kapittel 7 ultralyd i hjartediagnostikken: ein medisinsk ......utviklinga av dopplerultralyd starta...

91

Kapittel 7

Ultralyd i hjartediagnostikken: ein medisinsk og teknologisk triumfTerje Skjærpe og Liv Hatle

Tidleg internasjonal utviklingSvært misnøgd med kva hjartekateterisering og kontrastangiografi kunne gje avinformasjon om mitralklaffen, var Inge Edler i Lund i Sverige interessert i nye diag-nostiske metodar (figur 7.1).

Samstundes arbeidde ein student, Carl Hellmut Hertz, med ultralyd. Han haddekjennskap til eit ultralydreflektoskop som Tekniska Röntgencentralen, eit firma iMalmö, nytta til materialtesting. Han lånte dette, og fekk ved å setje ultralydtrans-duceren på sitt eige bryst framstilt ekko som rørde seg synkront med hjarteslaga. Ioktober 1953 fekk han og Edler så låne eit ultralydreflektoskop frå Siemens MedicalBranch i Erlangen, Tyskland, og starta det som skulle bli ein revolusjon innanforkardiologisk diagnostikk.

I løpet av dei neste åra vart det karakteristiske rørslemønsteret til normale og ste-notiske mitralklaffar beskrive, og alt i 1955 brukte Edler ultralyd som den viktigastemetoden for påvising av mitralstenose. Mellom 1955 og 1960 tok grupper i Tysk-land og USA opp metoden (først og fremst for registrering av veggrørsler).

Utviklinga av dopplerultralyd starta i Japan, der Satomura arbeidde med dopp-lerultralyd frå midten på 50-talet, først til registrering av veggrørsler. Noko seinaretok Satomura og Franklin i Seattle dette i bruk, også for måling av hastigheiter avblodstraum i kar. Dette var kontinuerleg doppler – der ein ikkje hadde djupneopp-

Historia om ultralyd i hjartediagnostikken er historia om ein metode som etter eintrong fødsel enda som det den internasjonale kardiologien sin gudfar, EugeneBraunwald, kalla «the most important development in cardiology since open heartsurgery». Dei viktigaste delane av denne historia er skandinaviske – og norske.

0000 UFb NorHjerte 070101M.book Page 91 Monday, April 16, 2007 12:41 PM

92

løysing – og i klinikken vart det først og fremstnytta til måling av blodstraumshastigheiter i aorta.Det vart rekna som eit stort framsteg då pulsadoppler vart utvikla omkring 1970 av Baker iSeattle og Peronneau i Frankrike. Nå kunne einnøye lokalisere nivået eit blodstraumsignal komfrå. Metoden hadde som si viktigaste ulempe at detvar ei grense for kor høge hastigheiter ein kunnemåle, og det kom til å gå meir enn eit tiår før eininternasjonalt innsåg kor viktig denne avgrensingavar.

Framover til starten på 1970-talet gjorde eingradvise framsteg. I nokon grad kunne ein vurdereklaffefunksjonar, perikardvæske og venstre hjarte-kammer sin funksjon, men metoden vart stort settverande ein metode for spesielt interesserte.

Den tekniske utviklinga heldt likevel fram, ogsituasjonen endra seg betydeleg i løpet av det nestetiåret. I Sverige framstilte Hertz og Asberg todi-mensjonale sanntidsbilete frå hjarta i 1967, og i1971 hadde Nicolaas Bom ved Erasmusuniversite-tet i Rotterdam konstruert ein lineær todimensjo-nal sanntidsskannar til bruk på hjarta. På førstedelen av 70-talet, i Japan og USA, vart M-mode ogpulsa doppler kopla saman, og måling av intrakar-

diale blodstraumhastigheiter med pulsa doppler vart teken i bruk både i Japan og iUSA, først og fremst av gruppa i Seattle. Ulempa var at M-mode-registreringar van-legvis vart gjort perpendikulært på hjarta sin lengdeakse, medan dopplerregistrerin-gar burde gjerast parallelt med lengdeaksen.

Med forbetring av kvaliteten og overgang til todimensjonal sektorskanning og,ikkje minst, samankopling av todimensjonal sektorskanning med doppler, var ner-detida over, og interessa for ultralyd som diagnostisk metode steig kraftig på sluttenav 70-talet.

