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Autore/Autori: Rodolfo Citro
Relazioni storiche – Congresso 2025
La relazione affronta in modo sistematico l’insufficienza aortica, una valvulopatia che causa sovraccarico di volume sul ventricolo sinistro ed ipertrofia eccentrica. Le cause includono anomalie congenite (come la bicuspidia) e condizioni acquisite (come l’endocardite o la dissezione aortica). La valutazione ecocardiografica si basa su parametri qualitativi e quantitativi, tra cui la vena contratta e l’EROA, preferibilmente in 3D. Classificare l’insufficienza aortica in base al meccanismo (Tipo 1, 2, 3) è essenziale per pianificare le tecniche di riparazione chirurgica. I criteri decisionali per l’intervento si basano sull’emodinamica, sulla dilatazione ventricolare sinistra e sulla disfunzione del ventricolo sinistro, anche subclinica.
| Autore | |
|---|---|
| Anno | |
| Tag | aorta, bicuspide, disfunzione, dissezione, eco, endocardite, iao, imaging, tirone david., valvulopatia |
L’insufficienza aortica è una valvulopatia determinata da un’alterata coaptazione delle cuspidi semilunari, la cui competenza dipende dall’integrità anatomica e funzionale della radice aortica, della giunzione sinotubulare e del cosiddetto virtual basal ring. La perdita di competenza può derivare da anomalie congenite (bicuspidia, unicuspidia, quadricuspidia), degenerazione senile, endocardite, malattia reumatica, tossine, connettiviti, ipertensione arteriosa, traumi o dissezione aortica.
Nella forma cronica il sovraccarico di volume induce dilatazione ventricolare sinistra e ipertrofia eccentrica (legge di Laplace), con una fase compensata anche prolungata; la progressione verso lo scompenso è mediata da fibrosi, incremento della pressione telediastolica e caduta della funzione sistolica. La forma acuta, al contrario, comporta un brusco innalzamento della pressione telediastolica, riduzione della portata cardiaca, possibile shock cardiogeno e insufficienza mitralica diastolica.
La valutazione inizia dall’impressione visiva e si avvale di segni qualitativi come la densità spettrale al Doppler continuo (segno supportivo, con limiti) e l’ampiezza del jet al color Doppler (<25% lieve, >65% severo). L’area di convergenza (PISA) fornisce una stima visiva, ma è influenzata dalla geometria dell’orifizio e dal jet momentum. La vena contracta rappresenta il parametro semiquantitativo più solido: valori <0,3 cm indicano insufficienza lieve, >0,6 cm severa; jet non circolari possono causare sotto- o sovrastima. L’ecocardiografia tridimensionale permette di misurare l’area reale della vena contracta (EROA) su più piani, superando i limiti dei jet eccentrici.
Tra i segni supportivi spicca il flow reversal olodiastolico nell’aorta (picco ≥20 cm/s o VTI >15 cm), dimostrabile con Doppler pulsato o color M-mode, tenendo conto che un minimo flusso retrogrado può essere fisiologico. Il pressure half-time (PHT) si accorcia nelle forme severe (<200 ms), ma risente di ipertensione, farmaci e insufficienza mitralica. Il metodo PISA, teoricamente valido, è poco usato nella pratica per i numerosi limiti. Il volume rigurgitante (<30 ml lieve, >60 ml severo) e l’EROA (>0,3 cm² severa) completano il quadro quantitativo; il calcolo con equazione di continuità è accurato ma oneroso.
L’insufficienza aortica va classificata in tre tipi in base al meccanismo: tipo 1 (normale mobilità + dilatazione aortica o perforazione cuspidale), tipo 2 (prolasso cuspidale, spesso con getto eccentrico), tipo 3 (restrizione calcifica o fibrosa delle cuspidi). Questa distinzione è cruciale per pianificare la chirurgia riparativa: rimodellamento della giunzione, reimpianto valvolare, plastica triangolare o patch pericardico. Casi particolari (endocardite con ascesso, dissezione aortica di tipo A) configurano emergenze chirurgiche.
