血管内超声IVUS原理和应用.ppt

1、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

2、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

3、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/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。 中膜 内膜 超声探头 外膜 IVUS -“ 活体的组织学活体的组织学 ” 检查检查 机械式探头导管准备机械式探头导管准备 l 排气 将包装内取

4、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机械式探头导管准备 l 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机械式探头导

5、管准备 l 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机械式探头导管准备 l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

6、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

7、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： 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

8、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

9、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，

10、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 catheterGuiding 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

11、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 手动的回撤手动的回撤 基本报告基本报告 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 ,

12、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 100(3):256-261 2 Jasti V, et al. Correlations between fractional flow reserve and intravascular ultrasound in patients with ambigu

13、ous 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

14、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 . 60% Stenosis On Angiography 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 3.7mm2 管腔横截面积 95% IVUS 面积狭窄 参照段 病变10 mm 管腔管腔 CSA = 18.3mm2 管腔直径管腔直径 = 5.0mm 管腔管腔 CSA = 3.6mm2 管腔直径管腔直径 = 1.3mm 管腔管腔 CSA = 11.9mm2 管腔直径管腔直径 = 3.5mm 正常左主干开正常左主干开 口

15、病人被误认口病人被误认 为病变而进行为病变而进行 CABG 病人有严重病人有严重 的左主干末的左主干末 端狭窄，没端狭窄，没 被识别，被识别， 被被 医生建议治医生建议治 疗疗 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 近端参照血管 病变位置 远端参

16、照血管 B1 B2 8 mm23 mm29mm2 20MM 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:

17、184-192 Source: Image from Boston Scientific 扩张不全常规地发生 (POSTIT)1 IVUS检查支架贴壁（ Apposition） IVUS检查 Source: Image from Boston Scientific 血管壁 支架梁 造影图像 IVUS评价是否需要后扩 后扩策略 : 使用比支架长度短的非顺应性球囊 proximal reference tightest site (MSA) distal reference 治疗前 支架术后 后扩张后 扩张不全 1.5mm0 7.5mm 小的支架边缘撕裂小的支架边缘撕裂 撕裂撕裂 IVUS鉴别支架内再狭窄 ISR IVUS检查 ISR 可能发现在前次治疗中扩张不全的支架 因为 IVUS检查将斑块和支架可视化， IVUS 检查能够发现支架术失败的真正原因 , 并且 经常发现扩张不全的支架 IVUS 在 PCI中的指怔 Thank You！