Tidleg utvikling i NoregRundt omkring, også i Noreg, fanst det ein del av desse spesielt interesserte. LeikWoie var tidleg på 70-talet ved Sahlgrenska sjukhuset i Göteborg og lærte M-mode-ekko. I 1972 kom han attende til Stavanger, og frå 1973 prøvde han å introdusereteknikken der. Han vart fortald at metoden representerte ei tilleggsundersøking utannytteverdi. Han var kanskje den første i Noreg som nytta ekkokardiografiske under-søkingar i klinikken. Trass manglande respons i det kardiologiske miljøet anbefaltehan likevel Per Lunde å satse på metoden då han var overtydd om at den represen-terte framtida. Med Woie som inspirator og støttespelar var det Per Lunde somgjorde dei fleste undersøkingane, med eit gynekologisk apparat som berre var dispo-

Figur 7.1. Inge Edler

(1911–2001) med ein

tidleg modell av ein

lineær todimensjonal

ultralydskannar.


93

nibelt om ettermiddagane. Og ein kveld i 1973 diagnostiserte han sitt første myk-som. Yr av begeistring sykla han heim til Woie for å vise registreringane. Hausten1974 var han som yngste assistentlege invitert av Ole Storstein for å førelese ommetoden på Rikshospitalet. Medan han var i Stavanger, publiserte han artiklar i tids-skriftet om mitralstenose og mitralprolaps. Per Lunde flytta i 1981 til Tromsø ogvart sentral i ultralydaktiviteten der. Dei hadde der fått det første ekkoapparatet, eitSmith Kleine Echoline, i 1977.

Ved Klinisk fysiologisk laboratorium, Haukeland sjukehus, fekk ein i 1975 eller-76 ein Nuclear Enterprises diasonograph som opphavleg var kjøpt inn for skanningav auga. Gunnar Alm Rosland begynte å bruke apparatet på hjarta, spesielt for diag-nose av mitralstenose. I 1976 begynte Ole Martin Pedersen i Bergen og gjorde sameåret ein diagnose av eit myksom i høgre atrium. Same året gjorde han også ein studiepå venstre ventrikkel sin ejeksjonsfraksjon der han samanlikna med angiografiskemål. I 1978 vart Harald Vik-Mo tilsett på Klinisk fysiologisk laboratorium, og vartblant dei første i Noreg som starta opp meir systematisk forskingsaktivitet på ultra-lyd med Kai Andersen som den første stipendiaten i 1979.

I Kristiansand fekk Gunnar Smith og Halfdan Ihlen tilgang til eit M-mode-appa-rat i 1977 eller -78 som dei med stor entusiasme tok i bruk i klinikken. Entusiasmenvart litt tøyla etter at dei fire første hypertrofiske kardiomyopatiane vart avlyste avein ekkoteknikar frå England. Episoden beskriv godt situasjonen i denne oppstarts-fasen der både ekko- og dopplerundersøkingar vart gjort med ein ultralydstråle, ogder ein med denne strålen skulle prøve å beskrive struktur og funksjon til denkompliserte tredimensjonale strukturen som hjarta er. Situasjonen kan i nokon gradsamanliknast med å bruke ein laserpeikar til å beskrive kyrkjeromet i Nidarosdomen.

Ved Ullevål sjukehus var Liv Meldal blant dei første til å ta opp teknikken, menmetoden syntest ikkje å fange større interesse i miljøet elles. Då Gunnar Smith komdit i 1981, hadde miljøet modna, og aktiviteten begynte å ta seg opp.

Ved Rikshospitalet fekk ein sitt første M-mode ultralydapparat i 1977, men førstetter at Halfdan Ihlen kom dit hausten 1978, begynte metoden å bli nytta i klinik-ken. Gjennombrotet i høve til å få ein viss aksept på metoden frå leiinga på medi-sinsk avdeling var at ein med dette apparatet kunne påvise perikardvæske på einenklare måte enn tidlegare. Ved barneavdelinga vart ultralyd teken i bruk sommetode først og fremst etter at Per Bjørnstad kom dit i 1979, og den første todimen-sjonal skannaren på Rikshospitalet vart kjøpt inn til barneavdelinga i 1979.

I Trondheim starta også ultralydaktiviteten kring midten av 70-talet. Utviklingavart likevel vesentleg ulik den på dei andre universitetssjukehusa, og resulterte i atein ny dimensjon vart lagt til ultralyd som diagnostisk og kvantitativ metode.

