Ekkokardiografi har i løpet av siste tre tiår fått stadig økende diagnostisk betydning i klinisk kardiologi. De fleste spørsmål vedrørende hjertets morfologi og funksjon kan nå besvares med ultralyddiagnostikk. Selv om perkutan koronar intervensjonsbehandling fortsatt krever angiografisk utredning, har ultralydundersøkelser også bidratt vesentlig til hvordan denne behandlingen nå gjennomføres.
Kardiologisk ultralyddiagnostikk er under stadig utvikling, med nye applikasjoner og videreføring av eksisterende metoder. I det følgende gis en kort oversikt over klinisk bruk av noen slike sentrale, nye teknikker.
Vevsdopplerundersøkelse
Dopplerprinsippet benyttes ved måling av blodstrømhastigheter, slik som gjennom et klaffeostium. Ved modifisering av metoden til såkalt vevsdopplerundersøkelse, kan man bedømme myokards funksjon ved å måle hastigheten det myokardiale vevet beveger seg med (1). Regional kontraktil funksjon kan derfor belyses med måling av systolisk vevshastighet i et gitt område (fig 1). Basert på hastighetsmålinger fra to nærliggende punkter fås et mer direkte uttrykk for myokardial kontraksjon ved å beregne endringen av myokardial segmentlengde, som i engelskspråklig litteratur betegnes som «strain» (2, 3).
Påvisning av regional myokardial iskemi
Med bestemmelse av vevshastighet og endring i segmentlengde kan man ikke-invasivt påvise myokardial iskemi (1). Iskemisk nedsatt funksjon av myokard fører til nedsatt systolisk forkortning av myokardiale fibrer og redusert hastighet av vevets bevegelse. Ved uttalt iskemi vil fibrene til og med forlenges i systolen (fig 2). Selv om vevshastigheten forandres pga. iskemi, vil hastigheten i et gitt område også influeres av hele hjertets bevegelse og av vevshastigheten i naboområdene (1). Endringer i myokardial segmentlengde vil derfor kunne lokalisere et iskemisk område mer presist enn forandringene i vevshastighet.
Med vevsdopplerundersøkelse er det altså mulig å objektivisere og i noe grad kvantitere iskemisk dysfunksjon av myokard. Dette representerer et skritt fremover ettersom gjeldende ekkokardiografiske metode er semikvantitativ, basert på visuell bedømmelse av veggbevegelse i venstre ventrikkel. Vevsdopplerundersøkelse vil derfor trolig få økende betydning for kartlegging av iskemi, både i diagnostisk og behandlingsmessig sammenheng.
Global funksjon av venstre ventrikkel
Basis av hjertet beveger seg mot apeks under systolen med hastighet som korrelerer med venstre ventrikkels ejeksjonsfraksjon (4). Ventrikkelfunksjonen kan derfor bedømmes ved måling av mitralringens systoliske hastighet i apikal retning. Man kan også få informasjon om venstre ventrikkels fyllingstrykk ved å sammenholde tidlig diastolisk blodstrømhastighet gjennom mitralostiet med hastigheten av mitralringens bevegelse (4).
Resynkronisering av ventrikulær funksjon
Ved uttalt hjertesvikt foreligger ofte intraventrikulære ledningsforstyrrelser med dyssynkron aktivering av myokard, som bidrar til ytterligere nedsatt pumpefunksjon. Resynkronisert ventrikkelaktivering med biventrikulær pacemakerbehandling kan gi markert bedring av pasientens hjertesvikt. Pga. høy tids- og romoppløsning ser det ut til at man ved måling av regionale vevshastigheter kan kvantitere og lokalisere forsinket ventrikkelaktivering (5). Dette vil trolig kunne gi veiledning om hvilke pasienter som vil ha nytte av resynkroniserende pacemakerbehandling.
