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大血管磁共振新鲜血液成像初探
任 克,孙文阁,戚喜勋,李然亮,金安玉,张丽娜,徐 克
(中国医科大学附属第一医院放射科,辽宁沈阳 110001)
[摘 要] 目的 探讨大血管磁共振新鲜血液成像(ＦＢＩ)的可能性,初步评价磁共振新鲜血液成像的优势与局限性。方法 采用磁共振新鲜血液成像序列,即在三维快速自旋回波序列的基础上,合并使用半傅立叶转换、短回波链间隔及心电门控和反转回波技术,对健康志愿者以及患者行大血管成像。结果 10名健康志愿者,心率在70次/ｍｉｎ以下的8名获得成功,心率在80次/ｍｉｎ以上的2名成像不理想。40名患者,心率在80次/ｍｉｎ以上的8名不成功,心率在70～80次/ｍｉｎ的4名成像效果较差或不稳定,而心率在70次/ｍｉｎ以下的28名成功获得图像。28名成功者中,主动脉、下腔静脉、肺动脉图像较好,肾动脉、肠系膜动脉图像不理想。结论 磁共振新鲜血液成像是可以在大血管疾病临床诊断中应用的磁共振血管成像技术,但要求心率在70次/分以内,对大血管较为适用,小血管的磁共振新鲜血液成像尚有待于探讨。
[关键词] 血管成像,磁共振;新鲜血液成像;大血管
[中图分类号] Ｒ445.2;Ｒ543 [文献标识码] Ａ [文章编号] 1003 3289(2003)07
0871 03
磁共振血管新鲜血液成像(ｆｒｅｓｈ ｂｌｏｏｄ ｉｍａｇｉｎｇ,ＦＢＩ)序列,是以三维快速自旋回波序列(ｆａｓｔ
ａｄｖａｎｃｅｄ ｓｐｉｎ ｅｃｈｏ,ＦＡＳＥ)为基础,合并使用半傅里叶转换、短回波链间隔以及心电门控和反转回波(ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ
ｒｅｃｏｖｅｒｙ,ＩＲ)技术而形成的一项新的ＭＲＡ技术,是利用血管内流动的水成分,在其流动最慢时采集信号而成像的方法,类似于胰胆管水成像,故也称为磁共振血管水成像。为探讨大血管ＦＢＩ的可能性,我们对50例健康志愿者和患者行ＦＢＩ扫描,现将结果报告如下。
1 材料与方法
1.1扫描对象 健康志愿者10名,其中男6名,女4名,年龄25～51岁。患者40名,腹主动脉瘤患者9名,布加综合征患者23名,夹层动脉瘤患者1名,动脉硬化股动脉狭窄患者2名,肾动脉狭窄患者4名,门脉主干血栓患者1名。
1.2检查方法 采用1.5Ｔ超导型磁共振扫描仪(东芝ＶＩＳ ＡＲＴ/ＥＸ),全身相控阵线圈,在扫描前校正磁场均匀度。以轴位图像定位前后方向扫描范围,以冠状位图像确定上下扫描范围,在冠状位图像加上下预饱和带。ＦＢＩ扫描包括以下具体步骤:
(1)心电准备:在三维图像扫描前进行预扫描,预扫描中患者屏气,对拟成像的靶血管在不同的心电图Ｒ波结束后的时间即延迟时间下采集较小矩阵的二维图像,根据二维图像上的靶血管信号强度而确定合适的延迟时间。
(2)三维ＦＢＩ扫描:重复时间(ＴＲ)由被扫描者的呼吸频率决定,ＴＥ240ｍｓ,ＥＴＳ5ｍｓ,矩阵256×256,层厚1.4ｍｍ,36层,ＦＯＶ360ｍｍ×360ｍｍ。相位编码方法与靶血管血流方向一致,加用ＩＲ。扫描时间4～6ｍｉｎ,据患者心率而定。
(3)图像后处理:原始图像在扫描仪上行ＭＩＰ重建,并进行多角度旋转观察。
图1 健康志愿者胸部大血管ＦＢＩ扫描,可显示肺动静脉主干及分支,心脏影像也能够显示 图2 下腔静脉ＦＢＩ成像,同时显示肝静脉。尚可见右下副肝静脉存在,显影 图3 腹主动脉瘤,ＦＢＩ显示膨大的瘤体,动脉瘤体处的血栓与管腔内的血液呈不同的信号 图4 与图3同一病例,ＤＣＥＭＲＡ图像,证实血栓的存在 图5 布加综合征ＦＢＩ显示肝内的侧支血流,下腔静脉膜性狭窄呈横行低信号影,狭窄部以上见较细的血流信号 图6 与图5同一病例,ＤＳＡ造影证实
2 结果
2.1健康志愿者成像结果 10名健康志愿者,其中8名成功获得ＦＢＩ图像,这8名志愿者心率均在70次/分以下。两名心率在80次/分的志愿者不理想。健康志愿者胸部大血管ＦＢＩ扫描,可显示肺动静脉主干及分支,心脏影像也能够显示(图1)。主动脉成像,可显示主动脉主干,但双侧肾动脉及肠系膜上动脉显示欠清,下腔静脉ＦＢＩ成像,肝静脉可同时显示,其中1名健康志愿者尚可见右下副肝静脉存在(图2)。
