IVUS原理和應用【技術材料】

1、IVUS原理和應用,1,技術研究,血管造影-冠脈介入治療的金標準,2,技術研究,血管造影-冠脈介入治療的金標準,3,技術研究,血管造影的局限 -造影角度的影響,Angiogram Silhouette,Coronary Cross-Section,75,25,4,技術研究,Angiogram Silhouette,局限病變,彌散病變,50% 病變,50% 病變,血管造影的局限 - “安靜”的病變,5,技術研究,IntraVascular UltraSound（IVUS,血管內超聲,更真,更細,更全的信息,6,技術研究,IVUS 原理,Ultrasound: 振動非?？於硕鸁o法聽到的聲音 聽力

2、范圍為20KHz 或 20,000每秒,7,技術研究,聲波的測量單位為Hertz (Hz) 1 Hz = 每秒一個波周期 MHz: 超聲波的測量單位 MHz越低, 圖像穿透越深 （擊鼓聲） MHz越高, 圖像質量越高 （小提琴聲,IVUS 原理,8,技術研究,超聲波傳感器: 將電能轉化為聲能的裝置 也能將返回的聲波轉化為電能,IVUS 原理,9,技術研究,機械式探頭: 探測晶體為單片,在驅動軸上旋轉 40 MHz, 單片晶體, 實時成像 相控陣式探頭: 晶體不需要旋轉 (VolcanoTM) 20 MHz, 64 片晶體, 合成圖像,40MHz,20MHz,機械式探頭和相控陣式探頭導管,10,

3、技術研究,高頻超聲從血管壁反射回來并返回系統(tǒng),系統(tǒng)電路處理后形成圖像,IVUS成像原理,11,技術研究,IVUS準確反映冠脈血管壁組織學情況,圖像表現(xiàn) 內膜病變 斑塊是致密的,所以表現(xiàn)為白色 中膜 由均勻的平滑肌細胞構成,不反射超聲波,所以表現(xiàn)為圓型暗區(qū) 外膜 由膠原組成,反射大量超聲波,所以表現(xiàn)為白色,12,技術研究,Boston Scientific/GALAXY Atlantis SR 40MHz Catheter,40MHz超聲探頭能清晰地顯示血管的內膜、中膜、外膜和血栓， 對細小結構的識別能力更強,中膜,內膜,超聲探頭,外膜,IVUS -“ 活體的組織學 ”檢查,13,技術研究,機械

4、式探頭導管準備,排氣 將包裝內取出的3毫升和10毫升的注射器充滿肝素生理鹽水，通過三通閥與延長管連接，完全排氣后再與將延長管連接到顯像核心軸上的單向連接端(如箭頭3所示)，加壓沖洗排盡外鞘內的氣體。 注意:在給導管做注水準備時不要弄濕IVUS導管的帶有金屬線路的馬達插入端,否則將影響圖像質量,14,技術研究,機械式探頭導管準備,馬達準備 將馬達裝入無菌袋中, 然后將馬達連接到馬達拖板上。 注意：當把 馬達放在拖板上的時候，確保無菌袋展開良好,如馬達就位良好,則馬達上的顯示屏會顯示數(shù)字。如馬達未顯示數(shù)字,說明馬達與拖板連接不好,15,技術研究,機械式探頭導管準備,連接導管 把超聲導管連接到馬達的

5、導管連接孔中。確定IVUS導管的顯像核心軸完全接觸到位，但導管不要安裝太緊。確保顯像導管平直,通過按馬達上或主機上的“IMAGE”鍵即刻啟動馬達的顯像功能， 通過觀察顯示器上同心圓環(huán)的明亮圖樣，確定導管工作正常。檢查導管顯像核心的部件是否完全抽回到IVUS鞘內，并把近端固定在拖板的卡槽上,16,技術研究,機械式探頭導管準備,自動回撤功能檢測 手動在拖板上前后推移馬達，切記在拖板上前后推動馬達時,一定要在按住馬達上的“RELEASE”鍵時操作。否則會損壞馬達.應該把馬達放置在拖板的最前端，并在馬達上按“RESET”鍵使讀數(shù)液晶屏上的自動回撤距離歸零,17,技術研究,Eagle Eye Gold

