Расчет площади аортального клапана

Измерение площади аортального клапана сердца

В кардиологии расчет площади аортального клапана является косвенным методом определения площади аортального клапана сердца . Расчетная площадь отверстия аортального клапана в настоящее время является одним из показателей оценки тяжести аортального стеноза . Площадь клапана менее 1,0 см2 ^{считается} тяжелым аортальным стенозом. ^[1][ ^2]

Существует много способов расчета площади клапана аортального стеноза. Наиболее часто используемые методы включают измерения, проводимые во время эхокардиографии . Для интерпретации этих значений площадь обычно делится на площадь поверхности тела , чтобы получить оптимальную площадь отверстия аортального клапана пациента.

Планиметрия

Планиметрия — это трассировка отверстия аортального клапана на неподвижном изображении, полученном во время эхокардиографического получения во время желудочковой систолы , когда клапан должен быть открыт. Хотя этот метод напрямую измеряет площадь клапана, изображение может быть трудно получить из-за артефактов во время эхокардиографии, а измерения зависят от техника, который должен вручную трассировать периметр открытого аортального клапана. По этим причинам планиметрия аортального клапана обычно не выполняется. ^{[ необходима цитата ]}

Уравнение непрерывности

Уравнение непрерывности гласит, что поток в одной области должен быть равен потоку во второй области, если между двумя областями нет шунтов. На практике поток из выходного тракта левого желудочка (LVOT) сравнивается с потоком на уровне аортального клапана. В эхокардиографии площадь аортального клапана рассчитывается с использованием интеграла скорости по времени (VTI), который является наиболее точным и предпочтительным методом. Поток через LVOT, или ударный объем LV (в см3 ⁾ , можно рассчитать, измерив диаметр LVOT (в см), возведя это значение в квадрат, умножив значение на 0,78540 (что равно π/4), что дает площадь поперечного сечения LVOT (в см2 ⁾ и умножив это значение на LVOT VTI (в см), измеренный на спектральном допплеровском дисплее с использованием импульсно-волновой допплерографии. Из этих данных легко рассчитать площадь (в см2 ⁾ аортального клапана, просто разделив ударный объем ЛЖ (в см3 ⁾ на AV VTI (в см2), измеренный на спектральном допплеровском дисплее с использованием непрерывно-волновой допплерографии. ^{[ требуется ссылка ]}

Ударный объем = 0,785(π/4) x Диаметр ² x VTI LVOT

Площадь поперечного сечения LVOT = 0,785(π/4) x Диаметр LVOT ²

${\text{Площадь аортального клапана (в см}}^{2}{\text{)}}={{\text{Диаметр LVOT}}^{2}\cdot 0.78540\cdot {\text{LVOT VTI}} \over {\text{VTI аортального клапана}}}$

	Пример: Пациент проходит трансторакальную эхокардиографию для оценки систолического шума изгнания с задержкой подъема сонной артерии, отмеченной при физическом осмотре. Во время эхокардиографии были сделаны следующие измерения: диаметр LVOT 2 см, LVOT VTI 24 см и аортальный клапан VTI 50 см. Какова площадь аортального клапана?
	Ответ: Диаметр LVOT 2 см дает площадь поперечного сечения LVOT, 2 * 2 * 0,78540 = 3,14 см ² . Чтобы рассчитать ударный объем, умножьте площадь поперечного сечения 3,14 см ² на LVOT VTI 24 см 2 . Это дает ударный объем LV 3,14 * 24 = 75,40 см 3 . Разделите ударный объем LV 75,40 см 3 на аортальный клапан VTI 50 см 2 , и это дает площадь аортального клапана 75,40 / 50 = 1,51 см ² .

Самый слабый аспект этого расчета — вариабельность измерения площади LVOT, поскольку он включает в себя возведение в квадрат размера LVOT. Поэтому для сонографиста крайне важно проявлять большую осторожность при измерении диаметра LVOT. ^{[ необходима цитата ]}

Неточности в использовании уравнения непрерывности для расчета площади аортального клапана могут возникнуть, когда есть ошибка в измерении диаметра LVOT. Иногда это трудно измерить в зависимости от сонографического вида и анатомии. При неправильном измерении эффект на площадь аортального клапана усиливается, поскольку радиус LVOT возводится в квадрат. Кроме того, оценка площади аортального клапана и стеноза может быть неточной в случаях подклапанного и надклапанного стеноза.

