Dr. Vittorio Dall'Aglio - Medico Chirurgo specialista in Cardiologia - Pordenone
 

Valutazione ecocardiografica delle protesi valvolari: approccio transtoracico o transesofageo ?


L. Sparacino, G.L. Nicolosi, V. Dall’Aglio, R. Mimo, C. Lestuzzi, D. Pavan, D. Zanuttini

Cardiologia ARC, Ospedale Civile, Pordenone, Italia


ECHOCARDIOGRAPHIC EVALUATION OF PROSTHETIC VALVES: TRANSTHORACIC OR TRANSESOPHAGEAL APPROACH?
Echocardiography represents an essential diagnostic tool for the noninvasive evaluation of heart valve prosthesis. The limitations of the transthoracic approach, due to ultrasound absorption, reverberation and flow-masking behind the prosthesis, have been overcome by the transesophageal approach. Transesophageal echocardiography seems to be more advantageous and conclusive in mitral valve prosthesis than in the aortic prosthesis. This is due to the anatomic relation between the esophagus and the valvular planes. The biplane probe allows better information to be collected with regards to aortic prosthesis, especially periprosthetic structures and ascending aorta. The two approaches may be considered complementary in the evaluation of heart valve prosthesis. The transesophageal approach seems to be highly indicated when the transthoracic approach is inconclusive or inaccurate, when there are conflicting clinical and echocardiographic findings, when there are unexplained or significant clinical or echocardiographic changes or when it becomes necessary to make a more aggressive therapeutic decision.
Cardiovasc Imag 1991; 3: 115.

Lo studio delle protesi valvolari cardiache costituisce da sempre una problematica dalle soluzioni spesso incerte. Ciò è vero sia dal punto di vista clinice che strumentale. I comuni metodi non invasivi di valutazione, quali la fonocardiografia, l’ecocardiografia M-mode e bidimensionale e la cinefluoroscopia in combinazione fra loro, sebbene molto utili, hanno manifestato parecchi limiti ed i dati forniti talora mancano di attendibilità1,6. Anche i segni ed i sintomi clinici di disfunzione valvolare sono spesso aspecifici o di entità insufficiente per giustificare un cateterismo cardiaco. Del resto tale procedura, per le sue difficoltà di esecuzione, i suoi potenziali rischi e l’elevato costo, è poco pratica per lo screening di pazienti con sospetta disfunzione protesica. Pertanto, in questo settore, la tecnica Doppler si è dimostrata di notevole aiuto per l’accuratezza delle informazioni ottenibili nello studio non invasivo delle protesi valvolari cardiache7,44. Tali informazioni hanno manifestato un’ottima correlazione con i dati emodinamici rilevati mediante cateterismo cardiaco27,45,46. |n questo contesto il color Doppler si integra con le altre metodiche Doppler e di imaging, fornendo la possibilità di caratterizzare l’andamento spaziale e temporale dei flussi29,30,33 È pertanto importante riconoscere gli aspetti compatibili con normale funzione protesica e distinguerli da quelli patologici47,51 (Tab I).

Ciò può verificarsi al primo esame del paziente o invece manifestarsi nel corso del suo follow-up clinico. In questo caso il confronto con gli esami precedenti diventa fondamentale.

PREMESSE ANATOMO-FUNZIONALI
La radice aortica si situa abitualmente a livello della terza cartilagine costale, posteriormente al margine sinistro dello sterno, ed è diretta anteriormente in alto e verso destra. L’ostio mitralico si situa invece più in basso, a sinistra ed indietro rispetto a questa. Tale orientamento rende gli assi aortico e mitralico perpendicolari al fascio ultrasonoro del trasduttore posizionato in sede parasternale sinistra sia nelle sezioni longitudinali che trasversali, rendendo tale approccio favorevole per l’imaging di entrambe le valvole. Tuttavia le protesi valvolari sono costituite da materiali non biologici che circondano e sostengono, lungo tutta la circonferenza degli osti valvolari, gli elementi mobili della protesi stessa, siano essi meccanici o biologici. Tali materiali non biologici riflettono o assorbono parte o tutta l’energia ultrasonora, impedendo un’adeguata penetrazione del fascio di ultrasuoni nella camera cardiaca retrostante la protesi, creando fenomeni di riverbero, artefatti e mascheramento del flusso52 (Fig 1). Ciò può rendere talora molto difficoltosa un’adeguata valutazione delle strutture protesiche sia mobili che di sostegno nonché dei flussi intra e periprotesici, in particolare per le protesi in sede mitralica. Tale difficoltà è ancora più accentuata per le protesi meccaniche rispetto a quelle biologiche ed in caso di doppia protesi mitro-aortica. Nonostante queste limitazioni, l’utilizzazione di approcci multipli e di sezioni diverse, standard ed intermedie, consente spesso di ottenere informazioni morfo-funzionali sufficienti e conclusive sulle protesi35,52. Tuttavia, proprio per quanto detto prima, ciò può non essere sempre possibile.

