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Autore/Autori: Alberto Barosi
Relazioni storiche – Congresso 2025
Il dottor Alberto Barosi coglie la sfida di definire con certezza la stenosi aortica severa. I parametri chiave, secondo le linee guida ESC 2021, sono l’area valvolare (< 1.0 cm²), la velocità massima (> 4 m/s) e il gradiente medio (> 40 mmHg). Il gradiente medio è il parametro più robusto, poiché la misurazione dell’area valvolare tramite Doppler è spesso imprecisa a causa di potenziali errori nel calcolo del diametro del tratto di efflusso. Vengono discussi i fenotipi a basso flusso e basso gradiente (low-flow low-gradient), che presentano parametri discordanti. In tali condizioni, l’utilizzo della CT scan, con il calcolo del calcium score, è essenziale, con soglie specifiche per uomo e donna, così come i test provocativi (ecodobutamina) per i pazienti con frazione di eiezione ridotta. Vi è inoltre complessità nella valutazione della malattia valvolare mista (stenosi associata a insufficienza aortica), dove il calcium score e la risonanza magnetica sono strumenti importanti per la corretta classificazione della severità. La diagnosi definitiva richiede un giudizio clinico che integri sintomi, emodinamica e funzione ventricolare.
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| Anno | |
| Tag | aorta, eco, ecostress, iao, imaging, ipertrofia, low-flow low-gradient, rm, sao, tc |
La diagnosi di stenosi aortica severa si basa sui tre parametri classici: area valvolare 4 m/s e gradiente medio >40 mmHg. Il gradiente medio è il parametro più robusto, mentre l’area valvolare Doppler è più suscettibile a errori, in particolare nella misurazione del diametro del tratto di efflusso ventricolare sinistro (LVOT): un errore di 1 mm si traduce in una variazione di 0,1 cm² dell’area calcolata. L’acquisizione corretta del Doppler transaortico richiede di cercare la migliore finestra su tutti i foci (apicale, sottocostale, sovrasternale e soprattutto parasternale destra), mentre il Doppler del LVOT va registrato appena al di sotto della valvola, dove il flusso è ancora laminare. L’ecografia 3D è limitata nelle valvole calcifiche a causa dei drop-out da calcio.
Esistono quattro fenotipi emodinamici basati su gradiente e flusso (stroke volume indicizzato, cut-off 35 ml/m²). Il gruppo 1 (alto gradiente, flusso normale) non pone problemi diagnostici. Il gruppo 2 (gradiente 2000 UA nell’uomo e >1250 nella donna — è dirimente).
Il vizio valvolare misto riguarda il 27-30% dei pazienti con stenosi aortica. La presenza di un rigurgito ≥2+ accelera il flusso transvalvolare portando a una sovrastima dei gradienti. Inoltre, l’associazione di stenosi e insufficienza moderata ha un impatto prognostico simile a un vizio severo. In questi casi, il calcio score e la risonanza magnetica (per quantificare il rigurgito) sono strumenti complementari essenziali. Nelle forme moderate-moderate, il paziente si comporta come se avesse un vizio severo e il giudizio finale deve basarsi anche sulle conseguenze cliniche (scompenso, rimodellamento ventricolare, ipertensione polmonare) e sull’esclusione di cause secondarie (anemia, ipertiroidismo).
The diagnosis of severe aortic stenosis is based on three classic parameters: valve area 4 m/s, and mean gradient >40 mmHg. The mean gradient is the most robust parameter, while the Doppler-derived valve area is more susceptible to errors, especially in measuring the LVOT diameter: a 1 mm error translates into a 0.1 cm² change in the calculated area. Correct acquisition of the transaortic Doppler requires searching for the best window across all foci (apical, subcostal, suprasternal, and especially right parasternal), while the LVOT Doppler should be recorded just below the valve, where flow is still laminar. 3D echocardiography is limited in calcific valves due to calcium-related drop-out.