Для проверки полученной площади клапана с использованием эхокардиограммы и допплеровских измерений, особенно если полученная площадь клапана находится в диапазоне, требующем хирургического вмешательства, а сердечный выброс низкий, следует получить золотой стандарт катетеризации левых отделов сердца для истинной гемодинамики для проверки с использованием формулы Горлина, чтобы пациент не пошел на ненужную операцию. ^{[ необходима цитата ]}

Уравнение Горлина

Уравнение Горлина гласит, что площадь аортального клапана равна потоку через аортальный клапан во время желудочковой систолы, деленному на градиент систолического давления через клапан, умноженный на константу. Поток через аортальный клапан рассчитывается путем деления сердечного выброса (измеряемого в литрах в минуту) на частоту сердечных сокращений (чтобы получить выброс за сердечный цикл ), а затем деления на период систолического выброса, измеряемый в секундах за удар (чтобы получить поток за сокращение желудочка). ^{[ необходима цитата ]} ${\text{Площадь клапана (в см}}^{2}{\text{)}}={\frac {{\text{Сердечный выброс}}({\frac {\text{мл}}{\text{мин}}})}{{\text{Частота сердечных сокращений}}({\frac {\text{уд}}{\text{мин}}})\cdot {\text{Период систолического выброса (с)}}\cdot 44,3\cdot {\sqrt {\text{Средний градиент (мм рт. ст.)}}}}}$

Уравнение Горлина связано с потоком через клапан. Из-за этого площадь клапана может быть ошибочно рассчитана как стенотическая, если поток через клапан низкий (т.е. если сердечный выброс низкий). Измерение истинного градиента осуществляется путем временного увеличения сердечного выброса путем инфузии положительных инотропных агентов, таких как добутамин .

	Пример: Пациенту проводят катетеризацию левого и правого сердца в рамках оценки аортального стеноза. Были измерены следующие гемодинамические параметры. При частоте сердечных сокращений 80 ударов в минуту и периоде систолического выброса 0,33 секунды сердечный выброс составил 5 литров в минуту. При одновременном измерении давления в левом желудочке и аорте (с использованием одного катетера в левом желудочке и второго в восходящей аорте) средний градиент систолического давления был измерен и составил 50 мм рт. ст. Какова площадь клапана, измеренная с помощью уравнения Горлина?
	Отвечать: ${\text{Aortic Valve Area}}={\frac {5000{\frac {\text{ml}}{\text{min}}}}{80{\frac {\text{beats}}{\text{min}}}\cdot 0.33{\text{s}}\cdot 44.3\cdot {\sqrt {50{\text{mmHg}}}}}}\approx 0.6{\text{cm}}^{2}$

Уравнение Хакки

Уравнение Хакки ^[3] является упрощением уравнения Горлина, основанным на наблюдении, что в большинстве случаев численное значение . Полученная упрощенная формула имеет вид: ${\text{heart rate (bpm)}}\cdot {\text{systolic ejection period (s)}}\cdot 44.3\approx 1000$

${\text{Aortic Valve area (in cm}}^{2}{\text{)}}\approx {\frac {{\text{Cardiac Output}}({\frac {\text{litre}}{\text{min}}})}{\sqrt {\text{Peak to Peak Gradient (mmHg)}}}}$

	Пример: пациенту делают катетеризацию левого и правого сердца для оценки стеноза аорты. Измерения включают давление в аорте 120/60, давление в левом желудочке 170/15, сердечный выброс 3,5 литра/минуту. Какова площадь аортального клапана?
	Ответ: Пиковый градиент между ЛЖ и аортой составляет 50 мм рт.ст. Это дает ${\text{Aortic valve area}}\approx {\frac {3.5}{\sqrt {50}}}\approx 0.5\ {\text{cm}}^{2}$

Уравнение Агарвала-Окпара-Бао

Уравнение Агарвала-Окпара-Бао — это новая форма уравнения оценки AVA, названная в честь Рамеша К. Агарвала , Эммануэля Окпара и Гуанъюй Бао. ^[4]^[5] Оно было получено путем подгонки кривой результатов моделирования CFD и 80 клинических данных, полученных Миннерсом, Алгайером, Гольке-Бервольфом, Кинцле, Нейманом и Джандером ^[6] с использованием многоцелевого генетического алгоритма. Сравнение результатов, рассчитанных с помощью уравнения Горлина, уравнения Агарвала-Окпара-Бао и клинических данных, показано на рисунках справа.

