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血管内超声及其他冠脉显影技术培训教材冠脉造影技术利用对比剂充填的管腔轮廓的改变间接反应冠状动脉壁上的病变，对管腔狭窄程度的判断依赖邻近正常的参照血管，而动脉粥样硬化病变常为弥漫性，被作为参照的血管节段的冠脉往往存在粥样硬化病变，加上在病变的发生发展过程中血管本身常以重构的方式发生扩大（正性重构）或挛缩（负性重构），因此冠状动脉造影技术无论在定性还是定量评价冠状动脉粥样硬化病变方面均存在方法学上的局限性冠状动脉内超声（coronary intravascular ultrasound,IVUS）是近年来发展起来的新型的超声显像技术，其研究始于20世纪60年代直到80年代中期才取得较大进展，90年代初应用于临床，解决了常规冠状动脉造影的不足,它对冠状动脉血管可360°横截面显像，研究表明，冠状动脉内超声可以清晰显示血管腔形态、血管壁及粥样硬化斑块形态学特征；可以精确测量血管腔径及截面积；了解粥样斑块形态及性质比冠状动脉造影具有明显的优越性，离体及在体研究均显示IVUS评价管壁斑块的组成成分与病理组织学组成高度一致性首次实现在活体上对冠状动脉进行定性、定量显像其特点为直观、准确，被认为是诊断冠心病新的“金标准”。

一 血管内超声显像（一）仪器和成像原理 冠脉内超声主要由带微型换能器探头的导管和成像系统组成，超声导管主要有两种设计类型，即机械旋转型和相控阵型，机械旋转型导管缺点是如果在弯曲的血管段，驱动轴的不均匀转动将导致图像的变形以及连接晶体的导线产生的声影引起图像回声的失落相控阵型缺点图像分辨率较机械探头稍差，在导管周边存在超声的死区IVUS导管顶端带有微型化的压电晶体超声换能器，即探头（probe），当受到交变电场激发时快速振动发出超声波超声波在超声介质中呈束状传播，当遇到具有不同声阻抗（acoustic impedance）的两种介质的界面时它会产生散射（scattering）和反射（reflection），反射的超声波碰击压电晶体时产生电信号，传递到图像处理系统根据超声波在探头与界面之间的往返时间和在介质中的传播速度可以计算出探头与反射界面的距离由于组织的性质不同，对超声的吸收和反射不同，不同组织之间存在声学的界面，因此可以根据接收到的超声信号的强弱以不同灰阶的形式显示出来，据此判断病变的性质和程度，这是IVUS二维超声显像的基本原理由于单一的换能器发出的超声呈扇形，因此需要多个环形排列的换能器才能进行360°的图像成像，另一种方法是旋转换能器或旋转导管顶端的反射镜（图1-2）。

血管内超声多普勒检查则是利用多普勒原理计算超声波回声的频率变化（即频移）来探测移动物体如血流的速度 目前所用的IVUS仪器基本结构相似，由IVUS超声导管（ultrasound catheter）、导管回撤系统（pullback system）和超声主机（imaging console）三部分构成 超声导管  IVUS导管的种类有很多，一般可以根据靶血管来选择超声导管的外径和频率超声导管直径多为2.6～3.5F（0.87～1.17mm）适合于冠状动脉或周围血管(如腹主动脉)的成像需要，用于冠状动脉内的超声导管直径多为2.6～3.2F（0.87～1.07mm）超声导管的核心部件是安装于导管顶端的压电晶体换能器一般来说，换能器发放的超声频率越高，其分辨力（resolution）越高，但穿透力（penetration）就越低用于冠状动脉内显像的超声探头的频率较高（20～45MHz），适合于近距离成像轴向（axial）和侧向（lateral）的分辨力（resolution）分别约为100～120μm和200～250μm，探测深度为8～20 mm，其分辨力和穿透力取得较好的平衡，能对冠状动脉病变提供高质量的图象。