Four haemodynamic phenotypes exist, based on gradient and flow (indexed stroke volume, cut-off 35 ml/m²). Group 1 (high gradient, normal flow) poses no diagnostic problems. Group 2 (gradient 2000 AU in men and >1250 in women — is decisive).
Mixed valve disease affects 27–30% of patients with aortic stenosis. The presence of regurgitation ≥2+ accelerates transvalvular flow, leading to overestimation of gradients. Furthermore, the association of moderate stenosis and moderate regurgitation has a prognostic impact similar to severe valve disease. In these cases, calcium scoring and MRI (to quantify regurgitation) are essential complementary tools. In moderate-moderate forms, the patient behaves as if they had severe valve disease and the final judgement must also be based on clinical consequences (heart failure, ventricular remodelling, pulmonary hypertension) and exclusion of secondary causes (anaemia, hyperthyroidism).
Per cui invito Alberto Barosi che già dovrebbe risponderci quando definire con certezza una stenosi severa aortica. Tali indici, ma non sempre tutti rilevabili, talvolta rilevabili ma non in modo impeccabile.
Tocca a me stamattina aprire i lavori di questa giornata con questo argomento interessante e non facile nella sua definizione. Definire con certezza severa una stenosi aortica. Questi sono i miei conflitti di interesse e questi sono gli argomenti che nel corso della mia relazione io andrò a trattare.
Le linee guida del 2021 ESC danno come dati concordanti un’area valvolare aortica inferiore al centimetro quadrato, una velocità massima superiore ai 4 metri al secondo e un gradiente medio maggiore di 40 mmHg, i tre parametri per i quali noi definiamo con certezza severa la stenosi valvolare aortica.
Il gradiente medio è il parametro più robusto che noi abbiamo, anche se l’area valvolare di per sé sarebbe sufficiente a definire severa la stenosi valvolare. Questo è vero quando abbiamo immagini di qualità, con il tratto di efflusso ben visibile, in cui la curva di flusso sul tratto di efflusso e attraverso la valvola stenotica sono ben definite. L’acquisizione, la variabilità intra e inter operatore nel caso del Doppler del tratto di efflusso e del Doppler della valvola stenotica sono molto basse, 2-3%, ma non è così nell’acquisizione del diametro del tratto di efflusso. Questo è uno dei punti in cui spesso effettuiamo errori di calcolo ed è il motivo per cui l’area valvolare Doppler non sempre è un parametro di certezza e preciso. Basta guardare queste immagini per capire che nel primo caso alla vostra sinistra è facile il calcolo del diametro, mentre è ben più complesso nella stenosi valvolare calcifica quando le degenerazioni interessano anche il tratto di efflusso: definire qual è esattamente il diametro non è sempre semplice. Ricordo che la variazione di un millimetro del diametro corrisponde ad una variazione di 0,1 cm² nel calcolo dell’area valvolare. Ancora più difficile quando ci troviamo, non infrequentemente, immagini di questo tipo; a questo punto questi parametri non sono utilizzabili.
Un’alternativa può essere l’ecografia transesofagea. Sul tratto di efflusso l’ecografia transesofagea è sicuramente un dato interessante, importante, soprattutto con le ricostruzioni MPR del dataset acquisito. Ci sono studi che paragonano il dato ottenuto in questo modo con le indagini fatte con la TAC. In particolare l’ecografia 3D transesofagea: il calcolo dell’area valvolare è dipendente da una corretta acquisizione dei gradienti, e il flusso transaortico è importante acquisirlo con molta accuratezza.
Il problema è che il flusso iettivo di una valvola aortica stenotica è spesso eccentrico, e il principio per ottenere i massimi gradienti è un corretto allineamento del fascio Doppler alla direzione del jet di eiezione. Per questo motivo dobbiamo ricercare su tutti i foci esplorabili (apicale, sottocostale, sovrasternale e in particolare la parasternale destra) il miglior flusso utilizzabile. In questa immagine vedete come la parasternale destra, correttamente acquisita dopo un po’ di esperienza, permette un allineamento al jet di efflusso, e da questa otteniamo spesso i gradienti più significativi.
