Aterosklerosis adalah istilah umum untuk perubahan patologis seperti penebalan, pengerasan dan hilangnya elastisitas dinding arteri, yang dapat melibatkan arteri besar, sedang dan kecil. Hemodinamik aterosklerotik awal tidak berubah secara signifikan. Bila lumen sangat menyempit, aliran darah dipercepat; jika segmen yang menyempit panjang, aliran darah lambat. Aterosklerosis dimanifestasikan dalam USG dua dimensi sebagai penebalan intimal dan konveksitas ke dalam lumen pembuluh darah. Pembentukan plak aterosklerotik dipertimbangkan ketika ketebalan intima-media karotis lebih besar dari 1,0 mm. Echogenisitas plak dapat dibagi menjadi hypoechoic (plak lunak), sedang dan hyperechoic (plak keras) dan echogenisitas yang tidak homogen (plak campuran). Multispektral warna dapat menunjukkan cacat pengisian aliran berwarna pada plak dan sinyal aliran mosaik berwarna cerah atau beraneka warna di lumen; ketika segmen stenotik panjang, multispektral warna menunjukkan bundel aliran kecil pada stenosis; ketika arteri tersumbat, tidak ada sinyal aliran yang ditampilkan atau aliran balik terlihat proksimal ke oklusi. Parameter aliran multispektral spektral yang digunakan untuk mengevaluasi derajat stenosis arteri termasuk kecepatan aliran sistolik puncak, kecepatan aliran diastolik atau rasio aliran, dan pola spektral (pelebaran pita) juga dapat digunakan untuk menyimpulkan derajat stenosis. Berbagai indikator evaluasi digunakan untuk mengevaluasi derajat stenosis pada aterosklerosis.