磁共振血管成像技术课件整理.pptx

1、Outline目前常用的几种磁共振血管成像技术：时间飞越法（Time of Flight,TOF）MRA 相位对比法（Phase Contrast,PC）MRA 对比剂增强法（Contrast Enhanced MRA,CE-MRA）TOF TOF血管成像的机理：采用“流动相关增强”（flow-related enhancement)机制 静态组织在短TR脉冲序列的连续多次激发下，达到很大程度的饱和，信号非常低。来自被激发层面以外的流动自旋，未经受过射频脉冲的激发，保持完整的纵向磁化，产生很强的信号，与静态组织形成强烈对比。TOF 当 流动血液保持在同一层块（或层面）的时间较长时，被多次射频激

2、发也会产生饱和效应 TOF血管的信号强度与层块（或层面）厚度、血管流速以及脉冲序列的TR有关 当 v=THK/TR 时信号最强，或者说当血流流至d=v TR成像厚度时信号最强Slab THKPartially Saturated SpinsSaturated Static Tissued=v TR FreshInflowTOF 血流速度越快，其信号越强 层块（或层面）越薄，穿越层块时的饱和越少，血管信号越强 脉冲序列的TR越短，静态组织被抑制得越好TOF TOF血管成像的辅助技术：流动补偿技术（Flow Compensation,FC)预饱和技术(Pre-saturation)磁化传递技术(M

3、agnetization Transfer,MT)对比剂 脂肪抑制TOF 影响TOF血管对比的成像参数：重复时间TR 翻转角FA 回波时间TE 成像容积大小 像素大小 层面方向(当血流垂直于层面时，血流与静态组织之间的对比最大）TOF TOF血管成像的方法：三维单层块采集（3D TOF）二维单层面采集（2D TOF）多个重叠薄层块采集（multiple verlapped thin slab acquisition,MOTSA）滑动间隔ky采集（sliding interleaved ky，SLINKY）3D TOF3D TOF的采集方式：同时采集1个层块（slab)或1个容积(volume)

4、3D TOF3D TOF的优点：-具有很高的分辨率、较高的信噪比和对比噪声比 -TE值较短，可减少失相位，能较准确地评价血管狭 窄以及迂曲多变的血管 3D TOF的缺点：血流不够快时，可在流出层块远端之前产生饱和，因此不适合慢血流成像，也不适于大范围血管成像3D TOFTONE技术：TONE(Tilted optimized nonselective excitation)技术也称“ramp pulse技术，在血流穿过成像容积过程中逐渐增大序列的翻转角 TONE技术用以减少在3D TOF成像中血流信号从成像容积进入端到出口端逐渐降低的现象 但TONE不能去除慢血流最终被饱和的趋势，而且只能对一

5、个方向的血流起作用3D TOF3D TOF的主要应用：脑部AVM，Willis环以及动脉瘤 颅内颈部血管 不能应用慢血流，及血管与背景之间对比差的区域2D TOF 2D TOF的采集方式：以连续（sequential)方 式，依次采集薄的二维层面（single slice)2D TOF的优点：-在TR之间血流只穿行1个层面的短距离，血流不易饱和 -对慢血流和中等流速血流相对敏感 -可以对大范围血管成像 2D TOF2D TOF的缺点：-对层面内的血流不敏感，可能会把层面内的血流模 拟为病变 -由于采集的层面较薄且采用流动补偿技术，2D TOF 的最小TE值较长，因此对层面内的快速血流和紊流 不

6、敏感，并可能过高估计血管狭窄2D TOF心电门控2D TOF 利用心电门控按心动周期的规律采集数据。一般在心脏收缩期血流速度最快时采集填充K-空间中央的数据，在其它时刻采集K-空间外围的数据。用于搏动血流（主动脉分叉、髂动脉等）的伪影。2D TOF2D TOF的主要应用：慢速血流，及血管与背景之间对比差的区域 特别适用于盆腔和下肢血管 脑部静脉 颈动脉分叉、颈部静脉以及基底动脉 2D TOF在有运动伪影的区域比较成功，每层25秒，在腹部可行屏气扫描2D TOFSLINKY是在MOTSA的基础上发展而来，也使用多个薄层块3D采集3D TOF的主要应用：MOTSA采用TONE射频激励以补偿层块边缘

