CCI创新周讯 | 血管内超声技术进展

图示飞利浦的IVUS系统，该系统可以跟造影、FFR进行融合，提供更多冠脉病变信息

血管内超声(IVUS)是心导管室的主要血管内成像方式，它有助于医生制定最佳的治疗方案，指导支架放置以及确认和优化治疗结果。IVUS可以确认植入血管内的支架是否完全贴合血管壁，避免因贴壁不良造成支架内再狭窄。

虽然光学相干断层扫描技术(OCT)能够提供更高分辨率的血管内成像，但基于反射光的OCT缺乏IVUS的组织穿透力，难以观察到深层血管壁以及更厚的斑块。同时OCT还有其技术局限性，在使用时需要通过生理盐水或造影剂清除目标血管段中的血液，避免血液干扰导致的信号丢失，以便导管发出的光可以穿透组织并反射回来。

IVUS将一个微型超声换能器安装到导管前端，可以实时显示高分辨率的血管腔内图像。它可以显示血管管腔、斑块和血管壁，以及斑块中的血管真腔。IVUS可以测量冠状动脉病变的长度和血管实际直径，指导选择合适的支架尺寸和支架植入位置。同时IVUS还可以从血管形态上进一步解释造影看到的血管阻塞情况，对造影模糊病变、预处理病变、分叉病变、弥漫病变，以及左主干病变多次成像都有更深入的判断。

波士顿科学公司率先将这项技术推向市场，随后Volcano(已被飞利浦收购)、Acist、InfraredX和Conavi几家公司也推出了相应产品。

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新的IVUS系统

近些年来飞利浦一直在推动IVUS的发展，其中将IVUS与血管造影和血流储备分数(FRR)或瞬时无波型比率(iFR)等生理评估手段进行融合，这种融合技术可以在心导管室手术台前的屏幕上直观显示，在同一血管段给医生提供更多关于病变及其严重程度的信息。同时它还帮助医生快速识别罪犯病变。

飞利浦的IVUS系统还提供了类似于多普勒超声的ChromaFlow功能，该功能能够在血管腔中以红色标识血流流动信息，可以清晰地显示血管管腔和分叉血管的交界处，使得黑白IVUS图像更容易被读懂。

飞利浦还提供了七种不同功能的系列化IVUS导管用于针对不同结构的冠脉和外周血管。

2018年Conavi Medical公司开发的融合OCT与IVUS技术的 Novasight系统获得了美国FDA的510(k)认证，该融合成像系统不仅具有跟OCT一样的出色图像分辨率和对比度，而且还具有IVUS的探测深度。该系统的多模态组合成像方式融合的更好、更精准。

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用于检测易损斑块的近红外光谱IVUS

10年前Infraredx（Nipro的子公司）开发了近红外光谱系统(NIRS)，该项技术是一种用于评估血管段脂质负荷的成像方式，然而大多数介入医生难以理解这一成像方式。直到几年后IVUS与NIRS的组合使用，就有了这一种新的冠脉腔内成像和斑块成分分析方法。

许多介入医生迅速发现了NIRS-IVUS系统检测易损斑块的潜力，用于精准定位富含脂质斑块 (LRP)进而密切监测病例或在心血管事件发生之前抢先植入支架治疗。LRP和PROSPECT II[2]研究均显示，NIRS-IVUS技术可以帮助识别造影下非阻塞性病变未来可能发生心血管事件的的高风险特征。

华盛顿MedStar心脏研究所心内科副主任Ron Waksman博士说：“多血管NIRS技术可以轻松安全地评估和识别易损患者与易损斑块，在轻度狭窄或非阻塞性冠脉上应用血管内NIRS成像技术可用来识别潜在高风险的患者和非罪犯血管，应该考虑用于心导管检查中可能进行PCI手术的患者。”

Infrared最新一代的Makoto系统能自动将感兴趣区域的全部脂核进行量化，以脂核负荷指数(LCBI)进行表示。通过使用NIRS-IVUS 技术分析病变组织结构与成分的数据，进一步评估药物治疗对斑块大小和脂核成分的影响。同时该技术因可用于评估斑块大小和成分的逆转而正被用于研究开发稳定斑块的新型预防方法。

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用于外周动脉和静脉的IVUS

血管内成像起初主要用于冠状动脉中，但现在该项技术已在外周动脉和静脉的介入手术中应用。

在外周动脉治疗领域，直到2020年10月才由全球40名交叉学科专业的医学专家组成的委员会起草IVUS在外周血管疾病(PVD)中合理使用的第一份共识文件。目前医生在PVD中使用IVUS还没有形成统一的标准。新的专家共识旨在帮助建立全球标准，提高PVD的治疗质量。

