MRA技术及其应用进展PPT课件.ppt

MRA技术及其应用进展 山东省医学影像学研究所王翠艳 1 血流的常见形式 平流 血流质点的运动方向都与血管长轴平行 流速相同 理想化 2 血流的常见形式 层流 血流质点的运动方向都与血管长轴平行 但运动速度存在差异 越靠近血管壁流速越慢 越靠近血管中心流速越快 抛物线分布 3 血流的常见形式 湍流 也称涡流 沿血管长轴方向流动外 血流质点还在其他方向进行迅速不规则的运动 形成大小不一的漩涡 血管狭窄 4 血流的常见形式 血管里的血流通常是层流和湍流同时存在或交替出现的 影响因素有 粘滞度 管径大小 狭窄 管壁粗糙 分叉 转弯或迂曲等 5 表现为低信号的血流 流空效应 6 表现为低信号的血流 扫描层面内质子群位置移动造成的信号衰减层流流速差别造成的失相位层流引起的分子旋转造成的失相位湍流血流的长T1特性 TR TE很短的超快速T1WI序列中 流动对血液信号影响很小 决定血液信号的主要是其T1值 1 5T 1200ms 7 表现为高信号的血流 流入增强效应血流垂直于或基本垂直于扫描层面 TR比较短 层面内静止组织的质子群出现饱和现象 信号衰减 而血流中总有未经激发的质子群流入扫描层面内 经RF激发后产生较强的信号 与静止组织相比为高信号 常出现在梯度回波序列TOF法MRA的成像基础 8 表现为高信号的血流 舒张期假门控现象动脉血流在舒张期流速逐渐减慢 中末期变得很慢若心电门控在中末期激发和采集MR信号 受流动影响很小 主要受T1和T2值影响 可表现为高信号 TR与心动周期吻合 且激发和采集刚好落在舒张中末期 则血液可表现为高信号 9 表现为高信号的血流 10 表现为高信号的血流 偶回波效应SE序列多回波成像时 TE 20ms 40ms 60ms 80ms 奇数回波时血流表现为低信号 TE 20ms 60ms 偶数回波时血流表现为高信号 TE 40ms 80ms 偶数次线性变化的梯度磁场可使相位已经离散的质子群又发生相位重聚 出现高信号FSE序列 11 表现为高信号的血流 非常缓慢的血流及平行于扫描层面的血流流空效应不明显椎旁静脉丛 盆腔静脉丛血流在梯度回波序列上表现为高信号利用梯度场的切换产生回波 不需要进行层面选择 因此只要不离开有效梯度场和采集线圈的有效范围 就可以感受梯度场的切换而产生回波颈椎间盘横轴位T2 WI 12 表现为高信号的血流 13 表现为高信号的血流 利用超短TR和TE的B TFE序列血流表现为高信号TR 5ms TE 2ms信号强度取决于T2 T1利用对比剂可使血流呈现高信号CE MRA 14 表现为高信号的血流 15 MRA定义 广义 磁共振血管成像技术 MagneticResonanceAngiography MRA狭义 磁共振动脉成像 MagneticResonanceArteriography MRA磁共振静脉成像 MagneticResonanceVenography MRV 16 MRA技术类型及发展 不用对比剂 时间飞越法 timeofflight TOF 相位对比法 phasecontrast PC 应用对比剂 对比增强MRA contrastenhancementMRA CE MRA 其他方法 黑血法 B TFE Balance SSFP 3DFIEASTA 磁敏感成像 ESWAN 17 MRA技术类型及发展 不用对比剂 时间飞越法 timeofflight TOF 相位对比法 phasecontrast PC 应用对比剂 对比增强MRA contrastenhancementMRA CE MRA其他方法 黑血法 B TFE Balance SSFP 3DFIEASTA 磁敏感成像 ESWAN 18 TOFMRA 快速扰相GRET1WI TR较短流入增强效应成像层面或容积内的静止组织反复被激发而处于饱和状态外面的血液没受到RF的饱和 流入成像层面或容积内时就具有较高的信号 19 TOFMRA 2DTOF3DTOF多个重叠薄层块采集 MultipleOverlappedThinSlabacquisition MOTSA 滑动间隔Ky采集 SlidingInterleavedKy SLINKY 20 2DTOF 利用TOF技术进行连续的薄层采集扰相GRET1WI序列 1 5TTR20 30ms TE shortest FA40 60 21 2DTOF 采用较短TR和较大反转角 背景组织信号抑制好单层采集 层面内饱和效应较小 有利于静脉慢血流显示 