磁共振血管成像技术

关于磁共振血管成像技术第一页，共六十三页，编辑于2023年，星期三Outline目前常用的几种磁共振血管成像技术：时间飞越法（TimeofFlight,TOF）MRA相位对比法（PhaseContrast,PC）MRA对比剂增强法（ContrastEnhancedMRA,CE-MRA）第二页，共六十三页，编辑于2023年，星期三TOFTOF血管成像的机理：采用“流动相关增强”（flow-relatedenhancement)机制静态组织在短TR脉冲序列的连续多次激发下，达到很大程度的饱和，信号非常低。来自被激发层面以外的流动自旋，未经受过射频脉冲的激发，保持完整的纵向磁化，产生很强的信号，与静态组织形成强烈对比。第三页，共六十三页，编辑于2023年，星期三TOF当流动血液保持在同一层块（或层面）的时间较长时，被多次射频激发也会产生饱和效应TOF血管的信号强度与层块（或层面）厚度、血管流速以及脉冲序列的TR有关当v=THK/TR时信号最强，或者说当血流流至d=vTR成像厚度时信号最强Slab

THKPartiallySaturatedSpinsSaturatedStaticTissued=vTR

FreshInflow第四页，共六十三页，编辑于2023年，星期三TOF血流速度越快，其信号越强层块（或层面）越薄，穿越层块时的饱和越少，血管信号越强脉冲序列的TR越短，静态组织被抑制得越好第五页，共六十三页，编辑于2023年，星期三TOFTOF血管成像的辅助技术：流动补偿技术（FlowCompensation,FC)预饱和技术(Pre-saturation)磁化传递技术(MagnetizationTransfer,MT)对比剂脂肪抑制第六页，共六十三页，编辑于2023年，星期三TOF

影响TOF血管对比的成像参数：重复时间TR翻转角FA回波时间TE成像容积大小像素大小层面方向(当血流垂直于层面时，血流与静态组织之间的对比最大）第七页，共六十三页，编辑于2023年，星期三TOF

TOF血管成像的方法：三维单层块采集（3DTOF）二维单层面采集（2DTOF）多个重叠薄层块采集（multipleverlappedthinslabacquisition,MOTSA）滑动间隔ky采集（slidinginterleavedky，SLINKY）第八页，共六十三页，编辑于2023年，星期三3DTOF3DTOF的采集方式：同时采集1个层块（slab)

或1个容积(volume)第九页，共六十三页，编辑于2023年，星期三3DTOF3DTOF的优点：

-

具有很高的分辨率、较高的信噪比和对比噪声比

-TE值较短，可减少失相位，能较准确地评价血管狭窄以及迂曲多变的血管3DTOF的缺点：血流不够快时，可在流出层块远端之前产生饱和，因此不适合慢血流成像，也不适于大范围血管成像第十页，共六十三页，编辑于2023年，星期三3DTOFTONE技术：TONE(Tiltedoptimizednonselectiveexcitation)技术也称“ramppulse’技术，在血流穿过成像容积过程中逐渐增大序列的翻转角TONE技术用以减少在3DTOF成像中血流信号从成像容积进入端到出口端逐渐降低的现象但TONE不能去除慢血流最终被饱和的趋势，而且只能对一个方向的血流起作用第十一页，共六十三页，编辑于2023年，星期三3DTOF3DTOF的主要应用：脑部AVM，Willis环以及动脉瘤颅内颈部血管不能应用慢血流，及血管与背景之间对比差的区域第十二页，共六十三页，编辑于2023年，星期三2DTOF2DTOF的采集方式：以连续（sequential)方式，依次采集薄的二维层面（singleslice)2DTOF的优点：