频率过高时血液中红细胞的大量散射可能产生较多的伪差，同时声束的穿透力减低；而频率较低的晶体其分辨力随之下降，一般只用于心腔内和主动脉内的超声显像(9MHz）) 根据超声导管晶体换能器的构成不同，IVUS导管主要分为两种：机械旋转型mechanically rotating transducer和电子相控阵型electronically  switched multi-element array transducer（图1-1） 图1-1 IVUS导管模式图 A 机械旋转阵型；B 电子相控阵型图1-2波科IVUS导管（Atlantis SR Pro）外形图图1-3波科IVUS导管（Atlantis SR Pro）顶端放大图1. 机械旋转型：机械旋转探头利用外置的马达和驱动轴旋转安装于导管顶端的单一压电晶体换能器，旋转速度通常为1800转/分，可以每秒30帧的速度成像目前所应用的机械旋转型超声仪器主要为美国波士顿科学（Boston Scientific）公司的ClearView 和GALAXY 2系统，很快将会推出iLAB系统，操作更方便（图1-2至图1-4）带有超声换能器的导管在保护鞘内旋转，可避免对血管的损伤，进行检查时，保护鞘保留在血管腔内，启动马达旋转和回撤保护鞘内的超声导管。

在将机械旋转型导管送入体内之前，一定要排除导管保护鞘内的空气，否则空气会影响声波的传导而导致图象质量的明显下降甚至图像无法产生目前所用的导管均采用单轨形式，经0.014英寸的导引导丝送入需要成像的节段导管前端的单轨部分较短，导管也较柔软，因此通过扭曲和严重狭窄病变的能力相对较差，此时可因导管的不均匀旋转而产生图像的变形，即不均匀旋转伪像（non-uniform rotational distortion, NURD）；位于超声探头周围的导丝也可被成像，即导丝伪像（guide-wire artifact），对这两种情况应加以识别 2. 电子相控阵型：电子相控阵型探头采用环行安置于导管顶端的64个换能器，导引导丝的轨道作用较好，导管的推送能力较优目前由美国VALCANO公司(原为Endosonics公司)生产（图1-5）由于没有活动的部分，电子相控阵型超声导管不会产生NURD，但可能产生明显的环晕伪像（ring-down artifact），需在导管探头送出指引导管但在刚进入冠状动脉时加以去除此伪像新一代的电子相控阵型血管内超声图像质量已有明显的提高，与机械旋转型无显著的差别利用相控阵型IVUS成像系统，还可以根据病变回声性质的不同，标上各种颜色，分别代表不同性质的病变，即虚拟组织学成像（Virtual Histology，VH），可进一步明确斑块的组织学成分，帮助识别不稳定的病变。

图像处理系统负责将接收到的超声信号处理后在荧光屏上实时显示图像，随着技术的改进，目前所用的图像处理系统均有血管实时三维重建功能要实现此功能，需要采用经马达控制的自动回撤系统，以0.5～1.0mm/s速度匀速回撤导管以采集系列的图象，图象处理系统可进行不同矢状面的血管纵轴成像，用于判断病变的长度、累及范围和与分支血管的关系 回撤系统：随着技术的改进，目前所用的图像处理系统均可以使用自动回撤系统（图1-5）设置基准点（如边支、静脉、钙化或纤维化沉积物）后自动回撤，其优势体现在：1有助于日后回顾时能够清楚地知道探头所在位置；2便于序列研究时的前后对比；3使用IVUS测量病变长度指导介入治疗时，自动回撤系统是唯一准确和可重复的方法但自动回撤系统也有其局限性，尤其是冠状动脉开口和分叉病变，狭窄最严重的部位往往只有0.5-2 mm这种情况下，进行机械自动回撤以后还需要对严重狭窄部位进行手工回撤检查以便仔细观察通过恒速马达匀速回撤导管，行进速度可控制在0.5～1.0 mm/s之间，多数使用0.5 mm/s对采集到的系列图像进行处理，并实时进行血管三维重建 超声主机：通过电子线路控制超声导管顶端的晶体发射和接收超声信号，并对接收到的超声信号进行处理，在荧光屏上实时显示血管的横断面超声图像（图1-7和图1-8）。

