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MR血管成像（MRangiography，MRA）已经成为MRI检查的常规技术之一，与DSA相比具有无创、简便、费用低、一般无需对比剂等优点。目前临床常用的血管成像方法包括时间飞跃（time of fly，TOF）法、相位对比（phase contrast，PC）法和对比增强MRA（contrast enhancement MRA，CE-MRA）等三种，其中前二种方法不用对比剂而借助于血液流动特性来制造对比。 CE-MRA自上世纪九十年代中期推出后，得到大家的公认，在临床上的应用也日益广泛，现在已经成为临床不可缺少的MRA技术。 CE-MRA的原理和序列CE-MRA的原理其实比较简单，就是利用对比剂使血液的T1值明显缩短，短于人体内其他组织，然后利用超快速且权重很重的T1WI序列来记录这种T1弛豫差别。 在人体组织中脂肪的T1值最短。在1.5 T扫描机上，脂肪组织的T1值约为250ms，血管中血液的T1值约为1200ms。利用团注对比剂（常用Gd-DTPA）的方法可使血液的T1值缩短到100ms左右，明显短于脂肪组织。 团注Gd-DTPA后，血液的T1值变化有以下特点：（1）持续时间比较短暂，因此需要利用超快速序列进行采集；（2）对比剂流经不同的血管可造成相应血管内血液的T1值发生变化，因此多期扫描可显示不同的血管；（3）因为血液的T1值缩短明显，因此需要权重很重的T1WI序列进行采集方能获得最佳对比。 目前用于CE-MRA的序列多为三维扰相GRE T1WI序列，在1.5T的扫描机上，TR常为3-6ms，TE为1-2ms，激发角度常为25-60°，根据所选用的TR、矩阵、层数等参数的不同，TA常为15-60s。 该序列采用很短TR和相对较大的激发角，因此T1权重很重，血液由于注射对比剂后T1值很短，可产生较高的信号，其他组织的信号因饱和效应将明显衰减，因此制造出血液与其他组织的良好对比。 该序列还采用很短的TE，这有两个方面的好处：（1）注射对比剂后，血液中浓度较高的对比剂不仅有短T1效应，同时也有缩短T2*的作用，而TE的缩短有助于减少T2*效应对图像的影响。（2）TE缩短，流动相关的失相位可明显减轻。 因此实际上利用三维超快速扰相GRE T1WI序列进行CE-MRA，流动对成像的贡献很小，血液与其他组织的对比是由对比剂制造出来的。 CE-MRA的技术要点CE-MRA的原理虽然简单，但实际操作时需要掌握几个技术关键。 1.对比剂的应用 对比剂的应用是CE-MRA的技术关键之一。CE-MRA通常采用的对比剂为细胞外液非特异性离子型对比剂Gd-DTPA。根据不同的检查的部位、范围和目的的不同，对比剂的入路、用量和注射流率应作相应调整。 对比剂入路：一般的CE-MRA多采用肘前区浅静脉或手背部浅静脉作为入路。在进行下肢静脉、髂静脉或下腔静脉检查时也可采用足背部浅静脉为入路，而且对比剂常需要进行稀释。 对比剂用量和注射流率：（1）单部位的动脉成像如肾动脉CE-MRA等，采用单倍剂量（0.1mmol/kg）或1.5倍剂量即可，注射流率一般为每秒1.5-3ml。（2）多部位的动脉成像如一次完成腹主动脉、髂动脉和下肢动脉的检查，由于完成整个检查所需时间相对较长，则通常需要2-3倍剂量，注射流率为1.5-2ml/s。（3）进行如肾静脉、颈静脉、门静脉等血管检查时，则需要2~3倍剂量，注射流率提高到3-5ml/s效果较好。 对比剂的注射可采用MR专用高压注射器。由于Gd-DTPA的黏度较低，利用人工推注的方法也能达到很好的效果。 2. 成像参数的调整 成像参数的调整对于保证CE-MRA的质量至关重要。有关CE-MRA的成像参数主要有TR、TE、激发角度、容积厚度和层数、矩阵、FOV等。TE应该选择最小值。TR和激发角度将决定T1权重，如在1.5T扫描机上，如TR为5ms左右，则激发角度一般为30°-50°较为合适，如果TR延长则激发角度应该适当加大以保证一定的T1权重。扫描容积厚度和FOV决定采集的范围，在保证含盖目标血管的前提下，容积厚度越小越好，减少容积厚度可缩短TA或可在保持TA不变的前提下缩小层厚而提高空间分辨力。TR、矩阵和层数将决定TA的长短，在体部CE-MRA时需要通过调整这些参数来缩短TA以便屏气扫描，而在颈部或下肢等没有呼吸运动的部位则允许适当延长TA，从而提高空间分辨力。 3. 扫描时机的掌握 扫描时机的掌握是CE-MRA成败的关键。扫描序列启动的过早或过晚都会严重影响CE-MRA的质量，甚至导致检查的失败。在第一章第八节K空间的概念中我们提到决定图像对比的是填充K空间中心区域的MR信号。