-在TR之间血流只穿行1个层面的短距离，血流不易饱和

-对慢血流和中等流速血流相对敏感

-可以对大范围血管成像

第十三页，共六十三页，编辑于2023年，星期三2DTOF2DTOF的缺点：

-对层面内的血流不敏感，可能会把层面内的血流模拟为病变

-由于采集的层面较薄且采用流动补偿技术，2DTOF

的最小TE值较长，因此对层面内的快速血流和紊流不敏感，并可能过高估计血管狭窄第十四页，共六十三页，编辑于2023年，星期三2DTOF心电门控2DTOF利用心电门控按心动周期的规律采集数据。一般在心脏收缩期血流速度最快时采集填充K-空间中央的数据，在其它时刻采集K-空间外围的数据。用于搏动血流（主动脉分叉、髂动脉等）的伪影。第十五页，共六十三页，编辑于2023年，星期三2DTOF2DTOF的主要应用：慢速血流，及血管与背景之间对比差的区域特别适用于盆腔和下肢血管脑部静脉颈动脉分叉、颈部静脉以及基底动脉2DTOF在有运动伪影的区域比较成功，每层2~5秒，在腹部可行屏气扫描第十六页，共六十三页，编辑于2023年，星期三2DTOF第十七页，共六十三页，编辑于2023年，星期三2DTOF2DTOFGated2DTOF第十八页，共六十三页，编辑于2023年，星期三TOF2DTOF和3DTOF的比较:

-

对慢血流的敏感性

-对血流方向的敏感性

-分辨力和信噪比

-湍流信号丢失

-对病人运动的敏感性

-对血管壁的描述第十九页，共六十三页，编辑于2023年，星期三MOTSAMOTSA的采集方式：MOTSA结合2DTOF和3DTOF两种方法，连续采集多个重叠的薄3D层块MOTSA的优点：

-MOTSA层块很薄，血液穿过它时很少饱和

-可在大的血管成像范围内提供高对比和高分辨率第二十页，共六十三页，编辑于2023年，星期三MOTSAMOTSA的缺点MOTSA的层块相接处有一条穿过血管的暗线，即层块边缘伪影（SBA）层块需要重叠，以减少SBA，因此成像时间较长MOTSA采用TONE射频激励以补偿层块边缘处的流动信号饱和，但是仅能部分校正层块边缘伪影第二十一页，共六十三页，编辑于2023年，星期三MOTSA第二十二页，共六十三页，编辑于2023年，星期三SLINKYSLINKY的采集方式：SLINKY是在MOTSA的基础上发展而来，也使用多个薄层块3D采集SLINKY沿Z-轴以连续kz的方式采集，但在层面内相位方向以间隔的部分的kY方式采集，在Nz×Ny/n×TR的时间间隔沿Z-轴以一个层厚的空间步幅移动采集MOTSA是以连续kz和连续ky的方式采集，层块采集中在Nz×Ny×TR的时间间隔，沿Z-轴以大约一个层块的空间步幅移动采集第二十三页，共六十三页，编辑于2023年，星期三SLINKYSLINKY的特点：因此穿过整个层块的层面之间的血流依赖性信号强度均一化了，就去除了血管内的信号强度波动最终解决了MOTSA的SBA伪影和血管截断问题SLINKY图像具有较高的信噪比、分辨力和对比噪声比第二十四页，共六十三页，编辑于2023年，星期三SLINKY第二十五页，共六十三页，编辑于2023年，星期三SLINKYMOSTASLINKYSLINKY将沿z方向的层块内信号强度波动转化为ky方向，从而去除了SBA伪影第二十六页，共六十三页，编辑于2023年，星期三SLINKYSLINKY的主要应用：SLINKY技术是目前头、颈部非增强MR血管成像，特别是动脉成像的首选序列方法SLINKY技术减少了MRA图像伪影，有较好的小血管显示，并且有利于复杂血流的显示可以进行大范围的血管成像第二十七页，共六十三页，编辑于2023年，星期三SLINKY第二十八页，共六十三页，编辑于2023年，星期三SLINKY第二十九页，共六十三页，编辑于2023年，星期三几种TOF方法的比较SLINKY图像具有较高的SNR和C/Ns，且均高于其他3种图像MOTSA图像具有较高的SNR和中等的C/Ns3D单容积图像具有较高的SNR和较低的C/Ns2D图像具有较低的SNR和较高的C/Ns第三十页，共六十三页，编辑于2023年，星期三几种TOF方法的比较第三十一页，共六十三页，编辑于2023年，星期三

几种TOF方法的比较SLINKY3D第三十二页，共六十三页，编辑于2023年，星期三几种TOF方法的比较MOSTASLINKY第三十三页，共六十三页，编辑于2023年，星期三PCPCMRA的机理：磁化矢量的相位或相位差代表像素强度施加一个双极的编码梯度，该梯度由幅度和间期相同，而方向相反的两部分组成静止组织自旋在正相期获得的相位与负相期丢失的相位相等，净相位最终为零流动组织的自旋的剩余相位与移动距离成正比，即与速度成正比对采集的两组数据进行减影增加对比第三十四页，共六十三页，编辑于2023年，星期三PC血流相位与其速度相关:=vTA