通过成像主机可以选择超声导管的类型、频率和测量深度，并由键盘输入病人的有关信息，还可以进行二维图像定量分析，测量血管的直径和面积所有图像可采用录像带和数字化光盘进行记录和保存，以便回放分析，均配备打印设备二）操作方法（1） IVUS导管推送过程通过0.014英寸的导引导丝（guidewire）将IVUS导管送至靶病变部位的远端，操作方法与快速交换PTCA球囊导管基本相同2）图像方位的确定进行序列检查（serial studies），轴向标志物的选择非常重要，轴向标志物可以选择在血管内，也可以选择在血管周围（如边支、静脉、钙化或纤维化沉积物）Hausmann等人通过对2207例IVUS检查的分析认为，IVUS导管经由左主干（LM）进入前降支（LAD）或回旋支（LCX）之前就应确定图像的方位进入LAD，LCX应位于9点的位置；进入LCX，LAD应位于3点的位置根据这个定位，进入LAD，对角支应位于图像左边8-12点之间，间隔支应位于图像下方2-8点的位置；进入LCX，钝缘支应位于图像右边12-6点的位置图像方位确定以后将IVUS导管送入靶病变远端，图像质量调整到最佳，然后开始录像3） IVUS导管回撤过程一般采用从远端往近端以一定的速度连续回撤（手动或自动）的方法进行检查，然后对感兴趣的部位再进行手动重点检查，尤其是在使用自动回撤装置时中间不要随意停顿，否则会影响重建的图像的准确性，将图像记录在光盘或录像带上，可供事后分析。

通过自动回撤（速度一般为0.5-1 mm/s）装置，可计算测量观察血管段的长度    通过上述操作过程可以观察到血管内及血管壁的情况，进行一系列的定性和定量分析，明确冠状动脉硬化斑块的特性，测量血管和斑块的径线，计算血管狭窄程度和观察血管段长度 （三）操作过程中的注意事项由于IVUS导管本身具有一定的直径，在冠脉狭窄病变严重时会明显加重或诱发心肌缺血，在检查时需要注意检测患者的病情包括压力、心电图和症状等，尤其是左主干或开口部位病变严重时需要控制检查时间，防止冠脉堵塞造成严重后果机械旋转型导管排出空气的操作必须在体外进行回撤导管过程中Y形止血阀不宜旋的过紧，需要注意保持指引导丝位置的固定，尤其是回撤相控阵型IVUS导管时冠脉内注射200ug硝酸甘油可以减少导管刺激可能诱发的血管痉挛加用3000u肝素可预防血栓的形成1. IVUS导管外径比多数PTCA球囊导管大，因此对扭曲和严重狭窄病变的通过能力较差，因此在操作过程中导引导管需要保持相对固定以提供较好的支撑力；2. 导引导丝的尖端需置于靶病变远端，而IVUS导管不能载于导引导丝软垂的尖端向前推送，而且为便于IVUS导管通过扭曲和狭窄病变，应选用支撑力强的导丝；3. 为了避免血管损伤，IVUS导管应该尽量避免送入细小血管的远端；4. 进行支架测量时动作需轻柔，避免损伤支架。

四）IVUS图像判断1．正常冠脉 冠状动脉在超声下往往是三层结构，但与组织学上的内、中、外膜不完全对应，三层结构代表的是不同的声学界面（图1-1）图1-1 正常血管的三层结构红箭头指向内膜，黄箭头指向中膜，绿箭头指向外膜 1. 最内层包括内膜（intima）和内弹力膜（internal elastic membrane），在病变血管还包括动脉粥样硬化斑块（atheroma）相对于管腔和中膜，内层增厚或有斑块时回声相对较强2. 第二层是中膜（media），超声下多显示为无回声层在某些病例，由于内膜或外弹力膜（external elastic membrane, EEM）强反射的影响，中膜图像可能看不到而在另一些病例，由于信号衰减及内弹力膜弱反射的缘故，中膜图像看起来有点儿比较厚3. 最外层包含外膜（a。