  1 什么是血管内超声？ 冠状动脉造影的应用极大地促进了冠心病的诊断和治疗，因此一度被称为冠心病诊断的“金标准”。实际上，对评价冠状动脉腔内的病变而言，冠脉造影的影像有很大的局限性。如图一所示，对不规则的血管腔内狭窄而言，不同的投照角度可能会出现不同的结果，当病变部位迂曲、位于分叉部位或左主干开口时，冠脉造影往往很难精确地评估血管的狭窄程度。腔内影像学检查能很好地弥补冠状动脉造影的不足，而血管内超声（intravascular ultrasound，IVUS）是目前应用最为广泛的腔内影像技术，它通过导管技术将微型超声探头送入血管腔内，显示血管横截面图像，从而提供在体血管腔内影像（图二）。IVUS能够精确测定管腔、血管直径以及判断病变严重程度及性质，在提高对冠状动脉病变的认识和指导介入治疗方面起了非常重要的作用。以下我们一起来了解有关血管内超声的基础知识。  图一 冠脉造影评估腔内病变的局限性示意图  图二 血管内超声成像原理示意图 2 血管内超声的基本影像 正常冠状动脉影像 正常冠状动脉的血管壁由具有不同回声特性的层状结构组成，在IVUS影像上呈现3层结构：内层代表内膜和内弹力膜，表现为纤薄的白色回声带；中层为无回声层（黑色或暗灰色），代表中膜；外层有特征性的“洋葱皮”样表现，代表外膜和外膜周围的组织（图三）。血管的外膜边界通常无法识别，主要是由于外膜和周围组织无明显的回声差异。值得注意的是，IVUS上的3层结构并不真正代表血管的3层结构，仅有两个清楚的界面与组织学对应，为管腔-内膜交界面和中膜-外膜交界面。图四显示了正常冠状动脉完整的IVUS影像。  图三 IVUS影像中动脉壁的三层结构  图四 正常IVUS影像的示意图 IVUS影像中的基本概念 边界的识别 在IVUS上呈现的3层动脉壁结构中，IVUS定量测定时最常用两个声学边界：一个是内膜与管腔之间的边界，另一个为中膜与外膜之间的边界。一般来讲，中膜和外膜的边界非常清晰，经常以此来测定中膜-外膜交界面的面积，也称为外弹力膜（external elastic membrane，EEM）横截面积（cross sectional area，CSA）；而病变部位的内膜与血管腔的边界有时较为模糊，需要仔细识别（图五）   图五 内膜-血管腔边界以及中膜-外膜边界 IVUS测量指标 确定管腔边界后可开始测量各种参数，需要强调的是，测量中以下各项径线是以经过管腔的几何中心而不是超声导管中心。 管腔横截面积：内膜-血管腔边界围绕的区域（图五）。其中血管腔狭窄最严重处的管腔面积称为最小管腔面积（minimal lumen area，MLA）。 最小管腔直径：经过管腔中心的最短直径。 最大管腔直径：经过管腔中心的最长直径（图六）。 管腔偏心率：（最大管腔直径-最小管腔直径）/最大管腔直径。 管腔面积狭窄：（参考段管腔CSA-最小管腔CSA）/参考段血管腔CSA。应用的参考段通常是距离病变10mm且无主要分支处，可以是远端、近端或是平均参考段。  图六 直径测量示意图 IVUS对动脉粥样硬化病变的定义 病变及斑块负荷 IVUS影像中动脉粥样硬化病变定义为与参考血管节段相比有明显动脉粥样硬化斑块处。其中狭窄定义为管腔CSA减小至少50%的病变处。最重狭窄处指管腔面积最小的狭窄部位。在整个血管节段中，通常都会有1个最重狭窄处，但可能会有很多处次重狭窄。最重狭窄处可能不是斑块最多处，并且与造影显示的狭窄处不一致。如果同一根血管中存在多个病变，病变与病变之间至少相隔5mm以上，否则应视为同一病变。 