7、处的流动信号饱和，但是仅能部分校正层块边缘伪影-由于采集的层面较薄且采用流动补偿技术，2D TOF提供颅内、颅外血管的方向和速度TOF血管的信号强度与层块（或层面）厚度、血管流速以及脉冲序列的TR有关目前常用的几种磁共振血管成像技术：电影2D PC能够用于流动定量分析结合检查床的移动可以获得大范围的血管影像PC血管成像的方法：提供颅内、颅外血管的方向和速度-分辨力和信噪比常用于3D PC的流速预测成像用于搏动血流（主动脉分叉、髂动脉等）的伪影。高对复杂流动和湍流的显示层块需要重叠，以减少SBA，因此成像时间较长用于搏动血流（主动脉分叉、髂动脉等）的伪影。-对层面内流动敏感一次团注对比剂，然后由

8、心脏近端到远端分阶段逐段扫描2D TOF2D TOF Gated 2D TOFTOF2D TOF和3D TOF的比较:-对慢血流的敏感性 -对血流方向的敏感性 -分辨力和信噪比 -湍流信号丢失 -对病人运动的敏感性 -对血管壁的描述MOTSA MOTSA的采集方式：MOTSA结合2D TOF和3D TOF两种方法，连续采集多个重叠的薄3D层块MOTSA的优点：-MOTSA层块很薄，血液穿过它时很少饱和 -可在大的血管成像范围内提供高对比和高分辨率MOTSAMOTSA的缺点 MOTSA的层块相接处有一条穿过血管的暗线，即层块边缘伪影（SBA）层块需要重叠，以减少SBA，因此成像时间较长 MOTS

9、A采用TONE射频激励以补偿层块边缘处的流动信号饱和，但是仅能部分校正层块边缘伪影MOTSASLINKYSLINKY的采集方式：SLINKY是在MOTSA的基础上发展而来，也使用多个薄层块3D采集 SLINKY沿Z-轴以连续kz的方式采集，但在层面内相位 方 向 以 间 隔 的 部 分 的 kY方 式 采 集，在NzNy/nTR的时间间隔沿Z-轴以一个层厚的空间步幅移动采集 MOTSA是以连续kz和连续ky的方式采集，层块采集中在NzNyTR的时间间隔，沿Z-轴以大约一个层块的空间步幅移动采集SLINKYSLINKY的特点：因此穿过整个层块的层面之间的血流依赖性信号强度均一化了，就去除了血管内

10、的信号强度波动 最终解决了MOTSA的SBA伪影和血管截断问题 SLINKY图像具有较高的信噪比、分辨力和对比噪声比SLINKYSLINKY多个薄层块3D采集，但其采集特点是沿Z-轴连续采集，沿ky轴以间隔方式采集MOSTASLINKYSLINKYMOSTASLINKYSLINKY将沿z方向的层块内信号强度波动转化为ky方向，从而去除了SBA伪影SLINKYSLINKY的主要应用：SLINKY技术是目前头、颈部非增强MR血管成像，特别是动脉成像的首选序列方法 SLINKY技术减少了MRA图像伪影，有较好的小血管显示，并且有利于复杂血流的显示 可以进行大范围的血管成像层块需要重叠，以减少SBA，

11、因此成像时间较长速度编码值（Venc）：扫描前可根据所要观察的血流的速度选择一个Venc值，使某种速度的血流产生的相位差最大，则该速度的血流在图像上信号最高。常用于3D PC的流速预测成像-复合差值影像(complex difference,CD)仿真内窥镜技术(VE)TOF血管的信号强度与层块（或层面）厚度、血管流速以及脉冲序列的TR有关利用心电门控按心动周期的规律采集数据。2D TOF的采集方式：以连续（sequential)方-复合差值影像(complex difference,CD)CE-MRA使用极短TR与极短TE的快速梯度回波序列，使各种组织饱和，因此信号强度很低。对采集的两组数据

