Aortastenos (AS)

Aortastenos

Aortastenos innebär att aortaklaffens öppningsarea är reducerad. En liten öppningsarea leder till ökat motstånd i aortaklaffen, vilket leder till påverkan på vänster kammare. Orsaken till aortastenos uppvisar tydliga geografiska skillnader. I höginkomstländer orsakas majoriteten av fallen av kalcifikation (förkalkning) av aortaklaffen. Kalcifikation har traditionellt betraktats som en passiv process som gradvis leder till ökad förkalkning av klaffseglen. Idag finns dock bevis för att kalcifikationen är en biologiskt aktiv process. Riskfaktorer för kalcifikation överlappar i hög grad med riskfaktorer för kranskärlssjukdom (ateroskleros). Medelåldern vid upptäckt av aortastenos är 75 år i höginkomstländer.

I låg- och medelinkomstländer är reumatisk klaffsjukdom den i särklass vanligaste orsaken till aortastenos. Reumatisk hjärtsjukdom orsakas av reumatisk feber, vilket är en komplikation till infektion med streptokocker. Reumatisk klaffsjukdom kan uppträda i alla åldrar och ofta föreligger flera klaffvitier samtidigt (oftast aortavitium och mitralisvitium). I höginkomstländer är denna komplikation sällsynt eftersom streptokockinfektioner behandlas mycket liberalt.

Individer med bikuspid aortaklaff har flerfaldigt ökad risk för aortastenos. Prevalensen av bikuspida aortaklaffar är 1-2% i de flesta befolkningar. Individer med bikuspida aortaklaffar utvecklar symptomatisk aortastenos redan i 60 års ålder. Bikuspida aortaklaffar medför också ökad risk för aortaaneurysm, aortadissektion och endokardit. 

Naturalförlopp vid aortastenos

Aortastenos är som regel asymptomatisk tills klaffens öppningsarea är <1 cm². Aortastenos orsakar hemodynamiska förändringar som påverkar myokardiets volymbelastning, motstånd och koronarperfusionen. Dessa förändringar leder successivt till koronarinsufficiens (angina pectoris), hjärtsvikt och hög risk för arytmier. Den årliga risken för plötsligt hjärtstillestånd är <1% och medianöverlevnaden är 3 år. Aortastenos är således en allvarlig sjukdom.

Patofysiologi

Aortastenos innebär att aortaklaffens öppningsarea är minskad (klaffen är trång). Detta orsakar omfattande förändringar i tryckförhållanden på vänster sida, vilket inbegriper vänster förmak, vänster kammare, aorta (och kranskärlen, eftersom de avgår från aorta).

Allteftersom aortaklaffens öppningsarea blir mindre så ökar motståndet i klaffen. Det blir således svårare för vänster kammare att pumpa ut blodet i aorta. I tidiga stadier av aortastenos blir slagvolymerna mindre eftersom flödet över klaffen är reducerat. Reducerade slagvolymer och ökat motstånd i klaffen leder till kompensatorisk hypertrofi av vänster kammare. Hypertrofi gör att vänster kammare kan generera högre tryck och därmed överkomma motståndet i stenosen och upprätthålla slagvolymerna. Aortastenos leder alltså till hypertrofi av vänster kammare.

Hypertrofi vid aortastenos är således en kompensatorisk mekanism, vars syfte är att överkomma motståndet i stenosen. Motståndet som vänster kammare möter kallas även after load, vilket definieras som det motstånd som muskelfibrerna måste övervinna för att pumpa ut blod i aorta. Belastningen på enskilda muskelfibrer kallas väggstress (wall stress). Wall stress kan beräknas med Laplace lag:

Wall stress = (tryck_VK × radie_VK)/(2 × väggtjocklek_VK)
VK = vänster kammare.

Ovanstående formel erbjuder en matematisk förklaring till varför aortastenos leder till hypertrofi. Aortastenos leder till ökad wall stress (belastning på enskilda muskelfibrer). Som framgår av formeln kan ökad wall stress avhjälpas om täljare blir mindre eller om nämnaren blir större. I tidiga stadier av aortastenos ökar väggtjockleken (nämnaren blir större), vilket leder till minskad wall stress.

