血管内超声IVUS原理和应用
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 设备 • 成像的血管 • 基本数据 • 基本测量数据 (例如： MLA最小管腔面积, MSA最小支架面积, MSD
最小支架直径, 斑块负荷等) • 形态学特点 (例如： 斑块破裂, 血栓, 钙化, 夹层, 壁内血肿等) • 根据IVUS成像，治疗所发生的相应变化 • IVUS导致的并发症和相应处理
机械式探头导管准备
马达准备
将马达装入无菌袋中, 然后将马达连接到马达拖板上。 注意：当把 马达放在拖板上的时候，确保无菌袋展开良好,如马达就位良好,则马达上的 显示屏会显示数字。如马达未显示数字,说明马达与拖板连接不好.
机械式探头导管准备
连接导管
把超声导管连接到马达的导管连接孔中。确定IVUS导管的显像核心轴完全接触到位，但导管 不要安装太紧。确保显像导管平直,通过按马达上或主机上的“IMAGE”键即刻启动马达的显 像功能， 通过观察显示器上同心圆环的明亮图样，确定导管工作正常。检查导管显像核心的 部件是否完全抽回到IVUS鞘内，并把近端固定在拖板的卡槽上。
综合报告
• 包含基本报告所含有的信息. . . • 介入治疗前和/或治疗后三个主要的图像层面的定量分析: 远端血
管参考, 病变, 近端血管参考 • EEM CSA 外弹力膜横截面积 • Lumen CSA 管腔横截面积 • Plaque&media CSA 斑块和血管中层的横截面积Plaque burden
50% 病变？
血管内超声
IntraVascular UltraSound（IVUS）
更真,更细,更全的信息
IVUS 原理
• Ultrasound:
振动非常快而人耳无 法听到的声音
听力范围为20KHz 或 20,000每秒.
IVUS 原理
• 声波的测量单位为Hertz (Hz)
– 1 Hz = 每秒一个波周期
• MHz: 超声波的测量单位 – MHz越低, 图像穿透越深 （击鼓声）
– MHz越高, 图像质量越高
（小提琴声）
9 MHz 20 MHZ
IVUS 原理
超声波传感器:
– 将电能转化为声能的装置 – 也能将返回的声波转化为电能
机械式探头和相控阵式探头导管
• 机械式探头:
探测晶体为单片,在驱动轴上旋转 40 MHz, 单片晶体, 实时成像
IVUS 在DES 时代
• 病变严重程度的判断和确定
• 面积相对狭窄率 Percent Area Stenosis • 最小管腔面积 Minimal Lumen Area (MLA)
• 支架尺寸选择的测量
• 直径 : 远近端参照血管，狭窄病变处测量 • 病变长度测量 (使用纵轴)
• 支架植入后检查
IVUS -“ 活体的组织学 ”检查
内膜 超声探头
中膜 外膜
Boston Scientific/GALAXY Atlantis™ SR 40MHz Catheter
40MHz超声探头能清晰地显示血管的内膜、中膜、外膜和血栓， 对细小结构的识别能力更强。
机械式探头导管准备
排气
将包装内取出的3毫升和10毫升的注射器充满肝素生理盐水，通过三通阀与延长管连接， 完全排气后再与将延长管连接到显像核心轴上的单向连接端(如箭头3所示)，加压冲洗排 尽外鞘内的气体。 注意:在给导管做注水准备时不要弄湿IVUS导管的带有金属线路的马达插入端,否则将影响 图像质量.
机械式探头导管准备
自动回撤功能检测
手动在拖板上前后推移马达，切记在拖板上前后推动马达时,一定要在按住马达上的 “RELEASE”键时操作。否则会损坏马达.应该把马达放置在拖板的最前端，并在马达上按 “RESET”键使读数液晶屏上的自动回撤距离归零。
相控阵探头导管的准备
- 无需特别导管准备，即插即用
导管放置和显像
1. 在导丝上前推IVUS超声导管到感兴趣的血管/病变区，确保IVUS超声导管的探头(第二 个标记物)在要显像的血管/病变区远端. 2.按MDU马达或主机上的”IMAGE”键启动马达并核对图像。 3.保持IVUS超声导管和导丝固定不动，按下自动回撤（pullback）回退显像核心轴。 4.当扫描完成后，通过按“image”键停止马达。并维持导丝的位置不变，撤出超声导管。 5.当导管撤出后，用3毫升注射器向导管内注射肝素生理盐水，从而把导管内部残留的血 液排出,准备下一次显像。
• 确认支架贴壁和扩张良好
• 其他测量是用于研究. • 斑块负荷, 容积计算.
