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其他非对比剂增强血管成像解决方案

 小米菓 2020-01-04

前面我们花了很多篇幅讨论了TOF MRA和PC MRA,因为这两种非对比剂增强血管成像技术是临床上应用非常广泛的磁共振血管成像技术,特别是TOF MRA,因为临床应用起来相对简便易行,所以也成了头颈部最常用的磁共振血管成像技术。PC MRA相对因素更复杂,对操作者也提出了较高的要求,加之PC MRA因为涉及到几组图像的采集,因此其扫描时间较TOF MRA更长,这些都在一定程度上限制了PC MRA的广泛应用。但PC MRA独特的成像对比结合灵活的参数选择其应用也越来越广泛。综观TOF和PC MRA在临床应用既有各自的特点,也有伴随这些特点的一些局限。近年来也逐渐开发出越来越多的新的非对比剂增强血管成像解决方案,它们的出现使得非对比剂增强磁共振血管成像解决方案的应用有了新的拓展。限于篇幅,本文扼要介绍几个相对更常用或更前沿的解决方案。

01

基于ASL技术的非对比增强血管成像解决方案:这一解决方案商品化的代表是GE近年来在3T磁共振平台推出的SilenZ MRA成像解决方案。SilenZ MRA具有几个创新特点:1)基于ASL的成像基础,采用颈动脉内血中的水分子作为内源性示踪剂,标记和非标记采集两组,然后进行减影,相当于一种不打药的DSA成像技术;2)通过减影实现背景抑制,克服了TOF MRA快速重复的射频激励所带来的饱和效应;3)基于零TE时间成像,可以最大化克服各种原因导致的磁敏感效应干扰;4)采用三维螺旋K空间填充方式结合微动式梯度工作模式,实现了静音扫描。SilenZ MRA的这些创新使得它在临床上有很多突出的临床优势如更精准的评估血管狭窄、更精准的评估动脉瘤的真实瘤腔、更准确的评估动脉瘤术后疗效及有无残存瘤颈、更精准的显示脑血管畸形的畸形血管团大小和范围,这些对于缺血性脑卒中、出血性脑卒中防治及疗效评估都至关重要。

图片说明:基于ASL的SilenZ MRA能够克服TOF MRA对于慢血流和湍流所导致的血流信号被抑制从而无法显示畸形血管团的缺点,本例中基于ASL的SilenZ MRA清晰显示畸形血管团的大小和范围。

02

IFIR非对比剂增强血管成像解决方案:这是应用于体部的一种非对比剂增强血管成像解决方案,最常使用的部位是肾动脉成像。IFIR是在GE磁共振平台的商品名缩写,代表:InFlow Inversion Recovery。类似的技术有Time SLIP等。概括起来该血管解决方案有以下几个特点:1)依赖于血液的流入增强效应,该技术主要用于那些有稳定血流的区域;2)该技术比较适宜的应用部位或血管是那些直接由弹性贮器血管供血的血管,譬如肾动脉,因为腹主动脉本身属于弹性贮器血管,无论在心脏的收缩期和舒张期,肾动脉内都有比较稳定的血流供应;3)多种背景抑制相结合,虽然依赖于血液流入效应,但翻转恢复、脂肪抑制等多种背景抑制的方式使得IFIR也可以进行冠状位、矢状位成像,相对成像效率更高;4)成像序列基于亮血序列,在IFIR结合使用的是三维稳态自由进动序列(3D FIESTA序列)。FIESTA是一个在梯度回波序列实现了自旋回波信号读取的特殊序列。这里,FID信号和自旋回波信号完全重叠,其对比度取决于T2/T1。该序列具有水亮、血亮、脂肪亮三个主要特点。在IFIR血管成像利用了其血亮这一特点。在IFIR成像通过翻转脉冲和脂肪抑制等多种背景抑制,突出了流动血液与背景静止组织之间的对比。在IFIR成像过程中有几点需要注意:
1️⃣BSP TI:在IFIR非对比剂增强血管成像为了实现更好的背景抑制和实现特殊的血管成像目的,会采用两种不同性质的翻转饱和。其中,用于背景抑制的翻转恢复时间在GE的扫描序列中称为背景抑制翻转时间(Background Suppression TI,BSP TI)。在选择这个时间时需要考虑两方面因素:其一,在这个时间内会有多少新鲜血液流入,这个会影响成像血管的显示效果;其二,在这个时间内背景组织的弛豫水平。这两个因素之间是相互矛盾的,BSP TI越长,意味着会有更多的新鲜血液流入,但BSP TI越长也意味着背景组织纵向弛豫恢复的越多,背景组织纵向弛豫恢复会降低血流与背景组织之间的对比。我们需要平衡这二者之间的对比,也要根据临床需要灵活调整这个BSP TI时间。
2️⃣IR BAND TI时间:这个IR BAND可以简单的理解为为了抑制某种血流信号而采用的空间饱和带。在轴位扫描可以选择自动IR BAND设置,此时的IR BAND在成像视野外。在轴位如果关掉自动,就可以手动设置这个饱和带,此时这个饱和带便在视野内。在非轴位扫描时自动IR BAND会关闭,必须手动设定饱和带的位置。这种用于空间饱和的翻转时间通常在200ms或稍高。
IFIR血管成像解读时需要注意:正如这个解决方案名称所表明的,这个成像方案利用的是血流流入效应。大家可以注意到尽管每种非对比剂增强血管成像的机制不同,但血液流动效应是它们共同的成像基础。当然,因为背景抑制方法的不同以及多种成像机制相互协同作用,使得这些不同的方案在临床上应用各有不同。IFIR在某种程度上和TOF MRA有些类似,反映的是活体状态下的血流信息。清晰了解这点对于图像的解读很有意义。譬如,在IFIR肾动脉成像时,往往轴位扫描具有更明显的流入效应,这是因为轴位成像范围小,相对饱和效应轻。而冠状位成像观察范围大但会看到一定的饱和效应,且成像效果和BSP TI选择相关。另一方面,对于那些肾动脉狭窄的病例,在IFIR成像能显示更明显的血流信号丢失,而在相应的DSA等图像上可能显示的血管狭窄或改变不明显。这种情况下,笔者认为IFIR提供的信息能更好的解释临床问题。各种利用造影剂的血管成像技术提供的是更精准的血管路径信息,而IFIR成像反映的是活体状态下的血流信息,尽管血管路径改变可能不明显,但血流状态的改变代表着真实的血供改变。
图片说明:流入增强效应对IFIR血管成像有明显的影响。图1,2是轴位IFIR和冠状位IFIR对比,提示轴位扫描时肾动脉显示更清晰。冠状位扫描时因为定位比较偏上,导致血液流入效应降低,肾动脉显示信号偏低。图3,4是同一病人IFIR和对比剂增强MRA对比,IFIR上提示左侧肾动脉血流信号明显减低,而在ceMRA上提示左肾动脉起始部狭窄,远端血流相对正常。该病例IFIR提示了病人更真实的血流信息,尽管在显示血管解剖路径的ceMRA上似乎狭窄改变不明显,但因为血流状态的改变活体供血降低。这是该病例发生肾性高血压的致病机制。

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