MRA技術及其應用進展

MRA技術及其應用進展血流的常見形式平流：血流質點的運動方向都與血管長軸平行，流速相同。理想化血流的常見形式層流：血流質點的運動方向都與血管長軸平行，但運動速度存在差異，越靠近血管壁流速越慢，越靠近血管中心流速越快。拋物線分布血流的常見形式湍流：也稱渦流，沿血管長軸方向流動外，血流質點還在其他方向進行迅速不規(guī)則的運動，形成大小不一的漩渦血管狹窄血流的常見形式血管里的血流通常是層流和湍流同時存在或交替出現(xiàn)的，影響因素有：粘滯度、管徑大小、狹窄、管壁粗糙、分叉、轉彎或迂曲等表現(xiàn)為低信號的血流流空效應90°脈沖180°脈沖表現(xiàn)為低信號的血流掃描層面內質子群位置移動造成的信號衰減層流流速差別造成的失相位層流引起的分子旋轉造成的失相位湍流血流的長T1特性：TR、TE很短的超快速T1WI序列中，流動對血液信號影響很小，決定血液信號的主要是其T1值（1.5T：1200ms）表現(xiàn)為高信號的血流流入增強效應血流垂直于或基本垂直于掃描層面，TR比較短，層面內靜止組織的質子群出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，信號衰減，而血流中總有未經(jīng)激發(fā)的質子群流入掃描層面內，經(jīng)RF激發(fā)后產生較強的信號，與靜止組織相比為高信號。常出現(xiàn)在梯度回波序列TOF法MRA的成像基礎表現(xiàn)為高信號的血流舒張期假門控現(xiàn)象動脈血流在舒張期流速逐漸減慢，中末期變得很慢若心電門控在中末期激發(fā)和采集MR信號，受流動影響很小，主要受T1和T2值影響，可表現(xiàn)為高信號；TR與心動周期吻合，且激發(fā)和采集剛好落在舒張中末期，則血液可表現(xiàn)為高信號表現(xiàn)為高信號的血流表現(xiàn)為高信號的血流偶回波效應SE序列多回波成像時（TE=20ms，40ms，60ms，80ms），奇數(shù)回波時血流表現(xiàn)為低信號（TE=20ms，60ms，），偶數(shù)回波時血流表現(xiàn)為高信號（TE=40ms，80ms）偶數(shù)次線性變化的梯度磁場可使相位已經(jīng)離散的質子群又發(fā)生相位重聚，出現(xiàn)高信號FSE序列表現(xiàn)為高信號的血流非常緩慢的血流及平行于掃描層面的血流流空效應不明顯椎旁靜脈叢、盆腔靜脈叢血流在梯度回波序列上表現(xiàn)為高信號利用梯度場的切換產生回波，不需要進行層面選擇，因此只要不離開有效梯度場和采集線圈的有效范圍，就可以感受梯度場的切換而產生回波頸椎間盤橫軸位T2*WI表現(xiàn)為高信號的血流表現(xiàn)為高信號的血流利用超短TR和TE的B-TFE序列血流表現(xiàn)為高信號TR<5ms，TE<2ms信號強度取決于T2/T1利用對比劑可使血流呈現(xiàn)高信號CE-MRA表現(xiàn)為高信號的血流MRA定義廣義：磁共振血管成像技術：MagneticResonanceAngiography，MRA狹義：磁共振動脈成像：MagneticResonanceArteriography，MRA磁共振靜脈成像：MagneticResonanceVenography,MRVMRA技術類型及發(fā)展不用對比劑：時間飛越法（timeofflight，TOF）相位對比法（phasecontrast，PC）應用對比劑：對比增強MRA（contrastenhancementMRA，CE-MRA)其他方法：黑血法；B-TFE（Balance-SSFP，3DFIEASTA）；磁敏感成像（ESWAN）；………

MRA技術類型及發(fā)展不用對比劑：時間飛越法（timeofflight，TOF）相位對比法（phasecontrast，PC）應用對比劑：對比增強MRA（contrastenhancementMRA，CE-MRA其他方法：黑血法；B-TFE（Balance-SSFP，3DFIEASTA）；磁敏感成像（ESWAN）；………

TOFMRA快速擾相GRET1WI，TR較短流入增強效應成像層面或容積內的靜止組織反復被激發(fā)而處于飽和狀態(tài)外面的血液沒受到RF的飽和，流入成像層面或容積內時就具有較高的信號TOFMRA2DTOF3DTOF多個重疊薄層塊采集(MultipleOverlappedThinSlabacquisition，MOTSA）滑動間隔Ky采集(SlidingInterleavedKy，SLINKY)

