Antaliga kliniska studier med patienter med svår, symtomatisk hjärtsvikt och ett brett QRS-komplex har visat att kardiell resynkroniseringsterapi (CRT) är fördelaktigt. CRT kan öka vänsterkammarens ejektionsfraktion (LVEF), minska LV-volymen och mitralregurgitationen, förbättra symtom orsakade av hjärtsvikt,1-3 och kan även förbättra dödligheten.4,5 De nuvarande riktlinjerna från American College of Cardiology/American Heart Association (ACC/AHA) föreslår CRT-implantation för patienter med LVEF <35 %, hjärtsvikt av New York Heart Association (NYHA) klass III eller ambulatorisk klass IV och dyssynkroni definierad som ett QRS >120 ms.6 Bland de patienter som får en CRT baserat på dessa kriterier kommer dock en tredjedel att misslyckas med att svara på CRT-behandlingen, vilket kan bero på antingen otillräcklig placering av koronarsinusledaren eller avsaknad av mekanisk LV-dysynkroni före implanteringen. Många som inte svarar uppvisar ingen intraventrikulär mekanisk dyssynkroni vid baslinjen, och det kan vara så att CRT mest gynnar dem med underliggande dyssynkroni.
På grund av dess användarvänlighet och breda tillgänglighet har ekokardiografi framstått som den föredragna modaliteten för att bedöma dyssynkroni. Det finns flera ekokardiografiska tekniker som undersöks, bland annat vävnadsdoppleravbildning, tredimensionell ekokardiografi i realtid och speckle tracking, även om det för närvarande inte finns någon klart accepterad standard.
Vad är dyssynkroni?
Patienter som har LV-systolisk dysfunktion och dilatation har ofta ett förlängt QRS-komplex, ofta i ett LBBB-mönster (left bundle-branch block). QRS-förlängningen är i allmänhet förknippad med fördröjd elektrisk aktivering av vänster kammare, vilket leder till okoordinerad ventrikelrörelse, minskad slagvolym och mitralregurgitation. På grund av detta samband har QRS-duration använts som en surrogatmarkör för ventrikulär dyssynkroni. Flera studier har dock visat att inte alla patienter med ett brett QRS-komplex uppvisar tecken på mekanisk dyssynkroni.7 Dessutom kan upp till 30-50 % av patienterna med ett smalt QRS-komplex ha mekanisk dyssynkroni som mäts med ekokardiografi. Vissa av dessa patienter med smalt QRS kan ha nytta av CRT.8,9
Målet med CRT är att synkronisera LV-kontraktionen. Detta åstadkoms genom att i förväg packa det senast aktiverade segmentet i LV, vilket resulterar i en förbättrad samordning av varje region av LV:s bidrag till systolen. Detta resulterar i en ökning av slagvolymen, en förbättring av myokardiets effektivitet, en ökning av den diastoliska fyllnadstiden och en minskning av mitralregurgitation genom synkronisering av papillarmuskelaktiveringen. CRT kan också förbättra atrioventrikulär (AV) timing, vilket kan förbättra den diastoliska fyllningen och minska mitralregurgitationen. Interventrikulär timing kan också förbättras genom CRT, även om betydelsen av detta för närvarande inte är känd.1 Förutom de positiva hemodynamiska effekter som nämns ovan utövar CRT en gynnsam effekt på hjärtats autonoma kontroll som resulterar i ett mindre beroende av sympatikusaktivering.10 Detta kan leda till mindre ventrikelstorlek och förbättrad hjärtfunktion hos patienter med svår symtomatisk hjärtsvikt, så kallad omvänd remodellering.
Specifika ekokardiografimetoder för att utvärdera kardiell dyssynkroni
Rörelsefördröjning mellan septum och bakre vägg
Den första utvecklade och enklaste metoden för att utvärdera dyssynkroni är analysen av aktiveringen av bakre väggen jämfört med septum med hjälp av M-mode. detta utförs i den parasternala kortaxliga vyn i nivå med papillarmusklerna. Fördröjd aktivering av den bakre väggen jämfört med septum är förenligt med dyssynkroni. En maximal rörelsefördröjning mellan septum och bakre vägg (SPWMD) på ≥130 ms visade sig vara prediktivt för omvänd remodellering och förbättring av hjärtsviktsstatus,11 även om detta inte har setts i alla studier.12 SPWMD kan dock vara felaktig hos dem som har haft tidigare septala hjärtinfarkter och omfattar inte bedömning av den laterala väggen, som ofta är den senast aktiverade platsen.
