IVUS原理和应用

,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,Angiogram Silhouette,Coronary Cross-Section,75%,25%,Angiogram Silhouette,局限病变,弥散病变,50% 病变,50% 病变？,血管造影的局限 - “安静”的病变,IntraVascular UltraSound（IVUS）,血管内超声,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.,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）,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,IVUS 原理,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 相控阵式探头: 晶体不需要旋转 (VolcanoTM) 20 MHz, 64 片晶体, 合成图像,40MHz,20MHz,机械式探头和相控阵式探头导管,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成像原理,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,Boston Scientific/GALAXYAtlantis 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。,中膜,内膜,超声探头,外膜,IVUS -“ 活体的组织学 ”检查,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,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。,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。,Eagle Eye Gold (20 MHz),- 无需特别导管准备，即插即用- 全自动导管识别- 无需肝素盐水除气泡,相控阵探头导管的准备,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,导管放置和显像,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。,IVUS图像质量主要由两个因素决定：空间分辨力 （轴向和侧向分辨力）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80-100m，侧向分辨力为 200-250 m,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,IVUS 图像质量,环晕（Ringdown）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。,伪影的识别及应对,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。 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。,冲洗,血液斑点,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。 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。,Side Lobes,Guiding catheter,Guiding Catheter,伪影的识别及应对,不恰当导管位置伪影,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,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,手动的回撤,基本报告,患者一般资料适应症IVUS步骤的简短说明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,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 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,软斑块,纤维斑块,钙化,钙化,在钙化后面: 声学暗区,扩张不全,贴壁不良,支架术后评价,管腔面积 (A1) 和管腔直径 (D1),血管面积 (A2) 和血管直径 (D2),直径和面积是“直接”测量,IVUS定量分析-面积和直径,确定介入手术方法和选择尺寸,近端参照血管,病变部位,远端参照血管,B1,B2,8 mm2,3 mm2,9mm2,IVUS定量分析,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)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,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):256-2612 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,IVUS 在临界病变判断近段 LAD, LCX, RCA,Takagi, et al. Circulation 1999;100:250-5,IVUS发现临界病变的严重程度及形态,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在左主干病变,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,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.,58 岁男性有不稳定心绞痛，前壁和下壁运动试验 EKG 改变.,病例：IVUS与造影比较,参照段,病变,10 mm,管腔 CSA = 18.3mm2管腔直径 = 5.0mm,管腔 CSA = 3.6mm2管腔直径 = 1.3mm,管腔CSA = 11.9mm2管腔直径 = 3.5mm,正常左主干开口病人被误认为病变而进行CABG,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,IVUS在左主干病变,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,IVUS评价异常病变形态,IVUS 发现异常的病变形态,在复杂病变如钙化，撕裂，血管瘤，血栓等情况下，IVUS可以准确反应真实病变情况。,Calcium,0,1.5,4.5 mm,因严重钙化在造影上引起的模糊病变形态,IVUS评价异常病变形态,IVUS在PCI尺寸选择,支架植入后面临的问题,支架贴壁不良,支架边缘撕裂,支架扩张不全,斑块在支架内脱垂,扩张不全现象常规地发生 (POSTIT)1,关于扩张不全（ Underexpansion）,POSTIT 试验1临床结果:在支架植入之后的IVUS检查，仅在29%的病人中发现理想的支架释放不理想的支架植入原因: 不是因为支架尺寸选小，而是因为支架输送球囊没有能力将支架完全扩张到命名的尺寸. 1Brodie et al, Catheterization and Cardiovasc Int 2003. 59:184-192,Source: Image from Boston Scientific,扩张不全常规地发生 (