Frå blodstraumshastigheiter til trykkgradientarUtviklinga av ultralydmiljøet i TrondheimProfessor Jens G. Balchen ved Institutt for teknisk kybernetikk ved NTH (nåNTNU) i Trondheim hadde bygd opp eit svært aktivt forskingsmiljø på måletek-nikk, datateknikk og metodar for å kombinere målingar med matematiske modellar.På den bakgrunnen laga stipendiatane Rune Aaslid og Alf Brubakk på byrjinga av


94

70-talet ein elektronisk datamodell av det kardiovaskulære systemet. Fleire typarmålingar var naudsynte for å kalibrere systemet – ein av dei var blodstraumshastig-heiter i aorta. I 1972 vart Bjørn Angelsen tilsett som dr.ing.-stipendiat i dette mil-jøet. Han begynte, i starten i samarbeid med Rune Aaslid, å laga eit apparat for slikemålingar, basert på pulsa ultralyd og dopplereffekten (Pulsed Echo Doppler Flowvelocity meter – PEDOF), og ein kveld i mai 1973 kunne Angelsen sykle heim, visspå at dei første målingane av blodstraum i aorta var gjorde. PEDOF var først utstyrtmed ein middelfrekvensestimator som viste middelhastigheita og blodstraumsret-ninga.

Rune Åslid tok med seg ein av desse prototypane til Rikshospitalet. Der arbeiddeJarle Holen som radiolog (figur 7.2). Han var opphavleg utdanna som ingeniør medspesialkunnskap innanfor aerodynamikk. Han var ein periode busett i USA, ogarbeidde med Boeing sitt supersoniske jetflyprosjekt. Da prosjektet vart kansellert,begynte han å studere medisin og utdanna seg etter kvart som radiolog. Han komattende til Noreg for å ta doktorgraden. På Rikshospitalet observerte Holen dei sta-dig kateterbaserte målingane av trykkfall over klaffestenosar. Med sin bakgrunn somingeniør kjende han Bernoulli si likning som omhandlar relasjonen mellom trykkfallog hastigheit over ei forsnevring, og da Rune Åslid dukka opp med ultralydapparat,hadde dei eit felles ønske om å prøve ut apparatet til å måle den auka blodstraums-hastigheita over mitralklaffen hos pasientar med mitralstenose. Dei oppdaga snart atdesse hastigheitene var høgre enn den grensa som eit pulsa dopplerapparat medførte.Avgrensinga svarar til stroboskopeffekten som ein t.d. kan observere for rotasjonenav eit kjerrehjul på cowboyfilmar, der ein etter som hastigheita aukar, på eit tids-punkt ser at hjulet roterer bakover.

Men Åslid visste råd. På Rikshospitalet hadde dei eit enkelt kontinuerleg dopp-lerinstrument fabrikkert av Hewlett Packard for deteksjon av hjarteslag hos foster.Dette vart modifisert til å kunne nyttast på hjarta, og ein vart på den måten i standtil å måle dei høgste hastigheitane i mitralstenosen. Med nokre forenklingar av den(for legar) kompliserte Bernoulli-likninga, kunne han nå berekne trykkfallet overstenosen.

I 1976 kom den første artikkelen der ein med ein heilt ublodig – non-invasiv –metode kunne måle trykkfall over stenotiske mitralklaffar og vise godt samsvar medinvasive målingar. Men det invasive miljøet var sterkt på den tida, og metoden fangaikkje større interesse. Det heile stod i fare for å dabbe av.

PEDOF vart etter erfaringa til Åslid og Holen modifisert til å kunne operere ibåde pulsa og kontinuerleg modus. For å få til sanntidsvising av hastigheitene vartdet nytta analog estimering av middel- og maksimalhastigheiter. Dermed kunne einbåde måla hastigheita i eit lokalt område med pulsa doppler, men med grenser i høvetil høge hastigheiter, og måle høge hastigheiter med kontinuerleg doppler deravgrensinga var tap av romleg oppløysing.

På denne tida viste heller ikkje industrien interesse for metoden. Det vart betyde-lege problem med å finansiere vidare utvikling. Etter kvart gjekk likevel SINTEF innmed ein del midlar. At det på denne tida også vart tillate å nytte sivilarbeidarar i for-skingsprosjekt, var til god hjelp. Angelsen engasjerte høgt kvalifiserte medarbeidarar,Kjell Kristoffersen, Arne Grip, Sverre Horntvedt og Veroslav Sedlak, og kunne starte

Figur 7.2. Jarle Holen

(1932–2004).


95

produksjonen av ti dopplerapparat. Diverse laboratorium i Noreg og Europa fekk til-bod om å kjøpe apparata. Liv Hatle, overlege ved Kardiologisk seksjon på Medisinskavdeling i Trondheim, fekk kjøpt eit på slutten av 1976 (figur 7.3).