Lo stesso vale per la correttezza dell’acquisizione del Doppler a livello del tratto di efflusso. La tecnica è semplice: si entra con il pulsato all’interno della valvola e, come vedete in questa immagine, il loop dell’eiezione è sostanzialmente pieno; poi si esce pian piano con il Doppler fino ad ottenere una curva dove il loop è disegnato nel suo contorno. Qui siamo nel tratto in cui il flusso è proprio al di sotto della valvola ed è ancora lineare: questo è il corretto punto di acquisizione del flusso nel tratto di eiezione.
L’ecografia tridimensionale può aiutarci nel calcolo dell’area valvolare? Mentre è molto bella in una valvola normale, il problema del calcio sulla valvola aortica è un problema per l’ecografia tridimensionale, perché i drop out che otteniamo spesso sono importanti e non consentono di fare calcoli sempre precisi dell’area valvolare.
Esistono dei fenotipi emodinamici in cui la stenosi valvolare aortica è stata classificata, basati sul gradiente e sul flusso. Esistono quattro gruppi. Il flusso viene valutato tramite il Doppler pulsato a livello del tratto di efflusso, tenendo in considerazione lo stroke volume. Il cut off di flusso adeguato è superiore a 35 ml per metro quadro di superficie corporea.
Il gruppo 1 è una stenosi valvolare aortica classica: area valvolare inferiore a 0,6 cm² (in realtà 1 cm²? Il testo dice 0,6 ma di solito è 1; probabilmente errore. Seguo il testo: “area valvolare inferiore a 0,6”) gradiente superiore a 40 mmHg e un buon flusso maggiore di 35 ml/m²; questo in genere non costituisce problema. Passo velocemente al gruppo 2, dove la presenza di un’area valvolare ridotta e di un gradiente medio inferiore a 40 mmHg porta a una discrepanza dei dati, nonostante uno stroke volume superiore a 35 ml/m². È un gruppo in cui i limiti esposti hanno determinato errori di calcolo; tanto è vero che questi pazienti hanno un comportamento prognostico simile a quelli con stenosi valvolare aortica moderata. Salto il gruppo 3 per passare al gruppo 4, il più interessante.
A questo gruppo appartengono le stenosi valvolari aortiche definite come low flow, low gradient. Vi è una discordanza dei parametri: area valvolare inferiore a 0,6 cm²/m², ma gradiente medio inferiore a 40 mmHg. In questo caso abbiamo due possibilità. Il primo tipo è il paziente con funzione contrattile sistolica ridotta. Il secondo gruppo è invece di pazienti con frazione di eiezione conservata, ma ipertrofia del ventricolo sinistro e volumi piccoli, che determinano un’eiezione inferiore a 35 ml/m².
Altre possibilità di basso flusso sono la presenza di vizi valvolari combinati, quindi in presenza di una stenosi valvolare aortica l’associazione di un’insufficienza mitralica severa o di un’insufficienza tricuspidalica importante.
Questo è un primo caso che vi mostro: il paziente F055, area valvolare aortica inferiore al centimetro quadrato (0,8 cm²), ma gradiente medio di 27 mmHg. È un paziente che abbiamo definito come preserved ejection fraction. Come comportarci? Abbiamo stimato correttamente il gradiente inferiore a 40 mmHg e l’area inferiore a 1 cm² con uno stroke volume inferiore a 35 ml/m². A questo punto le linee guida ci dicono che l’altro parametro importante da considerare è la frazione di eiezione.
La frazione di eiezione in questo caso è conservata, quindi nasce il problema di valutare se esistono altri parametri per decidere sulla severità. La CT scan si è dimostrata l’esame più importante in questi pazienti. Il calcolo del calcium score è stato mostrato correlare molto bene sia con i valori di area valvolare sia con i valori di gradiente trasvalvolare medio aortico. Calcium score superiore a 2000 nell’uomo e a 1250 nella donna sono altamente indicativi di probabile stenosi valvolare aortica severa. Dall’altra parte abbiamo un paziente con disfunzione importante del ventricolo sinistro (F023) con gradiente medio di 25 mmHg e stroke volume indicizzato di 25 ml/m².
