国外研究显示，绝大多数冠状动脉事件发生在“无血流动力学意义”的病变[1]，因此早期识别和干预亚临床动脉粥样硬化具有重要意义。传统血管内超声（IVUS）可以诊断钙化或纤维-脂肪性斑块，但对脂质丰富的斑块、坏死核以及血栓的鉴别价值有限。新近的IVUS研究诸如射频数据分析、虚拟组织学及弹性图允许对冠状动脉斑块组织的斑块性质及机械特性实施进一步分析，对动脉粥样硬化组织定征显现出独特价值。现对本领域的研究进展作一简略综述。

　　1传统IVUS灰阶成像

　　IVUS技术为在体研究血管壁和管腔提供了可靠手段，可观察冠状动脉管腔-内膜分界、斑块容量及钙化结构，早期的许多IVUS研究为不同成分血管结构的声学特征差异提供了组织学依据[2,3]。

　　1.1正常冠状动脉

　　IVUS能区分肌性动脉（如冠状动脉、髂外动脉和股动脉）和弹性动脉（如主动脉和肺动脉）。正常冠状动脉管壁的IVUS表现一般为典型的三层结构：内膜、中层和外膜。IVUS可以显示厚度150μm的冠状动脉内膜[4]。内膜厚度一般随年龄增长而增长，1~5岁时平均为60μm，30岁时平均为220μm，40岁时平均为250μm。在30%至50%的正常冠状动脉中，内膜回声纤细到不能独立显示而使血管壁仅表现单层或双层结构，因此有些学者认为三层结构的血管壁声像图实际为早期动脉粥样硬化的征象[5]。

　　1.2钙化斑块

　　由胆固醇结晶和钙化球浓缩所构成不均质的胆固醇核在IVUS上很容易识别，表现为局部回声强度高于血管外膜回声，并且后方伴有声影。IVUS对钙化的检出率比冠状动脉造影高两倍，敏感性和特异性分别达89%和97%，但对于微钙化（<0.05mm）的检出率较低，敏感性仅至17%[6]。由于声影的影响也导致了钙化斑块后方结构难以清晰显示。钙质沉积多表示动脉粥样硬化的“成熟期”，多发生在斑块破裂或血栓形成后。有关钙化对于斑块稳定性的影响仍处于争论之中[7,8]。

　　1.3纤维性斑块

　　纤维斑块通常是进展期病变，包含了致密纤维组织、胶原质、弹性纤维和蛋白多糖等物质，可有坏死的残骸，伴或不伴钙化。与斑块钙化部分类似，致密纤维斑快成分通常亦对超声波能量产生良好的反射，表现为明亮的均匀的图像。致密纤维斑块，常常伴有局灶性的早期钙化，可称之为相对成熟期的病变[9]。这种斑快常引起容易为药物、心导管介入治疗或外科搭桥术治疗的稳定心绞痛症状。

　　1.4脂质斑块

　　IVUS将低回声的或接近无回声的斑块定义为软斑块。低回声的斑块由大量的脂质、血栓、细胞成分以及疏松的结缔组织构成。斑块内的无回声区已被确认为脂质池。动脉粥样硬化斑块的稳定性与斑块成分有关。脂质斑块比纤维斑块更容易破裂引发血栓[10]。急性冠状动脉综合征（ACS）一般认为是覆盖在不稳定斑块脂核外面的纤维帽被侵蚀或破裂所导致。识别那些极易引发临床事件的高危斑块无疑会为在ACS发病之前寻找新的治疗时机提供有益信息。含有脂核的体积较大的偏心性斑块、代偿性扩张的血管壁通常意味着不稳定性增高。脂核面积大于1mm2，或脂核/斑块面积比大于20%，或纤维帽厚度小于0.7mm被认为是斑块濒临破裂[11]。{cutpage}

　　1.5传统IVUS灰阶成像的局限性

　　尽管C-IVUS在斑块组织定征方面发挥重要作用，但仍具有多方面的局限性。不同组织成分的回波特征可能是相似的，血管腔内的可疑无回声区可能是血栓，可能是脂肪性斑块，也可能是支架内新生内膜。灰阶超声可以显示范围较大的回声均一的物质构成，但在不均一的物质中相邻的微小物质的鉴别仍是不可靠的[12]。不幸的是，冠状动脉粥样硬化斑块绝大多数为不均匀的多成分构成。IVUS的另一个问题是对斑块成分的识别依赖于对斑块回声强度的描述。而回声强度取决于IVUS仪器的增益设置及探头的参数配置等[13]，直接对比回声强度是不容易实现的，操作者的组内差异会增加观察结果的不可靠性。

　　2IVUS射频数据分析

　　血管内超声包括两种探头技术：电子相控阵型和机械旋转型。这两种技术均发射和接收高频超声波脉冲来形成图像，即脉冲回波成像模式。探头产生的脉冲波在组织中传播，被组织反射或散射传回探头产生相应的电压，即所谓的背向散射或射频数据。探头获取的背向散射信号会形成512行（电子型）或256行（机械型）扫描线以构成所需图像（视频光密度分析）。每行扫描线均包含着一序列相应组织反射或散射回来的超声波能量信息。通过分析背向散射信号的频率和振幅，可以确定斑块的构成。这种方法称之为射频数据的频谱分析[13]。