6、(20 MHz,無需特別導管準備，即插即用 - 全自動導管識別 - 無需肝素鹽水除氣泡,相控陣探頭導管的準備,18,技術研究,牢記在導絲和IVUS導管進入體內之前應預先給予肝素-避免血栓形成 牢記在成像前應冠脈內注射硝酸甘油（即使血壓在臨界低限）-避免冠脈痙攣 牢記在對左主干或右冠脈開口病變進行成像時，應將指引導管撤至主動脈內-避免將指引導管誤認為成開口病變,導管放置和顯像,19,技術研究,導管放置和顯像,1. 在導絲上前推IVUS超聲導管到感興趣的血管/病變區(qū)，確保IVUS超聲導管的探頭(第二個標記物)在要顯像的血管/病變區(qū)遠端. 2.按MDU馬達或主機上的”IMAGE”鍵啟動馬達并核對圖像

7、。 3.保持IVUS超聲導管和導絲固定不動，按下自動回撤（pullback）回退顯像核心軸。 4.當掃描完成后，通過按“image”鍵停止馬達。并維持導絲的位置不變，撤出超聲導管。 5.當導管撤出后，用3毫升注射器向導管內注射肝素生理鹽水，從而把導管內部殘留的血液排出,準備下一次顯像,20,技術研究,IVUS圖像質量主要由兩個因素決定： 空間分辨力 （軸向和側向分辨力） 對比分辨力(灰階/動態(tài)范圍,IVUS 圖像質量,21,技術研究,空間分辨力（軸向和側向分辨力）： 是超聲圖像分辨相鄰微小目標的能力。對40MHz 的超聲導管為例，其軸向分辨力為80-100m，側向分辨力為 200-250 m,

8、IVUS 圖像質量,22,技術研究,對比分辨力(灰階/動態(tài)范圍) ： 顯示不同灰階細微差別的回聲能力，或者說區(qū)分不同組織的能力。 低動態(tài)范圍圖像呈現(xiàn)出“非黑即白”的的形式，缺乏中間過渡的灰階水平。 高動態(tài)范圍圖像灰度漸變更豐富，使圖像更柔和細膩,低動態(tài)范圍圖像,高動態(tài)范圍圖像,IVUS 圖像質量,23,技術研究,環(huán)暈（Ringdown） 表現(xiàn)為圍繞超聲導管周圍的一圈白色影像，它主要是超聲換能器的聲波振蕩引起的高幅干擾信號，常常會妨礙我們對導管周圍近場圖像的觀察。 處理方法：a) 改進換能器 b)應用過濾器 c)導管進入血管腔后按下ringdown按鍵,偽影的識別及應對,環(huán)暈偽影,24,技術研究

9、,偽影的識別及應對,血液斑點（ Blood speckle） 表現(xiàn)為血管腔內的斑點狀回聲，超聲的頻率和血流速度決定斑點回聲的強弱。有時，較強的血液斑點與軟斑塊，增生的內膜及血栓難以區(qū)分開來。 處理方法：通過指引導管向冠脈內注射造影劑或生理鹽水，使組織過界顯現(xiàn)出來,沖洗,血液斑點,25,技術研究,偽影的識別及應對,不均勻旋轉偽像 （Non-Uniform Rotation Distortion, NURD） 表現(xiàn)為圖像扭曲變形，是由于機械旋轉型導管的超聲探頭由于核心軸與外鞘之間的摩擦而產(chǎn)生不均勻轉動，使獲得的圖像失真。常發(fā)生于成角、扭曲或重度狹窄的病變。 處理方法：適當松開Y閥，對嚴重狹窄進行預

10、擴張后再放入IVUS導管,26,技術研究,Side Lobes,Guiding catheter,Guiding Catheter,偽影的識別及應對,不恰當導管位置偽影,27,技術研究,機械動力的回撤系統(tǒng),建議采用 0.5mm/sec 優(yōu)點 獲得的影像是按照從遠端到近端的順序-避免了在一根血管上來回成像 穩(wěn)定、緩慢地回撤傳感器可以避免在某一血管節(jié)段成像太快 使技術人員能夠專注于血管影像，不用去擔心超聲導管的操作 可以測量病變的長度和容積 絕大多數(shù)的多中心研究和所有的系列研究均要求使用此系統(tǒng) 缺點 由于傳感器不能在血管的某一特定部位長時間停留，因此對于重要的感興趣的節(jié)段不能進行充分的檢查和評估,

