En lang række kliniske forsøg med patienter med alvorlig, symptomatisk hjertesvigt og et bredt QRS-kompleks har vist fordele ved kardiel resynkroniseringsterapi (CRT). CRT kan øge venstre ventrikels ejektionsfraktion (LVEF), mindske LV-volumen og mitralregurgitation, forbedre symptomer forårsaget af hjertesvigt,1-3 og kan også forbedre dødeligheden.4,5 De nuværende retningslinjer fra American College of Cardiology/ American Heart Association (ACC/AHA) foreslår CRT-implantation til patienter med LVEF <35 %, New York Heart Association (NYHA) klasse III eller ambulant klasse IV hjertesvigt og dyssynkroni defineret ved en QRS >120 ms.6 Blandt patienter, der modtager en CRT baseret på disse kriterier, vil en tredjedel imidlertid ikke reagere på CRT-behandling, hvilket kan skyldes enten utilstrækkelig placering af koronarsinusledningen eller fraværet af mekanisk LV-dysynkroni forud for implantationen. Mange non-responders udviser ikke intraventrikulær mekanisk dyssynkroni ved baseline, og det kan være, at CRT mest gavner dem med underliggende dyssynkroni.
På grund af dens brugervenlighed og brede tilgængelighed har ekkokardiografi udviklet sig som den foretrukne modalitet til at vurdere dyssynkroni. Der er flere ekkokardiografiske teknikker under undersøgelse, herunder vævsdopplerafbildning, tredimensionel ekkokardiografi i realtid og speckle tracking, selv om der i øjeblikket ikke findes nogen klart accepteret standard.
Hvad er dyssynkroni?
Patienter, der har LV systolisk dysfunktion og dilatation, har ofte et forlænget QRS-kompleks, ofte i et venstre bundle-branch block (LBBB) mønster. QRS-forlængelse er generelt forbundet med forsinket elektrisk aktivering af venstre ventrikel, hvilket fører til ukoordineret ventrikulær bevægelse, nedsat slagvolumen og mitralregurgitation. På grund af denne sammenhæng er QRS-duration blevet anvendt som en surrogatmarkør for ventrikulær dyssynkroni. Flere undersøgelser har imidlertid vist, at ikke alle patienter med et bredt QRS-kompleks udviser tegn på mekanisk dyssynkroni.7 Endvidere kan op til 30-50 % af patienterne med et smalt QRS-kompleks have mekanisk dyssynkroni målt ved ekkokardiografi. Nogle af disse patienter med smalt QRS kan have gavn af CRT.8,9
Målet med CRT er at synkronisere LV-kontraktion. Dette opnås ved præventivt at pacing det senest aktiverede segment i LV, hvilket resulterer i en forbedret koordinering af hvert område af LV’s bidrag til systolen. Dette resulterer i en forøgelse af slagvolumen, en forbedring af myokardiets effektivitet, en forøgelse af den diastoliske fyldningstid og en reduktion af mitral regurgitation ved at synkronisere aktiveringen af papillarmusklen. CRT kan også forbedre den atrioventrikulære (AV) timing, hvilket kan forbedre den diastoliske fyldning og reducere mitralregurgitationen. Interventrikulær timing kan også forbedres gennem CRT, selv om betydningen af dette ikke er kendt på nuværende tidspunkt.1 Ud over de positive hæmodynamiske virkninger, der er nævnt ovenfor, udøver CRT en gunstig virkning på hjertets autonome kontrol, der resulterer i mindre afhængighed af sympatikusaktivering.10 Dette kan føre til mindre ventrikler og forbedret hjertefunktion hos patienter med alvorlig symptomatisk hjertesvigt, kendt som omvendt remodellering.
Specifikke ekkokardiografiske metoder til evaluering af kardiel dyssynkroni
Spidsforsinkelse af bevægelsen mellem septum og bagvæg
Den første udviklede og enkleste metode til evaluering af dyssynkroni er analyse af aktiveringen af bagvæggen sammenlignet med septum ved hjælp af M-mode. dette udføres i det parasternale kortaksiale kortaksiale view i niveauet af papillarmusklerne. Forsinket aktivering af den bageste væg i forhold til septum er i overensstemmelse med dyssynkroni. En maksimal bevægelsesforsinkelse mellem septum og bagvæg (SPWMD) på ≥130 ms blev fundet at være prædiktiv for omvendt remodellering og forbedring af hjertesvigtstatus,11 selv om dette ikke er set i alle undersøgelser.12 SPWMD kan dog være unøjagtig hos personer, der har haft tidligere septale myokardieinfarkter, og omfatter ikke vurdering af den laterale væg, som ofte er det senest aktiverede sted.
