Proximal Isovelocity Surface Area (PISA)

Hemodynamiska beräkningar med PISA (Proximal Isovelocity Surface Area)

PISA (proximal isovelocity surface area) är ett fenomen som uppstår när vätska flödar genom en cirkelformad öppning. Fenomenet innebär att flödet kommer konvergera och accelerera precis innan öppningen. Denna ändring i flödesprofilen leder till att det bildas ett halvklot (sk hemisfär) med flera lager där flödeshastigheterna är lika inom varje lager. Figur 1 illustrerar detta.

PISA är själva halvklotet (som på tvådimensionellt ultraljud blir en halvcirkel) och dess radie (r_PISA) kan användas för att beräkna öppningens diameter. Detta har klinisk relevans eftersom öppningen kan vara en stenos eller insufficiens. Med andra ord kan PISA användas för att beräkna arean på stenoser och insufficienser. Radien på PISA mäts från hemisfärens yta till dopplerstrålens smalaste del (som ligger i klafföppningen), enligt Figur 2.

För att åskådliggöra PISA används färgdoppler. Som nämnt tidigare uppstår aliasing om man använder färgdoppler för att analysera höga hastigheter. Aliasing inträder då blodflödets hastighet överstiger Nyquistgränsen (se Färgdoppler) och då kan inte flödets hastighet eller riktning bestämmas. Då skiftar dopplersignalen färg (blått blir rött, och rött blir blått).  Vid användning av färgdoppler brukar aliasing uppstå när hastigheten överstiger 0.5 m/s, vilken den oftast gör vid betydelsefulla stenoser och insufficienser. Man utnyttjar aliasing för att åskådliggöra PISA. Detta görs genom att justera Nyquistgränsen till dess att PISA antar formen av en halvcirkel. Man mäter halvcirkelns radie och beräknas PISA area enligt följande:

Area_PISA = 2πr_PISA²

Man kan även beräkna flödet (Q) genom PISA, enligt följande:

Q_PISA = Area_PISA • v_aliasing
v_aliasing = aliasinghastigheten

Enligt kontinuitetsprincipen så är flödet i PISA ekvivalent med flödet genom själva insufficiensen. Det innebär att PISA kan användas för att kvantifiera insufficiensen. Vid mitralisinsufficiens (MI) kan läckagearean beräknas med följande formel:

Area_MI = 2πr_PISA•(v_aliasing / Vmax_MI)
MI = mitralisinsufficiens; Vmax_MI = läckagets maxhastighet; v_aliasing = aliasinghastigheten.

Formeln ger egentligen vena contractas area, men den arean är som nämnt ovan ungefär lika med öppningens area. Area_MI kallas ibland för EROA (Effective Regurgitant Orifice Area). Själva volymen som läcker tillbaka till vänster förmak kan beräknas med följande formel:

RV = Area_MI • VTI_MI
RV = regurgitant volume (läckagevolym)

Dessa formler för PISA fungerar bäst om ytan runtomkring öppningen är plan, vilket ofta inte är fallet i hjärtat. Exempelvis bildar den stängda aortaklaffen en konformad struktur. Detta kan man lyckligtvis ta höjd för genom att justera formeln, som följer:

Area_PISA = 2 • π • r_PISA² • (Ø / 180)
Ø = vinkeln.

 Figur 3 visar vilken vinkel det är som skall mätas.

Vena contractas bredd kan också användas för att uppskatta en insufficiens. Figur 4 visar hur vena contracta mäts.