12、进行减影增加对比3D TOF的主要应用：提供颅内、颅外血管的方向和速度-对慢血流和中等流速血流相对敏感一次团注对比剂，然后由心脏近端到远端分阶段逐段扫描MOTSA的采集方式：MOTSA结合2D TOF和3D-与2D PC相比体素较小，可减少体素内失相位Static Tissue来自被激发层面以外的流动自旋，未经受过射频脉冲的激发，保持完整的纵向磁化，产生很强的信号，与静态组织形成强烈对比。磁化传递技术(Magnetization Transfer,MT)SLINKY SLINKY几种TOF方法的比较SLINKY图像具有较高的SNR和C/Ns，且均高于其他3种图像MOTSA图像具有较高的SNR和

13、中等的C/Ns3D单容积图像具有较高的SNR和较低的C/Ns 2D图像具有较低的SNR和较高的C/Ns几种TOF方法的比较2D TOF3D TOFMAPSMOTSASLINKY3D Acq.noyesyesyesyesFlow Signal51434SNR15343CNR31324Resolution15444Imaging Time54213Volume Coverage51555SAR51424Artifact23235Application Credit2721272432几种TOF方法的比较SLINKY3D几种TOF方法的比较MOSTASLINKYPCPC MRA的机理：磁化矢量的相位

14、或相位差 代表像素强度 施加一个双极的编码梯度，该梯度由幅度和间期相同，而方向相反的两部分组成 静止组织自旋在正相期获得的相位与负相期丢失的相位相等，净相位最终为零 流动组织的自旋的剩余相位与移动距离成正比，即与速度成正比 对采集的两组数据进行减影增加对比PC 血流相位与其速度相关:=vTA PC图像能够反映血流的速度和方向信息 速度编码值（Venc）：扫描前可根据所要观察的血流的速度选择一个Venc值，使某种速度的血流产生的相位差最大，则该速度的血流在图像上信号最高。快血流速Venc约为80cms，中等速度Venc约40cms，慢血流Venc约10cms。PCPC图像的优点：与TOF法相比，

15、PC MRA有更好的背景抑制，具有较高的血管对比，能区分高信号组织与真实血管，能提高小血管或慢血流的检测敏感度；而TOF可用于观察血管与周围结构的关系 利用PC的速度-相位固有关系可以获得血流的生理信息，有利于血流定量和方向研究。PCPC成像的缺陷：但是较长的TE值使PC对湍流伪影较敏感 不正确venc的选择 体素内失相位由于较短扫描时间的要求而降低了空间分辨力MOTSA采用TONE射频激励以补偿层块边缘处的流动信号饱和，但是仅能部分校正层块边缘伪影利用心电门控按心动周期的规律采集数据。-对慢血流的敏感性TOF血管成像的辅助技术：只有一次采集血管所需要血管数据的机会-由于采集的层面较薄且采用流

16、动补偿技术，2D TOF影响TOF血管对比的成像参数：TOF血管的信号强度与层块（或层面）厚度、血管流速以及脉冲序列的TR有关磁化传递技术(Magnetization Transfer,MT)SLINKY沿Z-轴以连续kz的方式采集，但在层面内相位方向以间隔的部分的kY方式采集，在NzNy/nTR的时间间隔沿Z-轴以一个层厚的空间步幅移动采集可利用团注前、后采集减影提高图像对比当 v=THK/TR 时信号最强，或者说当血流流至d=v TR成像厚度时信号最强-与2D PC相比体素较小，可减少体素内失相位施加一个双极的编码梯度，该梯度由幅度和间期相同，而方向相反的两部分组成多个重叠薄层块采集（mu

17、ltiple verlapped thinSLINKY沿Z-轴以连续kz的方式采集，但在层面内相位方向以间隔的部分的kY方式采集，在NzNy/nTR的时间间隔沿Z-轴以一个层厚的空间步幅移动采集3D TOF的主要应用：2D TOF Gated 2D TOF用于搏动血流（主动脉分叉、髂动脉等）的伪影。PCPC不同的重建血管影像 -速度影像(speed image)-复合差值影像(complex difference,CD)-相位差值影像(phase difference,PD)PC PC血管成像的方法：二维单层面采集（2D PC）二维电影采集（cine PC）三维单层块采集（3D PC）2D P