在IVUS图像上很难确定内弹力膜的位置，因此无法测定组织学意义上的斑块面积（即以内膜和内弹力膜为边界的面积），常利用EEM-CSA减去管腔CSA计算得到的斑块与中膜的面积来代替斑块面积，由于中膜面积在其中占的比例很小，因此很少影响对斑块面积的测定。斑块负荷=斑块CSA /EEM-CSA，其代表的是斑块占EEM-CSA的比例。图七中环状绿线内面积代表官腔CSA，环状蓝线内面积代表外弹力膜（EEM）CSA，黄色区域代表斑块。  图七 斑块负荷的计算 不同性质的斑块区分 IVUS通常将斑块内的回声与血管周围代表外膜或外膜周围组织的回声进行比较，来确定斑块的“软硬”程度。据此可分为： （1）低回声斑块。也就是通常所说的软斑块，通常提示斑块的脂质含量较多，斑块内的坏死带、斑块内容物溢出后留下的空腔、壁内出血、血肿或血栓等也可表现为低回声。 （2）等回声斑块。通常提示纤维斑块，其回声与外膜类似。 （3）高回声斑块。提示钙化，表现为回声超过周围的外膜组织，并伴有下方的声影。混合性斑块指斑块含有1种以上回声特性的组织，也有将其描述为纤维钙化斑块或纤维脂质斑块。但是近年来病理学发现，IVUS斑块的回声强度不能完全代表其病理学特征（图八）。  图八 不同“软硬”程度的动脉粥样硬化斑块 IVUS影像中的钙化病变 超声不能穿透钙化病变，因此IVUS影像中的钙化病变往往是高亮度的组织后回声缺失（图九）。对钙化病变可依据钙化组织所占的象限进行半定量分析。由于后方的回声缺失，IVUS并不能测量钙化的厚度。IVUS的钙化分级：0级为无钙化，1级为1°~90°，2级为91°~180°，3级为181°~270°，4级为271°~360°（见图十及图十一）。根据IVUS影像下钙化组织的分布，可以将钙化病变分为浅层钙化和深层钙化（图十二），一般而言，深层钙化对介入治疗没有太大的影响，而浅层钙化会导致病变无法扩张甚至器械无法通过病变。 图九 钙化斑块的IVUS影像 图十 钙化角度小于90度 图十一 钙化角度大于270度 图十二 左图黄线处为浅层钙化，右图黄线处为深层钙化 支架的测量 金属支架小梁对超声波有很强的反射作用，超声图像上看支架为沿血管壁走行的强回声点或回声弧（图十三）。支架常见的测量参数包括： （1）支架CSA，指由支架边界围成区域的面积，支架内CSA小于5cm²是支架内再狭窄的强有力的预测指标； （2）最小支架直径，指经过支架中心的最短直径； （3）最大支架直径，指经过支架中心的最长直径； （4）支架对称性，其计算公式为（最大支架直径-最小支架直径）/最大支架直径； （5）偏心指数，指在每一帧图像测得最小支架直径/最大支架直径后计算的平均值； （6）支架扩张系数，指最小支架CSA/参考段管腔CSA，可以是近端、远端、最大或平均参考段。 支架对称性、偏心指数及支架扩张系数等是评估支架扩张是否对称及充分的几何参数，与临床预后相关（见图十三）。血管内超声还能很好地识别支架膨胀不良（图十四）、支架贴壁不良（图十五）等增加支架内再狭窄和支架内血栓等不良事件发生率的情况。支架贴壁是指支架小梁与动脉壁的距离合适。良好的贴壁定义为小梁紧贴血管壁，使得小梁与管壁之间没有血流通过。支架贴壁不良（incomplete stent apposition，ISA）定义为1个或多个支架小梁与血管壁分离（排除血管分支开口部位的支架与血管分离假象），往往在支架后方可以看到闪烁的血流信号。 图十三 支架置入后测量参数示意图 图十四 支架膨胀不良 图十五 支架贴壁不良 IVUS在经皮冠状动脉介入治疗中的应用 IVUS通过对病变程度、性质和累及范围的精确判断，可帮助选择治疗策略和方法，指导介入治疗过程，实现经皮冠状动脉介入治疗术后即刻支架最优化，并可监测相关并发症。