磁共振血管成像技術(shù)

關(guān)于磁共振血管成像技術(shù)第一頁，共六十三頁，2022年，8月28日Outline目前常用的幾種磁共振血管成像技術(shù)：時間飛越法（TimeofFlight,TOF）MRA相位對比法（PhaseContrast,PC）MRA對比劑增強法（ContrastEnhancedMRA,CE-MRA）第二頁，共六十三頁，2022年，8月28日TOFTOF血管成像的機(jī)理：采用“流動相關(guān)增強”（flow-relatedenhancement)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，信號非常低。來自被激發(fā)層面以外的流動自旋，未經(jīng)受過射頻脈沖的激發(fā)，保持完整的縱向磁化，產(chǎn)生很強的信號，與靜態(tài)組織形成強烈對比。第三頁，共六十三頁，2022年，8月28日TOF當(dāng)流動血液保持在同一層塊（或?qū)用妫┑臅r間較長時，被多次射頻激發(fā)也會產(chǎn)生飽和效應(yīng)TOF血管的信號強度與層塊（或?qū)用妫┖穸?、血管流速以及脈沖序列的TR有關(guān)當(dāng)v=THK/TR時信號最強，或者說當(dāng)血流流至d=vTR成像厚度時信號最強Slab

THKPartiallySaturatedSpinsSaturatedStaticTissued=vTR

FreshInflow第四頁，共六十三頁，2022年，8月28日TOF血流速度越快，其信號越強層塊（或?qū)用妫┰奖?，穿越層塊時的飽和越少，血管信號越強脈沖序列的TR越短，靜態(tài)組織被抑制得越好第五頁，共六十三頁，2022年，8月28日TOFTOF血管成像的輔助技術(shù)：流動補償技術(shù)（FlowCompensation,FC)預(yù)飽和技術(shù)(Pre-saturation)磁化傳遞技術(shù)(MagnetizationTransfer,MT)對比劑脂肪抑制第六頁，共六十三頁，2022年，8月28日TOF

影響TOF血管對比的成像參數(shù)：重復(fù)時間TR翻轉(zhuǎn)角FA回波時間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，血流與靜態(tài)組織之間的對比最大）第七頁，共六十三頁，2022年，8月28日TOF

TOF血管成像的方法：三維單層塊采集（3DTOF）二維單層面采集（2DTOF）多個重疊薄層塊采集（multipleverlappedthinslabacquisition,MOTSA）滑動間隔ky采集（slidinginterleavedky，SLINKY）第八頁，共六十三頁，2022年，8月28日3DTOF3DTOF的采集方式：同時采集1個層塊（slab)

或1個容積(volume)第九頁，共六十三頁，2022年，8月28日3DTOF3DTOF的優(yōu)點：

-

具有很高的分辨率、較高的信噪比和對比噪聲比

-TE值較短，可減少失相位，能較準(zhǔn)確地評價血管狹窄以及迂曲多變的血管3DTOF的缺點：血流不夠快時，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第十頁，共六十三頁，2022年，8月28日3DTOFTONE技術(shù)：TONE(Tiltedoptimizednonselectiveexcitation)技術(shù)也稱“ramppulse’技術(shù)，在血流穿過成像容積過程中逐漸增大序列的翻轉(zhuǎn)角TONE技術(shù)用以減少在3DTOF成像中血流信號從成像容積進(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，而且只能對一個方向的血流起作用第十一頁，共六十三頁，2022年，8月28日3DTOF3DTOF的主要應(yīng)用：腦部AVM，Willis環(huán)以及動脈瘤顱內(nèi)頸部血管不能應(yīng)用慢血流，及血管與背景之間對比差的區(qū)域第十二頁，共六十三頁，2022年，8月28日2DTOF2DTOF的采集方式：以連續(xù)（sequential)方式，依次采集薄的二維層面（singleslice)2DTOF的優(yōu)點：

