医学影像技术体系 · 第 26 卷 / 共 44 卷

TOF、PC、非增强 MRA 与 Dixon

本卷导读

覆盖 TOF、相位对比、增强与非增强 MRA、4D MRA、流速定量、手足血管成像,以及 STIR、SPIR、SPAIR、选择性水激发与 Dixon 水脂分离。

知识结构

  1. 血管成像基础与 TOF/PC
    • 飞利浦mDIXON家族序列特点及临床应用
    • mDIXON TSE结合MultiVane XD序列使用优势及临床应用
    • MR扫描中饱和带的妙用
    • 同反序列原理及临床应用
    • MRI增强血管成像技术
  2. 非增强与增强 MRA
    • 磁共振非打药肾动脉成像技术
    • 磁共振外周血管不打药成像技术:QISS
  3. 4D MRA、流速与特殊血管

血管成像基础与 TOF/PC

1. 飞利浦mDIXON家族序列特点及临床应用

我还是把上次没写完的内容接着写完,一来上次介绍飞利浦mDIXON序列家族的还有几个部分没写完,不能这么飘着。电影票价格下降,让大家进电影院的机会更多。久病成医,看电影久了,也可以写影评,评论。

很多新兴电影国家,以前非电影强国的国家,拍的片子质量非常高。比如:印度尼西亚,阿尔巴尼亚,塔吉克斯坦,泰国等.....。比如,今天的几部国外电影:《摔跤吧,爸爸》,《天才枪手》,《追梦环游记》(这个是迪斯尼的,不是好莱坞的)等....。

这些电影,吸引观众或票房的一个重要原因就是:内容,质量佳。不像国内有些电影,还没有上映就大肆造势,演员整容多庞大,几年大制作,什么大突破,背后多少金主(当然,不是说国内没有好电影,是这类所谓“大制作”电影)。归根结底,就是,本身质量不行,内容差,剧情差,人设浮夸。

很多人说,Radiology杂志的有些文章,看着也没有用什么高大上的新技术啊,用的都是常规扫描方法,怎么能发表。原因就在于,你不管它用没有用什么新技术,别人写的东西,对临床有用,实用,不是花架子。而有些,一味用新技术,各种脑洞创新的嫁接,花了很多科研经费的,反而一投就被reject了。原因在于没有实用性,可操作性。

我们上一部分内容,讲了mDIXON的概述和mDIXON FFE及mDIXON TSE的序列原理,特点及临床应用。

飞利浦mDIXON家族序列特点及临床应用。mDIXON Quant是采用梯度回波序列做的3D采集,采集6个回波,可以实现多种对比度的显示,还能够做脂肪定量(测量脂肪含量)及T2mapping和R2mapping成像,这两个可以推测铁含量。

mDIXON Quant最大的一个作用是,测量脂肪含量,做脂肪定量分析。传统上,做脂肪定量分析,方法很麻烦,不简便,而且重复性差,并且很多是有创的。

有了mDIXON Quant后,不仅方法简单,而且无创,重复性高。

在目前三大家GPS中,都有对应的脂肪定量序列,飞利浦叫mDIXON Quant,其他两家片。

飞利浦的mDIXON Quant序列有哪些特点呢?

首先是:梯度回波,它是3D的序列,采集完全肝,只需要14-16秒,一次屏气能完成扫描。它可以一次扫描出七种对比度:同相位,反相位,水图,脂肪图,脂肪分数图(脂肪定量图),T2* mapping,R2* mapping。再者,它采集6个回波,分析7个脂肪峰,能保证脂肪定量及计算的准确性。

有公司因为做不到7个脂肪峰模型分析,发了一篇文章,意思是说,我做不到,但是我分析6个脂肪峰(或者更少),准确性也很高,没有必要做7个。

这里强调一点,我们传统的脂肪抑制技术,化学饱和法或者叫频率选择法,会根据脂肪的进动频率,发射一个针对脂肪的预饱和脉冲,先把脂肪给饱和掉,但是我们传统的脂肪抑制技术,一般只针对一个脂肪峰,在1.33ppm位置的,脂肪含量88%都在这个峰上。

飞利浦,mDIXON序列都采用7峰脂肪峰模型,分析7个脂肪峰,这样无论是做脂肪抑制,还是做脂肪定量,肯定更准,这个道理不难理解。

有人问,为什么你们分析7个峰,不把脂肪9个峰全部分析。因为,有两个峰的位置,离水峰太近。

正是由于采用了7峰脂肪模型,这样做的脂肪定量就更准,结果就更另临床或者科研信服。

mDIXON扫描完后,最多可以出7组图。如果我们要测量脂肪,直接选择FF(脂肪分数图),进行测量,即可得脂肪含量,非常简单,快捷。

也可以用这个序列来做铁含量分析。选择T2图或者R2图,根据公式,计算铁沉积含量,对临床,科研都有非常大的用途。

二、mDIXON Quant的临床应用展示。mDIXON Quant这个序列传统是用在肝脏上的,目前很多科研,可以把它应用到全身各个系统及部位研究中。

mDIXON序列真是神通广大啊,除了做传统的序列成像,还可以做定量测量,还可以做MRA血管成像。

传统的打药血管成像,磁共振中,我们大部分采用两次扫描剪影技术。

我们为什么采用2次扫描剪影技术呢?因为可以通过打药前的平扫(蒙片),打药后的动脉期,静脉期扫描。采用打药后减去打药前的,可以把背景组织减掉,而突出显示血管。

  1. 得2次采集,时间慢,效率低

  2. 采用剪影法,如果采集两段的时候动了,剪影可能失败或者减错,影响成像质量

  3. 剪影法会引入噪音,导致信噪比下降。

既然,剪影法,有这么多缺点,为什么我们传统上,还是采用这种方法呢?

因为,为了让背景抑制得更干净。传统的血管成像,我们得采用脂肪抑制,而这种大范围,大节段的脂肪抑制,传统的脂肪抑制效果并不好,会导致血管显示不好,所以,万不得已,采用剪影的方法。

有了飞利浦mDIXON技术后,脂肪抑制不在是难点,大范围脂肪抑制,高清脂肪抑制成为可能。

这样,我们就不需要采样剪影的方法,直接扫描一个脂肪抑制的mDIXON序列(水图),直接血管成像,避免了剪影。

四、mDIXON MRA的临床应用及展示。采样mDIXON MRA做打药血管,扫描时间快,节约效率,而且不用担心剪影前后的运动,大大提高了磁共振做打药血管的应用范围。

除了以上这么多应用,飞利浦mDIXON序列还可以用在心脏磁共振扫描中。

在心脏磁共振中,很重要的是观察左室心肌的形态及功能。在心肌扫描中,脂肪组织和心肌疤痕具有相同的信号强度。

传统的脂肪抑制技术,有可能导致部分脂肪压脂效果差,甚至失败。

采用mDIXON做脂肪抑制,则效果稳定,结果可能度高。

除了可以用于在LGE(延迟强化)序列中的脂肪抑制,mDIXON Cardiac还可以用在全心冠脉扫描。

采用mDIXON序列做全心脉冲扫描,采用3D的梯度回波采集,一次可以出四种对比,比传统的冠脉序列(B-TFE)扫描效能高。

冠脉扫描完后,可以做MIP或者CPR等后处理,把冠脉做投影,VR,拉伸等处理,方便提供给临床。

原来生活条件差,吃饺子都像过节一样,是一件奢侈的事情(吃饺子北方居多,南方过节吃饺子的不多);现在,生活条件好了,不说多好,吃穿问题不大,大家的欲望和要求越来越高,别说过节吃饺子,只要你想,天天都可以吃海底捞。这样看来,偶尔(过节)吃饺子,反而是为了清肠,节食,减肥。

马上元旦也快到了。2018离咱们不远了。

传送门:磁共振扫描如何冻结呼吸运动。上飞机后,第一排过道已经有一个人了,我进去就入坐了。这个时候,我旁边(也就是靠窗和过道位置夹在中间那个位置)的人上来了,由于旅客多,那个人就非常客气的向过道的那位旅客说:麻烦先生,我出去不了了,能否帮我放一下行李。过道那位先生非常爽快的答应了,开始帮他放行李。

然后,这位先生,边放,边开始说话了,问那个人:你是领导吧?经常命令人惯了?

过道那位继续:你们中国现在强大了,说话都有底气拉,啊,那个,你们的那个,**大大,多霸气,你们中国现在经济第二了,造航母了,高铁牛了,你们说话都有底气拉,你们要赶超世界啦。

很显然,这位台湾同胞(这里说明,我接触过的99%的台湾朋友都是非常好的,人非常nice,不会这样,这个是个例外,极少数例外)一直就在自己主观上,制造了他的主观想法:你们大陆貌似这几年富裕了,人也霸道了,哪儿也耀武扬威的了。

借东讽西,指桑骂槐?也不像啊,他一边说,语气其实都是笑面虎一样恭维着的,但是听着感觉肯定就不是这么回事。

他当时一直这样说,我和中间那位先生,还真没有把他当回事,没有任何反应。只是飞机启动后,我才反应过来。他为什么说“你们中国发达啦....”。飞机起飞前,空姐非常客气的要求他关手机。因为,这个过道的先生,一直戴着耳机,空姐蹲下来,轻言细语地对他说,他嗯,啊,哈,三下。他继续,额,哈,啊。空姐非常有耐心的重复。他才,额,听见了。但是也仍然不关手机。

这个过道先生,看岁数大概40-47岁左右,行头是典型的商务人士,而且是国航金卡(因为空姐有问候)。从他行为,举止(不管他是那里人,大陆的也好,海那边对岸的也好)表现来看,是典型的没教养,傲慢,没素质的,而且说话中带有他因为自己眼光狭窄而产生的偏见。

事后,我才反应过来,从这件小事,我体会到了几点:1.很多时候,一些人(极少部分)存在的他们固有的偏见,其实是他们自己想象中的,比如故事中这个人,觉得,你们貌似富裕了,有钱了,趾高气扬。从头到尾,整个飞机上没有看到那个趾高气扬,那个把所谓的经济发达当回事,挂在嘴边,都觉得平平常常,反而是这个人在飞机上趾高气扬,极度傲慢,好像是红楼梦里面,原来富裕的大家庭,后来衰败了,然后逢人就主动说,你现在有钱没什么了不起,我祖上也阔过的感觉;2.越是说得多的人,越在乎。

他所表现的就是文中总结的几点。以后大家如果生活中碰到这种人,应该知道这个人的“痛点”在哪里。

在磁共振扫描中,会针对运动的器官进行一些冻结运动的技术或者运动补偿技术,否则扫描出来的图像运动伪影多,无法使用。

门控技术是使用得比较多的,包括:心电门控,呼吸门控,指脉门控。

在心脏扫描中,需要对心脏进行一些同步技术,一般又叫心电同步技术,采用的是放置ECG等心电门控装置。

前瞻性门控,Prospective,前瞻性,'pro',前缀,意思是:向前、在....之前、领先、提前等。

通过ECG或者PPU等装置,可以检测心动周期中的心电变化来作为心脏运动的参考。

在这个心动周期中,一般舒张末期,心脏的运动幅度相对最小,这个和呼吸曲线类似。

所谓的前瞻性门控,就是在系统先检测心动周期心脏运动变化,当达到我们数据采集要求的时候(比如心脏舒张期中后期,心脏收缩末期,或者longest),再启动序列扫描,发射RF射频脉冲,采集信号。这种事先设置好采集的时相(采集窗口),等系统检测达到这个条件的时候,启动触发扫描的行为,我们称之为前瞻性。

飞利浦系统中,在心电同步下拉菜单中,可以选择“trigger”、“gate”和“retrospective”。

其中,trigger和gate就属于前瞻性门控技术。

那这里大家肯定会问,trigger和gate有什么不同。

trigger中文翻译叫做触发,也就是心电触发技术。

Trigger触发。这个时候,系统还没有立马开始启动扫描,得等一个Trigger delay也就是触发延迟时间。从这个触发点开始,到触发延迟时间后,系统才开始启动扫描,采集数据。这种方法就是trigger,本质上它是属于前瞻性门控技术的一种。

采用前瞻性门控的心电触发技术,最重要的一个参数是设置trigger delay时间,也就是触发延迟时间。

在飞利浦中,用户可以选择很多,比如“mid diastole”舒张中期,“end diastole”舒张末期,“longest”最长,或者“user def.”用户自己定义,输入一个数值等。一般心脏扫描,我们希望设置在舒张中期或者末期,因为这个时候,心脏的动度是最小的。实际扫描会根据实际情况进行变化。

在心脏前瞻性门控触发技术中,首先是探测到QRS波群的R波波峰,作为触发点,然后经过一个系统设置的trigger delay时间后,开始启动扫描,采集数据。采集完成后,系统停止扫描。等到下一个R波波峰探测到的时候,再启动触发点,重复同样的采集过程。

除了Trigger,前瞻性门控还有一种技术叫做Gate,也就是前瞻性心电门控技术。这个Gate和Trigger有什么不同呢?

Gate和Trigger最大的不同是没有触发点了。系统持续进行激发,只不过在特定的Gate门窗范围内才进行信号的采集。

是Gate技术的一些参数。由于Gate技术没有了触发点,也不需要设置trigger delay。取而代之的是Gate delay,这个和Trigger delay有点类似。然后有一个Gate width也就是门控窗宽,就等于信号采集的时间宽度。

还是以心脏举例说明:由于没有了触发点,所以,系统是一直都在进行激发的,只不过没有采集数据。什么时候采集数据呢?采集数据时间持续多久呢?取决于Gate delay,这个参数类似于Trigger delay。一般还是以探测到R波峰为主,探测到R波峰后,经过一个gate delay开始采集数据,数据采集持续时间是Gate width这个时间范围。超过了这个范围,数据停止采集。探测到下一个R波峰后,经过第二个gate delay再开启数据采集,以此类推。

和Trigger不同,Trigger做的心脏图像一般是“静止”的,single-phase,也就是单相位的,一幅图像只有一个相位的。而Gate做的心脏图像,即可以是single-phase单相位的静止图,也可以是multi-phase多相位的电影图。

回顾性门控,Retrospective,回顾性,'retro',前缀,意思是:向后、在....之后、倒退、追溯等。

回顾性门控和前瞻性门控有明显的不同,它是在整个心动周期,一直持续启动扫描,采集数据。由于放了心电门控装置,可以检测整个心动周期心脏相位情况。在整个心动周期一直在扫描,把扫描的不同相位对应的图像结合在一起。扫描结束后,用大致相同的相位的图像进行重建,组合。不同心脏相位采集的图像用于重建不同心脏相位图像,这样可以得到类似连续的一个心动周期中,不同时刻的心脏电影图像。

回顾性门控,关键在于“回顾”二字。因为是整个心动周期都一直、持续扫描采集信号。就没有提前去控制、冻结或者补偿心脏运动。而是采用扫描完后,通过回顾性的去重聚图像,把相同相位采集的图像重建在一幅图像上,这样达到区分不同心脏时相的目的。

前瞻性门控技术中,信号的采集在整个心动周期是不连续的;而回顾性门控,在整个心动周期中,信号是连续采集的,只不过重建的过程中,利用心脏的相位信息把不同时相的心脏图像区分出来。

回顾性门控一般多用于做心脏电影Cine序列,这样可以在一次扫描中,做到multi-phase,得到心脏的多相位图像,连续播放就成类似电影的图案。

前瞻性门控Trigger:扫描不连续,信号采集不连续,得到的图像一般是静态图。前瞻性门控Gate:扫描连续,信号采集不连续,可以得到多相位动图。回顾性门控:扫描连续,信号采集连续,相位信息在重建中整合,得到多相位动图。

朋友告诉我:北京有些司机可牛了,别人拆迁户,家里18套房子,不缺钱,开出租车只是消磨时光。

不管你多牛逼,多有钱,60套房子。况且我们作为乘客,素质算非常高的,又没有惹你,也不多话。

你有钱是你的事,既然你今天选择了开出租,那么就好好开,要不然不想开,就停车回家,歇息,遛狗儿,逗鸟儿。

即使马云,今天突然开出租车了,也应该好好开。不可能说,我虽然开出租,但是我有钱,我就可以发脾气甩脸。你要发脾气,回家发去。

任何人,任何时候,都要讲究一个专业和场合。同样,既然今天你要开出租车,你就开,不要占着茅坑不拉屎。

一个职业素养高的人,绝对不会让生活情绪影响自己,绝对不会牵连不相干的人。

二.对不相干的人发火,我和你无冤无仇,也是随机上你车,合着上你车,就受你气?没有这个道理,冤有头债有主。

在上面位置干什么事儿,今天不管他再有钱,他在出租车上,就是出租车司机,这个职业就要求安全,快捷的把乘客送到目的地,保持一定的服务态度。有几套房子或者多少钱,不是你可以在出租车上任性对乘客发火的理由,你要发火,可以回家里发,外人没有义务忍受你的无理取闹。

mDIXON TSE结合MultiVane XD序列使用优势及临床应用

  1. 如果实在太累了;2.而且又是飞行时间至少大于2个半小时的,不日:成都飞北京(1698公里,2小时30分钟飞行时间)或者成都飞上海(1782公里,2小时40分钟飞行时间);3.机型至少是A330以上机型(双通道,大客机以上)。

(国航白金卡升舱69,金卡99;南航3300里程....)。这是对于我们这种工资不高的基层员工的比较经济的选择,毕竟人不遭罪,休息好了,效率更高。

有一份自己喜欢的工作,从事自己喜欢的职业,收入虽然不高,但是比上不足比下有余,因此幸福感比较强也自得其乐。

在偶尔升舱到头等舱后,我的幸福感开始下降,虽然不是直线下降。比如,坐过几次头等舱,旁边的飞友好多是从事金融行业。不知道为什么,经常聊到幸福感,房价,收入上。其中几个人说出他们的感悟,他们认为在上海这种城市,一个月如果没有3万的收入,那就生不如死,如蝼蚁一样!