Siamo di fronte a una discrepanza dei dati e a una riduzione del flusso trasvalvolare aortico. In questo caso dobbiamo provare a riprodurre un aumento del flusso tramite test eco-dobutamina. Questo è lo schema del test: possiamo avere due tipi di risposta: un aumento dell’area valvolare con stabilità dei gradienti, oppure un aumento dei gradienti, identificando così due tipi di stenosi: pseudo-severe aortic stenosis e severe aortic stenosis. Questi sono i criteri di positività del test.
Un altro aspetto importante da sottolineare è che sta ultimamente prendendo piede in letteratura – nel febbraio dell’ultimo anno è stato pubblicato sul giornale europeo di cardiologia un articolo di Ungar – su quel tipo di pazienti in cui la stenosi aortica si associa all’insufficienza valvolare aortica, definita come mixed valvular disease. La situazione è molto particolare e non facile da risolvere. È difficile la valutazione della stenosi in presenza di un rigurgito superiore al grado 2, perché il flusso attraverso la valvola è ad alto flusso e porta a una sovrastima dei gradienti. Questo gruppo di pazienti è stato poco studiato; negli studi sugli esiti dei pazienti sottoposti a intervento percutaneo o chirurgico, spesso questo tipo di pazienti con rigurgito superiore al grado 2 è stato escluso. Tuttavia, già nel 2012 uno studio su 300 pazienti con stenosi aortica aveva notato che circa il 27-30% dei pazienti ha associata un’insufficienza aortica, e questa è un fattore di rischio indipendente. È un gruppo di numerosità non piccola e complesso.
L’insufficienza associata alla stenosi si comporta come una via di mezzo tra pazienti con rigurgito aortico e con valvola normale. La presenza di ipertrofia del ventricolo sinistro impedisce la dilatazione ventricolare tipica dell’insufficienza pura, ma il rigurgito determina un aumento delle pressioni diastoliche, ponendo il ventricolo sotto un carico emodinamico molto elevato. È una situazione opposta a quella della paradoxical low-flow aortic stenosis. Se fossimo in grado di ridurre improvvisamente il flusso regurgitante – cosa che non possiamo fare – potremmo vedere una doppia risposta. Con l’ecografia non abbiamo la possibilità di distinguere se il gradiente e l’area sono reali o accentuati dal rigurgito; ancora una volta il calcium score può essere usato per valutare la severità della componente stenotica.
In definitiva, ci troviamo di fronte a una situazione in cui esistono un rigurgito aortico di varia gravità e una stenosi aortica lieve, moderata o severa. La valutazione va fatta per ogni singolo elemento usando gli stessi parametri ecografici per insufficienza e stenosi. Se una delle due componenti è di grado severo, l’indicazione è chiara: correzione del vizio. Allo stesso modo, se le componenti sono lievi, si mantiene il follow-up e il trattamento medico. Il punto cruciale è quando il rigurgito aortico è moderato e si associa a una stenosi aortica moderata: da un punto di vista prognostico questi pazienti si comportano come se avessero una stenosi aortica severa. Per valutarli possiamo usare il calcium score per la stenosi e la risonanza magnetica per quantificare il rigurgito. In presenza di stenosi e insufficienza moderate, questi pazienti si comportano come se avessero un vizio misto severo.
Il quadro clinico è importante nel giudizio del paziente: dobbiamo considerare le conseguenze cliniche come insufficienza cardiaca, scompenso, e dati ecocardiografici come il remodeling ventricolare, la disfunzione e l’ipertensione polmonare. Nella valutazione dovremo escludere la presenza di anemia o ipotiroidismo, che possono essere cause di un flusso accelerato.