-在TR之間血流只穿行1個層面的短距離，血流不易飽和

-對慢血流和中等流速血流相對敏感

-可以對大范圍血管成像

第十三頁，共六十三頁，2022年，8月28日2DTOF2DTOF的缺點：

-對層面內(nèi)的血流不敏感，可能會把層面內(nèi)的血流模擬為病變

-由于采集的層面較薄且采用流動補償技術(shù)，2DTOF

的最小TE值較長，因此對層面內(nèi)的快速血流和紊流不敏感，并可能過高估計血管狹窄第十四頁，共六十三頁，2022年，8月28日2DTOF心電門控2DTOF利用心電門控按心動周期的規(guī)律采集數(shù)據(jù)。一般在心臟收縮期血流速度最快時采集填充K-空間中央的數(shù)據(jù)，在其它時刻采集K-空間外圍的數(shù)據(jù)。用于搏動血流（主動脈分叉、髂動脈等）的偽影。第十五頁，共六十三頁，2022年，8月28日2DTOF2DTOF的主要應(yīng)用：慢速血流，及血管與背景之間對比差的區(qū)域特別適用于盆腔和下肢血管腦部靜脈頸動脈分叉、頸部靜脈以及基底動脈2DTOF在有運動偽影的區(qū)域比較成功，每層2~5秒，在腹部可行屏氣掃描第十六頁，共六十三頁，2022年，8月28日2DTOF第十七頁，共六十三頁，2022年，8月28日2DTOF2DTOFGated2DTOF第十八頁，共六十三頁，2022年，8月28日TOF2DTOF和3DTOF的比較:

-

對慢血流的敏感性

-對血流方向的敏感性

-分辨力和信噪比

-湍流信號丟失

-對病人運動的敏感性

-對血管壁的描述第十九頁，共六十三頁，2022年，8月28日MOTSAMOTSA的采集方式：MOTSA結(jié)合2DTOF和3DTOF兩種方法，連續(xù)采集多個重疊的薄3D層塊MOTSA的優(yōu)點：

-MOTSA層塊很薄，血液穿過它時很少飽和

-可在大的血管成像范圍內(nèi)提供高對比和高分辨率第二十頁，共六十三頁，2022年，8月28日MOTSAMOTSA的缺點MOTSA的層塊相接處有一條穿過血管的暗線，即層塊邊緣偽影（SBA）層塊需要重疊，以減少SBA，因此成像時間較長MOTSA采用TONE射頻激勵以補償層塊邊緣處的流動信號飽和，但是僅能部分校正層塊邊緣偽影第二十一頁，共六十三頁，2022年，8月28日MOTSA第二十二頁，共六十三頁，2022年，8月28日SLINKYSLINKY的采集方式：SLINKY是在MOTSA的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，也使用多個薄層塊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Nz×Ny/n×TR的時間間隔沿Z-軸以一個層厚的空間步幅移動采集MOTSA是以連續(xù)kz和連續(xù)ky的方式采集，層塊采集中在Nz×Ny×TR的時間間隔，沿Z-軸以大約一個層塊的空間步幅移動采集第二十三頁，共六十三頁，2022年，8月28日SLINKYSLINKY的特點：因此穿過整個層塊的層面之間的血流依賴性信號強度均一化了，就去除了血管內(nèi)的信號強度波動最終解決了MOTSA的SBA偽影和血管截斷問題SLINKY圖像具有較高的信噪比、分辨力和對比噪聲比第二十四頁，共六十三頁，2022年，8月28日SLINKY第二十五頁，共六十三頁，2022年，8月28日SLINKYMOSTASLINKYSLINKY將沿z方向的層塊內(nèi)信號強度波動轉(zhuǎn)化為ky方向，從而去除了SBA偽影第二十六頁，共六十三頁，2022年，8月28日SLINKYSLINKY的主要應(yīng)用：SLINKY技術(shù)是目前頭、頸部非增強MR血管成像，特別是動脈成像的首選序列方法SLINKY技術(shù)減少了MRA圖像偽影，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第二十七頁，共六十三頁，2022年，8月28日SLINKY第二十八頁，共六十三頁，2022年，8月28日SLINKY第二十九頁，共六十三頁，2022年，8月28日幾種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/Ns3D單容積圖像具有較高的SNR和較低的C/Ns2D圖像具有較低的SNR和較高的C/Ns第三十頁，共六十三頁，2022年，8月28日幾種TOF方法的比較第三十一頁，共六十三頁，2022年，8月28日