中国还是有很多穷人的,穷人还是占大多数。先别说在上海月薪三万,就是一个月过税后过一万的都少。

因为站在他们金融领域角度,很正常。一个好一点的本科毕业,不说进四大,就是进一些其他公司,年薪30多万算是起步的。按他们话说在他们这个圈子,收入都是这样。

对于我有限的认知来说,在医疗圈子,特别是放射圈子,月薪3万基本上是不可能的。

医疗行业虽然待遇不高,但是吃不肥,饿不死,而且相对来说技术专业对口,找工作还算好。你们有没有考虑过其他专业....360行,干得好行行出状元,但是绝大部分是人是凑分母的。

站在自己的圈子,自己的认知领域认识到得问题或者看到的问题都是片面的,不具有代表性的。

我原来读研究生期间也带教,当时我记得带11个班的教。带教学对我自己收获很大,教学相长。通过自己带教、上课,督促自己更好的理解,学习;反复讲解,更是加深自己印象。

学医是Diao丝(不喜欢用这个词,比较不文雅,但是这个词确实能够传达这种深意)逆袭(或者叫翻身)的最好专业。

  1. 当医生不能富,但是能保证你吃得饱饭,凭借技术或手艺吃饭,永远也不过时。不为良相便为良医

  2. 每个专业,工作都会有所谓的“关系户”“有背景的人”这种开人生挂的人。能够进4大银行的,大部分都是有关系的。不知道现在银行好这么火吗?虽然也会有关系,也会有开挂的,但是比例少多了。因为,就算是有关系的人,他如果没学医,也不会太方便占(抢)你位置。比如:你是外科医生,能力很强,突然来了一个市长的儿子,没有学过医,就要来抢你饭碗。人事科的说,对不起,你另找高明吧,我们有个关系户,市长儿子就看重你职位了,要做外科主刀医生,我们要他不要你,请你走人吧!当然不大,因为毕竟医生这个职业不是可以直接绕过正规科班培训就上的。即使市长儿子想进医院,也不会直接抢你饭碗,有可能他会当个名誉院长啊或者行政管理职务。

讲这么多,还是觉得我们从事医疗的辛苦。但是有一句话是对的,一份付出、一分收获。金融行业和很多咨询行业收入奇高,但是别人也同样辛苦,也同样付出。不是网上说四大的人,是拿命换钱,有钱没命花。这个不是鸡汤,是真正的调节心态,健康自己身心。

如标题所以,这个序列是同时结合了飞利浦mDIXON TSE技术和MultiVane XD两种技术。

传送门:飞利浦mDIXON家族序列特点及临床应用。飞利浦mDIXON家族序列特点及临床应用(续)。mDIXON TSE序列简单来讲就是结合了mDIXON这种水脂分离技术的TSE(快速自旋回波)序列。mDIXON TSE这个序列的主要优点有:

  1. 一次扫描出四种对比度图像(同相位、反相位、压脂图、脂肪图),这样的话,一次扫描出四组图,等于扫描效率提高

  2. 因为是自旋回波序列,所以对磁场不均匀性不敏感,在有内固定或者假牙情况下,不会有明显伪影

  3. 脂肪抑制效果最佳,特别是在磁敏感变化大的部位及偏中心部位,压脂质量稳定,有保障

  4. 可以结合不同权重图像,T1W、T2W、PDW。mDIXON TSE序列有这么多优点,这个序列有没有缺点?目前来看还是有一些小不足的,主要是:

  5. 这种序列对运动稍微敏感,如:主动运动、血管搏动......

  6. 这种序列在不开CSK的情况下,只能做2D。而mDIXON FFE是3D序列,但是扫描的是梯度回波。

针对主要的第一个小不足,如果能够有抗运动伪影的技术,那么就可以改善这个。

在磁共振序列中,有一种专门抗运动伪影的技术。这种技术基于的原理是采用螺旋桨或者风车或者刀锋样旋转填充K空间。由于K空间中心是决定图像对比度的关键,在这样填充的过程中,K空间中心会被反复填充。而K空间周边决定解剖细节的则填充没有那么多。每个螺旋桨桨片利用中心数据的相位信息进行运动校正,这样能够尽量的消除运动伪影。

传统上,采用MultiVane这种风车样填充K空间进行运动伪影消除后,扫描时间会增加。

要保证想类似传统填充方式一样,把K空间填满,我们必须要多采集数据。

传统的Cartesian(笛卡尔)的K空间填充方式,采用的是类似矩形或者正方形填充;而MultiVane XD的K空间填充方式,是风车样填充,出来的是圆形。飞利浦的MutiVane XD序列有什么优点:

  1. 可以结合SENSE并行采集使用,这样缩短了扫描时间。

既然这两种技术各有很多优点,又有相互互补的特点,我们可否把这两种技术结合起来联用。

在多个场地尝试把这两个序列联用,用来进行扫描,设计了一个新的序列mDIXON MVXD(MVXD代表MultiVane XD)。

这样结合之后,mDIXON TSE高效扫描,脂肪抑制清晰,一次出几组图特点,在配合MultiVane XD可以进行运动及血管搏动抑制,而这两种技术都能够使用SENSE(并行采集)又可以减少时间,保证扫描时间短。

是推荐的常规前列腺扫描。采集体素0.8×0.8mm(注意是采集体素,重建体素可能是0.57mm,某些公司在描述图像参数时,经常喜欢以重建体素来描述体素或者分辨率,这个是不太合规的)。扫描层厚3.5mm,扫描20层,FOV 260mm,扫描时间为3:24min(3分24秒)。一次扫描可以同时出四组图,一般我们只选最有用的T2不压脂和T2 FS(脂肪抑制T2序列)。

同样的序列,扫描的图像非常稳定,而且信噪比,分辨率都不错,扫描时间也不慢(3分多钟),同时出几种图,大大的优化了扫描流程。

女性盆腔同样可以用这种序列来扫描。扫描采集体素0.85×0.85mm,扫描层厚4mm,扫描时间3:42min,FOV 380mm。

众所周知,颈部的脂肪抑制非常难做,因为结构不规则,组织多变,含气体,有运动(呼吸运动及吞咽运动),而且磁敏感变化大。传统方法,没有mDIXON TSE序列的话,为了保证颈部脂肪抑制稳定,一般采用STIR这种序列。这样的话,扫描时间长,信噪比低,而且一次扫描只出STIR一种图。

有了mDIXON TSE序列后,脂肪抑制不在头痛。但是如何消减呼吸及吞咽运动呢?

颈部软组织,显示甲状腺及其他组织,采用mDIXON MVXD T2序列。采集体素0.78×0.78mm,层厚3mm,扫描层数24层,扫描时间4:15min(4分15)。4分钟时间虽然不算短,但是做过磁共振的老师知道,颈部本来不好做,而且要保证一定的空间分辨率,又要考虑脂肪抑制。4分钟做一个完美的颈部图像,而且还同时有脂肪抑制和非脂肪抑制,一定是完美的选择。

这个序列还可以用在更多的部位,后面可以尝试一下把这个序列用在肩关节。扫描一次,一出几(采用体线圈),而且配合了风车技术,消减呼吸运动的传到伪影。

比如:上海、南京、合肥、南昌、杭州、苏州。这些城市虽然会下雪,单并不是经常积雪的城市。

怕化了,不敢再南下,最后回头想起了济南.....。下雪了,我最担心的是我亲爱的飞利浦客户。由于整个东区大部分地区下雪,我从成都飞:上海、南京、苏州、杭州、合肥、济南.....这些东区传统的服务城市,都有可能航班延误甚至取消。

已知磁共振区别于CT和传统影像检查的一点就是:多参数成像。反映在具体情况就是,磁共振图像并不是单纯的靠一个指标或者数据来反映及评价图像。比如:CT和X线,大部分主要是反映图像的密度。当然最新的先进的CT还能反映所谓的能谱分辨率.....。磁共振成像中,最重要的反映图像对比的就是权重。我们做的图像到底是T1WI,还是T2WI,还是PDWI,还是加了脂肪抑制等,这些都是权重的概念。

为什么叫“权重”呢?因为,磁共振成像形成的图像,并不是只反映一个组织的性质,比如我们理论上不可能只产生一个反映组织T1特性的图像。我们形成的图像,肯定会包含组织的T1、T2甚至PD(质子密度)特性。但是有些特性是主要反映的,也就是所权重比较重,占的权重大。一般磁共振图像我们称之为“**加权像”。

主要反映组织T1特性的图像我们叫做T1加权像,简写为T1WI(W代表Weighted,权重);主要反映组织T2特性的图像我们叫做T2加权像,简写为T2WI;主要反映组织质子密度PD特性的图像我们叫做质子密度加权像,简写为PDW。

在大部分自旋回波类序列中,决定图像权重的是两个主要参数:TE(回波时间)和TR(重复时间)。

长TR、长TE,得到的图像,偏T2权重,TE值越大,T2权重相对越大。

这里需要注意,虽然TE越大(回波时间越延迟),反映不同组织之间T2对比越强,但是TE也不会太大。因为,TE太大了,假设无限大,组织的所有信号都完全衰减,就无法突出任何组织之间的对比。

TE大,图像偏T2权重,但是TE设置得要合理。最合理的TE是两种组织之间的T2值。

比如,一般做头颅,要得到T2权重,我们的TE可能会设置大于100ms;但是同样在做肝脏扫描,我们的TE不会太大,一般肝脏的T2值在60-80ms之间,所以,在肝脏T2WI序列中,一般默认的TE值为60ms;当然如果要得到权重更重的T2序列,可以把TE值延长到150ms以上(一般作用是鉴别血管瘤等)。

同理在骨关节系统中,一般我们要得到T2权重的SE类序列,TE>55ms即可,不需要TE太大,设置得像头颅一样120ms是不合理及不科学的。

短TR,短TE,一般得到的图像是T1权重,TE越小T1权重越大。理论上TE不可能小到无限小(也就是0ms)。即使有些厂家再怎么宣称所谓的ZTE(零TE),回波时间TE也不可能是0。因为总有物理时间上的限制。另外TR也不可能太小,如果TR太小,组织还来不及恢复,基本上下一个脉冲打下去没什么信号。

基于以上几点,虽然短TR、短TE得到的是T1权重图像,但是TE和TR也不会太小。一般在头颅扫描中,TR大部分是在400-600ms之间,TE在10-20ms之间。

什么叫质子密度?就是反应组织氢质子含量。TR越长可以削弱T1对图像的影响、而TE越短则削弱了T2对图像的影响。长TR、短TE得到的是偏氢质子密度权重的图像。

一般在骨关节系统中,长TR,TE小于35ms即可得到质子权重的图像。

在骨关节系统检查中,由于磁共振序列繁多,每个医院有各自的习惯,很多序列很难统一。

比如,有的医院扫描PDW压脂像,有的医院扫描T2WI压脂像。

目前,很多国内知名的骨关节专科医院,在扫描膝关节或者肩关节的时候都推荐扫描三个方位的PDW-SPAIR(PDW脂肪抑制像)+一个方位的高分辨T1WI像。

T1WI SAG(正矢状位)[不推荐扫描斜矢状位,知道你们说想看前交叉韧带,其实只要摆位的时候,脚微微外旋也能看见,一个序列就能看半月板和韧带,所以以效率来说,不推荐扫描斜矢状位]。PDW-SPAIR COR(冠状位)。PDW-SPAIR TRA(横轴位)。这里有一个问题。觉得还是T2W压脂像看病变比较好。

T2WI显示组织病变,骨髓水肿肯定比较好。但是PDW显示韧带、半月板、纤维结构比较好。

已知,T2WI序列是长TR、长TE;PDWI序列是长TR、短TE。这两个序列的TR时间一般都长,而决定到底是偏T2还是偏PD的,完全就是靠TE(回波时间)来定的。

在临床中,就出现了一个中间权重的概念,这个中间指的就是介入PD(质子密度)及T2之间的中间。

采用长TR,TR=3000ms,结合Drive技术,TE=45ms,达到中间权重。前、后交叉韧带及半月板显示清晰。图像诊断效能非常高。既满足了老专家执意于看T2权重的需要,又满足了新锐专家青睐PD权重看韧带的需求。

是T2脂肪抑制图像,TE=60ms。如果和PD或者中间权重的图像比的话,可以发现信噪比变低了(颗粒感大)。这点很好解释,因为TE时间延长了嘛,组织信号衰减多了嘛。液体病变显示得非常亮,对比度比较好。

是一个质子密度权重结合脂肪抑制的图像,TE=35ms。可以发现和T2权重的图像比,图像整理偏灰,韧带显示清晰,液体亮,但是没有在T2权重这么亮。

目前设备发展开,理论天天在变,序列选择多样。我们还可以选择飞利浦的mDIXON序列,这个序列可以结合T2或PD,一次扫描出4组图,脂肪抑制稳定。

有人说,能不能一次扫描同时出T2及PD呢?

当然可以,很早的膝关节及肩关节扫描就是这样干的。

那个时候,由于还很少用TSE(FSE)快速自旋回波序列。一次TR只采集一个回波,扫描效率慢。

很多医院采用双回波扫描,为什么?因为不管我是扫描PD还是扫描T2,反正都是长TR,TR一般大于2000ms。我一次TR大于2000ms,只采集一个回波不是浪费了吗?在这么长的等候时间(TR无效时间里),我完全可以采集两个甚至三个回波。比如两次TR之间,在35ms采集一次回波,填充到一个K空间,得到PDW图像;在60ms再采集一个回波,填充到另一个K空间,得到T2图像。一次扫描同时采集两个回波,重建出PDW对比剂T2W对比的图像。

因为,我即使只采集一个回波,我还是要白白等候这么长的TR,不采白不采。最早的国内及国外专著都写的,PDW质子密度图像是free,也就是免费的,不花额外时间采集就得到的,或者是在得到2权重图像中附带得到的。

自从TSE序列得到广泛应用,一次TR可以同时采集多个TE填充到一个K空间完成重建,加快图像速度。在TSE序列中,单纯得到T2W或者PDW,和同时得到PDW及T2W就不同了。这个时候,得到的PDW图像就不是free,就是需要花代价的了。

既然不是free,很多医院就要考虑,我到底要哪一个?要T2W还是PDW。

大家现在看到很多医院都不扫描双回波序列了,就是因为原来扫描双回波序列是不需要额外花太多代价的,现在不同了,医院要取舍了。

越来越多的医院选择了PDW脂肪抑制;而也有一些医院还是更喜欢T2W脂肪抑制。

这就是由于技术发展后,扫描序列的变化及变迁。了这些,就对整个骨关节扫描序列及其优劣,特点烂熟于心。

本来现在应该坐在从上海开往南京的高铁上,但是由于培训耽误,临时改签。

2018年冬奥会我肯定不看。

因为,西方以所谓的俄罗斯服用兴奋剂为理由,拒绝俄罗斯代表运动员参赛,俄罗斯运动员可以以个人名义,打着“来自俄罗斯的奥林匹克运动员”名义参赛。

好吧,这个就算了。问题是,哪些运动员能够参赛,要经过一个组织的审查。哪些从来没被查出过用兴奋剂的清白运动员,部分被告知不能参赛。这个组织清一色以西方国家的人为主,给出的理由是,虽然你从来没用兴奋剂,我们也知道,但是,由于其他原因,不让你参赛。