Kvantitativ stressekkokardiografi
Ved stressekkokardiografi bedømmes veggbevegelsene i venstre ventrikkel under arbeidsbelastning eller farmakologisk indusert stress (6). Iskemi diagnostiseres med påvisning av nyoppstått eller forverret patologisk veggbevegelse i ventrikkelen. Metoden har bedre diagnostisk følsomhet enn arbeids-EKG, og er mindre ressurskrevende enn alternative teknikker. I tillegg fås også informasjon om viabilitet, dvs. om myokard som allerede i hvile har nedsatt eller opphevet funksjon, har potensial for bedret funksjon etter revaskularisering. Stressekkokardiografi spiller derfor en viktig rolle i diagnostikk og behandling av koronarsykdom. Vanligvis utføres undersøkelsen med visuell bedømmelse av veggbevegelse. Denne metoden har imidlertid begrensninger ved å være semikvantitativ og observatøravhengig med betydelige krav til erfaring med slik undersøkelsesmetodikk.
En del av begrensningene ved den etablerte metoden for stressekkokardiografi vil kunne overkommes med kvantitative teknikker (7). Automatisk veggdeteksjon er en slik metode, som avtegner endokard basert på den ulike spredningen av reflektert ultralyd fra myokard og blod. Med en slik automatisk definering av endokard kan man på en objektiv måte påvise endringer i veggbevegelse. Metoden har vært rapportert å gi tilsvarende, eller til og med bedre informasjon enn visuell bedømmelse. Imidlertid kreves meget god bildekvalitet, som derved representerer en vesentlig metodologisk begrensning. Dette problemet kan trolig i noen grad overvinnes med kontrastekkokardiografi.
Påvisning av nedsatt systolisk vevshastighet med vevsdopplerundersøkelse under stressekkokardiografi synes å bli en viktig metode for påvisning av myokardial iskemi (7). Metoden er blitt funnet å oppfylle kliniske krav om å være reproduserbar, lett anvendelig, robust og kvantitativ. Vevsdopplerundersøkelse med utrente observatører synes å gi samme diagnostiske informasjon som den som oppnås av erfarne observatører med visuell bedømmelse av veggbevegelse.
Kontrastekkokardiografi
Fysiologisk saltvann som ristes tilføres luftholdige mikrobobler som gir kraftige ultralydekko fra grenseflatene mellom væske og gass, og har derfor vært brukt som kontrastmiddel i mange år. Boblene løser seg imidlertid fort opp og mister raskt sin kontrastvirkning. Det er nå utviklet kontrastmidler med mikrobobler som inneholder en indifferent gass (for eksempel et fluorokarbon eller svovelheksafluorid) som har en mer holdbar overflate (8). Samtidig er mikroboblene så små at de passerer gjennom lungekapillarsengen og kan visualiseres i venstre ventrikkels kavitet og myokard etter intravenøs injeksjon.
Samtidig med utvikling av kontrastmidler er avbildningsteknikken forbedret (8). Dette omfatter blant annet såkalt harmonisk bildedanning der man mottar reflektert ultralyd med en høyere frekvens enn den som er utsendt.
Avgrensning av venstre ventrikkels kavitet
Bruk av ultralydkontrast bedrer den bildemessige fremstillingen av venstre ventrikkel (fig 3), med særlig forbedring av den endokardiale avtegningen av ventrikkelens kavitet (8). Dette kan være av vesentlig betydning for bedømmelse av ventrikulær veggbevegelse, både i hvile og under stressekkokardiografi. Bedret avtegning av endokard gjør også bedømmelsen av venstre ventrikkels globale funksjon mer pålitelig. Bruk av kontrast er særlig nyttig og er etablert for klinisk bruk, når konvensjonell undersøkelse er teknisk vanskelig med dårlig bildekvalitet.
