Low gradient Aortic Stenosis

พญ. รติกร เมธาวีกุล
กลุ่มงานอายุรศาสตร์หัวใจ
สถาบันโรคทรวงอก

ความรุนแรงของภาวะลิ้นหัวใจเอออร์ติกตีบ (Aortic stenosis: AS) สามารถประเมินได้โดยการตรวจคลื่นเสียงสะท้อนหัวใจ (Echocardiography) การวินิจฉัยว่ามีลิ้นหัวใจเอออร์ติกตีบขั้นรุนแรง (severe AS) คือ มี aortic valve area (AVA) น้อยกว่า 1 cm² และ mean gradient มากกว่า 40 mmHg หรือ peak aortic velocity (Vpeak) มากกว่า 4 m/s¹

อย่างไรก็ตาม จากการตรวจคลื่นเสียงสะท้อนหัวใจในผู้ป่วยลิ้นหัวใจเอออร์ติกตีบ พบว่ามีผู้ป่วยประมาณ 1 ใน 3  ที่ AVA กับ mean gradient ไม่ไปด้วยกัน ซึ่งปัญหาส่วนใหญ่จะเป็น AVA <1 cm² แต่ mean gradient น้อยกว่า 40 mmHg ซึ่งจะทำให้แพทย์ไม่สามารถสรุปได้แน่ชัดว่าความรุนแรงของ aortic stenosis อยู่ในระดับใด

ผู้ป่วยกลุ่มดังกล่าว จำเป็นต้องวินิจฉัยแยกให้ได้ว่าเป็น ผู้ป่วย severe AS ที่เป็น low gradient AS (ซึ่งใน 2020 ACC/AHA Guideline for the Management of Patients With Valvular Heart Disease² คือกลุ่ม D2 และ D3) หรือเป็นผู้ป่วยที่เป็นเพียง moderate AS แต่วัด AVA ได้น้อยเนื่องจาก low flow

1. Classical low-flow low gradient AS
2. Paradoxical low flow low gradient AS
3. Normal flow low gradient AS

รูปที่ 1 Algorithm for AS Severity in the Different Flow-Gradient Scenarios³

Classical low-flow low gradient AS

สาเหตุของ low flow เกิดจาก LV contraction ไม่ดี มี LV ejection fraction (EF) ต่ำกว่า 50% ทำให้เลือดผ่าน aortic valve น้อย จะสงสัยภาวะนี้ในผู้ป่วยที่มี 1) EF < 50%, 2)AVA น้อยกว่า1 cm² และ 3) Mean gradient น้อยกว่า 40 mmHg

1. True severe AS (severe AS จริง แต่วัด gradient ได้น้อยเนื่องจาก poor LV contraction)
2. Moderate AS with another cause of LV systolic dysfunction (Pseudo-severe AS)

มีความจำเป็นต้องวินิจฉัยให้ได้ว่าผู้ป่วยอยู่ในกลุ่มใดใน 2 กลุ่มนี้ เนื่องจากการรักษาต่างกัน ถ้าเป็นกลุ่ม True severe AS ต้องทำการเปลี่ยนลิ้นหัวใจ (aortic valve replacement) แต่หากเป็น Moderate AS with another cause of LV dysfunction การเปลี่ยนลิ้นหัวใจไม่มีประโยชน์ แต่ต้องมุ่งไปที่การรักษา LV systolic dysfunction ซึ่งหลักๆ คือการปรับยารักษาภาวะหัวใจล้มเหลว

การแยกผู้ป่วยกลุ่ม true severe AS ออกจาก moderate AS ทำได้โดยการตรวจ dobutamine stress echocardiography โดยใช้ขนาดยา dobutamine dose ต่ำ เริ่มที่ 5 μg/kg/min เพิ่มทีละ 5 μg/kg/min จนไปสิ้นสุดที่ 20 μg/kg/min คล้ายกับการตรวจ myocardium viability