18、C2D PC的采集方式：对一个或多个单层面成 像，每次只激发一个层面 2D PC的特点：2D PC成像时间短，但空间 分辨力低2D PC2D PC的主要应用 提供颅内、颅外血管的方向和速度 利用不同的速度编码检测动静脉畸形和动脉瘤内的慢血流状态 显示门静脉和肝静脉 常用于3D PC的流速预测成像电影PC电影（cine）PC 利用心电门控或脉博门控，获得心动周期不同时刻（时相）的图像电影2D PC能够用于流动定量分析电影PC在评价搏动血流和各种病理流动状态方面很有用3D PC 3D PC的采集方式：是对一个三维容积 块进行的采集 3D PC的特点：-对层面内流动敏感 -与2D PC相比体素较小，

19、可减少体素内失相位 -具有较高的信噪比和分辨率 -与TOF相比减少了湍流的信号丢失，提 高对复杂流动和湍流的显示3D PC3D PC的主要应用肾动脉成像动静脉动静脉畸形颅内血管成像，如果需要可提供血流方向3D PCCE-MRA CE-MRA的机理：CE-MRA使用极短TR与极短TE的快速梯度回波序列，使各种组织饱和，因此信号强度很低。在血管内团注磁共振顺磁对比剂，血液的T1弛豫时间会极度缩短，血液呈高信号，在血管与背景间形成强烈对比。CE-MRACE-MRA的特性：根据对比剂到达各级血管的首过时间，设定最佳数据采集时间，选择动脉或静脉成像。可利用团注前、后采集减影提高图像对比慢速血流，及血管与

20、背景之间对比差的区域-具有较高的信噪比和分辨率2D PC的采集方式：对一个或多个单层面成-相位差值影像(phase difference,PD)血流不够快时，可在流出层块远端之前产生饱和，因此不适合慢血流成像，也不适于大范围血管成像-对病人运动的敏感性式，依次采集薄的二维层面（single slice)速度编码值（Venc）：扫描前可根据所要观察的血流的速度选择一个Venc值，使某种速度的血流产生的相位差最大，则该速度的血流在图像上信号最高。三维单层块采集（3D PC）-对层面内的血流不敏感，可能会把层面内的血流模目前常用的几种磁共振血管成像技术：静止组织自旋在正相期获得的相位与负相期丢失的相

21、位相等，净相位最终为零TOF血管成像的辅助技术：当 v=THK/TR 时信号最强，或者说当血流流至d=v TR成像厚度时信号最强可以进行大范围的血管成像-与2D PC相比体素较小，可减少体素内失相位特别适用于盆腔和下肢血管-与TOF相比减少了湍流的信号丢失，提二维单层面采集（2D TOF）3D PC的采集方式：是对一个三维容积CE-MRACE-MRA的主要应用：生理运动区血管（屏气扫描）搏动、迂曲等复杂血流小血管区分动、静脉CE MRACE MRACE MRACE MRA可以获得不同期相阶段的血管对比影像CE-MRA最佳扫描时间（最佳扫描时间（scan delay time）和团注和团注时间（

22、时间（inject delay time）的设置方法：的设置方法：应用特定软件（应用特定软件（iPass、iDrive等）进行测定等）进行测定一般方法进行测定（不应用特定软件）一般方法进行测定（不应用特定软件）不提前测定不提前测定CE MRACE MRA 结合检查床的移动可以结合检查床的移动可以获得大范围的血管影像获得大范围的血管影像 一次团注对比剂，然后一次团注对比剂，然后由心脏近端到远端分阶由心脏近端到远端分阶段逐段扫描段逐段扫描 团注对比剂之前也应该团注对比剂之前也应该逐段扫描，以便与团注逐段扫描，以便与团注对比剂之后的数据相减对比剂之后的数据相减获得较好对比的影像获得较好对比的影像CE

23、 MRA优点优点 利用减少了层面内的饱和，允许冠状面或利用减少了层面内的饱和，允许冠状面或矢状面成像，增大了解剖覆盖范围矢状面成像，增大了解剖覆盖范围 利用屏气扫描可对生理运动区血管成像利用屏气扫描可对生理运动区血管成像 可以在动脉期采集数据，形成动脉对比影可以在动脉期采集数据，形成动脉对比影像像 速度快，扫描时间以秒计算，而不是分速度快，扫描时间以秒计算，而不是分CE MRA缺点缺点 需要比普通需要比普通MRA更多的设置时间更多的设置时间 只有一次采集血管所需要血管数据的机会只有一次采集血管所需要血管数据的机会 由于较短扫描时间的要求而降低了空间分由于较短扫描时间的要求而降低了空间分辨力辨力