而且被剥夺参赛资格的,大部分是有夺金实力的。速度滑冰运动员,尤斯科夫,从来没有被检查到过,被人举报2008年一次聚会吸大麻。

举报尤斯科夫的,毫无疑问是荷兰人,因为他是荷兰速滑队的主要竞争对手。荷兰人,举报别人吸大麻。阿姆斯特丹接头弥漫着浓浓的大麻味,而这个城市也是欧洲最著名的小偷之城。小偷水平秒杀中国大部分城市,一不注意,手机就没了,而且偷东西的,经常是白人。

反观西方国家,挪威滑雪队,大部分人有所谓的“哮喘”,可以使用一些含有兴奋剂的违禁药物;而美国好多运动员有“多动症”,也经过WADA(国际反兴奋剂机构)允许,可以合法使用兴奋剂。

至今被查到的人不到10个,大部分人没有证据。

有些人,双重标准惯了,西方说什么都是对的,西方国家是不会错的,西方国家是最善良的。

对于这个事,明摆着就是故意整人,而且到了公然脸都不要的地步了。

所谓的奥林匹克精神荡然无存,西方部分国家的虚伪本质暴露无遗。如果可以用这种方法,让竞争对手不参赛,从而获胜的话,那么体育比赛还有什么意义。

所谓的,西方国家......西方国家.....其实就是个传说。都是地球人,就不要装外星人。

言归正传,开始我们今天的话题。磁共振扫描特殊体位的应用。

有些特殊的疾病诊断,为了达到良好的显示效果,可以借此特殊体位来实现。

  1. 为了诊断平山病,扫描颈椎的过伸过屈位

  2. 为了判断脊髓栓系综合征的压力张力,扫描一个仰卧位脊柱、再扫描一个俯卧位脊柱做对比

  3. 孕妇胎儿扫描,有时候采用左侧卧位,可以减少子宫对腹盆血管的压迫

  4. 有的小孩扫描,采用侧卧位,保证检测的顺利

  5. 脑脊液鼻漏,采用俯卧位扫描,保证找到漏口。

因为仰卧位扫描,你很难看到脑脊液鼻漏;而如果用俯卧位,是能够观察到脑脊液鼻漏过程的,从而发现漏口及位置。

在飞利浦系统中,可以选择不同的病人扫描体位。Prone代表俯卧位,Supine代表仰卧位,Decub Right代表右侧卧位.....。

修改了,扫描体位后,系统会自动调整前后AP,左右RL,上下FH方向。

对于脑脊液鼻漏的病人,临床主要就是要寻找漏口位置。常规的头颅仰卧位扫描很难解决这个问题。因为病人仰卧位后,脑脊液很难产生鼻漏,你根本无法扫描发现这个。

这里需要注意一些问题,俯卧位扫描头颅,如果摆位和使用线圈让病人舒服。

推荐采用两个小楔形垫,垫住病人额头和下巴,这样的话,方便头颅朝下俯卧位及头悬空。

线圈,可以采用柔线圈,这样就不用头颅专用线圈去固定病人,病人也不会透不过气,体验感也比较好。

可以给病人鼻子塞上纸巾或者棉球,有的病人俯卧位后,脑脊液鼻漏比较严重,流下来,导致病人不舒服。

把鼻子塞住的话,病人有时候会透不过气,所以这种情况下不用塞鼻子,下面放一些纸巾,保证漏出的液体不会让病人感觉难堪。

采用俯卧位后,进行矢状位T2WI扫描,可以非常清楚的观察到脑脊液鼻漏的过程。

这里需要注意,扫描必须要快,就是一个序列扫描速度要快。因为病人俯卧位过程中,脑脊液可能还会漏,病人体验是不舒服的,必须得快速完成扫描。

冠状位的序列也是不可少的,可以多方位的观察脑脊液漏的位置。

如果时间来得及(病人能够耐受),还可以扫描横轴位的几个序列,主要以T2脂肪抑制和T1WI序列为主。

通过俯卧位体位这种在头颅扫描中非常不常用的体位,可以解决脑脊液鼻漏的扫描问题,达到仰卧位扫描不能达到的效果。

2. MR扫描中饱和带的妙用

虽然我是南方人,不过我溜冰技术不错(当然是刀冰啦,旱冰就不用强调)。业余时间也练习一些空手格斗项目。

现在由于各种原因,比较忙。常年辗转于机场、酒店、医院、空中(飞机上)、高铁站、饭桌上.....几乎没有运动过。一下子感觉身体情况大不如前。

经常感觉低血糖,走路腿发麻。而且原来身体条件好的时候,走15公里山路不带休息的;现在偶尔陪家人逛街,3公里就觉得走不动。

希望大家在辛苦工作的同时,要注意休息,劳逸结合。有些时候确实迫不得已。每个人都关心我,告诉我:你要注意休息了,你应该请假了。寒暄之后,下一句就是:有个事儿,得麻烦你出马。(或者)我这边情况特殊,只有你来解决了。(或者)我这个事,你必须得帮忙.......。在使用磁共振中,大家肯定对“饱和带”这个词不会陌生。

饱和带是一种区域饱和技术,或者叫空间饱和(Spatial Saturation)技术。

这种技术原理是并不复杂,就是在成像之前给选定的一个区域施加饱和脉冲,从而让这个区域不产生信号,达到饱和(抑制信号)的目的。

饱和带或者空间区域饱和技术是一种比较基础的技术,所以基本上每个磁共振制造商(公司)都有这种技术。

在飞利浦,这种技术是通过添加REST slabs来实现的。在西门子,这种技术一般用Saturation来表示。在Toshiba(现场是Canon),这种技术同样叫Saturation。

饱和带是有目的的对某一区域(具有空间选择性)实施饱和,所以这个技术有很多参数会决定饱和(信号抑制)的效果。

饱和带通过非常短的时间,针对选择的区域发射预饱和脉冲,把组织的磁化矢量翻转的水平方向,然后利用一些扰相梯度,让横相位上(Mxy)的磁化矢量尽可能快速的衰减,这样的话,在真正施加90°射频脉冲的时候,由于被选择的区域质子磁化矢量还没有恢复到纵轴方向(被饱和了),就不会有质子被激发到横轴方向(水平方向)产生信号。

不同参数的设置决定了饱和带效果。在飞利浦系统中饱和带的参数设置是非常丰富的。

在Geometry几何选项卡里,有一个参数叫做“REST slabs”这个就是设置饱和带及其相关参数的。

当通过下拉菜单,把REST slabs的数目设置为非0(大于0,一般都是整数)的时候,启动了饱和带,而与之相关的参数也得以显示。

上表是饱和带相关的参数及意义,通过调节这些参数可以得到不同的空间饱和效果。可能表有点小,主要的内容我下面一一阐述。

当我们激活饱和带后,我们是通过“添加饱和带”来实现的。这里有一个参数就是添加的饱和带数目。一般来讲,可以添加多条饱和带,达到不同的效果。数目从1-6不等。

不同数目饱和带的应用,为添加了2条饱和带分别放在头颅两侧;为放置了4条饱和带,分别放置在头颅四个角。

除了饱和带数目,第二个最重要的参数就是饱和带类型Type。点击下拉菜单,可以选择以下四种不同类似:Parallel(平行于扫描叠块);Perpendicular(垂直于扫描叠块);free(自由放置);circular(一个循环的圆圈包绕扫描叠块)。

根据需要饱和的目的,比如有的是需要抑制上游或者下游血液信号,这种情况下我们一般把饱和带类型设置为Parallel也就是平行于扫描叠块(方向);有的需要饱和一些视野外组织减少运动伪影,这种情况我们一般设置饱和带类型为free。设置为free就非常自由了,用户可以自己随意放置饱和带的位置,方向,角度,距离等。

比较特殊的是当设置饱和带类型为circular的时候。但是如果你设置饱和带类型为circular,那么系统自动定义了饱和带的方位,数目,这个时候的饱和带数目就不止6了,而是可以达到10条。

这种一圈饱和带形成一个圆形,包绕扫描叠块,有什么用途呢?这种一般是我们用在扫描MRS波谱的时候。已知做MRS的时候,对磁场均匀度要求更换,而且一般会做脂肪抑制。这样的话,通过添加这种饱和带,一方面可以饱和一些和空气交界的组织,提高磁场均匀度;另一方面可以饱和周边脂肪,减少化学位移效应。

饱和带设置为circular后的效果,一般多应用在扫描头颅和前列腺的多体素波谱中。

第三个非常重要的参数是REST position,也就是饱和带的方位或者位置。饱和带是放在头端(H),还是足端(F),所起的作用或者效果是不同的。以上大部分参数都是和饱和带方位相关的参数,比如:饱和带的类型(平行、垂直、圆圈、自由放置);饱和带的方位(前方、后方、左侧、右侧、头端、足端);还有就是gap,也就是饱和带到最靠近饱和带外出扫描叠块的距离;饱和带角度(当选择了perpendicular垂直于扫描叠块后,可以设置饱和带和扫描叠块呈多少角度),这个一般用在肩关节比较多。

通过不同的饱和带空间参数的组合,可以达到不同的效果及目的。比如,通过平行于扫描叠块的两个饱和带,可以同时饱和上游的动脉和下游的静脉。

另一类参数是决定饱和带效果的,也就是饱和带强度的。这里大家一定要注意一个观念:并不是加了饱和带,在饱和带区域的组织就100%不会产生信号了。可以设置饱和带强度的参数,调整饱和带强度,达到加强饱和效果的目的。

通过选择REST power的级别,可以调整饱和带强度。

其他公司的饱和带设置,大体上相同,可能参数没有飞利浦多,但是基本上可以保证用户自由定义饱和带。

在磁共振成像中,饱和带的应用主要是为了去除一些伪影及不希望成像的组织。

所以有些序列,添加了饱和带,扫描时间会延长。特别是T1WI的 序列,因为已知,T1加权序列,一般TR比较短。添加了饱和带,会延长TR。而T2WI序列,大部分情况下,添加饱和带不会增加扫描时间。因为T2加权序列,TR比较长,即使添加了饱和带,这么长的TR也足够容纳一个饱和脉冲时间。饱和带的临床使用当中,作用主要有两个:

  1. 通过饱和带,消除不需要的信号(抑制某个空间区域的信号)

  2. 通过在扫描视野外放置饱和带,减少一些搏动、流动、呼吸运动引起的伪影。

临床中,使用饱和带最多的情况就是磁共振血管成像,特别是TOF法。

这样可以抑制上游的静脉信号(因为头颅中,静脉血流方向头-足方向)。头颅静脉被抑制了,就可以更好的突出动脉了。反之亦然,要做头颅静脉,就可以把饱和带放在下方(也就是足端)。

将饱和带放置在合适的位置,可以减少伪影(主要是呼吸伪影,流动伪影,血管搏动伪影等)。

这种通过饱和带来减少伪影的做法,在盆腔矢状位扫描、肩关节扫描、膝关节扫描、腹部横断位扫描中应用得非常多。

特别是盆腔扫描,很多医院会做一个矢状位不压脂的T2序列。这个时候由于没有采用其他呼吸补偿,腹壁呼吸会带来一些呼吸伪影,通过放置饱和带在前方腹部。可以有效地抑制腹壁脂肪呼吸运动伪影和小肠的蠕动伪影,达到良好的效果。

上组:左边是T2WI没有加饱和带,右边加了饱和带,效果非常明显;下组:左边是T1WI没有加饱和带,右边加了饱和带,同样效果一目了然。

有时候会做相对小视野的扫描。如果视野以为有组织的话,可能会产生卷褶伪影。这个时候,我们就可以利用饱和带,饱和视野以为的组织,这样视野以为的组织信号被抑制,那么就不会产生卷褶伪影。

链接阅读:(网络课程)MRI常见伪影及解决方案。在我们经常扫描腹部梯度回波序列的时候,细心的老师会发现,由于梯度回波序列血管不会产生流空效应,这样就导致血管信号是高信号,非常容易产生搏动伪影。

随着DIXON技术的发展,现在很多公司扫描腹部都采用DIXON技术。在飞利浦中,我们用得比较多的是mDIXON-FFE。这个序列特点是脂肪抑制好,扫描时间快。但是传统的mDIXON-FFE序列,不能添加饱和带,所以有时候会出现腹主动脉搏动伪影。可以看看,这个搏动伪影产生在前方,一般这个序列的相位编码方向是AP(前后方向)。

新版的mDIXON XD,可以在mDIXON序列的基础上,添加饱和带。将mDIXON-FFE序列改为mDIXON-TFE序列,可以施加饱和带,这样就消除了腹主动脉搏动伪影。

这样做了以后,信噪比会稍微下降一点,不过解决了DIXON序列添加饱和带的问题。

除了这些常规应用,大家在实践操作中可能都接触过,最后我想介绍一下饱和带的一些创新用法。

这个也是日本团队用得比较多的,比较创新。就是通过用饱和带,来反映脑脊液电影情况。

一般国内,做脑脊液电影,扫描几个序列就够了。比如扫描一个3D的B-FFE序列,就基本上可以判断中脑导水管有无脑脊液流通。或者扫描一个比较薄层的2D T2WI序列,定位于脑中线。然后在用PC法做脑脊液电影序列。

为什么采用3D B-FFE序列呢?因为这个序列是平衡式自由稳态序列,液体不会流空,所以即使中脑导水管非常狭窄,只要有交通,也能显示。而采用T2WI,经常出现因为流空,导致中脑导水管显示不清。

这个是我们中国团队解决扫描脑积水或者解决脑脊液情况扫描的方案。

而日本团队则比较巧妙,他们利用饱和带,来突出中脑导水管的脑脊液流动对比。采用的序列还是B-FFE序列,这个时候脑脊液是高信号。然后在中脑导水管的位置,施加REST,即饱和带。这个时候可能大部分人不理解,这是要干什么呢。来看看图像和视频就清楚了。

不得不佩服日本团队的创新。饱和带一般是作为抑制信号的技术来使用。但是通过这种创新,让饱和带成为衬托对比度的方法,还是比较有新意的。

饱和带是磁共振中最基本的一个技术,这种技术基于空间区域饱和。

这种最简单的技术,在磁共振成像中,应用非常广泛。合理以及创新的应用好饱和带,能够显著的提高图像质量,帮助我们进行影像诊断。

一个比较深的感触是,有感于最近的热点事件,网上掀起了一大波反思。反思的大体主旨就是,现在的人心都浮躁了,都想买房子,都想抄低,都想转业搞金融,都想做企业管理者。对于做技术的人来说,需要的是耐得住寂寞;需要的是时间和经验的沉淀;需要的是知识的储备;需要的是know-how。

而我们也偶尔有机会和日本的磁共振培训团队接触,确实也感觉他们做事的一种极端认真,细致。这点是我们所需要学习的。

也说一点,不是为了开脱。国内的医生,一天看多少病人,管多少床位,磁共振一天扫描多少病人。这个是客观存在的事实。但是这个不是不认真,不细致的理由。

一方面,确实有不同于其他的特殊情况,大家现在都把磁共振用成平片及CT的速度了。一个1.5T磁共振,一天上班10小时,有医院做100个病人的(注意是病人不是部位),我都知道有5家。这么快的速度,这么高的流通量,你即使想要做得仔细,也确实非常难,时间就摆在那里。

同样,对于来说,我也需要不停的努力。而学得越多,越是感觉自己不懂的越多,越觉得还有很长的路要走。

在磁共振扫描中,我们要注意一个很重要的问题就是,如何纠正或者消除运动伪影,特别是在有些周期性生理运动器官的扫描中。

(网络课程)MRI常见伪影及解决方案。加快磁共振成像的参数汇总--磁共振快速成像技术。在消除或者减轻运动伪影的技术有很多,比如我们熟悉的加入各种生理学门控,或者采用屏气方法,或者采用MultiVane XD等风车状采集填充K空间中心来通过算法消除运动伪影对图像的影响。

长程平均技术,或者叫做长间隔平均法(Long-Term Averaging Method, LOTA)。

因为每次重复采集,运动伪影是随机的或者不定的或者不是总是出现在一个位置的信号,而静止的固定组织信号是相对固定的,通过这种方法,多次采集后平均,可以消除运动伪影,提高信噪比。

这种方法,能够解决一些运动伪影,但是这种方法有很大的问题。比如,采用常规的SE或TSE序列,由于一次激励次数采集时间相对比较长,这样两次或者多次(根据重复次数来决定)采集中,相同的相位编码线获取间隔时间就会比较长。如果,运动伪影不太大,大部分组织静止,则还可以取得比较理想的去除运动伪影效果;如果静止组织运动幅度大,生理运动很剧烈,这样的话,这种方法,反而不能够消除运动伪影。

这种技术是,多次重复激励,在第一次采集完第一条相位编码线后,接着就重复采集同样的相位编码线,而不是把第一个K空间填充完毕,再开始重复第二次K空间填充,这种方法就叫做长程平均技术或者叫做长间隔平均法。