Echocardiography protocol จะแบ่งเป็น 5 stage คือ baseline, 5, 10, 15 และ 20 μg/kg/min ตามลำดับ ในแต่ละ stage จะทำการวัดค่า parameter และคำนวณ parameter เพิ่มเติม ดังรายละเอียดในรูปที่ 2 [ค่า Q คือ transvalvular flow rate(ml/s) ซึ่งคำนวณจาก stroke volume(ml)/ejection time(sec)]

รูปที่ 2 parameter ที่ต้องวัดในแต่ละ stage (AV: aortic valve, AVA; aortic valve area, CO; cardiac output, DI; dimensionless index, HR; heart rate, LVOT; left ventricular outflow tract, Mean ASPG; mean gradient of aortic stenosis, SV; stroke volume, VTI; velocity time integral)

เมื่อสิ้นสุด protocol หลังจากได้ยา dobutamine แล้ว ค่าต่างๆ ที่วัดได้ จะมีความเป็นไปได้อยู่ 3 แบบ

1. True severe AS: Mean gradient เพิ่มขึ้น ≥ 40 mmHg และ AVA < 1.0 cm²
2. Pseudo severe AS (moderate AS with another cause of LV dysfunction): Mean gradient ยังคงน้อยกว่า 40 mmHg แต่ AVA (ที่แต่เดิม < 1.0 cm²) กลับมีค่ามากกว่าหรือเท่ากับ 1.0 cm² หลังจากได้ dobutamine
3. Indeterminate severity: กลุ่มที่ Mean gradient ยังคงน้อยกว่า 40 mmHg และ AVA < 1.0 cm² ด้วย ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากมี stroke volume เพิ่มขึ้นน้อยกว่า 20% แม้ว่าจะได้ยา dobutamine แล้วก็ตาม จึงทำให้แปลผลไม่ได้ในเบื้องต้นเนื่องจากไม่สามารถทำให้ flow เพิ่มขึ้นจนเท่ากับ normal flow rate ของคนปกติได้ กลุ่มนี้จำเป็นต้องได้รับการตรวจเพิ่มเติมอย่างใดอย่างหนึ่งต่อไปนี้
   1. คำนวณ projected AVA: เป็นการคำนวณ AVA ที่คาดว่าจะเป็นเมื่อผู้ป่วยอยู่ใน normal flow rate (transvalvular flow rate = 250 ml/s) โดยใช้ความชันของกราฟที่ได้จาก parameter ในแต่ละ stage ของการตรวจ dobutamine stress echo(รูปที่ 3)⁴ วิธีนี้จะสามารถทำได้เมื่อผู้ป่วยมี stroke volume เพิ่มขึ้นอย่างน้อย 10% ของ baseline โดยมีสูตรคำนวณดังนี้
      [Q คือ transvalvular flow rate(ml/s) ซึ่งคำนวณจาก stroke volume(ml)/ejection time(sec)]
   2. ตรวจ Non-contrast MDCT aortic valve calcium score ในกรณีที่ stroke volume เพิ่มขึ้นน้อยกว่า 10% โดยมี cut point สำหรับ severe AS คือ เพศหญิง ≥ 1200 AU เพศชาย ≥ 2000 AU
      รูปที่ 3 หลักการคำนวณ projected AVA

Paradoxical low-flow low gradient AS

เป็นผู้ป่วย AS ที่ AVA < 1 cm² , mean gradient < 40 mmHg และ LVEF ปกติ (LVEF ≥ 50%) ผู้ป่วยกลุ่มนี้มี low flow state จาก stroke volume ที่ลดลง (stroke volume index ≤ 35 ml/m²) จึงมีปริมาณเลือดผ่าน aortic valve น้อย จึงเกิดเป็นภาวะ low flow

พบว่าผู้ป่วย AS with preserved EF จะพบ Low flow state ได้ประมาณ 25 – 35%⁴ โดยเหตุที่มี stroke volume ลดลง อธิบายจาก LV concentric remodelling with small LV cavity คือมี LV wall ที่หนามากทำให้ LV cavity เล็ก และนอกจากนี้ยังสามารถอธิบายได้จากการมี impaired LV diastolic filling และการลดลงของ LV systolic longitudinal function ด้วย ซึ่งโดยรวมแล้ว Paradoxical low-flow low-gradient AS จะมี Physiology และ clinical คล้ายกับผู้ป่วย heart failure with preserve EF

