磁共振血管成像講解

醫(yī)用物理學(xué)醫(yī)用物理學(xué)磁共振血管成像磁共振血管成像磁共振血管成像是無創(chuàng)傷性血管造影技術(shù)，利用流動血液MR信號與周圍靜態(tài)組織MR信號的差異來建立圖像對比度，而無需使用造影劑。磁共振血管成像分兩大類：利用血流流入成像層面信號增強(qiáng)效應(yīng)利用沿磁場梯度方向運(yùn)動自旋核產(chǎn)生相位偏移效應(yīng)——時間飛越法(timeofflight，TOF)MRA——相位對比法(phasecontrast，PC)MRA一、流動現(xiàn)象二、流動現(xiàn)象的補(bǔ)償三、時間飛越法血管成像(TOFMRA)四、相位對比血管成像(PCMRA)第四節(jié)磁共振血管成像90o脈沖作用，Mz=0,Mxy=M0,若再施90o脈沖，使Mxy=0，Mz=-M0，無FID信號發(fā)射，即無MR信號。信號飽和成像容積內(nèi)靜態(tài)組織，受到90o脈沖反復(fù)激勵，在TR遠(yuǎn)小于T1時，其縱向磁化來不及恢復(fù)稱為飽和，這樣靜態(tài)組織所產(chǎn)生的MR信號幅度很小。一、流動現(xiàn)象1.流動效應(yīng)未受RF脈沖激勵的流體以一定速度流入成像容積時，其縱向磁化遠(yuǎn)高于靜態(tài)組織的縱向磁化，在下一次RF脈沖激勵產(chǎn)生MR信號時，流體信號遠(yuǎn)高于處于飽和狀態(tài)的靜態(tài)組織，這就是流動相關(guān)增強(qiáng)效應(yīng)。(1)流動性增強(qiáng)效應(yīng)(flow-relatedenhancement，F(xiàn)RE)

一、流動現(xiàn)象一、流動現(xiàn)象RF激發(fā)片層厚度TH臨界速度當(dāng)流速信號最強(qiáng)流速信號強(qiáng)度新鮮血液比率強(qiáng)度與流向垂直的層面厚度TH、TR、TE有關(guān)一、流動現(xiàn)象時無信號（2）流空效應(yīng)產(chǎn)生信號血液比率強(qiáng)度與流向垂直的層面厚度TH、TR、TE有關(guān)（2）流空效應(yīng)一、流動現(xiàn)象（1）流動增強(qiáng)效應(yīng)2.相位偏移效應(yīng)(phaseshift)

一、流動現(xiàn)象在梯度場中自旋核運(yùn)動產(chǎn)生相移，也可以用來解釋血液的流動，只不過血液的自旋核流動速度更趨一致，流動的方向性更強(qiáng)，它不是用彌散運(yùn)動造成的信號降低去成像，而是直接用計(jì)算出來的相位偏移成像。1.流動補(bǔ)償（flowcompensation，F(xiàn)C）GMR技術(shù)又稱之為流動補(bǔ)償，用于減少流動或其它運(yùn)動引起的相位彌散和相關(guān)信號的丟失。FC技術(shù)使用后信號強(qiáng)度并未增加，只使自旋核恢復(fù)到未曾運(yùn)動的水平，即運(yùn)動血液信號強(qiáng)度可表現(xiàn)為與靜止血液相同狀態(tài)。FC技術(shù)能減小慢血流和腦脊液產(chǎn)生的流動偽影。

二、流動現(xiàn)象的補(bǔ)償(a)在標(biāo)準(zhǔn)回波采集梯度作用下TE時刻流動組織F>0(b)在流動補(bǔ)償梯度作用下

TE時刻流動組織F=0流動補(bǔ)償梯度的作用二、流動現(xiàn)象的補(bǔ)償FC(a)(b)TEFF2.預(yù)飽和技術(shù)MRI視野外對流入血液施加飽和脈沖，等它進(jìn)入成像區(qū)域時由于處于飽和狀態(tài)，不能接受新的RF激勵產(chǎn)生MR信號，血流呈現(xiàn)黑色；而從相反方向進(jìn)入成像區(qū)域的血流未經(jīng)予飽和處理，血液可接受新的RF激勵產(chǎn)生MR信號。二、流動現(xiàn)象的補(bǔ)償預(yù)飽和技術(shù)三、時間飛越法血管成像是在二維或三維梯度回波的基礎(chǔ)上利用血流流入成像層面的信號增強(qiáng)效應(yīng)（FRE）發(fā)展形成的。TOF血管成像強(qiáng)調(diào)的是流動血液，為了使圖像上血管與周圍組織的信號差別達(dá)到最大。TOF血管成像：（1）抑制周圍組織的信號方法：TR約取20~50ms，或更??；中等較大翻轉(zhuǎn)角在40o~60o之間；用快速擾相GRET1序列。（2）血管內(nèi)信號必須要強(qiáng)，要超過周圍靜止組織方法：片層必須薄厚（2~3mm）；TR在短前提下盡量長。（3）信號的相位要保持一致方法：

