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【基础理论】磁共振血管成像技术种类

 桃气淘 2017-06-28


上两周推出了两期关于MRA的专题课件,分别从脉冲序列和临床部位两个角度介绍了MR,因涉及内容比较专业,本文简单综述主要的MRA方法,后续将有进一步技术分解短文推出。

MRA成像方法根据血液的亮暗分为黑血序列和亮血序列两大类。其中亮血序列进一步根据增否使用钆对比剂进行分类,如下图。

黑血序列

可以实现流动血液信号的抑制,同时保持血管壁等周围静止组织的高信号,血管表现为黑色。

1. 快速自旋回波序列:主要基于血液的流动相关信号丢失(即流空效应),当然自旋失相位效应也会带来流空。在常规FSE图像上,血管常常由于流空而呈低信号。CUBE序列是一个3D FSE序列,目前开始应用于颈动脉、颅内动脉黑血成像方面,具有分辨率高、可多角度重建等优点。

RTr fs T2 FSE

CUBE T1


2. 翻转恢复序列:基于不同组织T1值的差异,单翻转IR、双翻转DIR甚至三翻转TIR序列可以用于抑制血液和其他某种组织信号(如心肌或脂肪)。在1.5T翻转时间TI=500~700ms可以用于抑制血液信号。这类序列主要用于心脏和血管壁成像。

DIR


3. 磁敏感加权成像:虽然目前最常见的应用是鉴别钙化、出血,但是磁敏感加权成像最早是作为静脉黑血成像技术而开发的。静脉血液中高浓度的脱氧血红蛋白具有顺磁性,可以明显缩短静脉周围组织的T2和T2*。长TE的3D GRE序列可以加速T2*失相位,最后通过最小强度投影mIP可以显示静脉。

 

SWAN


亮血序列

增强MRA

要求在外周静脉团注钆剂,钆剂具有顺磁性,可以缩短血液的弛豫时间,在T1图像上形成高信号。在经由心脏泵出到外周后,对感兴趣区域组织进行快速采集,并通过减影去除背景组织,突显血管。该方法仅与血管内对比剂的充盈有关,而与任何基于MR的血流现象无关。除了常规的ceMRA成像方法外,还有被誉为“磁共振DSA”的TRICKS,具有极高的时间分辨率,适用于血液循环快的解剖区域,如颈动脉,心肺血管,或者难以预测造影剂到达时间的解剖结构,如四肢。对于评价狭窄或者AVM有关的侧枝循环和返流等非常有帮助。


ceMRA

TRICKS

此外,还有一部分虽然并非专业的血管成像序列但也可以实现血管成像、解决临床问题。比如利用LAVA动脉期、门脉期图像最大密度投影重建可获得肝动脉、门静脉容积图像;而增强后的Bravo序列则是诊断静脉窦血栓的不二选择。


图1,2为AX T1FLAIR增强前后,可见静脉窦处并无强化。图3-5为治疗前,3D BRAVO扫描及其重建图像,图5为曲面重建,可见血栓范围较大,无强化。图6,7为治疗后行3D BRAVO扫描,可见相应区域静脉再通,强化明显,显示治疗有效。


非对比增强MRA

相比之下,本法则利用了血流的各种MR特性进行成像,包括血液弛豫时间、TOF效应和自旋-相位效应等。

1. TOF MRA:当静止组织已经被快速重复的射频脉冲饱和后,新鲜的血液流入该成像区域中,形成高信号。这是最古老也是最流行的非对比增强MRA,主流的应用为颅内动脉成像。


2. PC MRA:流动的质子在流经一定的梯度场时,相对于静止的背景组织而言,总有相位改变,利用相位的变化可以进行血管成像。同时相位改变的多少与血流速度有关,所以PC法还可用于血流、脑脊液CSF测速。

左 PC MRV,中CSF测速相位图,右 CSF流速曲线


3. 稳态自由进动FIESTA及IFIR:由血液T2/T1比值决定的高信号对比度,在胸腹盆腔的大动脉成像方面有着越来越多的应用,具有无创、可重复性好等优势。IFIR则是基于FIESTA序列,同时利用了流入增强效应,通过多组饱和带的组合施加,实现体腹部血管成像。

肾移植术后IFIR


4. 快速自旋回波MRA:需要同时进行心电门控。在舒张期,动静脉血液长T2特征决定血管呈高信号。在收缩期,静脉仍然是高信号,而动脉则由于流空而呈低信号。两者减影可以获得动脉图像。本技术的代表为Inhance DeltaFlow,由于利用到流空效应,与TOF法有虚线相连。


5. 动脉自旋标记MRA:供血动脉首先经过180°翻转脉冲的标记后流入成像区域,而背景组织则通过减影的方法去除。GE公司的zTE技术则是其中的典范。

左TOF MRA,右zTE MRA


 参考文献

[1] Hartung MP, Grist TM, Fran?ois CJ. Magnetic resonance angiography: current status and future directions. J Cardiovasc Magn Reson 2011; 13:19-30.  

[2] Miyazaki M, Lee VS. Nonenhanced MR angiography. Radiology 2008; 248: 20- 43. 

[3] Saloner D. An introduction to MR angiography. Radiographics 1995;15:453- 465.

[4] Wheaton AJ, Miyazaki M. Non-contrast enhanced MR angiography: physical principles. J Magn Reson Imaging 2012; 36:286-304.



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