血管内超声IVUS原理和应用.ppt

IVUS原理和应用2021/10/101血管造影血管造影-冠脉介入治疗的金标准冠脉介入治疗的金标准2021/10/102血管造影血管造影-冠脉介入治疗的金标准冠脉介入治疗的金标准?2021/10/103血管造影的局限血管造影的局限 -造影角度的影响造影角度的影响Angiogram SilhouetteCoronary Cross-Section75%25%2021/10/104Angiogram Silhouette局限病变局限病变弥散病变弥散病变50%病变病变50%病变？病变？血管造影的局限血管造影的局限-“安静安静”的病变的病变2021/10/105IntraVascular UltraSound（IVUS）血管内超声血管内超声更真更真,更细更细,更全的信息更全的信息2021/10/106IVUS IVUS IVUS IVUS 原理原理原理原理Ultrasound:振动非常快而人耳无振动非常快而人耳无法听到的声音法听到的声音 听力范围为听力范围为20KHz 或或 20,000每秒每秒.2021/10/107声波的测量单位为声波的测量单位为Hertz(Hz)1 Hz=每秒一个波周期每秒一个波周期MHz:超声波的测量单位超声波的测量单位MHz越低越低,图像穿透越深图像穿透越深 （击鼓声）（击鼓声）MHz越高越高,图像质量越高图像质量越高 （小提琴声）（小提琴声）9MHz20MHZIVUS IVUS IVUS IVUS 原理原理原理原理2021/10/108超声波传感器超声波传感器:将电能转化为声能的装置将电能转化为声能的装置也能将返回的声波转化为电能也能将返回的声波转化为电能IVUS IVUS 原理原理原理原理2021/10/109机械式探头机械式探头:探测晶体为单片探测晶体为单片,在驱动轴上旋转在驱动轴上旋转 40 MHz,单片晶体单片晶体,实时成像实时成像 相控阵式探头相控阵式探头:晶体不需要旋转晶体不需要旋转 (VolcanoTM)20 MHz,64 片晶体片晶体,合成图像合成图像40MHz20MHz机械式探头和相控阵式探头导管机械式探头和相控阵式探头导管2021/10/1010高频超声从血管壁反高频超声从血管壁反射回来并返回系统射回来并返回系统系统电路处理系统电路处理后形成图像后形成图像IVUS成像原理成像原理2021/10/1011IVUSIVUS准确反映冠脉血管壁组织学情况准确反映冠脉血管壁组织学情况图像表现图像表现内膜病变内膜病变斑块是致密的斑块是致密的,所以所以表现为白色表现为白色中膜中膜由均匀的平滑肌细胞由均匀的平滑肌细胞构成构成,不反射超声波不反射超声波,所以表现为圆型暗区所以表现为圆型暗区外膜外膜 由胶原组成由胶原组成,反射大反射大量超声波量超声波,所以表现为所以表现为白色白色2021/10/1012BostonScientific/GALAXYAtlantisSR40MHzCatheter4040MHzMHz超声探头能清晰地显示血管的内膜、中膜、外膜和血栓，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。对细小结构的识别能力更强。中膜中膜内膜内膜超声探头超声探头外膜外膜IVUS-“活体的组织学”检查2021/10/1013机械式探头导管准备机械式探头导管准备l 排气排气将包装内取出的将包装内取出的3 3毫升和毫升和1010毫升的注射器充毫升的注射器充满满肝素生理肝素生理盐盐水水，通，通过过三通阀与延长管连接，三通阀与延长管连接，完完全排气全排气后再后再与将延长管连接到显像核心轴上的单向连接端与将延长管连接到显像核心轴上的单向连接端(如箭头如箭头3所示所示)，加压冲洗排尽外，加压冲洗排尽外鞘内的气体。鞘内的气体。注意注意:在给导管做注水准备时不要弄湿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导管的带有金属线路的马达插入端,否则将影响否则将影响图像质量图像质量.2021/10/1014机械式探头导管准备机械式探头导管准备l马达准备马达准备将马达装将马达装入入无菌袋中无菌袋中,然后将马达连接到马达拖然后将马达连接到马达拖板上。板上。注意：当把注意：当把马达放在拖板上的时候，确保无菌袋展开良好马达放在拖板上的时候，确保无菌袋展开良好,如马达就位良好如马达就位良好,则马达上的显则马达上的显示屏会显示数字。如马达未显示数字示屏会显示数字。如马达未显示数字,说明马达与拖板连接不好说明马达与拖板连接不好.2021/10/1015机械式探头导管准备机械式探头导管准备l连接导管连接导管把超声导管连接到把超声导管连接到马达的导管连接孔中。确定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通过按马达上或主机上的“IMAGE”键即刻启动马达的显像键即刻启动马达的显像功能，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。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检查导管显像核心的部件是否完全抽回到件是否完全抽回到IVUS鞘内，并把近端固定在拖板的卡槽上。鞘内，并把近端固定在拖板的卡槽上。2021/10/1016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一定要在按住马达上的“RELEASE”键时操作。