Hodnocení funkce levé komory
Etiologie
Etiologie dysfunkce levé komory (LK) může být různého původu (Obrázek 1+2)
Normální hodnoty levé komory (snímky 3-6)
Převzato z: Lang RM, et al. Recommendations for Cardiac Chamber Quantification by Echocardiography in Adults: An Update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2016 Apr;17(4):412. doi: 10.1093/ehjci/jew041. Epub 2016 Mar 15. Erratum for: Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2015 Mar;16(3):233-70.
Převzato z: Lang RM, et al. Recommendations for Cardiac Chamber Quantification by Echocardiography in Adults: An Update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2016 Apr;17(4):412. doi: 10.1093/ehjci/jew041. Epub 2016 Mar 15. Erratum for: Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2015 Mar;16(3):233-70.
Převzato z: McDonagh TA, Metra M, Adamo M, et al. ESC Scientific Document Group. 2021 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure. Eur Heart J. 2021 Sep 21;42(36):3599-3726. doi: 10.1093/eurheartj/ehab368. PMID: 34447992.
Převzato z: Lang RM, et al. Recommendations for Cardiac Chamber Quantification by Echocardiography in Adults: An Update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2016 Apr;17(4):412. doi: 10.1093/ehjci/jew041. Epub 2016 Mar 15. Erratum for: Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2015 Mar;16(3):233-70.
Metody vyšetření systolické funkce levé komory
Globální systolická funkce LK se obecně hodnotí měřením rozdílu mezi enddiastolickou a endsystolickou hodnotou vydělenou enddiastolickou hodnotou. To lze provést buď při jednorozměrném. 2D, nebo při 3D zobrazení.
Existuje mnoho způsobů kvantifikace a měření funkce levé komory.
1. Metoda "Eyeballing"
Tato metoda je založena na vizuálním hodnocení funkce levé komory. Vyšetřující sleduje ztluštění stěny myokardu a pohyb endokardu. Podle toho je lékař schopen posoudit regionální funkci myokardu.
Pozorujeme regionální deformace myokardu, jako je ztluštění a zkrácení nebo posun (Obrázek 7). Tyto regionální deformace a abnormality pohybu stěny často korelují se sníženou LVEF.
Americká echokardiografická společnost doporučuje používat 17 segmentový model (Obrázek 8).
U každého segmentu se vizuálně hodnotí pohyb stěny a abnormality kontraktility myokardu, což umožňuje vizuálně odhadnout LVEF.
Obrázek 7 Abnormality pohybu stěny
Obrázek 8 Doporučená definice rozdělení LK na 17 segmentů na echokardiografických zobrazeních
Coulter S.A. (2015) Echocardiographic Evaluation of Coronary Artery Disease. In: Willerson J., Holmes, Jr. D. (eds) Coronary Artery Disease. Cardiovascular Medicine. Springer, London. https://doi.org/10.1007/978-1-4471-2828-1_10
2. Frakční zkrácení
Při použití této metody se pomocí M-módu měří dva důležité parametry. Těmito parametry jsou end-systolický průměr levé komory (LVESD) a end-diastolický průměr levé komory (LVEDD). Tyto parametry znázorňují velikost levé komory v endsystolické a enddiastolické fázi srdečního cyklu (obrázek 9).
Vzorec: (LVEDD - LVESD / LVEDD) x 100
Pomocí výše uvedeného vzorce můžeme vypočítat procentuální rozdíly ve velikosti levé komory a na základě toho pak určit, jak dostatečně se levá komora během systoly stahuje, a tedy zmenšuje svou velikost.
Hodnoty > 25 % jsou v M-módu považovány za normální.
Měření objemu na základě lineárního měření je v dnešní době považováno za nepřesné a podle nejnovějších doporučení by se již nemělo používat ke stanovení funkce LK, stejně jako Teichholzův vzorec, kde se měří průměr komory D během M-módu.
Obrázek 9 Přehled frakčního zkrácení
Z: Fractional shortening for estimation of ejection fraction. (n.d.). [Illustration]. Ecgwaves.Com. https://ecgwaves.com/topic/fractional-shortening-for-estimation-of-ejection-fraction/
Obrázek 10 Frakční zkrácení (PLAX projekce)
3. Ejekční frakce
Ejekční frakce je parametr, který se vypočítává z odhadovaných velikostí end-diastolického objemu a end-systolického objemu.
