Hemodynamiske beregninger med PISA (Proximal Isovelocity Surface Area)
PISA (Proximal Isovelocity Surface Area) er et fenomen som oppstår når væske strømmer gjennom en sirkulær åpning. Væsken vil konvergere og akselerere like i nærheten av åpningen. Endringen i strømningsprofilen resulterer i dannelsen av en halvkule med flere lag. Strømningshastigheten er lik innenfor hvert lag (figur 1).
PISA er selve hemisfæren. Den vises som en halvsirkel på 2D-bilder (figur 1). Radiusen til PISA kan brukes til å beregne diameteren til åpningen. Dette har grunnleggende kliniske implikasjoner, ettersom det gjør det mulig å beregne arealet av stenoser og regurgitasjoner. Slike arealberegninger er grunnleggende for behandling av klaffefeil, som aortastenose, aortaregurgitasjon, mitralklaffstenose, mitralklaffregurgitasjon osv. Radiusen til PISA måles fra overflaten av hemisfæren til det smaleste segmentet av dopplerstrålen, som befinner seg innenfor åpningen (figur 2).
Fargedoppler brukes til å avdekke PISA. Som diskutert tidligere, oppstår det aliasing når man bruker fargedoppler til å analysere hastigheter som er større enn Nyquist-grensen. Aliasing innebærer at verken strømningsretningen eller -hastigheten kan bestemmes. Dette fører til at Doppler-signalet skifter farge, slik at blått blir rødt og rødt blir blått. For fargedoppler oppstår aliasing vanligvis når hastigheten overstiger 0,5 m/s, noe den vanligvis gjør ved betydelige stenoser og regurgitasjoner.
Dermed utnyttes aliasing til å avsløre PISA. En optimal vurdering av PISA krever at Nyquist-grensen justeres til PISA antar form som en halvsirkel. Radius og areal av PISA beregnes på følgende måte:
arealPISA = 2 – π – rPISA2
Strømningen (Q) kan beregnes ved hjelp av PISA på følgende måte:
QPISA = arealPISA -valiasing
valiasing = aliaseringshastighet
I henhold til kontinuitetsprinsippet må strømningen i PISA være ekvivalent med strømningen gjennom selve åpningen. Dette innebærer at PISA kan brukes til å kvantifisere regurgitasjonsvolumet. Ved mitralinsuffisiens (MR) kan regurgitasjonsarealet beregnes ved hjelp av følgende formel:
areaMR = 2 – π – rPISA – (valiasing / VmaxMR)
MR = mitral regurgitasjon; VmaxMR = maksimal hastighet for mitral regurgitasjon;valiasing = aliasing-hastighet.
Denne formelen beregner faktisk arealet av vena contracta (figur 3), som er omtrent som arealet av åpningen. ArealetMR kalles også EROA (Effective Regurgitant Orifice Area).
Regurgitantvolumet (RV) kan beregnes ved hjelp av følgende formel:
RV = arealMR – VTIMR
RV = oppstøtvolum; VTI = hastighets-tidsintegral.
Disse formlene for PISA fungerer best når overflaten rundt åpningen er flat, noe som ofte ikke er tilfelle for klaffene. En lukket aortaklaff har for eksempel form som en kjegle. Heldigvis kan dette tas hensyn til ved å inkludere en korreksjon for vinkelen, som følger:
arealPISA = 2 – π – rPISA2- (Ø / 180)
Ø = vinkel.
Figur 4 viser vinkelen som skal måles.
Bredden på vena contracta kan også brukes til å estimere alvorlighetsgraden av en regurgitasjon.