Tissue Doppler Imaging
Tissue Doppler Imaging (TDI) fungerar genom att man utvärderar riktningen och hastigheten i myokardet, med hjälp av antingen pulserande våg- eller färgkodad doppler. Doppler med pulsade vågor anses i allmänhet vara svårare och mer tidskrävande och har därför använts mer sällan. Bedömning av fördröjd kontraktion med hjälp av färgkodad TDI baseras vanligen på tiden från QRS-komplexets början till toppen av S2-komponenten i hastighetsspåret, ofta kallad tid till maximal systolisk hastighet (TPSV) (se figur 1), även om tiden till hastighetsstart också har studerats.
Sammanställning av TPSV för två valfria basala segment, t.ex. septum- och lateralvägg, med hjälp av M-mode kan ge en snabb bedömning av dyssynkronitet. En fördröjning på ≥60 ms mellan den septala och laterala väggen13 eller ≥65 ms mellan anteroseptum och posteriora väggen14 har visat sig förutsäga ökad ejektionsfraktion efter CRT-implantation.
Bax och kollegor definierade dyssynkroni som den maximala skillnaden i TPSV mellan de basala främre, nedre, septala eller laterala ventrikelväggarna.15 Ett värde på 65 ms användes som gränsvärde med en sensitivitet och specificitet på 80 % för att förutsäga en förbättring av NYHA-klassificering och ≥25 % ökning av sex minuters gångsträcka med CRT. Dessutom var ett cut-off-värde på 65 ms också prediktivt för hjärtdöd eller sjukhusvistelse för dekompenserad hjärtsvikt.
Denna metod utökades till att inkludera alla sex basala väggar (inferoseptal, anteroseptal, främre, lateral, posteriora och inferiora) och mätning av TPSV, med uteslutande av isovolumisk kontraktion.16 Den maximala hastighetsdifferensen (PVD) bestämdes sedan genom att subtrahera den minsta från den största TPSV. En PVD >110ms vid baslinjen förutsade omvänd remodellering av LV, ökad EF och minskad PVD tre månader efter det att CRT inletts. Dessutom hade de med PVD ≤110ms vid baslinjen ökad PVD och LV end diastolisk volym samt en trend mot ökad LV end systolisk volym efter CRT-implantation, vilket tyder på att implementering av anordningen faktiskt kan vara skadlig för dem som inte har någon dyssynkroni vid baslinjen.
LV-dysynkroni kan utvärderas bättre genom att registrera alla basala och mellersta segment från den apikala 4-, 2- och 3-kammarvyn och härleda standardavvikelsen mellan alla 12 resulterande TPSV-mätningar från alla basala och mellersta segment, vilket skapar ett dyssynkroni-index, även känt som Yu-index17 (se figur 2). I normala hjärtan rör sig alla väggar relativt samtidigt och därför är variansen i väggrörelsen låg. När dyssynkroni föreligger är fördelningen av TPSV-värdena mycket bredare och det finns en högre standardavvikelse.Yu och kollegor fastställde att ≥32msek indikerar mekanisk dyssynkroni och värden över detta är korrelerade med ett gynnsamt CRT-svar.17-19 Andra undersökare har inte lyckats reproducera dessa fynd, vilket tyder på att det är tekniskt svårt att erhålla mätningarna.20
TDI-förvärv och datareproducerbarhet är föremål för ett flertal tekniska utmaningar. God teknik och patientens följsamhet krävs för att minimera translationsrörelser orsakade av andning eller transducerrörelser. Analys av en rörlig struktur kräver noggrann spårning av provets region av intresse för konsekventa resultat. Inställningar för färgskala och dopplerförstärkning är viktiga för att uppnå adekvat färgning. Detta kan vara särskilt svårt i fall med nedsatt kontraktila prestanda som kräver låga inställningar för pulsrepetitionsfrekvens för att detektera rörelse under hela hjärtcykeln. för att minimera fel och förbättra reproducerbarheten bör insamlingen endast utföras vid lämpliga dopplervinklar, vilket kan vara svårt att uppnå i dilaterade hjärtan. Dessutom är det viktigt att skilja mellan äkta kontraktion och icke-kontribuerande segment som rör sig passivt på grund av tethering med angränsande segment.
