere venstre ventrikels systoliske funktion. De forskellige metoder har fordele og ulemper, og der findes ikke én enkelt foretrukken metode. Alle metoderne er behæftet med usikkerheder og begrænsninger. En vurdering af venstre ventrikels systoliske funktion bør dog som hovedregel indeholde en vurdering af uddrivningsfraktionen (LVEF).
Anbefalede metoder
Wall motion scoring
Hos patienter med regionale bevægelses-forstyrrelser er wall motion score index (WMSI) velegnet. Hjertet deles i segmenter som tildeles en score baseret på en visuel vurdering af systolisk bevægelighed og fortykkelse. Segmenternes score adderes og divideres med antallet af segmenter, der er analyseret (WMSI=∑score/antal segmenter). Typisk scores segmenterne fra apikale projektioner, men er indblikket herfra ringe, kan man benytte andre projektioner. Dette gør metoden praktisk gennemførlig hos de fleste patienter.
I Danmark har vi traditionelt anvendt et system med 9 hjertesegmenter og en skala med stigende score for bedre bevægelighed (-1 hyperkinesi; 0 akinesi; 1 hypokinesi; 2 normokinesi). Herved fås en WMSI som simpelt lader sig omregne til et LVEF estimat ved at multiplicere med 30% (1).
Internationalt anvendes en inddeling af hjertet i 16 eller 17 segmenter (med eller uden venstre ventrikels apikale top som selvstændigt segment) og et scoringssystem med stigende score for dårligere bevægelighed/fortykkelse (1-normal fortykkelse/bevægelighed; 2-hypokinesi nedsat fortykkelse/bevægelighed; 3-akinesi ophævet fortykkelse; 4- dyskinesi paradoks bevægelse uden fortykkelse; 5-aneurisme udtynding og paradoks udbuling) (2). Her kan et LVEF estimat beregnes som LVEF = (3 - WMSI) x 30%. Segmenter med dyskinesi (=4) eller aneurisme/udtynding (=5) indgår i beregningen af LVEF som akinesi (= 3). Se Fig. 2 og Fig. 3 for eksempler.
Ved ensartet hypokinesi er metoden uegnet. Således fås ved global normokinesi LVEF = (3-1) x 30% = 60%, og ved universel hypokinesi LVEF = (3-2) x 30% = 30%. Her er det altså ikke muligt at adskille nøjere end i 30 % intervaller.
| Fig. 2. Patient med forvægs-infarkt. Den tildelte score for hvert hjertesegment (16 segments model) fremgår nederst til højre. WMSI og LVEF kan beregnes som følger (Bemærk at segmenter med score ≥4 indgår i beregningen af EF som akinesi (= 3)). WMSI=35/16=2,19; EF=(3-32/16) x 30% = 30% ) |
| Fig 3. Patient med inferiort infarkt. Den tildelte score for hvert hjertesegment (16 segments model) fremgår af figuren. WMSI og LVEF kan beregnes som følger: WMSI=20/16=1,31; EF=(3- 20/16) x 30% = 53%. |
Simpsons biplan-metode
Fig 4. Simpsons Biplane Method of discs.Ved denne metode inddeles venstre ventrikel i en række kort-akse skiver. Lænden og bredden af disse ellipseformede skiver bestemmes ud fra ventriklens diameter i 2-kammer og 4-klammer billedet i skivens niveau. Princippet ved metoden er, at ultralydsappartet beregner det samlede venstre ventrikel volumen ved at summere volumen af disse skiver. I praksis gøres dette ved at undersøgeren tracer endocardiet på fastfrosne 2D billederne i 2- og 4-kammer billede i slut-systole og i slut-diastole. Ved denne planimetri skal papilærmuskler pr. definition opfattes som en del af kaviteten. Efter angivelse af den længste venstre ventrikel længdeakse opdeler maskinen automatisk ventriklen i skiver og beregner volumina ud fra formlen i Fig. 4.
Metoden beror på antagelsen, at venstre ventrikels kavitet er elipseformet i tværsnit. Denne antagelse er fejlagtig ved stærkt remodellerede ventrikler. Det er nødvendigt med korrekte projektioner med fremstilling af ventriklens sande apeks og længdeakse, så vinkelfejl og såkaldt "ventrikelforkortning" undgås (eng: chamber foreshortening, Fig. 5). Metodens præcision er selvsagt afhængig af, at endokardiet kan defineres. Endocardiedetektion (eng: LV opacification) kan bedres betydeligt ved at anvende ekko-kontrast, der passerer lungekargebetet.