用盡可能短的TE（幾個毫秒）；進(jìn)行速度補(bǔ)償；層面與血流方向垂直。二維TOF掃描時即使是流速很慢的血流在流經(jīng)掃描層面時也不易飽和，因此二維TOF多用于慢血流顯示或用于大范圍的血管成像，如肢體成像。1.二維TOFMRA三、時間飛越法血管成像2DTOF顯示腦靜脈二維TOFMRA三、時間飛越法血管成像三維TOF序列是整體采樣，掃描時同時采集一定容積內(nèi)的靜態(tài)組織和血流的MR信號。這種容積通常3~8cm厚，容積內(nèi)的層面分割通過沿z方向施加梯度為Gz的相位編碼梯度磁場來實(shí)現(xiàn)的，因此層面的厚度取決于梯度的幅度。三維TOF血管成像時層面被分得很?。ǎ?mm），形成一些很小的分隔(partition)，這些分隔連續(xù)而沒有間斷，可以產(chǎn)生分辨力很高的血管影像。2.三維TOFMRA三、時間飛越法血管成像在三維TOF血管成像中，血液必須進(jìn)入一個較大的容積，這就會使得血液的飽和效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)出來，導(dǎo)致流進(jìn)容積時血液的信號高，流出容積時血流信號減弱，為克服慢血流飽和這一局限，可采取減小激勵容積的厚度，采用信號等量分配技術(shù)和多容積激勵技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。根據(jù)FRE效應(yīng)與層厚的關(guān)系，層厚越大則流入飽和效應(yīng)越強(qiáng)，所以應(yīng)盡量減小層厚。三、時間飛越法血管成像3D-TOFMRA正常顱內(nèi)血管成像三、時間飛越法血管成像利用沿磁場梯度方向運(yùn)動的自旋核產(chǎn)生相位偏移效應(yīng)。不同的雙極梯度磁場作用流動血液會產(chǎn)生不同相位偏差靜態(tài)組織的相位偏差則為零采集兩組圖像相位數(shù)據(jù)減影靜態(tài)組織減影后相位為零流動血液具有不同相位差值相位差轉(zhuǎn)變成像素強(qiáng)度顯示基本原理四、相位對比法血管成像最大信號投影法(multipleintensityprojection，MIP)腹主動脈及左側(cè)髂總動脈瘤(MIP)胸主動脈瘤(MIP)四、相位對比法血管成像3D冠狀動脈成像三維重建四、相位對比法血管成像五、磁敏感加權(quán)成像磁敏感加權(quán)成像（susceptibilityweightedimagingSWI）利用組織間磁敏感性差異產(chǎn)生圖像對比度，提供了一個新的成像參數(shù)S。優(yōu)勢：對腦出血特別是微小出血，對腦創(chuàng)傷，對小血管畸形，對退行性神經(jīng)變性和腦腫瘤血管的評價等表現(xiàn)出獨(dú)到的優(yōu)越性。五、磁敏感加權(quán)成像1.相關(guān)組織的磁敏感性

（1）血紅蛋白及其降解產(chǎn)物名稱特點(diǎn)含氧血紅蛋白

抗磁性脫氧血紅蛋白

順磁性高鐵血紅蛋白

弱磁敏感性含鐵血黃素高順磁性（2）非血紅素物質(zhì)蛋白鐵抗磁性

鈣化物弱抗磁性

注意：關(guān)心的是相鄰組織間磁敏感性的差別值五、磁敏感加權(quán)成像2.磁敏感差異產(chǎn)生MRI信號差異的物理原理

（1）血管內(nèi)組織與周圍組織的相位差

為TE

時刻血管內(nèi)組織與周圍組織的相位差

（2）磁敏感組織磁化率的變化使

變短式中g(shù)表示具體組織的幾何因子

五、磁敏感加權(quán)成像

（2）SWI圖像重建3.SWI序列的加權(quán)成像

(1)小角度傾倒，相對長TE的梯度回波序列，三維