Tredimensionell ekokardiografi i realtid
Ett annat tillvägagångssätt för att undersöka dyssynkroni är att använda tredimensionell (3-D) ekokardiografi. Bilderna erhålls i realtid med en speciell transducer och kan sedan analyseras offline. Halvautomatiska algoritmer för kantdetektering spårar den endokardiella gränsen och skapar en 3D-”avgjutning” av LV-hålan. Förändringar i den totala hålrumsstorleken och i vart och ett av de 16 standardiserade segmenten från American Society of Echocardiography kan sedan analyseras under hela hjärtcykeln.
I motsats till TPSV undersöker 3D-ekokardiografi i realtid (RT3DE) tiden till minsta systoliska volym (TMSV), som mäts från QRS:s början till minimivärdet av varje segments regionala volym-tidskurva. En jämförelse av TMSV för två basala segment, t.ex. septum och lateralvägg, ger en grundläggande bedömning av dyssynkroni. I likhet med dyssynkronitetsindexet för TDI kan ett systoliskt dyssynkronitetsindex (SDI) skapas genom att registrera TMSV för alla 16 segment och härleda standardavvikelsen. Med tanke på variation i hjärtfrekvensen kan detta värde uttryckas som en procentandel av hjärtcykeln.
Kapetanakis och kollegor använde RT3DE för att utvärdera dyssynkroni med hjälp av SDI hos normala försökspersoner, de med normal LV-systolisk funktion och de med olika grader av hjärtsvikt.21 Denna studie tydde på att normala försökspersoner och de med normal LV-systolisk funktion hade normalt synkroniserad segmentfunktion, medan de med mild, måttlig och svår LV-dysfunktion hade progressivt högre värden för SDI.
Interessant nog fanns det endast en svag korrelation mellan QRS-duration och SDI (r=0,264, p=0,0005). En bred QRS-duration kunde förutsäga endast 46 % av patienterna med betydande mekanisk dyssynkroni.De undersökte också SDI hos dem före och efter CRT-implantation. De som svarade på CRT, definierat som symtomförbättring, hade högre SDI-värden vid baslinjen jämfört med dem som inte svarade, och hade en minskning av SDI efter apparatimplantationen. Detta stämmer överens med uppfattningen att de som är mest dyssynkrona vid baslinjen svarar bäst på CRT.
Kapetanakis et al. visade ganska låg inter- eller intraobservatörsvariabilitet i erhållen SDI, även om detta måste reproduceras i andra studier. Endast en annan liten studie har använt SDI hos dem som genomgår CRT och visade att SDI kan minskas med CRT-implantation.22
Om TMSV-värdena vanligtvis är längre än TPSV som används med TDI, eftersom de representerar kontraktionens slutpunkt snarare än punkten för den snabbaste väggrörelsen, kan TMSV (eller SDI) inte direkt jämföras direkt med TPSV (eller Yu-index) på en absolut basis. Man kan dock förvänta sig att det ska finnas en korrelation mellan de två om de båda kan förutsäga dyssynkroni. I ovanstående studie av Kapetanakis et al. fanns det endast en svag icke-signifikant korrelation mellan SDI- och TDI-dysynkroni-index (r=0,264, p=0,064), vilket tyder på att reproducerbarheten av någon av dyssynkronimetoderna kan vara svår. Det är också intressant att notera att korrelationen var bättre för patienter med smal QRS än för dem med bred QRS. Slutligen, för ett gränsvärde på 33 ms för TDI-dysynkroni-indexet enligt Yu och ett godtyckligt gränsvärde på 8,3 % för SDI, fanns det en samstämmighet i 56,5 % av patienterna med brett QRS-komplex för förekomst av dysynkroni och 41,2 % av patienterna med smalt QRS.