La diagnosi di stenosi aortica severa si basa sempre su un giudizio clinico che tenga conto di numerosi dati: sintomi, emodinamica, funzione ventricolare. L’ecografia è essenziale; l’area valvolare, il gradiente e il flusso (valutato come stroke volume e rafforzato dal dato della frazione di eiezione) sono i tre parametri principali da considerare. Tuttavia, in condizioni emodinamicamente particolari, il giudizio con i soli parametri ecografici classici può non essere definitivo. In caso di parametri discordanti, l’uso di test provocativi e dell’imaging multimodale risulta essenziale per la corretta definizione del vizio e la scelta della miglior strategia terapeutica. Vi ringrazio per l’attenzione.
Therefore, I invite Alberto Barosi, who should respond to us on how to definitely define severe aortic stenosis. These indices are not always detectable, or sometimes detectable but not perfectly.
It is my turn this morning to open the proceedings of this day with this interesting but not easy topic: to define severe aortic stenosis with certainty. These are my conflicts of interest, and these are the topics I will cover during my talk.
The 2021 ESC guidelines provide concordant data: an aortic valve area less than 1 cm², a maximum velocity greater than 4 m/s, and a mean gradient greater than 40 mmHg. These are the three parameters by which we definitively define severe aortic stenosis.
The mean gradient is the most robust parameter we have, although the valve area alone would be sufficient to define severe stenosis. This is true when we have high-quality images, with a clearly visible outflow tract, and the flow curves through the outflow tract and the stenotic valve are well defined. Acquisition variability, both intra- and inter-operator, for the Doppler of the outflow tract and the stenotic valve is low (2-3%), but this is not the case for the measurement of the outflow tract diameter. This is a frequent source of calculation error and why the Doppler valve area is not always a precise and certain parameter. Just look at these images: on the left it is easy to measure the diameter, but it is much more complex in calcific valvular stenosis when degeneration also involves the outflow tract. Defining the exact diameter is not always simple. Remember that a 1 mm change in diameter corresponds to a 0.1 cm² change in valve area. It becomes even more difficult, and not infrequently, with images like these; at that point these parameters are not usable.
An alternative is transesophageal echocardiography. For the outflow tract, TEE is certainly interesting and important, especially with MPR reconstructions of the acquired dataset. There are studies comparing this data with CT findings. In particular, 3D TEE: the calculation of valve area depends on correct gradient acquisition, and transaortic flow must be acquired very accurately.
The problem is that the jet from a stenotic aortic valve is often eccentric, and the principle for obtaining maximum gradients is correct alignment of the Doppler beam with the direction of the ejection jet. For this reason, we must search all accessible windows (apical, subcostal, suprasternal, and especially the right parasternal) for the best usable flow. In this image, you see how the right parasternal view, correctly acquired after some experience, allows alignment with the ejection jet, and often gives the most significant gradients.
The same applies to correct Doppler acquisition at the outflow tract. The technique is simple: enter with pulsed Doppler inside the valve and, as shown in this image, the ejection envelope is essentially full; then slowly exit with Doppler until you obtain a curve where the envelope is clearly outlined. Here we are at the point where the flow is just below the valve and still linear – this is the correct point for flow acquisition in the outflow tract.
Can three-dimensional echocardiography help us calculate valve area? While it works well for a normal valve, calcium on the aortic valve is a problem for 3D echo because the dropouts we often get are significant and do not allow precise valve area calculations.
There are hemodynamic phenotypes for classifying aortic stenosis, based on gradient and flow. There are four groups. Flow is assessed via pulsed Doppler at the outflow tract, considering stroke volume. The cutoff for adequate flow is greater than 35 ml/m² of body surface area.
Group 1 is classic aortic stenosis: valve area less than 0.6 cm² (actually 1? following text), gradient >40 mmHg, and good flow >35 ml/m²; this is usually not a problem. I will go quickly to group 2, where reduced valve area and mean gradient 35 ml/m². This group reflects calculation errors due to the limitations I mentioned; these patients have a prognostic behavior similar to those with moderate aortic stenosis. I skip group 3 to move to group 4, the most interesting.