幾種TOF方法的比較SLINKY3D第三十二頁，共六十三頁，2022年，8月28日幾種TOF方法的比較MOSTASLINKY第三十三頁，共六十三頁，2022年，8月28日PCPCMRA的機(jī)理：磁化矢量的相位或相位差代表像素強度施加一個雙極的編碼梯度，該梯度由幅度和間期相同，而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組織的自旋的剩余相位與移動距離成正比，即與速度成正比對采集的兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行減影增加對比第三十四頁，共六十三頁，2022年，8月28日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最高。快血流速Venc約為80cm／s，中等速度Venc約40cm／s，慢血流Venc約10cm／s。

第三十五頁，共六十三頁，2022年，8月28日PCPC圖像的優(yōu)點：與TOF法相比，PCMRA有更好的背景抑制，具有較高的血管對比，能區(qū)分高信號組織與真實血管，能提高小血管或慢血流的檢測敏感度；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。第三十六頁，共六十三頁，2022年，8月28日PCPC成像的缺陷：但是較長的TE值使PC對湍流偽影較敏感不正確venc的選擇體素內(nèi)失相位第三十七頁，共六十三頁，2022年，8月28日PCPC不同的重建血管影像

-速度影像(speedimage)-復(fù)合差值影像(complexdifference,CD)-相位差值影像(phasedifference,PD)第三十八頁，共六十三頁，2022年，8月28日PC

PC血管成像的方法：二維單層面采集（2DPC）二維電影采集（cinePC）三維單層塊采集（3DPC）第三十九頁，共六十三頁，2022年，8月28日2DPC2DPC的采集方式：對一個或多個單層面成像，每次只激發(fā)一個層面

2DPC的特點：2DPC成像時間短，但空間分辨力低第四十頁，共六十三頁，2022年，8月28日2DPC2DPC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動靜脈畸形和動脈瘤內(nèi)的慢血流狀態(tài)顯示門靜脈和肝靜脈常用于3DPC的流速預(yù)測成像第四十一頁，共六十三頁，2022年，8月28日電影PC電影（cine）PC利用心電門控或脈博門控，獲得心動周期不同時刻（時相）的圖像電影2DPC能夠用于流動定量分析電影PC在評價搏動血流和各種病理流動狀態(tài)方面很有用第四十二頁，共六十三頁，2022年，8月28日3DPC3DPC的采集方式：是對一個三維容積塊進(jìn)行的采集3DPC的特點：

-對層面內(nèi)流動敏感

-與2DPC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丟失，提高對復(fù)雜流動和湍流的顯示第四十三頁，共六十三頁，2022年，8月28日3DPC3DPC的主要應(yīng)用腎動脈成像動靜脈動靜脈畸形顱內(nèi)血管成像，如果需要可提供血流方向第四十四頁，共六十三頁，2022年，8月28日3DPC第四十五頁，共六十三頁，2022年，8月28日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，因此信號強度很低。在血管內(nèi)團(tuán)注磁共振順磁對比劑，血液的T1弛豫時間會極度縮短，血液呈高信號，在血管與背景間形成強烈對比。第四十六頁，共六十三頁，2022年，8月28日CE-MRACE-MRA的特性：根據(jù)對比劑到達(dá)各級血管的首過時間，設(shè)定最佳數(shù)據(jù)采集時間，選擇動脈或靜脈成像?？衫脠F(tuán)注前、后采集減影提高圖像對比第四十七頁，共六十三頁，2022年，8月28日CE-MRACE-MRA的主要應(yīng)用：生理運動區(qū)血管（屏氣掃描）搏動、迂曲等復(fù)雜血流小血管區(qū)分動、靜脈第四十八頁，共六十三頁，2022年，8月28日CEMRA第四十九頁，共六十三頁，2022年，8月28日CEMRA第五十頁，共六十三頁，2022年，8月28日CEMRA第五十一頁，共六十三頁，2022年，8月28日CEMRA可以獲得不同期相階段的血管對比影像第五十二頁，共六十三頁，2022年，8月28日CE-MRA最佳掃描時間（scandelaytime）和團(tuán)注時間（injectdelaytime）的設(shè)置方法：應(yīng)用特定軟件（iPass