Les paramètres définissant une sténose aortique sévère au point de vue hémodynamique sont les suivants
-Des paramètres de gradients
-une vélocité maximale (Vmax) de 4 m/s ou plus
-un gradient moyen (GM) de 40 mmHg ou plus
-une aire valvulaire aortique (AVA) de moins de 1cm2.
En pratique, il est fréquent de mesurer une AVA <1cm2, suggestive d’une sténose aortique
sévère, et en même temps des gradients non sévères (GM<40mmHg, Vmax<4m/s). C’est
ce qu’on appelle une discordance. 30% des patients avec sténose aortique ont des paramètres de sévérité discordants.
Figure 17 : Aire valvulaire aortique en fonction du gradient moyen lors de 3483 études échocardiographiques effectuées chez des patients avec sténose aortique.
La relation prédite en fonction de l’équation de Gorlin est la courbe en bleu, la relation observée chez la population est la courbe en jaune. 30% des patients ont une aire valvulaire sévère (<1cm2) mais des
gradients non sévères (GM<40mmHg). Source[98] Reproduit avec la permission de Oxford University Press.
La prochaine section discute des étapes à suivre face à des valeurs discordantes d’aire valvulaire et de gradients.
4-1 Première étape : y-a-t-il présence d’une erreur de mesure ?
Une cause de discordance fréquente est l’erreur de mesure. L’erreur de mesure la plus fréquente est au niveau de l’aire valvulaire aortique. Une petite sous-estimation de la mesure du diamètre de la chambre de chasse ventriculaire gauche entraîne une grande sous-estimation de l’aire valvulaire, le diamètre étant mis au carré pour calculer la surface de la CCVG. La première étape en cas de discordance est de vérifier que la mesure de la chambre de chasse ventriculaire gauche a été faite adéquatement. Il faut ensuite vérifier que la mesure de l’intégrale des vitesses de la CCVG est adéquate, puis s’assurer que les gradients ont été mesurés dans de multiples fenêtres échocardiographiques avec un axe d’interrogation adéquat et que l’enveloppe du gradient a été bien tracée.
4-2 Deuxième étape, y-a-t-il une petite surface corporelle ?
Chez un très petit patient, il est possible qu’une aire valvulaire <1cm2 puisse quand même
permettre un débit cardiaque suffisant pour les besoins physiologiques sans que les gradients ne soient élevés. La méthode actuellement utilisée pour ajuster en fonction de la surface corporelle est de diviser l’aire valvulaire aortique par la surface corporelle du patient, ce qui donne l’aire valvulaire indexée.
Récemment, il a été démontré que l’utilisation de l’aire valvulaire indexée (au seuil de sévérité actuel de 0.6 cm2/m2), contrairement à ce qu’on pourrait penser, augmentait la
prévalence de discordance. De plus, dans une analyse post-oc de l’étude SEAS, l’utilisation de l’aire valvulaire indexée n’améliorait pas la capacité de prédire les évènements indésirables par rapport à l’aire valvulaire aortique non ajustée.[104] Une explication potentielle est que la surface corporelle ne représente peut-être pas le meilleur paramètre pour estimer les besoins de débit cardiaque des patients, particulièrement ceux en surcharge pondérale ou obèse. L’utilisation de la masse maigre pourrait être un meilleur paramètre mais nécessite des outils de mesure plus sophistiqués.
4-3 Troisième étape, y-a-t-il une altération du débit ?
Les mesures de gradients et d’aire valvulaire sont influencées par le débit. Chez un patient avec sténose aortique sévère mais avec un flot diminué (<35cc/m2), les gradients et l’aire
valvulaire peuvent être abaissés et causer une discordance. Chez ces patients, la sténose peut être sévère ou pseudo-sévère. Pour savoir si la sténose est sévère ou non, les lignes directrices actuelles recommandent d’effectuer une échocardiographie dobutamine lorsque cette situation se présente.
Si la sténose est sévère, l’augmentation du flot induite par la dobutamine entraînera une augmentation des gradients sans augmenter de façon significative l’aire valvulaire. Si la sténose n’est pas sévère, il y aura une augmentation de l’aire valvulaire sans augmentation significative des gradients. Une augmentation de la vélocité aortique maximale à ≥ 4 m/s en présence d’une aire valvulaire effective qui reste ≤1cm2 est
diagnostique d’une sténose aortique sévère.