适用于脑部静脉血管成像扫描速度快 故可以对大范围的血管成像 如 颈部血管和肢体血管的成像2DTOF法常用于大范围血管的定位相扫描 优点 22 2DTOF 层面内空间分辨力相对低 体素较大 流动失相位较明显 受湍流影响大 易出现假象后处理重建的效果不如三维成像容易出现层间配准错误 缺点 23 2DTOF 尽量减小层厚尽量保持扫描层面与血流方向垂直尽量用于走行较直的血管可采用心电门控或指脉门控技术 注意事项 24 3DTOF 对整个容积进行激发和采集扰相GRE序列1 5TTR25 45ms TE6 9ms FA25 35 25 3DTOF 空间分辨力高 可以采集薄层 lmm 体素小 流动失相位较轻 受湍流影响较小 对容积内任何方向的血流均敏感 所以对于迂曲多变的血管 如脑动脉的显示有一定优势信噪比优于2DTOF后处理重建的图像质量较好 优点 26 27 3DTOFMRA 28 3DTOFMRA 脑血管畸形 AVM 29 3DTOF 容积内血流饱和效应明显 不适于慢血流的显示为了减轻血流的饱和效应要缩小FA 则背景组织抑制效果差扫描时间长 不能对大范围血管 例如颈部血管 成像一般不用于静脉以及具有严重狭窄和流速较低的动脉血管成像 缺点 30 3D TOFMRA 容积内血流饱和效应 31 3DTOF 减少血流饱和效应缩小FA采用TONE或RAMP技术 FA在血流流入侧较小 流出侧较大 采用重叠多个薄层块采集 MOTSA 采用滑动间隔Ky采集 SLINKY 逆血流采集 注意事项 32 重叠多个薄层块采集 MOTSA 连续采集多个重叠的3D层块 因为这些层块很薄 所以当血液经过时几乎没有饱和效应产生可在大范围内提供高对比和高分辨力的图像 33 重叠多个薄层块采集 MOTSA 缺陷是存在层块边缘伪影 SlabBoundaryArtifact SBA 和血管截断现象 SBA表现为层块的相接处的一条穿过血管的暗线 这是由于层块边缘的信号比中间的要暗层块之间互相重叠 层块厚度的1 5 1 4 可以减少SBA伪影 重叠越多 SBA伪影越小 但成像时间延长 34 滑动间隔Ky采集 SLINKY 在MOTSA基础上发展而来也使用多个薄层块3D采集 但采集方式做了重大改进 SLINKY沿层面方向 Z 轴 以连续Kz的方式采集 在层面内相位方向以间隔Ky的方式采集 而MOTSA是以连续Kz和连续Ky的方式采集 35 SLINKY采集的特点 大大减少了血管饱和效应 有利于显示慢血流和小血管 整个层块内的层面之间的血流依赖性信号强度均一化 没有血管内信号强度波动 从而解决了MOTSA的SBA伪影和血管截断问题 改善了对血流方向和速度的敏感性 对不同方向和速度的血管具有相同的信号均一性 改善了血管狭窄和其他血管异常的显示率 有利于显示复杂血流 缺点是对原始数据相位不一致敏感 易引起相位方向的幻影伪影 36 TOFMRA临床应用 2D与3D的选择血管走行 直or迂曲血流速度 慢or快目标血管长度 大or小动脉与静脉的选择 饱和带的放置 37 PCMRA 利用流动所致的宏观横向磁化矢量 Mxy 的相位变化来抑制背景 突出血流信号的一种方法两个大小和持续时间完全相同 方向相反的梯度场 静止组织质子群作用消失 Mxy相位变化等于零 流动质子群由于位置变化 Mxy相位变化被保留只有沿流速编码方向的自旋运动才会产生相位变化 如果血管垂直于编码方向则看不到 可在任意方向选择编码梯度 38 PCMRA 像素强度代表的是磁化矢量的相位变化 而不是组织磁化强度相位变化与质子群的流速有关 流动越快则相位变化越明显能反映的最大相位变化是180 要选择一个速度编码值 velocityencoding Venc 快血流速Venc约为80 200cm s中等速度Venc约40 80cm s慢血流Venc约10cm s 39 Venc 40 PCMRA 图像分为幅度图像和相位图像幅度图像的信号强度仅与流速有关 不具有方向信息相位图像中血流信号强度不仅与流速有关 还可定量 并具有血流的方向信息 正向 高信号 反向 低信号采用减影技术 背景静止组织由于没有相位变化 几乎无信号为了反映血管内血流的真实情况 需要在层面方向 相位编码方向和频率编码方向都施加流速编码梯度场 41 PCMRA 与TOFMRA相比背景组织抑制好 有助于小血管显示有利于慢血流的显示 静脉 CSF有利于血管狭窄和动脉瘤的显示可进行血流定量分析成像时间比较长图像处理相对比较复杂需要实现确定编码流速 42 2DPCA 对一个或多个单层面成像 