Hypertrofi leder dock till reducerad compliance (eftergivlighet) i myokardiet. Detta beror både på ökad väggtjocklek och utveckling av interstitiell fibros. Allteftersom compliance minskar så blir de passiva fyllnaden (av vänster kammare) mindre. Fyllnad av vänster kammare blir mer beroende av förmakskontraktionen. Nedsatt passiv fyllnad leder även till högre slutdiastoliska tryck i kammaren; detta anses leda till reducerat perfusionstryck och därmed subendokardiell ischemi. Höga slutdiastoliska tryck kan också fortplantas bakåt till vänster förmak och vidare till lungcirkulationen. Individer med aortastenos kan således utveckla lungödem.

Allteftersom stenosen blir mer uttalad så tilltar även hypertrofin och fibrosutvecklingen. Kammarens compliance minskar gradvis och fyllnadstrycken stiger. Den subendokardiella ischemin tilltar, vilken tillsammans med hypertrofi och fibros leder till ökad arytmirisk. Slagvolymerna reduceras allteftersom den kontraktila funktionen minskar. När myokardiet inte längre kan kompensera genom hypertrofi så börjar kammaren dilateras (dilatation av vänster kammare). Dilatationen leder till minskade tryck och därmed minskad wall stress. Aortastenos leder alltså till hjärtsvikt där kammaren blir hypertrofisk i initiala stadier för att sedan dilateras i senare skeden.

Angina pectoris (kärlkramp) är vanligt vid aortastenos. Ischemin förklaras av minskad koronarperfusion (eftersom stenosen förhindrar normal fyllnad av aorta) parallellt med ökat oxygenbehov i det hypertrofiska myokardiet. 

Aortastenos kan orsaka synkope (svimning), särskilt vid fysisk ansträngning. Det är oklart vilka mekanismer som förklarar hur fysisk ansträngning leder till synkope. Traditionellt har följande förklaringar presenterats:

• Arytmier induceras av fysisk ansträngning
• Akut hjärtsvikt uppkommer pga plötsligt överbelastning av vänster kammare
• Plötslig perifer vasodilatation under eller omedelbart efter fysisk ansträngning.

Ekokardiografi vid aortastenos (AS)

Majoriteten av alla patienter med aortastenos kan diagnostiseras och monitorernas med ekokardiografi (UCG). I enskilda fall kan utredning och uppföljning kompletteras med hjärtkateterisering, magnetresonans (MR hjärta) eller datortomografi (DT hjärta).

Visuell (2D) bedömning av aortaklaffen

Bikuspid aortaklaff

I 80% av fallen med bikuspida aortaklaffar har RCC och LCC fusionerat och i övriga fall är RCC och NCC fusionerade. En normal (trikuspid) aortaklaff har tre cuspar, vilket oftast är tydligast i parasternal kortaxelvy. Under systole är klafföppningen cirkulär (Figur 3). En bikuspid aortaklaff har däremot två cuspar, vilka oftast är asymmetriska och olikstora. Ibland kan en bikuspid aortaklaff uppvisa en tydlig raphé, vilket kan leda till felbedömning av klaffen som trikuspid. En bikuspid aortaklaff har en elliptisk öppning under systole (Figur 3).

I systole blir cusparna ofta kupade, vilket illustreras i Figur 4.

Förkalkade aortaklaffar

Vid aortaskleros (kalcifikation) av aorta ses beläggningar med hög ekogenecitet på cusparna. Förkalkningar kan även ses på omgivande klaffring och proximala aorta.

Reumatisk aortastenos

Aortastenos till följd av reumatisk hjärtsjukdom leder till homogent förtjockade cuspar, särskilt klaffspetsarna. I uttalade fall kan cusparna vara sammanväxta längst ut. Under systole blir cusparna ofta kupade (Figur 4).

Subvalvulär obstruktion

Subvalvulär obstruktion innebär att stenosen är belägen i LVOT. I majoriteten av fallen beror dessa stenos på subaortiskt membran eller HOCM (hypertrofisk obstruktiv kardiomyopati).

