1、磁共振血管成像技術(shù),天津第一中心醫(yī)院放射科 倪紅艷 祁 吉,1,Outline,目前常用的幾種磁共振血管成像技術(shù)： 時(shí)間飛越法（Time of Flight, TOF）MRA 相位對(duì)比法（Phase Contrast, PC）MRA 對(duì)比劑增強(qiáng)法（Contrast Enhanced MRA, CE-MRA）,2,TOF,TOF血管成像的機(jī)理：采用“流動(dòng)相關(guān)增強(qiáng)” （flow-related enhancement) 機(jī)制 靜態(tài)組織在短TR脈沖序列的連續(xù)多次激發(fā)下， 達(dá)到很大程度的飽和，信號(hào)非常低。 來(lái)自被激發(fā)層面以外的流動(dòng)自旋，未經(jīng)受過(guò)射頻脈沖的激發(fā)，保持完整的縱向磁化，產(chǎn)生很強(qiáng)的信號(hào)，與靜態(tài)

2、組織形成強(qiáng)烈對(duì)比。,3,TOF,當(dāng) 流動(dòng)血液保持在同一層塊（或?qū)用妫┑臅r(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，被多次射頻激發(fā)也會(huì)產(chǎn)生飽和效應(yīng) TOF血管的信號(hào)強(qiáng)度與層塊（或?qū)用妫┖穸取⒀芰魉僖约懊}沖序列的TR有關(guān) 當(dāng) v=THK/TR 時(shí)信號(hào)最強(qiáng)，或者說(shuō)當(dāng)血流流至d=v TR成像厚度時(shí)信號(hào)最強(qiáng),Slab THK,Partially Saturated Spins,Saturated Static Tissue,d=v TR,Fresh Inflow,4,TOF,血流速度越快，其信號(hào)越強(qiáng) 層塊（或?qū)用妫┰奖。┰綄訅K時(shí)的飽和越少，血管信號(hào)越強(qiáng) 脈沖序列的TR越短，靜態(tài)組織被抑制得越好,5,TOF,TOF血管成像的輔助技術(shù)

3、： 流動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)（Flow Compensation, FC) 預(yù)飽和技術(shù) (Pre-saturation) 磁化傳遞技術(shù)(Magnetization Transfer,MT) 對(duì)比劑 脂肪抑制,6,TOF,影響TOF血管對(duì)比的成像參數(shù)： 重復(fù)時(shí)間TR 翻轉(zhuǎn)角FA 回波時(shí)間TE 成像容積大小 像素大小 層面方向 (當(dāng)血流垂直于層面時(shí)，血流與靜態(tài)組織之間的對(duì)比最大）,7,TOF,TOF血管成像的方法： 三維單層塊采集（3D TOF） 二維單層面采集（2D TOF ） 多個(gè)重疊薄層塊采集（multiple verlapped thin slab acquisition, MOTSA） 滑動(dòng)間隔ky

4、采集（sliding interleaved ky，SLINKY）,8,3D TOF,3D TOF的采集方式：同時(shí)采集1個(gè)層塊（slab) 或1個(gè)容積(volume),9,3D TOF,3D TOF的優(yōu)點(diǎn)： - 具有很高的分辨率、較高的信噪比和對(duì)比噪聲比 - TE值較短，可減少失相位，能較準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)血管狹 窄以及迂曲多變的血管 3D TOF的缺點(diǎn)： 血流不夠快時(shí)，可在流出層塊遠(yuǎn)端之前產(chǎn)生飽和，因此不適合慢血流成像，也不適于大范圍血管成像,10,3D TOF,TONE技術(shù)： TONE(Tilted optimized nonselective excitation)技術(shù)也稱“ramp pulse

5、技術(shù)，在血流穿過(guò)成像容積過(guò)程中逐漸增大序列的翻轉(zhuǎn)角 TONE技術(shù)用以減少在3D TOF成像中血流信號(hào)從成像容積進(jìn)入端到出口端逐漸降低的現(xiàn)象 但TONE不能去除慢血流最終被飽和的趨勢(shì)，而且只能對(duì)一個(gè)方向的血流起作用,11,3D TOF,3D TOF的主要應(yīng)用： 腦部AVM，Willis環(huán)以及動(dòng)脈瘤 顱內(nèi)頸部血管 不能應(yīng)用慢血流，及血管與背景之間對(duì)比差的區(qū)域,12,2D TOF,2D TOF的采集方式：以連續(xù)（sequential)方 式，依次采集薄的二維層面（single slice) 2D TOF的優(yōu)點(diǎn)： - 在TR之間血流只穿行1個(gè)層面的短距離，血流不易飽和 - 對(duì)慢血流和中等流速血流相對(duì)敏

