Hemodynamische Berechnungen mit PISA (Proximal Isovelocity Surface Area)
PISA (Proximal Isovelocity Surface Area) ist ein Phänomen, das auftritt, wenn Flüssigkeit durch eine kreisförmige Öffnung fließt. Die Strömung konvergiert und beschleunigt sich in der Nähe der Öffnung. Die Änderung des Strömungsprofils führt zur Bildung einer Halbkugel mit mehreren Schichten. Die Strömungsgeschwindigkeit ist in jeder Schicht gleich (Abbildung 1).
PISA ist die Hemisphäre selbst. Sie erscheint in 2D-Bildern als Halbkreis (Abbildung 1). Der Radius von PISA kann zur Berechnung des Durchmessers der Öffnung verwendet werden. Dies ist von grundlegender klinischer Bedeutung, da es dem Untersucher ermöglicht, die Fläche von Stenosen und Regurgitationen zu berechnen. Solche Flächenschätzungen sind von grundlegender Bedeutung für die Behandlung von Herzklappenerkrankungen, wie Aortenstenose, Aortenregurgitation, Mitralklappenstenose, Mitralklappenregurgitation, usw. Der Radius der PISA wird von der Oberfläche der Hemisphäre bis zum engsten Segment des Dopplerstrahls gemessen, das sich innerhalb der Öffnung befindet (Abbildung 2).
Farbdoppler wird zur Aufdeckung von PISA verwendet. Wie bereits erwähnt, tritt Aliasing auf, wenn Farbdoppler zur Analyse von Geschwindigkeiten oberhalb der Nyquist-Grenze verwendet wird. Aliasing bedeutet, dass weder die Richtung noch die Geschwindigkeit der Strömung bestimmt werden kann. Dies führt zu einer Farbverschiebung des Dopplersignals, so dass Blau zu Rot und Rot zu Blau wird. Beim Farbdoppler tritt Aliasing in der Regel auf, wenn die Geschwindigkeit 0,5 m/s übersteigt, was im Allgemeinen bei signifikanten Stenosen und Regurgitationen der Fall ist.
Das Aliasing wird also ausgenutzt, um PISA aufzudecken. Eine optimale Bewertung von PISA erfordert eine Anpassung der Nyquist-Grenze, bis PISA die Form eines Halbkreises annimmt. Der Radius und die Fläche von PISA werden wie folgt berechnet:
FlächePISA = 2 – π – rPISA2
Der Durchfluss (Q) kann mit Hilfe von PISA wie folgt berechnet werden:
QPISA = FlächePISA – Aliasing
Valiasing = Aliasinggeschwindigkeit
Nach dem Kontinuitätsprinzip muss der Durchfluss in PISA dem Durchfluss durch die Blende selbst entsprechen. Dies impliziert, dass PISA zur Quantifizierung des Regurgitationsvolumens verwendet werden kann. Im Falle einer Mitralregurgitation (MR) kann die Regurgitationsfläche nach folgender Formel berechnet werden:
FlächeMR = 2 – π – rPISA – (Valiasing / VmaxMR)
MR = Mitralregurgitation; VmaxMR = maximale Geschwindigkeit der Mitralregurgitation; Valiasing = Aliasing-Geschwindigkeit.
Diese Formel berechnet eigentlich die Fläche der Vena contracta (Abbildung 3), die ungefähr der Fläche der Mündung entspricht. Die FlächeMR wird auch EROA (Effective Regurgitant Orifice Area) genannt.
Das Regurgitanzvolumen (RV) kann mit folgender Formel berechnet werden:
RV = areaMR – VTIMR
RV = Regurgitanzvolumen; VTI = Geschwindigkeits-Zeit-Integral.
Diese Formeln für PISA funktionieren am besten, wenn die Oberfläche, die die Öffnung umgibt, flach ist, was bei Klappen oft nicht der Fall ist. Eine geschlossene Aortenklappe zum Beispiel hat die Form eines Kegels. Glücklicherweise kann dies berücksichtigt werden, indem eine Korrektur für den Winkel wie folgt einbezogen wird:
FlächePISA = 2 – π – rPISA2 – (Ø / 180)
Ø = Winkel.
Abbildung 4 zeigt den zu messenden Winkel.
Die Breite der Vena contracta kann auch zur Abschätzung des Schweregrades einer Regurgitation verwendet werden.