扫描序列何时启动的原则是“在目标血管中对比剂浓度最高的时刻采集填充K空间中心区域的MR信号”。 决定扫描时刻前需要了解的关键参数有：（1）循环时间，即对比剂开始注射到目标血管内对比剂浓度达到峰值所需的时间。（2）扫描序列的采集时间（TA）；（3）扫描序列的K空间填充方式，这里主要是指K空间是循序对称填充还是K空间中心优先采集。如果K空间是循序填充，则K空间中心区域的MR信号采集是在序列开始后TA的一半时间，即如果序列的TA为20s，则K空间最中心的MR信号的采集是在序列启动后10s。K空间中心优先采集是指序列启动后先采集填充K空间中心区域的MR信号。综合考虑上述三个参数，扫描时刻的决定目前主要有三种方法。 （1）循环时间计算法。循环时间常通过经验估计或试射对比剂的方法获得。经验估计主要是依据以往的经验，并结合受检病人的年龄、心率等参数进行调整。如一般成人从肘静脉注射，对比剂到达腹主动脉约需12-25秒，平均约18秒左右。试射对比剂则从静脉推注小剂量（一般为2ml），同时启动二维快速梯度回波序列对目标血管进行单层连续扫描，观察目标血管的信号变化，从而获得循环时间。获得循环时间后，从开始注射对比剂到启动扫描序列的延时时间（TD）可以按下列公式进行计算：A. 如果是K空间循序对称填充，TD = 循环时间－1/4 TA。B. 如果是K空间中心优先采集，则TD = 循环时间。 （2）透视触发技术。该技术无需考虑循环时间，但必需采用K空间中心优先采集技术。该方法是开始注射对比剂后，同时启动超快速二维梯度回波序列，对目前血管进行监控，当发现对比剂已经进入目标血管时，立刻切换到CE-MRA序列并启动扫描。从二维监控序列切换到三维CE-MRA序列并启动一般仅需要1秒钟。 （3）自动触发技术。在目标血管处设置一个感兴趣区，并事先设置信号强度阈值，启动超快速二维梯度回波序列动态探测感兴趣区的信号强度变化，当信号强度达到阈值时，MR扫描机将自动切换到CE-MRA序列并开始扫描。 4. 后处理技术 利用三维CE-MRA序列采集到原始图像，需要进行后处理重建，常用的主要是最大强度投影（MIP）和多平面重建（MPR），也可采用VR、SSD、仿真内窥镜的技术进行图像重建，其中MIP和MPR更为常用。 5. 抑制脂肪组织的信号 尽管注射对比剂后血液的T1值明显缩短，而且利用权重很重的T1WI序列进行采集，其他一般组织的信号得以有效抑制，但脂肪组织由于其T1值也很短，因此利用该序列并不能很好抑制脂肪组织的信号，脂肪信号的存在将降低重建图像的质量。因此抑制或消除脂肪组织的信号对于提高CE-MRA的质量非常重要。CE-MRA抑制脂肪组织信号的方法主要有：（1）采用频率选择反转脉冲脂肪抑制技术，该技术能较好抑制成像容积内的脂肪组织的信号，而且不明显增加采集时间；（2）采用减影技术。在注射对比剂前先利用CE-MRA序列先扫描一次，获得减影的蒙片，注射对比剂后再扫描一次。由于两次扫描参数完全相同，把注射对比剂后的图像减去注射对比剂前的图像，背景组织包括脂肪组织的信号可基本去除，留下的主要是增强后目标血管中血液的信号。 CE-MRA的优缺点CE-MRA主要利用对比剂实现血管的显示，与利用血液流动成像的其他MRA技术相比，CE-MRA具有以下优点：（1）对于血管腔的显示，CE-MRA比其他MRA技术更为可靠。（2）出现血管狭窄的假象明显减少，血管狭窄的程度反映比较真实；（3）一次注射对比可完成多部位动脉和静脉的显示；（4）动脉瘤不易遗漏；（5）成像速度快。缺点在于：（1）需要注射对比剂；（2）不能提供血液流动的信息。 CE-MRA的临床应用随着技术的改进，CE-MRA技术在临床上的应用日益广泛，现在新型的低场强MRI仪也能完成CE-MRA检查。与DSA相比，CE-MRA具有无创、对比剂更为安全、对比剂用量少、价格便宜等优点。因此在临床上对于大中血管病变的检查，CE-MRA几乎可以取代DSA。目前CE-MRA的临床应用主要有以下几个方面。 1. 脑部或颈部血管 可作常规MRA的补充，以增加可信度。主要用于颈部和脑部动脉狭窄或闭塞、动脉瘤、血管畸形等病变的检查。 2. 肺动脉 主要包括肺动脉栓塞和肺动静脉瘘等。对于肺动脉栓塞，CE-MRA可很好显示亚段以上血管的栓塞。对于动静脉瘘，CE-MRA可显示供血动脉和引流静脉。 3. 主动脉 主要用于主动脉瘤、主动脉夹层、主动脉畸形等病变检查。 4. 肾动脉 主要用于肾动脉狭窄的检查。 5. 肠系膜血管和门静脉 主要用于肠系膜血管的狭窄或血栓、门静脉高压及其侧支循环的检查。 6. 四肢血管 主要用于肢体血管的狭窄、动脉瘤、血栓性脉管炎及血管畸形等病变的检查。 |
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