病变长度
病变严重程度的判断
最小管腔面积 (MLA)
最小管腔面积(MLA)
1. 在最窄的地方测量最小管腔面积 • 在冠脉血管的近端 2/3 段: <4.0 mm2 1 一般认为是明显血流限制 • 在左主干 <6.0 mm2 2 一般认为是明显血流限制
表现为围绕超声导管周围的一圈白色影像，它主要是超声换能器的声波振荡 引起的高幅干扰信号，常常会妨碍我们对导管周围近场图像的观察。
处理方法：a) 改进换能器 b)应用过滤器 c)导管进入血管腔后按下ringdown
按键。
环晕伪影
伪影的识别及应对
• 血液斑点（ Blood speckle）
表现为血管腔内的斑点状回声，超声的频率和血流速度决定斑点回声的强弱 。有时，较强的血液斑点与软斑块，增生的内膜及血栓难以区分开来。
- 全自动导管识别
- 无需肝素盐水除气泡
Eagle Eye Gold™ (20 MHz)
导管放置和显像
• 牢记在导丝和IVUS导管进入体内之前应预先给予 肝素---避免血栓形成
• 牢记在成像前应冠脉内注射硝酸甘油（即使血压 在临界低限）---避免冠脉痉挛
• 牢记在对左主干或右冠脉开口病变进行成像时， 应将指引导管撤至主动脉内---避免将指引导管误认 为成开口病变
1. Abizaid A, et al. Long term follow-up after percutaneous transluminal coronary angioplasty was not performed based on intravascular ultrasound findings: importance of lumen dimensions. Circulation. 1999 Jul 20; 100(3):256-261 2 Jasti V, et al. Correlations between fractional flow reserve and intravascular ultrasound in patients with ambiguous left main coronary artery stenosis. Circulation. 2004; 110:2831-2836
处理方法：适当松开Y阀，对严重狭窄进行预扩张后再放入IVUS导管。
伪影的识别及应对
• 不恰当导管位置伪影 GGuuidiidnignCgacthaettheer ter
Side Lobes
机械动力的回撤系统
• 建议采用 0.5mm/sec • 优点
• 获得的影像是按照从远端到近端的顺序---避免了在一根血管上来回 成像
• 58 岁男性有不稳定心绞痛， 前壁和下壁运动试验 EKG 改 变.
3.7mm2 管腔横截面积 95% IVUS 面积狭窄
IVUS在左主干病变
正常左主干开 口病人被误认 为病变而进行
CABG
参照段
10 mm
病人有严重 的左主干末 端狭窄，没 被识别，被 医生建议治
疗LAD
病变
管腔CSA = 11.9mm2 管腔直径 = 3.5mm
斑块负荷 • Area stenosis 面积狭窄 • Stent measurements 支架测量数据 • Lesion length 病变长度
IVUS - 应用范围
• 血管造影不能明确诊断的病例 • 对治疗方法的选择 • 评价治疗效果 • 远期随访性研究
正常血管 / 病变血管
正常
病变
软斑块 / 纤维斑块
IVUS 在临界病变判断 近段 LAD, LCX, RCA
Takagi, et al. Circulation 1999;100:250-5
临界狭窄判断:
如果在近端 LAD, LCX or RCA, 狭窄处的MLA ≤ 4 mm2 则该狭窄明显限制血流,应 该干预