早期研究提示，对于非左主干包括左前降支、左回旋支和右冠状动脉及其主要分支近段病变，介入治疗的IVUS测量的最小管腔面积（MLA）临界值为≤4.0 mm²，该指标已经为介入术者熟知，但近年来的荟萃分析结果显示，对非左主干、参考血管直径>3 mm的病变，介入治疗的IVUS界限值为MLA≤2.8mm²。支架内充分扩张与否是影响药物支架置入后疗效的最主要指标：支架内MLA≤5 mm²、支架边缘斑块负荷≥50%、支架边缘夹层、弥漫的支架贴壁不良是远期不良事件的独立预测因素。虽然目前对于IVUS指导的支架置入结果还有争议，但近年来的大型荟萃分析均显示，IVUS指导的支架置入能够降低主要不良心血管事件，改善预后。 IVUS在左主干病变中的应用 左主干病变的解剖结构特殊，例如较短、弥漫病变常见、与冠状窦成角、局限或弥漫性重构、病变常累及左前降支及左回旋支（中间支等）开口等，使得冠状动脉造影很难准确评估病变。相对非左主干病变，使用IVUS的MLA评估缺血的准确性更高。目前普遍认为，左主干病变中MLA>6.0 mm²可作为延迟进行介入治疗的界限值。对于MLA为4.5-6.0 mm²的患者，推荐行血流储备分数（fractional flow reserve, FFR）评估缺血。左主干远段病变易累及左前降支及左回旋支开口，使得介入治疗策略和技术应用更为复杂。分别从左前降支及左回旋支进行IVUS图像采集，对精确判断开口部位的病变程度及分布情况尤为重要。因此，在欧美国家的冠心病介入治疗指南中，均将使用IVUS评估无保护左主干病变严重程度及优化治疗作为Ⅱa类推荐。2016年发表的中国经皮冠状动脉介入治疗指南中，左主干病变使用IVUS指导治疗也是同样的推荐。 IVUS在分叉病变中的应用 由于分叉病变中主支血管及分支血管可能重叠，冠状动脉造影对病变的严重程度及分叉嵴的评估存在局限性。IVUS可精准评估分叉病变性质、分布、形态及血管直径，更有利于优化分叉病变的介入治疗。分叉病变术前主支及分支均应行IVUS检查，应关注分叉远端主支斑块负荷及分布，对预判分支闭塞有指导意义；分支血管是否存在负性重构，对治疗策略的制定有指导作用。一般来说，分叉处斑块负荷越重，嵴移位可能性越大，主干支架后边支闭塞的风险也越高；另一方面，分支血管开口如果为负性重构或少量斑块，不考虑双支架术式。在支架置入后，IVUS除评估支架扩张及支架边缘状况，还可观察分叉部位支架的覆盖、支架梁重叠及支架是否变形等情况，并有助于指导对吻扩张技术。 IVUS在CTO病变中的应用 IVUS在CTO病变中的应用包括： （1）闭塞病变起始部位的识别。如果闭塞近端存在较大分支血管，可从分支血管成像以寻找闭塞起源处，指导导丝的穿刺部位和方向，并确认其是否进入CTO近端纤维帽。 （2）判断及探寻真腔。IVUS可判断导丝是否位于真腔，并指导导丝重入真腔。 （3）在反向CART技术中的应用。采用反向CART技术时，可根据IVUS明确正逆向导丝的空间关系，选择正向撕裂内膜所需球囊的直径，使用合适的球囊于最佳扩张部位行反向CART技术，同时IVUS指导逆向导丝进入近段血管真腔。 （4）测量参考血管直径及病变长度，指导支架选择。 CTO远端血管长期处于低灌注状态，造影可能显示为弥漫性病变且管腔较小，仅依靠造影结果定位支架较为困难；CTO病变进行球囊扩张后常造成明显的内膜撕裂，正向注射对比剂可加重内膜撕裂范围，需利用IVUS测量血管直径以指导支架的选择。
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