MRA技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)展PPT課件.ppt

MRA技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)展 山東省醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究所王翠艷 1 血流的常見形式 平流 血流質(zhì)點的運(yùn)動方向都與血管長軸平行 流速相同 理想化 2 血流的常見形式 層流 血流質(zhì)點的運(yùn)動方向都與血管長軸平行 但運(yùn)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 3 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(zhì)點還在其他方向進(jìn)行迅速不規(guī)則的運(yùn)動 形成大小不一的漩渦 血管狹窄 4 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(zhuǎn)彎或迂曲等 5 表現(xiàn)為低信號的血流 流空效應(yīng) 6 表現(xiàn)為低信號的血流 掃描層面內(nèi)質(zhì)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(zhuǎn)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 7 表現(xiàn)為高信號的血流 流入增強(qiáng)效應(yīng)血流垂直于或基本垂直于掃描層面 TR比較短 層面內(nèi)靜止組織的質(zhì)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(zhì)子群流入掃描層面內(nèi) 經(jīng)RF激發(fā)后產(chǎn)生較強(qiáng)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(chǔ) 8 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 9 表現(xiàn)為高信號的血流 10 表現(xiàn)為高信號的血流 偶回波效應(yīng)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(zhì)子群又發(fā)生相位重聚 出現(xiàn)高信號FSE序列 11 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(yīng)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(chǎn)生回波 不需要進(jìn)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(chǎn)生回波頸椎間盤橫軸位T2 WI 12 表現(xiàn)為高信號的血流 13 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(qiáng)度取決于T2 T1利用對比劑可使血流呈現(xiàn)高信號CE MRA 14 表現(xiàn)為高信號的血流 15 MRA定義 廣義 磁共振血管成像技術(shù) MagneticResonanceAngiography MRA狹義 磁共振動脈成像 MagneticResonanceArteriography MRA磁共振靜脈成像 MagneticResonanceVenography MRV 16 MRA技術(shù)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(yīng)用對比劑 對比增強(qiáng)MRA contrastenhancementMRA CE MRA 其他方法 黑血法 B TFE Balance SSFP 3DFIEASTA 磁敏感成像 ESWAN 17 MRA技術(shù)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(yīng)用對比劑 對比增強(qiáng)MRA contrastenhancementMRA CE MRA其他方法 黑血法 B TFE Balance SSFP 3DFIEASTA 磁敏感成像 ESWAN 18 TOFMRA 快速擾相GRET1WI TR較短流入增強(qiáng)效應(yīng)成像層面或容積內(nèi)的靜止組織反復(fù)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(nèi)時就具有較高的信號 19 TOFMRA 2DTOF3DTOF多個重疊薄層塊采集 MultipleOverlappedThinSlabacquisition MOTSA 滑動間隔Ky采集 SlidingInterleavedKy SLINKY 20 2DTOF 利用TOF技術(shù)進(jìn)行連續(xù)的薄層采集擾相GRET1WI序列 1 5TTR20 30ms TE shortest FA40 60 21 2DTOF 采用較短TR和較大反轉(zhuǎn)角 背景組織信號抑制好單層采集 層面內(nèi)飽和效應(yīng)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 22 2DTOF 層面內(nèi)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(zhǔn)錯誤 缺點 23 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(shù) 注意事項 24 3DTOF 對整個容積進(jìn)行激發(fā)和采集擾相GRE序列1 5TTR25 45ms TE6 9ms FA25 35 25 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(nèi)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(zhì)量較好 優(yōu)點 26 27 3DTOFMRA 28 3DTOFMRA 腦血管畸形 AVM 29 3DTOF 容積內(nèi)血流飽和效應(yīng)明顯 不適于慢血流的顯示為了減輕血流的飽和效應(yīng)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(yán)重狹窄和流速較低的動脈血管成像 缺點 30 3D TOFMRA 容積內(nèi)血流飽和效應(yīng) 31 3DTOF 減少血流飽和效應(yīng)縮小FA采用TONE或RAMP技術(shù) FA在血流流入側(cè)較小 流出側(cè)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 32 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(dāng)血液經(jīng)過時幾乎沒有飽和效應(yīng)產(chǎn)生可在大范圍內(nèi)提供高對比和高分辨力的圖像 33 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 34 滑動間隔Ky采集 SLINKY 