IVUS发现临界病变的严重程度及形态
处理方法：通过指引导管向冠脉内注射造影剂或生理盐水，使组织过界显现
出来。
血液斑点
冲洗
伪影的识别及应对
• 不均匀旋转伪像 （Non-Uniform Rotation Distortion, NURD）
表现为图像扭曲变形，是由于机械旋转型导管的超声探头由于核心轴与外鞘之间 的摩擦而产生不均匀转动，使获得的图像失真。常发生于成角、扭曲或重度狭窄 的病变。
管腔 CSA = 18.3mm2 管腔直径 = 5.0mm
管腔 CSA = 3.6mm2 管腔直径 = 1.3mm
IVUS在分叉病变
IVUS可以对血管分支开口及斑块 位置和负荷进行精确的显示，从 而了解斑块特性，避免斑块移位
软斑块
纤维斑块
钙化
钙化
在钙化后面: 声学暗区
支架术后评价
扩张不全
贴壁不良
IVUS定量分析-面积和直径
直径和面积是“直接”测量
血管面积 (A2) 和血管 直径 (D2)
管腔面积 (A1) 和管腔直径 (D1)
IVUS定量分析
近端参照血管
病变部位
远端参照血管
9mm2
3 mm2
8 mm2
B1
B2
确定介入手术方法和选择尺寸
• 稳定、缓慢地回撤传感器可以避免在某一血管节段成像太快 • 使技术人员能够专注于血管影像，不用去担心超声导管的操作 • 可以测量病变的长度和容积 • 绝大多数的多中心研究和所有的系列研究均要求使用此系统 • 缺点 • 由于传感器不能在血管的某一特定部位长时间停留，因此对于重要
的感兴趣的节段不能进行充分的检查和评估
IVUS 图像质量
对比分辨力(灰阶/动态范围) ：
显示不同灰阶细微差别的回声能力，或者说区分 不同组织的能力。
低动态范围图像呈现出“非黑即白”的的 形式，缺乏中间过渡的灰阶水平。
高动态范围图像灰度渐变更丰富，使图像 更柔和细腻。
低动态范围图像 高动态范围图像
伪影的识别及应对
பைடு நூலகம்
• 环晕（Ringdown）
IVUS 图像质量
• IVUS图像质量主要由两个因素决定： 1. 空间分辨力 （轴向和侧向分辨力） 2. 对比分辨力(灰阶/动态范围)
IVUS 图像质量
空间分辨力（轴向和侧向分辨力）： 是超声图像分辨相邻微小目标的能 力。对40MHz 的超声导管为例， 其轴向分辨力为80-100μm，侧向 分辨力为 200-250 μm
IVUS在左主干病变
临界左主干狭窄评价: 如果左主干MLA ≤ 6 mm2 将明显限制血流,应该干预.
Abizaid, et al. J Am Coll Cardiol 1999;34:707-715
IVUS 评价左主干的狭窄严重程度, 而造影就不能
病例：IVUS与造影比较
60% Stenosis On Angiography
手动的回撤
• 以与自动回撤相似 (0.5毫米/秒)的慢速回撤导管 • 优点
– 通过在某一点停止回撤能够对感兴趣的局部进行详细检查。 • 缺点
– 如果回撤太快会遗漏对病变的发现 – 没有长度和容积的测量 – 前向和后向的导管移动会对以后回顾显像造成干扰
基本报告
• 患者一般资料 • 适应症 • IVUS步骤的简短说明
40MHz
• 相控阵式探头:
晶体不需要旋转 (VolcanoTM) 20 MHz, 64 片晶体, 合成图像
20MHz
IVUS成像原理
高频超声从血管壁反 射回来并返回系统
系统电路处理 后形成图像
IVUS准确反映冠脉血管壁组织学情况
• 图像表现 – 内膜病变 • 斑块是致密的,所以表 现为白色 – 中膜 • 由均匀的平滑肌细胞 构成,不反射超声波, 所以表现为圆型暗区 – 外膜 • 由胶原组成,反射大量 超声波,所以表现为白 色
IVUS原理和应用
血管造影-冠脉介入治疗的金标准
血管造影-冠脉介入治疗的金标准?
