产生较多的伪差，同时声束的穿透力减低；而频率较低的晶体其分辨力随之下降，一般只用于心腔内和主动脉内的超声显像(9MHz）)。
根据超声导管晶体换能器的构成不同，IVUS导管主要分为两种：机械旋转型mechanically rotating transducer和电子相控阵型electronically switched multi-element array transducer（图1-1）。
图1-1 IVUS导管模式图 A 机械旋转阵型；B 电子相控阵型
图1-2波科IVUS导管（Atlantis SR Pro）外形图
图1-3波科IVUS导管（Atlantis SR Pro）顶端放大图
1. 机械旋转型：机械旋转探头利用外置的马达和驱动轴旋转安装于导管顶端的单一压电晶体换能器，旋转速度通常为1800转/分，可以每秒30帧的速度成像。目前所应用的机械旋转型超声仪器主要为美国波士顿科学（Boston Scientific）公司的ClearView 和GALAXY 2系统，很快将会推出iLAB系统，操作更方便（图1-2至图1-4）。带有超声换能器的导管在保护鞘内旋转，可避免对血管的损伤，进行检查时，保护鞘保留在血管腔内，启动马达旋转和回撤保护鞘内的超声导管。在将机械旋转型导管送入体内之前，一定要排除导管保护鞘内的空气，否则空气会影响声波的传导而导致图象质量的明显下降甚至图像无法产生。目前所用的导管均采用单轨形式，经0.014英寸的导引导丝送入需要成像的节段。导管前端的单轨部分较短，导管也较柔软，因此通过扭曲和严重狭窄病变的能力相对较差，此时可因导管的不均匀旋转而产生图像的变形，即不均匀旋转伪像（non-uniform rotational distortion, NURD）；位于超声探头周围的导丝也可被成像，即导丝伪像（guide-wire artifact），对这两
种情况应加以识别。
2. 电子相控阵型：电子相控阵型探头采用环行安置于导管顶端的64个换能器，导引导丝的轨道作用较好，导管的推送能力较优。目前由美国VALCANO公司(原为Endosonics公司)生产（图1-5）。由于没有活动的部分，电子相控阵型超声导管不会产生NURD，但可能产生明显的环晕伪像（ring-down artifact），需在导管探头送出指引导管但在刚进入冠状动脉时加以去除此伪像。新一代的电子相控阵型血管内超声图像质量已有明显的提高，与机械旋转型无显著的差别。
利用相控阵型IVUS成像系统，还可以根据病变回声性质的不同，标上各种颜色，分别代表不同性质的病变，即虚拟组织学成像（Virtual Histology，VH），可进一步明确斑块的组织学成分，帮助识别不稳定的病变。图像处理系统负责将接收到的超声信号处理后在荧光屏上实时显示图像，随着技术的改进，目前所用的图像处理系统均有血管实时三维重建功能。要实现此功能，需要采用经马达控制的自动回撤系统，以0.5～1.0mm/s速度匀速回撤导管以采集系列的图象，图象处理系统可进行不同矢状面的血管纵轴成像，用于判断病变的长度、累及范围和与分支血管的关系。
回撤系统：随着技术的改进，目前所用的图像处理系统均可以使用自动回撤系统（图1-5）。设置基准点（如边支、静脉、钙化或纤维化沉积物）后自动回撤，其优势体现在：1有助于日后回顾时能够清楚地知道探头所在位置；2便于序列研究时的前后对比；3使用IVUS测量病变长度指导介入治疗时，自动回撤系统是唯一准确和可重复的方法。但自动回撤系统也有其局限性，尤其是冠状动脉开口和分叉病变，狭窄最严重的部位往往只有0.5-2 mm。这种情况下，进行机械自动回撤以后还需要对严重狭窄部位进行手工回撤检查以便仔细观察。通过恒速马达匀速回撤导管，行进速度可控制在0.5～1.0 mm/s之间，多数使用0.5 mm/s。对采集到的系列图像进行处理，并实时进行血管三维重建。
超声主机：通过电子线路控制超声导管顶端的晶体发射和接收超声信号，并对接收到的超声信号进行处理，在荧光屏上实时显示血管的横断面超声图像（图1-7和图1-8）。通过成像主机可以选择超声导管的类型、频率和测量深度，并由键盘输入病人的有关信息，还可以进行二维图像定量分析，测量血管的直径和面积。所有图像可采用录像带和数字化光盘进行记录和保存，以便回放分析，均配备打印设备。
（二）操作方法
（1） IVUS导管推送过程
通过0.014英寸的导引导丝（guidewire）将IVUS导管送至靶病变部位的远端，操作方法与快速交换PTCA球囊导管基本相同。 （2）图像方位的确定