6、感 - 可以對(duì)大范圍血管成像,13,2D TOF,2D TOF的缺點(diǎn)： - 對(duì)層面內(nèi)的血流不敏感，可能會(huì)把層面內(nèi)的血流模 擬為病變 - 由于采集的層面較薄且采用流動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，2D TOF 的最小TE值較長(zhǎng)，因此對(duì)層面內(nèi)的快速血流和紊流 不敏感，并可能過(guò)高估計(jì)血管狹窄,14,2D TOF,心電門控2D TOF 利用心電門控按心動(dòng)周期的規(guī)律采集數(shù)據(jù)。 一般在心臟收縮期血流速度最快時(shí)采集填充K-空間中央的數(shù)據(jù)，在其它時(shí)刻采集K-空間外圍的數(shù)據(jù)。 用于搏動(dòng)血流（主動(dòng)脈分叉、髂動(dòng)脈等）的偽影。,15,2D TOF,2D TOF的主要應(yīng)用： 慢速血流，及血管與背景之間對(duì)比差的區(qū)域 特別適用于盆腔和下肢血管

7、 腦部靜脈 頸動(dòng)脈分叉、頸部靜脈以及基底動(dòng)脈 2D TOF在有運(yùn)動(dòng)偽影的區(qū)域比較成功，每層25秒，在腹部可行屏氣掃描,16,2D TOF,17,2D TOF,2D TOF Gated 2D TOF,18,TOF,2D TOF和3D TOF的比較: - 對(duì)慢血流的敏感性 - 對(duì)血流方向的敏感性 - 分辨力和信噪比 - 湍流信號(hào)丟失 - 對(duì)病人運(yùn)動(dòng)的敏感性 - 對(duì)血管壁的描述,19,MOTSA,MOTSA的采集方式：MOTSA結(jié)合2D TOF和3D TOF兩種方法，連續(xù)采集多個(gè)重疊的薄3D層塊 MOTSA的優(yōu)點(diǎn)： - MOTSA層塊很薄，血液穿過(guò)它時(shí)很少飽和 - 可在大的血管成像范圍內(nèi)提供高對(duì)比和

8、高分辨率,20,MOTSA,MOTSA的缺點(diǎn) MOTSA的層塊相接處有一條穿過(guò)血管的暗線，即層塊邊緣偽影（SBA） 層塊需要重疊，以減少SBA，因此成像時(shí)間較長(zhǎng) MOTSA采用TONE射頻激勵(lì)以補(bǔ)償層塊邊緣處的流動(dòng)信號(hào)飽和，但是僅能部分校正層塊邊緣偽影,21,MOTSA,22,SLINKY,SLINKY的采集方式： SLINKY是在MOTSA的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，也使用多個(gè)薄層塊3D采集 SLINKY沿Z-軸以連續(xù)kz的方式采集，但在層面內(nèi)相位方向以間隔的部分的kY方式采集，在NzNy/nTR的時(shí)間間隔沿Z-軸以一個(gè)層厚的空間步幅移動(dòng)采集 MOTSA是以連續(xù)kz和連續(xù)ky的方式采集，層塊采集中在N

9、zNyTR的時(shí)間間隔，沿Z-軸以大約一個(gè)層塊的空間步幅移動(dòng)采集,23,SLINKY,SLINKY的特點(diǎn)： 因此穿過(guò)整個(gè)層塊的層面之間的血流依賴性信號(hào)強(qiáng)度均一化了，就去除了血管內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度波動(dòng) 最終解決了MOTSA的SBA偽影和血管截?cái)鄦?wèn)題 SLINKY圖像具有較高的信噪比、分辨力和對(duì)比噪聲比,24,SLINKY,25,SLINKY,MOSTA,SLINKY,SLINKY將沿z方向的層塊內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度波動(dòng)轉(zhuǎn)化為ky方向， 從而去除了SBA偽影,26,SLINKY,SLINKY的主要應(yīng)用： SLINKY技術(shù)是目前頭、頸部非增強(qiáng)MR血管成像，特別是動(dòng)脈成像的首選序列方法 SLINKY技術(shù)減少了MRA圖像

10、偽影，有較好的小血管顯示，并且有利于復(fù)雜血流的顯示 可以進(jìn)行大范圍的血管成像,27,SLINKY,28,SLINKY,29,幾種TOF方法的比較,SLINKY圖像具有較高的SNR和C/Ns，且均高于其他3種圖像 MOTSA圖像具有較高的SNR和中等的C/Ns 3D單容積圖像具有較高的SNR和較低的C/Ns 2D圖像具有較低的SNR和較高的C/Ns,30,幾種TOF方法的比較,31,幾種TOF方法的比較,SLINKY,3D,32,幾種TOF方法的比較,MOSTA,SLINKY,33,PC,PC MRA的機(jī)理：磁化矢量的相位或相位差 代表像素強(qiáng)度 施加一個(gè)雙極的編碼梯度，該梯度由幅度和間期相同，而

11、方向相反的兩部分組成 靜止組織自旋在正相期獲得的相位與負(fù)相期丟失的相位相等，凈相位最終為零 流動(dòng)組織的自旋的剩余相位與移動(dòng)距離成正比，即與速度成正比 對(duì)采集的兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行減影增加對(duì)比,34,PC,血流相位與其速度相關(guān): = vTA PC圖像能夠反映血流的速度和方向信息 速度編碼值（Venc）：掃描前可根據(jù)所要觀察的血流的速度選擇一個(gè)Venc值，使某種速度的血流產(chǎn)生的相位差最大，則該速度的血流在圖像上信號(hào)最高。 快血流速Venc約為80cms，中等速度Venc約40cms，慢血流Venc約10cms。,35,PC,PC圖像的優(yōu)點(diǎn)： 與TOF法相比，PC MRA有更好的背景抑制，具有較高的血管對(duì)比