血管造影的局限 -造影角度的影响
Coronary Cross-Section
Angiogram Silhouette 75%
25%
血管造影的局限 - “安静”的病变
局限病变 弥散病变
50% 病变
Angiogram Silhouette
最小支架直径, 斑块负荷等) • 形态学特点 (例如： 斑块破裂, 血栓, 钙化, 夹层, 壁内血肿等) • 根据IVUS成像，治疗所发生的相应变化 • IVUS导致的并发症和相应处理
机械式探头导管准备
马达准备
将马达装入无菌袋中, 然后将马达连接到马达拖板上。 注意：当把 马达放在拖板上的时候，确保无菌袋展开良好,如马达就位良好,则马达上的 显示屏会显示数字。如马达未显示数字,说明马达与拖板连接不好.
机械式探头导管准备
连接导管
把超声导管连接到马达的导管连接孔中。确定IVUS导管的显像核心轴完全接触到位，但导管 不要安装太紧。确保显像导管平直,通过按马达上或主机上的“IMAGE”键即刻启动马达的显 像功能， 通过观察显示器上同心圆环的明亮图样，确定导管工作正常。检查导管显像核心的 部件是否完全抽回到IVUS鞘内，并把近端固定在拖板的卡槽上。
综合报告
• 包含基本报告所含有的信息. . . • 介入治疗前和/或治疗后三个主要的图像层面的定量分析: 远端血
管参考, 病变, 近端血管参考 • EEM CSA 外弹力膜横截面积 • Lumen CSA 管腔横截面积 • Plaque&media CSA 斑块和血管中层的横截面积Plaque burden
50% 病变？
血管内超声
IntraVascular UltraSound（IVUS）
更真,更细,更全的信息
IVUS 原理
• Ultrasound:
振动非常快而人耳无 法听到的声音
听力范围为20KHz 或 20,000每秒.
IVUS 原理
• 声波的测量单位为Hertz (Hz)
– 1 Hz = 每秒一个波周期
• MHz: 超声波的测量单位 – MHz越低, 图像穿透越深 （击鼓声）
– MHz越高, 图像质量越高
（小提琴声）
9 MHz 20 MHZ
IVUS 原理
超声波传感器:
– 将电能转化为声能的装置 – 也能将返回的声波转化为电能
机械式探头和相控阵式探头导管
• 机械式探头:
探测晶体为单片,在驱动轴上旋转 40 MHz, 单片晶体, 实时成像
IVUS 在DES 时代
• 病变严重程度的判断和确定
• 面积相对狭窄率 Percent Area Stenosis • 最小管腔面积 Minimal Lumen Area (MLA)
• 支架尺寸选择的测量
• 直径 : 远近端参照血管，狭窄病变处测量 • 病变长度测量 (使用纵轴)
• 支架植入后检查
IVUS -“ 活体的组织学 ”检查
内膜 超声探头
中膜 外膜
Boston Scientific/GALAXY Atlantis™ SR 40MHz Catheter
40MHz超声探头能清晰地显示血管的内膜、中膜、外膜和血栓， 对细小结构的识别能力更强。
机械式探头导管准备
排气
将包装内取出的3毫升和10毫升的注射器充满肝素生理盐水，通过三通阀与延长管连接， 完全排气后再与将延长管连接到显像核心轴上的单向连接端(如箭头3所示)，加压冲洗排 尽外鞘内的气体。 注意:在给导管做注水准备时不要弄湿IVUS导管的带有金属线路的马达插入端,否则将影响 图像质量.
机械式探头导管准备
自动回撤功能检测
手动在拖板上前后推移马达，切记在拖板上前后推动马达时,一定要在按住马达上的 “RELEASE”键时操作。否则会损坏马达.应该把马达放置在拖板的最前端，并在马达上按 “RESET”键使读数液晶屏上的自动回撤距离归零。
相控阵探头导管的准备
- 无需特别导管准备，即插即用
导管放置和显像
1. 在导丝上前推IVUS超声导管到感兴趣的血管/病变区，确保IVUS超声导管的探头(第二 个标记物)在要显像的血管/病变区远端. 2.按MDU马达或主机上的”IMAGE”键启动马达并核对图像。 3.保持IVUS超声导管和导丝固定不动，按下自动回撤（pullback）回退显像核心轴。 4.当扫描完成后，通过按“image”键停止马达。并维持导丝的位置不变，撤出超声导管。 5.当导管撤出后，用3毫升注射器向导管内注射肝素生理盐水，从而把导管内部残留的血 液排出,准备下一次显像。
• 确认支架贴壁和扩张良好
• 其他测量是用于研究. • 斑块负荷, 容积计算.