进行序列检查（serial studies），轴向标志物的选择非常重要，轴向标志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）。Hausmann等人通过对2207例IVUS检查的分析认为，IVUS导管经由左主干（LM）进入前降支（LAD）或回旋支（LCX）之前就应确定图像的方位。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。 （3） 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。通过自动回撤（速度一般为0.5-1 mm/s）装置，可计算测量观察血管段的长度。
通过上述操作过程可以观察到血管内及血管壁的情况，进行一系列的定性和定量分析，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。
（三）操作过程中的注意事项
由于IVUS导管本身具有一定的直径，在冠脉狭窄病变严重时会明显加重或诱发心肌缺血，在检查时需要注意检测患者的病情包括压力、心电图和症状等，尤其是左主干或开口部位病变严重时需要控制检查时间，防止冠脉堵塞造成严重后果。机械旋转型导管排出空气的操作必须在体外进行。回撤导管过程中Y形止血阀不宜旋的过紧，需要注意保持指引导丝位置的固定，尤其是回撤相控阵型IVUS导管时。冠脉内注射200ug硝酸甘油可以减少导管刺激可能诱发的血管痉挛。加用3000u肝素可预防血栓的形成。
1. IVUS导管外径比多数PTCA球囊导管大，因此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，而且为便于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。
（四）IVUS图像判断 1．正常冠脉
冠状动脉在超声下往往是三层结构，但与组织学上的内、中、外膜不完全对应，三层结构代表的是不同的声学界面（图1-1）。
图1-1 正常血管的三层结构红箭头指向内膜，黄箭头指向中膜，绿箭头指向外膜。
1. 最内层包括内膜（intima）和内弹力膜（internal elastic membrane），在病变血管还包括动脉粥样硬化斑块（atheroma）。相对于管腔和中膜，内层增厚或有斑块时回声相对较强。
2. 第二层是中膜（media），超声下多显示为无回声层。在某些病例，由于内膜或外弹力膜（external elastic membrane, EEM）强反射的影响，中膜图像可能看不到。而在另一些病例，由于信号衰减及内弹力膜弱反射的缘故，中膜图像看起来有点儿比较厚。
3. 最外层包含外膜（adventitia）和外膜周围组织（periadventitial tissues），由于二者回声强度相近，超声下往往无法鉴别，可呈特征性的“洋葱皮”样表现。
尸体解剖研究发现，人体冠状动脉内膜厚度从婴儿到5岁平均为60 μm，30岁为220 μm，40岁平均为250 μm，而中膜的厚度随年龄增长一般保持不变，约200 μm。目前的IVUS导管分辨力不足以充分显示厚度小于100 μm的内膜，因此年轻人或来自年轻供体移植心脏的冠状动脉可能看不到三层结构（大约50%）。
2．冠脉粥样硬化病变
冠状动脉粥样硬化病变在IVUS上表现为管壁上 不同程度的斑块形成，内膜和内膜下组织明显增厚，占据部分管腔。IVUS可评价动脉粥样硬化病变的分布范围、严重程度和病变的组成成分。
（1）IVUS图像的定性分析
IVUS图像根据所显像组织的回声特性进行定性判断。回声的特性与纤维的含量有关，纤维含量越多，斑块的回声越强，钙化病变的回声最强。IVUS对病变组织特性的确定和病理检查结果有良好的相关性。其中对钙化病变判断的敏感性和特异性均很高，但IVUS对检测血栓性病变的敏感性较低，不如血管内镜。
IVUS图像上通常将斑块内的回声与血管周围代表外膜或周围组织的回声进行比较，以确定斑块的软硬程度。
“软”斑块指斑块的回声较周围组织要低，代表斑块内脂质含量较多，然而破裂的斑块内容物溢出后留下的空腔、斑块内出血、壁内血肿或斑块上的血栓或坏死组织也可以表现为低回声，结合临床情况进行判断。
纤维化斑块的回声强度中等，回声密度介于软斑块和钙化斑块之间，而与外膜以及外膜周围组织的回声相似；