V současné době se k hodnocení EF LK doporučuje Simpsonova metoda sumace disků, (dvouplošná metoda), odvozená z 2D nebo 3D snímků.
Vzorec: EF = (EDV-ESV)/EDV x 100
(EF = ejekční frakce, EDV = enddiastolický objem, ESV = endsystolický objem).
Obecně by měla být ejekční frakce LK 52-72 % u mužů a 54-74 % u žen. Abnormální hodnoty ejekční frakce LK se dále dělí podle její závažnosti. Hraniční hodnoty jsou uvedeny v následující tabulce (obrázek 16).
Obrázek 11 Hodnocení ejekční frakce Simpsonovou metodou
Obrázek 12 Hodnocení ejekční frakce levé komory biplanárně (A4C na obrázku), Simpsonova metoda
Obrázek 13 Hodnocení ejekční frakce levé komory z projekce A2C, Simpsonova metoda
4. Srdeční výdej (CO, z angl. cardiac output), srdeční neboli cardiac index (CI), tepový objem (SV, z angl. stroke volume)
Dopplerovská echokardiografie i 2D odvozené snímky se používají také ke stanovení funkčních a strukturálních parametrů srdce.
Používá se tepový objem, srdeční výdej a srdeční index.
Vyšetřující je může odvodit ze dvou měření: velocity time integral (VTI) a průměr výtokového traktu levé komory (LVOT).
VTI ukazuje průtok přes sledovanou oblast, v tomto případě celkový objemový průtok během systoly. Tuto metodu nelze použít u pacientů s obstrukcí LVOT !
Vzorec pro srdeční výdej: CO= HR x (LVOT AREA x LVOT VTI)
Vzorec srdečního indexu: CI= CO/ BSA
Vzorec pro tepový objem: SV= LVOT AREA x LVOT VTI
Normální tepový objem = 70-110 ml (při cvičení 80-130 ml)
Obrázek 14 Jak měřit srdeční výdej
5. Rychlost globálního longitudinálního strainu (GLS rate)
Globální longitudinální strain (GLS) je parametr představující změny velikosti levé komory v určitém směru vzhledem k základní délce LK.
Tato metoda nám umožňuje hodnotit regionální funkci myokardu a přímo ukazuje schopnost oblastí myokardu kontrahovat se.
Slouží jako citlivý a časný prediktor zhoršení regionální funkce LK ještě před snížením ejekční frakce.
GLS měří zkrácení myokardu, které koreluje s kontraktilitou myokardu.
Strain rate se měří vydělením změny systolické a diastolické rychlosti vzdáleností měřených bodů. Míra deformace se pak vypočítá podle níže uvedeného vzorce.
Vzorec: GLS (%) = (MLs-MLd)/MLd
(MLs = délka myokardu během systoly, MLd = délka myokardu během diastoly).
Výsledek se uvádí jako procento změny délky myokardu.
Procentuální hodnoty GLS jsou záporné, protože délka myokardu během systoly je menší než během diastoly. Z tohoto důvodu to znamená, že pokud jsou hodnoty GLS záporné, je třeba je interpretovat jako kontrakci myokardu a naopak, pokud jsou hodnoty kladné, myokard relaxuje.
Obrázek 15 Faktory ovlivňující hodnoty strainu
Voigt JU, Cvijic M. 2- and 3-Dimensional Myocardial Strain in Cardiac Health and Disease. JACC Cardiovasc Imaging. 2019 Sep;12(9):1849-1863. doi: 10.1016/j.jcmg.2019.01.044. PMID: 31488253.
Obrázek 16 Hodnocení strainu LK
Převzato z: Vijayaraghavan, Govindan & Sivasubramonian, Sivasankaran. (2020). Global Longitudinal Strain: A practical Step-by-Step Approach to Longitudinal Strain Imaging. Journal of The Indian Academy of Echocardiography & Cardiovascular Imaging. 4. 22. 10.4103/jiae.jiae_16_19.
6. Strain a strain rate hodnocené pomocí speckle trackingu
Další metodou je strain a strain rate hodnocený pomocí speckle trackingu. Vyšetřující používá 2D režim k provedení speckle trackingu rychlostí myokardu a různých parametrů deformace myokardu, což umožňuje výpočet strainu a strain rate.
