Aortic regurgitant flow by color Doppler measurement of the local velocity 7 mm above the leak orifice –¶Part 1: in vitro measurements

Zusammenfassung

Die Flußkonvergenz-Methode dient der Bestimmung des Flusses durch Ostien unbekannter Größe. Sie wurde validiert für plane Lochblenden und AV-Klappen. Ihre Anwendung bei Aorteninsuffizienz wird jedoch erschwert durch die komplexe Anatomie der Klappe sowie des Bulbus und die dadurch bedingte Deformierung des konvergierenden Flusses: Der offene Winkel, den die Klappenränder bilden, bewirkt relativ niedrigere Geschwindigkeiten in der Nähe des Leckostiums, was zur Unterschätzung des Flusses führt. Die seitliche Begrenzung der Flußkonvergenzregion durch die Wand der Aorta ascendens bewirkt relativ erhöhte Geschwindigkeiten in größerer Entfernung zum Leck und kann dadurch zur Überschätzung des Flusses führen. Diese Untersuchung prüfte unsere Hypothese, daß es dazwischen, nämlich in mittlerem Abstand zum Leck, eine Region gibt, in der diese beiden Einflüsse auf das Flußmuster minimal sind, so daß dort die lokale Geschwindigkeit nur eine Funktion des Flusses ist.

In einem Strömungsmodell zur Simulation einer Aorteninsuffizienz wurde die Flußkonvergenzregion mit dem Farbdoppler unter verschiedenen Anlotrichtungen dargestellt (in der Mittellinie analog zum apikalen und von 60° lateral analog dem parasternalen Zugang). Geschwindigkeitsprofile durch die Flußkonvergenz-Region wurden erstellt entlang der Linie vom Schallkopf zum Leck. Im 7 mm Abstand zum Leck fand sich ein einheitlicher Wert für den Quotienten aus der lokalen Geschwindigkeit v_{(7 mm)} durch Fluß (v_{(7 mm)}/Q=0,28cm⁻²). Änderungen der Lochgröße (3,5 vs. 7 mm), seiner Lokalisation (zentrales vs. randständiges Loch), des Öffnungswinkels (planare Lochblende vs. inverser Trichter) oder der Anlotrichtung hatten nur minimalen Einfluß auf v_{(7 mm)}/Q.

Somit weist die Flußkonvergenz-Region der Aorteninsuffizienz einen uniformen Wert auf für v_{(7 mm)}/Q. Innerhalb der hier untersuchten Grenzen spiegelt daher die v_{(7 mm)} direkt den Regurgitationsfluß wider, unabhängig von Variationen der Klappenanatomie oder der Anlotrichtung.

Summary

Aims: The flow convergence method enables the determination of flow across restrictive orifices. It was validated for planar orifice plates and atrioventricular valves. However, its quantitative application to aortic regurgitation is complicated due to the complex valve anatomy which distorts the converging flow field. An open angle formed by the leaflets causes relatively lower velocities in the region near the orifice, resulting in underestimation of flow. Confinement of the flow convergence region by the ascending aorta relatively increases the velocities at greater distance to the orifice and can cause overestimation of flow. We hypothesized that there is a region at intermediate distance to the orifice, where both these effects on the flow field are minimal, so that the local velocity there is only a function of flow. Methods and results: In a flow model, aortic regurgitation was simulated. The flow convergence was imaged by color Doppler. Different scanning directions were used (analogue to apical and parasternal approach). Velocity profiles across the flow convergence were read along the line from the scanhead to the orifice. At a distance of 7 mm to the orifice, a uniform value was found for the ratio of local velocity v_{(7 mm)}/flow (=0.28cm⁻²). Variations in size (3.5 to 7 mm), site (central versus lateral) and leaflet angle (planar versus inverted funnel) of the orifice and in the scanning approach had only a minimal effect on this value. Conclusion: The aortic regurgitant flow convergence is characterized by a relatively uniform V _{(7 mm)}/Q. Independent of variations in the anatomy and the scanning approach, this value directly reflects flow.