Shuntfraksjon (Qp/Qs)

Klinisk bakgrunn

Beslutningen om å lukke en intrakardial shunt, for eksempel en atrieseptumdefekt, ventrikkelseptumdefekt eller åpentstående ductus arteriosus, hviler i praksis på ett eneste spørsmål: er shunten stor nok til å begrunne inngrepet. Kliniske symptomer er upålitelige, særlig hos voksne, der volumoverbelastningen kan være langvarig og godt kompensert før hjertesvikt eller pulmonal hypertensjon opptrer. Ekkokardiografisk kvantifisering av shuntfraksjonen (Qp/Qs) gir et ikke-invasivt mål på shuntens hemodynamiske betydning og utgjør sammen med vurdering av pulmonal karmotstand grunnlaget for lukkeindikasjon ifølge gjeldende retningslinjer [1].

Beregning av shuntfraksjon

Shuntfraksjonen beregnes som forholdet mellom pulmonal flow (Qp) og systemisk flow (Qs), der hver flow er produktet av tverrsnittsarealet i utløpstraktus og dens tidshastighetsintegral (VTI):

$$\text{Qp/Qs} = \frac{\pi \times \left(\frac{D_{\text{RVOT}}}{2}\right)^{2} \times \text{VTI}$${\text{RVOT}}}{\pi \times \left(\frac{D{\text{LVOT}}}{2}\right)^{2} \times \text{VTI}_{\text{LVOT}}}

Ettersom $\pi$ forkortes bort, kan formelen forenkles til:

$$\text{Qp/Qs} = \frac{D_{\text{RVOT}}^{2} \times \text{VTI}$${\text{RVOT}}}{D{\text{LVOT}}^{2} \times \text{VTI}_{\text{LVOT}}}

Variablene er:

• RVOT-diameter: diameter i høyre ventrikkels utløpstraktus, målt i parasternal kortakseprojeksjon ved pulmonalklaffens feste, i millimeter.
• RVOT VTI: tidshastighetsintegral i pulmonalklaffen, målt med pulsbølge-Doppler fra parasternal kortakse, i centimeter.
• LVOT-diameter: diameter i venstre ventrikkels utløpstraktus, målt i apikal femkammerprojeksjon ved aortaklaffens feste, i millimeter.
• LVOT VTI: tidshastighetsintegral i aortaklaffen, målt med pulsbølge-Doppler fra apikalt femkammerbilde, i centimeter.

Metoden ble utviklet på 1980-tallet av Sanders med flere som en ikke-invasiv teknikk for å estimere Qp/Qs med kombinert todimensjonal ekkokardiografi og Doppler, og ble validert mot Fick-metoden ved hjertekateterisering [2]. Vargas Barron med flere anvendte metoden hos barn med atrieseptumdefekt, ventrikkelseptumdefekt og åpentstående ductus arteriosus og fant godt samsvar med kateterisering og radionuklidangiografi [3].

Tolkning i praksis

Den klinisk avgjørende terskelen er Qp/Qs ≥ 1,5, som normalt anses å betegne en hemodynamisk signifikant venstre-til-høyre-shunt og dermed en indikasjon for lukking, forutsatt at pulmonal karmotstand ikke er for høy [1]. Nedenfor oppsummeres tolkningen i praksis.

En shuntfraksjon under 1,5 utelukker ikke at pasienten har symptomer av annen årsak, og beslutningen om oppfølging bør styres av symptomer og hjertets størrelse snarere enn av forholdstallet alene. Hos eldre pasienter eller pasienter med tegn på venstre ventrikkeldysfunksjon anbefales det dessuten å måle venstre ventrikkels fyllingstrykk under midlertidig ballongokklusjon før definitiv lukking, ettersom lukking ikke alltid tolereres [4].

Validering og ytelse

Den Doppler-baserte metoden for Qp/Qs ble opprinnelig validert mot invasiv Fick-oksymetri ved hjertekateterisering. I den tidlige valideringskohorten hos Sanders med flere, som omfattet 33 pasienter i barne- og voksenalder med ulike medfødte hjertefeil, ble det rapportert god korrelasjon mellom Doppler- og Fick-baserte Qp/Qs-målinger [2]. Vargas Barron med flere studerte 21 barn med atrieseptumdefekt, ventrikkelseptumdefekt eller åpentstående ductus arteriosus og fant tilsvarende samsvar mellom Doppler-estimert Qp/Qs og kateterisering eller radionuklidangiografi [3].