Le linee guida identificano cut-off di rischio: frazione di eiezione <50%, diametro telediastolico >50 mm (o >25 mm/m²), dilatazione aortica >55 mm (>45 mm nella bicuspidia). Tuttavia, studi recenti su oltre 250 pazienti dimostrano che la combinazione di FE <60%, volume telesistolico >45 ml/m² e GLS < –15% identifica pazienti a prognosi peggiore; la presenza di almeno due di questi tre segni già comporta una ridotta sopravvivenza, suggerendo di non attendere i cut-off tradizionali per porre indicazione chirurgica.
La valutazione ecocardiografica dell’insufficienza aortica deve essere multiparametrica. Il peso maggiore va attribuito alla vena contracta (se ben definita con accorgimenti tecnici), all’EROA con eco 3D, al flow reversal in aorta e, in modo determinante, ai segni di dilatazione e disfunzione ventricolare sinistra anche subclinica (riduzione del GLS). Solo integrando questi elementi si può definire correttamente la reale severità emodinamica e il timing chirurgico ottimale.
Aortic regurgitation is a valvulopathy caused by impaired coaptation of the semilunar cusps, whose competence depends on the anatomic and functional integrity of the aortic root, sinotubular junction, and the so-called virtual basal ring. Loss of competence may result from congenital anomalies (bicuspid, unicuspid, quadricuspid valves), degenerative calcification, infective endocarditis, rheumatic disease, toxins, connective tissue disorders, arterial hypertension, trauma, or aortic dissection.
Chronic aortic regurgitation imposes a volume overload that leads to left ventricular dilation and eccentric hypertrophy (Laplace’s law), with a potentially long compensated phase; progression to heart failure is driven by fibrosis, increased end-diastolic pressure, and deterioration of systolic function. In contrast, acute regurgitation causes a sudden rise in left ventricular end-diastolic pressure, reduced cardiac output, possible cardiogenic shock, and diastolic mitral regurgitation.
Assessment begins with visual impression and uses qualitative signs such as continuous-wave Doppler spectral density (supportive but limited) and color-Doppler jet width (<25% mild, >65% severe). The flow convergence area (PISA) offers a visual estimate but is influenced by orifice geometry and jet momentum. The vena contracta is the most robust semi-quantitative parameter: values <0.3 cm indicate mild regurgitation, >0.6 cm severe; non-circular jets may lead to under- or overestimation. Three-dimensional echocardiography enables measurement of the true vena contracta area (EROA) on multiple planes, overcoming the limitations of eccentric jets.
Among supportive signs, holodiastolic flow reversal in the aorta (peak velocity ≥20 cm/s or VTI >15 cm) is key, detectable by pulsed-wave Doppler or color M-mode, while acknowledging that minimal retrograde flow can be physiological. Pressure half-time (PHT) shortens in severe regurgitation (<200 ms) but is affected by hypertension, medications, and mitral regurgitation. The PISA method, though theoretically sound, is rarely used systematically due to multiple pitfalls. Regurgitant volume (<30 ml mild, >60 ml severe) and EROA (>0.3 cm² severe) complete the quantitative evaluation; the continuity-equation method is accurate but labour-intensive.
Aortic regurgitation should be classified into three types according to the mechanism: type 1 (normal cusp motion with aortic dilation or cusp perforation), type 2 (cusp prolapse, often with an eccentric jet), type 3 (calcific or fibrotic cusp restriction). This distinction is crucial for planning valve repair surgery: sinotubular junction remodelling, valve reimplantation, triangular plication, or pericardial patch. Special scenarios (endocarditis with abscess, type-A aortic dissection) represent surgical emergencies.
Current guidelines list risk cut-offs: ejection fraction <50%, end-diastolic diameter >50 mm (or >25 mm/m²), aortic dilation >55 mm (>45 mm in bicuspid valves). However, recent studies on over 250 patients show that the combination of EF <60%, end-systolic volume >45 ml/m², and GLS < –15% identifies patients with worse prognosis; having at least two of these three parameters already portends reduced survival, suggesting that surgery should not be deferred until traditional cut-offs are met.
The echocardiographic evaluation of aortic regurgitation must be multi-parametric. Greatest weight should be given to the vena contracta (when well defined with proper technical settings), 3D-derived EROA, aortic flow reversal, and—most importantly—signs of left ventricular dilation and dysfunction, even subclinical (reduced GLS). Only by integrating these elements can the true haemodynamic severity and optimal surgical timing be correctly determined.