病变长度
病变严重程度的判断
最小管腔面积 (MLA)
最小管腔面积(MLA)
1. 在最窄的地方测量最小管腔面积 • 在冠脉血管的近端 2/3 段: <4.0 mm2 1 一般认为是明显血流限制 • 在左主干 <6.0 mm2 2 一般认为是明显血流限制
表现为围绕超声导管周围的一圈白色影像，它主要是超声换能器的声波振荡 引起的高幅干扰信号，常常会妨碍我们对导管周围近场图像的观察。
处理方法：a) 改进换能器 b)应用过滤器 c)导管进入血管腔后按下ringdown
按键。
环晕伪影
伪影的识别及应对
• 血液斑点（ Blood speckle）
表现为血管腔内的斑点状回声，超声的频率和血流速度决定斑点回声的强弱 。有时，较强的血液斑点与软斑块，增生的内膜及血栓难以区分开来。
- 全自动导管识别
- 无需肝素盐水除气泡
Eagle Eye Gold™ (20 MHz)
导管放置和显像
• 牢记在导丝和IVUS导管进入体内之前应预先给予 肝素---避免血栓形成
• 牢记在成像前应冠脉内注射硝酸甘油（即使血压 在临界低限）---避免冠脉痉挛
• 牢记在对左主干或右冠脉开口病变进行成像时， 应将指引导管撤至主动脉内---避免将指引导管误认 为成开口病变
1. Abizaid A, et al. Long term follow-up after percutaneous transluminal coronary angioplasty was not performed based on intravascular ultrasound findings: importance of lumen dimensions. Circulation. 1999 Jul 20; 100(3):256-261 2 Jasti V, et al. Correlations between fractional flow reserve and intravascular ultrasound in patients with ambiguous left main coronary artery stenosis. Circulation. 2004; 110:2831-2836
处理方法：适当松开Y阀，对严重狭窄进行预扩张后再放入IVUS导管。
伪影的识别及应对
• 不恰当导管位置伪影 GGuuidiidnignCgacthaettheer ter
Side Lobes
机械动力的回撤系统
• 建议采用 0.5mm/sec • 优点
• 获得的影像是按照从远端到近端的顺序---避免了在一根血管上来回 成像
• 58 岁男性有不稳定心绞痛， 前壁和下壁运动试验 EKG 改 变.
3.7mm2 管腔横截面积 95% IVUS 面积狭窄
IVUS在左主干病变
正常左主干开 口病人被误认 为病变而进行
CABG
参照段
10 mm
病人有严重 的左主干末 端狭窄，没 被识别，被 医生建议治
疗LAD
病变
管腔CSA = 11.9mm2 管腔直径 = 3.5mm
斑块负荷 • Area stenosis 面积狭窄 • Stent measurements 支架测量数据 • Lesion length 病变长度
IVUS - 应用范围
• 血管造影不能明确诊断的病例 • 对治疗方法的选择 • 评价治疗效果 • 远期随访性研究
正常血管 / 病变血管
正常
病变
软斑块 / 纤维斑块
IVUS 在临界病变判断 近段 LAD, LCX, RCA
Takagi, et al. Circulation 1999;100:250-5
临界狭窄判断:
如果在近端 LAD, LCX or RCA, 狭窄处的MLA ≤ 4 mm2 则该狭窄明显限制血流,应 该干预
IVUS发现临界病变的严重程度及形态
处理方法：通过指引导管向冠脉内注射造影剂或生理盐水，使组织过界显现
出来。
血液斑点