2DTOF利用TOF技術進行連續(xù)的薄層采集擾相GRET1WI序列：1.5TTR20~30ms，TE(shortest),FA40°~60°2DTOF采用較短TR和較大反轉角，背景組織信號抑制好單層采集，層面內飽和效應較小，有利于靜脈慢血流顯示，適用于腦部靜脈血管成像掃描速度快，故可以對大范圍的血管成像，如：頸部血管和肢體血管的成像2DTOF法常用于大范圍血管的定位相掃描優(yōu)點2DTOF層面內空間分辨力相對低，體素較大，流動失相位較明顯，受湍流影響大，易出現(xiàn)假象后處理重建的效果不如三維成像容易出現(xiàn)層間配準錯誤缺點2DTOF盡量減小層厚盡量保持掃描層面與血流方向垂直盡量用于走行較直的血管可采用心電門控或指脈門控技術注意事項3DTOF對整個容積進行激發(fā)和采集擾相GRE序列1.5TTR25~45ms，TE6.9ms，F(xiàn)A25°~35°3DTOF空間分辨力高，可以采集薄層(<lmm)體素小，流動失相位較輕，受湍流影響較小，對容積內任何方向的血流均敏感，所以對于迂曲多變的血管，如腦動脈的顯示有一定優(yōu)勢信噪比優(yōu)于2DTOF后處理重建的圖像質量較好優(yōu)點3DTOFMRA3DTOFMRA腦血管畸形（AVM）3DTOF容積內血流飽和效應明顯，不適于慢血流的顯示為了減輕血流的飽和效應要縮小FA，則背景組織抑制效果差掃描時間長，不能對大范圍血管（例如頸部血管）成像一般不用于靜脈以及具有嚴重狹窄和流速較低的動脈血管成像缺點3D-TOFMRA容積內血流飽和效應3DTOF減少血流飽和效應縮小FA采用TONE或RAMP技術（FA在血流流入側較小，流出側較大）采用重疊多個薄層塊采集（MOTSA）采用滑動間隔Ky采集（SLINKY）逆血流采集注意事項重疊多個薄層塊采集(MOTSA)連續(xù)采集多個重疊的3D層塊，因為這些層塊很薄，所以當血液經(jīng)過時幾乎沒有飽和效應產生可在大范圍內提供高對比和高分辨力的圖像重疊多個薄層塊采集(MOTSA)缺陷是存在層塊邊緣偽影（SlabBoundaryArtifact，SBA）和血管截斷現(xiàn)象。SBA表現(xiàn)為層塊的相接處的一條穿過血管的暗線，這是由于層塊邊緣的信號比中間的要暗層塊之間互相重疊（層塊厚度的1/5~1/4），可以減少SBA偽影，重疊越多，SBA偽影越小，但成像時間延長滑動間隔Ky采集（SLINKY）在MOTSA基礎上發(fā)展而來也使用多個薄層塊3D采集，但采集方式做了重大改進：SLINKY沿層面方向（Z-軸）以連續(xù)Kz的方式采集，在層面內相位方向以間隔Ky的方式采集。而MOTSA是以連續(xù)Kz和連續(xù)Ky的方式采集。SLINKY采集的特點：大大減少了血管飽和效應，有利于顯示慢血流和小血管；整個層塊內的層面之間的血流依賴性信號強度均一化，沒有血管內信號強度波動，從而解決了MOTSA的SBA偽影和血管截斷問題；改善了對血流方向和速度的敏感性，對不同方向和速度的血管具有相同的信號均一性，改善了血管狹窄和其他血管異常的顯示率，有利于顯示復雜血流；缺點是對原始數(shù)據(jù)相位不一致敏感，易引起相位方向的幻影偽影。TOFMRA臨床應用2D與3D的選擇血管走行：直or迂曲血流速度：慢or快目標血管長度：大or小動脈與靜脈的選擇—飽和帶的放置PCMRA利用流動所致的宏觀橫向磁化矢量（Mxy）的相位變化來抑制背景、突出血流信號的一種方法兩個大小和持續(xù)時間完全相同，方向相反的梯度場，靜止組織質子群作用消失，Mxy相位變化等于零，流動質子群由于位置變化，Mxy相位變化被保留只有沿流速編碼方向的自旋運動才會產生相位變化；如果血管垂直于編碼方向則看不到；可在任意方向選擇編碼梯度PCMRA像素強度代表的是磁化矢量的相位變化，而不是組織磁化強度相位變化與質子群的流速有關，流動越快則相位變化越明顯能反映的最大相位變化是180°，要選擇一個速度編碼值（velocityencoding，Venc）：快血流速Venc約為80~200cm／s中等速度Venc約40~80cm／s慢血流Venc約10cm／sVencPCMRA圖像分為幅度圖像和相位圖像幅度圖像的信號強度僅與流速有關，不具有方向信息相位圖像中血流信號強度不僅與流速有關，還可定量，并具有血流的方向信息，正向----高信號，反向----低信號采用減影技術，背景靜止組織由于沒有相位變化，幾乎無信號為了反映血管內血流的真實情況，需要在層面方向、相位編碼方向和頻率編碼方向都施加流速編碼梯度場PCMRA與TOFMRA相比背景組織抑制好，有助于小血管顯示有利于慢血流的顯示：靜脈、CSF有利于血管狹窄和動脈瘤的顯示可進行血流定量分析成像時間比較長圖像處理相對比較復雜需要實現(xiàn)確定編碼流速2DPCA：對一個或多個單層面成像；每次只激發(fā)一個層面。成像時間短，但空間分辨力低，常用于3DPCA的流速預測成像3DPCA：以相位編碼梯度取代層面選擇梯度，3D采集方式，能用很小體素采集（空間分辨力高），減少體素內失相位，提高對復雜流動和湍流的顯示，并可在多個視角對血管進行投影電影PCA：以2DPC法為基礎，單一層面連續(xù)掃描，在心動周期的不同時相獲得圖像，需要心電或脈搏門控。在評價搏動血流和各種病理流動狀態(tài)方面很有用。PCMRA臨床應用靜脈病變心臟及大血管的血流分析腦脊液流速分析PCMRAT2加權像T1加權像2D-PCMRAT2加權像T1加權像3D-TOFMRAMOYAMOYAAVF頸內動脈瘤MRA技術類型及發(fā)展不用對比劑：時間飛越法（timeofflight，TOF）相位對比法（phasecontrast，PC）應用對比劑：對比增強MRA（contrastenhancementMRA，CE-MRA其他方法：黑血法；B-TFE（Balance-SSFP，3DFIEASTA）；磁敏感成像（ESWAN）；………