否则会损坏马达键时操作。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。键使读数液晶屏上的自动回撤距离归零。2021/10/1017Eagle Eye Gold(20 MHz)-无需特别导管准备，即插即用无需特别导管准备，即插即用-全自动导管识别全自动导管识别-无需肝素盐水除气泡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相控阵探头导管的准备相控阵探头导管的准备2021/10/1018牢记在导丝和牢记在导丝和IVUSIVUS导管进入体内之前应预先给予肝导管进入体内之前应预先给予肝素素-避免血栓形成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）临界低限）-避免冠脉痉挛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将指引导管撤至主动脉内-避免将指引导管误认避免将指引导管误认为成开口病变为成开口病变导管放置和显像导管放置和显像2021/10/1019导管放置和显像导管放置和显像1.在导丝上前推在导丝上前推IVUS超声导管到感兴趣的血管超声导管到感兴趣的血管/病变区，确保病变区，确保IVUS超声导管的探头超声导管的探头(第二个第二个标记物标记物)在要显像的血管在要显像的血管/病变区远端病变区远端.2.按按MDU马达或主机上的马达或主机上的”IMAGE”键启动马达并核对图像。键启动马达并核对图像。3.保持保持IVUS超声导管和导丝固定不动，按下自动回撤（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。）回退显像核心轴。4.当扫描完成后，通过按当扫描完成后，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。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排出,准备下一次显像。准备下一次显像。2021/10/1020IVUSIVUS图像质量主要由两个因素决定：图像质量主要由两个因素决定：1.1.空间分辨力空间分辨力 （轴向和侧向分辨力）（轴向和侧向分辨力）2.2.对比分辨力对比分辨力(灰阶灰阶/动态范围动态范围)IVUS 图像质量图像质量2021/10/1021空间分辨力（轴向和侧向分辨力）：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是超声图像分辨相邻微小目标的能力。力。对对40MHz 40MHz 的超声导管为例，其的超声导管为例，其轴向分辨力为轴向分辨力为80-100m80-100m，侧向分，侧向分辨力为辨力为 200-250 m 200-250 mIVUS 图像质量图像质量2021/10/1022 对比分辨力对比分辨力(灰阶灰阶/动态范围动态范围)：显示不同灰阶细微差别的回声能力，或者说区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。分不同组织的能力。低动态范围图像呈现出低动态范围图像呈现出“非黑即白非黑即白”的的形式，的的形式，缺乏中间过渡的灰阶水平。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，使图像更柔和高动态范围图像灰度渐变更丰富，使图像更柔和细腻。细腻。低动态范围图像低动态范围图像高动态范围图像高动态范围图像IVUS 图像质量图像质量2021/10/1023环晕（环晕（RingdownRingdown）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。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：处理方法：a)a)改进换能器改进换能器 b)b)应用过滤器应用过滤器 c)c)导管进入血管腔后按下导管进入血管腔后按下ringdownringdown按键。按键。伪影的识别及应对伪影的识别及应对环晕伪影环晕伪影2021/10/1024伪影的识别及应对伪影的识别及应对血液斑点（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。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。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。出来。冲洗冲洗血液斑点血液斑点2021/10/1025伪影的识别及应对伪影的识别及应对不均匀旋转伪像不均匀旋转伪像（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。变。处理方法：适当松开处理方法：适当松开Y阀，对严重狭窄进行预扩张后再放入阀，对严重狭窄进行预扩张后再放入IVUS导管。导管。