第五节 MR血管成像技术

第五节MR血管成像技术

MR血管成像（MR angiography，MRA）已经成为MRI检查的常规技术之一，与DSA 相比具有无创、简便、费用低、一般无需对比剂等优点。目前临床常用的血管成像方法包括时间飞跃（time of fly，TOF）法、相位对比（phase contrast，PC）法和对比增强MRA（contrast enhancement MRA，CE-MRA）等三种，其中前二种方法不用对比剂而借助于血液流动特性来制造对比。

一、TOF法MRA

TOF法是目前临床最常用的MRA技术，该技术基于血流的流入增强效应（详见第一章第十一节）。临床上可采用二维或三维技术进行采集，下面以1.5 T扫描机为例介绍这两种技术的常用参数和应用。

（一）二维TOF MRA

二维TOF MRA是指利用TOF技术进行连续的薄层采集（层厚一般为2~3 mm），然后对原始图像进行后处理重建。二维TOF MRA一般采用扰相GRE T1WI序列，在1.5 T的扫描机中，TR一般为20~30ms，选择最短的TE以减少流动失相位，选择角度较大的射频脉冲（一般为60︒左右）以增加背景组织的饱和，矩阵一般为256×160 ~ 256×192。二维TOF MRA 具有以下优点：（1）由于采用较短的TR和较大的反转角，因此背景组织信号抑制较好；（2）由于是单层采集，层面内血流的饱和现象较轻，有利于静脉慢血流的显示；（3）扫描速度较快，单层图像TA一般为3~5s。该方法也存在一定的缺点：（1）由于空间分辨力相对较低，体素较大，流动失相位较明显，特别是受湍流的影响较大，容易出现相应的假象；（2）后处理重建的效果不如三维成像。

（二）三维TOF MRA

与二维TOF MRA不同，三维TOF MRA不是针对单个层面进行射频激发和信号采集，而是针对整个容积进行激发和采集。三维TOF MRA一般也采用扰相GRE序列，在1.5 T 的扫描机中，TR一般为25~35ms，TE一般选择为6.9ms（相当于反相位图像，以尽量减少脂肪的信号），激发角度一般为25~35︒。与二维TOF MRA相比，三维TOF MRA具有以下优点：（1）空间分别更高，特别是层面方向，由于采用三维采集技术，原始图像的层厚可以小于1mm；（2）由于体素较小，流动失相位相对较轻，受湍流的影响相对较小；（3）后处理重建的图像质量较好。缺点包括：（1）容积内血流的饱和较为明显，不利于慢血流的显示；（2）为了减少血流的饱和而减小的激发角度，背景组织的抑制效果相对较差；（3）扫描时间相对较长。

三维TOF MRA的血流饱和现象不容忽视，饱和现象主要有两个方面的影响：（1）慢血流信号明显减弱；（2）容积内血流远侧的信号明显减弱。

为减少血流饱和，可采用以下策略：（1）缩小激发角度，但这势必造成背景组织抑制不佳。（2）容积采集时线性变化激发角度，在采集容积的血流进入侧信号时采用较小的角度，以减少饱和，随着采集往容积的血流流出侧移动，激发角度逐渐增大，以增强血流远侧的信号。这种方法可以均衡血流近侧和远侧的信号，但将造成背景组织抑制的不一致。（3）多层

块采集。如果把成像容积分成数个层块，每个层块厚度减薄，层块内饱和效应减轻。（4）逆血流采集，容积采集时先采集血流远侧的信号，然后向血流的近端逐渐采集，可有效减少血流的饱和。

在三维TOF MRA采集时，为了更好抑制背景组织的信号，还可采用磁化转移（magnatic transfer，MT）技术（详见本章第九节），但施加MT技术后，TR必需延长，因此采集时间增加。

（三）TOF MRA的临床应用

TOF MRA目前在临床上的应用最为广泛，主要用于脑部血管、颈部血管、下肢血管等病变的检查。对于脑部动脉的检查多采用三维TOF MRA技术，颈部动脉的检查可采用二维或三维技术，下肢病变多采用二维技术，上述部位静脉病变的检查多采用二维技术。由于二维技术扫描速度较快，腹部血管特别是静脉病变的检查可采用多次屏气分段采集的方法来采集。

采用TOF技术采集的MRA可同时显示动脉和静脉，但有时会造成重建图像上动静脉血管相互重叠，不利于观察。我们可采用预饱和带技术选择性显示动脉或静脉。在一般的解剖部位，动脉和静脉的血流方向往往是相反的，我们在成像区域或层面某血管血流方向的上游施加一个预饱和带，则当MRA射频脉冲激发时流入成像区域或层面的血液已经饱和而不再产生信号。以颈部血管为例，颈动脉的血流从下往上流动，而静脉的血流从上往下流动，如果我们在成像区域的下方施加预饱和带，则动脉血流被饱和，显示的是静脉；如果在成像区域的上方施加预饱和带，则静脉血流被饱和，显示的是动脉。

分析TOF MRA图像时，还有几点需要注意：（1）如果MRA显示某段血管腔光滑整齐，没有狭窄，那么基本上可以认为该段血管没有狭窄。（2）可能出现血管狭窄的假象，由于湍流等原因造成的失相位可能引起血管某处血流信号丢失，从而出现血管狭窄的假象，常见的部位为血管转弯处和血管分叉处，前者如颈内动脉虹吸，后者如颈内外动脉分叉处。（3）血管狭窄的程度常被夸大。血管狭窄处容易造成湍流，造成血流信号丢失，从而夸大狭窄程度。（4）动脉瘤可能被遗漏。动脉瘤腔内一般都有湍流，造成信号丢失，信号丢失严重者在重建的MRA图像上整个瘤腔可都不显示，从而造成漏诊。

二、PC法MRA

PC法MRA基于沿梯度场流动的血液中质子发生的相位变化。PC法MRA一般需要3个基本步骤，即：成像信息的采集、减影和图像的显示。其中成像信息的采集包括参照物、前后方向施加流速编码后、左右方向施加流速编码后及上下方向施加流速编码后等四组。

（一）PC法MRA的原理

PC法MRA需要施加称为流速编码（velocity encoding，VENC）梯度的双极梯度场。先给予成像层面或容积一个射频脉冲，这时静止组织和流动的血液都将产生横向磁化矢量。这时先施加一个正向梯度场，这样无论是静止质子还是流动质子，场强高的一侧者进动频率增高，而在场强低的一侧者则进动频率减低，因此出现相位的差别。关闭正向梯度场后又施加一个反向梯度场，其强度和持续时间与正向梯度场相同，这样静止质子的进动频率又发生了相反的变化，原来正向梯度场造成的相位差别得以消除，因此静止质子就不存在相位差别。