每次只激发一个层面 成像时间短 但空间分辨力低 常用于3DPCA的流速预测成像3DPCA 以相位编码梯度取代层面选择梯度 3D采集方式 能用很小体素采集 空间分辨力高 减少体素内失相位 提高对复杂流动和湍流的显示 并可在多个视角对血管进行投影电影PCA 以2DPC法为基础 单一层面连续扫描 在心动周期的不同时相获得图像 需要心电或脉搏门控 在评价搏动血流和各种病理流动状态方面很有用 PCMRA 43 临床应用静脉病变心脏及大血管的血流分析脑脊液流速分析 PCMRA 44 T2加权像 T1加权像 2D PCMRA 45 T2加权像 T1加权像 3D TOFMRA 46 MOYAMOYA 47 AVF 48 颈内动脉瘤 49 MRA技术类型及发展 不用对比剂 时间飞越法 timeofflight TOF 相位对比法 phasecontrast PC 应用对比剂 对比增强MRA contrastenhancementMRA CE MRA其他方法 黑血法 B TFE Balance SSFP 3DFIEASTA 磁敏感成像 ESWAN 50 3DCE MRA原理 在静脉血管内快速注射 团注 顺磁性对比剂 如GD DTPA 将血液的T1驰豫时间从1200ms缩短至100ms以下 明显提高血液信号 使血管与周围组织对比强烈 产生明亮的血管影像 51 3DCE MRA的特点 血液T1变化持续时间比较短暂 需要超快速序列进行采集对比剂流经不同的血管可造成相应血管内血液T1值变化 因此可多期扫描显示不同的血管需要很重很重的T1WI序列进行采集 常用3D扰相GRET1WI序列 52 3DCE MRA序列 极短的TR TETR 3 6msTE 1 2msFA 25 60 极快的扫描速度6 25秒采集15 50层 可进行屏气扫描可采用减影技术减低背景信号 FLASH 3D FSPGR 53 3DCE MRA 对比剂应用高压注射器 GD DTPA注射部位 肘前静脉或手背静脉 足背静脉剂量 单部位 颈动脉 肾动脉 单倍剂量 0 1mmol kg 或1 5倍剂量 1 5 3ml s 多部位 主动脉 下肢动脉 2 3倍剂量 1 5 2ml s静脉 2 3倍剂量 3 5ml s 54 3DCE MRA 扫描时机的把握原则 在目标血管中对比剂浓度最高时刻采集填充K空间中心区域的MR信号循环时间采集时间K空间填充方式 循序对称填充 K空间中心优先填充 55 3DCE MRA 扫描时机的把握循环时间计算法 经验估算法 小剂量试验法循序对称填充 延迟时间TD 循环时间 1 4TAK空间中心优先填充 TD 循环时间 56 3DCE MRA 扫描时机的把握透视触发法 K空间中心优先填充自动触发法 K空间中心优先填充4DCE MRA 57 3DCE MRA 图像后处理技术最大强度投影 MIP 多平面重建 MPR VR SSD VE等 58 3DCE MRA 优缺点对血管腔的显示更可靠狭窄的假象少 狭窄程度比较真实一次注射对比剂可完成多部位动脉和静脉成像动脉瘤不容易遗漏成像速度快缺点 需要对比剂 不能提供血液流动信息 59 双侧颈动脉狭窄 60 双侧颈动脉狭窄 61 双侧颈动脉 右侧椎动脉狭窄 62 左侧椎动脉狭窄 63 椎基底动脉瘤1 64 椎基底动脉瘤2 65 左侧椎动脉瘤 右侧椎动脉缺如 66 左侧椎动脉颈内静脉瘘并瘤样扩张 67 颈动脉体瘤 68 颈内动脉瘤 69 主动脉3DCE MRA 70 主动脉3DCE MRA 71 升主动脉扩张 72 主动脉夹层 动脉期 静脉期 73 主动脉夹层 74 主动脉夹层DebakeyIII型 75 主动脉夹层合并假腔血栓形成 rapture 76 主动脉缩窄并侧枝形成 77 主动脉弓动脉瘤 78 腹主动脉 79 腹主动脉 肾动脉 80 腹主动脉瘤 81 右肾动脉起始段狭窄 82 左肾动脉狭窄 83 双侧肾动脉狭窄 84 双侧肾动脉狭窄并侧枝循环形成 85 胸腹主动脉硬化 86 肺动脉 87 肾移植后 88 下肢动脉 89 双下肢动脉多发闭塞 90 左侧下肢AVM 91 全身动脉 92 右上肢动脉成像 93 正常手CE MRA 雷诺氏病 手动脉 94 MRA技术类型及发展 不用对比剂 时间飞越法 timeofflight TOF 相位对比法 phasecontrast PC 应用对比剂 对比增强MRA contrastenhancementMRA CE MRA其他方法 黑血法 B TFE Balance SSFP 3DFIEA