Hæmodynamiske beregninger med PISA (Proximal Isovelocity Surface Area)
PISA (Proximal Isovelocity Surface Area) er et fænomen, der opstår, når væske strømmer gennem en cirkulær åbning. Strømmen konvergerer og accelererer lige i nærheden af åbningen. Ændringen i flowprofilen resulterer i dannelsen af en halvkugle med flere lag. Strømningshastigheden er den samme i hvert lag (figur 1).
PISA er selve hemisfæren. Den fremstår som en halvcirkel på 2D-billeder (figur 1). PISA’s radius kan bruges til at beregne åbningens diameter. Dette har grundlæggende kliniske implikationer, da det gør det muligt for undersøgeren at beregne arealet af stenoser og regurgitationer. Sådanne arealberegninger er fundamentale i behandlingen af hjerteklapsygdomme, såsom aortastenose, aortaregurgitation, mitralklapstenose, mitralklapregurgitation osv. PISA’s radius måles fra overfladen af halvkuglen til det mindste segment af dopplerstrålen, som er placeret inden for åbningen (figur 2).
Farvedoppler bruges til at afsløre PISA. Som tidligere nævnt opstår der aliasing, når man bruger farvedoppler til at analysere hastigheder, der er større end Nyquist-grænsen. Aliasing betyder, at hverken strømningsretningen eller -hastigheden kan bestemmes. Det resulterer i, at Doppler-signalet skifter farve, så blåt bliver rødt, og rødt bliver blåt. For farvedoppler opstår aliasing normalt, når hastighederne overstiger 0,5 m/s, hvilket de generelt gør i forbindelse med betydelige stenoser og regurgitationer.
Aliasing udnyttes således til at afsløre PISA. En optimal vurdering af PISA kræver justering af Nyquist-grænsen, indtil PISA antager form af en halvcirkel. Radius og areal af PISA beregnes som følger:
arealPISA = 2 – π – rPISA2
Flowet (Q) kan beregnes ved hjælp af PISA på følgende måde:
QPISA = arealPISA -valiasing
valiasing = aliasing-hastighed
I henhold til kontinuitetsprincippet skal flowet i PISA svare til flowet gennem selve åbningen. Det betyder, at PISA kan bruges til at kvantificere regurgitationsvolumen. I tilfælde af mitral regurgitation (MR) kan regurgitationsarealet beregnes ved hjælp af følgende formel:
areaMR = 2 – π – rPISA – (valiasing / VmaxMR)
MR = mitral regurgitation; VmaxMR = maksimal hastighed for mitral regurgitation;valiasing = aliasing-hastighed.
Denne formel beregner faktisk arealet af vena contracta (figur 3), som er omtrent lig med arealet af orificium. ArealetMR kaldes også EROA (Effective Regurgitant Orifice Area).
Det regurgiterende volumen (RV) kan beregnes ved hjælp af følgende formel:
RV = arealMR – VTIMR
RV = opsvulmningsvolumen; VTI = hastigheds-tidsintegral.
Disse formler for PISA fungerer bedst, når overfladen omkring åbningen er flad, hvilket ofte ikke er tilfældet for klapper. For eksempel antager en lukket aortaklap form som en kegle. Heldigvis kan der tages højde for dette ved at inkludere en korrektion for vinklen, som følger:
arealPISA = 2 – π – rPISA2- (Ø / 180)
Ø = vinkel.
Figur 4 viser den vinkel, der skal måles.
Bredden af vena contracta kan også bruges til at estimere sværhedsgraden af en regurgitation.