Tissue Doppler Imaging
Tissue Doppler Imaging (TDI) fungerer ved at evaluere myokardiets retning og hastighed ved hjælp af enten pulserende bølge- eller farvekodet Doppler. Pulserende bølgedoppler anses generelt for at være vanskeligere og mere tidskrævende og er derfor blevet anvendt mindre hyppigt. Vurdering af forsinket kontraktion ved hjælp af farvekodet TDI er normalt baseret på tiden fra QRS-kompleksets begyndelse til toppen af S2-komponenten af hastighedssporet, ofte benævnt tid til peak systolisk hastighed (TPSV) (se figur 1), selv om tiden til hastighedsbegyndelse også er blevet undersøgt.
Sammenligning af TPSV for to basale segmenter, f.eks. septalvæg og lateralvæg, ved hjælp af M-mode kan give en hurtig vurdering af dyssynkroni. En forsinkelse på ≥60 ms mellem septalvæggen og lateralvæggen13 eller ≥65 ms mellem anteroseptum og posteriorvæggen14 har vist sig at forudsige øget ejektionsfraktion efter CRT-implantation.
Bax og kolleger definerede dyssynkroni som den maksimale forskel i TPSV mellem de basale anteriore, inferiore, septale eller laterale ventrikulære vægge.15 En værdi på 65 ms blev anvendt som en grænseværdi med en sensitivitet og specificitet på 80 % til at forudsige en forbedring af NYHA-klassifikationen og ≥25 % stigning i seks minutters gangdistance med CRT. Desuden var en cut-off værdi på 65 ms også prædiktiv for hjertedød eller hospitalsindlæggelse for dekompenseret hjertesvigt.
Denne metode blev udvidet til at omfatte alle seks basale vægge (inferoseptal, anteroseptal, anterior, lateral, posterior og inferior) og måling af TPSV, eksklusive isovolumisk kontraktion.16 Den maksimale hastighedsforskel (PVD) blev derefter bestemt ved at subtrahere den mindste fra den største TPSV. En PVD >110 ms ved baseline forudsagde omvendt remodellering af LV, øget EF og nedsat PVD tre måneder efter påbegyndelse af CRT. Desuden havde de med PVD ≤110 ms ved baseline øget PVD og LV-enddiastolisk volumen samt en tendens til øget LV-end systolisk volumen efter CRT-implantation, hvilket tyder på, at enhedsimplantation faktisk kan være skadelig for dem uden dyssynkroni ved baseline.
LV-dysynkroni kan bedre vurderes ved at registrere alle basale og midterste segmenter fra de apikale 4-, 2- og 3-kammerbilleder og udlede standardafvigelsen mellem alle 12 resulterende TPSV-målinger fra alle basale og midterste segmenter, hvorved der skabes et dyssynkroniindeks, også kendt som Yu-indekset17 (se figur 2). I normale hjerter bevæger alle vægge sig relativt samtidigt, og der er derfor en lav varians i vægbevægelsen. Når der er dyssynkroni, er fordelingen af TPSV-værdierne meget bredere, og der er en højere standardafvigelse. Yu og kolleger fastslog, at ≥32msek. indikerer mekanisk dyssynkroni, og værdier over dette er korreleret med et gunstigt CRT-respons.17-19 Andre undersøgere har ikke haft held til at reproducere disse resultater, hvilket tyder på, at det er teknisk vanskeligt at opnå målingerne.20
TDI-indsamling og datareproducerbarhed er underlagt mange tekniske udfordringer. God teknik og patientens compliance er nødvendig for at minimere translationel bevægelse forårsaget af respiration eller transducerbevægelse. Analyse af en bevægelig struktur kræver omhyggelig sporing af den pågældende region af interesseprøven for at opnå konsistente resultater. Indstillingerne for farveskala og Dopplerforstærkning er vigtige for at opnå en passende farvelægning. Dette kan være særlig vanskeligt i tilfælde med nedsat kontraktil ydelse, hvilket kræver indstillinger med lav pulsrepetitionsfrekvens for at detektere bevægelse i hele hjertecyklussen. for at minimere fejl og forbedre reproducerbarheden bør optagelsen kun udføres ved passende Doppler-vinkler, hvilket kan være vanskeligt at opnå i dilaterede hjerter. Desuden er det vigtigt at skelne mellem ægte kontraktion og ikke-bidragssegmenter, der bevæger sig passivt på grund af tethering med tilstødende segmenter.
