1、血管内超声显像在冠心病诊断及其介入治疗中的应用,北京朝阳医院心脏中心王乐丰,血管造影一直用来作为诊断CAD的“金标准”。动脉粥样硬化的病变是在管壁，而造影显示的却是管腔，这是血管造影方法具有的先天性缺陷。造影方法对病变的定量是用“病变的”和“参考的”正常的管腔直径的比值，即狭窄百分比来表示。但造影所选择的作为参照的所谓“正常”血管段组织学却常显示存在病变。因此血管造影常常高估管腔面积而低估病变范围及狭窄程度。,与血管造影相比，血管内超声（intravacular ultrasound IVUS）能够显示血管的横断面图像，从而准确地提供血管的诸多信息，如：血管壁形态，有无斑块及斑块形态甚至斑块性
2、质；管径大小，管腔面积；血管狭窄及狭窄程度；有无血栓等。 从某种意义上讲，IVUS显像代表了在活体上进行的组织学研究 。,IVUS检查的方法,超声导管插入方法同PTCA术。 手动或自动回撤，速度约为0.5mm/秒。 若管腔和管壁分界不清，可通过导管向冠脉内注入造影剂或生理盐水以帮助辨别。 在线分析完毕后，所有IVUS资料均被储存在700Mb的光盘上进行离线分析。 IVUS前，动脉鞘管内推注肝素6000-10000U，冠脉内给予硝酸甘油50-200g。,对病变性质的确定,1）软斑块(脂质斑块) 2）硬斑块(纤维斑块) 3）钙化斑块 4）混合型斑块 5）血栓,正常,软斑块(脂质斑块),硬斑块(纤维
3、斑块),钙化斑块,血栓,观察及测量的参数（一）,1）血管横断面积(CSA)：中膜与外膜交界线所围绕的血管横断面积。 2）管腔面积 3）最大管腔直径 4）最小管腔直径 5）斑块面积 6）直径狭窄百分比 7）面积狭窄百分比或斑块负荷,观察及测量的参数（二）,8） 斑块的偏心性：用偏心指数（EI）表示。EI=最小斑块加中膜厚度/最大斑块加中膜厚度。若EI0.5 则可粗略地认为是偏心性损害，反之E0.5可认为是向心性损害。 9）相对血管面积(RVA) 指病变区CSA/参照区CSA*100，若RVA105表示血管代偿性扩张（正重塑），RVA在95-105之间表示血管无明显变化，RVA95表明血管收缩（负
4、重塑）。,血管造影中等程度冠脉狭窄的血管内超声特点及治疗决策的选择,血管造影中等程度冠脉病变，即定量血管造影（QCA）面积狭窄在4060%，此类病变十分常见，治疗决策上有许多“模糊”性，探讨这类病变的IVUS特征，能够进一步指导治疗决策的选择。,IVUS对中等程度病变 性质的确定(n=43),IVUS对中等程度病变 性质的确定(n=43),IVUS检查结果,IVUS探察后治疗策略的选择 （n=43）,某些冠脉造影中等程度狭窄，IVUS测量的最狭窄处斑块负荷却并不十分严重，但其管腔面积却远远小于远段参考血管面积，提示血管明显的负性重塑。 对于这种情况，应该应用硝酸甘油后复测，若最狭窄处管腔面积小
5、于远段参考血管面积的60%且患者有典型的临床症状，也是植入支架的指证。,应用IVUS指导治疗，不仅仅依靠造影和IVUS本身显示的病变狭窄程度，而且考虑病变的性质和稳定性。对于不稳定斑块，即存在大的“脂池”且“脂池”距离斑块表面很近， 纤维帽不完整，尤其是斑块“肩部” 纤维帽断裂，提示斑块高度不稳定，很可能随时会发生急性心肌梗死。对于此类病变，综合考虑后，支架的植入适应证可适当放宽，即使斑块的面积狭窄小于50%，也可能需要植入支架。,总体来说，IVUS对血栓的分辨率不及对其他病变的分辨率。因为血栓的IVUS影象变化较大。较新鲜的血栓回声一般较弱，呈点状不均质，形状多变，不存在象内膜和血液交界所形
6、成的较强回声影。有时可见血管内膜纤维帽缺损处突出至管腔的低回声影，此为典型的新鲜血栓。血栓的检出，提示肝素及其他抗凝、抗血小板治疗的必要性。,造影只能发现较为严重的钙化，多为晚期钙化。 如果为早期钙化，且钙化为局灶性向管腔突出，则未注射造影剂前，即使大的钙化也不容易被发现。注射造影剂后，突出于管腔的钙化较造影剂密度低，加之其本身的密度相对较高，易形成局灶的血管内低密度影而误认为血栓。 但IVUS对钙化的鉴别有极高的准确性。,IVUS同样可准确地发现支架内再狭窄的存在及原因。 支架内再狭窄的原因可能与血管内膜增生和支架内血栓形成有关。 内膜增生的IVUS表现为支架内的低回声影。 新鲜血栓也表现为
