Echokardiografische Pitfalls bei Herzklappenerkrankungen

Abstract

Cardiac ultrasound and clinical evaluation form the basis of clinical decision making in patients with valvular heart disease. Indication to perform cardiac catheterization and indication fpr surgery largely depend on clinical and echocardiographic findings.

Although rapid development of technology contributes significantly to the robustness of ultrasound measurements one has to consider that echocardiography is an observer dependend and thus subjective method.

This review focusses on potential pitfalls in image acquisition and interpretation of echocardiographic findings in acquired valvular heart disease. Machine settings have to be tailored to the individual patient very carefully to maximize image quality and color Doppler signals in order to judge chamber and valve geometry and function.

A key issue in asymptomatic severe regurgitant lesions is not to miss worsening of left ventricular function. Thus serial evaluation of left ventricular dimensions and ejection fraction help to assess ventricular function. For quantification of LV ejection fraction the modified Simpson’s rule is standard and Teicholz formula is obsolete. Yet, EF is load dependent and newer parameters derived from deformation imaging (strain and strain rate) give a better understanding of ventricular contractility but are currently not part of guidelines. Left heart contrast agents can contribute to better endocardial border delineation in difficult to image patients.

Aortic stenosis ist the most common lesion in adults that requires surgical treatment. The most robust parameter to judge severity is valve area based on continuity equation (severe when < 0,75 cm²) or direct planimetry by TEE (severe when < 1,0 cm²). A pitfall is to report valve gradient alone, specifically in impaired LV function where low gradients may be misleading. Dobutamine stress echo may help identify critical low gradient low output aortic stenosis. Even in preserved LV functrion gradients may be low when total arterial compliance is low and there is severe LV hypertrophy in small ventricles.

Evaluation of mitral regurgitation should rely on the synopsis of several parameters such as vena contracta and if possible calculation of effective regurgitant orifice area using the PISA method. Jet dimensions largely depend on arterial blood pressure and can be misleading. In asymptomatic patients worsening of LV function, ventricular enlargement and endsystolic LV dimesions ≥ 45 mm should lead to plan surgery. Aortic regurgitation also mandates close monitoring of ventricular dimesions when judged severe by vena contracta in asymptomatic patients (LVEDD ≥ 70 mm, EF < 50 % or LVESD ≥ 50 mm are accepted cut off limits to consider surgery). Doppler parameters such as pressure half time or deceleration rate can be confounded by ventricular pathology influencing filling pressures.

Since in severe regurgitant lesions as well as in severe mitral and aortic stenosis the indication for surgery is usually clear in symptomatic patients it is a challenge to assess symptomatic state in patients in routine practice. Especially elderly patients usually adapt to their physical limitation and tend to report to be symptom free when asked by the physician. Such „asymptomatic” conditions should be objectified by subjecting the patient to careful exercise. Not to objectify an asymptomatic state may be the greatest pitfall in evaluating patients with valvular heart disease. Future results in ongoing studies may clarify the impact of deformation imaging to detect progressive impairment in ventricular function.

Kernaussagen

Beurteilung der linksventrikulären Funktion

• In der Akutdiagnostik genügt die visuelle Abschätzung der Auswurffraktion zur Evaluierung der globalen systolischen Funktion durch den erfahrenen Untersucher. Die sorgfältige Quantifizierung der EF nach der Scheibchensummationsmethode minimiert untersucherabhängige Fehlermöglichkeiten.

• Zur Verbesserung der Endokardabgrenzung bei schlechten Schallbedingungen ist der Einsatz lungenkappillargängiger Ultraschallkontrastmittel heutiger Standard.

• Die serielle Beurteilung von Ventrikelgröße und Auswurfleistung trägt zur Bestimmung des Operationszeitpunktes bei. Dies gilt insbesondere bei asymptomatischer Aorten- (LVEDD ≥ 70 mm, EF < 50 % und eine LVESD ≥ 50 mm) und Mitralklappeninsuffizienz (LVESD von ≥ 45 mm und eine EF < 60 %).

• Neue Untersuchungen mittels Deformationsbildgebung („strain” und „strain rate imaging”) tragen dazu bei, eine Abnahme der Myokardkontraktilität trotz noch normaler Auswurfleistung zu erkennen.

