近位等速表面積 (PISA)

PISA（近位等速表面積）による流体力学計算

PISA（近位等速表面積）は、液体が円形のオリフィスを流れる際に発生する現象です。 流れはオリフィスのすぐ近くで収束し、加速される。 流れが変化することで、いくつかの層からなる半球が形成される。 各層内では流速は等しい（図1）。

PISAは半球そのものである。 2D画像では半円形に見える（図1）。 PISAの半径から開口部の直径を計算することができる。 これは狭窄や逆流の面積を計算することができるため、臨床上重要な意味を持つ。 このような面積の推定は、大動脈弁狭窄症、大動脈弁閉鎖不全症、僧帽弁狭窄症、僧帽弁閉鎖不全症などの弁膜症管理における基本的なものである。 PISAの半径は、半球の表面からオリフィス内にあるドップラービームの最狭部まで測定します（図2）

カラードップラーは、PISAを明らかにするために使用されます。 先に述べたように、ナイキスト限界より大きな速度を解析するためにカラードップラーを使用すると、エイリアシングが発生します。 エイリアシングは、流れの方向と速度のどちらも決定できないことを意味します。 その結果、ドップラー信号の色が変化し、青が赤に、赤が青に変化する。 カラードップラーでは、エイリアシングは通常、流速が0.5m/sを超えると発生し、これは重大な狭窄や逆流がある場合に一般に発生する。 PISAを最適に評価するには、PISAが半円の形状になるまでナイキスト限界を調整する必要がある。 PISAの半径と面積は次のように計算されます：

areaPISA = 2 – π – rPISA2

流量（Q）は、PISAを使って次のように計算できます：

QPISA = areaPISA – valiasing
valiasing = aliasing speed

連続性の原理に従って、PISAでの流量はオリフィス自体を通る流量と同等でなければなりません。 このことは、PISAが逆流量の定量化に使用できることを意味する。 僧帽弁逆流（MR）の場合、逆流面積は次の式を用いて計算できる：

areaMR = 2 – π – rPISA – (valiasing / VmaxMR)
MR = 僧帽弁逆流、VmaxMR = 僧帽弁逆流の最大速度、aliasing = エイリアス処理速度。

この式は実際には大静脈の面積を計算しており（図3）、これは開口部の面積とほぼ同じである。 この面積MRはEROA（Effective Regurgitant Orifice Area）とも呼ばれる。