血管内超声的新技术进展当前,血管内超声( intravascular ultrasound, IVUS)在冠心病诊断与治疗中发挥着非常重要的作用。近年来,出现许多新技术,极大丰富了IVUS的临床应用,

加入时间:2010-9-7 17:51:40 | 访问量:2252|来源:


     当前,血管内超声( intravascular ultrasound, IVUS)在冠心病诊断与治疗中发挥着非常重要的作用。近年来,出现许多新技术,极大丰富了IVUS的临床应用,现就IVUS的新技术进展综述如下。
    1 IVUS三维重建
    IVUS三维重建( three2dimensional reconstruction)是近年来IVUS成像技术的研究热点,它利用IVUS能够实时地呈现血管横断面图像的特点,使超声探头在血管腔内轴向移动,扫描出一串连续的血管断面图像,从而重建出一段血管的三维形态。这样获得的血管腔及管壁的立体信息能更好地反映血管的真实形态,为冠心病的诊治提供更可靠的依据。
    IVUS仅能提供探头处血管的横断面图像,单个截面不能精确地代表整个病变斑块,对整个血管节段的全面评价有助于减少潜在错误的发生。血管三维重建技术能提供血管和粥样硬化斑块复杂的纵向结构信息,能很好地评价介入治疗前后血管变化。IVUS三维重建可分为4个基本步骤: ( 1)图像的获得; ( 2)图像数据化和节段化; ( 3)三维重建; ( 4)显示和分析。
    其中最重要的是正确获得横截面的二维影像序列,一般是用恒速马达按一定速度(一般l mm / s)回撤探头获得。影像的显示方式也分为三种: (1)柱状显示模式:可以直接观察管腔表面, ( 2)矢状显示模式:可以直接估计管腔是否阻塞以及动脉壁的病理变化, (3)管腔显示模式:可以连续分析整个节段的管腔情况。Nadkerni等应用影像回顾性闸门( imaging-based ret-rospective gating)技术进行三维重建,减少了伪影超过90% ,因而更适用于斑块体积的测量。Tinana等用三维重建方法发现,动脉粥样硬化的血管平均3 /4的斑块位于非狭窄区域,即不位于最狭窄的区域,而且斑块的体积与钙化的多少相关。
    2 血管内超声的前视功能( forward-viewing)
    目前的IVUS仅能显示探头处横断面的图像,对于严重狭窄和闭塞的病变,若超声探头无法通过,则检查无法完成。L ight等采用直径为4 mm的实时三维前视IVUS导管,根据需要能沿血管轴向远端“看到”数厘米深度的影像,以显示不稳定斑块,故IVUS前视是可能的,并且能更方便全面地显示血管壁的结构。Ramnarine等认为,二维前视的IVUS导管可以“看到”迂曲的病变血管或完全闭塞的血管远段且能应用多普勒原理对其进行测量。
    3 血管内超声弹性图
    近10年来在IVUS基础上发展起来的血管内超声弹性图( IVUS elastography)可用于斑块力学特性的评价,通过检测冠脉内斑块的机械学特性来评估其性质的一种技术。组织对机械性刺激的反应取决于其机械学特性,不同组织对机械刺激的反应不同,坚硬的组织(如钙化和纤维组织)受压和被牵拉的程度小于柔软的组织(如脂质) ,由此判断斑块的组成成分。张力增高的区域(增高> 1% )表明组织产生压缩,组织脆性增加,如存在脂质核或巨噬细胞浸润时。相比而言,张力很小(接近0% )的组织表明组织稳定,如纤维帽。斑块内巨噬细胞浸润与张力成正比,而平滑肌细胞和纤维帽厚度成反比。研究显示,不稳定斑块的张力可由体部的1%上升至肩部的2% ,钙化斑块的张力值为0% ~0. 2% ,置入支架处斑块的张力值更低。
    心动周期中冠脉内压力的改变施加给斑块一个足以引起其构象改变的压力。
    IVUS弹性图是将IVUS图像和射频测量结果结合起来的新技术,能够测定紧张度增加而倾向破裂的区域,利用IVUS导管收集不同压力作用下冠脉血管壁和斑块的射频回波信号,经局部置换建立反映组织受牵拉情况的横断面弹性图,从而区分不同的斑块成分。此技术改变了标准IVUS区分脂质斑块和纤维斑块较困难的缺点。de Korte等发现不同斑块成分的应变值差异存在显著意义,尤其是纤维组织与脂肪组织之间,其识别易损斑块管腔壁边界高张力区的敏感性是88% ,特异性是89%。在体研究证实脂质斑块的张力值高于纤维斑块,管腔界面有高张力区在识别巨噬细胞有很高的预测价值。而且随着三维弹性图的发展,识别冠状动脉全长的薄弱点成为可能。总之,血管内弹性图是评价斑块组成和易损性的独特工具,为临床上识别易损斑块提供新的技术方法。
    4 虚拟组织学成像血管内超声
    虚拟组织学成像血管内超声( virtual histology in-travascular ultrasound,VH2IVUS)是一种比较新的IVUS后处理技术,它的基本原理是利用反向散射的超声射频信号,通过功率频谱的处理(傅立叶转换、韦尔奇功率频谱和自动回归模型)进行比较分析,重建实时斑块分类的组织图像,对斑块进行更准确的分辨。
    VH-IVUS把原来黑白的IVUS图像用4种不同的颜色表达出来,每一种颜色代表不同性质的斑块:深绿色代表纤维性斑块;浅绿色代表脂肪性的斑块;白色代表钙化性斑块; 而红色代表坏死的组织。比较于传统IVUS图像,VH-IVUS能更准确和定量评价不稳定斑块的主要成分脂质核心,这对于我们识别不稳定、易于破裂的斑块具有重要的临床意义。临床研究证实,VH-IVUS在识别冠状动脉斑块方面和组织病理学有较好的相关性。Nakamura等采用VH-IVUS评价急性心肌梗死患者斑块组成和无复流现象发生率之间的关系,结果显示,无复流患者纤维脂肪斑块体积所占百分比明显具有增加的趋势,可见“大理石样”影像(主要是由纤维脂肪和纤维性斑块组成,即斑块体积是由> 80%的纤维脂肪和纤维性斑块,以及纤维脂肪斑块体积> 10% ) 。Kawaguchi等发现VH-IVUS可以预测ST段抬高的心肌梗死患者介入术后远端栓塞风险,其中斑块坏死中心体积能够明确预测支架置入后的ST段再抬高,最佳预测值为33. 4 mm*3 ,敏感性为81. 7% ,特异性为63. 6%。
    5 测定血流速度
    已有初步的实验应用IVUS定量测定血流速度,这对指导介入治疗的过程,评价介入治疗的效果都大有益处。
    6 治疗性应用
    IVUS的治疗性应用也已出现。动物模型中,超声治疗可预防介入治疗后的血管内膜增生。有趣的是,IVUS可通过提高基因进入血管细胞的能力来帮助基因治疗冠心病。
    综上所述, IVUS新技术以其独特的视角进一步开辟了心血管疾病诊疗的新途径。可以预见,随着研究的不断深入,技术上的不断成熟,其在临床上的应用也必将越来越广泛,其价值也会越来越大。

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