2021/10/1026Side LobesGuiding catheterGuiding Catheter伪影的识别及应对伪影的识别及应对不恰当导管位置伪影不恰当导管位置伪影2021/10/1027机械动力的回撤系统机械动力的回撤系统建议采用建议采用 0.5mm/sec0.5mm/sec优点优点获得的影像是按照从远端到近端的顺序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避免了在一根血管上来回成像成像稳定、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感兴趣的节段不能进行充分的检查和评估2021/10/1028以与自动回撤相似以与自动回撤相似 (0.5(0.5毫米毫米/秒秒)的慢速回撤导管的慢速回撤导管优点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。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。缺点缺点如果回撤太快会遗漏对病变的发现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2021/10/1029基本报告基本报告患者一般资料患者一般资料适应症适应症IVUSIVUS步骤的简短说明步骤的简短说明设备设备成像的血管成像的血管基本数据基本数据基本测量数据基本测量数据(例如：例如：MLA MLA最小管腔面积最小管腔面积,MSA,MSA最小支架面积最小支架面积,MSD,MSD最小支架直径最小支架直径,斑块负荷等斑块负荷等)形态学特点形态学特点(例如：例如：斑块破裂斑块破裂,血栓血栓,钙化钙化,夹层夹层,壁内血肿等壁内血肿等)根据根据IVUSIVUS成像，治疗所发生的相应变化成像，治疗所发生的相应变化IVUSIVUS导致的并发症和相应处理导致的并发症和相应处理2021/10/1030综合报告综合报告包含基本报告所含有的信息包含基本报告所含有的信息.介入治疗前和介入治疗前和/或治疗后三个主要的图像层面的定量分析或治疗后三个主要的图像层面的定量分析:远端血远端血管参考管参考,病变病变,近端血管参考近端血管参考EEM CSA EEM CSA 外弹力膜横截面积外弹力膜横截面积Lumen CSA Lumen CSA 管腔横截面积管腔横截面积Plaque&media CSA Plaque&media CSA 斑块和血管中层的横截面积斑块和血管中层的横截面积Plaque Plaque burden burden 斑块负荷斑块负荷Area stenosis Area stenosis 面积狭窄面积狭窄Stent measurements Stent measurements 支架测量数据支架测量数据Lesion length Lesion length 病变长度病变长度2021/10/1031IVUS-IVUS-应用范围应用范围血管造影不能明确诊断的病例血管造影不能明确诊断的病例对治疗方法的选择对治疗方法的选择评价治疗效果评价治疗效果远期随访性研究远期随访性研究2021/10/1032正常血管正常血管/病变血管病变血管正常正常病变病变2021/10/1033软斑块软斑块 /纤维斑块纤维斑块软斑块软斑块纤维斑块纤维斑块2021/10/1034钙化钙化钙化钙化在钙化后面在钙化后面:声学暗区声学暗区2021/10/1035扩张不全扩张不全贴壁不良贴壁不良支架术后评价支架术后评价2021/10/1036管腔面积管腔面积(A1)和管腔直径和管腔直径(D1)血管面积血管面积(A2)和血管和血管直径直径(D2)直径和面积是直径和面积是直径和面积是直径和面积是“直接直接直接直接”测量测量测量测量IVUS定量分析-面积和直径2021/10/1037确定介入手术方法和选择尺寸确定介入手术方法和选择尺寸近端参照血管近端参照血管病变部位病变部位远端参照血管远端参照血管B1B28 mm23 mm29mm2IVUS定量分析定量分析2021/10/1038IVUS IVUS 在在DES DES 时代时代病变严重程度的判断和确定病变严重程度的判断和确定面积相对狭窄率面积相对狭窄率 Percent Area Stenosis最小管腔面积最小管腔面积 Minimal Lumen Area(MLA)支架尺寸选择的测量支架尺寸选择的测量直径直径:远近端参照血管，狭窄病变处测量远近端参照血管，狭窄病变处测量病变长度测量病变长度测量(使用纵轴使用纵轴)支架植入后检查支架植入后检查确认支架贴壁和扩张良好确认支架贴壁和扩张良好其他测量是用于研究其他测量是用于研究.斑块负荷斑块负荷,容积计算容积计算.病病变长度度2021/10/1039病变严重程度的判断病变严重程度的判断最小管腔面积最小管腔面积 (MLA)MLA)最小管腔面积最小管腔面积(MLA)1.在最窄的地方测量最小管腔面积在最窄的地方测量最小管腔面积在冠脉血管的近端在冠脉血管的近端 2/3 段段:4.0 mm2 1 一般认为是明显血流限制一般认为是明显血流限制在左主干在左主干6.0 mm2 2 一般认为是明显血流限制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;110:2831-28362021/10/1040IVUS IVUS 在临界病变判断在临界病变判断近段近段 LAD,LCX,RCA LAD,LCX,RCATakagi,et al.Circulation 1999;100:250-5IVUS发现临界病变的严重程度发现临界病变的严重程度及形态及形态临界狭窄判断临界狭窄判断:如果在近端如果在近端LAD,LCXorRCA,狭窄处的狭窄处的MLA4mm2则该狭窄明显限制血流则该狭窄明显限制血流,应应该干预该干预2021/10/1041IVUSIVUS在左主干病变在左主干病变Abizaid,etal.JAmCollCardiol1999;34:707-715IVUS评价左主干的狭窄严重程度评价左主干的狭窄严重程度,而造影就不能而造影就不能临界左主干狭窄评价临界左主干狭窄评价:如果左主干如果左主干MLA6mm2将明显限制血流将明显限制血流,应该干预应该干预.2021/10/104260%StenosisOnAngiography58岁男性有不稳定心绞痛，岁男性有不稳定心绞痛，前壁和下壁运动试验前壁和下壁运动试验EKG改改变变.