7、低回声影，其区别在于内膜增生的低回声影与管腔间可见明确而规则的分界，而血栓则不然。另外内膜增生的回声常常比血栓还要低，这需要仔细地动态观察。 IVUS可精确测量内膜增生程度，这样可以准确计算出血管潜在的管腔面积大小，指导球囊或支架的直径的选择以及扩张要达到的预期目标。,需要特别指出的是，应用IVUS指导决定中等程度冠脉病变的目的并不是使介入治疗扩大化。 更重要的是，造影不能有效地发现高危病变，这往往为以后的心绞痛甚至急性心肌梗死的发作埋下隐患。 IVUS能够鉴别出高危病变，尽管这些病变本身的狭窄程度可能并不严重，但其潜在的风险却并不低，及时对这些高危病变进行处理，可能有助于减少随后的心血管事件
8、。,结论,IVUS能进一步对血管造影中等程度冠脉病变的性质和严重程度作出判定，从而制定更合理的治疗决策。,典型病例（一）,CAG示RCA中段造影剂淡染，动态观察多个体位此淡染征象一直存在，故考虑为血栓，但患者病史不支持血栓存在的可能。,典型病例（一）,IVUS示造影剂淡染处严重钙化，钙化为表浅型，钙化弓约为2400，管腔最小径2.6mm，管腔最大径2.9mm，管腔面积为11.8 mm2，由于钙化严重，声影掩盖了其外侧的管壁显影，故血管面积无法测量出。由于管腔面积大且斑块稳定，所以决定不进行进一步介入治疗。,典型病例（二）,冠脉造影示RCA中远段支架内再狭窄，面积狭窄4050%。,典型病例（二）
9、,示支架内膜增生（尖头所指）。管腔面积为4.5mm2，支架内面积为6.9mm2，血管面积为10.6mm2，内膜增生面积为2.4 mm2，面积狭窄率70.2%。,典型病例（二）,应用切割球囊扩张，最后管腔面积增至8.3 mm2，未植入支架。,典型病例（三）,血管造影显示LAD近中段（尖头所指）不规则，狭窄率约40%。,典型病例（三）,IVUS示不规则处可见一脂质组织为主，纤维组织为辅的混合向心斑块，12点处可见一小血管分支。11-12点处纤维帽不完整，管腔最小径为2.3mm，血管直径为4.6mm，直径狭窄百分比为50.0%；管腔面积为6.1 mm2，血管面积为14.0 mm2，面积狭窄百分比为6
10、3.6%。结合患者临床症状，故决定植入直径为3.5mm支架。,典型病例（三）,支架植入后IVUS示支架小梁贴壁良好，支架腔最大径为3.6mm，最小径为3.4mm，支架直径为3.5mm，最小径/最大径等于0.94；管腔面积由支架前6.1 mm2的扩大为10.1 mm2，提示支架植入满意。,典型病例（四）,CAG示RCA近中段约50%的局限性狭窄。,典型病例（四）,IVUS示最狭窄处管腔最小径为2.5mm，管腔最大径为3.3mm，血管直径为4.0mm；管腔面积为5.9 mm2，血管面积为14.1mm2，面积狭窄百分比为48.2% ，斑块于11-2点可见脂质池。,典型病例（四）,最狭窄近段参考血管，
11、可见轻度内膜增生，其管腔最小径为3.9mm，血管直径为4.6mm；管腔面积为14.6 mm2，血管面积为18.8mm2。,典型病例（四）,最狭窄远段血管，可见一脂质斑块，11-2点可见大的脂质池，纤维帽薄，11点处可见纤维帽不完整；管腔最小径为2.3mm，血管直径为4.3mm；管腔面积为6.2 mm2，血管面积为17.6mm2，面积狭窄百分比为56.0%。其相对血管面积（RVA）为0.78 ，故最狭窄处为明显的负性重塑。尽管面积狭窄百分比仅为49.2%，但考虑为明显负性重塑且斑块不稳定，故决定植入支架。其远段也存在病变且高度不稳定，所以决定一同覆盖。,左主干“模糊”病变,左主干病变是极具挑战性