Realtime tredimensionel ekkokardiografi
En anden metode til undersøgelse af dyssynkroni er ved hjælp af tredimensionel (3-D) ekkokardiografi. Billederne fås i realtid med en særlig transducer og kan derefter analyseres offline. Halvautomatiske algoritmer til kantdetektion sporer den endokardiale grænse og skaber en 3-D “afstøbning” af LV-hulen. Ændringer i den samlede hulrumsstørrelse og i hvert af de 16 standard segmenter fra American Society of Echocardiography kan derefter analyseres gennem hele hjertecyklussen.
I modsætning til TPSV undersøger realtids-3D-echokardiografi (RT3DE) tiden til minimalt systolisk volumen (TMSV) målt fra QRS’s begyndelse til minimumsværdien af hvert segments regionale volumen-tidskurve. Sammenligning af TMSV for to basale segmenter, f.eks. septal- og lateralvæg, giver en grundlæggende vurdering af dyssynkroni. I lighed med dyssynkroniindekset for TDI kan der ved at registrere TMSV for alle 16 segmenter og udlede standardafvigelsen dannes et systolisk dyssynkroniindeks (SDI). I betragtning af variationen i hjertefrekvensen kan denne værdi udtrykkes som en procentdel af hjertecyklussen.
Kapetanakis og kolleger anvendte RT3DE til at vurdere dyssynkroni ved hjælp af SDI hos normale personer, personer med normal LV-systolisk funktion og personer med forskellige grader af hjertesvigt.21 Denne undersøgelse tydede på, at normale personer og personer med normal LV-systolisk funktion havde normalt synkroniseret segmentfunktion, mens personer med let, moderat og svær LV-dysfunktion havde progressivt højere værdier for SDI.
Interessant nok var der kun en svag korrelation mellem QRS-duration og SDI (r=0,264, p=0,0005). En bred QRS-duration kunne kun forudsige 46 % af patienterne med betydelig mekanisk dyssynkroni.De undersøgte også SDI hos dem før og efter CRT-implantation. De, der var responders på CRT, defineret som symptomforbedring, havde højere SDI-værdier ved baseline sammenlignet med non-responders og havde et fald i SDI efter enhedsimplantation. Dette er i overensstemmelse med den opfattelse, at de, der er mest dyssynkrone ved baseline, reagerer bedst på CRT.
Kapetanakis et al. viste ret lav inter- eller intraobservatørvariabilitet i opnået SDI, selv om dette skal reproduceres i andre undersøgelser. Kun én anden lille undersøgelse har anvendt SDI hos personer, der gennemgik CRT, og viste, at SDI kunne reduceres med CRT-implantation.22
Da TMSV-værdierne typisk er længere end TPSV, der anvendes med TDI, da de repræsenterer slutpunktet for kontraktion snarere end punktet for den hurtigste vægbevægelse, kan TMSV (eller SDI) ikke sammenlignes direkte med TPSV (eller Yu-indekset) på et absolut grundlag. Det ville dog være forventeligt, at der skulle være en korrelation mellem de to, hvis de begge kan forudsige dyssynkroni. I ovennævnte undersøgelse af Kapetanakis et al. var der kun en svag ikke-signifikant korrelation mellem SDI- og TDI-dysynkroniindekset (r=0,264, p=0,064), hvilket tyder på, at reproducerbarheden af nogen af dyssynkronimetoderne kan være vanskelig. Det er også interessant at bemærke, at korrelationen var bedre for patienter med smal QRS end for dem med bred QRS. Endelig var der ved et cut-off på 33 ms for TDI-dysynkroniindekset som foreslået af Yu og et arbitrært cut-off på 8,3 % for SDI overensstemmelse med tilstedeværelsen af dysynkroni hos 56,5 % af patienterne med bredt QRS-kompleks og 41,2 % af patienterne med smalt QRS.