Aortenstenose

• Die nach der Kontinuitätsgleichung berechnete Klappenöffnungsfläche gilt als robuster Parameter in der Beurteilung des Schweregrades einer valvulären Aortenstenose. Bei rascher Progression des Vitiums mit Zunahme der Aortenklappengeschwindigkeit > 0,3 m/s pro Jahr (und Abnahme der Klappenöffnungsfläche > 0,1 cm² pro Jahr) und ausgeprägter Klappenverkalkung sollte auch bei asymptomatischem Patienten mit Aortenstenose eine elektiv geplante Operation in Betracht gezogen werden.

• Ein wirklich asymptomatischer Status bei hochgradiger Aortenstenose ist eher eine Rarität und die Symptomfreiheit sollte kritisch hinterfragt und anhand von Alltagsbelastungen objektiviert werden.

• Zur Differenzierung einer Kardiomyopathie bei Aortensklerose von einer reduzierten LV-Funktion aufgrund einer hochgradigen Aortenstenose trägt die pharmakologische Stressechokardiografie bei. Bei kleinem Ventrikelvolumen und ausgeprägter konzentrischer LV-Hypertrophie mit erniedrigtrer systemischer arterieller Compliance mag zwar rechnerisch eine normale EF vorliegen, aber das Schlagvolumen kann schon reduziert sein. Der relativ niedrige transvalvuläre Gradient darf nicht zu einer Unterschätzung der Stenose und zu einer Verzögerung des operativen Klappenersatzes führen.

Mitralinsuffizienz

• Die Schweregradbeurteilung der Mitralinsuffizienz erfordert die Integration verschiedener Parameter, insbesondere der V.-contracta-Breite und der Vorhofgröße. Die Berechnung der effektiven Regurgitationsfläche und der Regurgitationsfraktion nach der PISA-Methode sind sehr aufwendig und wenig praktikabel.

• Im transösophagealen Echokardiogramm gilt ein systolischer Rückfluss in die Pulmonalvenen im Farbdoppler oder Spektraldoppler als spezifisches, aber keineswegs sensitives Kriterium für eine hochgradige Insuffizienz.

• Ein neuer Aspekt ist der kürzlich gelungene Nachweis des dynamischen Charakters einer Mitralinsuffizienz. Unter dynamischer Belastung kann die Mitralinsuffizienz bedeutsam zunehmen – bei vielen Patienten ein mögliches Korrelat der belastungsabhängigen Dyspnoe bei in Ruhe nur geringgradig oder mäßiger Mitralinsuffizienz.

Aorteninsuffizienz

• Der Schweregrad der Aorteninsuffizienz wird anhand der V.-contracta-Breite und nicht anhand der Jet-Länge beurteilt.

• Zur Klärung der Ätiologie trägt die transösophageale Echokardiografie bei.

Mitralstenose

• Der Schweregrad der Mitralstenose wird anhand der planimetrischen Mitralklappenöffnungsfläche, des mittleren diastolischen Druckgradienten über der Mitralklappe und der Druckhalbwertszeit (PHT) im kontinuierlichen Doppler beurteilt.

• Die Planimetrie der Klappenöffnungsfläche ist bei guten Schallbedingungen transthorakal im Kurzachsenabschnitt möglich. Mittels transösophagealer Echtzeit-3D-Echokardiografie gelingt die genauere Identifizierung der Bildebene mit der kleinsten Klappenöffnungsfläche und damit eine genauere Planimetrie.

Klappenprothesen

• Die morphologische Beurteilung von Klappenprothesen ist aufgrund von Artefakten schwieriger ist als die nativer Klappen. Die transösophageale Untersuchung bietet in der Regel eine bessere morphologische und farbdoppler-echokardiografische Beurteilung und ist daher bei begründetem Verdacht auf eine Prothesendysfunktion bzw. -thrombose dringend indiziert.

• Eine Fehlerquelle bei der Untersuchung prothetischer Herzklappen ist die Überschätzung von Gradienten im CW-Doppler. Klappenprothesen haben höhere Klappengeschwindigkeiten als native Herzklappen. Für jedes Klappenfabrikat gibt es Normwerte.

Endokarditis

• Für den Nachweis einer Endokarditis genügt nach den neuen europäischen Leitlinien eine anderweitig nicht erklärte systemische Infektion und der echokardiografische Nachweis von Befunden, die sich mit einer Endokarditis vereinbaren lassen.

• Der fehlende Nachweis von flottierenden Vegetationen darf nicht als „Ausschluss einer Endokarditis” gewertet werden.

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