虽然冠脉造影一直被认为是诊断冠心病的“金标准”，但其在评价管壁形态、壁厚、管腔特征等方面存在很大的局限性，20世纪80年代诞生了冠状动脉内超声（intravascular ultrasound，IVUS）技术，并于20世纪90年代末开始应用于临床。IVUS不仅能显示管壁的组织学特征，还可以精确的测量出管腔径及截面积，能够发现造影所不能显示出的早期病变。近年来，IVUS在冠状动脉硬化的进展研究、冠心病的诊断及病变发展、冠脉介入及药物疗效评估等方面的应用明显增加。
一、冠状动脉内超声技术特点
IVUS使用的是导管技术，利用安装在心导管顶端的微型高频（20～40MHz）超声换能器，在血管内发射和接收高频超声信号，在冠状动脉内靠近血管内膜探查可获得血管壁全层（内膜、中层、外膜）、360°管腔横断面高清晰度数字图像，实时显示血管的切面图像，能清晰显示管壁结构的厚度、管腔大小和形态等，甚至可以辨认钙化、纤维化和脂质池等病变。通过测量血液与血管内膜声学界面前缘可测算血管腔横截面积（lumen crosssectional area，LCSA）、中膜与外膜前缘计算中膜-外膜间横截面积（media-adventitia crosssectional area，MCSA）、粥样斑块容积（atheroma volume），IVUS检测可获得精确的在体动脉硬化程度、血管重塑形态变化图像。
二、冠状动脉内超声适应证：
《中国经皮冠状动脉介入治疗指南2012》中指出下列情况可使用IVUS。
1.确定冠状动脉支架释放是否达到理想状态(包括支架覆盖的范围)，确定支架内最小腔径。
2.确定支架内再狭窄的机制(支架膨胀不全或内膜增生),并且选择适当的治疗(斑块消蚀或再次球囊扩张)。
3.在血流受限的患者,协助评价冠状动脉闭塞及血流减慢的原因。
4.对PCI后血管造影结果欠佳者进行评价。
5.心脏移植术后动脉粥样硬化的诊断和处理。
6.在需要行旋磨术的患者,确定冠状动脉钙化及分布。
7.以下情况也可以考虑应用血管内超声协助诊断及确定治疗决策：有典型心绞痛症状且心肌缺血负荷试验显示心肌缺血，但血管造影无狭窄或狭窄程度轻微者，用于确定动脉粥样硬化程度；介入治疗前行血管内超声检查确定病变的特征和血管的解剖形态，尤其在造影显示临界性狭窄的患者，协助确定介入治疗的指征并选择最佳血运重建方法。
三、冠状动脉内超声检查前准备
（一）探头
目前常用的IVUS探头有机械旋转型和电子相控阵型两种（图9-1-1）。
1.机械旋转型 探头导管通过导管近端的马达驱动轴旋转超声换能器获取图像。如果该探头位于弯曲的血管段，可能会由于驱动轴旋转不均匀而产生图像变形。
2.电子相控阵型 探头由环状排列的多晶体换能器所组成，因此不但可显示血管断面的灰阶实时图像，而且还具有提供冠状动脉内血流信息的功能。但单图像分辨率较机械性探头稍差，导管周边存在超声盲区。随着技术的发展，IVUS已由原来的3～5F、10～30MHz发展到现在的2.6～3.5F（可通过6F指引导管进入冠状动脉内）、20～50MHz。可以随导丝进入冠状动脉系统的各个分支，其轴向分辨率也可以得到进一步的提高。
（二）导管
用于冠状动脉的IVUS导管直径多为2.6～3.5F（0.87～1.17mm），通常选用5F/6F或以上的导引导管（guiding catheter）。
（三）用药
操作前可经导引导管向靶血管内注射硝酸甘油或维拉帕米100～300μg，普通肝素3000～5000U，用于预防血管痉挛和血栓栓塞。
（四）注意
在将机械旋转型IVUS导管送入体内之前，一定要排除导管保护鞘内的空气，因为空气会影响声波的传导从而导致图像质量明显下降甚至无法产生。
图9-1-1 血管内超声探头
四、冠状动脉内超声检查操作技术要点
（一）IVUS导管推送过程
通过0.014in的导引导丝（guidewire）将IVUS导管送至靶病变部位的远端，操作方法与快速交换经皮冠状动脉内血管成形术（percutaneos transluminal coronary angioplasty，PTCA）球囊导管基本相同。
