Slagvolum og minuttvolum (LVOT VTI)

Klinisk bakgrunn

Dopplerbasert beregning av slagvolum og minuttvolum via venstre ventrikkels utløpstraktus (LVOT) er den standardiserte ikke-invasive metoden for flowmåling ved ekkokardiografi. Metoden tjener to hovedbeslutninger: å vurdere minuttvolum ved hemodynamisk utredning, og å levere den slagvolumindeksen som ligger til grunn for gradering av aortastenose med lav flow. Uten en pålitelig slagvolumberegning kan ikke kontinuitetslikningen brukes til å bestemme klaffareal, og lavflowfenotyper av aortastenose kan verken identifiseres eller skilles fra moderat stenose.

Beregning av slagvolum og minuttvolum

Metoden bygger på antakelsen om at LVOT er sirkulær, og at flowprofilen er flat. Tverrsnittsarealet beregnes fra LVOT-diameteren, og slagvolumet fås ved å multiplisere arealet med den tidsintegrerte blodstrømshastigheten (VTI) over en hjertesyklus:

$$A_{\text{LVOT}} = \pi \times \left(\frac{d_{\text{LVOT}}}{2}\right)^{2}$$

$$SV = A_{\text{LVOT}} \times \text{VTI}_{\text{LVOT}}$$

$$CO = SV \times HR$$

$$CI = \frac{CO}{BSA}$$

der $d_{\text{LVOT}}$ er LVOT-diameteren i cm, $\text{VTI}_{\text{LVOT}}$ er velocity time integral i LVOT i cm, $HR$ er hjertefrekvensen i slag/min og $BSA$ er kroppsoverflaten i m².

LVOT-diameteren måles i parasternal langakseprojeksjon i midtsystole, 5 til 10 mm proksimalt for aortaklaffen, og skal representere den minste diameteren i utløpstraktus [1]. LVOT VTI måles med pulsbølge-Doppler i apikal femkammerprojeksjon med prøvevolumet plassert på samme nivå som diameteren ble målt. Tre konsekutive hjerteslag bør gjennomsnittsberegnes, særlig ved atrieflimmer.

Metoden ble standardisert i sin nåværende form gjennom ASEs og EACVIs felles retningslinjer for ekkokardiografisk undersøkelse, sist revidert i 2019 [1]. Retningslinjene definerer måleteknikk, valg av projeksjon og krav til bildekvalitet, men utleder ikke noen skår fra en spesifikk kohort, ettersom metoden er en fysikalsk beregning og ikke en risikomodell.

Tolkning i praksis

Slagvolumindeks under 35 mL/m² er den etablerte terskelen for lavflow-aortastenose og avgjør om en pasient med lav gradient og bevart ejeksjonsfraksjon skal klassifiseres som paradoksal lavflowstenose eller som ikke-alvorlig stenose. Ved gradering av aortastenose er det denne verdien som avgjør om klaffarealet fra kontinuitetslikningen skal tolkes som reelt alvorlig eller som en artefakt av lav flow.

For ren hemodynamisk overvåking, for eksempel på intensivavdeling, er metoden mest verdifull for trendovervåking over tid snarere enn for absoluttmåling. Ettersom LVOT-diameteren er anatomisk fast hos voksne, behøver den ikke måles ved hver anledning, og endringer i LVOT VTI gjenspeiler da direkte endringer i slagvolum.

Validering og ytelse

Metodens samsvar med termodilusjon er studert i flere sammenhenger. I en prospektiv studie av 167 pasienter som gjennomgikk koronar bypasskirurgi, ble minuttvolumet målt med LVOT VTI via transøsofageal ekkokardiografi og med termodilusjon via lungearteriekateter under stabile hemodynamiske forhold [2]. Median CO var 3,64 L/min (IQR 1,59) med VTI LVOT og 3,90 L/min (IQR 1,6) med termodilusjon, noe som tyder på en systematisk underestimering på omkring 0,25 L/min med Doppler-metoden. Korrelasjonen mellom de to metodene var likevel bare moderat (r = 0,28), noe som gjenspeiler vide limits of agreement på individnivå.