FIGURA 1
A: paziente portatore di protesi mitralica Sorin normofunzionante. Sezione 4 camere apicale, fotogramma diastolico. Si noti l’area di riverbero immediatamente a ridosso della protesi (freccia) con mascheramento di parte dell’atrio sinistro e di tutto il piano valvolare. B: tale area si accentua e si amplia durante la sistole (freccia) quando l’occlusore si pone perpendicolarmente al fascio di ultrasuoni. AS- atrio sinistro; VS- ventricolo sinistro.

FIGURA 2
A: in sezione 4 camere in approccio transesofageo in diastole si evidenzia il "tunnel" nero (freccia) in corrispondenza dell’apertura della protesi con assenza di echi di riverbero in atrio sinistro. Il flusso transprotesico diastolico normale al color Doppler (B) appare ampio con accelerazione preorifiziale (freccia) ed aliasing centrale. Tali aspetti appaiono differenti dal caso, riportato in fotogramma C, di protesi mitralica a disco di Bjork-Shiley ove il "tunnel" centrale appare parzialmente occupato da struttura ecogena (freccia) compatibile con panno fibroso, ti flusso transprotesico diastolico (D) è più ristretto e turbolento all’interno degli echi della protesi, as - atrio sinistro; vs= ventricolo sinistro.

L’introduzione dell’approccio transesofageo ha indubbiamente rappresentato un notevole progresso nella valutazione funzionale delle protesi valvolari cardiache, consentendo di superare molti dei limiti dell’eco transtoracico in questo settore14,15,19,21,36,38 (Fig.2). Con l’ecocardiografia transesofagea è possibile studiare infatti le strutture protesiche e periprotesiche, gli atri e l’aorta, con sonde ad alta risoluzione e senza l’interposizione dei materiali protesici che ostacolino in misura significativa il decorso del fascio ultrasonoro.

PROTESI MITRALICHE
Approccio transtoracico
Gli approcci parasternali e apicali mediante le sezioni longitudinale e trasversa, 4 camere o intermedie, possono essere utilizzati per l’imaging della protesi53,62. La migliore sezione per studiare il flusso transprotesico mitralico è la 4 camere apicale59. Da tale approccio, infatti, si ottiene un corretto allineamento del fascio ultrasonoro con l’asse longitudinale mitralico e la direzione del flusso transprotesico, in modo da rendere ottimale l’acquisizione mediante Doppler ad onda continua della curva di riempimento ventricolare, da cui poter calcolare l’area protesica col metodo del tempo di dimezzamento del gradiente (Pressure Half Time)63.

FIGURA 3
Paziente portatrice di protesi mitralica di Lillehei-Kaster. A: con ostruzione da panno fibroso. Il flusso transprotesico al color Doppler (freccia) è stretto, curvilineo, con morfologia a falce e fenomeni di turbolenza e aliasing multipli. Dopo intervento di asportazione chirurgica del panno (B) il flusso appare più ampio e meno turbolento, ad - atrio destro; as = atrio sinistro; vs - ventricolo sinistro.

I flussi transprotesici col color Doppler appaiono caratteristici per ciascun tipo di protesi33,54,59,64 e possono modificarsi in seguito a disfunzione protesica da ostruzione16,54,60,61,65,66. In tale condizione, infatti, il flusso diviene più stretto, con elevata velocità e fenomeni di aliasing multipli (Fig 3). Modificazioni analoghe possono verificarsi anche per le protesi tricuspidali16,67.
Per le protesi mitraliche, in particolare quelle meccaniche, può risultare difficile la visualizzazione dei distacchi e dei rigurgiti intra e periprotesici (fisiologici o patologici) e la loro precisa localizzazione e semiquantificazione, a causa dei fenomeni di riverbero e "masking" retroprotesici52.
L’approccio parasternale alto, in decubito laterale sinistro marcato ed in espirio profondo, determinando una rotazione posteriore dell’area di riverbero retromitralica, può consentire, talora, di evidenziare eventuali rigurgiti protesici, specie in sede antero-mediale (Fig 4). A tal fine si può utilizzare anche l’approccio sottocostale52. Bisogna però ricordare che da tale approccio le strutture cardiache sono spesso troppo distanti dal trasduttore, per cui la qualità delle immagini di flusso può essere non ottimale, particolarmente quando si esaminino pazienti obesi, essendo l’energia di ritorno talora troppo bassa.