Sett i ettertid var perioden kritisk for korleis metoden skulle utvikle seg i Noregog internasjonalt. Det som berga vidare utvikling og drift, var at Vingmed AS i 1977engasjerte seg i prosjektet. Vingmed AS vart etablert i 1968 med Arne Wøien someigar. Han såg potensialet i medisinsk elektronikk, og firmaet hadde frå 1972 eineigen forskingsaktivitet på dopplerblodstraumsmåling. Vingmed AS sikra finansier-ing av vidare utvikling i form av eit industriprosjekt basert på eit samarbeid mellomkybernetikkmiljøet på NTH, Institutt for eksperimentell kirurgi ved Rikshospitaletog Vingmed AS. På grunn av den teknologiske tyngda i Trondheims-miljøet og atLiv Hatle såg det kliniske potensialet i metoden, vart etter kvart all utviklingsaktivitetlagt dit. I 1986 vart Vingmed Sound skilt ut som eige firma med Kjell Kristoffersensom utviklingssjef (K-29).

Liv Hatle arbeidde på medisinsk avdeling i Trondheim frå 1963, frå 1966 på kar-diologisk seksjon. Ho fekk spesialiteten i kardiologi i 1970. I perioden 1970–73 varho tilsett på Avdeling for hjartemedisin på Rikshospitalet. Etter dette kom hoattende til Trondheim. Interessa for ultralyd var alt vekt etter å ha sett todimensjo-nale bilete frå hjerta på ein kongress i London i 1970, presentert av ei gruppe fråJapan. Ho reiste frå Trondheim til London i 1974 for å lære M-mode-ekko, menmed tronge budsjett kom det til å ta tre år før avdelinga i Trondheim fekk sitt førsteekkoapparat. Hatle var da alt i gang med dei første studiane på PEDOF, og i 1978vart ho den første stipendiaten i Noreg på kardiologiske ultralydundersøkingar.

Hatle hadde betydeleg hemodynamisk kunnskap, og seksjonen hadde ein godtfungerande invasiv aktivitet som gjorde det mogleg å gjere samanliknande studiar.Seksjonssjefen, Rolf Rokseth, hadde eit ope sinn for nye metodar. Det entusiastisketekniske miljøet som utvikla utstyret, heldt til like ved. I tillegg hadde Hatle den

Figur 7.3. Bjørn Angel-

sen anno 2006 med

PEDOF som Hatle

brukte frå 1976.


96

stayerevna som var naudsynt for å drive fram ein heilt ny metode mot den skepsisenog motstanden som «the establishment» ofte møter nybrottsarbeid med. Det hjelpteogså med god startfart. På den første pasienten der ein simultant målte trykkfalletover ein mitralstenose med invasive målingar og doppler, fekk ein slag for slag iden-tiske data. Oddsa var endra (figur 7.4).

I 1978 og -79 vart resultata frå studier på pasientar med mitralstenose presentert(1, 2). Dei bekrefta fullt ut Holen sine funn. Den forenklinga av Bernoulli si likningsom Holen hadde nytta for berekning av trykkfall ut frå målte hastigheiter, fekk eiendå meir folkeleg form. Endringa var lita, men viktig. Likninga som mange harkalla kardiologien sitt svar på Einstein sin e = mc2, var ein realitet: Δp = 4V2, der Δper trykkfallet over ei klaffeforsnevring, og V er maksimalhastigheita til blodstraumengjennom forsnevringa. På den eine sida var likninga så enkel at legar kunne handtereden, men på den andre sida var det i mange miljø stor skepsis mot at ei så enkel lik-ning var truverdig.

Det var etter dette naturleg å prøve same metoden på andre forsnevringar i hjarta.Kombinasjonen av pulsa og kontinuerleg doppler i det same apparatet viste seg ipraktisk klinikk å vere eit gullegg. Med pulsa doppler kunne ein ut frå kunnskap omhjarteanatomi og fysiologi, og ved hjelp av signal frå klaffeopning og -lukking, loka-lisere blodstraum intrakardialt utan å måtte lite på biletdannande teknikkar. Lekka-sjestraum og straum gjennom forsnevringar kunne lokaliserast nøye, og ved å slåover ein brytar kunne ein gå direkte over i kontinuerleg doppler for å kvantitere has-

Figur 7.4. Første regist-

rering i Trondheim av

mitralstenose, gjort si-

multant med kontinuer-

leg doppler og invasive

kateter. Identiske trykk-

fall var observert slag for

slag, og vart ein viktig sti-

mulans for vidare fors-

king.


97

tigheitene. Ut frå desse hastigheitene kunne ein så berekne trykkfallet. I 1980 pre-senterte Liv Hatle, Arve Tromsdal og Bjørn Angelsen ein studie på aortastenose.Dersom ein fekk eit signal av god kvalitet, kunne trykkfallet også over denne klaffenmålast (3). Kardiologiske augebryn vart løfta litt høgare denne gongen, men sidanein vesentleg del av stenosane ikkje lét seg kvantitere på denne måten, var metodenframleis sett på som meir interessant enn nyttig. I ettertid har likevel fleire, inkludertHarvey Feigenbaum, utpeika denne studien som eit tidsskilje i ekkokardiografien.