2.2患者ＦＢＩ结果 40名患者,心率80次/分以上的8名不成功;心率在70次/分以上的4名成像效果较差或不稳定,而心率在70次/分以下的28名成功获得ＦＢＩ图像。腹主动脉瘤9名,均可显示动脉膨大的瘤体,1例尚可见到动脉瘤体处的血栓与管腔内的血液呈不同的信号(图3),ＤＣＥＭＲＡ证实(图4)。布加综合征患者23名,4名心率在80次/分以上者不成功,2名心率在70～80次/分者图像不甚理想,17名成功,均可显示肝内的侧支血流及肝静脉、下腔静脉闭塞情况,行ＤＳＡ造影证实(图5,6)。夹层动脉瘤患者1名,心率在80次/分,未获成功。肾动脉狭窄患者4名,2名心率在80次/分以上的不成功,其余2名心率在70～80次/分也未成功,图像不满意。门脉主干血栓患者1名,心率也在80次/分,图像也不成功。动脉硬化股动脉狭窄患者2名,心率在70次/分以下,ＦＢＩ成功。
3 讨论
3.1ＦＢＩ的原理 ＦＢＩ是一种使用改良的ＦＳＥ序列,即ＦＡＳＥ序列为基础,和并使用三维半傅里叶转换等技术而形成的一项新的磁共振血管成像技术[1
3],其主要特征为:①不使用造影剂即可进行血管成像;②可选择性地获得动脉或静脉图像;③血管分支显示较好,且无阶梯状伪影。ＦＢＩ的原理是基于磁共振快速自旋回波序列,Ｔ2加权水呈高信号的特点,获得血管中流动的水的信号。以往未能实现磁共振血管水成像的原因是由于无法获得流动速度较快的水信号。实现ＦＢＩ,关键是在技术上能够迅速地采集到被激励的血流的水信号。在具体实施成像的过程中,必须实现以下技术环节,才能使血管中流动的新鲜血液成像,而不显示流空的无信号影,这些技术环节及作用为:
(1)采用短的回波链间隔(ｅｃｈｏｔｒａｉｎｓｐａｃｅ,ＥＴＳ)。回波间隔短,就能在血液被激励后,迅速不断地完成对流动血液中水信号的采集,而不至于血液流出靶区而采集不到信号。ＥＴＳ越短,就越能减少血流的模糊。
(2)相位编码方向要设置得同靶血管一致,这样由Ｔ2所激发出的血管信号可重叠多次,就能达到信号强度增强的目的。
(3)使用心电门控技术。ＦＢＩ是在靶血管心动周期中血流速度最慢的时间采集,必须先行预扫描,测得此时间。在一个心动周期下获得Ｒ波发出后不同延迟时间(以毫秒计)的矩阵较小的二维图像,以靶血管二维图像显示最清晰的延迟时间为三维扫描的延迟时间,在三维图像扫描时就以此延迟时间为Ｒ波开始后的开始采集时间。这样就能够选择性地使靶血管显影,而不显示邻近的非靶血管结构。
(4)用ＩＲ脉冲抑制周围器官的信号,可提高血管与周边器官的对比度。
3.2ＦＢＩ的优势与限度 ＦＢＩ是基于水成像的原理[2,3],因此越大的血管显示越清晰,而且ＦＢＩ序列ＭＲＡ不需使用造影剂。具体分析,本组主动脉成像9例均可显示主动脉主干及其走行,显示动脉的轮廓清晰,腹主动脉瘤1例,尚可显示动脉腔内血栓与流动的血液呈不同的信号,显示出了ＦＢＩ在血栓诊断方面有较好的应用前景。
本组外周血管也可由ＦＢＩ选择性地显示,并可显示血管闭塞处。ＦＢＩ可显示肺动脉,其分支也能显示。本组下腔静脉ＦＢＩ也获成功,不仅可以选择性的显示下腔静脉,且能显示肝静脉,并能显示肾静脉。根据上述结果,我们把ＦＢＩ应用于布加综合征的诊断,在已经成功的病例中,可显示闭塞的下腔静脉及肝静脉,特别适于显示肝内的侧支循环情况,这在布加综合征的诊断中有很大的价值。
在我们的初步经验中,也观察到ＦＢＩ尚存在着以下的限度:①在患者心率较快时,快于70次/分,效果不佳;快于80次/分,甚至无法成像,这是由于被扫描者心率较快时,每一个心动周期较短,留有的扫描时间短,不能完整地采集信号,并且在呼吸门控下,呼吸不规则、急促均会在一个心动周期中出现不能触发采集信号的现象,因此ＦＢＩ要应用于心率较慢的患者,且呼吸应加以训练。②ＦＢＩＭＲＡ对小动脉血管,尤其是横向走行的较短的动脉血管显示不佳。本组对肾动脉显影不理想,考虑是由于肾动脉血流速度快,横行走向,范围较短,较难采集到其信号。不过ＦＢＩ序列仍有其独到之处,尤其对流速较缓慢的血管,如造影剂增强也显示不佳的布加综合征肝内侧支循环情况以及在动静脉血栓的显示等,已证明有很大价值。
目前,磁共振ＦＢＩ血管成像尚处于探讨阶段,有关文献较少,ＦＢＩ在大血管成像取得了初步成功[1 3],是有可能在大血管疾病临床诊断中应用的磁共振血管成像技术,但对患者心率、呼吸均有较严的要求,小血管ＦＢＩ成像的可能性尚有待于探讨。
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