3DCE-MRA原理

在靜脈血管內快速注射（團注）順磁性對比劑（如GD-DTPA)，將血液的T1馳豫時間從1200ms縮短至100ms以下，明顯提高血液信號，使血管與周圍組織對比強烈，產生明亮的血管影像。

3DCE-MRA的特點血液T1變化持續(xù)時間比較短暫，需要超快速序列進行采集對比劑流經(jīng)不同的血管可造成相應血管內血液T1值變化，因此可多期掃描顯示不同的血管需要很重很重的T1WI序列進行采集，常用3D擾相GRET1WI序列3DCE-MRA序列極短的TR、TETR:3~6msTE:1~2msFA：25°~60°極快的掃描速度6-25秒采集15-50層，可進行屏氣掃描可采用減影技術減低背景信號（FLASH-3D、FSPGR）

3DCE-MRA對比劑應用高壓注射器、GD-DTPA注射部位：肘前靜脈或手背靜脈；足背靜脈劑量：單部位（頸動脈、腎動脈）：單倍劑量（0.1mmol/kg）或1.5倍劑量，1.5~3ml/s；多部位（主動脈、下肢動脈）：2~3倍劑量，1.5~2ml/s靜脈：2~3倍劑量，3~5ml/s

3DCE-MRA掃描時機的把握原則：在目標血管中對比劑濃度最高時刻采集填充K空間中心區(qū)域的MR信號循環(huán)時間采集時間K空間填充方式：循序對稱填充、K空間中心優(yōu)先填充

3DCE-MRA掃描時機的把握循環(huán)時間計算法：經(jīng)驗估算法、小劑量試驗法循序對稱填充：延遲時間TD=循環(huán)時間-1/4TAK空間中心優(yōu)先填充：TD=循環(huán)時間

3DCE-MRA掃描時機的把握透視觸發(fā)法：K空間中心優(yōu)先填充自動觸發(fā)法：K空間中心優(yōu)先填充4DCE-MRA

3DCE-MRA圖像后處理技術最大強度投影（MIP）多平面重建（MPR）VR、SSD、VE等

3DCE-MRA優(yōu)缺點對血管腔的顯示更可靠狹窄的假象少，狹窄程度比較真實一次注射對比劑可完成多部位動脈和靜脈成像動脈瘤不容易遺漏成像速度快缺點：需要對比劑；不能提供血液流動信息雙側頸動脈狹窄雙側頸動脈狹窄雙側頸動脈、右側椎動脈狹窄左側椎動脈狹窄椎基底動脈瘤1椎基底動脈瘤2左側椎動脈瘤右側椎動脈缺如左側椎動脈頸內靜脈瘺并瘤樣擴張頸動脈體瘤頸內動脈瘤主動脈3DCE-MRA主動脈3DCE-MRA升主動脈擴張主動脈夾層動脈期靜脈期主動脈夾層主動脈夾層DebakeyIII型主動脈夾層合并假腔血栓形成