Ein studie som viste at ein kunne berekne trykkfallet mellom dei to hjartekam-mera ved ventrikkelseptumdefektar, vart presentert i Rotterdam i 1979 og publiserti 1981 (Hatle). I 1981 vart berekning av høgre ventrikkel sitt systoliske trykk ut fråhastigheita i trikuspidalinsuffisiensen presentert og publisert (Skjærpe og Hatle)(figur 7.5) (4).

Same året vart det også vist at den intraventrikulære gradienten ved hypertrofiskkardiomyopati kunne påvisast og bereknast (Hatle publiserte studien litt seinare iJACC i 1986).

På starten av 80-talet låg doppler framleis langt etter ekko i popularitet blant kar-diologar. Ei av hovedårsakene var at ein måtte leite seg fram til blodstraumshastig-hetane blindt, og metoden vart sett på som vanskeleg. Ei anna årsak var mangel påkunnskap om kva metoden kunne yte, og ei tredje var den tekniske avgrensinga medden analoge estimeringa av hastigheiter som faktisk var nokså krevjande å handtere.I løpet av dei neste fem–seks åra skjedde så det som etablerte doppler som ein likestiltmetode med ekko:

I 1977 var Angelsen i USA, der han arbeidde med ein sanntids spektralanalysator(DAISY). Samstundes arbeidde Kjell Kristoffersen, Arne Grip og Helge Nordnes påNTH hemmeleg (gruppa på Rikshospitalet hadde eigentleg fått den oppgåva avVingmed) med utviklinga av eit nytt dopplerapparat, ALFRED (All FrequencyDoppler). I 1979 vart DAISY og ALFRED kopla saman. Standarden for høgkvali-tets dopplermålingar for dei neste 20 åra var nå etablert. I 1982 publiserte Angelsenog Hatle boka Doppler ultrasound in Cardiology. Same året vart Vingmed sin dopp-lerteknikk bygd inn i ein Irex todimensjonal ekkomaskin, Irex IIIB. Nå kunne ein

Figur 7.5 Registreringar

gjort med PEDOF som

demonstrerer korleis

lekkasje i trikuspidalklaf-

fen kunne påvisast ved å

registrere med pulsa

doppler frå høgre hjarte-

kammer og tilbake til

høgre forkammer. Signa-

let frå klafferørslene (vist

ved amplitudesignalet i

midtre nedre registre-

ring) vart nytta til å loka-

lisere klaffeopninga.


98

gjere høgkvalitets dopplerregistreringar samstundes som ein kunne sjå kvar i hjartasignalet kom frå. Så vart det, i tillegg til dei første gjennombrotsartiklane, publisertei rekkje «killer applications» som gjorde at det ikkje lenger var mogleg å oversjåmetoden: Ihlen og medarbeidarar i 1984, metode for måling av minuttvolum (6).Hegrenæs og Hatle i 1985, trykkfallet over aortaklaffen kan målast hos alle pasientarmed aortastenose (7). Skjærpe og Hatle i 1986, metode for måling av klaffearealet iaortastenose (8). Rossvoll og Hatle i 1992, bruk av mitral-lungevenestraum for ana-lyse av diastolisk trykk i venstre ventrikkel (9). Og med den nye utgåva av boka sigav Hatle og Angelsen i 1985 verda ein nær på ferdig utvikla metode. Boka vart til-svarande populær, og da opplaget var avgrensa, vart det frå fleire stader rapportertom, til legar å vere, svært uordna køar framfor utsalsdiskane. Lea & Febiger bekreftapopulariteten i eit brev: «Never in the history of this publisher have we been sorapidly sold out.»