钙化病变回声最强，并伴有下方的声影，钙化组织引起的声影往往影响其下方结构的显影和定量测量的准确性。钙化病变可分为表浅和深部钙化。
纤维斑块和钙化斑块一般称为硬斑块。
混合性斑块是指斑块含有一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。
血栓性病变在IVUS上表现为管腔内的团块，可表现为分层、分叶，通常回声不均匀，有斑点状或闪烁状回声，血栓组织可呈分层现象，两者的回声密度可有明显差异。
根据斑块在管壁上的分布，IVUS图像上将病变分为偏心性和向心性，如斑块最厚部分的厚度超过最薄部分的两倍，或存在无斑块的管腔，则视为偏心性斑块，否则就为向心性斑块，早期的动脉粥样硬化病变以偏心性多见。
还可以根据病变回声性质的不同，标上四种颜色，分别代表四种不同性质的病变：深绿色代表纤维斑块，浅绿色代表纤维-脂质斑块，白色代表钙化性病变，红色代表坏死组织，即虚拟组织学成像（Virtual Histology，VH），与病理研究相比，二者具有良好的相关性。可进一步明确斑块的组织学成分，帮助识别不稳定的病变。
（2）IVUS图像的定量测定
IVUS图像上有两个非常清晰的声学界面：一是内膜和管腔之间，另一个为中层和外膜之间，代表外弹力膜（External Elastic Membrane，EEM），这两个分界线是测量时的主要参考。
管腔（横截）面积（Lumen Crosssectional Area，LCSA）：内膜表面所包含的面积。 血管面积（External Elastic Membrane Crosssectional Area， EEM CSA）：外弹力膜包含的面积。
由于IVUS图像上很难确定内弹力膜的位置，因此无法测定组织学上斑块的面积（即以内膜表面和内弹力膜为边界的面积）常利用EEM CSA和LCSA计算得到的面积（斑块+中膜）来代替斑块面积，由于中膜面积在其中占的比例很小，因此对实际斑块面积的测定值影响很小。
最小和最大管腔直径分别指经管腔中心测定直径的最小值和最大值；
最小和最大血管直径分别指经管腔中心测定的以EEM为界的直径的最小值和最大值。 常用的计算公式包括：
斑块与中膜面积=EEM CSA-LCSA
管腔面积狭窄率=（参照节段EEM CSA - 最小LCSA）/参照节段EEM CSA 斑块负荷(Plaque burden) = 斑块与中膜面积/EEM CSA*100%
斑块负荷与管腔的面积狭窄率有所不同，前者指同一截面上斑块在血管面积（EEM CSA）中所占的比例；而后者指与参考节段比较得出的管腔狭窄程度。
当病变部位发生明显的正性重构，即血管发生代偿性扩张时，通过IVUS测定得到的斑块负荷要大于管腔面积狭窄率（？）。
重构指数（Remodeling Index，RI）：病变处EEM CSA与参照下血管EEM CSA之比。一般将病变处近端和远端10mm内最接正常的部位（管腔面积最大处）作为近端和远端参照血管，病变处和参照血管之间没有大的分支血管汇入，参照血管平均面积为近端参照血管EEM CSA和远端参照血管EEM CSA之和的平均数。RI> 1为正性重构，RI<1为负性重构。
对钙化病变可依据钙化组织在周长上占的象限进行半定量测定。钙化分度：0度为无钙化；Ⅰ度为1-90°的范围；Ⅱ度为91-180°范围；Ⅲ度为181-270°范围；Ⅳ度为271-360°范围。
3．心肌桥的IVUS图像
心肌桥是比较常见的先天性冠脉解剖病变，它是指冠脉及其分支的某个节段走行与室壁心肌纤维之间，在心脏收缩期出现暂时性的管腔狭窄甚至闭塞，舒张期冠脉的受压减轻或消失，造影上呈现挤奶现象。行走于心肌下的冠脉称为壁冠状动脉，其上方的心肌成为心肌桥。
心肌桥的IVUS特征：壁冠状动脉管腔收缩期管腔缩小，舒张期增加，且心肌桥在IVUS图像上均有特征性的围绕壁冠状动脉一侧的半月形地回声区或无回声区，该回声区具有高度特异性和敏感性，存在于几乎所有的心肌桥的部位，成为半月现象。进一步的定量测量发现，大部分的壁冠状动脉直径和面积即使在舒张期仍小于其远端的参照节段。
4．IVUS图像的伪像
常见的伪像包括：环晕伪像，导丝伪像、不均匀旋转伪像、血液回声、图像的几何扭曲；
（五）临床应用
1．诊断方面的应用 IVUS图像可以提供精确的定性和定量诊断 （1）早期病变的检出
冠状动脉粥样硬化病变形成早期出现代偿性扩张即正性重构，直到管腔面积狭窄40%左右
卫生部心血管疾病介入诊疗技术培训教材