L’échographie dobutamine n’est recommandée pour l’instant que pour les patients avec dysfonction ventriculaire gauche (FEVG <50%, sténose aortique à bas débit classique). Chez les patients avec sténose aortique à bas débit (volume éjectionnel <35cc/m2) mais
avec fraction d’éjection préservée (FEVG ≥ 50% sténose à bas débit paradoxal), l’échographie dobutamine, bien que non recommandée actuellement, pourrait aussi être utile puisque 30% des patients pourraient avoir une pseudo-sténose.[99]
Une autre modalité prometteuse chez les patients avec bas débit est la quantification de la calcification aortique par CT scan.[100-102] Cet indice est prometteur puisqu’il est indépendant du flot. Il est discuté plus en détail dans la discussion.
4-4 Quatrième étape, y-a-t-il présence d’hypertension non-
contrôlée ?
Une hypertension non-contrôlée peut fausser les paramètres diagnostiques échocardiographiques.[103] En effet, tel que discuté plus tôt, une augmentation des résistances engendre une diminution du flot, qui entraîne une diminution des gradients. L’impact de l’hypertension sur les gradients a été démontré expérimentalement.[103]
Figure 18 : Courbes de pressions ventriculaires et aortiques obtenues sur des cochons en normotension et en hypertension.
A) en normotension, B) en hypertension légère et C) en hypertension sévère causé par une ligation de l’aorte. D) chez ce cochon, on a de plus administré de la phényléphrine. À noter la diminution majeure des gradients en présence d’une post-charge élevée malgré la présence d’une sténose aortique sévère. Source[103] Reproduit avec la permission de BMJ Publishing Group Ltd.
En clinique, lorsque les paramètres sont discordants chez un patient hypertendu, il est recommandé de traiter l’hypertension et de répéter l’échocardiographie lorsque la pression artérielle du patient est contrôlée.[79]
Figure 19 : Algorithme diagnostique en présence d’un patient présentant des paramètres discordants de sévérité de sténose aortique.
VTI CCVG ; intégrale des vélocités de la chambre de chasse ventriculaire gauche. VTI aortique ; intégrale des vélocités maximales aortiques.
Source locale
4-5 Dernière étape, discordance inhérente
Lorsqu’on a éliminé les autres causes de discordance, on reste avec une discordance secondaire à la non-équivalence des seuils de sévérité entre l’aire valvulaire (à 1cm2) et
les paramètres de gradients (GM ≥ 40mmHg, Vmax ≥ 4m/s).
Intrinsèquement, un gradient moyen de 40mmHg ou Vmax de 4m/s correspondent plutôt à
une AVA d’environ 0.8cm2. [105, 106] Inversement, une aire valvulaire de 1cm2
correspond à un gradient moyen d’environ 25-30mmHg et un Vmax d’environ 3m/s. Ces
valeurs correspondent aux résultats obtenus à l’aide de l’équation de Gorlin.
Figure 20 : Courbes d’aire valvulaire en fonction du gradient de pression moyen chez des patients avec sténose aortique et chez un sous-groupe de patients avec sténose aortique et volume éjectionnel indexé (SVI) normal (>35cc/m2).
Chez les patients avec volume éjectionnel normal, une aire valvulaire de 1cm2 correspond à un
gradient moyen de 27.8 mmHg et un gradient moyen de 40mmHg correspond à une aire valvulaire de 0.80cm2. Source[105] Reproduit avec la permission de BMJ Publishing Group Ltd and the British
Cardiovascular Society.
Au final, environ 30% des patients avec sténose aortique ont une discordance entre l’aire valvulaire et les paramètres de gradients.[105, 107-109] Chez ces patients, la sévérité de la sténose aortique est imprécise. Les lignes directrices actuelles ne donnent pas de recommandations claires à savoir s’il faut référer ces patients en chirurgie ou non et ont plutôt réglé la situation en éliminant le paramètre d’aire valvulaire de l’algorithme
Pour réconcilier cette discordance intrinsèque, certains auteurs proposent de diminuer le seuil de sévérité d’aire valvulaire pour une sténose aortique sévère à 0.8cm2.[105] Bien
que cela éliminerait la majorité de la discordance, cette proposition nécessite validation. Ici s’insère donc notre projet de recherche.
DÉVELOPPEMENT
OBJECTIFS ET HYPOTHÈSES
OBJECTIFS
L’objectif de notre étude est de démontrer, chez les patients avec flot normal, que le seuil d’AVA actuel est adéquat, c’est-à-dire qu’un bénéfice de survie est associé au
remplacement valvulaire lorsque l’AVA est <1cm2.
Un objectif secondaire est d’analyser la prévalence de discordance dans notre population de sténose aortique.
HYPOTHÈSES
Chez les patients avec flot normal (volume éjectionnel indexé ≥ 35cc/m2),
1) Le RVA est bénéfique chez les patients avec sténose aortique sévère
-AVA <1cm2
ou
-GM >40mmHg ou
-Vmax >4m/s
2) Le RVA est bénéfique chez les patients avec AVA entre 0.8 et 1cm2.