Frå slutten av 70-talet, då berre dei spesielt interesserte var merksame på det somskjedde i Noreg og Trondheim, auka merksemda kring doppler som metode ekspo-nentielt i perioden 1981–1986. Utviklinga vart tilskunda med introduksjon av far-gedoppler i 1984 av Omoto og i 1986 av Vingmed. Ved laboratoriet i Trondheimvar det utover 80-talet ein aukande straum av besøkande frå alle kantar av verda,inkludert leiande forskingssenter som Stanford University og Mayoklinikken. Eitbetydeleg behov for opplæring og undervising vart avdekt, og over fleire år vart detarrangert internasjonale kurs i dopplerultralyd av Hatle og Skjærpe, der teori, tek-nikk, hemodynamikk og praktisk klinikk vart gjennomgått. Hatle vart i aukandegrad etterspurd, og var over ein lengre periode ein av verda sine mest nytta foredrags-haldarar innanfor kardiologisk ultralyd. Ho vart invitert til to lengre forskingsopp-hald ved Universitetet i Stanford og Mayoklinikken. I 1997 vart ho utnemnd tilæresdoktor ved NTNU, og fekk same år Jahres store medisinske pris. Ho fekk eirekkje internasjonale utmerkingar, i 1998 æresbevisinga Presidential Citation avAmerican College of Cardiology og vart på den europeiske hjartekongressen same årinvitert til å halde den prestisjetunge Gruntzig Lecture. I 2003 fekk ho EuropeanSociety of Cardiology sin gullmedalje. Då ho i 1993 søkte om ytterlegare permisjonfor å arbeide og forske i Riyadh i Saudi-Arabia, vart ho nekta det av sjukehusadmi-nistrasjonen, noko som for Trondheim markerte eit pinleg punktum for karrierenhennar i heimbyen. Etter fem år i Riyadh som sjef for vaksenkardiologien vedDepartment of Cardiovascular Diseases, King Faisal Specialist Hospital and Re-search Center, arbeidde ho i to år ved Universitetet i Linköping saman med BengtWranne og George Sutherland med klinisk bruk av vevsdoppler. Samarbeidet medSutherland (som var pioner i utviklinga av vevsdoppler) heldt fram ved Universiteteti Leuven i Belgia, der ho gjekk av for aldersgrensa i 2001. Ho tek likevel framleis deli undervising og forskning, blant anna ved Mayoklinikken.

Terje Skjærpe begynte ved kardiologisk seksjon i Trondheim i 1979 og vart straksinteressert i dopplerultralyd. Han begynte som stipendiat i 1982 og arbeidde spesieltmed måling av trykk i høgre ventrikkel, minuttvolum og arealet av aortaklaffstenose.Han tok del i undervisninga av besøkande ved seksjonen, og utover 80- og 90-taletvart også han invitert til ei rekkje møter og kongressar i Europa og USA for å haldeføredrag om metoden.


99

I løpet av siste halvdel av 80-talet og første del av 90-talet breidde teknikken segtil alle sjukehusnivå og privatpraktiserande spesialistar i Noreg. Etter dei første fam-lande forsøka med transøsofageal ekkokardiografi tidleg på 80-talet (USA og Japan),vart øsofagusekko teke i bruk i klinikken frå omkring 1986, kort tid etter også iNoreg. I løpet av få år vart metoden akseptert som ei viktig tilleggsundersøking vedmange tilstandar, spesielt endokarditt, aortadisseksjon og problem relatert til kuns-tige ventilar. For kontroll av resultatet av hjartekirurgi, spesielt etter klafferelaterteinngrep, fekk metoden raskt innpass. I Noreg vart den antakeleg første gongen nyttai Trondheim i 1987.

I aukande grad vart ultralyd nytta som forskingsverktøy ved dei fem universiteta.Det nære samarbeidet mellom det tekniske og det medisinske miljøet i Trondheimheldt fram å bere frukter. Eit samarbeid mellom Hans Torp og Stein Samstad gjordedet mogleg å framstille augneblinkshastigheitsprofilar over ulike klaffar basert pårådata frå todimensjonal fargedoppler, og metoden vart nytta på både normale oglekke mitralklaffar, normale aortaklaffar (Ole Rossvoll) og på aortastenose før ogetter ventilimplantasjon (Rune Wiseth). Det vart gjort fleire forsøk på tredimensjo-nal framstilling av hjarta, spesielt venstre ventrikkel. Det som kom nærast ein nyttigmetode, var Jørgen Mæhle, Svend Aakhus og Knut Bjørnstad si «dansande pølse»,der form og rørsler til venstre ventrikkelendokard over ein heil hjartesykel vartrekonstruert ut frå tre til fire apikale skannplan. Dette var ein del av utviklinga avprogramvare (Echo loops) for betre analysemetodar av veggrørsler. Det munna ut ieit stressekkosystem som var testa ut av Knut Bjørnstad, og som danna grunnlagetfor moderne analyse av stressdata med samstundes vising av synkroniserte, digitaleekkosekvensar på ulike belastningsnivå. Det vart også utvikla hemodynamiskemodellar av sirkulasjonen (tre-element windkessel) for estimering av hemodyna-miske parameter som perifer arteriell motstand, total arteriell compliance, og aortasin karakteristiske impedans. Metoden vart testa ut og nytta i karakterisering av dethemodynamiske samspelet mellom venstre ventrikkel og det perifere krinslaupet hospasientar med infarkt og stressindusert iskemi (Svend Aakhus) og seinare hos pasi-entar med hypertensjon (Johannes Soma). Stig Slørdahl nytta ein liknande modellfor å studere effekten av aorta sine eigenskapar på aortainsuffisiens. Det vart utviklaein metode for måling av hjarta sitt minuttvolum som var uavhengig av vinkelfeil ogutan behov for dimensjonsmåling av straumkanal (Bjørn Olav Haugen). Metodenvar likevel teknisk krevjande og har så langt fått lite innpass i klinikken. Det seinastebidraget vart ein variant av vevsdoppler, strain rate imaging – eller måling av lokalehastigheitsgradientar i myokard – og representerte på mange måtar eit framhald avforskinga rundt analyse av veggrørsler i myokard. Metoden og den første erfaringapå pasient vart presentert i 1998 av Heimdal og Støylen. Metoden vekte fort inter-nasjonal interesse, og er for tida gjenstand for betydeleg forskingsaktivitet. Samanmed det tekniske miljøet på NTNU har Støylen i arbeida sine utvikla og testa meto-dar for visualisering av strain rate, og vist klinisk nytte av metoden i vurderinga avvenstre ventrikkel sin funksjon. Eksperimentell validering av metoden vart gjort avSmiseth og Ihlen si gruppe på Rikshospitalet. Metoden er nå i ferd med å slå igjen-nom i klinisk bruk.