病例：病例：IVUS与造影比较与造影比较3.7mm2管腔横截面积管腔横截面积95%IVUS面积狭窄面积狭窄2021/10/1043参照段参照段病变病变10mm10mm管腔管腔管腔管腔 CSA=18.3mmCSA=18.3mm2 2管腔直径管腔直径管腔直径管腔直径=5.0mm=5.0mm管腔管腔管腔管腔 CSA=3.6mmCSA=3.6mm2 2管腔直径管腔直径管腔直径管腔直径=1.3mm=1.3mm管腔管腔管腔管腔CSA=11.9mmCSA=11.9mm2 2管腔直径管腔直径管腔直径管腔直径=3.5mm=3.5mm正常左主干开正常左主干开正常左主干开正常左主干开口病人被误认口病人被误认口病人被误认口病人被误认为病变而进行为病变而进行为病变而进行为病变而进行CABGCABG病人有严重病人有严重病人有严重病人有严重的左主干末的左主干末的左主干末的左主干末端狭窄，没端狭窄，没端狭窄，没端狭窄，没被识别，被识别，被识别，被识别，被被被被医生建议治医生建议治医生建议治医生建议治疗疗疗疗LADLADIVUS在左主干病变在左主干病变2021/10/1044IVUSIVUS在分叉病变在分叉病变IVUS可以对血管分支开口及斑块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，避免斑块移位而了解斑块特性，避免斑块移位2021/10/1045IVUSIVUS评价异常病变形态评价异常病变形态IVUS发现异常的病变形态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，在复杂病变如钙化，撕裂，血管瘤，血栓等情况下，IVUS可可以准确反应真实病变情况。以准确反应真实病变情况。2021/10/1046CalciumCalcium0 001.51.51.54.5 mm4.5 mm4.5 mm因严重钙化在造影上引起的模糊病变形态因严重钙化在造影上引起的模糊病变形态IVUS评价异常病变形态评价异常病变形态2021/10/1047近端参照血管近端参照血管病变位置病变位置远端参照血管远端参照血管B1B28 mm23 mm29mm220MMIVUSIVUS在在PCIPCI尺寸选择尺寸选择2021/10/1048支架植入后面临的问题支架植入后面临的问题支架贴壁不良支架贴壁不良支架边缘撕裂支架边缘撕裂支架扩张不全支架扩张不全斑块在支架内脱垂斑块在支架内脱垂2021/10/1049扩张不全现象常规地发生扩张不全现象常规地发生(POSTIT)1关于扩张不全（关于扩张不全（Underexpansion）POSTIT 试验试验1临床结果临床结果:在支架植入之后的在支架植入之后的IVUS检查，仅在检查，仅在29%的病人中发现理想的支架释放的病人中发现理想的支架释放不理想的支架植入原因不理想的支架植入原因:不是因为支架尺寸选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全扩张到命名的尺寸.1Brodie et al,Catheterization and Cardiovasc Int 2003.59:184-192Source:ImagefromBostonScientific2021/10/1050扩张不全常规地发生扩张不全常规地发生(POSTIT)1IVUS检查支架贴壁（检查支架贴壁（Apposition）IVUS检查检查Source:ImagefromBostonScientific血管壁血管壁支架梁支架梁造影图像造影图像2021/10/1051IVUSIVUS评价是否需要后扩评价是否需要后扩后扩策略后扩策略:使用比支架长度短的非顺应性球囊使用比支架长度短的非顺应性球囊 proximalreferencetightestsite(MSA)distalreference治疗前治疗前支架术后支架术后后扩张后后扩张后扩张不全扩张不全2021/10/10521.5mm1.5mm007.5mm7.5mm小的支架边缘撕裂小的支架边缘撕裂撕裂撕裂2021/10/1053IVUSIVUS鉴别支架内再狭窄鉴别支架内再狭窄 ISR ISRIVUSIVUS检查检查 ISR ISR 可能发现在前次治疗中扩张不全的支架可能发现在前次治疗中扩张不全的支架因为因为IVUS检查将斑块和支架可视化，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检查能够发现支架术失败的真正原因,并且并且经常发现扩张不全的支架经常发现扩张不全的支架2021/10/1054IVUS IVUS 在在PCIPCI中的指怔中的指怔2021/10/1055Thank You！2021/10/1056