在MOTSA基礎(chǔ)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(jìn) SLINKY沿層面方向 Z 軸 以連續(xù)Kz的方式采集 在層面內(nèi)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 35 SLINKY采集的特點 大大減少了血管飽和效應(yīng) 有利于顯示慢血流和小血管 整個層塊內(nèi)的層面之間的血流依賴性信號強(qiáng)度均一化 沒有血管內(nèi)信號強(qiáng)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(fù)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 36 TOFMRA臨床應(yīng)用 2D與3D的選擇血管走行 直or迂曲血流速度 慢or快目標(biāo)血管長度 大or小動脈與靜脈的選擇 飽和帶的放置 37 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(zhì)子群作用消失 Mxy相位變化等于零 流動質(zhì)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(yùn)動才會產(chǎn)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 38 PCMRA 像素強(qiáng)度代表的是磁化矢量的相位變化 而不是組織磁化強(qiáng)度相位變化與質(zhì)子群的流速有關(guān) 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 s 39 Venc 40 PCMRA 圖像分為幅度圖像和相位圖像幅度圖像的信號強(qiáng)度僅與流速有關(guān) 不具有方向信息相位圖像中血流信號強(qiáng)度不僅與流速有關(guān) 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(shù) 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(nèi)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 41 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(jìn)行血流定量分析成像時間比較長圖像處理相對比較復(fù)雜需要實現(xiàn)確定編碼流速 42 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(yù)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(nèi)失相位 提高對復(fù)雜流動和湍流的顯示 并可在多個視角對血管進(jìn)行投影電影PCA 以2DPC法為基礎(chǔ) 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 43 臨床應(yīng)用靜脈病變心臟及大血管的血流分析腦脊液流速分析 PCMRA 44 T2加權(quán)像 T1加權(quán)像 2D PCMRA 45 T2加權(quán)像 T1加權(quán)像 3D TOFMRA 46 MOYAMOYA 47 AVF 48 頸內(nèi)動脈瘤 49 MRA技術(shù)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(yīng)用對比劑 對比增強(qiáng)MRA contrastenhancementMRA CE MRA其他方法 黑血法 B TFE Balance SSFP 3DFIEASTA 磁敏感成像 ESWAN 50 3DCE MRA原理 在靜脈血管內(nèi)快速注射 團(tuán)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(qiáng)烈 產(chǎn)生明亮的血管影像 51 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(jìn)行采集對比劑流經(jīng)不同的血管可造成相應(yīng)血管內(nèi)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(jìn)行采集 常用3D擾相GRET1WI序列 52 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(jìn)行屏氣掃描可采用減影技術(shù)減低背景信號 FLASH 3D FSPGR 53 3DCE MRA 對比劑應(yīng)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 54 3DCE MRA 掃描時機(jī)的把握原則 在目標(biāo)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?qū)ΨQ填充 K空間中心優(yōu)先填充 55 3DCE MRA 掃描時機(jī)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?qū)ΨQ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 56 3DCE MRA 掃描時機(jī)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 57 3DCE MRA 圖像后處理技術(shù)最大強(qiáng)度投影 MIP 多平面重建 MPR VR SSD VE等 58 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 59 雙側(cè)頸動脈狹窄 60 雙側(cè)頸動脈狹窄 61 雙側(cè)頸動脈 右側(cè)椎動脈狹窄 62 左側(cè)椎動脈狹窄 63 椎基底動脈瘤1 64 椎基底動脈瘤2 65 左側(cè)椎動脈瘤 右側(cè)椎動脈缺如 66 左側(cè)椎動脈頸內(nèi)靜脈瘺并瘤樣擴(kuò)張 67 頸動脈體瘤 68 頸內(nèi)動脈瘤 69 主動脈3DCE MRA 70 主動脈3DCE MRA 71 升主動脈擴(kuò)張 72 主動脈夾層 動脈期 靜脈期 73 主動脈夾層 74 主動脈夾層DebakeyIII型 75 主動脈夾層合并假腔血栓形成 rapture 76 主動脈縮窄并側(cè)枝形成 77 主動脈弓動脈瘤 78 腹主動脈 79 腹主動脈 腎動脈 80 腹主動脈瘤 81 右腎動脈起始段狹窄 82 左腎動脈狹窄 83 雙側(cè)腎動脈狹窄 84 雙側(cè)腎動脈狹窄并側(cè)枝循環(huán)形成 85 胸腹主動脈硬化 86 肺動脈 87 腎移植后 88 下肢動脈 89 雙下肢動脈多發(fā)閉塞 90 左側(cè)下肢AVM 91 全身動脈 92 右上肢動脈成像 93 正常手CE MRA 雷諾氏病 手動脈 94 MRA技術(shù)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(yīng)用對比劑 對比增強(qiáng)MRA contrastenhancementMRA CE MRA其他方法 黑血法 B TFE Balance SSFP 3DFIEA