24、 需要负担对比剂的费用需要负担对比剂的费用-湍流信号丢失2D TOF的采集方式：以连续（sequential)方二维单层面采集（2D TOF）速度快，扫描时间以秒计算，而不是分MOTSA的采集方式：MOTSA结合2D TOF和3D2D TOF的主要应用：但TONE不能去除慢血流最终被饱和的趋势，而且只能对一个方向的血流起作用3D TOF的主要应用：3D TOF的采集方式：同时采集1个层块（slab)可以获得不同期相阶段的血管对比影像用于搏动血流（主动脉分叉、髂动脉等）的伪影。不敏感，并可能过高估计血管狭窄-具有较高的信噪比和分辨率3D TOF的主要应用：速度编码值（Venc）：扫描前可根据所要

25、观察的血流的速度选择一个Venc值，使某种速度的血流产生的相位差最大，则该速度的血流在图像上信号最高。需要比普通MRA更多的设置时间速度编码值（Venc）：扫描前可根据所要观察的血流的速度选择一个Venc值，使某种速度的血流产生的相位差最大，则该速度的血流在图像上信号最高。静止组织自旋在正相期获得的相位与负相期丢失的相位相等，净相位最终为零TOF血管的信号强度与层块（或层面）厚度、血管流速以及脉冲序列的TR有关慢速血流，及血管与背景之间对比差的区域后处理主要方法：最大信号投影(MIP)其它方法：多平面重组技术（MPR）表面遮蔽显示(SSD)容积再现(VR)仿真内窥镜技术(VE)仿真内窥镜技术(

26、VE)后处理后处理后处理后处理3D TOF3D TOF的采集方式：同时采集1个层块（slab)或1个容积(volume)2D TOF心电门控2D TOF 利用心电门控按心动周期的规律采集数据。一般在心脏收缩期血流速度最快时采集填充K-空间中央的数据，在其它时刻采集K-空间外围的数据。用于搏动血流（主动脉分叉、髂动脉等）的伪影。2D TOF2D TOF的主要应用：慢速血流，及血管与背景之间对比差的区域 特别适用于盆腔和下肢血管 脑部静脉 颈动脉分叉、颈部静脉以及基底动脉 2D TOF在有运动伪影的区域比较成功，每层25秒，在腹部可行屏气扫描2D TOF SLINKYCE MRA可以获得不同期相阶

27、段的血管对比影像CE MRA优点优点 利用减少了层面内的饱和，允许冠状面或利用减少了层面内的饱和，允许冠状面或矢状面成像，增大了解剖覆盖范围矢状面成像，增大了解剖覆盖范围 利用屏气扫描可对生理运动区血管成像利用屏气扫描可对生理运动区血管成像 可以在动脉期采集数据，形成动脉对比影可以在动脉期采集数据，形成动脉对比影像像 速度快，扫描时间以秒计算，而不是分速度快，扫描时间以秒计算，而不是分在血管内团注磁共振顺磁对比剂，血液的T1弛豫时间会极度缩短，血液呈高信号，在血管与背景间形成强烈对比。-相位差值影像(phase difference,PD)TONE技术用以减少在3D TOF成像中血流信号从成像

28、容积进入端到出口端逐渐降低的现象可以获得不同期相阶段的血管对比影像常用于3D PC的流速预测成像一般在心脏收缩期血流速度最快时采集填充K-空间中央的数据，在其它时刻采集K-空间外围的数据。血流速度越快，其信号越强结合检查床的移动可以获得大范围的血管影像而TOF可用于观察血管与周围结构的关系需要比普通MRA更多的设置时间3D单容积图像具有较高的SNR和较低的C/Ns3D TOF的主要应用：因此穿过整个层块的层面之间的血流依赖性信号强度均一化了，就去除了血管内的信号强度波动滑动间隔ky采集（sliding interleaved ky，SLINKY）预饱和技术(Pre-saturation)一次团注对比剂，然后由心脏近端到远端分阶段逐段扫描-对血流方向的敏感性电影（cine）PC 利用心电门控或脉博门控，获得心动周期不同时刻（时相）的图像-复合差值影像(complex difference,CD)