${\text{Valve Area (in cm}}^{2}{\text{)}}={\text{(0.83}}^{2}+{\frac {\frac {{\text{Q (}}{\frac {ml}{min}})}{\text{60}}}{{\text{0.35 }}\cdot {\sqrt {\text{mean Gradient (dynes/cm2)}}}}}{\text{)}}^{\text{0.5}}-{\text{0.87}}$

	Пример: Пациенту проводят катетеризацию левого и правого сердца для оценки стеноза аорты. Были измерены следующие гемодинамические параметры. При одновременном измерении давления в левом желудочке и аорте (с использованием одного катетера в левом желудочке и второго в восходящей аорте) средний градиент систолического давления составил 22665 дин/см2 ^. Сердечный выброс составляет 13440 миллилитров в минуту. Какова площадь аортального клапана?
	Отвечать: ${\text{Valve Area (in cm}}^{2}{\text{)}}={\text{(0.83}}^{2}+{\frac {\frac {{\text{13440 (}}{\frac {ml}{min}})}{\text{60}}}{{\text{0.35 }}\cdot {\sqrt {\text{22665 (dynes/cm2)}}}}}{\text{)}}^{\text{0.5}}-{\text{0.87}}\approx 1.35{\text{cm}}^{2}$

Ссылки

^ Charlson E, Legedza A, Hamel M (2006). «Принятие решений и результаты при тяжелом симптоматическом аортальном стенозе». J Heart Valve Dis . 15 (3): 312–21. PMID 16784066.
^ Varadarajan, P; Kapoor, N; Bansal, RC; Pai, RG (2006). «Выживаемость пожилых пациентов с тяжелым аортальным стенозом значительно улучшается при замене аортального клапана: результаты когорты из 277 пациентов в возрасте >/=80 лет». Eur J Cardiothorac Surg . 30 (5): 722–7. doi : 10.1016/j.ejcts.2006.07.028 . PMID 16950629.
^ Хакки А., Искандриан А., Бемис С., Кимбирис Д., Минц Г., Сегал Б., Брайс С. (1981). «Упрощенная формула клапана для расчета стенозированных площадей сердечного клапана». Циркуляция . 63 (5): 1050–5. doi : 10.1161/01.CIR.63.5.1050 . PMID 7471364.
^ Агарвал, РК; Окпара, Э. (2010). «Численное исследование пульсирующего потока через модели стенозов сосудистого и аортального клапанов и оценка уравнения Горлина». Статья AIAA 2010-4733, Конференция AIAA по динамике жидкостей, Чикаго, Иллинойс, 28 июня – 1 июля .
^ Агарвал, РК; Бао, Г (2015). «Численное исследование потоков через модели стенозов аортального клапана и оценка уравнения Горлина». В трудах конференции ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference, AJK2015-26132, проходившей с 26 по 31 июля 2015 г. в Сеуле, Корея .
^ Minners, J.; Allgeier, M.; Gohlke-Baerwolf, C.; Kienzle, R.; Neumann, F. & Jander, N (2007). «Несоответствия эхокардиографических критериев оценки стеноза аортального клапана». European Heart Journal . 29 (8): 1043–5. doi : 10.1093/eurheartj/ehm543 . PMID 18156619.

[1] Charlson E, Legedza A, Hamel M (2006). «Принятие решений и результаты при тяжелом симптоматическом аортальном стенозе». J Heart Valve Dis . 15 (3): 312–21. PMID 16784066.

[2] Varadarajan, P; Kapoor, N; Bansal, RC; Pai, RG (2006). «Выживаемость пожилых пациентов с тяжелым аортальным стенозом значительно улучшается при замене аортального клапана: результаты когорты из 277 пациентов в возрасте >/=80 лет». Eur J Cardiothorac Surg . 30 (5): 722–7. doi : 10.1016/j.ejcts.2006.07.028 . PMID 16950629.

[Hakki_1981-3] Хакки А., Искандриан А., Бемис С., Кимбирис Д., Минц Г., Сегал Б., Брайс С. (1981). «Упрощенная формула клапана для расчета стенозированных площадей сердечного клапана». Циркуляция . 63 (5): 1050–5. doi : 10.1161/01.CIR.63.5.1050 . PMID 7471364.

[Agarwal_2010-4] Агарвал, РК; Окпара, Э. (2010). «Численное исследование пульсирующего потока через модели стенозов сосудистого и аортального клапанов и оценка уравнения Горлина». Статья AIAA 2010-4733, Конференция AIAA по динамике жидкостей, Чикаго, Иллинойс, 28 июня – 1 июля .

[Agarwal_2015-5] Агарвал, РК; Бао, Г (2015). «Численное исследование потоков через модели стенозов аортального клапана и оценка уравнения Горлина». В трудах конференции ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference, AJK2015-26132, проходившей с 26 по 31 июля 2015 г. в Сеуле, Корея .

[Minners_2007-6] Minners, J.; Allgeier, M.; Gohlke-Baerwolf, C.; Kienzle, R.; Neumann, F. & Jander, N (2007). «Несоответствия эхокардиографических критериев оценки стеноза аортального клапана». European Heart Journal . 29 (8): 1043–5. doi : 10.1093/eurheartj/ehm543 . PMID 18156619.