Funguje na základě měření různých složek kontrakce myokardu a následně poskytuje informace o globální kontrakci hodnotící longitudinální strain, ale také cirkumferenčním a radiálním strainu během srdečního cyklu. Výsledky měření pak lze různými způsoby vizualizovat.
Jeden způsob vizualizace se nazývá zobrazení "bulls eye", druhý zobrazuje křivky podle změny strainu v čase v M-módu.
Výhodou metody speckle tracking je, že není závislá na úhlu vizualizace. Strain rate se dnes používá k hodnocení a výpočtu regionální funkce myokardu, protože poskytuje přesné informace o pohybu srdeční stěny. Strain rate posuzovaný metodou speckle tracking by měl být prováděn pomocí stejného vybavení a softwaru, protože mezi ultrazvukovými přístroji existuje softwarová variabilita.
Obrázek 17 Speckle tracking
Z: ECG & Echo Waves. (2020, September 23). Strain, strain rate and speckle tracking: Myocardial deformation –. ECG & ECHO. https://ecgwaves.com/topic/deformation-strain-strain-rate-speckle-tracking-echocardiography/
Normální hodnoty dolní hranice normálního rozmezí s Dopplerem:
Longitudinální strain - 18,5 % a 1,00 sec^-1
Radiální strain - 44,5 % a 2,45 sec^-1
7. Kontraktilita (dp/dt)
Dp/dt je parametr, který hodnotí schopnost myokardu kontrahovat se. Tato metoda funguje na základě měření rychlosti nárůstu tlaku během systoly.
Základní princip spočívá v tom, že čím rychleji se myokard stahuje, tím rychleji narůstá tlak v komoře a tím lepší je funkce levé komory.
Přírůstek tlaku se hodnotí podle profilu mitrální regurgitace pomocí vizualizace CW Dopplerem nad mitrální chlopní.
Rychlost nárůstu tlaku se měří ve dvou různých časových bodech: 1 m/s a 3 m/s.
Vyšetřující pak vypočítá rozdíl mezi oběma časovými body a výsledek představuje čas potřebný pro změnu intraventrikulárního tlaku v levé komoře o 32 mmHg.
Při použití této metody musíme mít na paměti, že u některých patologických stavů, jako je LBBB, kardiostimulace PK a WPW syndromu, může být dp/dt sníženo v důsledku dyssynchronie, a nikoli v důsledku snížené kontraktility. Vzorec používaný k výpočtu srdeční kontraktility je následující:
Vzorec: dp/dt = 32 mmHg/čas (sekundy) nebo 32mmHg x 1000/čas (milisekundy)
Obrázek 18 měření dp/dt
Obrázek 19 Referenční hodnoty dp/dt
8. Index výkonnosti myokardu (Tei index)
Index výkonnosti myokardu (MPI) je parametr globální výkonnosti komor.
Časové intervaly jsou získány pomocí tkáňového dopplerovského zobrazení ze septálního prstence.
MPI se skládá ze 3 proměnných, které jsou odvozeny z dopplerovského spektra - ICT, IRT, ET (ET - ejekční čas, ICT - izovolumický kontrakční čas, IRT - izovolumický relaxační čas).
Při systolické dysfunkci se ICT zvyšuje a ET snižuje. Takový stav vede ke zvýšení MPI.
Vzorec: MPI = (ICT + IRT) / ET
Normální rozmezí je 0,39+/-0,05.
MPI vyšší než 0,5 se považuje za abnormální.
Obrázek 20 Jak měřit index výkonnosti myokardu
Ulucam M, Yildirir A, Muderrisoglu H, et al. Effects of hemodialysis on myocardial performance index. Adv Ther. 2004 Mar-Apr;21(2):96-106. doi: 10.1007/BF02850337. PMID: 15310083.
Obrázek 21 Index výkonnosti myokardu
Alsafi Z, Malmgren A, Gudmundsson P, Stagmo M, Dencker M. Myocardial performance index in female athletes. Cardiovasc Ultrasound. 2017 Sep 11;15(1):20. doi: 10.1186/s12947-017-0112-9. PMID: 28893266; PMCID: PMC5594499.