Il moderatore introduce il Prof. Rodolfo Citro, che affronterà in modo sistematico il tema dell’insufficienza aortica, già accennata dal relatore precedente a proposito dei vizi combinati.
Il Prof. Citro ringrazia i moderatori e il team di ecocardiochirurgia per l’invito e per il contributo alla crescita culturale della cardiologia e dell’imaging in Italia. Il tema assegnato è l’insufficienza aortica.
Le tre cuspidi semilunari si approfondano fino alla giunzione sinotubulare, fanno parte della radice aortica e subiscono gli effetti di eventuali dilatazioni. Coaptano a livello del cosiddetto virtual basal ring, che garantisce la competenza valvolare. La competenza può perdersi per anomalie delle semilunari, per dilatazione della radice o per condizioni combinate.
Le cause includono:
L’insufficienza aortica cronica determina sovraccarico di volume. Il cuore mette in atto meccanismi di compenso: dilatazione ventricolare sinistra e ipertrofia eccentrica (legge di Laplace). Ne deriva una fase anche lunga di insufficienza cardiaca cronica compensata. Con il tempo, l’aumento dello stress di parete causa fibrosi, incremento della pressione telediastolica e caduta della funzione sistolica, portando allo scompenso. Nella forma acuta, invece, si ha un rapido incremento della pressione telediastolica ventricolare sinistra e ridotta portata cardiaca, che possono causare shock cardiogeno ed insufficienza mitralica diastolica.
L’ecocardiografia valuta parametri strutturali (aorta, radice) e parametri Doppler, distinti in qualitativi, semiquantitativi e quantitativi. La densità spettrale del jet al Doppler continuo è un segno qualitativo semplice ma limitato: non distingue le forme moderate dalle severe, non vale nei jet multipli e dipende dall’allineamento.
Il color Doppler fornisce informazioni più robuste. L’ampiezza del jet: <25% indica grado lieve, >65% grado severo; tra questi valori abbiamo le forme moderate. Il metodo è poco affidabile in jet eccentrici o multipli e richiede un adeguato setting del color. La stima dell’area di convergenza (emisfero PISA) dà un’indicazione visiva della severità (emisfere maggiori = gradi più avanzati), ma è limitata dalla direzione del jet, dalla geometria non sempre circolare dell’orifizio e dal jet momentum.
La stima della vena contracta, eseguita con adeguato setting del color e usando immagini zoomate, è un parametro semiquantitativo ma più affidabile. Cut-off: <0,3 cm forme lievi, >0,6 cm forme severe; nel mezzo le forme moderate. Jet non circolari possono causare sotto- o sovrastima. L’ecocardiografia tridimensionale, con valutazione multiparametrica su più livelli, consente di misurare l’area reale della vena contracta (EROA) superando questi limiti.
Il backflow olodiastolico in arco aortico, aorta discendente o addominale è un segno supportivo molto riconosciuto. Un picco di velocità ≥20 cm/s (o VTI >15 cm) identifica un backflow anomalo, dimostrabile con Doppler pulsato o color M-mode. Occorre considerare che l’elastic recoil dell’aorta può produrre un minimo flusso retrogrado anche fisiologico.
Il pressure half-time (PHT) si basa sul principio che il gradiente pressorio diastolico si dimezza più rapidamente nelle insufficienze severe: PHT <200 ms indica severa, >500 ms lieve. È però influenzato da farmaci, ipertensione e insufficienza mitralica. Il metodo PISA è teoricamente valido ma poco utilizzato sistematicamente nella pratica per i numerosi limiti (jet eccentrici, geometria irregolare, propagazione di errori di misura).
Un volume rigurgitante <30 ml indica insufficienza lieve, >60 ml severa; un’EROA >0,3 cm² indica grado severo. Il calcolo del volume rigurgitante con le equazioni di continuità è un metodo quantitativo alternativo, ma risulta complesso, richiede molte misurazioni ed è suscettibile di errori.
L’insufficienza aortica si classifica in tre gruppi:
Vengono mostrati esempi clinici per ciascun tipo: dilatazione della giunzione sinotubulare in valvola tricuspide (tipo 1), perforazione della cuspide non coronarica (tipo 1D), prolasso con getto eccentrico (tipo 2), calcificazione restrittiva (tipo 3).