Sammenlignet med TDI giver RT3DE en bedre, om end stadig ufuldkommen, afbildning af de apikale segmenter på grund af de manglende Doppler-vinkelbegrænsninger, der er forbundet med apikale segmenter. Der findes softwareredigeringsværktøjer til RT3DE til at løse vanskeligheder i forbindelse med automatisk grænsedetektion, der skyldes suboptimal billedkvalitet. Op til 20 % af patienterne kan have billeder, der ikke kan analyseres på grund af dårlig kvalitet.21 RT3DE evaluerer vægbevægelsen, uanset om den er cirkumferentiel, radial eller tangentiel. I modsætning til TDI-tilgangen er det med denne metode muligt at opnå alle segmentdata fra en enkelt optagelse. Desuden er volumedataene “ægte” volumedata, dvs. de bruger ikke geometriske antagelser, men bruger faktiske voxeldata indeholdt i et dynamisk overfladenet af det bankende LV.
Speckle-tracking Radial Strain
For nylig er der blevet foreslået en ny metode til vurdering af dyssynkronitet kaldet speckle tracking.23 Dette er en form for strain imaging, hvor speckles, som er biprodukter af ultralydsspredning og -refleksion, kan følges fra billede til billede og bruges til at vurdere radial bevægelse i det parasternale kortaksebillede. Dette kan være særlig nyttigt, fordi strain imaging kan skelne aktiv bevægelse fra passiv binding af infarktmyokardiet fra passiv binding af infarktmyokardiet. Suffoleto et al.23 undersøgte radial strain på de seks basale vægsegmenter og fastslog, at en ≥130 ms forskel mellem det første og det sidste segments tid til peak strain havde en sensitivitet på 89 % og en specificitet på 83 % med hensyn til at forudsige en ≥15 % stigning i EF efter >3 måneder. Fordelen ved denne metode er, at den ikke er afhængig af Dopplervinklen og måske bedre kan bestemme stedet for den seneste mekaniske aktivering, hvilket resulterer i et mere præcist mål for placering af koronarsinusledningen.
Denne metode kan dog være teknisk vanskelig og er afhængig af passende parasternale vinduer. Billeder skal optages med en høj billedfrekvens, så speckles kan spores på passende vis, men denne øgede billedfrekvens kan føre til tab af billedkvalitet. Denne metode er ny og afventer validering af andre undersøgere, før den kan forventes anvendt i større omfang.
Konklusioner
Diverse ekkokardiografiske teknikker er blevet anvendt til at vurdere dyssynkroni hos personer med hjertesvigt i tilstedeværelse eller fravær af et bredt QRS-kompleks. Alle undersøgelser til dato har imidlertid været enten retrospektive eller små prospektive undersøgelser. Forsøget “Predictors of Response to Cardiac Resynchronization Therapy (PROSPECT)” er en igangværende multinational undersøgelse, der har til formål at vurdere prospektivt hos >300 patienter, der gennemgår CRT-implantation, hvilken af flere ekkokardiografiske dyssynkroniseringsteknikker der bedst kan forudsige et klinisk respons og LV-revers remodellering2 . Der måles tretten ekkokardiografiske prædiktorer for respons, herunder bl.a. SPWMD, TPSV for basale septal- og basale laterale segmenter og standardafvigelsen af TPSV for de 12 basale og midterste segmenter. Desværre kræver protokollen hverken RT3DE eller speckle tracking.
Den seneste undersøgelse har antydet, at ekkokardiografisk vurdering af mekanisk dyssynkroni er et vigtigt redskab, der kan bruges til at hjælpe med at identificere potentielle responders til CRT. På nuværende tidspunkt er det uklart, hvilken ekkokardiografisk metode der er den mest nyttige til at vurdere dyssynkroni eller forudsige, hvem der vil have gavn af CRT.De ideelle ekkoparametre ville være lette at tilvejebringe, reproducerbare, præcist forudsige responders til CRT og kunne opnås hurtigt med lidt eller ingen efterbehandling. Igangværende og fremtidige undersøgelser vil definere, hvilke ekkoparametre der er mest nyttige til identifikation af patienter, der kan have gavn af denne vigtige behandling.