Расчет площади аортального клапана

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

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

Планиметрия

Планиметрия — это отслеживание открытия аортального клапана на неподвижном изображении, полученном во время эхокардиографии во время систолы желудочков , когда клапан должен быть открыт. Хотя этот метод напрямую измеряет площадь клапана, изображение может быть трудно получить из-за артефактов во время эхокардиографии, и измерения зависят от техника, которому приходится вручную отслеживать периметр открытого аортального клапана. По этим причинам планиметрия аортального клапана обычно не выполняется. ^{[ нужна ссылка ]}

Уравнение неразрывности

Уравнение неразрывности гласит, что поток в одной области должен быть равен потоку во второй области, если между двумя областями нет шунтов. На практике поток из выносящего тракта левого желудочка (LVOT) сравнивают с потоком на уровне аортального клапана. При эхокардиографии площадь аортального клапана рассчитывается с использованием интеграла скорости и времени (VTI), который является наиболее точным и предпочтительным методом. Поток через LVOT или ударный объем ЛЖ (в см ³), можно рассчитать, измерив диаметр LVOT (в см), возведя это значение в квадрат и умножив значение на 0,78540 (что равно π/4), что дает площадь поперечного сечения LVOT (в см). ²) и умножить это значение на VTI LVOT (в см), измеренное на спектральном допплеровском дисплее с использованием импульсно-волнового допплера. По ним легко вычислить площадь (в см ²) аортального клапана, просто разделив ударный объем ЛЖ (в см ³) по AV VTI (в см), измеренному на спектральном допплеровском дисплее с использованием непрерывно-волнового допплера. ^{[ нужна 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

${\text{Aortic Valve Area (in cm}}^{2}{\text{)}}={{\text{LVOT diameter}}^{2}\cdot 0.78540\cdot {\text{LVOT VTI}} \over {\text{Aortic Valve VTI}}}$

	Пример: Пациент проходит трансторакальную эхокардиографию для оценки систолического шума изгнания с отсроченным подъемом сонной артерии, отмеченным при физическом осмотре. Во время эхокардиографии были выполнены следующие измерения: диаметр LVOT 2 см, VTI LVOT 24 см и VTI аортального клапана 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 на 3,14 см. ² по ЛВОТ ВТИ 24 см. Это дает ударный объем ЛЖ 3,14 * 24 = 75,40 куб.см. Разделите ударный объем ЛЖ, 75,40 куб.см, на VTI аортального клапана, 50 см, и это даст площадь аортального клапана 75,40/50 = 1,51 см. ².

Самым слабым аспектом этого расчета является вариативность измерения площади LVOT, поскольку он предполагает возведение в квадрат размера LVOT. Поэтому крайне важно, чтобы специалист по сонографии проявлял большую осторожность при измерении диаметра LVOT. ^{[ нужна ссылка ]}

Неточности в использовании уравнения непрерывности для расчета площади аортального клапана могут возникнуть при ошибке измерения диаметра LVOT. Иногда это трудно измерить в зависимости от сонографической картины и анатомии. При неправильном измерении влияние на площадь аортального клапана усиливается, поскольку радиус LVOT квадратичен. Кроме того, оценка площади аортального клапана и стеноза может быть неточной в случаях подклапанного и надклапанного стеноза.

В целях проверки полученной площади клапана с помощью эхокардиограммы и допплерометрии, особенно если полученная площадь клапана находится в диапазоне, требующем хирургического вмешательства, и сердечный выброс низкий, необходимо получить золотой стандарт катетеризации левых отделов сердца для истинной гемодинамики для проверки с помощью Gorlin. Формула, поэтому пациент не пойдет на ненужную операцию. ^{[ нужна ссылка ]}

Уравнение Горлина

Уравнение Горлина утверждает, что площадь аортального клапана равна потоку через аортальный клапан во время систолы желудочков, деленному на градиент систолического давления на клапане, умноженный на константу. Поток через аортальный клапан рассчитывается путем деления сердечного выброса (измеряется в литрах в минуту) на частоту сердечных сокращений (чтобы получить объем сердечного выброса за сердечный цикл ), а затем деления его на систолический период выброса, измеряемый в секундах за удар ( для обеспечения потока на одно сокращение желудочка). ^{[ нужна ссылка ]} ${\text{Valve Area (in cm}}^{2}{\text{)}}={\frac {{\text{Cardiac Output }}({\frac {\text{ml}}{\text{min}}})}{{\text{Heart rate }}({\frac {\text{beats}}{\text{min}}})\cdot {\text{Systolic ejection period (s)}}\cdot 44.3\cdot {\sqrt {\text{mean Gradient (mmHg)}}}}}$

Уравнение Горлина связано с потоком через клапан. Из-за этого площадь клапана может быть ошибочно рассчитана как стенозирующая, если поток через клапан низкий (т. е. если сердечный выброс низкий). Измерение истинного градиента достигается путем временного увеличения сердечного выброса путем инфузии препаратов с положительным инотропным действием, таких как добутамин .

