大動脈弁面積の計算

心臓病学では、大動脈弁面積の計算は心臓の大動脈弁面積を決定する間接的な方法です。計算された大動脈弁口面積は現在、大動脈弁狭窄症の重症度を評価するための尺度の一つです。弁面積が1.0 cm ²未満の場合、重度の大動脈弁狭窄症とみなされます。^{[1] [2]}

大動脈弁狭窄症の弁面積を計算する方法は多数あります。最も一般的に使用される方法は、心エコー検査中に測定する方法です。これらの値の解釈では、通常、面積を体表面積で割って、患者の最適な大動脈弁口面積を算出します。

面積測定法とは、心室収縮期（弁が開いているはずの時期）に心エコー画像を取得して、大動脈弁の開口部を静止画像でトレースする手法です。この方法では弁面積を直接測定しますが、心エコー検査中のアーチファクトにより画像を取得するのが困難な場合があり、測定は技師が開いた大動脈弁の周囲を手動でトレースする必要があるため、その作業に依存します。これらの理由から、大動脈弁の面積測定法は日常的には行われていません。^{[引用が必要]}

連続の方程式は、2 つの領域の間にシャントがない場合、1 つの領域の血流が 2 番目の領域の血流と等しくなければならないことを示しています。実際には、左室流出路 (LVOT) からの血流が、大動脈弁レベルでの血流と比較されます。心エコー検査では、大動脈弁面積は、最も正確で推奨される方法である速度時間積分 (VTI) を使用して計算されます。LVOT を通る血流、または LV 拍出量 (cm ³単位) は、LVOT 直径 (cm 単位) を測定し、その値を 2 乗し、その値に 0.78540 (π/4) を掛けて LVOT の断面積 (cm ²単位) を算出し、その値に、パルス波ドップラーを使用したスペクトル ドップラー表示で測定された LVOT VTI (cm 単位) を掛けることで計算できます。これらから、連続波ドップラー法を用いてスペクトルドップラー表示で測定されたLV 拍出量（cm ^{3 ）を AV VTI（cm ）で割るだけで、大動脈弁の面積（cm 2} ）を簡単に計算できます。^{[引用が必要]}

拍出量 = 0.785(π/4) x 直径² x LVOT の VTI

LVOTの断面積 = 0.785(π/4) x LVOT直径²

${\displaystyle {\text{大動脈弁面積（cm）}}^{2}{\text{)}}={{\text{LVOT 直径}}^{2}\cdot 0.78540\cdot {\text{LVOT VTI}} \over {\text{大動脈弁 VTI}}}}$

この計算の最も弱い点は、LVOT 面積の測定にばらつきがあることです。これは、LVOT の寸法を二乗する必要があるためです。したがって、超音波検査技師は LVOT の直径を測定する際に細心の注意を払う必要があります。^[要出典]

LVOT 径の測定に誤差があると、連続式を使用して大動脈弁面積を計算する際に不正確さが生じる可能性があります。超音波画像や解剖学的構造によっては、測定が難しい場合があります。測定が不正確だと、LVOT の半径が 2 乗されるため、大動脈弁面積への影響が増幅されます。さらに、弁下狭窄や弁上狭窄の場合、大動脈弁面積と狭窄の推定が不正確になる可能性があります。

心エコー図とドップラー測定を使用して得られた弁面積を検証するために、特に得られた弁面積が手術を必要とする範囲内にあり、心拍出量が低い場合は、患者が不必要な手術を受けないように、Gorlin 式を使用して真の血行動態の左心カテーテル法のゴールド スタンダードを取得して検証する必要があります。^{[引用が必要]}

ゴーリンの式によれば、大動脈弁面積は、心室収縮期に大動脈弁を通過する流量を弁前後の収縮期圧勾配で割った値に定数を掛けたものに等しい。大動脈弁を通過する流量は、心拍出量（リットル/分で測定）を心拍数で割り（心拍周期あたりの流量を求める）、さらに収縮期駆出時間（秒/拍動で測定）で割って計算される（心室収縮あたりの流量を求める）。^{[引用が必要]} ${\displaystyle {\text{弁面積 (cm2)}}^{2}{\text{)}}={\frac {{\text{心拍出量 }}({\frac {\text{ml}}{\text{分}}})}{{\text{心拍数 }}({\frac {\text{拍動数}}{\text{分}}})\cdot {\text{収縮期駆出時間 (秒)}}\cdot 44.3\cdot {\sqrt {\text{平均圧較差 (mmHg)}}}}}}$

ゴーリンの式は弁を横切る血流と関係があります。このため、弁を横切る血流が少ない場合（つまり、心拍出量が少ない場合）、弁面積は狭窄していると誤って計算される可能性があります。真の勾配の測定は、ドブタミンなどの陽性変力剤を注入して一時的に心拍出量を増加させることで行われます。

ハッキ方程式^[3]はゴルリン方程式を簡略化したものであって、ほとんどの場合に数値が であるという観察に基づいている 。結果として得られる簡略化された式は次のようになる。 ${\displaystyle {\text{heart rate (bpm)}}\cdot {\text{systolic ejection period (s)}}\cdot 44.3\approx 1000}$

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

Agarwal-Okpara-Bao方程式は、Ramesh K. Agarwal、Emmanuel c Okpara、Guangyu Baoにちなんで名付けられた新しい形式のAVA評価方程式です。^{[4] [5]}これは、CFDシミュレーション結果と、Minners、Allgeier、Gohlke-Baerwolf、Kienzle、Neumann、Jander ^[6]によって得られた80の臨床データの多目的遺伝的アルゴリズムを使用した曲線フィッティングから導き出されました。Gorlin方程式、Agarwal-Okpara-Bao方程式、および臨床データから計算された結果の比較を右の図に示します。

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