Hemodynamiske beregninger med PISA (Proximal Isovelocity Surface Area)
PISA (Proximal Isovelocity Surface Area) er et fænomen, der opstår, når en væske strømmer gennem en cirkulær åbning. Strømmen konvergerer og accelererer lige i nærheden af åbningen. Ændringen i strømningsprofilen resulterer i dannelsen af en halvkugle med flere lag. Strømningshastigheden er lige stor inden for hvert lag (figur 1).
PISA er selve halvkuglen. Den fremstår som en halvcirkel i 2D-billeder (figur 1). PISA’s radius kan bruges til at beregne diameteren af åbningen. Dette har grundlæggende kliniske implikationer, da det gør det muligt for undersøgeren at beregne arealet af stenoser og regurgitationer. Sådanne arealvurderinger er af afgørende betydning for behandlingen af klaptilstande som aortastenose, aortaklapsregurgitation, mitralklapstenose, mitralklapsregurgitation osv. PISA-radius måles fra halvkuglens overflade til det smalleste segment af Dopplerstrålen, som er placeret inden for åbningen (figur 2).
Farvedoppler anvendes til at afsløre PISA. Som tidligere omtalt opstår der aliasing, når man bruger farvedoppler til at analysere hastigheder, der er større end Nyquist-grænsen. Aliasing indebærer, at hverken strømningsretningen eller -hastigheden kan bestemmes. Dette resulterer i, at Dopplersignalet skifter farve, således at blå bliver rødt, og rød bliver blå. For farvedoppler aliasing opstår normalt, når hastighederne overstiger 0,5 m/s, hvilket de generelt gør i forbindelse med betydelige stenoser og regurgitationer.
Dermed udnyttes aliasing til at afsløre PISA. En optimal vurdering af PISA kræver justering af Nyquist-grænsen, indtil PISA antager form som en halvcirkel. Radius og areal af PISA beregnes som følger:
areaPISA = 2 – π – rPISA2
Flowet (Q) kan beregnes ved hjælp af PISA som følger:
QPISA = areaPISA – valiasing
valiasing = aliasinghastighed
I henhold til kontinuitetsprincippet skal flowet i PISA være ækvivalent med flowet gennem selve åbningen. Dette indebærer, at PISA kan anvendes til at kvantificere regurgitationsvolumen. I tilfælde af mitralregurgitation (MR) kan det regurgitative område beregnes ved hjælp af følgende formel:
areaMR = 2 – π – rPISA – (valiasing / VmaxMR)
MR = mitralregurgitation; VmaxMR = maksimal hastighed for mitralregurgitation; valiasing = aliasinghastighed.
Denne formel beregner faktisk arealet af vena contracta (figur 3), som er omtrent lig med arealet af åbningen. ArealetMR kaldes også EROA (Effective Regurgitant Orifice Area).
Det regurgiterende volumen (RV) kan beregnes ved følgende formel:
RV = areaMR – VTIMR
RV = regurgiterende volumen; VTI = hastighedstidsintegral.
Disse formler for PISA fungerer bedst, når overfladen omkring åbningen er flad, hvilket ofte ikke er tilfældet for klapperne. F.eks. antager en lukket aortaklap form som en kegle. Heldigvis kan der tages højde for dette ved at inkludere en korrektion for vinklen som følger:
areaPISA = 2 – π – rPISA2 – (Ø / 180)
Ø = vinkel.
Figur 4 viser den vinkel, der skal måles.
Bredden af vena contracta kan også bruges til at vurdere sværhedsgraden af en regurgitation.