Subaortiskt membran visualiseras bäst i apikala vyer (4C, 5C) och framstår som en fibrös ring proximalt om aortaklaffen. Förekomst av ett sådant membran leder till turbulens i LVOT; detta kan leda till att klaffen inte sluter tätt under diastole, vilket kan leda till aortainsufficiens.

Vid HOCM är det två faktorer som bidrar till förträngning i LVOT:

1. Hypertrofi av septum leder till att LVOT blir trängre.
2. SAM, som står för Systolic Anterior Motion, innebär att det främre mitralisklaffseglet sugs in i LVOT under systole och därmed obstrueras LVOT av klaffseglet.

Supravalvulär obstruktion

Obstruktioner i aortaroten är sällsynta kongenitala missbildningar som visualiseras i PLAX (parasternal långaxelvy).

Mätningar med tvådimensionell (2D) ekokardiografi

LVOT och proximala aorta

Följande parametrar, vilka illustreras i Figur 5, skall mätas:

• LVOT (left ventricular outflow tract)
• Annulus aortae
• Sinus valsalva
• Sinotubular junction (STJ)
• Aorta ascendens

Mätningarna görs när klaffen är öppen (systole). Dilatation av annulus aortae, sinus valsalva, STJ och aorta ascendens skall föra tankarna till Marfans syndrom och bikuspida aortaklaffar, särskilt om individen är ung. Dilatation ses även vid systemisk hypertension (hypertoni) och hög ålder.

Bedömning av vänster kammare

Beträffande vänster kammare skall man bedöma förekomst av hypertrofi och dilatation. Se Vänster Kammares Storlek & Massa. Orsaken till utveckling av hypertrofi och dilatation vid aortastenos har diskuterats ovan.

Mätningar med Doppler

Aortastenos graderas med Doppler. Denna metod medger den mest objektiva kvantifieringen av aortastenosen. Det är avgörande att registrera den maximala flödeshastigheten (med kontinuerlig Doppler) över aortaklaffen eftersom denna används för att beräkna tryckgradienten (tryckskillnaden) över klaffen. Ju mer stenotisk klaffen är desto högre blir tryckgradienten och därmed hastigheten över klaffen. Som regel görs mätningarna i flera apikala vyer och eventuellt även från högersidig parasternal  position samt suprasternal vy.

Eftersom det är avgörande att fånga den maximala hastigheten över klaffen så kan den vanliga ultraljudsproben vara suboptimal. I vana händer kan pennproben vara ett bättre alternativ. Den erbjuder ingen 2D-bild och är därför svårare att hantera men i gengäld kan den ofta registrera högre hastigheter.

Maxgradient över aortaklaffen

Maxgradienten är den högsta tryckskillnaden som registreras över klaffen under systole. Denna beräknas genom att registrera maxhastigheten (kontinuerlig Doppler) över klaffen i systole. Maxhastigheten används i Bernoullis förenklade formel för att beräkna maxgradienten (ΔP, mmHg):

ΔP = 4v²

Medelgradient över aortaklaffen

Medelgradienten avspeglar den genomsnittliga tryckskillnaden mellan vänster kammare och aorta under systole. Denna beräknas genom att med kontinuerlig doppler beräkna VTI (Velocity Time Integral). Om medelgradienten över aortaklaffen är ≥40 mmHg föreligger uttalad aortastenos.

Maxhastighet och medeltryckskillnad är de viktigaste parametrarna för att bedöma en aortastenos.

Aortaklaffens öppningsarea

Aortaklaffens area förkortas AVA (Aortic Valve Area) i engelsk litteratur.

Aortaklaffens öppningsarea beräknas med hjälp av kontinuitetsekvationen. Principen för denna är att den blodvolym som varje tidsenhet passerar LVOT måste vara lika stor som den blodvolym som passerar aortaklaffen. Erinra att VTI och area kan användas för att beräkna volym (volym=area×VTI) och då gäller följande förhållande:

area_LVOT × VTI_LVOT = area_aorta × VTI_Aorta

Eftersom det är aortaklaffens area (area_aorta) vi vill beräkna så måste vi mäta area_LVOT, VTI_LVOT och VTI_Aorta. Area_LVOT erhålls genom att mäta diametern (D) i LVOT:

area_LVOT = D_LVOT × π

VTI_LVOT beräknas med pulsad doppler med sample volume placerad i LVOT. VTI_Aorta mäts med kontinuerlig doppler över aortaklaffen. Då blir area_Aorta:

area_Aorta = (area_LVOT × VTI_LVOT)/VTI_Aorta

Aortaklaffens area (area_aorta) kan justeras för kroppsytan (BSA, Body Surface Area). Om area_aorta är <1cm² eller area_aorta/BSA <0.6 cm²/m² så föreligger uttalad aortastenos.