12、的，尤其对冠脉造影中等程度病变，即所谓的中间“模糊”病变，是保守治疗还是介入治疗，有时只凭造影往往很难做出抉择，此时需要IVUS的指导。,造影示LM可能存在病变,IVUS示左主干全程均存在病变，斑块性质主要为纤维性的。,左主干最狭窄处可见一混合斑块，表面为纤维性组织，其深面为脂质组织（粗箭头）。管腔小径为1.6mm（细箭头），血管直径为4.1mm，管腔面积3.2mm2，血管面积为15.1mm2，斑块负荷为78.8%。 根据IVUS结果，决定置入支架，选择支架直径为3.5mm。,支架置入后效果满意,血管内超声在冠状动脉支架术 中的应用,支架置入过程,基础QCA或IVUS检查,确定支架直径和长度,
13、高压扩张至12-14atm,QCA 确定支架是否满意,满意,停止操作,不满意,依次在原基础上增加压力 23atm，直至QCA满意， 或球囊压力达20 atm.,IVUS确定支架是否满意,满意,停止操作,不满意,依次在原基础上增加压力 23atm，直至IVUS满意， 或球囊压力达20 atm.,支架规格的选择,CAG组支架直径和长度根据定量冠状动脉造影（QCA）结果进行选择，其中直径按照“支架直径/远近端平均参考管腔直径1-1.2:1”的标准。IVUS组支架长度按IVUS确定的病变范围以及QCA结果进行选择，直径按IVUS测定的病变近段参考血管直径+病变远段参考血管直径/2进行选择。,参数测量,
14、CAG组在支架植入前后均用QCA测量最狭窄处直径以及直径和面积狭窄百分比，同时测量近段和远段参考血管直径。 IVUS组在支架植入前分别用QCA方法和IVUS测量最狭窄处直径以及直径和面积狭窄百分比以及近段和远段参考血管直径，以IVUS决定支架的直径和操作终点。IVUS指导获得满意效果后也用QCA法测量直径以及直径和面积狭窄百分比。 IVUS每次测量至少包括三个层面：最狭窄处（病变或支架内），近端参考节段，远端参考节段。支架的相关数据在支架横截面积最小处测量。,CAG组和IVUS组支架直径选择的对比,CAG组和IVUS组支架植入结果满意后球囊压力和QCA测量值的对比,CAG与IVUS对52条血管
15、的53个病变判断的对比,支架初次峰值扩张前后IVUS各指标对比（n=53）,支架初次峰值扩张前后IVUS各指标对比（n=53）,再次高压扩张后球囊压力及IVUS各指标对比（n=33）,支架植入后管腔面积增大与血管面积（外弹力膜）增大以及与斑块压缩的关系,支架植入后管腔面积增大与血管面积（外弹力膜）增大以及与斑块压缩的关系,支架成功置入的IVUS诊断标准： (1)支架完全扩张，对称； (2)支架最小直径/最大直径应0.8； (3)支架放置处最大管腔面积与参照节段管腔面积近似； (4)在支架与血管壁之间无回声间隙； (5)无裸露夹层。,支架首次高压扩张后CAG的满意率达96.2%,而IVUS却发只
16、有37.7%达到IVUS的满意标准。原因为： CAG无法了解支架内部的细微状况，如支架的对称性。如果支架的对称性差，此时若最大径达到了支架的标定直径，而最小径没有达到支架的标定直径，血管造影也会显示结果良好，而这正是IVUS显示的支架不满意的最常见的原因。 由于血管重塑等原因，CAG往往低估病变处血管和管腔直径，故支架直径的选择常常偏小。 若支架未充分扩张而致贴壁不良，造影剂会填充支架和管壁之间的空隙，因而造影将高估了支架直径和面积。IVUS能精确判断支架贴壁情况能够避免这种误差； IVUS对支架后并发症，如夹层的鉴别更准确。,某些病变支架植入后即使反复高压扩张，甚至用更大的球囊达到20atm
17、的压力也不能达到IVUS的理想标准，原因考虑如下： （1）患者血管弹性好，除病变处外，余处血管内膜光滑。这样在球囊扩张时更易凸向弹性更好的无斑块侧。 （2）同样重要的是，斑块为偏心性，球囊扩张时的应力大小分布不同。 （3）斑块在血管内的位置可能位于靠近心肌侧，而斑块对侧之正常血管靠近心外膜。因血管弹性好，扩张时球囊易凸向正常血管处，因而斑块压缩不理想。对于这类现象血管造影很难发现的，而这对预后的判断却极为重要。,支架植入后血管造影未发现支架的近段和远段与参考血管交界处存在斑块，但IVUS却发现其近段和远段斑块面积狭窄率分别为40.412.1%和30.84.7%。 在目前药物支架的时代，这一发现