Fig. 5. Ventrikelforkortning (eng: chamber foreshortening). Tranduceren er ikke placeret korrekt ved apex. Herved fremkommer et falsk apex og en forkert længdeakse.
3D volumenmålinger
Moderne ekkoapparater med 3D billedprober kan optage "full volume" billeddata af venstre ventrikel fra én hjertecyklus eller, ved ekg-gated optagelse, sammensat af 4-6 hjertecykli. Herved omgås den forsimplede geometriske antagelse ved Simpsons metode, og samtidig undgår man ventrikelforkortningsfænomenet (eng: chamber foreshortening). Observatøren tracer typisk kaviteten i 3 plan, hvorefter softwaren med en overflade-detektions-algoritme optegner virtuelle afstøbninger af ventriklen som kan justeres manuelt. Herefter udleder softwaren automatisk volumina og EF (Fig. 6). Metoden er vist at være mere præcis end Simpsons biplan metode. 3D metoden er afhængig af, at hele endokardiet er synligt gennem hjertecyklus. Ved betydelig dilatation kan det være vanskeligt at få billedsektoren til at rumme hele kaviteten.
| Fig. 6. Udmåling af diastolisk volumen, systolisk volumen, EF og slagvolumen ved 3D-ekkokardiografi. |
Supplerende metoder
Global systolisk longitudinel strain (GLS)
Ved brug af standard 2-dimensionale apikale projektioner med passende framerate (50-90 s-1) kan man med Speckle Tracking måle, hvor mange % (med udgangspunkt i diastolelængden) myokardiet forkorter sig ved systolisk kontraktion (systolisk strain). Når dette måles i de 3 apikale projektioner, kan softwaren beregne den maksimale samlede forkortning (i alle 3 plan) og angive denne i % (negativt fortegn ved forkortning). Herved fås GLS som er et brugbart og reproducerbart mål for den globale LV funktion (Fig. 7).
Da myokardievæv ikke kan komprimeres, er det givet, at en forkortning i længdeaksen giver anledning til samtidig fortykkelse af væggen. Da wall motion scoring netop er en semikvantitativ vurdering af en sådan fortykkelse, kan GLS opfattes som en kvantitativ analog til WMSI. Her blot som den gennemsnitlige længdeakseforkortning i hjertet betragtet som ét samlet segment bestående af de U-formede myokardie-aftegninger fra hver af projektionerne (APLAX, 4CH, 2CH).
Hos patienter med følger efter AMI kan LVEF groft omregnes fra GLS ved at multiplicere med -3. Således fås at en bevaret LVEF ≥ 50% modsvarer en GLS ≤ -16 %. Der bør ved en sådan omregning tages forbehold for at længdeaksefunktionen, og dermed GLS, er aldersafhængig, samt at længdeaksefunktionen i særlig grad påvirkes ved tilstande med højt afterload og ved diabetes. Der er kun publiceret referenceværdier for yngre voksne (3).
Som et mål for længdeaksefunktionen er metoden især interessant ved tilstande med tilsyneladende normal EF, som fx ved HFPEF (heart failure with preserved ejection fraction), og ved tilstande med afterload-belasting som aortastenose og arteriel hypertension.
| Fig 7. Speckle tracking med longitudinel strain i apikale standardprojektioner hos en patient med myokardieinfarkt og culpritlæsion i venstre koronararteries ramus circumflexus. Der angives longitudinel systolisk strain i hver standardprojektion og nederst th. ses et "bulls eye plot" af venstre ventrikel med angivelse af hvert segments systoliske forkortning (strain) samt angivelse af den globale peaksystoliske strain (GLS). |
Mitralplanets apikale displacering – MAPSE (mitral annular plane systolic excursion)
Fig. 8. AVPD. Middel AVPD > 11 mm er normalt. Dette mål afspejler funktionen af de longitudinelle muskelfibre.Ved meget dårligt indblik kan det være umuligt at måle EF med de ovenfor nævnte metoder. Som regel kan mitralringen dog ses i de apikale projektioner. LVEF kan da estimeres ud fra AV planets bevægelse mod apex i systolen. Princippet svarer til udmålingen af højre ventrikels funktion ved TAPSE (tricuspid annular plane systolic excursion). Med M-mode udmåles mitralringens maksimale bevægelse mod apex lateralt/septalt (4 kammer) og anterior/posteriort (2 kammer), se Fig. 8. Middelværdien af disse 4 tal udgør AVPD.