在飞利浦中,这种方法有叫做SMART,(Serial Motion Artifact Reduction Technique, SMART)。

把SMART选择,下来菜单从no,改成yes,则开启(使用,启用)了长程平均法。在飞利浦系统中,鼠标指着这里,按F1可以获取帮助信息。这个参数,大家按F1可以发现显示的是:

no: Parameter is not enabled.。yes: With NSA>1, each set of corresponding measurement is separated in time as much as possible. This has the effect of reduction motion artifacts.。Does not increase scan time.。For use with NSA>1.。这个都比较好理解,上面的解说意思就是说,用户要使用SMART这个技术来减轻运动伪影,必须在NSA大于1的情况下。

仔细研究,发现,在很多序列上,使用这个技术,扫描时间会增加5-20s不等。比如,头颅扫描,在常规的T2WI上,我非常喜欢用这个技术,开启SMART后,扫描时间确实不增加。但是如果是T2W-FLAIR,同样,开启SMART,一般扫描时间会增加20秒左右。

F1帮助解说的并不是全对,这个技术,根据不同序列,扫描时间是要变化的。

要用SMART技术,必须要NSA大于1,这个让很多用户非常难以选择。特别是头颅扫描,有些老年人对T2WI序列运动敏感,如果使用这个技术吧,效果是不错,但是NSA大于1,就是2,他们觉得时间长了。如果NSA=1吧,时间可以接受,但是不能减轻运动伪影。

幸好,飞利浦太灵活了,新版的可以允许激励次数(重复次数)NSA不会整数,如NSA=1.5,1.6,1.7.....。飞利浦中,NSA可以不用必须是整数,这样NSA=1.5或1.6,满足NSA>1,SMART出现,可以开启使用。

有些老年病医院,大部分病人是老年人。虽然,我一看就知道是头动了的伪影,但是,10个出现7个这个高概率,还是让我感觉不能排除序列参数问题。

于是,我自己进去躺着当志愿者,让医院技师扫描我,我一动不动,扫描了10分钟。出来看图,没有伪影了。

我于是开启了SMART,长间隔平均法,在头颅T2WI序列中,使用这个时间不变,其他也不影响。扫描完了,对比了一下,发现还是很有用的。

这样,把医院的序列,头颅T2WI全部加上SMART后,第二天商务扫描了15个头颅老年人,只有2个在T2WI上面有一点很轻微的伪影,其他图像非常好,所以采用这种方法,能够解决问题。

在西门子系统中,还可以在Contrast对比栏里面,选择平均模式。

和飞利浦的一样,西门子中,要使用长程平均技术,必须要保证NSA大于1,而西门子中NSA叫做Averages,这个参数必须取整数,也就是说,西门子中,要使用长程平均技术,Averages最小也是2,或者大于2。

3. 同反序列原理及临床应用

在腹部磁共振扫描中,原来有一个很重要的序列,叫做“同反序列”,或者又叫“双回波序列”。这个序列是一个2D的梯度回波序列,在一个TR(重复时间里)采集两个回波(两个TE),所以又叫双回波序列。

已知,梯度回波序列由于没有采用180°(有时候度数并不一定是180°)重聚脉冲,纠正主磁场的不均匀性及质子的相位差,所以,不同时间(TE)采集信号的时候,由于水和脂肪组织中的氢质子进动频率有差异,会呈现不同的相位差,导致信号不同。

我们必须要清楚双回波序列或者叫同反序列的概念。如前面所阐述的,这个序列主要是梯度回波的2D序列,由于没有采用重聚脉冲纠正质子的相位差,所以能够在不同的TE时间,得到不同的信号。

双回波序列,在一个TR(重复时间)内,在两个不同的TE(回波时间)采集两个不同的回波信号(Echo 1,Echo 2)。

由于TE不同,所以这两个信号的信号强度也肯定是不同的。

通过脉冲图,看出来,双回波序列的这两个信号是通过读出梯度场的切换产生的,没有利用180°重聚脉冲,所以无法纠正质子的相位差。

在人体中,水(自由水)和脂肪组织含有大量氢质子。由于脂肪和水的化学结构不同,化学环境也不同,所以氢质子在脂肪组织和水肿的进动频率是不同的。

教科书上一般写,氢质子在水和脂肪的进动频率差距是3.5ppm。ppm代表part per million也就是百万分之一。

脂肪组织中的氢会比水中的氢进动频率慢3.5ppm,也就是他们的差异是每百万差了3.5个单位。如何把这个差异换算成频率呢?

已知ppm是百万分之一,也就是10的-6次方数量级。而氢的旋磁比是一个常数,这个常数是42.58MHz/T,解读过来就是每1Tesla为42.58兆赫兹。M是10的6次方数量级。

要得到1.5T中,水和脂肪的进动频率差异就非常简单,我们这里就以3.5ppm来计算,这样方便。

以上计算出来,在每1T的场强中,水和脂肪的进动频率差距是150Hz。在1.5T中,他们的差异就是1.5T×150Hz/T=225Hz。随着场强增高,水和脂肪的进动频率差异为变大。在1.5T中,大概是225Hz。实际上进动频率差异还和温度有关,在温度为22℃的时候,氢质子在水和脂肪中的进动频率差异大概为3.5ppm;但是一般我们做的都是活体(活人),那么在37℃的时候,这个差异缩小到3.27ppm。

同样,如果这个值是3.27ppm,那么计算下来也非常简单。

根据最后的因素,修订计算,在飞利浦系统中,1.5T水和脂肪的进动频率差异是217Hz;3.0T中水和脂肪的进动频率差异是434Hz。

三. In phase & Out of phase。一般我们又把双回波序列叫做同反序列。注意一定是同反序列,不要说成正反序列。

同代表同相位,in phase,指水和脂肪中的氢质子相位处于同一方向。反代表反相位,out of phase,指水和脂肪中的氢质子相位处于相反方向。

刚开始射频脉冲发射以后,如果马上采集信号(假设TE=0ms),这个时候,水和脂肪的进动频率是没有差异的,也就是他们的相位处于同一个方向,是同相位。(当然,TE时间不可能等于0ms)。

随着TE时间的增加,水和脂肪组织中的氢质子由于有进动频率差异,他们的相位差会不停的拉达。

当达到某一个时间的时候,可能水和脂肪组织中氢质子的相位刚好处于一个相反的方向,也就是反相位。

TE时间不同,水和脂肪组织中氢质子的相位差不同。脂肪比水慢了217Hz@1.5T,那么时间延长,总会在某个时间,水比脂肪多跑了一圈,刚好追上脂肪,形成同相位;也总会在某个时间,水逼脂肪多跑了半圈,刚好和脂肪形成相反的方位(反相位)。

如果刚好在水和脂肪的反相位时间采集信号,那么这个时候得到的信号S1=W-F或者S1=F-W。因为这个时候,水和脂肪的相位刚好相反,那么根据合力原则,得到的信号应该是他们之差。

如果刚好TE时间等于水和脂肪的同相位,那么这个时候得到的信号S2=W+F。

同一个序列,我们采集了两个回波,分别是在同相位和反相位,得到了两个信号。

这个时候,我们要知道水和脂肪的信号,其实就非常简单,解一个二元一次方程就搞定了。

我们感觉上面公式一看,很明显,同相位的时候S2信号一般是高于S1的,因为同相位的时候是两个信号相加;反相位的时候,水和脂肪信号会相减。

如果一个组织同时含有水和脂肪,在反相位的时候,信号一相减,水和脂肪一减,信号下降非常明显。为什么反相位图,在水-脂肪交界处要出现勾边,因为刚好水-脂肪交界处的体素,同时含有这两种成分,信号一相减,就没了。

如果一个体素,只含有脂肪组织或者只含有水的话,那么在同相位图和反相位图像上,他们的信号差异很小。

如果W=0(只含脂肪)或者F=0(只含水)。

如果一个体素,既含有脂肪,又含有水,那么在同相位图和反相位图差距非常大。反相位图由于脂肪和水信号会相减,可能就没有信号,形成黑带,把这种效应叫做反相位的勾边效应。

另W=0.5(含量一半),F=0.5。

S1=0,S2=1. S1反相位信号丢失,勾边。

有部分书,把同反序列中,反相位图的勾边伪影叫做“第二类化学位移伪影”。个人觉得,这样叫不是太严谨。

知道了这个,下面就是如何知道在什么时间(TE)是同相位?在什么时间(TE)是反相位?

同相位、反相位都是交替出现的,所以我们这里指的同相位时间和反相位时间主要是指第一个出现的同、反相位时间。

大概看了教科书,一般都知道,在1.5T中,第一个反相位时间是2.2ms,第一个同相位时间是0ms(实际上不可能),所以第二个同相位时间(默认为第一个同相位时间)是4.4ms。

已知在1.5T中,水和脂肪的进动频率差异是217Hz,频率是时间的倒数。要得到第二个同相位时间,也就是水比脂肪多跑了一圈,那么很简单。

频率单位为Hz,在1.5T中,他们的差异是217Hz,频率是时间的倒数,也就是说在一个时间周期,他们会有217差距,那么就是1秒钟,水会比脂肪多跑217圈。多跑一圈的时间是多少呢?

1s=1000ms÷217Hz=4.6ms;这个时间就是第二个同相位出现的时间(第一个时间是0ms)。

把这个时间除以2,就得到第一个反相位出现的时间:4.6ms÷2=2.3ms。

在1.5T中,第一个反相位时间是2.3ms,第二个同相位时间是4.6ms。在双回波梯度序列中,我们第一个TE1设置为2.3ms,得到反相位图;第二个TE2设置为4.6ms,得到同相位图。

如果是在3.0T中呢,时间会发现变化。已知3.0T中,水和脂肪的进动频率差异扩大到434Hz。

第二个同相位时间:1s=1000ms÷434Hz=2.3ms。第一个饭相位时间:2.3ms÷2=1.15ms。

由于3.0T场强比1.5T高了一倍,而水和脂肪组织中氢质子进动频率差异也多了一倍,所以同相位、反相位时间会缩短一半。进动差异更大了,跑一圈时间就更快了。

这里需要注意,同相位、反相位是交替出现的。比如1.5T中,第一个同相位时间是0ms,第一个反相位时间是2.3ms,第二个同相位时间是4.6ms,第二个反相位时间是6.9ms(4.6ms+2.3ms),第三个同相位时间是9.2ms(4.6ms*2)......以此类推。

最后一个问题,the last but not least,也是比较重要的一个问题。在我们扫描同反序列的时候,是应该随便扫描,同相位、反相位出现的顺序是否重要?

有的老师认为,同反序列,根据时间变化,同相位、反相位时间交替出现。反正我扫描两个回波,一个同相位,一个反相位就可以了。先出现同相位或者先出现反相位,无关紧要。

在扫描同反序列中,系统可以根据用户需要,进行灵活的设定。比如,第一个TE1是需要出现同相位,还是出现反相位。

我们假设第一个TE1出现的是同相位,第二个TE2就是反相位。在1.5T中,第一个TE1=4.6ms,第二个TE2=6.9ms。

这个时候如果发现反相位图像明显比同相位图像中肝脏信号低,会认为是什么呢?

临床应用同反序列,可以判断脂肪肝,这个原理都清楚。如果肝脏内含有脂肪,那么在反相位图像中,水和脂肪信号相减,信号明显下降,和同相位图像比较,很明显就能发现。这也是同反序列在临床中的主要应用。

是一个dual FFE双回波同反序列的典型应用。把窗宽窗位调成一致,可以发现,左侧的反相位图像中,肝脏信号明显低于右侧的同相位图像,说明有脂肪肝存在。

以上诊断如果要成立,有一个前提,必须是先扫描反相位(第一个回波是反相位)再扫描同相位。

肝脏如果有铁沉积,会由于铁的顺磁性效应,在TE>4.4ms的时候,导致T2*显著缩短,导致图像信号显著下降。

来分析一下,如果第一个回波扫描的是同相位,第二个回波是反相位。

这个时候,你发现,反相位图像比同相位图像低,你能诊断100%是由于脂肪肝导致的吗?

在1.5T中,第一个回波4.6ms(同相位),第二个回波6.9ms(反相位)。

这样扫描的话,本身反相位中肝脏信号就可能低于同相位图。第二点,如果由于肝脏含有脂肪,也会导致同相位信号>反相位信号。第三点,如果由于肝脏有铁过载(铁沉积),那么随着时间的推移,信号会明显下降,那么肯定TE4.6信号>TE6.9信号,与是否是同反相位无关。

综合以上,如果先扫描同相位,在扫描反相位,你无法100%诊断脂肪肝,因为无法排除铁沉积的因素。

如果先出反相位呢(TE1=2.3ms),在出同相位(TE2=4.6ms),情况又会怎么样?

正常情况下,不考虑铁沉积,反相位图像的信号不可能高于同相位图像。

如果是铁沉积,随着回波时间延长,肝脏信号下降,第一个回波肝脏信号高于第二个回波,也就是:反相位>同相位。

如果是脂肪肝,那么已知同相位信号下降不多,反相位由于水-脂相减,信号下降,也就是:反相位<同相位。

在进行同反序列扫描的时候,同相位、反相位出现的顺序是非常关键的。

标准的扫描顺序是:先出反相位、在出同相位。先出反相位OP(2.3ms)、在出同相位IP(4.6ms):

反相位信号>同相位信号→ 肝脏铁沉积。同相位信号>反相位信号→ 肝脏脂肪沉积(脂肪肝)。

现在由于磁共振技术发现,各大厂家的高级DIXON技术也出来了,所以很多医院也不扫描同反序列了,直接扫描DIXON技术类序列,一次扫描出四组图。

飞利浦mDIXON家族序列特点及临床应用。也有很多基层医院,才开始使用磁共振,可能还有些医院机器比较旧一点,没有最新的mDIXON序列,还是需要扫描同反序列。

MRI血管成像技术MRA非常多,包括打药血管成像及非打药血管成像技术。其中,非打药血管成像技术除了我们最常见的流入增强时间飞越法TOF和相位对比法PC,还有很多其他特殊的技术。比如,飞利浦的REACT,肾动脉血管成像技术B-TRANCE及下肢血管成像技术TRANCE。

磁共振非打药血管成像序列--REACT。磁共振非打药血管成像序列--TRANCE。相位对比血管成像技术原理及临床应用。在不打药磁共振血管成像技术中,时间飞跃法(Time of Flight, TOF)是最常见的。这种技术主要是利用了梯度回波序列中流动血液的流入增强效应(inflow)进行血管成像的,所以又可以叫做流入增强血管成像技术。

梯度回波序列无需重聚脉冲,一般血液信号不会产生流空效益。如果该序列的TR比较短,会导致静止组织由于短时间被反复激发产生饱和,而流动的组织则由于没有被饱和反而会产生高信号,这就是梯度回波序列的流入增强效应。

假设采用TR比较短的梯度回波序列进行扫描,激发层面的厚度(也就是层厚)大小为d。对于静止组织,v=0,两次激励过程中位置不变,由于该组织被射频脉冲反复激发,产生饱和效应,信号下降;对于流动组织(血液),假设其流速v<d/TR,也就是在一个TR内,同样位置层面内的组织有新流入的血液组织由于没有被前面的射频脉冲激发,不会产生饱和效应,则会产生信号;对于流速比较快的血液组织,假设其流速v>d/TR,则同样位置层面内流入的都是新鲜的血液组织,这些组织并没有被射频脉冲饱和所以会产生高信号。

流入增强血管成像技术最大的特点就是无需使用对比剂可以达到血管成像的目的。该技术主要使用梯度回波序列,通过比较短的TR设置来抑制静止的背景组织信号,从而突显血管,这种序列又可以叫做TOF MRA序列。

然而该技术也存在一个比较明显的问题,那就是随着血液的流入,这些流动的血液组织由于也会因为受到多个不同层面的射频脉冲激发而产生饱和效应,其结果就是远端的血管显示逐渐变差。

为流入增强血管成像中产生的血液饱和现象,在血液流动的方向,随着扫描层面的增加,血液不断接受了前面的射频脉冲作用,如果TR比较短,则每次血液质子信号都来不及恢复,也会逐渐产生饱和效应,导致血流远端信号显示不佳。

怎么解决血液饱和现象导致的远端血管显示不清,主要可以采用三种方法。

首先是逆血流方向采集信号,既然随着血流流入容易产生饱和,那么在信号采集的时候可以逆方向采集,通过这种方法可以有效地减少血液饱和效应。

其次采用了多叠块重叠扫描组合技术(Multi-Chunk),该技术主要是在3D的TOF序列中将一个成像容积分为多个组块(Chunk),这样每个组块内部的饱和效应会减少,然后将重叠的饱和部分剔除进行拼接,这样形成的血管图像则相对比较均匀。