0000 UFb NorHjerte 070101M.book 9 Monday, April 16, 2007 12:41 PM

100

Fram til slutten av 70-talet var invasive undersøkingar nær einerådande sommetode til kartlegging av hjartesjukdom før operasjon. Dei invasive miljøa var diforsterke i denne perioden, og var ofte skeptiske til non-invasive metodar. Dette med-førte ein del frustrasjon blant non-invasive kardiologar. Resultatet kunne bli noksåskarpe debattar, noko som Derek Gibson frå Brompton Hospital illustrerte på einekkokongress i Rotterdam i 1981 ved å uttale: «The invasive cardiologists will neverchange, they have to die out.» I nokon grad fann ein også denne interne striden iNoreg, og det er ikkje til å kome frå at dei heftigaste diskusjonane gjerne utspannseg mellom det invasive miljøet på Rikshospitalet og det non-invasive miljøet iTrondheim.

Til og med innanfor det non-invasive miljøet var det kardiologar som stilte segtvilande til nytten av blodstraumsmålingar, spesielt var det ein viss skepsis til at detfaktisk var mogleg å kvantitere gradientar med kontinuerleg doppler. Trondheim singryande posisjon som eit leiande forskingssenter innanfor dopplerultralyd tidleg på80-talet, og forvirringa kring kva metoden kunne yte, blir godt illustrert av ein epi-sode under WFUMB sin kongress i Brighton i 1981. Ein kardiolog presenterte einstudie på aortastenose hos barn og fann godt samsvar mellom invasivt målte gradi-entar opp til 100 mmHg og stenosehastigheiter målt med doppler på mellom 0,5 ogvel 1 m/s. Ein litt frustrert deltakar meinte at ifølgje studiar burde ein gradient på100 mmHg gje hastigheiter opp i mot 5 m/s. Føredragshaldaren hevda at det anta-keleg ikkje ville gjelde hos barn. Dette gjorde ein tredje deltakar ytterlegare frustrert,og han forlangte at «If there is someone from Trondheim here, he should say some-thing now». Etter kvart som non-invasive gradientmålingar vart aksepterte som kar-diologisk metode, vart Trondheim sin sentrale posisjon også stadfesta, slik det kjemfram i føreordet i ei lærebok om ultralyd: «Almost all subsequent papers dealing withpressure gradient data have been based on one or another concept developed inTrondheim.»

Internasjonalt byrja ultralyd å ta over for invasive undersøkingar med omsyn pådei fleste typane hjartefeil på slutten av 80-talet. Dette skjedde pussig seint i Noreg– bortsett frå i Trondheim – og kan ha samanheng med at Hatle midt på 80-taletvar meir kjend og akseptert i utlandet enn i Noreg. Etter kvart vart likevel innsatsenhennar også i Noreg akseptert som eit av dei viktigaste norske bidraga til internasjo-nal medisin. I betydeleg grad på grunn av forskingsinnsatsen til det tekniske og kar-diologiske miljøet i Trondheim er ultralyd i dag den viktigaste metoden for diagnos-tisering og gradering av hjartefeil. Hovedavgrensinga er først og fremst i høve tilsjukdomar i hjarta sine kransarteriar (K-8).

Ultralyd vart ein medisinsk og teknologisk triumf. I Trondheim vart utviklingaav metoden også ein triumf for samarbeidet mellom teknologisk og medisinsk miljø,og er til og med i internasjonal samanheng eit sjeldsynt eksempel på kor vellykka eitslik samarbeid kan vere.