3) Le RVA est bénéfique chez les patients avec paramètres discordants -c’est-à-dire AVA 0.8-1cm2 et GM <40mmHg / V
max<4m/s
4) Le RVA n’est pas bénéfique chez les patients avec sténose aortique modérée -c’est-à-dire AVA 1-1.5cm2 et GM <40mmHg / V
max<4m/s.
5) La prévalence de la discordance dans notre population de patients avec sténose aortique est d’environ 30%.
Nous basons ces hypothèses sur le fait que les évidences supportant le seuil d’aire
valvulaire à 1cm2 nous semblent plus solides que celles supportant les seuils de gradients,
puisque les premières se basent sur des données de mortalité mais pas les secondes. Nous croyons aussi que le gradient est un paramètre plus sujet à être faussé par divers paramètres hémodynamiques, principalement le flot et la post-charge.
ARTICLE INSÉRÉ
Discordant Grading of Aortic Stenosis Severity: Echocardiographic
Predictors of Survival benefit from Aortic Valve Replacement
INTRODUCTION : Des valeurs discordantes entre l’aire valvulaire aortique (AVA<1.0cm2)
et le gradient moyen (GM<40mmHg) sont fréquentes lors de l’évaluation de la sévérité de la sténose aortique.
OBJECTIF: Définir le bénéfice de survie associé au RVA en fonction des marqueurs échocardiographiques de sévérité de la sténose aortique.
MÉTHODES : 1710 patients avec sténose aortique séparés en 4 strates de sévérité selon AVA, AVA indexée, GM ou la vélocité aortique maximale (Vmax). Nous avons comparé la
survie entre les groupes traités avec ou sans RVA dans chaque strate.
RÉSULTATS : Les patients avec une AVA entre 0.8 et 1cm2 avaient un bénéfice de survie
significatif du RVA en multivarié. Un bénéfice était observé chez les patients avec strates de GM/Vmax non sévères et AVA<1cm2.
CONCLUSION : Le RVA est bénéfique chez un nombre substantiel de patients avec une AVA <1cm2, malgré des gradients non sévères.
ABSTRACT AND KEYWORDS
Objective: To assess the survival benefit associated with aortic valve replacement (AVR) according to different strata of echocardiographic parameters of AS severity, and
especially in patients with an aortic valve area (AVA) comprised between 0.8 and 1cm2.
Background: Discordant findings between AVA (<1.0cm2) and mean gradient
(MG<40mmHg) raise uncertainty regarding the actual severity of aortic stenosis (AS). Some studies suggested that the AVA threshold value to define severe AS should be decreased to 0.8cm2 to reconcile these discordances.
Methods and results: 1710 patients with documented moderate to severe AS by Doppler- echocardiography were separated into 4 strata of AS severity based alternatively on AVA, indexed AVA, MG or peak aortic jet velocity (Vpeak). We compared the survival rates of
medically vs. surgically treated patients. To eliminate covariate differences that may lead to biased estimates of treatment effect, a propensity score stratification was used. Mean AVA was 0.9±0.3cm2, mean MG 33±18mmHg and mean V
peak 3.6±0.9m/s. A total of
1030 (60%) patients underwent AVR within 3 months following echocardiographic
evaluation. During a mean follow-up of 4.4±3.0 years there were 469 deaths. Patients with an AVA between 0.8 and 1.0cm2 had a significant survival benefit associated with AVR
(Hazard ratio: 0.33 0.19-0.57]; p<0.0001). A survival benefit associated with AVR was also observed in patients with MG between 25 and 40mmHg or Vpeak between 3 and 4m/s,
but only in patients with concomitant AVA≤1cm2 (p=0.001 vs. p=0.46 in patients with
AVA>1cm2).
Conclusion: These results do not support decreasing the AVA threshold value for severity to 0.8cm2 and they confirm that AVR may be beneficial in a substantial number of patients
with discordant aortic grading.
Key words: Valvular heart disease; Surgery; Aortic valve stenosis; Doppler- echocardiography; Survival
INTRODUCTION
According to American and European guidelines, severe aortic stenosis (AS) is defined by several echocardiographic criteria including aortic valve area (AVA) <1cm2,
indexed AVA (AVAi) <0.6cm2/m2, mean gradient (MG) ≥40mmHg and peak aortic jet velocity
(Vpeak) ≥4m/s.[76, 79, 110] However up to 30% of patients with AS present with discordant
echocardiographic parameters of AS severity. The most frequent discordant grading pattern is an AVA <1cm2 and/or AVAi <0.6cm2/m2 (indicating a severe disease) with a MG
<40mmHg and/or Vpeak <4m/s (rather consistent with a moderate disease).[105, 107-109] In
that situation, uncertainty remains regarding the actual AS severity and whether or not to refer the symptomatic patient to aortic valve replacement (AVR).