冲洗
伪影的识别及应对
• 不均匀旋转伪像 （Non-Uniform Rotation Distortion, NURD）
表现为图像扭曲变形，是由于机械旋转型导管的超声探头由于核心轴与外鞘之间 的摩擦而产生不均匀转动，使获得的图像失真。常发生于成角、扭曲或重度狭窄 的病变。
管腔 CSA = 18.3mm2 管腔直径 = 5.0mm
管腔 CSA = 3.6mm2 管腔直径 = 1.3mm
IVUS在分叉病变
IVUS可以对血管分支开口及斑块 位置和负荷进行精确的显示，从 而了解斑块特性，避免斑块移位
软斑块
纤维斑块
钙化
钙化
在钙化后面: 声学暗区
支架术后评价
扩张不全
贴壁不良
IVUS定量分析-面积和直径
直径和面积是“直接”测量
血管面积 (A2) 和血管 直径 (D2)
管腔面积 (A1) 和管腔直径 (D1)
IVUS定量分析
近端参照血管
病变部位
远端参照血管
9mm2
3 mm2
8 mm2
B1
B2
确定介入手术方法和选择尺寸
• 稳定、缓慢地回撤传感器可以避免在某一血管节段成像太快 • 使技术人员能够专注于血管影像，不用去担心超声导管的操作 • 可以测量病变的长度和容积 • 绝大多数的多中心研究和所有的系列研究均要求使用此系统 • 缺点 • 由于传感器不能在血管的某一特定部位长时间停留，因此对于重要
的感兴趣的节段不能进行充分的检查和评估
IVUS 图像质量
对比分辨力(灰阶/动态范围) ：
显示不同灰阶细微差别的回声能力，或者说区分 不同组织的能力。
低动态范围图像呈现出“非黑即白”的的 形式，缺乏中间过渡的灰阶水平。
高动态范围图像灰度渐变更丰富，使图像 更柔和细腻。
低动态范围图像 高动态范围图像
伪影的识别及应对
பைடு நூலகம்
• 环晕（Ringdown）
IVUS 图像质量
• IVUS图像质量主要由两个因素决定： 1. 空间分辨力 （轴向和侧向分辨力） 2. 对比分辨力(灰阶/动态范围)
IVUS 图像质量
空间分辨力（轴向和侧向分辨力）： 是超声图像分辨相邻微小目标的能 力。对40MHz 的超声导管为例， 其轴向分辨力为80-100μm，侧向 分辨力为 200-250 μm
IVUS在左主干病变
临界左主干狭窄评价: 如果左主干MLA ≤ 6 mm2 将明显限制血流,应该干预.
Abizaid, et al. J Am Coll Cardiol 1999;34:707-715
IVUS 评价左主干的狭窄严重程度, 而造影就不能
病例：IVUS与造影比较
60% Stenosis On Angiography
手动的回撤
• 以与自动回撤相似 (0.5毫米/秒)的慢速回撤导管 • 优点
– 通过在某一点停止回撤能够对感兴趣的局部进行详细检查。 • 缺点
– 如果回撤太快会遗漏对病变的发现 – 没有长度和容积的测量 – 前向和后向的导管移动会对以后回顾显像造成干扰
基本报告
• 患者一般资料 • 适应症 • IVUS步骤的简短说明
40MHz
• 相控阵式探头:
晶体不需要旋转 (VolcanoTM) 20 MHz, 64 片晶体, 合成图像
20MHz
IVUS成像原理
高频超声从血管壁反 射回来并返回系统
系统电路处理 后形成图像
IVUS准确反映冠脉血管壁组织学情况
• 图像表现 – 内膜病变 • 斑块是致密的,所以表 现为白色 – 中膜 • 由均匀的平滑肌细胞 构成,不反射超声波, 所以表现为圆型暗区 – 外膜 • 由胶原组成,反射大量 超声波,所以表现为白 色
IVUS原理和应用
血管造影-冠脉介入治疗的金标准
血管造影-冠脉介入治疗的金标准?
血管造影的局限 -造影角度的影响
Coronary Cross-Section
Angiogram Silhouette 75%
25%
血管造影的局限 - “安静”的病变
局限病变 弥散病变
50% 病变
Angiogram Silhouette