การประเมินผู้ป่วย paradoxical low-flow low-gradient AS ว่าเป็น severe AS หรือ non severe AS ทำได้โดยการตรวจ non-contrast MDCT AV calcium score โดยมี cut point คือ มากกว่า 2000 AU ในเพศชาย และ มากกว่า 1,200 AU ในเพศหญิง (รูปที่ 1)

Normal-flow low-gradient AS

ผู้ป่วย AS ที่ AVA < 1 cm², mean gradient < 40 mmHg, LVEF ปกติ (LVEF ≥ 50%) และ stroke volume index  > 35 ml/m² เป็นกลุ่มที่ AVA กับ mean gradient ไม่ไปด้วยกัน แต่ไม่สามารถอธิบาย low flow state จาก EF ที่ต่ำ หรือ stroke volume ที่ต่ำได้  เมื่อเจอผู้ป่วยกลุ่มนี้สิ่งที่ต้องพิจารณาเป็นอันดับแรกคือ measurement error โดยเฉพาะอย่างยิ่งการวัด LVOT อาจจะวัดได้น้อยกว่าความเป็นจริง ทำให้ AVA ต่ำทั้งที่ความจริงไม่ใช่ severe AS หรืออาจมี underestimation ของ pressure gradient จากการวัดที่คลาดเคลื่อนเนื่องจากไม่สามารถทำให้ intercept angle ตรงได้ในขณะที่วาง continuous Doppler จะทำให้ mean gradient ต่ำ ทั้งที่จริงอาจเป็น severe AS ซึ่งหากพบว่ามี measurement error ต้องแก้ไขเป็นอันดับแรกโดยการวัด gradient จากหลาย ๆ views นอกจากนี้ยังมีสาเหตุอื่นที่ทำให้ผู้ป่วยอยู่ในภาวะ low flow state เช่น mitral regurgitation/stenosis (เลือดผ่านลงมาใน LV chamber น้อย) หรือ tricuspid regurgitation/stenosis (เลือดผ่านลงมาใน RV chamber น้อย ทำให้เลือดไปหัวใจฝั่งซ้ายน้อยตามไปด้วย)

กล่าวโดยสรุป ผู้ป่วย AS ที่ AVA กับ mean gradient ไม่ไปด้วยกันเป็นกลุ่มที่การประเมิน severity ทำได้ยาก สิ่งแรกที่ต้องทำคือดูว่ามี measurement error หรือไม่ หากมีต้องทำการแก้ไขก่อน การตรวจเพิ่มเติมเช่น dobutamine stress echo หรือ  non-contrast MDCT AV calcium score สามารถนำมาใช้ในการแยก true severe AS ออกจาก non severe AS ได้ ซึ่งการพิจารณาว่าจะเลือกใช้ investigation ใด ขึ้นกับสาเหตุของ low flow state ของผู้ป่วย ร่วมกับการประเมิน LVEF และ stroke volume ในขณะนั้น

1. Baumgartner H, Hung J, Bermejo J, Chambers JB, Evangelista A, Griffin BP, et al. Echocardiographic assessment of valve stenosis: EAE/ASE recommendations for clinical practice. J Am Soc Echocardiogr. 2009 Jan;22(1):1-23
2. Otto CM, Nishimura RA, Bonow RO, Carabello BA, Erwin JP 3rd, Gentile F, et al. 2020 ACC/AHA Guideline for the Management of Patients With Valvular Heart Disease: A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Joint Committee on Clinical Practice Guidelines. Circulation. 2021 Feb 2;143(5):e72-e227.
3. Silva I, Salaun E, Côté N, Pibarot P. Confirmation of Aortic Stenosis Severity in Case of Discordance Between Aortic Valve Area and Gradient. JACC Case Rep. 2022 Feb 2;4(3):170-177.
4. Clavel MA, Magne J, Pibarot P. Low-gradient aortic stenosis. Eur Heart J. 2016 Sep 7;37(34):2645-57.