This group includes low-flow low-gradient aortic stenosis. There is discordance: valve area <0.6 cm²/m², but mean gradient <40 mmHg. We have two possibilities. The first is patients with reduced systolic function. The second group has preserved ejection fraction, but left ventricular hypertrophy and small volumes, leading to an ejection <35 ml/m².
Other causes of low flow are combined valve lesions, such as severe mitral regurgitation or significant tricuspid regurgitation accompanying aortic stenosis.
Here is a first case: patient F055, aortic valve area <1 cm² (0.8 cm²), but mean gradient 27 mmHg. This patient has preserved ejection fraction. How should we proceed? We correctly measured gradient <40 mmHg and area <1 cm² with stroke volume <35 ml/m². At this point, guidelines say the other important parameter is ejection fraction.
Ejection fraction is preserved, so we need other parameters to determine severity. CT scan has proven the most important exam in these patients. Calcium score correlates well with both valve area and mean transvalvular gradient. Scores >2000 in men and >1250 in women are highly indicative of severe aortic stenosis. On the other hand, we have a patient with significant left ventricular dysfunction (F023) with mean gradient 25 mmHg and indexed stroke volume 25 ml/m².
Here we have data discrepancy and reduced transvalvular flow. We need to try to increase flow with dobutamine stress echo. This is the test scheme: we can have two responses – an increase in valve area with stable gradients, or an increase in gradients, identifying pseudo-severe aortic stenosis or severe aortic stenosis. These are the positivity criteria.
Another important aspect recently gaining attention in the literature – last February, Ungar published a paper in the European Journal of Cardiology – concerns patients with combined aortic stenosis and regurgitation, defined as mixed valvular disease. This is a very particular and challenging situation. Evaluating stenosis is difficult when regurgitation is > grade 2 because high flow across the valve leads to overestimation of gradients. This patient group has been understudied; in outcome studies of patients undergoing percutaneous or surgical intervention, those with regurgitation > grade 2 were often excluded. However, a 2012 study of 300 patients with aortic stenosis noted that about 27-30% also have aortic regurgitation, which is an independent risk factor. This is a sizable and complex group.
Associated regurgitation behaves as an intermediate between pure aortic regurgitation and normal valve. Left ventricular hypertrophy prevents the dilation seen in pure regurgitation, but regurgitation increases diastolic pressures, placing a very high hemodynamic load on the ventricle. This is opposite to paradoxical low-flow aortic stenosis. If we could suddenly reduce regurgitant flow – which we cannot – we might see a dual response. Echocardiography cannot distinguish whether the gradient and area are real or accentuated by regurgitation; again, calcium score can be used to assess the stenotic component.
In summary, we face a situation with aortic regurgitation of varying severity and mild, moderate, or severe aortic stenosis. Each component should be evaluated separately using the same echocardiographic parameters. If one component is severe, the indication is clear: valve correction. Similarly, if both are mild, follow-up and medical management are appropriate. The crucial point is when aortic regurgitation is moderate and associated with moderate aortic stenosis: these patients have a prognosis similar to severe aortic stenosis. We can evaluate them using calcium score for stenosis and cardiac MRI to quantify regurgitation. When both stenosis and regurgitation are moderate, these patients behave as if they have severe mixed valve disease.
The clinical picture is important in patient assessment: we must consider clinical consequences such as heart failure, decompensation, and echocardiographic findings like ventricular remodeling, dysfunction, and pulmonary hypertension. We should also exclude anemia or hypothyroidism, which can cause accelerated flow.
The diagnosis of severe aortic stenosis always relies on a clinical judgment that includes many data: symptoms, hemodynamics, and ventricular function. Echocardiography is essential; valve area, gradient, and flow (assessed as stroke volume and reinforced by ejection fraction) are the three main parameters. However, under particular hemodynamic conditions, judgment using only classic echocardiographic parameters may be inconclusive. In case of discordant parameters, the use of provocative tests and multimodality imaging is essential for correct diagnosis and selection of the best treatment strategy. Thank you for your attention.
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