I klinisk praksis har ekkokardiografi som regel erstattet rutinemessig diagnostisk kateterisering for shuntkvantifisering. Torres konstaterer at diagnostisk kateterisering vanligvis ikke er indisert ved atrieseptumdefekt med mindre ekkokardiografien tyder på pulmonal hypertensjon, og at hemodynamikken i de fleste tilfeller kan estimeres med ekkokardiografi alene [4]. Galzerano med flere framhever ekkokardiografiens rolle som primær bildemodalitet ved enkle medfødte hjertefeil hos voksne, der kvantifisering av shuntdynamikk og ventrikkelfunksjon muliggjør en individtilpasset behandlingsstrategi [5].

En viktig metodologisk svakhet er at diametermålingen i utløpstraktus inngår kvadrert i formelen, noe som innebærer at en målefeil på 10 prosent i diameter gir en feil på omkring 20 prosent i flowberegningen. Dette gjør målepresisjonen i RVOT og LVOT til den enkeltvis viktigste determinanten for beregningens pålitelighet.

Begrensninger

Metoden forutsetter at flowen i RVOT og LVOT representerer henholdsvis den totale pulmonale og systemiske flowen. Det gjelder ikke i følgende situasjoner:

• Utløpsobstruksjon: stenose i pulmonalklaffen eller aortaklaffen gir akselererte flowprofiler som ikke gjenspeiler volumflowen korrekt, og VTI blir villedende [2].
• Semilunarklafferegurgitasjon: signifikant pulmonal- eller aortainsuffisiens gjør at flowen ved klaffen ikke svarer til nettoflowen distalt, og forholdstallet blir dermed feil [2].
• Flere shunter: dersom pasienten har både en atrie- og en ventrikkelseptumdefekt, eller en ventrikkelseptumdefekt kombinert med ductus, kan ikke Qp/Qs målt i ett enkelt punkt skille de enkelte shuntenes størrelse.
• Kompleks medfødt hjertesykdom: ved transposisjon av de store arteriene, hypoplastisk venstre hjerte-syndrom eller andre komplekse lesjoner er ikke flowveiene anatomisk standardiserte, og metoden er ikke anvendelig uten tilpasning.

Den viktigste kliniske fallgruven er å bruke Qp/Qs alene som beslutningsgrunnlag uten å vurdere pulmonal karmotstand. Et signifikant shuntforhold hos en pasient med uttalt pulmonal hypertensjon kan innebære at shunten delvis er høyre-til-venstre, og lukking kan da være kontraindisert. ESCs retningslinjer fra 2020 anbefaler at pulmonal karmotstand evalueres, vanligvis med kateterisering, før definitiv lukking hos pasienter med mistenkt pulmonal hypertensjon [1].

Kilder

1. Baumgartner H, De Backer J, Babu-Narayan SV, m.fl. 2020 ESC Guidelines for the management of adult congenital heart disease. Eur Heart J. 2021;42(6):563–645. PMID: 32860028
2. Sanders SP, Yeager S, Williams RG. Measurement of systemic and pulmonary blood flow and QP/QS ratio using Doppler and two-dimensional echocardiography. Am J Cardiol. 1983;51(6):952–956. PMID: 6829471
3. Vargas Barron J, Sahn DJ, Valdes-Cruz LM, m.fl. Clinical utility of two-dimensional doppler echocardiographic techniques for estimating pulmonary to systemic blood flow ratios in children with left to right shunting atrial septal defect, ventricular septal defect or patent ductus arteriosus. J Am Coll Cardiol. 1984;3(1):169–178. PMID: 6690547
4. Torres AJ. Hemodynamic assessment of atrial septal defects. J Thorac Dis. 2018;10(Suppl 24):S2882–S2889. PMID: 30305948
5. Galzerano D, Pergola V, Eltayeb A, m.fl. Echocardiography in simple congenital heart diseases: Guiding adult patient management. J Cardiovasc Echogr. 2023;33(4):171–182. PMID: 38486692