12、，能區(qū)分高信號(hào)組織與真實(shí)血管，能提高小血管或慢血流的檢測(cè)敏感度；而TOF可用于觀察血管與周圍結(jié)構(gòu)的關(guān)系 利用PC的速度-相位固有關(guān)系可以獲得血流的生理信息，有利于血流定量和方向研究。,36,PC,PC成像的缺陷： 但是較長(zhǎng)的TE值使PC對(duì)湍流偽影較敏感 不正確venc的選擇 體素內(nèi)失相位,37,PC,PC不同的重建血管影像 - 速度影像(speed image) - 復(fù)合差值影像(complex difference, CD) - 相位差值影像(phase difference,PD),38,PC,PC血管成像的方法： 二維單層面采集（2D PC ） 二維電影采集（cine PC ） 三維單層

13、塊采集（3D PC）,39,2D PC,2D PC的采集方式：對(duì)一個(gè)或多個(gè)單層面成 像， 每次只激發(fā)一個(gè)層面 2D PC的特點(diǎn)：2D PC成像時(shí)間短，但空間 分辨力低,40,2D PC,2D PC的主要應(yīng)用 提供顱內(nèi)、顱外血管的方向和速度 利用不同的速度編碼檢測(cè)動(dòng)靜脈畸形和動(dòng)脈瘤內(nèi)的慢血流狀態(tài) 顯示門靜脈和肝靜脈 常用于3D PC的流速預(yù)測(cè)成像,41,電影PC,電影（cine）PC 利用心電門控或脈博門控，獲得心動(dòng)周期不同時(shí)刻（時(shí)相）的圖像 電影2D PC能夠用于流動(dòng)定量分析 電影PC在評(píng)價(jià)搏動(dòng)血流和各種病理流動(dòng)狀態(tài)方面很有用,42,3D PC,3D PC的采集方式：是對(duì)一個(gè)三維容積 塊進(jìn)行的

14、采集 3D PC的特點(diǎn)： - 對(duì)層面內(nèi)流動(dòng)敏感 - 與2D PC相比體素較小，可減少體素內(nèi)失相位 - 具有較高的信噪比和分辨率 - 與TOF相比減少了湍流的信號(hào)丟失，提 高對(duì)復(fù)雜流動(dòng)和湍流的顯示,43,3D PC,3D PC的主要應(yīng)用 腎動(dòng)脈成像 動(dòng)靜脈動(dòng)靜脈畸形 顱內(nèi)血管成像，如果需要可提供血流方向,44,3D PC,45,CE-MRA,CE-MRA的機(jī)理： CE-MRA使用極短TR與極短TE的快速梯度回波序列，使各種組織飽和，因此信號(hào)強(qiáng)度很低。 在血管內(nèi)團(tuán)注磁共振順磁對(duì)比劑，血液的T1弛豫時(shí)間會(huì)極度縮短，血液呈高信號(hào)，在血管與背景間形成強(qiáng)烈對(duì)比。,46,CE-MRA,CE-MRA的特性：

15、根據(jù)對(duì)比劑到達(dá)各級(jí)血管的首過(guò)時(shí)間，設(shè)定最佳數(shù)據(jù)采集時(shí)間，選擇動(dòng)脈或靜脈成像。 可利用團(tuán)注前、后采集減影提高圖像對(duì)比,47,CE-MRA,CE-MRA的主要應(yīng)用： 生理運(yùn)動(dòng)區(qū)血管（屏氣掃描） 搏動(dòng)、迂曲等復(fù)雜血流 小血管 區(qū)分動(dòng)、靜脈,48,CE MRA,49,CE MRA,50,CE MRA,51,CE MRA,可以獲得不同期相階段的血管對(duì)比影像,52,CE-MRA,最佳掃描時(shí)間（ scan delay time）和團(tuán)注時(shí)間（inject delay time）的設(shè)置方法： 應(yīng)用特定軟件（iPass、iDrive等）進(jìn)行測(cè)定 一般方法進(jìn)行測(cè)定（不應(yīng)用特定軟件） 不提前測(cè)定,53,CE MRA,54,CE MRA,結(jié)合檢查床的移動(dòng)可以獲得大范圍的血管影像 一次團(tuán)注對(duì)比劑，然后由心臟近端到遠(yuǎn)端分階段逐段掃描 團(tuán)注對(duì)比劑之前也應(yīng)該逐段掃描，以便與團(tuán)注對(duì)比劑之后的數(shù)據(jù)相減獲得較好對(duì)比的影像,55,CE MRA,優(yōu)點(diǎn) 利用減少了層面內(nèi)的飽和，允許冠狀面或矢狀面成像，增大了解剖覆蓋范圍 利用屏氣掃描可對(duì)生理運(yùn)動(dòng)區(qū)血管成像 可以