但应注意以下几点。
1.IVUS导管外径比多数PTCA球囊导管大，对扭曲和严重狭窄病变的通过能力较差，因此在操作过程中导引导管需要保持相对固定，以提供较好的支撑力。
2.导引导丝的尖端需置于靶病变远端，而IVUS导管不能载于导引导丝软垂的尖端向前推送，故为便于IVUS导管通过扭曲和狭窄病变，应选用支撑力强的导丝。
3.为了避免血管损伤，IVUS导管应该尽量避免送入细小血管的远端。
4.进行支架测量时动作需轻柔，避免损伤支架。
（二）图像方位的确定
进行序列检查（serial studies），轴向标记物的选择非常重要，轴向标记物可以选择在血管内，也可以选择在血管周围（如边支、静脉、钙化或纤维化沉积物）。IVUS导管经由左主干（LM）进入前降支（LAD）或回旋支（LCX）之前就应确定图像方位，进入LAD、LCX应位于9点的位置；进入LCX、LAD应位于3点的位置。根据这个定位，进入LAD，对角支应位于图像左边8—12点之间，间隔支应位于图像下方2—8点的位置；进入LCX，钝缘支应位于图像右边12—6点的位置。图像方位确定以后将IVUS导管送入靶病变远端，图像质量调整到最佳，然后开始录像。
（三）IVUS导管回撤过程
一般采用从远端往近端以一定的速度连续回撤（手动或自动）的方法进行检查，然后对感兴趣的部位再进行手动重点检查，尤其是在使用自动回撤装置时中间不要随意停顿，否则会影响重建的图像的准确性，将图像记录在光盘或录像带上，可供事后分析，明确冠状动脉硬化斑块的特性，测量血管和斑块的径线，计算血管狭窄程度和观察血管段长度。
五、冠状动脉内超声检查安全性
并发症如下。
1.血管痉挛 冠状动脉痉挛是冠状动脉内超声检查最常见的并发症，发生率达2.9%。有学者发现，在血管内超声检查前给予冠状动脉内注射硝酸甘油和肝素，可明显降低冠状动脉痉挛的发生率。
2.急性冠状动脉闭塞 冠状动脉急性闭塞是血管内超声检查的严重并发症，发生率较低，一般为0.3%～0.6%。
3.冠状动脉夹层及血栓形成 冠状动脉内超声检查过程中可发生冠状动脉夹层及血栓形成，可通过溶栓、球囊扩张和（或）支架置入等方法处理。
4.其他并发症 其他并发症包括心绞痛、心律失常和心肌梗死等。
六、冠状动脉内超声在冠心病介入治疗中的价值
（一）在冠状动脉支架中的指导意义
定量冠状动脉造影检查与IVUS检查在评价病变的严重程度方面的相关程度为0.77～0.98，但对于冠状动脉临界病变（斑块负荷程度为50%～75%）的患者，冠状动脉造影检查常会低估冠状动脉病变的严重程度。IVUS能够更准确地判断病变的严重程度，并以此指导治疗方案的选择。
1.支架尺寸的判断 目前认为，最小管腔横截面积（CSA）＜4mm2可作为患者接受冠脉介入治疗的评价指标。正常参考血管的准确判断对于支架尺寸及长度的选择至关重要，在冠状动脉造影检查判定为正常参考血管的部位，IVUS检查往往会发现存在严重的病变。造成冠状动脉造影与IVUS检查结果差异的原因可能与冠状动脉病变早期发生的正性重构有关，即粥样硬化斑块所占的管腔面积被增大的外弹力膜横截面积(EEMCSA)所抵消，因此冠状动脉管腔面积并无明显减小。粥样硬化斑块发展至40%～50%的负荷程度时，冠状动脉管腔才表现出狭窄的变化。因此依据冠状动脉造影“正常”参考血管直径选择支架时往往会出现支架尺寸偏小的情况，IVUS能够更精确地判断正常参考血管，术者可以根据病变近、远端参考血管的直径情况选择支架的尺寸，因此相比于冠状动脉造影检查，IVUS在指导术者选择支架的尺寸方面具有一定的优势。
2.支架长度的判断 通过冠状动脉造影检查测量冠状动脉病变的长度往往会受到影像缩短效应的影响。在病变血管扭曲严重的病例，造影检查更难以准确判定病变的长度。由于IVUS相比于冠状动脉造影检查受到血管扭曲或影像缩短效应的影响较小，在判定病变长度方面具有明显的优势。相比于冠状动脉造影，能够更精确地测定冠状动脉病变的长度，从而能更好地协助术者选择长度合适的支架处理病变。