PC图像能够反映血流的速度和方向信息速度编码值（Venc）：扫描前可根据所要观察的血流的速度选择一个Venc值，使某种速度的血流产生的相位差最大，则该速度的血流在图像上信号最高。快血流速Venc约为80cm／s，中等速度Venc约40cm／s，慢血流Venc约10cm／s。

第三十五页，共六十三页，编辑于2023年，星期三PCPC图像的优点：与TOF法相比，PCMRA有更好的背景抑制，具有较高的血管对比，能区分高信号组织与真实血管，能提高小血管或慢血流的检测敏感度；而TOF可用于观察血管与周围结构的关系利用PC的速度-相位固有关系可以获得血流的生理信息，有利于血流定量和方向研究。第三十六页，共六十三页，编辑于2023年，星期三PCPC成像的缺陷：但是较长的TE值使PC对湍流伪影较敏感不正确venc的选择体素内失相位第三十七页，共六十三页，编辑于2023年，星期三PCPC不同的重建血管影像

-速度影像(speedimage)-复合差值影像(complexdifference,CD)-相位差值影像(phasedifference,PD)第三十八页，共六十三页，编辑于2023年，星期三PC

PC血管成像的方法：二维单层面采集（2DPC）二维电影采集（cinePC）三维单层块采集（3DPC）第三十九页，共六十三页，编辑于2023年，星期三2DPC2DPC的采集方式：对一个或多个单层面成像，每次只激发一个层面

2DPC的特点：2DPC成像时间短，但空间分辨力低第四十页，共六十三页，编辑于2023年，星期三2DPC2DPC的主要应用提供颅内、颅外血管的方向和速度利用不同的速度编码检测动静脉畸形和动脉瘤内的慢血流状态显示门静脉和肝静脉常用于3DPC的流速预测成像第四十一页，共六十三页，编辑于2023年，星期三电影PC电影（cine）PC利用心电门控或脉博门控，获得心动周期不同时刻（时相）的图像电影2DPC能够用于流动定量分析电影PC在评价搏动血流和各种病理流动状态方面很有用第四十二页，共六十三页，编辑于2023年，星期三3DPC3DPC的采集方式：是对一个三维容积块进行的采集3DPC的特点：

-对层面内流动敏感

-与2DPC相比体素较小，可减少体素内失相位

-具有较高的信噪比和分辨率

-与TOF相比减少了湍流的信号丢失，提高对复杂流动和湍流的显示第四十三页，共六十三页，编辑于2023年，星期三3DPC3DPC的主要应用肾动脉成像动静脉动静脉畸形颅内血管成像，如果需要可提供血流方向第四十四页，共六十三页，编辑于2023年，星期三3DPC第四十五页，共六十三页，编辑于2023年，星期三CE-MRA

CE-MRA的机理：CE-MRA使用极短TR与极短TE的快速梯度回波序列，使各种组织饱和，因此信号强度很低。在血管内团注磁共振顺磁对比剂，血液的T1弛豫时间会极度缩短，血液呈高信号，在血管与背景间形成强烈对比。第四十六页，共六十三页，编辑于2023年，星期三CE-MRACE-MRA的特性：根据对比剂到达各级血管的首过时间，设定最佳数据采集时间，选择动脉或静脉成像。可利用团注前、后采集减影提高图像对比第四十七页，共六十三页，编辑于2023年，星期三CE-MRACE-MRA的主要应用：生理运动区血管（屏气扫描）搏动、迂曲等复杂血流小血管区分动、静脉第四十八页，共六十三页，编辑于2023年，星期三CEMRA第四十九页，共六十三页，编辑于2023年，星期三CEMRA第五十页，共六十三页，编辑于2023年，星期三CEMRA第五十一页，共六十三页，编辑于2023年，星期三CEMRA可以获得不同期相阶段的血管对比影像第五十二页，共六十三页，编辑于2023年，星期三CE-MRA最佳扫描时间（scandelaytime）和团注时间（injectdelaytime）的设置方法：应用特定软件（iPass、iD