	Пример: пациенту проводится катетеризация левого и правого сердца в рамках оценки аортального стеноза. Были измерены следующие гемодинамические параметры. При частоте сердечных сокращений 80 ударов в минуту и систолическом периоде 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 измерялся на уровне 50 мм рт. ст. Какова площадь клапана, измеренная по уравнению 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] представляет собой упрощение уравнения Горлина, основанное на наблюдении, что в большинстве случаев числовое значение ${\text{heart rate (bpm)}}\cdot {\text{systolic ejection period (s)}}\cdot 44.3\approx 1000$ . Полученная упрощенная формула:

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

	Пример: Пациенту проводят катетеризацию левого и правого сердца для оценки стеноза аорты. Измерения включают давление в аорте 120/60, давление в ЛЖ 170/15, сердечный выброс 3,5 л/мин. 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 оценочного уравнения AVA, названная в честь Рамеша К. Агарвала , Эммануэля Окпара и Гуангью Бао . ^[4]^[5] Он был получен на основе аппроксимации кривой результатов моделирования CFD и 80 клинических данных, полученных Миннерсом, Аллгейером, Гольке-Бервольфом, Кинцле, Нойманном и Джандером. ^[6] с использованием многокритериального генетического алгоритма. Сравнение результатов, рассчитанных по уравнению Горлина, уравнению Агарвала-Окпара-Бао, и клиническим данным 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/см. ². 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

^ Чарльсон Э., Легедза А., Хамель М. (2006). «Принятие решений и результаты при тяжелом симптоматическом аортальном стенозе». J Сердечный клапан Дис . 15 (3): 312–21. ПМИД 16784066 .
^ Варадараджан, П; Капур, Н.; Бансал, Колорадо; Пай, Р.Г. (2006). «Выживаемость пожилых пациентов с тяжелым аортальным стенозом значительно улучшается при замене аортального клапана: результаты исследования когорты из 277 пациентов в возрасте>/=80 лет» . Eur J Кардиоторакальная хирургия . 30 (5): 722–7. doi : 10.1016/j.ejcts.2006.07.028 . ПМИД 16950629 .
^ Хакки А, Искандриан А, Бемис С, Кимбирис Д, Минц Г, Сигал Б, Брайс С (1981). «Упрощенная формула клапана для расчета стенозированных площадей клапанов сердца» . Тираж . 63 (5): 1050–5. дои : 10.1161/01.CIR.63.5.1050 . ПМИД 7471364 .
^ Агарвал, РК; Окпара, Э (2010). «Численное исследование пульсирующего потока с помощью моделей стенозов сосудистых и аортальных клапанов и оценка уравнения Горлина». Документ AIAA 2010-4733, Конференция AIAA по гидродинамике, Чикаго, Иллинойс, 28 июня – 1 июля .
^ Агарвал, РК; Бао, Г (2015). «Численное исследование моделей протока при стенозах аортального клапана и оценка уравнения Горлина». В материалах совместной конференции ASME-JSME-KSME по разработке жидкостей, AJK2015-26132, проходившей 26–31 июля 2015 г. в Сеуле, Корея .
^ Миннерс, Дж.; Альгейер, М.; Гольке-Бервольф, К.; Кинцле, Р.; Нойманн Ф. и Джандер Н. (2007). «Несоответствие эхокардиографических критериев оценки стеноза аортального клапана» . Европейский кардиологический журнал . 29 (8): 1043–5. doi : 10.1093/eurheartj/ehm543 . ПМИД 18156619 .

[1] Чарльсон Э., Легедза А., Хамель М. (2006). «Принятие решений и результаты при тяжелом симптоматическом аортальном стенозе». J Сердечный клапан Дис . 15 (3): 312–21. ПМИД 16784066 .

[2] Варадараджан, П; Капур, Н.; Бансал, Колорадо; Пай, Р.Г. (2006). «Выживаемость пожилых пациентов с тяжелым аортальным стенозом значительно улучшается при замене аортального клапана: результаты исследования когорты из 277 пациентов в возрасте>/=80 лет» . Eur J Кардиоторакальная хирургия . 30 (5): 722–7. doi : 10.1016/j.ejcts.2006.07.028 . ПМИД 16950629 .

[Hakki_1981-3] Хакки А, Искандриан А, Бемис С, Кимбирис Д, Минц Г, Сигал Б, Брайс С (1981). «Упрощенная формула клапана для расчета стенозированных площадей клапанов сердца» . Тираж . 63 (5): 1050–5. дои : 10.1161/01.CIR.63.5.1050 . ПМИД 7471364 .

[Agarwal_2010-4] Агарвал, РК; Окпара, Э (2010). «Численное исследование пульсирующего потока с помощью моделей стенозов сосудистых и аортальных клапанов и оценка уравнения Горлина». Документ AIAA 2010-4733, Конференция AIAA по гидродинамике, Чикаго, Иллинойс, 28 июня – 1 июля .

[Agarwal_2015-5] Агарвал, РК; Бао, Г (2015). «Численное исследование моделей протока при стенозах аортального клапана и оценка уравнения Горлина». В материалах совместной конференции ASME-JSME-KSME по разработке жидкостей, AJK2015-26132, проходившей 26–31 июля 2015 г. в Сеуле, Корея .

[Minners_2007-6] Миннерс, Дж.; Альгейер, М.; Гольке-Бервольф, К.; Кинцле, Р.; Нойманн Ф. и Джандер Н. (2007). «Несоответствие эхокардиографических критериев оценки стеноза аортального клапана» . Европейский кардиологический журнал . 29 (8): 1043–5. doi : 10.1093/eurheartj/ehm543 . ПМИД 18156619 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]