磁共振血管成像讲解

医用物理学医用物理学磁共振血管成像磁共振血管成像磁共振血管成像是无创伤性血管造影技术，利用流动血液MR信号与周围静态组织MR信号的差异来建立图像对比度，而无需使用造影剂。磁共振血管成像分两大类：利用血流流入成像层面信号增强效应利用沿磁场梯度方向运动自旋核产生相位偏移效应——时间飞越法(timeofflight，TOF)MRA——相位对比法(phasecontrast，PC)MRA一、流动现象二、流动现象的补偿三、时间飞越法血管成像(TOFMRA)四、相位对比血管成像(PCMRA)第四节磁共振血管成像90º脉冲作用，Mz=0,Mxy=M0,若再施90º脉冲，使Mxy=0，Mz=-M0，无FID信号发射，即无MR信号。信号饱和成像容积内静态组织，受到90º脉冲反复激励，在TR远小于T1时，其纵向磁化来不及恢复称为饱和，这样静态组织所产生的MR信号幅度很小。一、流动现象1.流动效应未受RF脉冲激励的流体以一定速度流入成像容积时，其纵向磁化远高于静态组织的纵向磁化，在下一次RF脉冲激励产生MR信号时，流体信号远高于处于饱和状态的静态组织，这就是流动相关增强效应。(1)流动性增强效应(flow-relatedenhancement，FRE)

一、流动现象一、流动现象RF激发片层厚度TH临界速度当流速信号最强流速信号强度新鲜血液比率强度与流向垂直的层面厚度TH、TR、TE有关一、流动现象时无信号（2）流空效应产生信号血液比率强度与流向垂直的层面厚度TH、TR、TE有关（2）流空效应一、流动现象（1）流动增强效应2.相位偏移效应(phaseshift)

一、流动现象在梯度场中自旋核运动产生相移，也可以用来解释血液的流动，只不过血液的自旋核流动速度更趋一致，流动的方向性更强，它不是用弥散运动造成的信号降低去成像，而是直接用计算出来的相位偏移成像。1.流动补偿（flowcompensation，FC）GMR技术又称之为流动补偿，用于减少流动或其它运动引起的相位弥散和相关信号的丢失。FC技术使用后信号强度并未增加，只使自旋核恢复到未曾运动的水平，即运动血液信号强度可表现为与静止血液相同状态。FC技术能减小慢血流和脑脊液产生的流动伪影。

二、流动现象的补偿(a)在标准回波采集梯度作用下TE时刻流动组织F>0(b)在流动补偿梯度作用下

TE时刻流动组织F=0流动补偿梯度的作用二、流动现象的补偿FC(a)(b)TEFF2.预饱和技术MRI视野外对流入血液施加饱和脉冲，等它进入成像区域时由于处于饱和状态，不能接受新的RF激励产生MR信号，血流呈现黑色；而从相反方向进入成像区域的血流未经予饱和处理，血液可接受新的RF激励产生MR信号。二、流动现象的补偿预饱和技术三、时间飞越法血管成像是在二维或三维梯度回波的基础上利用血流流入成像层面的信号增强效应（FRE）发展形成的。TOF血管成像强调的是流动血液，为了使图像上血管与周围组织的信号差别达到最大。TOF血管成像：（1）抑制周围组织的信号方法：TR约取20~50ms，或更小；中等较大翻转角在40º~60º之间；用快速扰相GRET1序列。（2）血管内信号必须要强，要超过周围静止组织方法：片层必须薄厚（2~3mm）；TR在短前提下尽量长。（3）信号的相位要保持一致方法：

用尽可能短的TE（几个毫秒）；进行速度补偿；层面与血流方向垂直。二维TOF扫描时即使是流速很慢的血流在流经扫描层面时也不易饱和，因此二维TOF多用于慢血流显示或用于大范围的血管成像，如肢体成像。1.二维TOFMRA三、时间飞越法血管成像2DTOF显示脑静脉二维TOFMRA三、时间飞越法血管成像三维TOF序列是整体采样，扫描时同时采集一定容积内的静态组织和血流的MR信号。这种容积通常3~8cm厚，容积内的层面分割通过沿z方向施加梯度为Gz的相位编码梯度磁场来实现的，因此层面的厚度取决于梯度的幅度。三维TOF血管成像时层面被分得很薄（＜1mm），形成一些很小的分隔(partition)，这些分隔连续而没有间断，可以产生分辨力很高的血管影像。2.三维TOFMRA三、时间飞越法血管成像在三维TOF血管成像中，血液必须进入一个较大的容积，这就会使得血液的饱和效应逐渐显现出来，导致流进容积时血液的信号高，流出容积时血流信号减弱，为克服慢血流饱和这一局限，可采取减小激励容积的厚度，采用信号等量分配技术和多容积激励技术进行补偿。根据FRE效应与层厚的关系，层厚越大则流入饱和效应越强，所以应尽量减小层厚。三、时间飞越法血管成像3D-TOFMRA正常颅内血管成像三、时间飞越法血管成像利用沿磁场梯度方向运动的自旋核产生相位偏移效应。不同的双极梯度磁场作用流动血液会产生不同相位偏差静态组织的相位偏差则为零采集两组图像相位数据减影静态组织减影后相位为零流动血液具有不同相位差值相位差转变成像素强度显示基本原理四、相位对比法血管成像最大信号投影法(multipleintensityprojection，MIP)腹主动脉及左侧髂总动脉瘤(MIP)胸主动脉瘤(MIP)四、相位对比法血管成像3D冠状动脉成像三维重建四、相位对比法血管成像五、磁敏感加权成像磁敏感加权成像（susceptibilityweightedimagingSWI）利用组织间磁敏感性差异产生图像对比度，提供了一个新的成像参数S。优势：对脑出血特别是微小出血，对脑创伤，对小血管畸形，对退行性神经变性和脑肿瘤血管的评价等表现出独到的优越性。五、磁敏感加权成像1.相关组织的磁敏感性

（1）血红蛋白及其降解产物名称特点含氧血红蛋白

抗磁性脱氧血红蛋白

顺磁性高铁血红蛋白

弱磁敏感性含铁血黄素高顺磁性（2）非血红素物质蛋白铁抗磁性

钙化物弱抗磁性

注意：关心的是相邻组织间磁敏感性的差别值五、磁敏感加权成像2.磁敏感差异产生MRI信号差异的物理原理

（1）血管内组织与周围组织的相位差

为TE

时刻血管内组织与周围组织的相位差

（2）磁敏感组织磁化率的变化使

变短式中g表示具体组织的几何因子

五、磁敏感加权成像

（2）SWI图像重建3.SWI序列的加权成像

(1)小角度倾倒，相对长TE的梯度回波序列，三维