为Multi-Chunk技术的示意图,首先将扫描容积分成几个组块(Chunk),每个组块仍然会在血流远端产生饱和效应,远端血流信号下降。此时由于每个组块之间会有部分重叠,将远端低信号的部分剔除,然后再进行拼接,这样得到的整个血管就不会产生明显的饱和效应。

采用了Multi-Chunk技术能有效的减少血管饱和效应。Chunk数目越多,血管饱和效应越小,远端血管显示得越好,但是图像信噪比会下降,并且扫描时间会延长。

使用了Multi-Chunk技术后,也可能导致新的问题,这就是由于每个不同的Chunk之间信号强度不同,重组图像之后产生了百叶窗伪影。不同公司针对这种情况都有特殊的重建技术,比如飞利浦公司采用CHRAM(Chunk Acquisition and Reconstruction Method)技术可以去除百叶窗伪影。

第三种减少血液饱和的方法是优化射频脉冲的翻转角,这种技术叫做倾斜优化非饱和激励(Tile Optimized Non saturation Excitation, TONE)。该技术的原理主要是基于翻转角越大,血液信号越大,但是在相同的TR短时间内其纵向驰豫恢复也越不充分,越容易饱和。TONE技术主要是在采集信号的时候不使用固定的翻转角,而是采用斜坡式的翻转角。具体的角度设置则是一开始血流流入的时候采用较小的翻转角以减少近端血液的饱和效应,随着血液流入,逐渐增大翻转角,这样远端的血液由于翻转角大信号也会增加从而弥补饱和造成的信号下降。

在TOF MRA序列中,这几种技术经常联用,以最大化的减少远端血管饱和效应。

根据TOF MRA序列采集的模式可以将其分为2D TOF和3D TOF序列。

除了头颅,颈部、下肢等部位的血管也常用TOF MRA进行成像。下肢血流速度相对头颅比较慢,并且下肢范围比较大,所以多采用2D TOF序列成像。采用多段的TOF法结合图像重建和拼接技术可以实现大范围的血管扫描。

关于TOF MRA的更多临床应用,可以查看下面链接的文章。

  1. 10.8 周五 于 延边朝鲜族自治州 延吉市

磁共振中的弛豫:纵向驰豫和横向驰豫及T1、T2值。磁共振基本序列及图像对比度(权重)。MRI和CT相比除了没有电离辐射,还有一个很大的优势就是可以不打药(不注射对比剂)进行血管成像(MRA)。

根据MRA成像原理,可以把MRA分为很多技术,比如我们熟悉的TOF法、PC法及其他一些不打药血管成像技术。

对于TOF法大家理解相对容易,而对于PC法,由于其技术比较复杂,且扫描参数多,可能不是太好理解。并且PC法除了能够做血管成像,还可以定量的测量血流的相关信息,所以是非常重要的一种临床磁共振技术。

相位对比血管成像(Phase Contrast Angiography, PCA)是另一种比较常用的不打药磁共振血管成像技术。该技术除了可以进行血管成像,还可以定量的测量血液的流速及流量。

相位对比法(PC)进行血管成像利用的原理是流动组织(血管)经过一对双极梯度后,相位无法得到纠正,产生相位差从而形成对比。

PC法采用双极梯度对流动进行编码。双极梯度(Bipolar Gradient)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。

对于静止组织:第一个梯度场使其自旋质子的相位加速散开。接着施加梯度场强相同但方向相反的梯度场,使第一个梯度场造成的散相得到重聚,相位变化被完全纠正。刚好经过两个梯度后静止组织的自旋质子相位差为0。

上面的视频中,体部血管显示非常清楚,而且血管很亮。实际上这是体部不打药扫描的血管。扫描设备是西门子的1.5T的Aera。

MR血管成像中,根据血管显示的不同可以分为亮血血管成像和黑血血管成像,这两种血管显示方式使用不同的技术进行成像。体部不打药血管的成像技术主要包括NATIVE和SPACE FLOW。

在此章中将介绍一种无需高级配置,无需对比增强的体部血管成像技术,该技术使用SPACE序列结合参数优化进行不打药的胸部、腹部血管成像。

该序列的原始默认序列(VD版本以上)放置在胸部Thorax -> library ->3D序列包中的呼吸触发SPACE序列。在某些版本的序列包中,即使寻找不到该原始序列,也可以通过参数优化的方式进行参数设置进行胸腹部的不打药血管成像。

(1)在Sequence参数卡Part2中将Excitation mode更改为Non-sel模式,Flip angle mode选择为Constant模式。

(2)在Sequence参数卡Part1中将Flow compensation设置为read,即在读出方向上施加流动补偿。采样带宽Bandwidth尽量大以使回波间隔Echo spacing尽量小。

(3)在Contrast参数卡中使用非层面选择的反转恢复技术Non-sel IR进行脂肪抑制,1.5T的设备TI设置为150-170ms,3.0T的设备TI设置为200-220ms。然后勾选右下角磁矩恢复技术Restore以使较长T2值的组织信号更高。

(4)在Routine参数卡中使用Coronal进行扫描,扫描层厚为4mm,相位编码采样头足方向,TR设置为2000ms左右,TE设置为100ms左右。

(5)在Physio参数卡PACE子参数卡中设置膈肌导航或相位门控的呼吸导航方式进行呼吸触发以减轻或消除运动伪影。

(1)不打药胸部心脏大血管结构的显示,利用SPACE Flow序列能够获得胸部肺动静脉血管及心脏结构。该序列是3D扫描序列,能够在3D卡中重建出心脏的各个方位,如两腔心、四腔心、短轴位等,利用重建信息进行心脏其他功能成像的扫描;也可以利用三维重建的方式对胸部大血管的发育异常进行评估诊断。

(2)腹部不打药血管的显示,利用SPACE Flow序列能够不打药获得腹主动脉、门静脉、肝静脉及下腔静脉。增强血管成像的优势是动脉成像,在静脉系统中由于不容易把握循环时间和造影剂浓度降低等原因往往显示不佳。利用SPACE Flow可以在不打药的情况下更优地显示细小血管。

(3)其他区域不打药血管的显示,利用SPACE Flow序列进行上肢或下肢血管的显示,特别是静脉系统的显示。例如利用该序列显示下肢静脉血栓并评估其预后。

SPACE Flow具有非常广泛的实用性,该应用能够在所有的机型和设备上使用,无需特殊准备及增强,只需病人规律呼吸即可。由于该序列的成像特点有点类似于水成像,所以其缺点就是不能区分动静脉。

随着应用范围的扩展,该序列也经常应用于临床科研的项目中,例如在胸部占位中显示占位与血管的关系、门脉癌栓的评估及静脉血栓的评估等等。希望各位读者能够进行更多的尝试,进一步扩展该序列的应用空间。

MRI增强血管成像技术

关键词:Contrast-Enhanced MRA, CE-MRA。写MRI血管成像技术MRA的文章也写了很多,主要写的都是非打药血管成像技术,比如TOF、TRANCE、PC等。

磁共振血管成像技术--流入增强TOF技术。磁共振非打药血管成像序列--TRANCE。相位对比血管成像技术原理及临床应用。磁共振非打药血管成像序列--REACT。磁共振血管成像技术概述:血流信号的特点。MRI血管成像技术除了非打药还有打药(增强)血管成像技术。

磁共振打药增强血管成像(Contrast-Enhanced MRA, CE-MRA)是通过注射对比剂,缩短血液组织的T1时间,从而提高血液及血管的信号强度,与周围背景组织形成对比。临床最常用的磁共振对比剂是顺磁性的钆剂(Gd),如Gd-DTPA。Gd离子带有3个正电荷,含有七个不成对电子,是一种顺磁性很强的金属离子,能够显著缩短组织的T1驰豫时间。在浓度不大的时候,其主要效果是缩短组织的T1时间;而在浓度比较高,大剂量注射的时候,它还能显著缩短周围组织的T2及T2*弛豫时间。由于对比剂缩短组织T1弛豫,在T1WI上使得血管信号升高,图像上表现高亮。

在进行CE-MRA的时候,尽管可以采用手推注射的方式,但是为了保证稳定的对比剂注射速率还是推荐采用高压注射器来完成。对比剂剂量一般推荐0.1mmol/kg,也就是0.2ml/kg,如果要进行大范围的血管扫描,则可以适当地增加对比剂剂量,比如采用双倍剂量,甚至是3倍剂量。

CE-MRA的序列一般采用短TR的梯度回波序列T1WI,结合脂肪抑制技术。由于TR比较短,所以需要根据血液组织的T1设置最佳的翻转角,当采用30°~40°的时候,血液组织的信号强度最大,所以一般采用这个范围的翻转角。

CE-MRA的扫描序列比较简单,但是具体扫描过程则需要注意如何保证目标血管得到最好的显示。

当这两个时间(时机)相匹配的时候,此时目标血管显示最佳。

一般有三种方法:经验法、小剂量测试法、透视触发。

PC血管成像大家比较熟悉,而利用PC法进行不打药4D血管成像则比较有创意。

磁共振基本序列及图像对比度(权重)。磁共振中的弛豫:纵向弛豫和横向弛豫及T1、T2值。相位对比血管成像技术原理及临床应用。MRI基本原理的难点突破--K空间。磁共振前列腺规范化扫描方案及临床应用讲座。MRI血管成像技术是临床常用的一种显示血管的技术,和CT血管成像技术不同的是,MRI可以通过非打药,也就是不注射对比剂达到血管成像的目的。

MRI血管成像分为打药血管成像和非打药血管成像技术。

已知要达到4D血管成像,需要提高时间分辨率,并且得到另外一个维度也就是时间维度的信息。要得到时间维度,一般有两种方法:

①高时间分辨率的快速重复扫描,这种方法主要是打药的4D血管成像

②增加一个时间参数,比如多延迟多TI或者增加心电门控采集不同心动周期的图像。

我们先来看看PC法怎么做到4D。

在大部分系统中,PC法一般可以进行2D扫描或者3D扫描。

2D PC扫描可以进行血管成像,也可以做流速测定。

3D PC扫描同样可以进行3D血管成像。

4D PC这多余的一个维度是怎么来的呢?

实际上如果不单独考虑PC的血管成像,PC还可以做流速测定,在用PC法做流速测定的时候,需要接入外周指脉探测装置(peripheral pulse unit, PPU)也就是指脉去探测脉搏,判断收缩期和舒张期。

PC法的流速测定,由于连接了PPU,可以检测脉搏,得到不同心动周期heart phase的不同图像,这样就引入了一个时间轴。

如果再反对,既然PC流速测定,可以有不同时间期相heart phase的图像,那么采用3D PC再结合PPU就可以得到一个3D容积采集又有时间轴的图像,这样就形成了4D PC。

本身的PC法扫描也可以出三组图像,包括PCA-M图和PCA-P图,PCA-M图可以反映血管亮度,而结合了PPU则可以得到多时相的图。

我们就通过参数修改,把常规的2D或者3D PC序列修改为4D PC序列。

~6,从飞利浦原始序列库中找一个3D PCA来修改。一般PC法血管成像常用于颈部,所以从颈部找,发现有2D PC和3D PC。由于在飞利浦中,2D是指扫描一层,一般扫描单层的肯定不是血管成像,单层一般是用于测量流速,所以默认的扫描卡片2D有一个QFLOW,代表流速测量。3D PCA则是采用PC法进行3D血管成像。

首先在motion栏里,需要加上心电同步,可以选择ECG或者PPU。选择ECG就需要外部连接心电向量探测装置(vector cardiography, VCG)探测心电向量图(主要是探测心率和脉搏,判断血管的收缩期和舒张期),而选择PPU就简单多了,指脉就可以。不进行心脏扫描,为了避免麻烦可以选择PPU。

选择了心电同步后,可以先在heart phase中预先设置一个。这个值代表能够探测多少个期相,值越大,时间分辨率越高,得到的4D血管的时间轴数就越多,但是扫描时间肯定会延长。的一个参数叫做arrhythmia rejection,表示心律失常拒绝,如果选择yes,则哪一个心动周期不规则或者不好,这个心动周期可以不采集数据,可以把它选上。

最关键的参数修改在dyn/ang动态及血管卡片栏里。因为要做PC血管成像,不是流速测量,所以Quantitative flow这个不能选yes。如果选择yes,则流速编码方向PC flow directions只能是一个方向。因为在系统的逻辑中,你做PC流速测量,只能是测量一个方向(4D Flow例外)。

而如果PC法进行血管成像也就是PCA,则流速编码方向肯定不能只是一个方向,否则对其他方向血管不敏感,生理状态下也不存在单纯一个方向直直的血管。

所以在这里,Quantitative flow选择no,而PC flow directions则选择三个方向,也就是RL(左右)-AP(前后)-FH(头足)。

PC法进行血管成像,一个核心的参数是流速编码速度,也就是PC velocity,这个值的大小对于血管成像至关重要。在相位对比法(PC)血管成像中,流速编码速度(Venc)建议设置为目标靶血管最大血流速度的 120% 左右,以避免相位混叠并保证最佳对比噪声比。流速编码设置过小,容易产生相位卷褶。

根据具体的部位来设置流速编码,这里假设做头颈血管,可以设置为100cm/s。

这样设置以后,扫描时间会成倍地增加,因为原来序列的3D PC,只扫描一个时态,也就是静态的图像。而现在由于使用了心电同步技术,heart phase设置了12,同样的扫描参数,理论上一层要多扫描12个时态,扫描时间成倍增加。并且由于TR的限制,能否装下12个时态也是一个问题,所以这样设置后可能有冲突。

在扫描参数对比度栏里,把传统的3D PCA的3D FFE扫描修改为3D TFE,增加加速模式,也就是使用磁化准备超快速梯度回波序列。修改方式很简单,在Fast Imaging mode下拉菜单中,选择TFE。如果是SE序列,则可以选择TSE。shot mode设置为default,系统根据TR和其他参数来自行调整。理论上如果选择single-shot单激发肯定最快,但是由于TR有限的情况下,要采集12个时态,肯定是装不下的,系统会有冲突。

适当地缩小翻转角,从15°缩小为10°,这样可以进一步缩短TR。这样修改了之后,可能扫描时间还是很长。下一步就是再通过调整参数把扫描时间缩短。

根据目标血管的几何大小,调整FOV,相位编码及采集体素。

为了缩短扫描时间,并且采集SENSE激活使用,根据相位编码方向,加速因子可以适当地设置为2~3,目的是加快扫描速度。

这样修改完后,总的扫描时间可以控制在5分钟以内。

实际上4D PCA就是利用一个心电同步技术获得时间轴信息,在不同心动周期采集不同时期的血管图像,最后通过重建获得3D图像,连续播放则达到4D血管或者电影效果。

具体效果如何,可以看看。4D血管的方法很多,有打药的4D血管,有4D ASL血管成像,也有4D PCA。

一般4D PCA一段扫描,FOV覆盖400mm,扫描时间4~6分钟。也可以进行全身多段扫描拼接,完成全身的4D PCA成像。

完成了4D PCA,很多老师疑惑怎么重建出这种电影或者动态图像。实际上就是一个简单的后处理图像重建过程。

右键点击完成的4D PCA图像,选择Volume View进入后处理重建界面。选择MIP最大信号强度投影。此时可以发现血管图像,拖动鼠标左右移动可以发现不同时相的血管图(等于拖动时间轴)。

在这里有一个非常重要的技巧,就是把多层的3D血管,投影到一层里。在Stack Type里选择Parallel,在右侧Nr. of Projections,投影层面选择1层。Thickness层厚选择整个3D扫描的范围。然后点击右侧的Propagation,在Phase相位中打勾,则默认这一层的所有不同时期的血管都重建出来。

和16是一个4D PCA的头颈动态血管图像。

优点是全身成像,不用对比剂;缺点当然是空间分辨率还不够高,一些小血管显示较差。另外就是全身扫描,总的扫描时间比较长。

最后给大家看一个全身4D PAC图像,还是比较酷炫的。

来到了我国最西边的城市,新疆喀什市,英文Kashgar,全称喀什噶尔。实际上喀什噶尔是指喀什地区,范围很大,不仅包括喀什市,还包括周边的很多县(10个县,1个自治县)。新疆虽然去过几次,但是都是在北疆乌鲁木齐,没有去过南疆。