9. MAPSE - Mitral Annular Plane Systolic Excursion (Systolická exkurze roviny mitrálního anulu)
Další přístup ke kvantifikaci LVF. Jedná se o marker podélné funkce levé komory odvozený z M-módu.
Pro výpočet je M-Mode umístěn v apikální čtyřdutinové projekci na laterální i mediální mitrální anulus a měří exkurzi mitrální chlopně během systoly a diastoly, konečná hodnota je průměr obou měření z mediálního i laterálního anulu.
MAPSE > 1 cm se považuje za normální.
Obrázek 22 Měření MAPSE
Terada T, Mori K, Inoue M, Yasunobu H. Mitral annular plane systolic excursion/left ventricular length (MAPSE/L) as a simple index for assessing left ventricular longitudinal function in children. Echocardiography. 2016 Nov;33(11):1703-1709. doi: 10.1111/echo.13325. Epub 2016 Aug 22. PMID: 27545275.
10. 3D echokardiografie
Rychlý technologický vývoj v posledních letech vedl ke vzniku novějších technik.
Nevýhodou 3D echokardiografie je závislost na kvalitě obrazu, neexistují žádné standardní normální hodnoty rovněž proto, že hraniční hodnoty normálního rozmezí pro 3D EF LVF se u různých etnických populací liší. Proto by 3D hodnocení EF LK mělo být prováděno pouze na pracovištích se zkušenostmi s 3D echokardiografií.
Knihovna ECHO
1) a) Normální systolická funkce levé komory.
Video 1 Normální systolická funkce levé komory, normální pohyb stěny - PLAX
Video 2 Normální systolická funkce levé komory, normální pohyb stěny - PSAX
Video Normální systolická funkce levé komory, normální pohyb stěny - A4C
Video 3 Normální systolická funkce levé komory, normální pohyb stěny - A2C
Video 4 Normální systolická funkce levé komory, normální pohyb stěny - A3C
1 b) Těžká systolická dysfunkce levé komory, difúzní hypokineza
Video 5 Těžká systolická dysfunkce levé komory, difuzní hypokineza - PLAX
Video 6 Těžká systolická dysfunkce levé komory, difuzní hypokineza - PSAX
Video 7 Těžká systolická dysfunkce levé komory, difuzní hypokineza - A4C
Video 8 Těžká systolická dysfunkce levé komory, difuzní hypokineza - A2C
Video 9 Těžká systolická dysfunkce levé komory, difuzní hypokineza - A3C
2 a) Normální globální longitudinální strain
Video 10 Projekce A3C použitá pro měření GLS
Video 11 Projekce A4C použitá pro měření GLS
Video 12 Projekce A2C použitá pro měření GLS
Obrázek 23 Normální globální longitudinální strain
Obrázek 24 Normální globální longitudinální strain
2 b) Abnormální globální longitudinální strain u pacienta s těžkou systolickou dysfunkcí v důsledku dilatační kardiomyopatie
Obrázek 25 Abnormální globální longitudinální strain
Obrázek 26 Abnormální globální longitudinální strain
3. Hodnocení ejekční frakce Simpsonovou metodou
Obrázek 27 Hodnocení ejekční frakce levé komory z projekce A2C, Simpsonova metoda
Obrázek 28 Hodnocení ejekční frakce levé komory biplanárně (A4C na obrázku), Simpsonova metoda
3. Měření srdečního výdeje
Obrázek 29 Měření LVOT - PLAX
Obrázek 30 Měření VTI LVOT - A5C
4. Regionální abnormality pohybu stěn
a) Akineza
Video 13 Přední infarkt myokardu - akineza apikálních 3/4 předního septa (okluze mediálního segmentu RIA) - PLAX
Video 14 Přední infarkt myokardu - těžká hypokineza/akineza přední a septální stěny LK (okluze mediálního segmentu RIA) - projekce PSAX.