18、具有特殊重要的意义。若有可能，理论上放置药物涂层支架时，应常规应用IVUS指导。最好应用自动回撤系统，精确测量病变长度，从而避免支架长度选择的误差，减少病变不能完全覆盖的几率。,支架植入后管腔面积的增大主要由两个方面决定的： 血管受外力扩张所致的血管伸展，即外弹力膜面积的增大 斑块的压缩不同的作者对介入治疗后管腔面积的增大的机理的研究结果不尽相同。,支架植入后管腔面积的增大何种原因占优与斑块的性质有关，而且斑块的性质影响最终的获益。,非脂质斑块最终的管腔面积增加量更大的原因可能是因为其管壁的僵硬度更大，对扩张的反应性更好，而弹性回缩却更小。 脂质斑块的硬度小，更易压缩，而其管壁的弹性回缩力更大
19、，故其管腔面积的增大斑块压缩占主要作用，血管伸展占相对次要作用。,发现这一规律的意义在于对于不同性质斑块引起的血管狭窄，选择支架的直径应有所区别，球囊扩张的最大压力也应有所不同。 目前总的来说对于支架直径的选择比较保守，应用IVUS发现病变为脂质斑块，则支架的尺寸在原有基础上增加0.250.5mm是可行的。 对于脂质斑块引起的狭窄，支架球囊的最大压力应该较非脂质斑块更大，这样才有可能抵消脂质斑块的冠状动脉扩张后弹性回缩更大的缺点。,对于病变程度的判断，IVUS既有其长处，也有其不足。 IVUS导管必须通过病变，目前临床上常用的导管为3.0F，如果血管直径为2.5-3.5mm，理论上只有当病变狭
20、窄率低于50-60时该导管才可能通过病变区。 若狭窄率大于75，残余管腔直径将小于导管直径，导管往往不能顺利通过。,对于面积狭窄率75%的许多病变，IVUS检查大多可以顺利地进行，但所测的面积和直径狭窄率却较CAG低。原因是: （1）当管腔严重狭窄时，超声探头往往完全与管壁贴靠甚至挤压，而造成IVUS对病变程度的判断误差； （2）晶体相控阵型超声探头周围存在直径近2mm的环晕伪像(ringdown artifact)，域内的病变测量误差较大。但IVUS能计算出“潜在管腔”即中膜围绕的血管面积大小，也就是理论上支架可选择的直径以及可获得的最大面积，从而弥补了对此类病变判断的不足。对于面积狭窄率7
21、5%的许多病变，IVUS能更客观而精确地测量病变的狭窄程度。对于这部分病变，CAG较IVUS低估了其严重程度。,结论,IVUS较CAG能更好地判断病变的性质，更准确分析病变近段和远段参考血管是否存在病变，从而指导支架更好地选择。 IVUS指导的支架植入与CAG相比可获得更大的管腔面积，更小的面积狭窄百分比。 IVUS发现不同的斑块性质决定最终的获益大小，非脂质斑块较脂质斑块可获得更大的最终管腔面积。 在IVUS指导下采用更高的压力（1620 atm）扩张支架安全有效。,病例,可见一偏心斑块 ,为脂质纤维的混合斑块，6点9点处纤维帽不完整，管腔直径2.3mm，血管直径4.4mm，管腔面积4.5m
22、m2 ，斑块负荷72 .1%。决定置入直径3.0mm的支架,以12atm释放支架,支架以12个大气压释放支架后，支架处直径为2.6mm，管腔面积为5.1mm2，斑块负荷变为56.1%。,再次以18atm扩张支架,狭窄处支架直径增大为2.9mm，管腔面积增大为5.9mm2，斑块负荷减为56.9%。,最终的结果较满意，但支架近段仍存在病变，更长的支架可能更佳。,血管内超声在急性心肌梗死中的应用,背景,既往的研究中，血管内超声绝大部分应用非急性血管闭塞的情况。但对于急性心肌梗死这一特殊情况，IVUS指导的介入治疗的安全性和有效性仍无明确的结论。急性心肌梗死病情危急，应争分夺秒地开通梗死相关血管。在这