这样祖国南端(不是最南端)的三沙市永兴岛去过了。最东边的城市应该是佳木斯市也去过了。还剩下最北边的漠河市漠河县。

由于都使用北京时间,喀什和北京表面上看没有时差。实际上一个在东八区,一个在东五区,准确地说是有3小时日落差。

  1. 5.15 周一 于 喀什

非增强与增强 MRA

4D MRA及Keyhole匙孔技术。在做一种检查或者一种技术的时候,肯定这种检查是有意义的,否则我们干嘛去做它。

很多临床医生大部分思维模式还是认为,如果要用影像学手段来做血管成像,首选的方法是DSA或者CTA,很少有老师会考虑磁共振血管成像MRA技术。

然而磁共振血管成像技术,相比于传统的DSA和CTA,一个最大的优点在于安全、无创。不同于DSA或者CTA必须进行打药(引入外源性对比剂)来显示血管,磁共振有很多种非打药技术来显示血管。

临床中,很多病人肾功能不好,如果要做CTA的话,需要打入大量对比剂,这无疑加重了病人的肾脏负荷,给检查带来了一定的风险性。针对这种病人,如果无创的、不打药的能够显示血管,那么将会是临床医生的首选。

磁共振非打药血管成像技术已经非常稳定,并且在临床应用中也十分普遍。比如我们常做的头颅MRA,即采用TOF法非打药血管成像技术,使用频率非常高。

对于磁共振肾动脉成像,可以选择打药(做增强)显示血管和非打药技术。

虽然磁共振打药血管成像,需要的对比剂剂量远远小于CT,相对出现过敏概率比较小,但是越来越多的学者注意到,磁共振对比剂对于肾动能不全的病人,导致的肾纤维化风险会增大。能够使用不打药肾动脉技术完成检查,是最理想的。

磁共振对比剂 MRI Contrast Agent。目前,国内的主流的几大公司,都具有磁共振肾动脉非打药成像技术。

飞利浦,这个技术把它叫做B-TRANCE,后面我会详细阐述。西门子中,这种技术名称是Native True-FISP。

Hitachi日立公司,该技术名称是VASC ASL。

GE公司,这种技术叫做IFIR,这是英文缩写,全称是Inflow Inversion Recovery。它的成像序列也是基于平衡时自由稳态进动序列,即3D FIESTA。

西门子中,不打药或者非增强的技术,一般前面会加一个Native,采用的序列也是对应的平衡时自由稳态进动序列,西门子中的名字叫True-FISP。

除了GPS,东芝(现在叫佳能)和日立这两家日本公司的肾动脉不打药技术和GPS三家使用的序列及原理有所不同。

在我们介绍了序列之后,我有必要介绍一下这个序列的特点。

磁共振序列的命名及名称(不同厂家之间的序列名)(一)。磁共振序列的命名及名称(不同厂家之间的序列名)(二)。磁共振序列的命名及名称(不同厂家之间的序列名)(三)。GPS三家基本上都采用的序列是属于梯度回波序列里的平衡式自由稳态进动序列。

记得在读研究生期间,在医院写磁共振报告比较多,特别是腹部。而当时我们医院和大部分全国医院一样,影像诊断和影像技术是分得非常开的,影像诊断老师一般在3楼单独的诊断室写报告;基本上除了下班后的麻将时间,其余时间,诊断组和技术组很少沟通。

当时我们医院有两条磁共振设备,一台GE的Signa 1.5T,一台飞利浦Achieva 3.0T。经常写腹部磁共振报告,看到冠状位的FIESTA序列,血管、液体信号都高,在报告描述中,我经常把这个序列等同于T2加权像。有一次写篇综述,为了弄明白这个FIESTA序列到底是T1加权像,还是T2加权像。我问了几个师姐,得到的答案基本上都是:应该是T2吧,液体、血管这么亮,不可能是T1。

平衡式自由稳态进动序列是梯度回波序列的一类。这里我们主要讲飞利浦的B-FFE/ B-TFE。

这个序列本质上是梯度回波序列,这个序列在采集的时候可以同时接收三种信号:FID信号,SE信号,STE(刺激回波)信号。此外这个序列还有一个特点是在Gx、Gy、Gz三个方向梯度场的正反切换完全抵消,使得流动的信号得到补偿。这也是为什么采用这个序列来做血管成像及亮血成像的目的。

这个序列大家要记住的第二个特点就是:该序列的对比度(权重)既不是T1,也不是T2,而是T2/T1。这个每次我讲这类序列,都会反复强调,因为知道有很多诊断老师可能原理犯过这种错误。

既然权重是T2/T1,那么T2/T1值越大的组织,在序列里信号越高,在图像里显得越亮。什么组织或结构在B-TFE序列中表现为高信号呢?

一般有很多书籍把这个序列写为“三亮”序列,这样可以方便各位老师记忆。

液体(水)亮:因为液体(特别是纯水)的T2值高,分子大,那么比值就高。血液亮:同液体一样,血液的T2值也比较高。脂肪亮:脂肪亮是因为,脂肪组织T1值较小,分母小,那么比值就高。

如果采用脂肪抑制技术,把脂肪高信号抑制掉,那么结合了脂肪抑制技术的B-TFE序列,就变成了“二亮”序列,即血液亮、液体亮。

如果再采用抑制静止液体信号的技术,把静止的液体信号抑制,结合脂肪抑制技术,那么这个序列就变为单纯的血管亮,即可以用来做血管成像。

使用B-TANCE或者B-TFE进行肾动脉不打药扫描的时候,病人摆位及准备工作和腹部肝脏检查相同。这里我们推荐把呼吸门控放置上,因为在做肾动脉扫描的时候,我们还是要考虑如何冻结呼吸运动。

在扫描的时候,我们推荐先扫描一个冠状位,这样方便找到肾动脉及腹主动脉,进行定位。

冠状位出来以后,直接进行定位扫描。一般采用横轴位扫描,在冠状位定位像上观察:定位框保全两肾;在横轴位定位像上观察:前后范围,要确定包括了腹主动脉、肾动脉等。

由于是做腹部肾动脉,需要控制呼吸运动,一般可以采用两种方法:一种是呼吸触发的扫描方法,即B-TFE-RT;一种是屏气扫描,即B-TFE-BH。

在飞利浦系统中,这个序列非常稳定,飞利浦的血管成像技术一直也是非常好的,这个序列在1.5T中的扫描时间大概是3:45min;3.0T中是3:42min。原始序列是一个3D的薄层100层,我自己发现一个现在,就是增加扫描层数,这个序列的扫描时间不变。比如,把扫描层数从100层增加到200层,扫描时间仍然是3:42min,但是血管的信号下降了,我分析是层数增加后,背景抑制脉冲范围加大,流入的部分动脉被饱和。大家用这个序列做肾动脉是非常稳定的,但是如果想把范围做大,做到腹主动脉上端,我个人是不太推荐的。

有的老师觉得3分钟扫描时间是不是不快,我只想粗略的观察一下主干就行了,不需要看得太细节。可以采用屏气扫描。

这个序列不能进行屏气拆分,也就是说,只能一次屏气扫描完成。在1.5T上,我调了一个参数,大概屏气19s能完成扫描。

TR:shortest/ TE:shortest

  • 相位编码方向:AP
  • FOV:320
  • RFOV:40%。SENSE:2.2 TFE factor:42。在强调一点,这个屏气不打药序列,基本上在1.5T上可以把时间调到可以承受的屏气范围(18-22s),在3.0T上,我尝试了多次,很难把时间降到27s以内,所以在3.0T上,我还是推荐采用呼吸触发来做,时间也不长。

看过我前面文章的老师可能有印象,我反复强调,有些序列并不是场强高了效果好,反而是场强高了,效果不好。比如B-TFE就是这样。3.0T相比1.5T,对磁敏感,黑带伪影更敏感,发生概率大;场强升高,大部分组织的T2/T1值表小,对比度被削弱。3.0T做B-TFE难度比1.5T大,这个和心脏亮血是一样的。

大家放心,在每个培训的医院,1.5T或者3.0T都会做这个序列,稳定性非常高,只要这个病人呼吸不是太差,均能产生完美的图。

这个是在1.5T上做的,扫描时间3:45min,这是本人的肾动脉,我设计好的序列,然后亲自躺进去当志愿者扫描的,有了这个图,对我的肾还是比较放心的。

这么多年房地产公司潜移默化的给大家灌输了一个理念就是:房子是刚需!在看来,只有健康才是刚需,没有了健康,你有6套,8套房子又如何。现在很多人买房,说的是自己刚需,还没买,就开始打听附近几个楼盘最近一年涨幅有多大。生活中,切忌攀比,攀比房子多,攀比汽车多,这样很累。对于来说,什么都没有,反而没有负担,这是一个无产阶级的心声。想一想,人这一辈子,房子、车子、钱都不能带走;唯一能留下的,可能就是自己的著作,书籍,子女。Meme是以这种形式传播和延续的。

磁共振非打药血管成像序列--REACT。在快速自旋回波序列中,一般血液由于流动会产生流空效应,不产生信号。而采用心电触发技术的快速扫描序列可以利用不同的心动周期,血液流速不同,产生对比来达到血管成像的目的。

采用这种心电触发结合快速自旋回波序列扫描进行血管成像的序列叫做TRANCE序列,全称是Trigger Angiography Non-contrast Enhanced。

TRANCE序列多用于下肢动静脉成像及上肢的一些难扫描部位血管成像。进行动脉扫描的时候,由于需要在收缩期及舒张期均采集信号,所以扫描时间相对比较长。

除了下肢血管,在REACT技术出来前,TRANCE技术还可以用来做上肢的血管。

比如双侧的锁骨下动脉成像,这种成像即使用打药的MRA有时候也很难显示锁骨下动脉。采用TRANCE技术则可以完成非打药的锁骨下动脉成像。

舒张期采集的图像减去收缩期采集的图像之后,脂肪组织及背景组织被剪掉,静脉被剪掉,剩下的就是动脉信号。再对这个薄层的剪影图进行MIP等处理就可以得到血管图像。

三.TRANCE序列扫描流程及步骤。TRANCE在做动脉和静脉是不同的,动脉会采集两次,分别在收缩期和舒张期都采集,静脉只需要一次采集。

第一步:摆好位置,连接好PPU或ECG心电门控,为什么要连心电门控呢,因为这样系统才知道什么时候是收缩期,什么时候是舒张期。第二步:检测患者心率,心率稳定后,输入。第三步:扫描定位像,如果是下肢血管,定位像要包括全下肢,而且是PC法的定位像,扫描完了之后可以出血管的图像,把定位像拼接可以获得全下肢血管定位像图像,方便定位。第四步:测量流速,这样做是为了方便计算动脉流速最大的时候采集,让信号流空。采用Q-flow序列测量血管流速比较准。

测量的时候采用2D Q-flow序列就足够了,理论上下肢血管TRANCE动脉成像,应该每一段都测量流速,然后输入值。但是为了节省时间,很多时候就选择中间一段测量。

第五步:将测量的流速输入收缩期采集的参数栏里。因为收缩期采集为了使得动脉流空,选择在收缩期采集,如何知道是收缩期呢?应该选择动脉流速最大的时刻开始采集。

在100ms开始采集,然后采集持续到420ms,这个时间短动脉流速最快,会发生最明显的流空效应。trigger delay应该输入100ms,采集持续时间应该输入420ms-100ms=320ms。

第七步:完后扫描后,进行后处理,包括:剪影,MIP重建,拼接。

如果是TRANCE法进行的MRA成像,需要先剪影,剪出动脉影像。然后再进行MIP及拼接。

而如果是TRANCE法进行的MRV成像,则不需要采集两次,直接采用脂肪抑制的收缩期采集即可。此时动脉流空,但是静脉有信号。这样做的话,也确实可以显示静脉,但是不一定太准。原因有两方面:①没有进行剪影,脂肪及背景组织抑制不一定彻底;②即使是在收缩期采集,动脉也不一定完全流空,还是有些干扰。

为了避免TRANCE技术的一些缺点,比如静脉成像的时候背景抑制得不够彻底,或者动脉成像的时候,有移动,剪影不好,无法消除背景组织。有聪明的客户就想到改良这个序列。

比如在使用TRANCE做下肢动脉的时候,增加STIR进行背景抑制,虽然动脉会剪影,但是增加了背景抑制后,背景组织得以被抑制掉,背景更干净。还有就是用飞利浦的3D TSE序列VISTA(现在叫View)进行修改得到TRANCE序列,这样空间分辨率更高。

另一个非常创新的就是广东省第二人民医院的李武铭老师改良了TRANCE序列,增加了脂肪抑制,采用IR,使得采用TRANCE序列进行手部血管不打药成像成为可能。而且修改后的这种序列,无需心电门控,无需打药,进行冠状位采集,扫描时间5分钟可以得到非常好的不打药手部血管图像。

直接采用这个TRANCE来做的话,有一个问题,就是手部的动脉血管和静脉血管都会显影。

使用这个序列也可以做不打药的脚(背部)血管,当然做脚血管有一些技巧,比如扫描之前先泡个热水脚,扩张血管,这样显示得效果会比较好。

TRANCE技术其实还是一个3D TSE序列,利用了在不同心动周期采集的时候,血流状态不同,信号不同进行成像。

  1. 7.9 于 西安 曲江

磁共振血管成像是磁共振成像中一个重要的应用分支。和传统的CT或者DSA不同的是,磁共振可以通过不打药完全血管的显影成像,这样可以尽量避免外源性对比剂的引入。

在磁共振不打药血管成像序列中,根据不同的成像技术,可以分为很多种类型。特别是飞利浦磁共振在血管成像中,具有非常多样的序列和稳定的图像质量。

  1. 根据流入增强的原理进行的不打药血管增强,主要是TOF时间飞跃法。根据不同有2D TOF,3D TOF等。

  2. 根据相位对比法,有PC序列。包括2D PCA,3D PCA,甚至4D PCA等。

  3. 根据平衡式自由稳态序列,主要有B-TFE序列,商品名称叫B-TRANCE序列。

  4. 根据ASL多相位标记,有ASL的MRA序列,主要是4D ASL血管成像。商品名4D TRANCE。

  5. 根据心电门控的快速自旋回波,有TRANCE序列

  6. 根据TFE等的结合,有一种特殊类型序列。

REACT这个序列的全称是Relaxation-Enhanced MR Angiography without Contrast and Triggering。可以翻译成中文的非打药非触发的驰豫增强血管成像。

通过这个名字,已知这个序列大概是不需要打药(注射外源性对比剂),也不需要通过心电门控(类似于TRANCE)来进行的血管成像。

这个序列基于的基本序列结构是一个3D TFE序列,也就是3D的超快速梯度回波序列。

在飞利浦系统中,改良的梯度回波DIXON序列正是这种序列,也就是这个序列其实就是3D mDIXON TFE序列。mDXION序列有一个非常大的优势,就是脂肪抑制彻底,干净。而且又是一个3D的梯度回波序列,所以这种序列经常血管是会成像的。

基于3D mDIXON TFE序列的这种性质,如果能够使得背景组织信号下降甚至被抑制,并且再突出血管成像,那么这种序列理论上是可以用于进行不打药血管成像的。

传统的mDIXON序列很难用于血管成像,因为其背景组织信号没有被抑制,并且血液信号也没有突出显示。

在此基础上要达到良好的血管成像,需要同时满足两个条件:①突出血液信号;②抑制背景信号。

由于mDIXON TFE本身就采用双回波DIXON的技术抑制了脂肪,所以脂肪信号在水相是被抑制了,现在要考虑的一点是再抑制一些背景组织。

在mDIXON TFE序列前增加一个反转脉冲,这个反转脉冲的作用是进行背景抑制,进一步增加血液组织和背景的对比,充分的抑制背景组织。

由于一般血液组织的T1比较长,一般在3.0T是差不多1650ms左右,这样通过反转脉冲之后,合理的设置TI时间,可以保证长T1组织信号得以显示,而相对比较短T1组织信号被抑制。

除了这个脉冲之外,REACT这个序列和其他非打药血管成像不同的是,该序列能够同时显示动脉和静脉,并且动静脉存在对比。图像中,动脉信号更高,静脉信号相对高。

这种不仅能够血管成像,还能够区分动静脉的技术是怎么实现的呢?

