Principper for flow og volumen i hjertet
Hvis flowet i en cylinder er konstant, er flowet (Q) produktet af cylinderarealet (a) og flowhastigheden (v):
Q = a – v
Dette princip kan bruges til at estimere blodgennemstrømningen over klapperne. Som illustreret i figur 1 kan aortaklappens åbning og den opstigende aorta betragtes som en cylinder, og den samme antagelse kan gøres for de andre klapper. Arealet beregnes ved at måle ventilens diameter (areal= π × radius2, hvor radius = diameter/2), og hastigheden måles ved hjælp af Doppler (figur 1).
Hastigheds-tidsintegral (VTI, slaglængde)
Formlen Q = a - v siger, at flowet (Q) er produktet af cylinderens areal (a) og væskens (f.eks. blodets) hastighed (v). Volumenet (V), der passerer et bestemt segment, er produktet af flowet (Q) og tiden (t):
V = Q – t
V = volumen; t = tid (sekunder).
Denne ligning kan dog kun bruges, hvis flowet (Q) er konstant, hvilket ikke er tilfældet i hjertet. Blodgennemstrømningen er pulserende i løbet af hjertecyklussen; gennemstrømningen er høj under systolen og ophører under diastolen. Desuden er der markante variationer i flowet i hver fase med hurtigt accelererende flow i den tidlige systole, aftagende flow i den sene systole og intet flow i diastolen. Doppler er i stand til at registrere disse flowvariationer med stor præcision.
For at beregne flowet over en ventil placeres Doppler-linjen i ventilationsåbningen. Ultralydsmaskinen viser det registrerede flow som en spektral kurve (Doppler med pulsbølger eller Doppler med kontinuerlige bølger). Området inden for spektralkurven beregnes automatisk af maskinen. Dette område kaldes VTI (Velocity Time Integral), og det måler, hvor langt blodet bevæger sig i løbet af tidsperioden. VTI kaldes også slaglængde. Figur 2 illustrerer registreringen af VTI ved hjælp af pulsbølgedoppler i aortaklappen.
VTI (Velocity Time Integral) er området inden for spektralkurven og angiver, hvor langt blodet bevæger sig i løbet af flowperioden. VTI kan bruges til forskellige volumenberegninger, f.eks. beregning af slagvolumen.
Slagvolumen (SV), hjertets minutvolumen (CO) og hjerteindeks (CI)
Slagvolumen er den mængde blod, der sprøjtes ud i aorta under systolen. Slagvolumen beregnes ved at måle Doppler-flowet i aortaklappen. I den venstre ventrikels udstrømningskanal (LVOT) udføres følgende to målinger:
- Diameter af aorta annulus: Denne måling foretages i det parasternale langaksebillede under systolen, når diameteren er størst (normalt halvvejs gennem systolen). Zoom ind på LVOT for at forbedre målingens nøjagtighed.
- Flowhastighed iLVOT: Hastigheden måles i apikal fire-kammer-visning (4C) eller fem-kammer-visning (5C) ved hjælp af pulsbølgedoppler med prøvevolumen placeret i ventilåbningen. Ultralydsmaskinen beregner automatisk VTI (Velocity Time Integral).
Denne tilgang forudsætter, at ventilåbningen er omtrent cirkulær, således at åbningsarealet kan beregnes ved hjælp af diameteren (areal= π × radius2, hvor radius = diameter/2). Formlen for slaggevolumen (SV) vil så være:
SV = areal – VTI
SV = slaggevolumen, VTI = hastighedstidsintegral.
Tilsvarende formel for målinger i aortaklappen:
SVaorta = arealLVOT – VTILVOT
Arealet måles i cm2. VTI har enheden cm/kontraktion, og slagvolumen har enheden cm3/kontraktion (dvs. ml/kontraktion). Figur 3 illustrerer skematisk, hvordan areal og VTI bruges til at beregne slaggevolumen.
Hjertets minutvolumen (CO)
Hjertets output (L/min) er produktet af slagvolumen og hjertefrekvens:
CO = SV – HR
CO = cardiac output; SV = slagvolumen; HR = hjertefrekvens.
Hjerteindeks (CI)
Hvis hjertets minutvolumen (CO) divideres med kroppens overfladeareal (BSA), får man hjerteindekset (L/min/m2):
CI = CO / BSA
CI = hjerteindeks; CO = hjerteminutvolumen; BSA = kropsoverfladeareal.