Hemodynamische berekeningen met PISA (Proximal Isovelocity Surface Area)
PISA (Proximal Isovelocity Surface Area) is een verschijnsel dat optreedt wanneer vloeistof door een cirkelvormige opening stroomt. De stroming convergeert en versnelt net proximaal aan de opening. De verandering in het stromingsprofiel resulteert in de vorming van een halve bol met verschillende lagen. De stroomsnelheid is binnen elke laag gelijk (figuur 1).
PISA is de hemisfeer zelf. Het verschijnt als een halve cirkel in 2D-beelden (figuur 1). De straal van PISA kan worden gebruikt om de diameter van de orifice te berekenen. Dit heeft fundamentele klinische implicaties aangezien het de onderzoeker in staat stelt het gebied van stenoses en regurgitaties te berekenen. Dergelijke oppervlakteschattingen zijn van fundamenteel belang bij de behandeling van valvulaire aandoeningen, zoals aortastenose, aortaregurgitatie, mitralisklepstenose, mitralisklepregurgitatie, enz. De straal van de PISA wordt gemeten vanaf het oppervlak van de hemisfeer tot het smalste segment van de Doppler-bundel, dat zich binnen de opening bevindt (figuur 2).
Color Doppler wordt gebruikt om PISA te onthullen. Zoals eerder besproken, treedt aliasing op wanneer kleurendoppler wordt gebruikt om snelheden groter dan de Nyquist-limiet te analyseren. Aliasing houdt in dat noch de richting, noch de snelheid van de stroming kan worden bepaald. Dit leidt ertoe dat het Doppler-signaal van kleur verschiet, zodat blauw rood wordt en rood blauw. Bij kleuren-Doppler treedt aliasing meestal op wanneer de snelheid meer dan 0,5 m/s bedraagt, wat meestal het geval is bij aanzienlijke stenosen en regurgitaties.
Aliasing wordt dus gebruikt om PISA aan het licht te brengen. Voor een optimale beoordeling van PISA moet de Nyquist-grens worden bijgesteld totdat PISA de vorm van een halve cirkel aanneemt. De straal en het gebied van PISA worden als volgt berekend:
gebiedPISA = 2 – π – rPISA2
De stroom (Q) kan met behulp van PISA als volgt worden berekend:
QPISA = gebiedPISA – valiasing
valiasing = aliasing snelheid
Volgens het continuïteitsbeginsel moet de stroom in PISA gelijkwaardig zijn aan de stroom door de opening zelf. Dit impliceert dat PISA kan worden gebruikt om het regurgitatievolume te kwantificeren. In het geval van mitrale regurgitatie (MR) kan het regurgiterende gebied worden berekend met de volgende formule:
gebiedMR = 2 – π – rPISA – (valiasing / VmaxMR)
MR = mitrale regurgitatie; VmaxMR = maximale snelheid van mitrale regurgitatie; valiasing = aliasing snelheid.
Deze formule berekent in feite de oppervlakte van de vena contracta (figuur 3), die ongeveer gelijk is aan de oppervlakte van de orifice. De oppervlakteMR wordt ook EROA (Effective Regurgitant Orifice Area) genoemd.
Het regurgitant volume (RV) kan met de volgende formule worden berekend:
RV = oppervlakteMR – VTIMR
RV = regurgitant volume; VTI = snelheid-tijdintegraal.
Deze formules voor PISA presteren het best wanneer het oppervlak rondom de opening vlak is, wat vaak niet het geval is voor de kleppen. Bijvoorbeeld, een gesloten aortaklep neemt de vorm van een kegel aan. Gelukkig kan hiermee rekening worden gehouden door een correctie voor de hoek op te nemen, en wel als volgt:
oppervlaktePISA = 2 – π – rPISA2 – (Ø / 180)
Ø = hoek.
Figuur 4 toont de hoek die moet worden gemeten.
De breedte van de vena contracta kan ook worden gebruikt om de ernst van een regurgitatie te schatten.