主要是依靠前面一个T2准备脉冲。由于动脉和静脉血液的T2值有差异,依靠一个T2准备脉冲,可以增加其信号差异,实现动静脉不同对比。

这样一波操作以后,背景组织信号得到了最大化的抑制,T2准备脉冲增加了血液的T2对比,这样动脉和静脉就能产生不同对比。

T2准备脉冲也更突出T2对比,使得T2值比较长的组织(比如血液)的信号更突出。

这样就把一个原本的3D mDIXON磁化准备梯度回波序列,通过优化和改进,成为一种突出显示血管的血管成像序列。经过了反转脉冲和T2准备脉冲之后,可以尽量使得长T1及长T2组织的信号更加突出。所以这种方法利用了血液组织的驰豫特性,使得血液组织信号得以突显。

总结一下REACT这个序列,它主要是根据3D mDIXON TFE基础上进行优化和修改的。传统的mDIXON TFE序列,即使采用了DIXON技术,在颈部这个位置,脂肪抑制也不一定完美(除非是自选回波的DIXON)。

再增加一个T2准备脉冲,这样使得短T2组织的组织被进一步抑制,也增加了动脉和静脉的对比。

可以发现采用REACT成像,不打药,不需要门控,每一段扫描时间大概4分钟,可以同时显示动脉和静脉。

长期以来,锁骨下动脉是不好扫描的,采用这种方法则非常合适。

这种常规的REACT,飞利浦日本团队的科学家和应用培训还根据这个序列,将PSIR脉冲也结合进去,组成了新的REACT序列,称为PREACT。这种PREACT序列其实就是在反转脉冲之后,采集两个不同TI时间,得到两种不同对比的REACT图像。

QISS是一种不打药的磁共振血管成像技术,主要用于外周血管成像。

首先什么叫QISS呢?其全称是Quiescent-Interval Single-Shot,翻译成中文可以叫做静态间隔(流入增强)单次激发序列或静止间隔单激发。

这四个单次或者两个词组,可能大家对single-shot单激发并不陌生,而前面的quiescent interval是什么意思呢?

  1. QISS序列无需打药,也就是注射对比剂,即可实现血管的显示

  2. QISS序列需要使用心电门控技术,因为要检测血流的不同时期(收缩期和舒张期),这就涉及到了血流动力学和血流在心动周期不同时刻的流速不同

  3. QISS序列采用的是单激发的bSSFP序列采集,单层扫描速度快

  4. QISS序列前面有饱和脉冲,其作用是抑制静脉(静脉流入成像),抑制背景组织及抑制扫描层面的信号,这是为了保证新鲜的动脉血的流入增强效应。

介绍完了QISS序列的基本特点,来简单讲讲该序列的血管成像原理。

实际上该序列非常像是加了心电门控的TOF序列,两者的共同点是都使用了心电门控,都在心动周期的某些时刻采集信号,都利用了新鲜动脉的流入增强效应。

QISS序列需要进行心电门控,因此连接好了心电门控装置后,可以探测到ECG或者VCG信号。

在QRS波或者R波后,使用一个层面选择脉冲,该脉冲的激发角是90°,其作用是起到饱和信号的作用saturation(也就是抑制信号作用)。

这样在R波触发后,经过两个预饱和脉冲,静脉信号得到了抑制,采集层面内的信号得到了抑制(等于是背景抑制)。

经过一个收缩期静止间隔,这个时间大概是230ms,也就是图像上的QI(Quiescent-Interval),一般这个QI的范围在200~300ms,系统根据心率来自动调整。经过这个间隔之后,动脉血液流入,然后施加一个脂肪抑制脉冲,脂肪抑制脉冲之后就进行信号采集。信号采集采用单激发的bSSFP序列。这样一个层面内的信号很快就读出了,而由于静脉被抑制了,背景组织被抑制了,动脉是新鲜流入的,利用流入增强效应,只有动脉血液信号呈现。

如果这样你不好理解的话,关于QISS序列,西门子曾经出了一个视频动画,能够比较形象的让你理解。实际上QISS序列也有点类似于不打药肾动脉的B-TRANCE序列。

再次详细解析QISS序列原理,由于有心电门控,可以探测ECG和或VCG信号。

探测到R波后(R波代表左心室收缩,此时血液准备由左心室泵出了),先在静脉流入方向(图中是下方)施加非层面选择的预饱和脉冲(饱和带),其作用是抑制静脉流入信号,也就是抑制静脉血液的信号。

施加一个层面选择的90°脉冲,其作用是抑制层面内的信号(类似于饱和脉冲)。

然后等待一个静态间隔时间(QI),这个时间大概为230ms,这个时间可以理解为是给动脉血赶路的时间。因为血液从左心室泵出,到外周血管,需要一定的时间。

经过了QI之后,到动脉血液流入采集层面,施加脂肪抑制脉冲,然后进行信号采集,使用单激发bSSFP序列。此时由于动脉血液是新鲜流入的,没有被饱和,呈高信号。

不停的采集不同层面,则动脉血液信号被采集,而其他背景信号及静脉被抑制,形成动脉血管成像。

这就是QISS序列的原理,其原理和心电门控的TOF及不打药肾动脉有点类似。但是由于采用单激发采集,所以QISS序列扫描速度比心电门控的TOF快,并且单激发采集对运动不是太敏感。

实际上QISS序列也可以做选择性的静脉成像,其方法是延长QI,因为静脉血液流入慢,延长QI,允许更多的静脉血液流入。前面施加的预饱和脉冲(饱和带)就用于饱和动脉血。

QISS序列主要用于下肢血管成像,其血管走形越直,扫描层面越垂直于血管走形,则效果更好,这一点和TOF类似,因为都是利用的血液流入增强效应。

QISS序列需要心电门控,需要根据探测的心电信号进行触发。和所有使用心电门控技术的序列一样,QISS序列对于心律不齐的患者效果就不好了。使用心电门控技术进行的不打药血管成像实际上有三种:

①TRANCE,根据收缩期,舒张期,采集不同信号,进行减影,得到动脉成像。

但是TRANCE技术扫描时间太长,因为要采集两组数据,如果期间患者有移动。则减影可能会产生伪影。

②心电门控的TOF技术,该技术和QISS类似,前面也比较了。但是心电门控的TOF采集时间窗比较窄,所以一次扫描采集效率低,扫描时间慢。

③QISS则是另外一种技术,其最大特点是采集信号采用单激发。扫描层面一次采集完成,速度快,对运动不敏感。动脉成像也不需要减影。

是CE-MRA和QISS对比,当然这是做得比较好的情况下。

你觉得哪个是QISS,哪个是CE-MRA?左边是QISS,右边是CE-MRA。

文章都要写完了,我又搜索了一下,发现了一篇文献讲QISS序列,其示意图做得非常好,所以再引用一下,方便大家更直观地认识这个序列。

对于QISS序列,其优点很明显,无需打药,无需减影。但是缺点也有,就是需要心电门控。另外还有第二代QISS序列(Second-generation QISS),其中第二代是采用Radial放射状的K空间填充。

不需要门控的QISS扫描速度相对慢,而Radial QISS则可以用于心脏冠脉成像。

这种radial QISS采用的是FLASH序列读出,和第一代采用bSSFP读出的又不同。

  1. 10.18 周六 于 慕尼黑

手部和足部由于血管细小,血管网复杂,进行血管成像本身有难度。以往多采用增强血管成像,而非打药血管成像技术也可以用于手部和足部血管。

而对于一些比较小的部位的血管显示,比如手部或者足部,进行不打药血管扫描难度则非常大。

非打药血管成像技术方法很多,包括TOF、PCA、TRANCE、REACT。而对于比较小的手部或者足部血管成像有哪些方法可以做呢?

手部和足部由于血管比较小,血管网细。所以做这些部位血管有一些准备工作和对于扫描序列的要求。

①手部和足部血管比较细小,管径小,因此扫描需要提高空间分辨率

②手部和足部血管网丰富,动脉和静脉走形重叠,有时候同时显示不太好区分

③远端血管细小,容易产生饱和效应及远端显示欠佳。

因此为了做好手部和足部NCE-MRA血管,对于序列的要求是空间分辨率高,信号比高,远端饱和效应少。

PC法的具体原理就不赘述了,需要注意的是采用PC法做手部或者足部血管一个优势是,成像的血管信噪比不受血管走形和角度的影响(TOF会受这个影响)。

PC法扫描手部或者足部血管,可以采用横轴位定位,也可以采用冠状位定位。(TOF就最好是垂直于血管走形层面)。

第二个关键点则是PC法血管成像的关键参数是流速编码(VENC),该参数非常重要,设置得不合适会导致得到的血管图敏感度低甚至产生混叠。

对于手部或者足部血管,显示VENC的值不能设置得很大,因为远端血管的流速不会太大。

这个值具体设置多少,根据大家的经验,推荐设置为30~40cm/s。

这里给大家看一个示意图,感谢陕西省人民医院磁共振室的张鑫老师提供图像供学习。

PC法做的手部血管图像,VENC设置为30cm/s。

由于手部可能静脉血流速度更慢,因此设置为30~40cm/s可以避免大部分静脉显影,这个是优势。但是劣势同样就是有些远端的动脉,由于流速也慢,可能显示不清。

该方法主要的血管分支可以显示清楚,桡动脉、尺动脉及掌浅弓显示不错,其他更细小的分支显示一般。

大家也可以调整流速编码VENC和空间分辨率(FOV、扫描矩阵、采集体素、重建体素)。

足部也是类似的,当然足部的血管流速可能比手部大,VENC可以采用40~50cm/s进行尝试。

TOF法也可以做手部或者足部的血管。但是面对的问题就是远端血管显示欠佳,因为远端血管本身的细小和饱和效应增加。

定位的时候,手部血管由于血流方向大部分是从手腕往手指流动,因此可以采用横切手指的定位方向。而足部的血管则相对血流方向复杂一些,一般也采用横切足背的定位方向。

TOF法做手部和足部血管效果一般比较差,不建议使用,大家也可以尝试。

REACT这种全称是Relaxation-Enhanced MR Angiography without Contrast and Triggering。可以翻译成中文的非打药非触发的弛豫增强血管成像。

该序列的特点是动脉静脉都显影,并且动脉的信号高于静脉,形成对于。这是因为该序列采用了T2准备脉冲。动脉血和静脉血由于含氧量不同,其T2弛豫是有差异的。

使用该序列可以进行手部和足部血管成像,该序列另外一个优势是不依赖于血流速度。

采用REACT进行手部血管成像,可以发现动脉和静脉都显影了,并且静脉信号低于动脉。注意和桡动脉、尺动脉伴行的静脉影(信号稍微浅一点)。

和PC法不同的是,REACT这个序列不需要设置流速编码,主要需要修改的是几何参数,比如层厚、采集体素等。

② 基于快速自旋回波序列。为TRANCE序列血管成像的原理,在心脏的不同时期,动脉和静脉的流速是不同的,其中在收缩期动脉流速快,舒张期流速慢,而静脉在不同心动时期流速变化不大。收缩期采集信号,由于动脉流速快,所以流空效益明显,不产生信号;舒张期采集信号,由于动脉流速变慢,流空效应不明显,会产生信号。

动脉成像A=S舒张期-S收缩期(通过剪影去除背景信号)。静脉成像V=S收缩期(通过脂肪抑制或者背景抑制去除背景信号)。

TRANCE这个序列相比于PC、REACT更麻烦,因为理论上是需要心电同步或者外周门控的,得了解动脉的收缩期和舒张期,因此需要PPU。

但是通过对TRANCE序列进行修改,使得该技术用于手部或者足部血管显示,而且无需门控。

广东省第二人民医院的李武铭技术是最早对这个序列进行改良和试验的,将这个序列尝试用于手部和足部的血管成像,取得了非常好的效果。

通过原理知道,如果要做动脉成像,使用TRANCE技术必须得采用门控。而如果进行静脉成像,则可以结合脂肪抑制技术,使得血管成像(动脉和静脉都显示)。

该序列的扫描参数可以通过TRANCE的静脉默认序列进行修改。

几何参数:手部血管采集体素推荐0.6mm×0.7mm(重建体素可以达到0.3mm),采用冠状位扫描比较经济。相位编码方向采用RL,FOV把整个手掌覆盖即可,一般推荐FH=220240mm,RL=160180mm。由于是3D序列,扫描层面体素1mm,内插-0.5mm,重建层厚0.5mm。扫描层厚以把整个手掌冠状位给完全覆盖,大概5060层。

对比度参数:TRANCE本质上是3D的TSE序列,需要结合脂肪抑制,通过修改准备脉冲使得该序列成为3D IR TSE序列。反转时间IR delay设置为210230mm(起到的作用是脂肪抑制和背景抑制),同时结合SPIR进行脂肪抑制。TR=1500ms,TR=90120ms。回波链TSE factor=3542。由于采用了脂肪抑制,WFS设置为最大(带宽最低,提高信噪比)。

运动参数:把门控给关了,整个过程都采集信号,不用设置采集窗宽。(这样就可以不用放置外周指脉门控PPU)。

这样设置后,可以对手部和足部进行NCE-MRA。由于采集体素比较小,又是3D序列,该序列扫描时间相对长一些,大概5~6分钟。

8所示,采用改良的TRANCE序列进行的手部血管不打药扫描。

这里有一个技巧,由于是冠状位定位,需要手在冠状位尽量成一条直线,这样定位划线会更容易一些。

进行手部血管成像的时候,为了得到更好的图像效果和磁场均匀度,推荐采用超人体位(俯卧位头先进)。可以采用头线圈进行扫描,由于手比较小,注意使用固定辅助装置将手放置于线圈中心,掌心朝下。使得手部在冠状位成一条直线。超人位还有一个好处是,可以同时进行双手成像。

足部也是同样的扫描方法,也采用冠状位定位。足部这边最好使用辅助固定装置,使得足部冠状位在一条直线上。

搜索文献还有一些其他的NCE-MRA的手部或者足部成像技术。比如中国科学院深圳先进技术研究院Lauterbur生物医学研究中心团队和李德彪教授开发的一种新的序列[3]。Flow-Sensitive Dephasing (FSD)-prepared Steady-State Free Precession (SSFP)序列进行手部和足部血管非打药成像。

相信后续可能还有更多的新序列开发,用于解决一些临床问题。

  1. 2.26 周一 于 武汉

4D MRA、流速与特殊血管

宇宙的奥妙无穷无尽,最近的很多科幻电影,科幻小说,围绕着高维度展开一些遐想及讨论。如果我们人类能够体验(或者观察到)更高的维度,那么就能发挥更大的潜能。

想一想,医学影像学也就是将我们肉眼可能无法直接观察到的东西反应在不同维度上。比如,可能大家熟悉的二维超声、三维超声及四维超声。二维超声就是形成一个切面成像,也就是二维图像;三维超声类似能提供一个三维的立体图像;而再高一级的四维超声也就是加上了时间轴的三维超声或者叫动态的三维超声。

磁共振血管成像(Magnetic Resonance Angiography, MRA)是采用磁共振的方式,让人体血管显影的一种技术。MRA和CTA相比有两个最显著的区别(或者叫特点):

  1. CTA必须依赖于注射对比剂(打药)来显示血管,而MRA则具备了两种方式:一种是注射对比剂的,即打药血管成像;另一种则是不需要注射对比剂,即非打药血管成像。这个最大的优势就是在于不用往身体里打入对比剂了,病人能够最大程度接受。

  2. MRA不仅可以做血管成像,还能利用一些技术进行血流速度的测定。

飞利浦血管序列原理及临床应用(一)。飞利浦血管序列原理及临床应用(二)。飞利浦血管序列原理及临床应用(三)。飞利浦血管序列原理及临床应用(四)。飞利浦血管序列原理及临床应用(五)。上面的链接也是MRA的基本知识及需要看懂本章的一些参考。

同理,磁共振成像也是这样。2D成像就是平面内成像;3D成像就是立体成像或者叫容积(体积)成像;而4D成像就是在3D成像的基础上增加了时间轴,也就是动态的3D成像,它能够反映我们观察的物体在时间轴方面的一个动态变化过程。

我们为什么要做4D成像呢?就和前面举例子的道理一样,维度高的成像方式能够让我们观察(得到)更多的信息。

我们大部分影像成像是采用断面成像的模式,一层一层反映平面内图像信息,这样我们诊断医生要把一个部位的影像信息阅读完整,需要一层一层的翻阅、浏览图像来进行判断,这样不仅时间长,而且比较离散,缺乏整体感,所以这也是为什么很多临床医生不喜欢看一层一层图像,喜欢看三维重建后的立体图或者叫VR图;而随着影像技术的发展,多排多层薄层容积CT扫描机3D磁共振成像,能够采集一个容积的图像信息,特别是薄层高分辨率的CT扫描,能够保证各项同性(高几何保真度),通过MPR(多平面重建),VR(三维容积重建)等技术,得到高分辨率立体的图像及各个方位相同分辨率图像,这样给影像科医生及临床医生提供更多的信息,而且具有完整性、连贯性及整体感。

4D成像则把在3D成像的模式上,再上升了一个高度。通过高时间分辨率的动态扫描(有些专家把它称为电影扫描),能够观察到在一个时间范围内物体的动态变化。这种方式非常适合于进行血管成像(流入、流出)、运动监测及一些运动功能的扫描。

  1. 时间分辨率 vs 空间分辨率。在磁共振的世界里,时间分辨率和空间分辨率,自古两难全。

在信噪比一定的情况下,磁共振成像中,时间分辨率和空间分辨率是一对相互牵制、相互制约的参数。

在进行磁共振成像的时候,需要保持一定的信噪比,否则图像噪音太大,颗粒大,图像显得模糊,就无法观察。

在信噪比相对一定的情况下,要提供磁共振图像的空间分辨率,那么我们就需要把体素做小,矩阵最高。这样的话,势必造成扫描时间的增加,那么时间分辨率就会下降。

如果在信噪比一定的情况下,要保证高时间分辨率,则需要提高扫描速度及加快图像采集,会采用各种快速采集模式来实现,但是这样基本上会导致空间分辨率的下降。

加快磁共振成像的参数汇总--磁共振快速成像技术。磁共振成像,要同时满足高空间分辨率及高时间分辨率是一件非常难的事,是鱼与熊掌,不可兼得。

  1. K空间、图像对比度与扫描时间。K空间是MR原始数据的承载空间。

磁共振在完成对图像信号的采集以后,还需要对图像进行重建。最早的磁共振成像,采用的是反投影重建法Back Projection。而现在基本上大部分磁共振成像采用的是快速傅里叶变换法对图像进行重建。接受的模拟信号经过数字转换后成为数字信号被储存在一个临时的空间里,这个空间就被称为K空间。

当带有空间定位编码信息的MR信号原始数据填充完K空间以后,再对K空间的数据进行傅里叶变换(傅里叶逆变换),我们就得到磁共振信号在空间上的频率分布,即可重建出磁共振图像来。

要完成完整的成像,需要采集(填充)完K空间上的信号数据,这样的话,磁共振扫描的时间就和K空间的填充相关。

磁共振的扫描时间就基本上和NSA,相位编码步级和TR等参数成正比。

我们要提高时间分辨率,就必须缩短扫描时间,那么就要减少TR、或者减少NSA、或者减少相位编码步级。

在磁共振血管成像中,大部分序列TR都非常短,而且NSA都是1,所以我们要加快速度就只能从相位编码步级入手。

K空间一个比较重要的特性就是:K空间中心部分决定图像对比度;外周部分决定图像细节(空间分辨率)。

对于打药血管成像,我们最重要的是要知道填充K空间中心部分的时间点和药物到达目标血管时间点是否重合。

能否利用K空间的这种特性来达到即缩短了扫描时间,又保证了血管的对比剂及空间分辨率呢?