　　研究表明[14,15]，IVUS射频数据分析可获得比IVUS视频方法更详细的关于斑快构成的信息，并可能在实时评价斑快信息方面取得进展。背向散射积分IVUS（IB-IVUS）诊断纤维性斑块和脂质池比C-IVUS具有更高的敏感性和特异性，对于纤维性斑块，前者敏感性和特异性分别为94%、84%，后者为93%、61%，对于脂质池，前者敏感性和特异性分别为84%、97%，后者为67%、95%[15]。RF与三维重建IVUS的结合使动脉粥样硬化斑块量的消退或进展的精确评价成为可能。Kawasaki等[16]应用RF技术在他汀类药物治疗前后对斑块的背向散射（IB）值进行计算、彩色编码及三维重建，结果显示RF可准确定量纤维、脂质及混合性成分的容积变化。

　　3虚拟组织学成像

　　动脉粥样硬化斑块的稳定性与其组织学构成有关。作为射频分析技术的扩充，VH-IVUS成像可实时、直观地显示动脉粥样硬化斑块构成信息。利用RF技术对超声波振幅及频率变化进行分析，通过典型傅立叶转换、韦尔奇功率频谱和自动回归模型，重建斑块的组织图像，并加以彩色编码生成类似组织学切片的图像[17]：纤维（绿色），纤维－脂肪（黄色），致密钙化（白色），坏死的脂核（红色）。与离体组织学的对比研究证实[18]，VH-IVUS与病理检查结果能较好符合，特异性和精确性较高，重复性较好。VH-IVUS能更灵敏地发现不稳定斑块(即薄纤维帽斑块)的存在和成分，还能发现纤维组织与坏死组织相间隔的分层现象，从而了解血管壁反复损伤及修复所致的斑块进展情况[19]。

　　VH-IVUS研究还证实，脂核占斑块的百分比与急性冠状动脉事件和较差的预后有关，ACS患者多存在较大的脂核，而稳定性心绞痛患者的斑块则常常含有较多的纤维成分[20]。VH技术在直观显像和简化图像解释方面有可能成为潜在的里程碑式技术，为介入心脏病学者便捷地提供重要信息展示一条新的途径[13-20]。{cutpage}

　　4血管内超声弹性图

　　近10年来，人们热切期望IVUS影像能够鉴别出易损斑块与稳定斑块，这一点对于多处病变时选择处理哪一处病变以预防ACS十分重要。IVUS灰阶成像容易辨别钙化病变，但对纤维性斑块、脂质性斑块和纤维脂质性斑块区别就较为困难，因此需要研制新的IVUS组织定征技术。其中，IVUSE似最有希望能达到此一要求。IVUS弹性图或称IVUS激应图（内膜硬度图）（(Intravascularultrasoundpalpogram，IVUSP）[21]，该技术基于组织受压产生变形的弹性原理，用血管内超声导管收集不同压力作用下冠状动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截面弹性图，结合IVUS提供的有关冠脉内斑块的形态学资料，将有助于评价冠脉内斑块的破裂趋势或弹性物质构成[22]。

　　组织对机械性刺激的反应取决于其机械特性，不同的组织在受到外界压力时反应不同，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)，由此根据机械性特性可判断组织的组成成分及高应变区域[23]。学者们假设，张力相对增加的（>1%）的可挤压区，可能是脂质核心或为巨噬细胞浸润的脆弱组织，而无张力的组织（近乎0%）则认为是稳定的，可能是纤维帽等相对不易破的组织。实验证实在超声图像上明显差异的病变区域的应变情况可以是不同的[24]，这与Hiro等[6]的研究表明组织的硬度和回声强度没有必然的关系是相一致的。

　　研究证实[25，26]，斑块的高应变性与脂质呈正相关，而与钙化呈反相关，含脂肪斑块具有较高的平均应变值（0.46%），以此检出脂肪性斑块的敏感性达100%，特异性达80%。而血管壁、早期纤维性斑块和进展期纤维性斑块的平均应变值明显低于前者（≤0.24%）。易损斑块在IVUSE上表现为斑块表面局部高应变区与低应变区相邻接。一项离体研究表明[27]，以张力水平1.26%作为阈值参数，IVUS弹性图识别易破斑块的敏感性为88%，特异性为89%。由于切向应力的增加导致径向应变的增加，故在切向应力积聚区域容易发生破裂[28]，在弹性图上常观察到斑块破裂出现在斑块和血管壁衔接处（斑块肩膀）。进一步的三维血管激应图成像研究表明[29]，可在人冠状动脉中检测出与斑块稳定性有关的高应变灶，与临床表现和C-反应蛋白具有相关性。

　　5当前IVUS组织定征技术的应用

　　尽管传统IVUS成像质量和技术特点存在缺陷，但灰阶成像具有直观、简便和易理解等优点，仍是血管内超声成像领域内不可代替的主流技术。研究者们仍在不断发展和研究新的成像模式和方法，诸如角度依赖-回声强度分析、声学速度显微镜及血管滋养成像等[30-32]，以进一步提高对斑块细微结构及斑块活性的分辨能力。

　　当前的虚拟组织学、弹性图等IVUS组织定征技术的相关研究尚是初步的和有待完善的。所谓血管内弹性成像实质上只是应变成像，在很大程度上受弹性模量分布及其他外界条件的限制，并不显示真正的血管弹性。近年已有学者改用基于遗传算法的光流法来获得血管壁组织随施压变化而产生的速度矢量场、位移分布图像，有望获得真正意义上的血管弹性显微图像[33]，但系初步研究，有很多问题需要进一步验证和解决。

　　虚拟组织学尚存在不足之处：不能进行斑块成分实时分析，不能区分血栓、夹层和支架等。一项新的动物实验表明[34]，虚拟组织学对个体的应用价值并不理想，其对脂质斑块和坏死核的检出率及敏感性均小于50%，显示出虚拟组织学与组织学的相关程度尚缺乏足够多的临床数据，今后还需对此开展更多的临床研究。