磁共振脑血管成像的技术处理及临床应用

     磁共振脑血管成像的技术处理及临床应用 (pdf) 

    ［摘要］  目的  探讨时间飞跃法（3D-TOF）磁共振脑血管成像（MRA）技术及临床应用。方法  50例TOF法MRA，其中正常27例，脑动脉硬化7例，动静脉畸形6例，动脉瘤6例，其他4例。本组病例中有7例在注射Gd-DTPA做正常强化扫描后行MRA扫描。应用GRE RSSG序列，TR/TE/FA=30 ms/10 ms/35°，激励次数1次，应用MIP及MPR处理。结果  （1）MRA成像质量与扫描方法及参数值密切相关，（2）MRA可清晰显示脑动脉的主干及3～4级分支，（3）脑动脉硬化者可见血管变细、变少迂曲；动静脉畸形可见异常增粗迂曲的血管及血管团；动脉瘤可见瘤体大小、形态、位置及与血管的关系及与周围关系。强化Gd-DTPA后血管可显示至4～5级，且血管信号明显增强。结论  磁共振3D-TOF、MRA可多方位立体显示脑血管的形态、走形及与病变的关系，经MIP及MPR处理后，可获得更多的影像诊断信息。

　［关键词］  磁共振；时间飞跃法；磁共振血管成像

　    Technique and applications of MR brain angiography

    WU Li-de,CHENG Jun.Binzhou Peoples Hospital,Binzhou 256610,China

    ［Abstract］  Objective  To evaluate the technique and application of three dimensional time of flight （3D-TOF） MR brain angiography.Methods  3D-TOF MR brain angiography were performed in 50 cases,and 27 cases were normal,7 cases of cerebral arteriosclerosis,6 cases of arteriovenous malformation,6 cases of aneurysm,4 cases is other.7 cases were injected Gd-DTPA with contrast enhancement.GRE RSSG series （matrix 200/120） were performed and number of excitations （NEX） is 1,TR/TE/FA=30 ms/10 ms/35°.MIP and MPR were adopted.Results  （1） The image quality of MRA was related to scanning methods and scanning parameter;（2） MRA could clearly show 3～4 grades cerebral artery structures;（3） Curved blood vessels and blood vessels decrease were showed on the MRA images of cerebral arteriosclerosis.Enlarged and curved blood vessels were showed on the MRA images of AVM.MRA images could demonstrate the location,shape,and size of aneurysm.Contrast enhancement MRA could show 4～5 grades cerebral artery structures and the signal of blood vessels were enhancement significantly.Conclusion  MRA images can be rotated and viewed from different directions.More diagnostic information is attained from MIP and MPR images.

    ［Key words］  magnetic resonance；three dimensional time of flight；MR angiography

    在影像学的血管成像技术中,磁共振血管成像（MRA）是目前唯一的无创伤性、无辐射危害、无需使用造影剂、安全可靠的脑血管成像技术。MRA由Edelman等于1985年首先报道并用于临床,目前常用的非增强MRA成像技术包括时间飞跃法（time of flight,TOF）和相位对比法（phase contrast,PC）、黑血法等［1］。在脑血管成像技术中以时间飞越法（3D-TOF）最为常用。本文通过对日常工作中实践经验总结，对脑血管MRA成像技术进行回顾性分析,着重探讨低场强磁共振采用三维时间飞跃法血管成像（3D-TOF）原理及临床技术应用。

    1  资料与方法

    1.1  一般资料  对我院2003～2006年应用3D-TOF法脑血管成像的病例中,随机抽取50例进行分析，男29例,女21例,年龄16～78岁,平均43岁。

    1.2  方法  使用机器为日立0.3 T永磁型开放式磁共振成像仪，应用头颅正交线圈横轴位扫描。全部病例均先常规MR检查,然后再行血管成像检查。血管成像采用时间飞跃法（time of flight,TOF）三维成像，成像参数：序列GRE RSSG,TR/TE/FA=30 ms/10 ms/35°,激励次数1次，层厚1 mm。其中7例为常规增强扫描后，行3D-TOF-MRA扫描。部分病例在扫描过程中运用了预置饱和（pre-saturation）技术,使总方向为自上而下的静脉血流信号得到最大限度的抑制，以消除静脉血流信号。所有病例原始图像均用最大强度投影法（MIP）进行重建,形成完整的血管图像,并应用多轴位重建法（MPR）进行滤波处理,使血管影像光滑。应用多角度多方位旋转成像。

    2  结果

　本组50例3D-TOF MRA的图像中，正常27例，均能清楚地显示脑血管的Willis环,大脑前、中、后动脉主干及其分支,其中,额极动脉以前及侧裂动脉的主干、胼周动脉及侧裂点以后的血管分支均能清晰显影成像。脑动脉硬化症7例，可见动脉主干及分支血管变窄、变细、远方血管变少。脑动静脉畸形6例，均发生于额顶叶，可见异常增粗迂曲的血管、血管团及增粗的引流血管，可观察到畸形血管的位置和范围。动脉瘤6例，清楚地观察到瘤体大小、位置、形态以及与血管的关系。其中7例在注射Gd-DTPA做正常强化扫描后行MRA扫描，强化Gd-DTPA后血管可显示至4～5级，且血管信号明显增强［2，3］。