Approccio transesofageo
L’ecocardiografia transesofagea ha risolto gran parte dei problemi dovuti al flow-masking e riverberi in atrio sinistro68,69. In sezione 4 camere, la posizione del trasduttore in esofago, immediatamente dietro l’atrio sinistro, consente lo studio in miglior dettaglio delle strutture protesiche e periprotesiche, in particolare sul versante atriale della protesi, con rilievo più agevole di eventuali formazioni trombotiche o vegetazioni endocarditiche, formazioni ascessuali, panno fibroso, rottura di cuspidi biologiche e prolasso36,62,68 (Fig.5). Ciò è reso più semplice anche grazie al fatto che l’orifizio mitralico, in questa sezione, è parallelo al fascio di ultrasuoni favorendo, oltre che un migliore imaging della valvola, anche un’ottimale insonificazione del Doppler con l’asse longitudinale della stessa, per il rilievo delle velocità di flusso transprotesico diastolico ed il calcolo dei gradienti transprotesici. Mediante approccio transesofageo si può evidenziare con più precisione la sede dei distacchi periprotesici ed analizzare i rigurgiti nelle loro caratteristiche di origine, localizzazione ed estensione temporo-spaziale, ottenendo così un’adeguata semiquantificazione della disfunzione39,40,66,69.

FIGURA 4
Paziente portatrice di protesi mitralica Sorin e protesi aortica St Jude. Sezione asse lungo parasternale sinistra. Si visualizza lieve rigurgito periprotesico mitralico in atrio sinistro da leak (freccia). ao - aorta; as - atrio sinistro; vs = ventricolo sinistro.

Si è visto, infatti, che esiste un’alta concordanza nella valutazione dei rigurgiti transprotesici fra eco transesofageo e cateterismo cardiaco39. Inoltre è stato possibile studiare, anche in vivo, i rigurgiti "fisiologici" da lavaggio in sede mitralica. Infatti era già noto da studi condotti in vitro, che tutte le protesi meccaniche sono lievemente incontinenti70,71. Alcuni studi eseguiti in approccio transesofageo hanno messo in evidenza che tali rigurgiti hanno aspetti caratteristici per ciascun tipo di protesi66,72: i jet "fisiologici" possono essere in numero da uno a tre, sono sottili e tendono a perdere la loro struttura nel corso della sistole, poiché hanno poca massa (Fig 6).
Ulteriori vantaggi sono stati introdotti, in questo settore, dalla sonda transesofagea biplana, che consente di ottenere un maggior numero di sezioni ecocardiografiche rendendo più agevole la visualizzazione anche di rigurgiti tangenziali14,19,41 particolarmente in caso di distacco, favorendo la ricerca di formazioni ascessuali.

PROTESI AORTICHE
Approccio transtoracico
Anche per le protesi aortiche gli approcci parasternali, mediante le sezioni longitudinali e trasversali, e apicali o "off-axis", mediante le sezioni 4 camere o intermedie, possono risultare utili, non solo per l’imaging della valvola, ma anche per la visualizzazione di distacchi e rigurgiti periprotesici o intraprotesici (fisiologici o patologici) e per la loro precisa localizzazione e semiquantificazione mediante Doppler convenzionale e a codice di colori. Gli approcci apicali, sottocostali, soprasternali, parasternali o sottoclaveare destro possono poi risultare utili per ottenere un più preciso allineamento del fascio ultrasonoro con l’asse longitudinale aortico e la direzione del flusso sistolico, in modo da acquisire una curva con Doppler continuo di qualità ottimale per il calcolo di gradienti transprotesici42,73,77.
Il color Doppler ha invece dimostrato scarsa utilità per la valutazione del flusso sistolico transprotesico, a causa della distanza dal trasduttore e dei fenomeni di flow-masking che interessano il primo tratto dell’aorta ascendente.

Approccio transesofageo
I vantaggi di tale approccio nello studio delle protesi aortiche non sono così eclatant! come per le protesi mitraliche78. Dall’approccio transesofageo, infatti, la protesi aortica si situa più in profondità rispetto all’approccio transtoracico, specie in presenza di atriomegalia sinistra. Ciò può creare problemi di penetrazione per il fascio ultrasonoro, dato l’utilizzo di sonde ad alta frequenza per l’ecocardiografia transesofagea. Inoltre, in approccio transesofageo, la valvola si colloca su di un piano angolare ad esplorazione meno favorevole rispetto a quello della valvola mitrale, così da richiedere, in genere, maggiori manipolazioni della sonda per ottenere informazioni più complete. In tale ambito, anche nella nostra esperienza, la sonda transesofagea biplana si è dimostrata di estrema utilità, fornendo informazioni aggiuntive in modo più semplice, anche per lo studio dell’aorta ascendente14,19,38,41.