比如,我们要做打药的动脉成像,可以在动脉期时间点优先将采集到的信号填充K空间中心,这样图像的对比度就以动脉血管显示为主;然后等动脉期过后,到达静脉期或者其他期相,在把采集的数据填充周边,这样对比度还是以动脉血管为主,但是K空间周边部分的数据也有采集了,所以空间分辨率也能够保证。把这种K空间填充方法叫做CENTER填充,及中心部分优先填充,这种方法能保证在短短的药物到达动脉期的时候完成对图像的采集,形成良好的动脉血管成像对比。

这种速度还远远不够,只能保证能够把动脉期、门脉期、静脉期拆分出来,离实现4D血管成像还不够。

我们如果要做4D MRA,就必须要保证,时间分辨率还得提高,也就是说扫描时间还得加快,那么这么办呢?

既然4D血管成像的时候,是在一边注射对比剂,一边采集图像。图像的最主要变化是对比度的变化,那么能否只采集K空间中心部分的数据,这样扫描速度可以飞速的提高,然后在利用平扫或者打药前扫描的一个完整的目标血管图像(这个图像K空间数据采集是完整的,既包含中心部分数据,也包含周边部分数据),把这个图像的K空间周边部分决定解剖细节的数据提取出来,进行组合,那么我们就得到了不同对比度下,同一个目标血管的不同动态图像。

这个技术的名字叫做Keyhole,中文翻译为匙孔技术。

不同门的区别就是钥匙不同。同一个目标血管,连续动态电影成像,他们的主要区别是对比度不同,而空间分辨率等解剖信息变化不大(只要病人不大移动)。

在使用Keyhole技术中,我们还是需要扫描一个完整的K空间数据图像,把这个图像叫做参考图像(Reference Image or Mask),这个图像由于具有完整的K空间数据,可以给后面的图像提供周边的K空间数据信息。

而在做动态4D扫描的时候,我们只需要采集每个动态的K空间中心数据,得到的是一些(一组)低空间分辨率高时间分辨率的动态图像。然后,把高时间分辨率的动态图像K空间中心数据信息和前面的参考图像的K空间周边数据信息相组合,就得到了既满足高时间分辨率又满足高空间分辨率的图像。

如果我们只采集K空间中心部分,那么需要的时间是远远少于填充完K空间所有部分的。这里有一个参数叫做Keyhole percentage,也就是填充百分比。如果我们只填充16%的K空间比例(K空间中心部分),那么扫描速度就提高了100%÷16%≈6,提高了6倍的速度。这样原来时间分辨率为27s的,现在仅仅27÷6=4.5s。这样的速度就能保证每2-5s完成整个目标血管扫描,可以进行4D动态扫描。

是对一个头颅血管进行连续扫描(动态扫描),可以清楚的观察到从动脉流入到静脉流出的整个过程,实现4D MRA。上面的扫描速度有多快呢?

上面的时间分辨率是0.63s。0.63秒什么概念啊,同志们?就是不到1秒,就完成对整个3D颅脑容积血管的采集一次。为什么这么快呢,因为采用了匙孔技术及SENSE技术,加速达到60倍?有人问我60倍是这么算出来的。

并行采集SENSE给的是8,由于是4D MRA扫描(即3D容积扫描+多动态扫描),可以在两个方向使用并行采集,即2*4=8倍。

然后使用匙孔技术,只采集16%的K空间数据,加速6倍。

再利用半扫描技术,加速1.25倍。

合计:8×6×1.25=60倍。

飞利浦叫做:4D TRAK;技术升级的叫4D TRAK XD。西门子叫做:Tome Resolve MRA。

第一个问题是:由于需要扫描一个参考图像及mask图,那么选择什么时期的mask图会影响图像的对比。一般可以选择打药前的平扫图像作为mask,也可以选择打药最后一期的图像作为mask。

虽然K空间中心主要决定对比,周边主要决定解剖细节,但是并不是说周边的数据就完全对对比度没有贡献。

发现,在使用Keyhole技术的时候,如果选择第一期(即平扫)图像作为mask,后面重建的所有期图像,都相对血管没有那么亮(可能是受第一期K空间周边数据影响);如果选择打药最后一期图像作为mask,发现重建后的图像血管都比较亮(包括平扫的图,血管都有点亮,可能是受最后一期K空间周边数据影响)。

第二个问题:虽然采用了Keyhole技术,利用参考图像的周边信息来提高后面动态图像的空间分辨率,但是由于后面的动态图像仅仅只采集K空间中心部分数据,所以,空间分辨率相对还是没有扫描完整的K空间数据高。

飞利浦采用改良后的4D TRAK序列,即4D TRAK XD。它和前面的4D TRAK有什么不同呢?

和4D TRAK不同的是,4D TRAK XD在进行后面的动态采集的时候,也会随机采集一部分K空间周边数据。这样的话,虽然牺牲了一点时间分辨率,但是大幅度提高了空间分辨率,而且克服了前面第一个问题。

西门子公司有一个技术叫Sygno TWIST。这个序列也是用来做4D MRA的。

06th, August 2018

磁共振定量技术除了组织弛豫定量、脂肪定量、铁定量等物质定量。还包括流速定量相关技术。

提起MRI定量技术,大家最容易想到的是各种组织弛豫定量技术,包括:T1 mapping、T2 mapping、T2* mapping;还有脂肪定量、铁定量等。

对于流体来说,其比较重要的物理性质包括流速(flow velocity)和流量(flux),这两个定义是不同的。

流速表示液体质点单位时间内经过的距离,单位一般是每秒多少厘米(cm/s),流速这个单位是一个矢量,其有大小也有方向。

流量是指单位时间内通过有效截面的流体量,单位是每立方厘米每秒(cm3/s)或者每毫升每秒(ml/s)。流量是一个标量,一般只有大小。

在对心脏大血管及其它结构进行流速相关定量的时候,需要知道测量的是流速还是流量。如果是要测量流量,根据前面的定义流量和血流通过的有效截面积有关,所以在定位的时候就要求最好垂直于目标血管,这样有效截面积更准。

大多数情况是测量垂直于扫描平面方向的流速,定位划线的时候尽量与目标血管正交(垂直)。如果是有角度或者斜切血管,则可能导致有效截面积变大,算出来的流量结果可能偏高。

磁共振进行相关的流速分析采用的是相位对比法(Phase Contrast, PC)成像技术。

PC法是磁共振中的一种非打药血管成像技术,使用该技术除了可以进行血管成像,还可以定量的测量血管的流速及流量。PC法进行血管成像利用的原理是流动组织(血管)经过一对双极梯度后,相位无法得到纠正,产生相位差从而形成对比。使用PC法进行血管成像的技术叫做相位对比法血管成像技术(Phase Contrast Angiography, PCA)。

对于运动的组织,比如血液:同样第一个梯度场使运动组织中的自旋质子相位发生偏移。由于施加梯度场这段时间,物体自身也在运动,使感受到的梯度场作用也不同。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,相位偏移越多,则形成的对比度就越明显。

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,这样对运动引起的相位差就更敏感。

通过在一个序列的信号采集前施加一对双极梯度则可以形成PC技术的相关序列。PCA序列扫描完一般出三组图。

P图:又叫做PC的相位图,其中P代表Phase相位。该图像不仅可以显示血流,还可以反映其血流方向。和相位编码方向一致的血流在PCA-P图中表现为高信号,呈白色;和相位编码方向相反的血流在PCA-P图中表现为低信号,呈黑色。升主动脉和降主动脉血流方向不同,其在图中表现出来的信号大小也不同。

改变双极梯度场的强度也会影响相位偏移的程度从而形成不同的对比度。在PC法中通过修改流速编码(Velocity Encoding, VENC)或者叫速度灵敏度编码来调整双极梯度的强度,它的单位是cm/s。合理的设置流速编码是PC法血管成像的关键,一般根据需要显示的目标血管流速进行设置。为了显示缓慢流动的液体,则双极梯度的强度需要加大,否则无法探测到慢速流动液体的相位差;同理如果液体流速本身很快,则可以适当的降低双极梯度的强度,其相位差也得以表现。流速编码大小和双极梯度强度是呈反比的。

如果设置的流速编码比目标血管的血流速度更慢,施加的双极梯度场强度比真正需要的更大。这个时候相位偏移太大导致相位混淆,产生相位卷褶,结果使血管显示为反方向的信号。

如果设置的流速编码远远大于目标血管的血流速度,施加的双极梯度场强度又过小,此时导致产生的相位差比真正的小。虽然可以显示血管,但是其敏感度下降,血管亮度下降。

为了显示血管一般推荐设置为目标血管最大流速的120%,也就是比需要显示的血管最大流速稍微大一点。这样可以保证不会产生相位卷褶并且血管显示比较亮。根据需要显示的目标血管设置流速编码VENC,比如需要做头颅静脉成像,一般VENC设置为10~15cm/s;如果要做颈部动脉,则VENC设置为80cm/s;如果是进行主动脉弓成像,则VENC需要设置为200cm/s。以上设置是根据血管的血流速度取的经验值,需要注意,如果血管有病变,非正常状态下,则血流速度也会变化,这个时候根据经验设置的流速编码大小可能不是最准确的。

如果流速编码设置过大,最多就是血管亮度下降,敏感度下降;而流速编码设置过小则非常麻烦,会产生相位卷褶,在相位图上血流的方向会显示相反。这个时候我们怎么判断流速编码是否设置过小呢?

流速编码设置过小,在PCA-M图上不一定能够发现。但是在PCA-P图,也就是相位图上,可以清楚的发现该现象。该现象表现为血管腔内低信号中间有亮信号或者亮信号中间有低信号,代表相位信息混淆发生了相位卷褶。

MRI流速定量技术主要就是通过PC法进行。要准确的测量流速,最重要的一个参数除了流速编码,还有一个参数是流速测量的方向(flow directions)。在流速测量的相关参数中可以选择FH(头足方向,即测量的是Z轴方向),AP(前后方向,即测量的是X轴方向),RL(左右方向,即测量的是Y轴方向)和FH-AP-RL(各个方向,这个是为了配合做4D Flow的,需要另外的软件分析4D FLOW)。常规的流速测量(非4D Q-flow)只能测量一个方向上的流体流速及流量,所以在进行血管流速测定的时候,要注意定位,有以下两种情况:

Through-Plane:穿层(层间),测量的是垂直于扫描层面方向流动的液体(血液)速度。测量血流速度的时候,流速编码方向一定要和血流方向一致。由于测量流速的时候,扫描平面方向是垂直于血流方向的,所以流速编码方向也要垂直于扫描平面。

In-Plane:层内,流速编码方向平行于扫描平面,也就是流速编码方向和血流速度并不一致。使用这种方向定位,无法测量流速,因为一个平面内流速错综复杂,流进流出,但是可用于检验流速编码设置是否合理,或者利用PCA-P图,观察层面内有无反流等现象。

进行流速定量扫描的时候,需要将扫描定位框垂直于所要测量的目标血管,流速编码方向设置为血流方向。

流速测量的参数里有多个扫描方案可供选择。一个扫描卡片(或者扫描协议)建议写清楚备注信息,比如Q-flow 4CHin-plane 200,代表进行四腔心流速序列,采用层面内,流速编码为200cm/s(这个时候,由于是四腔心,方向取的in-plane,层面内,则不能进行定量分析,但是可以通过观察PCA-M图和PCA-P图去观察流速情况);Q-flow VB Through-plane 200,代表进行二尖瓣下流速测量,测量穿层方向的流速,流速编码为200cm/s。

进行流速测量的时候,需要使用心电门控或者指脉门控(PPU)。为了控制呼吸运动,常规采用屏气扫描。扫描层数一般设置1层即可。时间分辨率要求尽量高一点,也就是在一个心动周期测量多少个时相,至少要求设置12~15个时相以上。如果测量的时相数太少,也就是时间分辨率太低,则测量的流速曲线有可能不准。

完成扫描后,一般需要进行后处理,得到流速-时间曲线或者流量-时间曲线。在磁共振系统的后处理里或者工作站中均可进行流速定量的相关后处理。

流速定量的临床应用很多,主要是用于心血管的相关流速测量。除此之外,还有脑脊液的流速测定。

由于脑脊液流速相对慢,所以一般的流速编码设置为12~15cm/s。

心血管的流速相关定量更多。除了传统的测量大血管的流速,还可以在心脏瓣膜下方进行流速测定,方便得到一些值,比如E/A比值、Qp/Qs比值(分流指数)。

MRI进行E/A值测定,其流速定量序列需要定位于二尖瓣口。定位的时候,使用两腔心长轴位2CH和四腔心长轴为4CH,定位测量平面垂直于二尖瓣开口,扫描2D PC的Q-flow。扫描完后,得到血液流速的分析图。

测量二尖瓣口流速,得到流速分析图。横坐标代表时间,单位是ms。这个就可以分析E/A值了。

另外就是一些高级科研应用,比如4D Flow。

传统的流速定量采用的主要是2D或3D的PC扫描序列,流速编码只有一个方向,所以只能测量一个方向的流速。

而对于心脏大血管或者心腔,其血流情况是非常复杂的,很多需要扫描的目前区域血流方向并不是单一的。所以针对这种情况,采用传统的流速定量,则不能够真实的反映血流状态。为了解决这种问题,近年来越来越多的科研机构和医院采用4D Flow来进行心血管及其他部位的流速定量。

4D Flow是带有时间分辨率的三维相位对比磁共振成像,可以同时对三个相互垂直的方向进行流速编码,多方向采集血流数据,获得复杂的三维动力学参数。通常使用标准笛卡尔坐标或径向图像采集技术,和传统的流速定量不同的是,4D Flow可以同时在三个方向进行流速编码,并且采集的是一组3D容积信号。所以4D Flow扫描时间远远大于传统的流速定量序列。

在进行4D Flow扫描的时候,流速编码方向就需要设置为三个方向(RL-AP-FH)。除了得到传统的流速、流量等定量指标,4D Flow还可以得到三维血流流向图、流线追踪分析、三维血流压力差及血流剪切力分析等。

提起MRI的定量技术,大家应该不要只想着各种mapping技术,脂肪定量技术,还应该知道流速定量是MRI的又一个定量技术。其应用的范围也非常广泛,只要是流动的组织(液体),都可以进行流速定量。

  1. 12.2 周一 于 北京

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