基础小课堂飞利浦血管成像及临床应用

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非对比剂增强磁共振血管成像技术在临床上使用广泛,有我们之前讲到的时间飞跃法血管成像技术(Timeofflight-MRA,TOF-MRA)、相位对比度血管成像技术(Phase-ContrastAngiography,PCA)、心电触发非对比增强MR血管成像(TRiggeredAngiographyNon-ContrastEnhanced,TRANCE)。但是非对比剂增强磁共振血管成像技术并不能解决所有临床上遇到的问题,其技术特点可能导致会假阳性、假阴性的发生。另外部分患者无法配合长时间扫描,需要快速扫描序列。这个时候,我们可以选择对比剂增强磁共振血管成像(Contrast-enhancedMRA,CE-MRA)

非对比剂增强血管成像的劣势

饱和效应:慢血流、远端血管信号降低甚至消失;

失相位效应:湍流、狭窄远端、分叉处信号不均匀,甚至信号缺失;

扫描时间长。

CE-MRA优缺点

优点:

对饱和效应、失相位效应不敏感

可以冠状位扫描、视野大

SNR高

扫描时间短:以下肢血管成像为例,非对比剂增强扫描需要采集收缩期及舒张期两个期相,一般需要半个小时左右的扫描时间,扫描期间患者要保持静止,如果患者在扫描时有移动,可能会导致两个期相图像不匹配,无法剪影。增强扫描则只需要几分钟就能完成,不仅能大大提高了患者的舒适度,而且能提高扫描的成功率。

缺点:

部分扫描需要呼吸配合

时间分辨率高,但空间分辨率低

对比剂有副作用,特别是不适用于肾功能不全的患者

规范化扫描

我们以下肢血管扫描为例,向大家讲解CE-MRA。线圈选择

我们可以选择Q-body线圈(图1上),也可以选择dSAnterior+dSPosterior(图1下)。

图1.线圈及摆位摆位注意事项

摆位时尽可能让患者整个下肢保持在同一个水平线上,比如使用垫子将小腿垫高,如配有下肢成像附件的场地也可以使用该附件。(如图1)

定位中心位于脚踝;

中下腹可使用腹带固定减小呼吸运动伪影。

扫描方案

图2.扫描方案

下肢CE-MRA扫描方案有两个:

常规CE-MRA:需要扫描两个时相(增强前及增强后),期间患者应保持静止

mDixon-MRA:无需剪影,显示血管更清晰

定位方法

图3.定位

定位像扫描完成后,使用Mobiview软件拼接得到二维的MIP血管,方便定位;

在拼接后的定位像上进行定位,注意在矢状位上要包括整个下肢全部血管,冠状位上确定位置和角度;

血管定位完成之后,打开2D_BOLUSTRAK定位,使其定位中心位与腹主动脉与两侧髂总动脉分叉的位置。

扫描方法及注意事项图4.AutoView

启动扫描进行蒙片扫描;

蒙片扫描完成之后,启动2D_BOLUSTRAK扫描,在AutoView窗口观察(如图4),待图像出现后,根据图像质量决定是否开始注射,当对比剂到达腹主动脉分叉,停止2D_BOLUSTRAK设备自动进入CE-MRA序列扫描;

对比剂速度要求前半程以1.5-2ml/s速率进行注射,后半程以0.8-1ml/s的速率进行注射,剂量0.4-0.6ml/kg,用30ml生理盐水冲管;

下肢CE-MRA由于扫描范围非常大,需要进行多段扫描,然后进行拼接,一般会分为盆段、大腿段、小腿段;

盆段及大腿段血管较粗大,可以适当降低空间分辨率来保证时间分辨率,小腿段血管比较纤细,可以牺牲一点时间分辨率来保证空间分辨率;

为减少静脉污染采用了k空间优先填充技术。

基本原理

图5.基本原理三维对比增强磁共振血管造影是通过在静脉内快速注射顺磁性对比剂,利用对比剂在血管内短暂的高浓度状态形成明显缩短血液T1弛豫时间的现象,同时利用三维快速梯度回波T1序列(3D_T1W_FFE)的短TR效应(TR/TEshortest,35-40°)有效地抑制周围背景组织的信号,形成血管信号明显增高而周围静态组织信号明显受抑制的对比效果。我们从图5A可以看出,增强前软组织及血液的纵向磁化矢量强度(T1弛豫)较为接近,信号难以区分。增强后(图5B)血液T1弛豫时间明显缩短,软组织T1弛豫时间缩短不明显,此时血液信号就能很好的和软组织信号区分开。从图5B还能看出血液T1弛豫时间明显缩短后与脂肪非常相近,因此CE-MRA常联合使用脂肪抑制技术,来突出血液信号。图6.注射对比剂后动静脉浓度

对比剂可以缩短血液T1弛豫时间,这就包括了动脉及静脉。对比剂在到达动脉后的10秒内就进入了静脉(如图6)。因此在做CE-MRA,选择触发时间不合适、成像技术不合适时,图像容易受到静脉污染。那么我们应该怎样去获取更“干净”的图像呢?

答案是使用Contrast-ENhancedTimingRobustAngiography,CENTRA。CENTRA是一种K空间填充方式,位于参数卡dyn/ang——CEprofileorder(图7)。

图7.CENTRA

图8.CENTRA的K空间填充

K空间分成两个不同的节段:

K空间中心部分(橙色)的动脉窗

K空间外周部分(蓝色)动脉窗和静脉窗

图9.K空间中心

图10.K空间外周部分

采集开始的时间不能太早,以避免在对比剂到达之前开始采集K空间的中心。但是,采集开始时间也不能过晚,否则将会引入过多的静脉信号。理想状态下我们应该在动脉最高对比峰值通过时采集K空间的中心,这样可以提供动脉和静态组织的最佳对比。这个时候在动脉中获得最高对比度,同时静脉中的信号最低。从图9可以看出对比剂注射后动脉有一个明显的上升坡段,到峰值时有一个时间窗约为4s(不同部位,不同患者时间窗可能不同,此处以4s为例)。这4s的图像有最强的动脉信号和最弱的静脉信号,我们知道K空间的中心部分决定了图像的对比度,因此将这4s填充在K空间的中心可以最大限度的避免静脉污染。K空间的外周决定解剖细节,我们可以使用4s后的图像进行填充。这个时间段图像中包含了动静脉两种血液信号,但由于我们只用于填充K空间的外周,采集的图像只提供解剖细节而非对比,因此静脉信号对图像的污染微乎其微。我们可以利用这个特性,适当延长扫描时间来获得更高分辨率的扫描而不被静脉污染。

临床应用

图11.头颈部血管图12.主动脉图13.主动脉及下肢动脉

图14.右侧股动脉闭塞,侧支循环建立

往期回顾

飞利浦血管成像及临床应用(一)

飞利浦血管成像及临床应用(二)——PCA

——TRANCE技术

如果大家有任何疑问都可以和我们一起讨论喔!同时也欢迎给我们提出宝贵意见,感谢各位!

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