Vid jämförelse med TDI ger RT3DE bättre, om än fortfarande ofullständig, avbildning av de apikala segmenten på grund av avsaknaden av Doppler-vinkelbegränsningar som är förknippade med apikala segment. Det finns verktyg för redigering av programvara för RT3DE för att lösa de svårigheter som är förknippade med automatisk gränsdetektering på grund av suboptimal bildkvalitet. Upp till 20 % av patienterna kan ha bilder som inte kan analyseras på grund av dålig kvalitet.21 RT3DE utvärderar väggrörelsen oavsett om den är cirkumferentiell, radiell eller tangentiell. Till skillnad från TDI-metoden är det med denna metod möjligt att få alla segmentdata från en enda förvärv. Dessutom är volymuppgifterna ”äkta” volymuppgifter, dvs. de använder inte geometriska antaganden utan faktiska voxeldata som ingår i ett dynamiskt ytnät av det slagna LV:t.
Speckle-tracking Radial Strain
En ny metod har nyligen föreslagits för att bedöma dyssynkroni som kallas speckle-tracking23 . Detta är en typ av strain imaging där speckles, som är biprodukter av ultraljudsspridning och -reflektion, kan följas från bild till bild och användas för att bedöma radiell rörelse i den parasternala kortaxliga vyn. Detta kan vara särskilt användbart eftersom strain imaging kan skilja aktiv rörelse från passivt tethering av infarktmyokardiet. Suffoleto et al.23 undersökte radiell töjning vid de sex basala väggsegmenten och fastställde att en ≥130 ms skillnad mellan det första och sista segmentets tid till maximal töjning hade en sensitivitet på 89 % och en specificitet på 83 % när det gällde att förutsäga en ≥15 % ökning av EF vid >3 månader. Fördelen med denna metod är att den inte är beroende av dopplervinkeln och att den kanske bättre kan fastställa platsen för den senaste mekaniska aktiveringen, vilket resulterar i ett mer exakt mål för placering av koronarsinusledaren.
Denna metod kan dock vara tekniskt svår och är beroende av adekvata parasternala fönster. Bilderna måste förvärvas med hög bildfrekvens så att speckles kan spåras på lämpligt sätt, men denna ökade bildfrekvens kan leda till förlust av bildkvalitet. Denna metod är ny och väntar på validering av andra undersökare innan den kan förväntas användas i större utsträckning.
Slutsatser
Varier olika ekokardiografiska tekniker har använts för att bedöma dyssynkroni hos personer med hjärtsvikt i närvaro eller frånvaro av ett brett QRS-komplex. Alla studier hittills har dock varit antingen retrospektiva eller små prospektiva studier. Studien ”Predictors of Response to Cardiac Resynchronization Therapy (PROSPECT)” är en pågående multinationell studie för att prospektivt bedöma hos >300 patienter som genomgår CRT-implantation vilken av flera ekokardiografiska dyssynkroniseringstekniker som bäst kan förutsäga ett kliniskt svar och omvänd remodellering av LV.2 Tretton ekokardiografiska prediktorer för respons mäts, bland annat SPWMD, TPSV för basala septalsegment och basala laterala segment samt standardavvikelsen för TPSV för de 12 basala och mellersta segmenten. Tyvärr kräver protokollet varken RT3DE eller speckle tracking.
Nyare studier har föreslagit att ekokardiografisk bedömning av mekanisk dyssynkroni är ett viktigt verktyg som kan användas för att hjälpa till att identifiera potentiella respondenter till CRT. För närvarande är det oklart vilken ekokardiografisk metod som är mest användbar för att bedöma dyssynkroni eller för att förutsäga vem som kommer att gynnas av CRT.De idealiska ekoparametrarna skulle vara lätta att få fram, reproducerbara, förutsäga exakt vem som reagerar på CRT och kunna erhållas snabbt med liten eller ingen efterbearbetning. Pågående och framtida studier kommer att definiera vilka ekoparametrar som är mest användbara för att identifiera patienter som kan dra nytta av denna viktiga behandling.