Om hastigheten i LVOT är >1.5 m/s eller om hastigheten över aortaklaffen är <3.0 m/s bör tryckskillnaden beräknas enligt följande:

ΔP = 4(v²_Aorta – v²_LVOT)

VTI-kvot

Med hjälp av VTI kan man även beräkna VTI-kvoten, enligt följande:

VTI_LVOT/VTI_Aorta

VTI-kvoten är ett mått på stenosgrad. Ju lägre kvot desto mer uttalad är stenosen. VTI-kvot <0.25 innebär uttalad aortastenos. VTI-kvot är särskilt användbar om kammarvolymenn är liten.

Om patienten har förmaksflimmer skall alla mätningarna  göras på 5 konsekutiva hjärtcykler och medelvärdet av respektive parameter används för att genomföra beräkningarna.

Tryckåterhämtning: överskattning av tryckskillnad med doppler

Enligt Bernoullis lag kommer trycket i en vätska som färdas mot en förträngning att sjunka, samtidigt som flödeshastigheten ökar. När vätskan passerat förträngningen sker istället det omvända; hastigheten minskar och trycket ökar. Detta gäller även flödet över stenotiska klaffar och fenomenet kallas tryckåterhämtning (eng. pressure recovery phenomenon). Se Figur 6.

Tryckåterhämtning innebär att trycket stiger fort direkt efter en stenos, samtidigt som hastigheten minskar. Med kontinuerlig doppler registreras den högsta hastigheten, vilket alltså är hastigheten omedelbart efter stenosen och där är trycket egentligen lägre än trycket längre upp i aorta. Således kommer dopplerberäkning överskatta tryckfallet över aortaklaffen; dvs skillnaden mellan trycket i aorta och vänster kammare är lägre än vad dopplermätningen indikerar. Ju mindre aortadiametern är desto mer uttalad blir tryckåterhämtningen. Om aorta ascendens är <3.0 cm så finns som regel signifikant tryckåterhämtning vid aortastenos. Om aorta ascendens är bred så kan tryckåterhämtning ignoreras.

Kammardysfunktion reducerar tryckgradienten: Low flow, low gradient, low EF aortic stenosis

Tryckgradienten är central för bedömning av aortastenos. Vid kontraktil (systolisk) dysfunktion kan vänster kammare inte generera samma tryckstegring och därmed reduceras tryckgradienten över aortaklaffen. Det innebär att en patient med aortastenos som utvecklar kontraktil dysfunktion kommer uppvisa en förbättring av gradienten, trots att stenosen är oförändrad. I engelsk litteratur kallas detta low flow, low gradient, low EF aortic stenosis. På ekokardiografi kännetecknas detta av följande:

• AVA <1 cm²
• LVEF (ejektionsfraktion) <40%
• Medelgradient <30–40 mmHg.

Vidare kan kontraktil dysfunktion få aortaklaffen att se mindre rörlig ut än den egentligen är. Detta förklaras av att en kammare som inte genererar tillräckligt med kraft inte heller kan öppna upp klaffarna ordentligt (särskilt inte om de är förkalkade). I detta fall kan en måttlig aortastenos framstå som en uttalad aortastenos (eng. pseudosevere aortic stenosis). I dessa fall är det särskilt viktigt att beräkna klaffarean.

Low flow, low gradient, normal EF aortic stenosis

Individer med liten kammarvolym kan uppvisa low flow, low gradient, normal EF aortic stenosis, vilket innebär att aortastenosen föreligger med låga flöden, låga gradienter trots normal ejektionsfraktion. I dessa situationer bör VTI-kvoten ges större tyngd i bedömningen.