L’ecocardiografia transesofagea e le ricostruzioni multiplanari aiutano a definire le caratteristiche anatomiche della valvola e della radice e a misurare l’area della vena contracta, informazioni fondamentali per la pianificazione chirurgica.
Nell’endocardite infettiva, stabilire il grado di insufficienza è cruciale perché si aggiunge alle indicazioni chirurgiche proprie dell’endocardite. Un ascesso che drena nel tratto di efflusso ventricolare sinistro rappresenta un’emergenza chirurgica. La dissezione aortica di tipo A può causare insufficienza aortica acuta per dilatazione della radice; anche in questo caso l’indicazione chirurgica è urgente e il chirurgo deve sapere che la valvola è insufficiente per pianificare l’intervento.
Nella bicuspidia aortica, segni come il backflow in arco e il PHT ridotto possono coesistere con jet eccentrici e densità spettrale non dirimente. La ricostruzione 3D multiplanare ha permesso di riclassificare correttamente un caso apparentemente severo come insufficienza moderata, dimostrando il valore aggiunto dell’eco 3D.
Conoscere il meccanismo dell’insufficienza consente di scegliere la tecnica chirurgica appropriata: rimodellamento della giunzione, reimpianto valvolare (secondo David o Yacoub), plastica triangolare per prolassi o patch autologo di pericardio per perforazioni. Senza questa informazione, la pianificazione di un intervento riparativo è incompleta.
L’insufficienza aortica si stadia in lieve (grado 1), lieve-moderata (2), moderata-severa (3) e severa (4). L’approccio pratico parte dall’impressione visiva, prosegue con parametri quantitativi nei casi dubbi (in primis la vena contracta) e si avvale di segni supportivi (flow reversal, dimensioni e funzione del ventricolo sinistro) per distinguere le forme moderate da quelle severe.
Le linee guida indicano cut-off di rischio: frazione di eiezione <50%, diametro telediastolico >50 mm (o >25 mm/m²), dilatazione aortica >55 mm (>45 mm nella bicuspidia). Uno studio su oltre 250 pazienti ha dimostrato che la combinazione di tre parametri – FE <60%, volume telesistolico >45 ml/m², GLS < –15% – identifica i pazienti a prognosi peggiore. La presenza di almeno due di questi tre segni già comporta una sopravvivenza ridotta, suggerendo di non aspettare il raggiungimento dei cut-off tradizionali per considerare l’insufficienza come severa e porre indicazione chirurgica.
Secondo il relatore, il peso maggiore va dato alla vena contracta (soprattutto se ben definita con gli accorgimenti tecnici descritti). L’EROA può essere utile se misurata con ecocardiografia tridimensionale in tempo reale. Attenzione al flow reversal in aorta e, soprattutto, alla dilatazione e ai segni precoci di disfunzione ventricolare sinistra: senza di essi, difficilmente un’insufficienza aortica può essere considerata realmente severa.
The moderator introduces Prof. Rodolfo Citro, who will systematically address the topic of aortic regurgitation, already mentioned by the previous speaker in relation to combined valve disease.
Prof. Citro thanks the moderators and the echo-cardiosurgery team for the invitation and for their ongoing contribution to the advancement of cardiology and imaging in Italy. The assigned topic is aortic regurgitation.
The three semilunar cusps extend down to the sinotubular junction, are integral to the aortic root, and are affected by dilation of the root, sinotubular junction, or ascending aorta. They coapt at the so-called virtual basal ring, which ensures valve competence. Competence can be lost through cusp anomalies, root dilation, or a combination of both.
Causes include:
Chronic aortic regurgitation causes volume overload. The heart compensates through left ventricular dilation and eccentric hypertrophy (Laplace’s law), resulting in a sometimes prolonged compensated phase. Over time, increased wall stress leads to fibrosis, rising end-diastolic pressure, and deteriorating systolic function, culminating in heart failure. In contrast, acute regurgitation brings a rapid rise in left ventricular end-diastolic pressure, reduced cardiac output, possible cardiogenic shock, and diastolic mitral regurgitation.
Echocardiography assesses structural parameters (aorta, root) and Doppler parameters, divided into qualitative, semi-quantitative, and quantitative. The continuous-wave Doppler spectral density of the regurgitant jet is a simple qualitative sign but has limitations: it cannot distinguish moderate from severe regurgitation, does not work with multiple jets, and depends on beam alignment.