FIGURA 5
Paziente portatore di bioprotesi mitralica in degenerazione. In A (sezione 4 camere apicale) in sistole si visualizza appena una piccola struttura lineare (freccia) che appariva mobile nell’immagine in movimento. In B non è ben quantificabile il grado di rigurgito protesico (freccia). In sezione 4 camere in approccio transesofageo (C) si evidenzia l’eversione sistolica in atrio sinistro di parte di una cuspide rotta (freccia). In D è visualizzato uno dei jet multipli da rigurgito intraprotesico (freccia), diretto lungo il setto interatriale. ad = atrio destro; as - atrio sinistro; vd - ventricolo destro; vs - ventricolo sinistro.

L’approccio transesofageo si dimostra spesso più utile di quello transtoracico nello studio delle formazioni peri, intra e sopraprotesiche (ascessi, sacculazioni, nodulazioni, vegetazioni, trombi, ecc)78,81 (Fig 7). In particolare è essenziale per lo studio dei tubi valvolati impiantati con tecnica di Cabrol82, ove consente di visualizzare il flusso all’interno del tubicino di raccordo con gli osti coronarici (Fig 8). Per la valutazione del rigurgito aortico, l’approccio transesofageo può consentire talora una migliore visualizzazione di gradi minori di rigurgito rispetto all’approccio transtoracico, specie in presenza di protesi meccaniche40. La valutazione e differenziazione di rigurgiti di grado medio e severo può invece risultare più difficoltosa, rispetto all’eco transtoracico, in relazione alla ridotta profondità di campionamento delle sonde ad alta frequenza, con conseguente ambiguità nella rappresentazione del colore.

FIGURA 6
Paziente portatore di protesi mitralica Sorin norrnofunzionante. Sezione 4 camere in approccio transesofageo. Si evidenzia piccolo jet da rigurgito intraprotesico "fisiologico" (freccia). as = atrio sinistro; vs = ventricolo sinistro.

FIGURA 7
Paziente portatore di protesi aortica Sorin con ampio distacco. Sezione 4 camere modificata in approccio transesofageo. A: si visualizza una struttura sacculare periprotesica (freccia) in comunicazione con la radice aortica, dovuta ad aneurisma del trigono fibroso acquisito post-operatorio. In sistole (B) si nota il passaggio di flusso (freccia) dalla radice aortica nella struttura sacculare periprotesica. ao= aorta; as= atrio sinistro; vs= ventricolo sinistro.

CONCLUSIONI
L’ecocardiografia transtoracica e transesofagea appaiono pertanto complementari nello studio delle protesi valvolari cardiache. In particolare, proprio per la situazione anatomica delle valvole in relazione alla posizione del trasduttore in esofago, l’approccio transesofageo appare più vantaggioso e risolutivo per le protesi mitraliche. Risulta però anche una fonte indispensabile di informazioni complementari in molti casi di protesi aortiche, ove l’approccio transtoracico risulti incompleto o inadeguato, specialmente per lo studio delle strutture protesiche e periprotesiche. Alla luce di quanto detto diviene pertanto necessario eseguire uno studio ecocardiografice transtoracico completo di base nel periodo post-operatorio a condizioni cllniche stabilizzate. Tale studio potrà infatti essere utilizzato come . controllo per i successivi esami eseguiti nel follow-up. È infatti dimostrata l’alta riproducibilità dei parametri emodinamici nei vari soggetti portatori di protesi valvolare se le condizioni cllniche permangono stazionarie43,44. La complessità dei quadri clinici e anatomo-funzionali rende però evidente la necessità di considerare le informazioni ecocardiografiche, globalmente intese, in visione complementare con gli altri dati clinici e strumentali non invasivi ed invasivi, inclusa la valutazione della funzione ventricolare sinistra. Una funzione ventricolare sinistra depressa può infatti mascherare un malfunzionamento protesico83,85.
Resta aperto il problema se le indicazioni all’approccio transesofageo debbano considerarsi estensive o se lo studio debba essere invece indicato soltanto qualora l’esame transtoracico non risulti conclusivo od esaustivo, quando esistano elementi o dati ecocardiografici conflittuali nei confronti di parametri clinici, quando si verifichino modificazioni significative o inspiegate di parametri o dati ecocardiografie! o Doppler anche in assenza di sintomi, o variazioni significative o inspiegate del quadro clinice, o comunque quando si ritenga che il paziente necessiti di decisioni terapeutiche più aggressive, siano esse mediche o chirurgiche (Tab II).

FIGURA 8
Paziente portatore di tubò valvolato aortico: impiantato con tecnica di Cabrol. Sezione trasversa modificata in approccio transesofageo.
Si noti il flusso diastolico all’interno del tubicino di raccordo con gli osti coronarici (freccia), ao = aorta; as = atrio sinistro; cs = tronco comune della coronaria sinistra.

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Parole chiave: ecocardiografia, protesi valvolari

 

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