新的IVUS使用共识和推荐基于临床证据、专家实践标准和临床经验，旨在提高PVD的治疗质量。

贝斯以色列女执事医学中心的介入医师、哈佛医学院医学助理教授Eric A.Secemsky博士说：“这一专家共识的推出是对在外周介入手术中使用IVUS的有力支撑，未来努力方向还需聚焦在如何提高在临床实践和手术操作流程中的IVUS实操，改善患者预后。”

共识文件包括了主要的IVUS临床使用场景综述和决策过程，文件在2021年的血管介入进展会议（VIVA）的专题研讨会上进行了公布。通过这种方式专家们优化了IVUS使用、识别了潜在的分歧、达成了临床共识、建立了跨临床专业的标准，为患者带来了积极效果。

在静脉介入治疗方面，最近一项双盲对照研究表明：在髂静脉支架植入的大数量病例中，IVUS在决定治疗定位方面优于静脉造影。该研究纳入了155例接受慢性髂静脉闭塞治疗的患者[3]。在评估主要静脉血管狭窄方面，静脉造影组中有19%的病例未能识别血管狭窄，有68%的病例低估了静脉血管狭窄程度且未能准确识别静脉血管狭窄位置，而IVUS在以上三个关键指标上都要比静脉造影更加准确。

来自密西西比州杰克逊市圣多米尼克纪念医院RANE中心的第一作者、加拿大皇家外科医学院院士Myriam Montminy博士解释说：“在治疗深静脉系统的血管慢性堵塞疾病中，静脉血管的狭窄位置、程度以及解剖结构的正确评估，是支架植入最优化、确保介入手术成功的关键因素。虽然静脉造影比IVUS更容易获得且手术成本更低，但越来越多研究表明，IVUS在识别髂静脉的狭窄病变方面比静脉造影具有更高的敏感性。我们的研究旨在通过比较这些诊断技术评估指导支架放置所需关键参数的准确性，去进一步提高深静脉系统中血管慢性堵塞疾病的支架植入手术的成功率。”

参考文献：

1. Ron Waksman, Carlo Di Mario, Rebecca Torguson, et al. Identification of patients and plaques vulnerable to future coronary events with near-infrared spectroscopy intravascular ultrasound imaging: a prospective, cohort study (LPR Study). The Lancet. VOLUME 394, ISSUE 10209, P1629-1637, NOVEMBER 02, 2019. DOI:https://doi.org/10.1016/S0140-6736(19)31794-5.

2. David Erlinge, Akiko Maehara, Ori Ben-Yehuda, et al. Identification of vulnerable plaques and patients by intracoronary near-infrared spectroscopy and ultrasound (PROSPECT II): a prospective natural history study. The Lancet. VOLUME 397, ISSUE 10278, P985-995, MARCH 13, 2021. DOI:https://doi.org/10.1016/S0140-6736(21)00249-X.

3. Myriam L. Montminy, James D. Thomasson, Guillermo J. Tanaka, et al. A comparison between intravascular ultrasound and venography in identifying key parameters essential for iliac vein stenting. Journal of Vascular Surgery: Venous and Lymphatic Disorders. November 2019, Volume 7, Issue 6, Pages 801–807. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jvsv.2019.03.015.

译者点评

IVUS作为PCI介入手术中重要的腔内影像学工具，在提高对冠状动脉病变的认识和指导介入治疗方面起了非常重要的作用。近年来随着技术的发展，涌现了IVUS与FFR、造影的融合以及复合成像导管等新技术。IVUS与NIRS组合使用为易损斑块的评估提供了新的方法。IVUS与OCT组合使用，融合了各自高分辨率和高穿透性的优势，辅助医生更好决策及治疗。基于IVUS影像的FFR计算(URF)也是近年来有前景的新应用。相比于基于冠脉造影计算的FFR（如QFR），UFR可以捕捉到更加精微的管腔轮廓，特别是在病变处。基于血管轮廓的提取，UFR可完成准确的三维重建，比冠脉造影基于两个平面的重建要更加接近真实情况。除了在冠脉领域广泛应用，近年来IVUS已在外周血管介入手术中开始使用，有着比造影显著的优势。随着全球专家共识的建立，相信可以进一步推动IVUS在外周血管介入手术中的规范化临床应用。期待有更多新的IVUS创新技术能实际应用到临床上，造福人类健康。