Bedømmelse av myokardial perfusjon
Kontrastekkokardiografi ser også ut til å ha potensial for vurdering av regional myokardial perfusjon, ved å bedømme oppladningen av ultralydkontrast i vevet. På den måten vil ekkokardiografisk diagnostikk av koronarsykdom kunne optimaliseres med samtidig undersøkelse av regional og global myokardial struktur, perfusjon og funksjon. Imidlertid representerer dette fortsatt et forskningsfelt og er foreløpig ikke klart for bruk i klinisk rutine (8).
Intravaskulær ultralydundersøkelse
Selv om selektiv angiografi fortsatt er viktigste bildediagnostiske metode ved koronarsykdom, er intravaskulær ultralydundersøkelse et viktig supplement og har gitt ny innsikt i diagnostikk og behandling av sykdommen (9). Mens angiografi fremstiller en silhuett av karets lumen, gir intravaskulær ultralydundersøkelse også informasjon om størrelse, utbredning og sammensetning av avleiringer i karveggen. Med et miniatyrisert lydhode inkorporert i spissen, føres et perkutant innlagt kateter retrograd til aortaroten og inn i aktuelle koronararterie. Ultralydbildet gir en tomografisk fremstilling av lumen og av veggen i hele karets omkrets (fig 4).
Bedømmelse av karlumen og karvegg
Arealet av lumen bestemmes ved avtegning av fremre kant av ekkoet fra overgangen mellom lumen og karvegg. Korrelasjonen til angiografi er god i kar uten arteriosklerose, er mer moderat ved sykdomsforandringer, mens det er størst forskjell mellom angiografiske funn og ultralydfunn etter intervensjoner (9).
Ultralyd reflekteres særlig fra overgangen mellom to vev, slik som mellom blod og intima og mellom media og adventitia. Ekko fra avleiringer i karveggen gjør det mulig å bedømme deres størrelse, utbredning og i noen grad også sammensetning (9). Lipidavleiringer er lite ekkogivende. Fibromuskulære lesjoner genererer ekko med lav intensitet, mens fibrose eller forkalkninger gir kraftigere ekko. Ofte foreligger betydelige avleiringer i veggen uten at lumen er vesentlig forsnevret. I tillegg har avleiringene ofte en eksentrisk lokalisasjon.
Arteriell remodellering
Intravaskulær ultralyd har bidratt vesentlig tilå belyse arteriell remodellering, som refererer til endring av kardimensjon under utviklingen av arteriosklerose (9). Ved begynnende veggforandringer tilkommer en økning av karets størrelse, såkalt positiv remodellering, som antas å være kompensatorisk for å bevare karets tverrsnittsareal. Ved mer avansert sykdom finner det sted en negativ remodellering med reduksjon av karets størrelse, noe som bidrar til luminal stenosering. Hos pasienter med ustabil angina er det en overhyppighet av positiv remodellering, mens negativ remodellering forekommer mer hyppig hos pasienter med stabile symptomer. Negativ remodellering synes også å medvirke til restenosering etter mekaniske intervensjoner.
Anvendelse
Intravaskulær ultralydundersøkelse kan avklare nødvendigheten av intervensjonsbehandling hvis de angiografiske funnene er tvetydige (9). Dette kan være av særlig betydning ved affeksjon av venstre koronararteries hovedstamme. Metoden har også vist seg viktig for påvisning av koronarsykdom hos hjertetransplanterte. En potensiell anvendelse kunne være identifisering av avleiringer i karveggen med risiko for ruptur til lumen. Ikke minst viktig har intravaskulær utltralydundersøkelse hatt stor betydning for utviklingen av gjeldende prosedyrer for perkutan intervensjonsbehandling, særlig vedrørende implantasjon av stenter (9).
Intrakardial ekkokardiografi
Ultralyddiagnostikk spiller ofte en viktig veiledende rolle for invasiv diagnostikk og behandling. Transtorakal undersøkelse er ofte uegnet i denne sammenheng. Transøsofageal ekkokardiografi kan også være forbundet med ulemper ved at undersøkelsen kan være ubehagelig, ev. med behov for sedasjon eller generell anestesi. Intrakardial ekkokardiografi har derimot ikke slike begrensninger (10).
