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在MR信号采集过程中，存在静止的质子群，也存在流动的质子群，如血管中的血液。流动的质子群位置不断变化，那么其信号也会发生变化的，血流的信号与静止组织相比，血流可以表现为高信号，等信号或者低信号。取决于血流形式，血流方向，血流速度，脉冲序列机器成像参数。 常见的血流形式： 1.层流：运动方向运动血管长轴平行，但是速度存在差异，中间快，靠近血管的慢。（有的称血管中间的流动为平流） 2.湍流：血流进行迅速不规则的运动，形成大小不一的漩涡。血管狭窄，分叉，转弯或迂曲等容易产生。 如下图：
一.低信号的血流 在常规MR成像时，特别是SE或者FSE序列中，血流常表现为低信号，其原因有： 1.流空效应； 2.扫描层面内质子群位置移动造成的信号衰减； 3.层流层速差别造成的失相位； 4.层流引起的分子旋转造成的失相位； 5.湍流
如果血流方向垂直或者接近垂直于扫描层面，当施加90度脉冲时，层面内血管中的血液和周围静止组织同时被激发。当施加180度聚焦脉冲时（TE/2），层面内静止组织受到激发发生相位重聚产生回波；被90度脉冲激发过的血液在TE/2时间内已经离开了受激发层面，不能接受180度脉冲，不能产生回波；而此时层面内血管中为TE/2时间内新流入的的血液，没有经过90度脉冲的激发，仅接受180度脉冲的激发也不产生回波，因而血管腔内没有MR信号产生表现为“黑色”，这就是流空效应。在一定范围内，TE/2越长,流空效应越明显. 下图是一个FSE的T2WI压脂序列，红色箭头所指示的腹主动脉就表现为黑色，这就是流空效应 2.扫描层面内质子群位置移动造成的信号衰减； 3.层流层速差别造成的失相位； 4.层流引起的分子旋转造成的失相位； 5.湍流 2-5不难理解，都是因为质子群的移动及其不一致的失相位造成的信号衰减，不再细讲。 二.高信号血流 1.流入增强效应; 2.舒张期假门控现象; 3.非常缓慢的血流; 4.偶回波效应; 5.血流在GRE上表现为高信号; 6.平衡式稳态自由进动GRE序列上血流呈现高信号; 7.对比增强效应. 下面分别细讲一下： 1.流入增强效应; 如果血流垂直于或者基本垂直于扫描层面,同时所选用的TR比较短,这样层面内静止组织的质子群因为没有足够时间发生充分纵向弛豫,出现饱和现象,即不能接受新的脉冲激发产生足够大的宏观横向磁化矢量,因而信号发生衰减.而对于血流来说,总有未经激发的质子群流入扫描层面内,经脉冲激发后纵向磁化矢量转变成的横向磁化矢量就大,与静止组织相比使血流呈高信号. 流入增强效应多出现于GRE序列,偶尔见于SE序列.在多层面扫描的时候,血流上游方向第一层血流由于流入的新质子比较多，故流入增强效应最强,表现为高信号,往后的层面由于血流中饱和质子群逐渐增多,信号逐渐减弱. 如:在腹部GRET1WI横断位图像上,上方第一层腹主动脉的信号最强,层面越往下,血流信号逐渐减弱;而下腔静脉血流信号最强者出现在其下方第一层,层面越往上,血流信号越弱.