Video 15 Přední infarkt myokardu - akutní fáze, akineza apexu a apikálních 3/4 části septa, EF LK 35-40 % (culprit léze: okluze mediálního segmentu RIA) - A4C
Video 16 Přední infarkt myokardu - akineza apexu a většiny stěny anteroseptálně, EF LK 35-40 % (příčinná léze: okluze mediálního segmentu levé přední sestupné tepny) - A3C
Video 17 Přední infarkt myokardu - těžká hypokineza přední a septální stěny - EF LK 30-35 % - PSAX (středová část komory)
Video 18 Přední infarkt myokardu - akineza apexu a celé stěny inferoseptálně, hyperkontraktilita laterální stěny - EF LK 30-35 % - A4C
Video 19 Spodní infarkt myokardu - těžká hypokineza/akineza bazální 1/2 spodní stěny (viníkem je okluze distálního úseku pravé koronární tepny) - A2C
b) Hypokineza
Video 20 Inferolaterální infarkt myokardu - hypokineza stěny inferolaterálně (culprit léze: okluze proximálního segmentu RC) - PLAX
Video 21 Hypokineza spodní, inferolaterální a inferoseptální stěny, EF LK 40-45 % (okluze proximálního segmentu RC) - PSAX
Video 22 Inferolaterální infarkt myokardu - těžká hypokineza inferolaterální stěny - A3C
Video 23 Infarkt spodního myokardu - hypokineza spodní stěny (culprit léze: 70% stenóza distálního segmentu pravé koronární tepny) - PSAX
Video 24 Hypokineza bazální ⅔ laterální stěny a inferoseptálně - A4C
c) Aneuryzma LK
Video 25 Přední infarkt myokardu - apikální aneuryzma a akineza apikální ⅔ septální stěny, hyperkineza inferolaterální stěny. Pacientka se dostavila s kardiogenním šokem, na EKG přední STEMI, koronarografie odhalila onemocnění více cév, culprit léze: okluze RIA - PLAX
Video 26 Apikální aneuryzma - A2C
Video 27 Trombus v apikálním aneuryzmatu - A4C
Zdroje
1. Mayo Clinic staff. (2020, June 5). Coronary artery disease. Mayoclinic.Org. https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/coronary-artery-disease/symptoms-causes/syc-20350613
2. Carroll, D. (n.d.). Wall motion score index (echocardiography) | Radiology Reference Article | Radiopaedia.org. Www.Radiopaedia.Org. Retrieved October 1, 2021, from https://radiopaedia.org/articles/wall-motion-score-index-echocardiography
3. 123sonography. (2018, September 4). Left ventricular function. https://123sonography.com/left-ventricular-function?fbclid=IwAR3F5no9-T2bTPX1bH8eW1HBMhrPdG5bUcKF3ll_1NnJcWctygGdE_u63c4
4. Arrigo M, Huber LC, Winnik S, Mikulicic F, Guidetti F, Frank M, Flammer AJ, Ruschitzka F. Right Ventricular Failure: Pathophysiology, Diagnosis and Treatment. Card Fail Rev. 2019 Nov 4;5(3):140-146. doi: 10.15420/cfr.2019.15.2. PMID: 31768270; PMCID: PMC6848943.
5. Voigt JU, Cvijic M. 2- and 3-Dimensional Myocardial Strain in Cardiac Health and Disease. JACC Cardiovasc Imaging. 2019 Sep;12(9):1849-1863. doi: 10.1016/j.jcmg.2019.01.044. PMID: 31488253.
6. Vijayaraghavan, G. (2020, January 1). Global Longitudinal Strain: A practical Step-by-Step Approach to Longitudinal Strain Imaging Vijayaraghavan G, Sivasankaran S - J Indian Acad Echocardiogr Cardiovasc Imaging .Jiaecho.Org. https://www.jiaecho.org/article.asp?issn=2543-1463;year=2020;volume=4;issue=1;spage=22;epage=28;aulast=Vijayaraghavan
7. Little WC, Applegate RJ. Congestive heart failure: systolic and diastolic function. J Cardiothorac Vasc Anesth. 1993 Aug;7(4 Suppl 2):2-5. doi: 10.1016/1053-0770(93)90091-x. PMID: 8369466.
8. Dinh, V. (n.d.). Measuring Cardiac Output with Echocardiography Made Easy. POCUS 101. Retrieved October 1, 2021, from https://www.pocus101.com/measuring-cardiac-output-with-echocardiography-made-easy/
9. Ho, C. Y., & Solomon, S. D. (2006a). A Clinician’s Guide to Tissue Doppler Imaging. Circulation, 113(10). https://doi.org/10.1161/circulationaha.105.579268
Various cardiac and extracardiac diseases can lead to systolic dysfunction of the left and right ventricle (Image 1+2).