En studie av intensivpasienter der LVOT-diameteren ikke kunne måles hos omkring 27 % av pasientene, illustrerer den praktiske begrensningen [3]. Da kroppsoverflate ble brukt som surrogat for LVOT-diameteren, ble feilen svært stor: prosentfeilen kom opp i 58 % med modifisert BSA-metode og 91 % med ubehandlet BSA som surrogat. Selv en maskinlæringsmodell basert på pasientkarakteristika ga en prosentfeil på 33 % sammenlignet med ekspertmåling. Konklusjonen var at kroppsoverflate ikke bør brukes som erstatning for målt LVOT-diameter.

VTI-målingens reproduserbarhet er undersøkt i en studie med 25 operatører og 20 pasienter med aortastenose [4]. Variasjonskoeffisienten for VTI i LVOT med pulsbølge-Doppler var 18,0 % (intraoperatør 11,9 %, interoperatør 12,9 %), sammenlignet med 10,1 % for måling av toppvelositet på samme kurve. Hovedårsaken til VTI-ens dårligere reproduserbarhet var de bratte skråningene i begynnelsen og slutten av Doppler-konvolutten, som er vanskelige å følge konsistent. Dette innebærer at en endring i LVOT VTI på under omkring 28 % hos en enkeltpasient ikke kan skilles fra målefeil med 95 % konfidens.

Begrensninger

LVOT-diameteren kvadreres og er dermed den dominerende feilkilden. En målefeil på 2 mm ved en diameter på 20 mm gir en feil i tverrsnittsarealet på omkring 20 %. Målingen skal gjøres i parasternal langakseprojeksjon i midtsystole med indre kant-til-indre kant-teknikk ved basis av aortaklaffens seil. Feil plassering av prøvevolumet for VTI-målingen, for langt proksimalt eller distalt for diameteren, introduserer ytterligere feil.

Metoden forutsetter sirkulær LVOT-geometri. Hos pasienter med uttalt konsentrisk hypertrofi eller sigmoid septum kan tverrsnittet være ovalt, noe som gir systematisk feil i arealestimatet. Dette er særlig relevant ved aortastenose med uttalt ventrikkelhypertrofi.

Kroppsoverflate skal ikke brukes som surrogat for LVOT-diameteren [3]. Den individuelle variasjonen i LVOT-diameter er for stor til at BSA-baserte estimater er klinisk akseptable.

Metoden gjelder ikke ved mekanisk aortaklaffeprotese, uttalt aortastenose med kalk i LVOT eller hypertrofisk kardiomyopati med dynamisk utløpsobstruksjon, ettersom flowprofilen da ikke er flat og Doppler-kurvene blir vanskelige å tolke. Ved uregelmessig rytme, særlig atrieflimmer, kreves gjennomsnitt over flere slag, og ved stor slag-til-slag-variasjon blir beregningen usikker.

VTI-målingens høye variabilitet innebærer at metoden er mer anvendelig på gruppenivå og for trendovervåking enn for absolutt bestemmelse hos den enkelte pasient [4]. Ved kliniske beslutninger som hviler på en engangsmåling, for eksempel gradering av lavflow-aortastenose, bør derfor målingen gjentas og gjennomsnittsberegnes over flere slag av en erfaren undersøker.

Kilder

1. Mitchell C m.fl. Guidelines for Performing a Comprehensive Transthoracic Echocardiographic Examination in Adults: Recommendations from the American Society of Echocardiography. J Am Soc Echocardiogr 2019. PMID: 30282592
2. Komanek T m.fl. Quantification of left ventricular ejection fraction and cardiac output using a novel semi-automated echocardiographic method: a prospective observational study in coronary artery bypass patients. BMC Anesthesiol 2023. PMID: 36855077
3. Aligholizadeh E m.fl. A novel method of calculating stroke volume using point-of-care echocardiography. Cardiovasc Ultrasound 2020. PMID: 32819371
4. Sacchi S m.fl. Doppler assessment of aortic stenosis: a 25-operator study demonstrating why reading the peak velocity is superior to velocity time integral. Eur Heart J Cardiovasc Imaging 2018. PMID: 29346531