第一章　血管内超声的早期探索

一、腔内超声在心脏参数测量中的应用

血管内超声是广义的腔内超声（intraluminal ultrasound）显像在血管显像的应用。而冠脉内超声（intracoronary ultrasound）又是血管内超声显像在冠状动脉显像的应用。由于血管内超声临床主要用于冠状动脉显像，因此IVUS一般多指冠脉内显像。早期的腔内超声主要利用声波的传播时间从而计算身体某些器官的径线，图1-1是早期腔内超声用于测量心血管径线的探头示意图［1］，黑色区域为固定在导管前端的超声晶片以确保超声波束与导管长轴垂直。1956年Cieszynski利用研制的超声导管用于心内超声测量研究，发现该超声导管可以在实验模型上得到软组织回声，在进一步的动物实验中发现该超声导管可以获得犬左、右心室内膜及肺动脉的超声反射，因此他大胆预言该方法将会成为诊断心脏疾病的新方法［2］。几年后，Kossoff研制出一种直径为2mm，工作频率为8MHz的超声导管用于心室壁厚度的测量，精确度可达0.1mm［3］。1968年，Peronneau利用双晶体固定在超声导管末端测量各晶体至腔壁的距离，以此为基础再加上导管的直径精确测量管腔的径线［4］；同年，Carleton研制出一种频率2.5MHz、直径3.1mm的柱状超声探头，该探头以360°发出超声波来得到腔壁的回声以测量犬心腔的大小，从而为精确测量心脏结构参数奠定基础［5］。

图1-1　应用于心脏和大血管进行测量的超声探头发展示意图（引自Bom N，等）

二、大血管径线的测量

1969年，Stegall利用一种双晶体探头超声导管（“口径测量器”，一种频率为5MHz、测量超声波在两晶体间传播时间的腔内超声系统）来测量主动脉及颈动脉的内径［6］，Kardon也曾应用类似系统测量心室内径［7］。1971年，Bom等尝试将32晶体5.6MHz的探头安装在9F导管顶端，通过在心脏腔内放置相控阵超声传感器避免骨结构干扰，发现高频率可以用于产生较高分辨率的心脏结构图像［8］。1974年，Olson利用经食管超声探头监测升主动脉内同一平面的直径和血流速度［9］；Franzin等则应用9mm直径、3.5MHz频率的超声探头经食道M-型超声心脏描记了38例病人的心脏结构［10］，原则上讲食道超声应该被认为是广义的腔内超声。1978年，Hughes将超声晶体从两个改为三个来动态测量主动脉的直径。但上述测量仅用于实验性研究，并未引起临床医生的重视［11］。

三、腔内超声在冠脉造影中的应用

1967年，Stegall首先通过连续波多普勒导管测量了冠脉的瞬时血流速度［12］。1974年，Reid报告了能通过7F导管的脉冲波多普勒导管，并用此导管来测量犬股动脉和冠脉的血流速度［13］。同年，Hartley和Cole研制了5F、20MHz多普勒导管，在58例病人中，他们均能记录到基础和注射造影剂后血管充血反应时的血流速度变化［14］，其设计方法为12年后Sibley发明多普勒导管提供了基础［15］。1990年，Kern等报道了一种在左冠脉造影导管顶端安置20MHz晶体的装置［16］。然而，上述两种装置均不能选择性地测量靶血管的血流，主动脉内血流影响到冠脉血流形态。同时，这种能记录血流的造影导管直径相对较大，放在冠脉开口处可能会影响冠脉血流，尤其是在观察冠脉的充血反应时。1988年，Hodgson、Pandian和Yock等率先报道了利用安装在心导管顶端的微型传感器系统，通过在血管内发射和接收高频超声信号来显示动脉壁结构和粥样硬化成分的细致变化，开创了冠心病影像学诊治的里程碑式飞跃。接下来就是对腔内显像技术的安全性、可行性以及准确性做了离体和在体评价［17-21］。