Although discordance (i.e. small AVA/AVAi but low MG/ Vpeak) in severe low flow
AS, with or without preserved ejection fraction, is accepted, the possibility of discordance in severe AS with normal flow is highly controverted. Nevertheless, discordant
echocardiographic grading of AS severity in a normal flow patient may be related to multiple factors including: measurement errors, small body size, reduced arterial
compliance or inherent discordance between AVA/AVAi and MG/Vpeak cut-points used for
the definition of severe aortic stenosis.[76, 103, 105, 109, 111] With regards to the latter factor, it has been demonstrated that, from a hemodynamic standpoint, a MG of 40mmHg does not correspond to an AVA of 1.0cm2 but rather to an AVA of 0.8cm2.[105] Hence, to
reconcile the AVA/AVAi and MG/Vpeak criteria to define severe AS, some authors have
proposed to lower the AVA cut-point from 1.0 to 0.8cm2.[98, 105, 112] However, survival
studies have reported that an AVA <1.0cm2 is the most powerful and sensitive predictor of
death.[113] Furthermore, AVR is associated with better survival in symptomatic patients with AVA <1.0cm2 and low MG (<40mmHg).[108, 114, 115] However, no previous study
has assessed the benefit of AVR according to the different echocardiographic criteria proposed in the literature. The primary objective of this study was thus to assess the survival benefit associated with AVR according to different strata of echocardiographic parameters of AS severity. The secondary objective was to assess the survival benefit associated with AVR in patients with discordant aortic grading and normal flow.
METHODS
Population
All adult patients who underwent a comprehensive Doppler-echocardiographic examination for moderate to severe aortic valve stenosis (AVA <1.5cm2) at our center
between 2000 and 2012 were eligible for this study. Patients with a history of rheumatic valve disease or endocarditis, life-threatening comorbid conditions at diagnosis, more than mild aortic regurgitation, mitral stenosis/regurgitation, or any other valve disease or prior valve replacement were excluded. We also excluded patients who underwent any
concomitant intervention except coronary artery bypass graft at the time of AVR (including aortic root replacement, mitral annuloplasty, etc.). Clinical, Doppler-echocardiographic and operative data were prospectively collected in consecutive patients and were retrospectively analyzed.
Doppler echocardiographic measurements
Left ventricular (LV) dimensions, mass and left ventricular ejection fraction were measured according to recommendations of the American Society of
Echocardiography.[116] Measurement of the left ventricular outflow tract, Vpeak and time
velocity integrals allowed calculation of stroke volume, MG by modified Bernoulli formula and AVA by the continuity equation. AVA and stroke volume were indexed to body surface area. Normal LV function and flow was defined as LV ejection fraction ≥50% and stroke volume index >35 mL/m2. To minimize measurement error as a potential cause of
discordance, we excluded suboptimal echocardiograms.
Therapeutic management and outcomes
All patients who underwent AVR within 3 months after baseline echocardiographic evaluation were classified in the AVR Treatment Group. In all patients of this group, the decision to refer the patient to AVR was decided by the treating physician before or at the time of echocardiographic evaluation. Patients who did not undergo AVR or who
underwent AVR >3months after echocardiographic evaluation were classified in the medical treatment group. In patients with delayed AVR (i.e. >3months), only medical follow-up was taking into account (i.e. follow-up was censored at that time of AVR). Mortality data was obtained from the Institut National de la Statistique du Québec. The follow-up data was complete for all patients.
Statistical analysis
Results are expressed as mean ± SD or percentages. Differences between groups were analyzed with the use of the 2-sided Student t test for continuous variables, with the
Wilcoxon rank-sum test for ordinal variables and the χ2 test of Fisher exact test for
categorical variables as appropriate.
Propensity score stratification was used to eliminate covariate differences that may lead to biased estimates of treatment effect. The following relevant variables were included in the propensity score: age, male gender, presence of symptoms, atrial fibrillation,
coronary artery disease, diabetes, chronic obstructive pulmonary disease, chronic kidney disease, dyslipidaemia, hypertension, body surface area, body mass index, aortic valve area, mean aortic gradient, aortic regurgitation (none vs mild), mitral stenosis (none vs mild), mitral regurgitation (none vs mild), and left ventricular ejection fraction. C-statistic for the propensity score was of 0.92 for predicting adjudication to the surgical or medical treatment group. Propensity score was divided into 11 strata to allow stratification of all subsequent analysis.