LVEF kan groft estimeres som: LVEF (%) = 5.5 x AVPD (mm) – 5
Ud fra samme princip kan man ved brug af vævs-Doppler Tissue Tracking funktionen fra apikale projektioner få et hurtigt overblik over længdeaksefunktionen. Ved Tissue Tracking integrerer maskinen vævshastighederne, hvorved den apikale displacering plottes som farvekoder på 2-D billedet (Fig. 9).
| Fig. 9. Vævsdoppler Tissue Tracking Funktion. Den apikale diplacering plottes med farvekoder gennem systolen. Ved slut systole bør farvebåndende som her fordele sig jævnt fra apex mod basis hvilket indikerer en homogen længdeaksefunktion. Farvekoden i de basale segmenter bør modsvare en apical displacering på ca. 10-12 mm eller derover. |
Forkortningsfraktionen
Forkortningsfraktionen (FS) er den brøkdel som venstre ventrikels fiberomkreds forkorter sig under kontraktionen (målt på chorda-niveau; Fig. 10).
Fiberomkreds i diastole = πLVEDD; Fiberomkreds i systole = πLVESD
FS = (πLVEDD - πLVESD) / πLVEDD = (LVEDD-LVESD) / LVEDD
Venstre ventrikels uddrivningsfraktion (LVEF) kan groft skønnes til:
LVEF = FS x 2 x 100%
FS afspejler alene den radiale funktion. Metoden har tidligere haft stor udbredelse men anbefales nu generelt ikke. Hvis metoden alligevel anvendes, bør man være omhyggelig med M-mode sigtelinjen, så vinkelfejl undgås, eller alternativt anvende venstre ventrikel dimensioner målt ved 2D ekkokardiografi. For at FS kan være et repræsentativt index for den globale systoliske funktion kræves, at ventriklen udviser homogen vægbevægelse og geometri.
 Fig. 10. Udmåling af LV dimensioner til udregning af Forkortningsfraktionen. |
 Fig. 11. Mitral-septal afstand (eng: Mitral valve E-point septal separation). |
Mitral-septal afstanden
Mitral-septal afstanden (MSS) udmåles ved E-punktet som den mindste afstand mellem forreste fligs spids og septum i et parasternalt M-mode scan. MSS er øget ved systolisk svigt og dilatation af venstre ventrikel. Parameteren er ren empirisk og er udviklet før man kunne fremstille 2D billeder med nuværende kvalitet. Metoden beror bl.a. på det forhold, at mitralklappens bevægelighed i diastolen er en funktion af det transmitrale flow - jo højere flow des mere bevægeudslag kommer der på klappen ved åbningen (fig. 11). Metoden er meget afhængig af dilatationsgraden af venstre ventrikel, kan ikke anvendes ved mitral sklerose/stenose, ved aortainsufficiens (insufficiensjettet hindrer mitralklappens åbning) og vil være usikker ved tilstande med meget højt slutdiastolisk tryk. På grund af disse begrænsninger må metoden aldrig bruges alene til at vurdere venstre ventrikels systoliske funktion.
Dog er en normal MS (<0.7 cm) en udmærket indikator på, at der er bevaret systolisk funktion.
Referencer
1. Berning J, Rokkedal Nielsen J, Launbjerg J, Fogh J, Mickley H, Andersen PE. Rapid estimation of left ventricular ejection fraction in acute myocardial infarction by echocardiographic wall motion analysis. Cardiology 1992;80:257-266.
2. Lang RM, Bierig M, Devereux RB, Flachskampf FA, Foster E, Pellikka PA, et al. Recommendations for chamber quantification. Eur J Echocardiogr 2006;7:79-108.
3. Marcus KA, Mavinkurve-Groothuis AM, Barends M, van Dijk A, Feuth T, de Korte C, et al. Reference values for myocardial two-dimensional strain echocardiography in a healthy pediatric and young adult cohort. J Am Soc Echocardiogr 2011;24:625-636.