11、28,技術研究,以與自動回撤相似 (0.5毫米/秒)的慢速回撤導管 優(yōu)點 通過在某一點停止回撤能夠對感興趣的局部進行詳細檢查。 缺點 如果回撤太快會遺漏對病變的發(fā)現(xiàn) 沒有長度和容積的測量 前向和后向的導管移動會對以后回顧顯像造成干擾,手動的回撤,29,技術研究,基本報告,患者一般資料 適應癥 IVUS步驟的簡短說明 設備 成像的血管 基本數(shù)據(jù) 基本測量數(shù)據(jù) (例如： MLA最小管腔面積, MSA最小支架面積, MSD最小支架直徑, 斑塊負荷等) 形態(tài)學特點 (例如： 斑塊破裂, 血栓, 鈣化, 夾層, 壁內血腫等) 根據(jù)IVUS成像，治療所發(fā)生的相應變化 IVUS導致的并發(fā)癥和相應處理,30,

12、技術研究,綜合報告,包含基本報告所含有的信息. . . 介入治療前和/或治療后三個主要的圖像層面的定量分析: 遠端血管參考, 病變, 近端血管參考 EEM CSA 外彈力膜橫截面積 Lumen CSA 管腔橫截面積 Plaque 100(3):256-261 2 Jasti V, et al. Correlations between fractional flow reserve and intravascular ultrasound in patients with ambiguous left main coronary artery stenosis. Circulation. 20

13、04; 110:2831-2836,40,技術研究,IVUS 在臨界病變判斷近段 LAD, LCX, RCA,Takagi, et al. Circulation 1999;100:250-5,IVUS發(fā)現(xiàn)臨界病變的嚴重程度及形態(tài),臨界狹窄判斷: 如果在近端 LAD, LCX or RCA, 狹窄處的MLA 4 mm2 則該狹窄明顯限制血流,應該干預,41,技術研究,IVUS在左主干病變,Abizaid, et al. J Am Coll Cardiol 1999;34:707-715,IVUS 評價左主干的狹窄嚴重程度, 而造影就不能,臨界左主干狹窄評價: 如果左主干MLA 6 mm2 將明

14、顯限制血流,應該干預,42,技術研究,58 歲男性有不穩(wěn)定心絞痛，前壁和下壁運動試驗 EKG 改變,病例：IVUS與造影比較,43,技術研究,參照段,病變,10 mm,管腔 CSA = 18.3mm2 管腔直徑 = 5.0mm,管腔 CSA = 3.6mm2 管腔直徑 = 1.3mm,管腔CSA = 11.9mm2 管腔直徑 = 3.5mm,正常左主干開口病人被誤認為病變而進行CABG,病人有嚴重的左主干末端狹窄，沒被識別，被醫(yī)生建議治療LAD,IVUS在左主干病變,44,技術研究,IVUS在分叉病變,IVUS可以對血管分支開口及斑塊位置和負荷進行精確的顯示，從而了解斑塊特性，避免斑塊移位,4

15、5,技術研究,IVUS評價異常病變形態(tài),IVUS 發(fā)現(xiàn)異常的病變形態(tài),在復雜病變如鈣化，撕裂，血管瘤，血栓等情況下，IVUS可以準確反應真實病變情況,46,技術研究,Calcium,0,1.5,4.5 mm,因嚴重鈣化在造影上引起的模糊病變形態(tài),IVUS評價異常病變形態(tài),47,技術研究,IVUS在PCI尺寸選擇,48,技術研究,支架植入后面臨的問題,支架貼壁不良,支架邊緣撕裂,支架擴張不全,斑塊在支架內脫垂,49,技術研究,擴張不全現(xiàn)象常規(guī)地發(fā)生 (POSTIT)1,關于擴張不全（ Underexpansion,POSTIT 試驗1 臨床結果:在支架植入之后的IVUS檢查，僅在29%的病人中發(fā)現(xiàn)理想的支架釋放 不理想的支架植入原因: 不是因為支架尺寸選小，而是因為支架輸送球囊沒有能力將支架完全擴張到命名的尺寸. 1Brodie et al, Catheterization and Cardiovasc Int 2003. 59:184-192,Source: Image from Boston Scientific,50,技術研究,擴張不全常規(guī)地發(fā)生 (POSTIT)1,IVUS檢查支架貼壁（ Apposition,IVUS檢查,Source: Image from Boston Sci