Survival analyses were performed with the use of Cox proportional hazards and were presented as Hazard ratio and 95% confidence interval between brackets]. The clinically relevant variables and/or the variables associated with death in univariate
analysis were included in multivariable analysis. All multivariable models were constructed with age, male gender, presence of symptoms, atrial fibrillation, coronary artery disease, diabetes, chronic kidney disease, chronic pulmonary disease, hypertension and left ventricular ejection fraction.
We grouped patients into strata according to their levels of echocardiographic parameters. Numbers of strata were decided in order to have sufficient statistical power for the multivariate survival analysis. Each echocardiographic parameter (AVA, AVAi, MG and Vpeak) was divided into 4 strata in the whole cohort analysis and 3 strata in the normal LV
function/flow patients’ subgroup analysis. The impact of AVR was assessed in each stratum with the use of the previously presented Cox hazard multivariate model, stratified by propensity score.
Tableau 2 Strata definition in the whole cohort and in the normal
LVEF/normal flow cohort
V
ARIABLESS
TRATAWhole Cohort
AVA, cm
2<0.6
0.6-0.8
0.8-1.0
>1.0
Indexed AVA, cm
2/
m
2<0.4
0.4-0.5
0.5-0.6
>0.6
MG
<15
15-25
25-40
>40
V
peak<2.5
2.5-3.0
3.0-4.0
>4.0
Normal LVEF/Normal flow cohort
AVA, cm
2<0.6
0.8-1
>1
Indexed AVA, cm
2/
m
2<0.45
0.45-0.60
>0.6
MG
<25
25-40
>40
V
peak<3.0
3.0-4.0
>4.0
The authors had full access to and take full responsibility for the integrity of the data. All authors have read and agree to the manuscript as written.
RESULTS
Baseline characteristics
1710 patients were included in this study. The mean AVA was 0.9±0.3cm2, AVAi
0.50± 0.17cm2/m2, MG 33±18mmHg and V
peak 3.6±0.9m/s.
There were several differences in the baseline characteristics between the surgical
(n=1030) and medical (n=680) groups. More patients in the surgical group had AS-related symptoms (95% vs 66% p<0.0001) and these patients had more severe stenosis.
However, all differences in baseline characteristics were abolished by the propensity score.
Tableau 3 Baseline characteristics of patients in the Whole Cohort
Variables Whole cohort (n=1710) Medical treatment (n=680) Surgical treatment (n=1030) p Clinical data Age, years 71.2 ± 11.3 72.3 ± 13.0 70.5 ± 9.9 0.001 Male sex, n (%) 1051 (61.5) 372 (54.7) 679 (65.9) <0.0001 Symptoms, n (%) 1431 (83.7) 449 (66.0) 982 (95.3) <0.0001Coronary artery disease, n (%) 932 (54.5) 338 (49.7) 594 (57.7) 0.001 Chronic kidney disease, n (%) 233 (13.6) 130 (19.1) 103 (10.0) <0.0001
Diabetes, n (%) 477 (27.9) 182 (26.8) 295 (28.6) 0.40
Chronic obstructive pulmonary
disease, n (%) 314 (18.4) 139 (20.4) 175 (17.0) 0.07 Dyslipidaemia, n (%) 1193 (69.8) 385 (56.6) 808 (78.4) <0.0001 Atrial fibrillation, n (%) 168 (9.8) 63 (9.3) 105 (10.2) 0.53 Hypertension, n (%) 1218 (71.2) 477 (70.1) 741 (71.9) 0.42 Echocardiographic data LV Mass Index, g/m2 118 ± 34 112 ± 33 121 ± 34 <0.0001
LV End Diastolic Volume Index,
ml/m2 59 ± 18 59 ± 18 59 ± 18 0.90
LV Ejection Fraction, % 59 ± 14 59 ± 14 58 ± 14 0.43
Aortic Valve Area, cm2 0.9 ± 0.3 1.1 ± 0.3 0.7 ± 0.2 <0.0001
Indexed Aortic Valve Area, cm2/m2 0.50 ± 0.17 0.60 ± 0.17 0.40 ± 0.11 <0.0001
Mean Gradient, mmHg 33 ± 18 22 ± 13 41 ± 17 <0.0001
Among the 1710 patients, 940 presented with normal LV function and flow defined as LV ejection fraction ≥50% and stroke volume index >35ml/m2. In this sub-cohort, the
differences between the surgical and the medical group were comparable or lighter than in the whole cohort, and the propensity score stratification also eliminated these differences.