2.舒张期假门控现象; 动脉血流速度受心动周期的影响很大,收缩期速度最快,舒张期血流速度较慢,至舒张中末期血流速度十分缓慢.如果利用心电门控技术在舒张中后期激发和采集MR信号,这时血流信号主要受T1和T2值的影响,其信号强度增高甚至表现为高信号. 另外,如果当TR与心动周期刚好吻合(如心率为60次/分,TR=1000ms或2000ms）且激发和采集刚好落在舒张中后期时，血管内的血液可表现为较高信号。这种信号称为舒张期假门控。 3.非常缓慢的血流; 椎旁或盆腔静脉丛等血管内的血流非常缓慢，流动造成的失相位或流空效应均不明显，这些血管内的血流信号与流动本身关系不大，而主要取决于血液的T1和T2值，如果利用T2WI，则血流表现为高信号。 下图的静脉就是高信号： 4.偶回波效应; 利用SE序列进行多回波成像时（如TE分别选择在20ms，40ms，60ms，80ms），则在奇数回波的图像上（TE为20ms，60ms）血流的信号表现为低信号，而在偶数回波的图像上（TE为40ms。80ms）血流信号为高信号。这种现象称为“偶回波效应”或称“偶回波相位重聚”。 质子群的进动频率与相位均与场强有关，在梯度场中血流内质子群的位置改变会引起质子群的进动频率与相位的变化。这种相位上的分散使得在180°脉冲翻转后形成了奇数回波信号的减弱。如果质子群的流动相位是沿顺着相位编码方向移动，则在偶数回波时的线形变化中梯度磁场可使得离散的质子群相位重聚。即为信号强的偶回波信号。 偶回波效应常常在肝脏SE序列中看到，血流在第一回波（质子密度加权像）表现为低信号，而在第二回波（T2加权像）表现为高信号。 由于扫描时间过长，目前很少使用SE序列进行质子密度及T2加权双回波成像。一般多采用FSE序列。FSE序列中采用连续的180脉冲产生回波链（或者可以是变换的梯度场EPI）,在偶回波采集时，可以出现偶回波效应，肝静脉或肝内门静脉分支表现为高信号。
下图是半傅里叶单次激发快速自旋回波信号的T2WI腹部冠状位图像，分别是第14,15,19,20,21,22个回波图像，偶数回波都是高信号，奇数的为低信号（红色箭头所示）
其实实际应用中并不一定完全遵循这个原则，有的是不显示的，或者即使显示也不那么明显，跟TR和TE长短有关。 咱们只要在遇见这种情况的时候明白这么个原理就行，别以为是错误的信号就行。 5.血流在GRE上表现为高信号; 在SE序列中，回波的产生利用层面选择的180度脉冲激发，这样只要在90度脉冲和180度脉冲之间（TE/2）受90度脉冲激发的血流离开了扫描层面，则不能接受180度脉冲而产生回波。 而GRE序列，其回波是利用梯度场的切换产生的，而梯度场的切换是不需要进行层面选择的，因此受小角度激发产生宏观横向磁化矢量的血流尽管离开了扫描层面，但只要不超出有效梯度场和采集线圈的有效范围，还是可以感受梯度场的切换而产生回波的，因而不表现为流空而呈现相对高的信号强度。
6.平衡式稳态自由进动GRE序列上血流呈现高信号; 在平衡式稳态自由进动序列上，采用了超短TR（＜5ms）和超短TE（＜2ms），即便较快的动脉血，流动对图像影响也很小。 因为是稳态梯度回波序列，横向方位有相对稳定的磁化矢量，短TR对于回波信号差（T1、T2差，主要理解为T1值差）的作用几乎没有，回波信号只是TE时间上的差距。而又是超短的TE时间，因此信号的强度主要取决于质子密度或者说是T2/T1。也因为血液的T2时间较长，所以可以呈现出高信号。也就是说动脉、静脉血流都是呈现出高信号。 这个序列我们医院应用不多，我没有找到图像，望大家谅解。 7.对比增强效应. 在利用一个超短TR及超短TE的梯度回波T1WI序列（并非稳态梯度回波序列，而是角度略大接近于90°脉冲）时，血液的信号受流动影响很小，主要是取决于组织的T1值。由于该序列的TR很短，一般的组织因饱和而呈现出低信号。……（这里说到的‘因饱和’应该理解为扰相位梯度回波序列，也就是FLASH序列，大角度的。在下一次的脉冲时横向磁化矢量几乎衰减为零，T1值短的在纵向磁化矢量上恢复多，又一次的脉冲使得在横向方位有大的磁矩产生，即信号强。T1值长的在又一次的脉冲时横向方位的磁矩产生的小，信号弱。所以说一般的组织T1值长或者说相对长的都是呈现出低信号，只有极短的T1组织信号呈现高信号，如血液及脂肪组织）……当在静脉团注对比剂使得血液的T1值明显的缩短，也明显的短于脂肪组织的T1值，血液即呈现出高信号。 目前的MRA快速序列的应用以及对比剂跟踪技术的发展使得对比剂增强快速MRA迅速普及及推广。 如下图：显示血管比较清楚。
综上所述影响血管中MR信号因素： 降低管腔内信号（即低信号）------高流速血流、涡流、预饱和脉冲、奇数回波失相位、多层面采集、平行于成像平面内的血流、位于成像容积内深的层面 增加管腔内信号（即高信号）------慢的血流、层流、流动补偿、偶数回波重聚、单层面采集、垂直于成像层面平面的血流、位于成像容积表面的层面、对比剂。 |
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