   在运动伪影中，流动伪影占有很大的比例。血液流动是一个重要的生命活动，随着心脏的周期性活动而表现为周期性的特点。对于血液流动而言，还要根据不同血管的特点来具体剖析其周期性运动的特点。在一些比较大的动脉，随着心脏的收缩、舒张其内的血流速度会发生周期性变化，同时对于那些富有弹性的血管而言也会随着心脏收缩、舒张而发生周期性搏动。血流速度、方式以及是否具有搏动等不同特点可以导致其所产生的伪影也有所不同，了解这些无论对于识别伪影还是克服伪影而言都是至关重要的。因为血管的走行方向是千变万化的，这导致血流方向的不确定性。在分析流动可能会导致的流动伪影时不仅要考虑流动的方式、速度，还要考虑流动的方向。补充一点，虽然脑脊液没有走行在血管内，但脑脊液的流动也具有随着心脏活动而发生周期性变化的特性。   匀速流动与流动补偿  流动之所以会导致伪影形成，是因为在信号读出过程中运动质子在相位准备梯度阶段所积累的相位变化在读出梯度期间不能被回归到零点。由此产生的额外的相位信息会叠加到相位编码梯度所产生的相位记忆信息中。在傅里叶变换过程中，这种叠加的信息被错误解读为相位编码方向的空间信息，从而产生了相位编码方向的流动伪影。在我们讨论流动所产生的相位变化时，需要讨论几个方面的问题： 流动速度与流动方式 1 这是影响流动产生相位信息的一个重要因素，也是产生流动伪影的重要因素。通常，比较缓慢流动的血液如静脉中血液或胆管内流动的胆汁相对流动速度比较慢，也相对较为恒定。这种匀速流动所产生的相位累积可以通过低阶流动补偿而得到解决。通常较大管径的动脉血管中血流速度较快且随着心脏活动而发生周期性变化，并且可以伴随有搏动现象，这种流动产生的相位信息低阶的流动补偿不能完全克服。湍流或者涡流也会导致复杂的相位信息变化。 流动补偿所致梯度磁矩归零 2 所谓流动补偿就是通过施加额外的梯度，促使流动质子在信号读取期间所产生的额外相位信息重新归零的过程。它的工作原理其实并不复杂，一个添加有流速补偿梯度的GRE序列，我们可以直观地看到它的读出梯度场比普通的GRE序列具有更复杂的外观，额外增加了两个的大小相同、方向相反的梯度场，正是这两个额外的梯度场赋予了该序列流动补偿的特性。对于静止的质子来说，两个附加的梯度场所产生的相位抵消，它们的净效应为零。而对于匀速流动的质子来说，额外的梯度场刚好可以纠正在读出梯度场极性切换中产生的回波中心处所累积的相位改变。 沿频率编码方向的流动及流动补偿 3 液体不同的流动方向会决定它会产生什么样的伪影。沿着频率编码方向流动的液体会因为流动质子在相位准备阶段积累的相位信息在读出梯度期间不能被归零，从而产生额外叠加的相位信息。针对这种因为液体流动所导致的额外相位信息，必须采取相应的手段让之归零。既然这种流动产生的额外相位信息是因为梯度作用产生的，要消除它也必须借助于一系列梯度脉冲的综合作用。关于流动补偿以下几个概念需要了解： （1）零阶梯度磁矩归零：对于静止的质子而言，在频率编码梯度中相位准备梯度阶段所积累的相位信息在读出梯度回波读出时刻便回归零点，我们把相位准备梯度和读出梯度这种双联梯度可以理解为零阶梯度磁矩归零。 （2）I阶梯度磁矩归零：静止的质子在通常的双联式频率编码梯度便实现了零阶梯度磁矩归零，而对于流动的质子则不然。对于流动质子而言，如果该流动是匀速流动，那么在1：（-2）：1的三联梯度回波时刻便可以同时实现静止质子和流动质子的梯度磁矩归零，这种梯度磁矩归零就是所谓的I阶梯度磁矩归零。如果是匀加速的流动，则需要四联梯度，这种梯度磁矩归零被称为II阶梯度磁矩归零。对于梯度磁矩而言，一个规律是液体的流动越复杂，实现这种因为流动所导致的额外相位归零需要使用的梯度叶就越多，也就是需要更高阶的梯度补偿。  图片说明：颈椎成像时流动伪影及相应克服策略。颈椎成像过程中脑脊液流动对图像的影响。当频率方向和脑脊液流动方向一致而又不施加流动补偿梯度时，脊髓前后脑脊液信号较低，椎体脊髓内均可见条形混杂信号改变。这说明脑脊液流动导致流动伪影；当频率编码方向和脑脊液流动方向一致但施加频率编码梯度时，脊髓前后方脑脊液信号变亮，但椎体及脊髓内仍隐约可见混杂条形信号改变，较未加流动补偿时有减轻。改变频率编码方向，让相位编码方向与脑脊液流动方向一致，此时脊髓前后方脑脊液信号较亮，椎体内未见明显混杂条形信号改变。既改变频率编码方向同时又施加流动补偿梯度时，脑脊液信号较改变频率编码方向而未加流动补偿时更亮（相同窗宽、窗位）。   图片说明：肘部成像血液流动伪影及流动补偿作用。流动补偿的方向与流动方向一致时，可以明显克服流动伪影。在肘、腕部成像过程中未施加流动补偿时可见明显的血管流空和流动产生的条纹状伪影，施加流动补偿后流空血管呈高信号，周边条形伪影明显减少。对比未施加流动补偿和施加流动补偿的图像，发现施加流动补偿后血管分支明显丰富，血流信号更亮。 流动导致的相位信息变化  图片说明：梯度回波序列成像是否使用流动补偿会明显影响血流信号强度。但使用流动补偿也使得那些斜行走行的血流产生空间相位错配伪影(在亮的血管信号旁伴随的低信号平行影)。 对于那些不完全与频率编码或相位编码平行的流动液体而言，在施加相位编码梯度和施加频率编码梯度时，该质子因为流动而不在原相位编码时的位置，但在傅里叶变换时仍会解读到相位记忆信息中的那个位置，这样就导致这个质子在相位编码方向上的移位，这种伪影被称为相位错配伪影。这种相位错配伪影的特点是在一个条形或圆形的亮信号旁会伴随一个低信号，表现为从影。该伪影的大小取决于流体流速、相位编码和频率编码之间的间隔时间，流动质子的位移越大，相位错配伪影就会越明显。在通常的梯度回波、快速自旋回波等序列中，因为相位编码梯度和读出梯度之间的时间间隔比较短，如果在该时间段内流动的位移不明显，伪影就不明显。 最后需要强调一点的是：流动补偿对于那些缓慢匀速流动所导致的流动伪影具有很好的克服能力。在施加流动补偿时一定注意流动补偿的方向需要和流动方向尽可能一致，这是选择流动补偿方向的基本原则。 相关阅读 天师论道 |
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