A aterosclerose é um termo geral para alterações patológicas tais como espessamento, endurecimento e perda de elasticidade das paredes arteriais, que podem envolver artérias grandes, médias e pequenas. A hemodinâmica aterosclerótica precoce não se altera significativamente. Quando o lúmen é severamente estreitado, o fluxo sanguíneo é acelerado; se o segmento estreito é longo, o fluxo sanguíneo é lento. A aterosclerose manifesta-se em ultra-sons bidimensionais como espessamento intimal e convexidade no lúmen do vaso. A formação de placa aterosclerótica é considerada quando a espessura da íntima-média carotídea é superior a 1,0 mm. A ecogenicidade da placa pode ser dividida em hipoecogénica (placa mole), moderada e hiperecóica (placa dura) e ecogenética não homogénea (placa mista). Multiespectral de cor pode mostrar defeitos de preenchimento de fluxo colorido na placa e sinais de fluxo em mosaico brilhante ou multicolorido no lúmen; quando o segmento estenótico é longo, multiespectral de cor mostra pequenos feixes de fluxo na estenose; quando a artéria é ocluída, não é mostrado nenhum sinal de fluxo ou o fluxo inverso é visto proximal à oclusão. Os parâmetros de fluxo espectral multiespectral utilizados para avaliar o grau de estenose arterial incluem a velocidade do pico de fluxo sistólico, a velocidade ou relação de fluxo diastólico, e padrões espectrais (alargamento da banda) também podem ser utilizados para inferir o grau de estenose. São utilizados vários indicadores de avaliação para avaliar o grau de estenose na aterosclerose.