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浅谈心脏扫描的门控(二)选择与设置

 渤海小鱼0728 2018-07-21

在上篇中,笔者详细介绍了心脏扫描中的门控技术分类,那么这些分类选择和设置等相关因素需要注意什么呢,我们接着往下看

门控类型及选择建议

可分为常规心电门控、向量心电门控及指脉门控。在几种门控类型中向量心电门控相对比较稳定、抗干扰能力强,常规心电门控当病人进入磁体腔内容易受磁场、射频场、梯度场等干扰。采用常规心电门控或向量心电门控时一定要采用碳素电极并注意电极片的贴法,另外受检者皮肤处理有时也是必要的。指脉门控相对操作简单,但它采用的不是心动周期的电信号而是心脏心动周期过程中手指端动脉的机械性波动。在老年人由于可能存在动脉硬化等改变,从而导致脉压差变小,这可能会影响到指脉的敏感性。病人手部的运动也会严重干扰指脉的准确性。另外,由于从心电信号变化到指脉运动存在着时间差,这也可能导致在某些扫描时会导致时相误差并从而导致伪影。比如在那些怀疑大血管病变如夹层动脉瘤的病人笔者强烈建议采用心电门控而不采用指脉门控,后者可能导致明显的湍流伪影并影响准确诊断。


VPS基本概念及其选择

VPS(Views Per Segment)是指在每个心动周期内所采集的K空间数目。心脏电影成像采用的是节段K空间采集技术,但是受心率限制其实在每个心动周期内所采集的K空间数目是有限制的,如果心率过快则VPS过长时每个心动周期无法采集更多时相的数据,而在心脏电影成像默认的重建时相数是可以人为规定的,如我们默认的时相数是20个时相,而当我们切换为前瞻性门控时发现当前心率在现有VPS下只能采集15个时相,这就提示VPS过长了。而图像重建时系统会人为插值处理,因此会导致图像模糊。如何理解VPS这个参数变量呢?我个人把它类比成FSE信号采集的回波链,在FSE序列的质控因素中我们会反复强调回波链的长度问题,而在心脏电影成像笔者人为VPS也是一个非常值得关注的参数。对于真正稳态自由进动序列Fiesta等用于心脏电影成像的序列而言,在进行心脏电影采集时系统会选择极限短的TR、TE,这里笔者引入一个时间分辨率的概念帮大家理解VPS这个参数。因为在梯度回波序列每一条K空间线都需要一个单独的射频激励脉冲,我们的VPS选择多少就需要多少个射频激励,我们用系统所显示的最短TR与VPS相乘便可以计算出采集这个VPS的时间跨度,我们把这个乘积所对应的时间可以理解为时间分辨率。比如系统显示的最短TR是4ms,VPS是16,那么这个时间跨度就是64ms。显然这个乘积越大就意味着我们采集VPS需要花的时间越长。在呼吸门控章节我说过门控技术的本质就是在绝对运动中寻求相对静止,在VPS对应时间内的位移有多大?这显然需要考虑到这个时间跨度由多长。特别是在我们进行心脏电影采集时可能会存在着心率的变化,这就对VPS对应的时间窗有更高的要求。VPS的选择也是一把双刃剑,选的短那么完成电影采集需要花费的时间就长,而选的长就有可能导致图像的模糊,过多的插值显然会导致不同程度的失真和模糊。在选择VPS时不妨切换到前瞻性门控去验证一下,会让我们更了解针对于病人的心率这个VPS是否更合理。VPS这个参数除了用于心脏电影成像外,也会用于诸如冠脉成像、门控TOF MRA等,此时的VPS选择如果过大同样会导致图像模糊,这里再次印证磁共振成像过程中时间分辨率与空间分辨率之间的既对立又统一的关系,而真正起平衡作用的是各位实际操作老师对每个参数的准确理解和把握。讲到这里大家也许就会理解为什么我们在进行心脏电影成像时为什么会想尽办法尽可能的获取更短的TR了吧?我们如何让TR更短?此处留给大家思考。

心律影响

在心脏磁共振成像过程中无论采用的是前瞻性门控还是回顾性门控,从根本上讲都是旨在在绝对运动中寻求相对静止。理论上距离R波相同时间段时心脏应该处于相同的运动时相,但这是在心率稳定不变的前提上才成立的。如果在心脏电影扫描时心率不断变化,这就意味着每个心动周期的时间也在变,从而导致距离R波相同时间点时心脏运动并非在同一时相。这里我们并没有在绝对运动中找到真正的相对静止,因此即便是离R波相同时间的K空间数据代表的却是不同的运动时相,这是导致心脏电影图像模糊的原因。事实上在进行心脏电影成像时心率快慢和是否规整是决定图像质量的重要因素。对于那些心律不齐的病人应在临床医师的指导下适当调整心率,这是确保优异心脏电影图像的基础。

R-R间期设定

在采用心电触发模式时R-R间期的设定一定要根据临床目的和病人的心率状态灵活调整。当进行双翻转扫描时我们可以根据所欲获取的对比度权重而设定R-R间期数,如果我们要获取T1权重我们就应该把R-R间期设为1,同时选择最短TE,此时序列的回波链也不宜过长,这样就能获取比较满意的T1权重对比的图像;而如果我们想要获取T2权重对比的图像的话,我们就应该采用至少2个R-R期,并同时采用相对长的TE时间和回波链。在有些序列如心肌延迟强化,为了确保心肌翻转后有足够的弛豫时间一般都建议采用2个R-R间期,如果病人心率过快的话还需要采用更多的R-R间期,这样才能确保延迟强化的病变心肌和背景组织实现最大化的对比度。R-R间期是只有在非电影成像的前瞻性门控技术才能选择的一个参数。

相关质控因素

在使用心电门控进行扫描时除了上述参数特别需要理解和关照,同时心电门控的连接等也是影响门控质量的一个重要因素。向量心电门控(VCG)的电极片贴法相对简单一些,两个白柱连线和两个黑柱连线呈“丁”字形,如图所示。向量心电门控信号相对更稳定,扫描过程中不会受射频或梯度干扰而形成杂波,这较传统的心电门控(ECG)信号具有明显优越性。电极片贴完后我强烈建议用胶条固定到皮肤上,这样可以避免因为电极片等松动而影响到最后的扫描流程和结果。另外粘贴电极片时切勿粘贴在肋骨上。

小结

在心脏磁共振成像过程中合理设定门控参数是质量控制和质量保证的一个重要部分,而理解心电门控中的基本概念是实现质控的前提和基础。由于心脏扫描的不同序列的临床目不同采用的心电门控类型也不同。在门控的参数选择中我们要充分结合病人的具体情况具体分析。另外,心电门控有时也可能用于非心脏扫描,如下肢非对比剂增强血管成像等,尽管周围血管(动脉)随着心脏收缩、舒张会有不同的流空效应,但要注意的是这些血管与心脏会有一定的距离,故相比于心脏而言其收缩期和舒张期都会有一定延迟,因此此时的收缩期、舒张期的延迟时间需要进行快速的扫描观察并予以设定。

本文旨在帮助读者理清一些基本概念,不具备指南性质。读者可在临床工作中摸索自己的经验。


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