    3  讨论

　MRA的基本原理是流动相关增强效应,流动相关增强是指未饱和质子群（血液）流入成像层面形成高信号,而其周围静止组织因受射频脉冲的多次激励而变饱和形成低信号,基于这一原理的成像方法称为时间飞越法（time of flight,TOF）［4］。在采用3D-TOF法MRA成像时，所使用的脉冲序列的TR非常短，TR远远短于组织的纵向弛豫时间T1，而成像容积内的静态组织经过多次的射频脉冲（RF）的激发，其纵向磁化处于饱和状态，弛豫时只有很小的纵向磁化矢量恢复，因此，静态组织产生的MR信号很小。成像容积以外的流体（血液），未受到射频脉冲的激发，其具有很大的纵向磁化矢量，当血流以一定的速度流入成像容积层块，在下一个射频脉冲激发时，就会产生很高的MR信号。这样，流动的血流与静态组织之间就产生很高的信号对比。流动的血液变亮而静止组织变暗,形成血管造影像。在MRA成像过程中，MRA信号的强度与TR和血流速度有关，在允许范围内TR短，血流速度快，则成像效果好［5］。MRA扫描技术和扫描参数的正确选择，是获得理想MRA图像的关键。扫描技术包括正确的体位摆放，将被检查部位置于磁场正中心，射频脉冲激励后，产生最强的自由感应衰减信号。正确选择应用预置饱和技术，观察动脉血管，可在扫描层块上方平行设置静脉预饱和带，观察静脉血管，在扫描层块下方平行设置动脉预饱和带。亦可根据不同临床要求，分别设置单侧预饱和带，观察对侧动脉供血情况。根据病变不同设置不同的扫描层块厚度，若扫描层块设置过厚，流动的血液在层块内停留几个脉冲的时间，也会受到短TR脉冲的反复激励而发生饱和效应，使远端血管信号丢失，对于血液流速较慢者，可应用较薄的容积厚度。正确设置TR时间，短的TR时间可提高血管影像的显示。图像后处理是获得理想MRA图像的保证。应用最大信号强度投影（MIP）重建来显示轴面、矢状面、冠状面或任意旋转角度的脑血管立体图像。根据不同投影方向来设置不同切割范围，去掉感兴趣区以外的血管影像及脂肪等的重叠及背景干扰，显示血管及血管与病变之间的关系。并应用多轴位重建法（MPR）进行滤波处理,使血管影像光滑。但是，重建方法本身有其局限性,MIP法只有当血流信号是背景平均信号的2倍以上方可满意显示,而当血流信号是背景信号的0.5倍以下往往会被删除［6］。由于血管边缘血流缓慢,信号弱,应用MIP重建时背景噪声可使血管边缘信号模糊,同样,亦可把复杂血流所致的信号缺失,误认为管腔内斑块,致使狭窄程度范围夸大。MPR是MIP的特殊形式,它选择不同的层块厚度和投射角度做重建,明显降低背景干扰以及与周围血管重叠,所以能较好地显示栓子和病灶。另外,MRA的成像时间与有效层数成正比,病变范围局限时可适当减少层数,节约成像时间,或减少3D层块厚度,有效层数不变,有效层厚减小,提高影像空间分辨率。操作时灵活调整成像参数,使之优化组合,缩短采集时间,提高成像质量。常规MRA是一种无创性血管成像技术,无需穿刺和血管内注入对比剂,头部主要血管流量较大,又无呼吸干扰,容易获得较满意的图像。3D-TOF的主要缺点,是与成像平面平行的缓慢血流容易产生饱和效应，造成假阳性信号。低场磁共振对于血流较慢血管影像显示不良者，亦可应用注射对比剂的方法，做3D-TOF MRA检查，血管成像质量可明显提高［7，8］。

    ［参考文献］

    1  胡军武，冯定义，邹明丽.MRI应用技术.武汉：湖北科学技术出版社，2003，174.

    2  Silverman JM,Podesta L,Villamil F,et al.Portal vein patenty in candidates for liver transplantation:MR angiographic analysis.Radiology,1995,197（1）:147-152.

    3  Prince MR,Narasimham DL,Stanley JC,et al.Breath-hold gadolinium-enhanced MR angiography of the abdominal aorta and its major branches.Radiology,1995,197（3）:785-792.

    4  黄飚,漆剑频,陈荣萍,等.颅脑磁共振血流成像.不同成像方法的临床应用.临床放射学杂志,1995,14:263.

    5  高思佳,丘清亮,郭斌.应用MRA 3D TOF及三维血管图像后处理技术诊断小动脉瘤.临床放射学杂志,1998,17:7.

    6  林江,陈祖望,周康荣,等.门静脉和肝脏静脉系统3DDCE MRA增强方法的比较研究.临床放射学杂志,1998,17:276.

    7  Douek PC,Revel D,Chazel S,et al.Fast MR angiography of the aortoiliac arteries and arteries of the lower extremity:value of bolus-enhanced,whole-volume subtraction technique.AJR AM J Roentgenol,1995,165（2）:431-437.

    8  Leung DA,Mckinnon GC,Davis CP,et al.Breath-hold,contrast-enhanced,three-dimensional MR angiography.Radiology,1998,200（2）:569-571.

   作者单位： 256610 山东滨州，滨州市人民医院影像中心

　  （编辑：夏  琳）