Colour Doppler provides more robust information. Jet width: <25% suggests mild, >65% severe; values in between indicate moderate regurgitation. The method is less reliable with eccentric or multiple jets and requires adequate colour settings. The visual estimate of the flow convergence hemisphere (PISA) gives a qualitative sense of severity (larger hemispheres = more severe), but is limited by jet direction, non-circular orifice geometry, and jet momentum.
Vena contracta measurement, performed with optimal colour settings and zoomed images, is a semi-quantitative but more reliable parameter. Cut-offs: <0.3 cm mild, >0.6 cm severe; in between are moderate forms. Non-circular jets may lead to under- or overestimation. Three-dimensional echocardiography, with multi-level multi-planar assessment, allows measurement of the true vena contracta area (EROA), overcoming these limitations.
Holodiastolic flow reversal in the aortic arch, descending aorta, or abdominal aorta is a well-recognised supportive sign. A peak velocity ≥20 cm/s (or VTI >15 cm) identifies abnormal backflow, demonstrable with pulsed-wave Doppler or colour M-mode. It should be noted that the elastic recoil of the aorta can produce a minimal retrograde flow even under physiological conditions.
Pressure half-time (PHT) shortens in severe regurgitation: PHT <200 ms suggests severe, >500 ms mild. It is, however, influenced by medications, hypertension, and concomitant mitral regurgitation. The PISA method, theoretically sound, is rarely used systematically in clinical practice due to numerous limitations (eccentric jets, irregular geometry, propagation of measurement errors).
A regurgitant volume <30 ml indicates mild regurgitation, >60 ml severe; EROA >0.3 cm² indicates severe grade. Calculating regurgitant volume using the continuity equation is another quantitative approach, but it is complex, requires multiple measurements, and is prone to error.
Aortic regurgitation is classified into three types:
Clinical examples are shown: sinotubular junction dilation with a tricuspid valve (type 1), perforation of the non-coronary cusp (type 1D), prolapse with an eccentric jet (type 2), calcific restriction (type 3).
Transoesophageal echocardiography and multiplanar reconstructions help define the anatomic features of the valve and root and to measure the vena contracta area, providing essential information for surgical planning.
In infective endocarditis, determining the severity of regurgitation is crucial, as it adds to the intrinsic surgical indications of the infection. An abscess draining into the left ventricular outflow tract is a surgical emergency. Type-A aortic dissection involving the root can cause acute aortic regurgitation; again, urgent surgery is required, and the surgeon must know that the valve is incompetent to plan the procedure appropriately.
In bicuspid aortic valves, findings such as aortic flow reversal and shortened PHT can coexist with eccentric jets and non-diagnostic spectral density. 3D multiplanar reconstruction has enabled correct reclassification of a case initially judged as severe to moderate, highlighting the added value of 3D echo.
Knowing the mechanism of regurgitation guides the choice of surgical technique: sinotubular junction remodelling, valve reimplantation (David or Yacoub procedures), triangular plication for prolapse, or autologous pericardial patch for perforations. Without this information, planning a reparative procedure would be incomplete.
Aortic regurgitation is staged as mild (grade 1), mild-to-moderate (2), moderate-to-severe (3), and severe (4). The practical approach begins with the visual impression, proceeds to quantitative parameters in doubtful cases (primarily the vena contracta), and uses supportive signs (flow reversal, left ventricular size and function) to distinguish moderate from severe forms.
Guidelines list risk cut-offs: ejection fraction <50%, end-diastolic diameter >50 mm (or >25 mm/m²), aortic dilation >55 mm (>45 mm in bicuspid valves). A study of over 250 patients showed that the combination of three parameters—EF <60%, end-systolic volume >45 ml/m², GLS < –15%—identifies patients with the worst prognosis. Even having two of these three signs is associated with reduced survival, suggesting that one should not wait for the traditional cut-offs before considering regurgitation as severe and referring for surgery.
In the speaker’s opinion, the greatest weight should be given to the vena contracta (especially when well defined with proper technical settings). EROA can be useful if measured with real-time 3D echocardiography. Careful attention must be paid to aortic flow reversal and, above all, to left ventricular dilation and early signs of dysfunction: without these, aortic regurgitation can hardly be considered truly severe.
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