（二）对支架术后效果的评价
支架置入“理想”的IVUS标准包括以下几点。
1.支架全贴壁。
2.支架扩张充分：支架最小横截面积(MSA)与平均参考血管管腔面积(reference lumen area，RLA)之比＞0.9，其中平均参考血管管腔面积是指近端参考血管CSA与远端参考血管管腔CSA的平均值。
3.支架展开匀称：即支架展开较为对称，支架柱的分布比较均匀，支架对称指数（即支架最小直径与最大直径之比）＞0.7。
4.支架完全覆盖病变：其中支架的贴壁情况是判断支架置入效果的重要指标之一。支架的贴壁情况即指支架壁与冠脉血管壁之间的贴靠情况，判断支架贴壁良好的标准是IVUS检查证实支架完全贴壁，即所有支架柱均与血管壁紧密相接，两者间不存有任何空隙。支架贴壁不良是指IVUS检查发现支架未能完全贴壁，即1个或1个以上的支架柱与血管管壁之间存有空隙。
IVUS研究证实，尽管支架置入后冠状动脉造影结果非常理想，但在许多情况下却存在支架扩张不充分和（或）支架贴壁不良的情况。这样既能够增加了术后支架再狭窄和靶血管血运重建（target vessel revascularization，TVR）的发生率，还增加了术后支架血栓事件的发生风险。在接受药物洗脱支架（drug eluting stent，DES）置入术治疗的患者，如果能够获得较大的支架面积，即支架最小面积能够大于5.5mm2者，术后发生支架再狭窄的风险会明显降低。因此通过IVUS检查评价支架置入后的最小面积能够较好地预测接受冠脉支架置入治疗患者的临床预后情况，而决定支架最小面积大小的两个主要因素中，除冠脉病变的参考血管直径外，支架的扩张效果也是决定支架最小面积的主要因素，虽然我们无法改变参考血管直径的大小，但我们可以通过IVUS的指导来改善支架的释放效果，从而使支架的最小面积“最大化”。所以，支架扩张不充分会明显增加术后发生支架血栓的风险，因此支架释放时获得充分的扩张效果对于降低术后支架血栓的发生非常重要。
（三）IVUS指导下后扩张技术的应用
金属裸支架时代，IVUS指导下的冠状动脉支架术能进一步降低靶血管重建（TVR）的发生率，能够进一步改善接受冠状动脉介人治疗患者的临床预后。应用IVUS指导下的后扩张技术能够增加冠脉支架置入后的支架最小管腔面积，进而有利于减少术后TVR的发生。
药物洗脱支架(DES)的问世极大地降低了支架再狭窄和靶病变血运重建的发生率，因此DES在改善冠脉介入治疗整体治疗效果的同时，也改变了人们对于后扩张技术的看法：在DES应用于临床的初期阶段，由于临床研究的结果显示DES能够有效地抑制再狭窄的发生率，人们认为没必要再依赖后扩张技术来改善冠脉支架术后的临床效果。但事实并非如此，随着DES的广泛应用，人们也逐渐认识到了DES存在的一些问题，如支架再狭窄，潜在的支架血栓风险等，靶病变失败的发生率仍高达7%～9%，尤其是在合并糖尿病、小血管病变等特殊情况的患者中，靶病变失败的风险更高。支架扩张不充分和支架最小面积偏小是导致DES术后再狭窄及支架血栓事件的重要原因之一，对于某些靶病变失败风险较高的患者还是建议选择IVUS指导下的后扩张技术，以减少操作因素对患者临床预后的影响。
七、结语
IVUS检查冠状动脉结构变化是冠脉介入治疗中的一项重要辅助检查，其能更为全面的观察血管结构和病变特征。目前IVUS连续随访常用于评估动脉硬化进展，可作为药物治疗临床观察终点指标，对评估冠心病PCI疗效、研究置入支架失败原因和机制有重要意义。随着影像技术的发展，多种影像学手段的联合应用将对冠心病、动脉硬化及血管疾病认识的深入发挥越来越大的作用，并使疾病的治疗更为合理有效。
（曹雪滨 崔玉娟）
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