0000 UFb NorHjerte 070101M.book 0 Monday, April 16, 2007 12:41 PM

101

Referansar1. Hatle L, Brubakk A, Tromsdal A,

Angelsen B. Noninvasive assessment of pressure drop in mitral stenosis by Doppler ultrasound. Br Heart J. 1978;40:131–140.

2. Hatle L, Angelsen B, Tromsdal A. Noninvasive assessment of atrioventricular pressure half-time by Doppler ultrasound. Circulation. 1979;60:1096–1104.

3. Hatle L, Angelsen BA, Tromsdal A. Non-invasive assessment of aortic stenosis by Doppler ultrasound. Br Heart J. 1980;43:284–292.

4. Skjærpe T, Hatle L. Diagnosis and assessment of tricuspid regurgitation with Doppler ultrasound. In: Rijsterborgh H, ed. Echocardiology. The Hague: Martinus Nijhoff Publishers, 1981;299–304.

5. Hatle L. Noninvasive assessment and differentiation of left ventricular outflow obstruction with Doppler ultrasound. Circulation. 1981;64:381–387.

6. Ihlen H, Amlie JP, Dale J, Forfang K, Nitter-Hauge S, Otterstad JE, Simonsen S, Myhre E. Determination of cardiac output by Doppler echocardiography. Br Heart J. 1984;51:54–60.

7. Hegrenaes L, Hatle L. Aortic stenosis in adults. Non-invasive estimation of pressure differences by continuous wave Doppler echocardiography. Br Heart J. 1985;54:396–404.

8. Skjaerpe T, Hegrenaes L, Hatle L. Noninvasive estimation of valve area in patients with aortic stenosis by Doppler ultrasound and two-dimensional echocardiography. Circulation. 1985 Oct;72(4):810–818.

9. Rossvoll O, Hatle LK. Pulmonary venous flow velocities recorded by transthoracic Doppler ultrasound: relation to left ventricular diastolic pressures. Am Coll Cardiol. 1993 Jun;21(7):1687–1696.

Doktorgradar om ekkokardiografi ved Klinikk for hjertemedisin, St. Olavs Hospital HF1. Terje Skjærpe, 1987. Noninvasive

quantitation of parameters on globalleft ventricular function: The systolicpulmonary artery pressure and cardi-ac output.

2. Stig Arild Slørdahl (Institutt for fy-siologi og biomedisinsk teknikk),1992. Aortic regurgitation – Studieson noninvasive quantitation of aorticregurgitation and the influence ofvascular parameters.

3. Rune Wiseth, 1993. Aortic valve re-placement. Doppler echocardiogra-phic studies.

4. Stein Olav Samstad, 1994. Cross sec-tional flow velocity profiles from two-dimensional doppler ultrasound: Stu-dies on early mitral blood flow.

5. Svend Aakhus, 1996. Noninvasivecomputerized assessment of left ven-tricular function and systemic arteri-al properties.

6. Knut Bjørnstad, 1997. Computeri-zed echocardiography for evaluationof coronary artery disease.

7. Johannes Soma, 1999. Interactionbetween the left ventricle and the sys-temic arteries.

8. Bjørn Olav Haugen, 2001. Measure-ment of cardiac output and studies ofvelocity profiles in aortic and mitralflow using two- and three-dimensio-nal colour flow imaging.

9. Asbjørn Støylen, 2001. Strain rateimaging of the left ventricle by ultra-


102

sound. Feasibility, clinical validationand physiological aspects.

10.Torstein Hole, 2003. Doppler echo-cardiographic evaluation of left ventri-

cular function. Methodological andclinical aspects.

Summary

Ultrasound in cardiac diagnostics: a medical and technological triumphThe first Hospital in Norway to use echocardiography as a clinical tool was in Stavan-ger in 1973. In the period 1975–77 the University Hospitals and the Hospital in Kris-tiansand followed suit.

Based on engineering work in Trondheim, Jarle Holen at Rikshospitalet made thefirst successful efforts to measure the pressure drop in mitral stenosis using continuouswave Doppler. Shortly after, the collaboration between Vingmed AS, Bjørn Angelsenand Liv Hatle in Trondheim pushed the technical development and clinical applicationsof the method into world wide acceptance during the eighties. The combination ofimaging and velocity measurement techniques popularized the method further, bring-ing it to all hospital levels in Norway during the next few years. To a large extent dueto the cooperation between the technical and clinical milieu in Trondheim, ultrasoundis now regarded as the most important clinical tool in cardiology, on line with ECGand coronary angiography.


kapittel 7 ultralyd i hjartediagnostikken: ein medisinsk ......utviklinga av dopplerultralyd starta...

Documents