Også ved denne undersøkelsen brukes et miniatyrisert lydhode plassert i spissen av et hjertekateter. Det brukes en ultralydfrekvens som tillater morfologisk undersøkelse (fig 5) av alle hjerteavsnitt. Dopplerregistreringer gjør det mulig å få hemodynamisk informasjon i tillegg. Foreløpig kan man bare undersøke i ett plan ved en gitt posisjon av lydhodet (10). Imidlertid kan kateteret styres slik at man med små endringer i kateterposisjon kan visualisere de ulike delene av hjertet i flere plan.
Intrakardial ekkokardiografi er i ferd med å bli en metode til klinisk bruk (10). Den er velegnet for å veilede elektrofysiologiske undersøkelses- og behandlingsprosedyrer, som ved nødvendig transseptal kateterisering og for sikring av ønskede posisjoner av elektrodekatetrene. Samtidig vil ev. komplikasjoner som perforasjon til perikard kunne oppdages og behandles umiddelbart. I tillegg vil metoden kunne få en rolle i veiledningen av perkutan lukking av septumdefekter, perkutan ballongdilatasjon av mitralstenose og ved komplisert intrakardial biopsitaking.
Tredimensjonal ekkokardiografi
Tredimensjonal ekkokardiografi muliggjør romlig fremstilling av intrakardiale strukturer (fig 6), og vil derved kunne øke det diagnostiske utbyttet av ekkokardiografiske undersøkelser.
Inntil nylig har metoden krevd sekvensiell todimensjonal avbildning i flere plan med forskjellig orientering, med samtidig registrering av EKG og respirasjonsfase (11). Ut fra avbildninger i samme fase av hjerte- og respirasjonssyklus, kan det så rekonstrueres tredimensjonale bilder.
I tillegg til at dette er relativt tungvint, kan man på denne måten ikke gjennomføre selve undersøkelsen i tredimensjonal modus. Imidlertid er tredimensjonale sanntidsregistreringer nylig blitt mulig ut fra todimensjonale registreringer i flere plan samtidig. Dette vil gjøre metoden enklere og mer anvendelig.
Venstre ventrikkels volum målt med tredimensjonal ekkokardiografi korrelerer meget godt med resultatene fra kontrastangiografi og magnetisk resonansundersøkelse (11).
Målevariabiliteten er dessuten mindre enn med todimensjonal ekkokardiografi. Slik bestemmelse av ventrikkelvolum og masse vil kunne ha særlig betydning hos barn med funksjonelt univentrikulære hjerter, siden forholdet mellom masse og volum er en viktig prediktor for behandlingsresultat og prognose.
Ved medfødte hjertefeil vil tredimensjonal ekkokardiografi kunne gi viktig informasjon i tillegg til funnene ved todimensjonal undersøkelse (11). Metoden antas også å få betydning for perkutan lukking av septumdefekter, som ikke bare krever opplysning om defektenes størrelse, men også om deres form og romlige relasjon til omkringliggende strukturer.
Tredimensjonal ekkokardiografi vil trolig også spille en viktig rolle i diagnostikk og behandling av ervervede klaffefeil, særlig ved mitralinsuffisiens. Operativ behandling av mitralinsuffisiens er mest fordelaktig med klaffebevarende kirurgi (mitralplastikk) hvis forholdene ligger til rette for det. Kartlegging av mitralklaffenes morfologi og funksjon med tredimensjonal avbildning vil kunne bidra vesentlig til å avklare om forholdene er egnet for slik reparativ kirurgi.
Tredimensjonal ekkokardiografi er fortsatt under utvikling, men har et betydelig potensial for klinisk bruk, særlig ved medfødte hjertefeil og ervervet klaffesykdom.
