现在临床常用的非对比增强磁共振血管成像技术,除了上一期我们讲到的时间飞跃法血管成像技术(Time of flight-MRA,TOF-MRA),还有相位对比度血管成像技术(Phase-Contrast Angiography,PCA)。我们本期来看看PCA是如何进行血管成像的。PCA可分为2D、3D、4D。他们的本质都是T1FFE。我们常用PCA来做出颅内的动静脉成像,但PCA也可以用于大血管及外周血管。 图2.相位差
我们先来看一下相位差的公式,通过该公式,我们可以了解到影响相位差的因素包括了流速、双极梯度施加时间、梯度强度以及核旋比。而梯度强度及核旋比为定量参数,因此影响相位差主要的因素为流速、双极梯度施加时间。双极梯度是指梯度强度和持续时间完全相同,但方向相反的两个梯度场。PC法采用双极梯度对流动的血液进行编码。 图4.静止和运动的自旋 静止自旋:第一个梯度场使静止组织的相位发生偏移。接着施加场强相同但方向相反的梯度场,使第一个梯度场造成的相位变化被完全纠正,TE时刻静止组织的相位变化等于零,这将导致无信号。 运动自旋:第一个梯度场使运动组织的相位发生偏移。由于施加梯度场这段时间,物体自身也在运动,运动的物体感受到的梯度场作用会有所不同。接着施加场强相同但方向相反的梯度场,第一个梯度场造成的相位变化就不能被第二个梯度场完全纠正。运动速率越快的物体,相位偏移越多。 改变双极梯度场的强度同时也会影响相位偏移程度,应用更强的双极梯度使相位偏移更大。我们可以通过设置“dyn/ang” > “PC velocity”的大小调整双极梯度场强度。图5.PC velocity位于dyn/ang栏 图6.血流剖面 血管内中心处的血流速度最大,而血管壁处的血液的速度则慢得多。该速度差异可视为相位离散:信号强度是血管内腔中速度的混合结果。相位离散可导致信号强度降低。 速度编码(Velocity encoding,Venc)是反映预期的最大流速。Venc不同,血流信号也会有所不同(如图6)。Venc设置太低,会容易出现混叠伪影(在影像中也被称为叠影)。Venc设置太高会产生噪音,无法检查小流量差异。
表1.Venc速度设置
根据目标血管血流速度设置PC velocity 非常重要。 如果血管中的流速超过输入的PC速度值,则图像中有时会出现卷摺伪影。只有范围介于p和- p,或者180°和- 180°之间的相位差才能够准确地被测量。如果使用过高的速度绘制TID,会导致错误。图8.卷摺伪影
如果使用小于峰值血液流速的PC速度进行扫描,血管中部的信号将出现卷摺伪影(图8)。这将导致血管中心的信号强度降低。如果你输入一个快速的 PC velocity,施加的双极梯度场强小。快速血流即使使用小双极梯度场,也能获得好的相位对比; 如果你输入一个慢的 PC velocity,施加的双极梯度场强大。慢速血流需施加大双极梯度场来获得明显的相位对比; 如果你设置的PC velocity比目标血流速度更慢,施加的双极梯度场强度比真正需要的更大。相位偏移太大导致相位混淆,结果使错误的血管显示为低信号。
因此根据目标血管血流速度设置PC velocity 非常重要流速测量Velocity设置为靶目标最大流速的120% 表2.最高流速
血管成像Velocity设置为靶目标最大流速的50-70%图9中有4个不同的Venc值,当Venc过小时(Venc=10、20、40)图像噪音大,外周小血管显示不清。当Venc=80时,图像噪声减少,外周小血管也可以清晰显示。
四维相位对比度血管成像技术(4D Phase-Contrast Angiography,4D PCA),通过在3D PCA上设置多个时相,可以获得电影图像。动态成像可以更好的帮助医生进行诊断。 图10.多时相成像
视频1.4D PCA 图11.主动脉夹层 4D PCA也可以应用于主动脉夹层,图11中使用了3种方法显示,4D PCA同样有很好的显示效果。
图12.颅内静脉 图13.AVM 图14. Q Flow 流速测定
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