23、种情况下，如果应用IVUS指导不显著增加血管再通时间，安全性得到保证且不显著增加医疗费用，则这种方法就是可行的，或者说是有益的。,血管造影证实为血管完全闭塞，导丝通过闭塞处到达梗死相关血管远段，不行球囊预扩张，而是直接把超声导管通过导丝送达血管远段。若直接送超声导管通过病变有困难，则用球囊扩张后再行IVUS检查。,结果(n=34),34例患者中31例（91.2%）超声导管较顺利地通过，3例超声导管无法通过，用球囊扩张后超声导管可顺利通过。 导丝通过后2例血管再通，前向血流达到TIMI 3级，超声导管检查完毕后有24例前向血流达到TIMI 3级； 有5例前向血流未达到TIMI 3级，梗塞血管远段
24、未完全显影，应用IVUS选择球囊进行预扩张后血流达到TIMI 3级，31例患者均顺利植入支架。,结果,IVUS对31例AMI病变性质和严重程度的判断（n=31）,结果,IVUS发现急性心肌梗死时病变多为偏心（83.9%）的脂质斑块（67.7%），斑块表面破裂的发生率高，斑块本身的面积狭窄百分比并不是很高（63.718.5%），但血栓的检出率高。,理论上IVUS均应在闭塞处发现血栓，实际上血栓的检出率为71.0%。其原因可能为： 超声导管通过后出现前向血流把血栓冲向远段小血管和微血管，而图象的记录多在超声导管回撤过程中，因而记录不到血栓的存在； 由于急性心肌梗死时均为新鲜血栓，而新鲜血栓的回声均
25、很低且不规则，有时不易发现。,所有患者整个操作过程中未发生与IVUS相关的并发症。 其原因除与IVUS操作本身的并发症较低有关，还与病例的选择以及事先采取的预防性措施，如硝酸甘油的应用密切相关。 对于高危AMI患者是否用IVUS指导介入治疗应权衡利弊，以期尽量减少并发症，获得最好的临床效果。,所有病例在基础IVUS检查（未经球囊扩张）后83.9%的患者进行了直接支架置入术。大部分病例可以进行直接支架置入术的原因可能和以下几点有关： （1）超声探头头端（最细处）的直径为1mm，当探头通过柔软的新鲜血栓时，通过超声探头的挤压，起到了类似球囊扩张的作用。而且急性心肌梗塞病变多数是脂质软斑块，表浅钙化
26、少，更易压缩；,（2）急性心肌梗塞病变多数固定狭窄相对较轻，造影所见的高度狭窄多是血栓影响所致； （3）由于本研究入选的病例是有选择的，遇到血管开通后出现无血流现象的机会大大减少。 故基础血管内超声检查后梗塞相关血管的前向血流大多可达到TIMI3级，从而能够清楚地显示梗死以远血管走行以及判断病变的直径及长度。,基础IVUS检查仅需操作时间127.923.9秒，从穿刺到基础血管内超声检查结束的时间为26.95.8min。 朝阳医院心脏中心现有的急性心肌梗死急诊介入治疗的研究表明，从开始穿刺到首次球囊扩张的时间为24.810.2min，和从穿刺到血管内超声检查结束的时间类似。,IVUS在指导AMI
27、的急诊支架置入中，基础IVUS检查后大多数病例可行直接支架术，节约了一个球囊，所以在介入操作过程中未明显增加医疗费用。,结论,对于选择性的急性心肌梗死患者，IVUS指导的介入治疗是安全的，并能指导支架的进一步治疗，而未明显延长血管开通时间和增加医疗费用。,典型病例,患者林某，男，52岁，诊断为急性前壁心肌梗死。CAG示LADm100%闭塞。,典型病例,行急诊PCI治疗。支架前先直接行IVUS检查，不行球囊预扩张。,典型病例,IVUS检查完毕后，LAD前向血流恢复至TIMI 3 级。闭塞处80%局限性狭窄，闭塞处远段也存在病变，面积狭窄约50%。,典型病例,造影闭塞处IVUS发现一小的以纤维和脂
28、质为主的混合斑块，斑块“肩部”（2点处）斑块破裂。管腔内充满低回声的血栓影。管腔最小径3.6mm，最大径3.8mm；血管最小径4.8mm，最大径5.2mm；管腔面积10.4mm2，血管面积19.0mm2；面积狭窄百分比为54.3%。,典型病例,闭塞处远段可见一大的向心性纤维斑块，管腔最小径1.9mm，最大径2.0mm；血管最小径4.2mm，最大径4.3mm；管腔面积2.9mm2，血管面积15.0mm2；面积狭窄百分比为80.7%。根据IVUS结果决定把远段的病变一同覆盖。支架直径选定为3.5mm。,典型病例,未用球囊预扩张，长支架顺利通过闭塞处以及远段严重狭窄。,典型病例,支架植入后效果满意。,谢谢,
