Не инвазивные методы, такие как УЗИ высокого разрешения в двухмерном режиме, допплеровское исследование с компьютерной обработкой ультразвукового сигнала (вплоть до получения трёхмерного изображения), позволяют оценивать топографию сосудов, толщину и эластичность сосудистой стенки. Эти методы обладают высокой воспроизводимостью измерений.

Полученная с помощью двухмерного и трёхмерного изображения при УЗИ толщина интимо-медиального слоя очень близка к данным измерений при аутопсии. Установлена тесная положительная корреляция между толщиной интимо-медиального слоя сонных артерий и возрастом больного, а также между АГ, толщиной интимо-медиального слоя сонных артерий и степенью гипертрофии левого желудочка.

Курение, гиперхолестеринемия и повышенный уровень фибриногена в крови также ассоциированы с увеличением толщины интимо-медиального слоя сонных артерий.

Увеличение толщины интимо-медиального слоя сонной артерии при УЗИ может отобразить начальную фазу (до формирования бляшки) развития атеросклероза, хотя не позволяет детально охарактеризовать структуру и состав утолщённого участка интимы. По данным магнитно-резонансной томографии, увеличение толщины интимо-медиального слоя ассоциировано с более высоким риском развития инфаркта миокарда и цереброваскулярных осложнений.