磁共振技术在血管成像中的应用
作者：杜滂(综述) 李和平(审校)
单位：第四军医大学唐都医院放射科，陕西 西安 710032
关键词：
实用放射学杂志001018[中图分类号] R445.2 [文献标识码] A
[文章编号] 1002-1671(2000)10-0623-03
MR Technique for Angiography
传统的血管造影术创伤重，并发症多，亦有死亡报道。随着成像技术的不断发展，常规MRA，动态增强磁共振血管成像(dynamic contrast-enhanced magnetic resonance angiograph DCE MRA)，MR数字减影血管成像(MR digtal subtraction angiograph MR DSA)等无创性或微创性检查手段先后应用于临床，取得了相当大的进展。现将磁共振技术在血管成像中的应用综述如下：
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1 成像原理与方法
1.1 常规的MRA血液的流动相关增强效应和相位效应是MRA的两个基本成像原理。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)，TOF按数据采集方式的不同可分为2DTOF和3DTOF。相位效应是指血流在两个极性相反的梯度场中，会产生一个沿梯度磁场方向的相位移动，且相位移动与血流速度成正比，而静止组织的相位改变为0，基于这一原理的成像方法称为相位对比法(phase contrast,PC)，亦可分为2DPC和3DPC[7，8]。
1.2 DCE MRA是近几年发展起来的新技术，它通过造影剂的注射，明显缩短血液的T1值，提高血流信号，并用快速扫描序列完成屏气扫描，扫描采集的原始图像转到工作站处理，利用MIP或部分容积MIP技术及多层容积重建(MPR)，获得所需的血管影像[1～5，11，16，18，19，24]。
, 百拇医药
1.3 MR DSA也需使用对比剂，先进行一个三维快速梯度回波扫描作为减影的蒙片，然后注射经对比剂，在对比剂到达感兴趣区时进行另外一个动态扫描。原始图像经减影后再进行MIP重建而获得血管的影像。MRDSA由于对图像进行了减影处理，腹腔脂肪及肠管内容物及骨髓的脂肪信号等影响图像质量的背景信号得到抑制，使图像质量改善，但需注意二次动态扫描之间病人的体位及呼吸幅度应尽可能保持一致，不然，减影效果不佳[12，26]。
2 成像参数和后处理
2.1 MRA的成像参数多，选用是否恰当对其图像质量及结果影响较大，通常说来，TR越短，背景抑制越好，血管/背景对比越好，TE越短，体素越小，流动失相位及体素内失相位越小，对血管的实际情况反映得越准确。技术参数在不同场强不同型号的机器中不尽相同，故具体数值本文不再列出。
另外，DCE MRA和MRDSA造影剂用量为0.1～0.3 mmol/kg[1～5，11，12，14，19，21～24]，造影剂的注射有手推和采用压力注射器二种，据Earls等认为使用压力注射器图像质量要优于手推注，而且压力注射器和时间检测装置联合使用可提高S/Ns和C/Ns[23]，注射的速率各家报道不完全一致，据kopka等研究认为对于三维屏气腹部血管MRA的最佳注射速率为2 ml/s[21]。而据Leung等认为注射速度4～5 ml/s时在采集感兴趣图像时血管内浓度可达最高[24]，另外林江等报告注射速率2 ml/s及0.5 ml/s显示门静脉均较满意，但后者能更好地显示肝静脉和下腔静脉[5]。造影剂注入血管后到达感兴趣区有一定的延迟时间，到达各大血管的延迟时间如下：肺动脉约0 s，主动脉弓和降主动脉约为5～7 s，腹主动脉约10～15 s，髂动脉及下肢动脉约20～25 s。门脉系统约15～20 s[1～5，14，16，18，21]。
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2.2 后处理
扫描后的数据，原始图像一般都传送到工作站用最大强度投影法(MIP)和多轴位重建法(MPR)进行重建，其原理不再赘述。另外，重建方法本身有其局限性，分析影像时需注意。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[9]。MIP对于缓慢血流或复杂血流造成的假阳性和对血管狭窄有夸大效应。由于血管边缘血流缓慢，信号弱，MIP时背景噪声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。
3 各种方法的优缺点
3.1 常规MRA
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优点：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，头颈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，基本上可代替传统的血管造影[6～9，13]。
缺点：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，PC对速度编码十分敏感，速度编码选择不当会导致信号减弱，两种方法都需多次屏气才能完成扫描，容易有层面错位伪影，所以，对于那些走行于扫描层面的血管以及扭曲或狭窄的血管或较大的动脉瘤不能真实可靠地显示，另外，检查颇为费时[2，5，11，14，19，22，24]。
3.2 DCE MRA
优点：通过缩短血液的T1值，大大提高了血流信号，并应用快速扫描序列完成屏气扫描，有效克服了TOF和PC的缺点，提高了空间分辨率，缩短了扫描时间，且不易受血流伪影的影响[1～5，11，14，16，18，19，22，24]。
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缺点：需要增加对比剂的费用。
3.3 MRDSA
优点：减少了扫描时间，可进行任意方位的采集，由于背景组织信号得到抑制改善了图像质量，提高了图像的分辨率，减少了流空现象，无需心电门控[12，26]。
缺点：需用对比剂，另外，使用减影技术可降低信噪比，重要的不足是图像容积较小及视野较小[12]。
4 临床应用
磁共振血管成像技术在全身血管组织的应用都可见报道
4.1 颅内血管
常规的MRA即可做出满意的图像，结合新的后处理方法可更清晰的地加以显示，对于诊断脑血管狭窄闭塞，颅内动脉瘤，脑血管畸形及脑肿瘤的压迫使脑血管发生走行改变或/和狭窄等都很有价值，据黄飚等研究报道，无出血时，脑动脉狭窄，动脉瘤应首选MOTSA；AVM首选多流速编码的2D-PC并联用3D-TOF或3D-PC；有明显出血时，各种病变均应首选3D-PC[9]，另外还可利用动态增强T*2加权像进行脑血流量的测定，对于预防和及早救治脑血管疾病很有意义[13]。
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4.2 颈部血管
常规MRA结合MRI片对诊断椎动脉型颈椎病有意义[6]，另外，对颈动脉和颈内动脉狭窄很有诊断价值，并可测定血管内血流量[17，20]。
4.3 四肢血管
常规MRA、DCE MRA，MRDSA对此均有报道，对于确定动脉狭窄、闭塞，动静脉瘘、动脉瘤等是一种可靠的方法[11，25，26]，其中动态增强减影MRA其敏感性和特异性均高于常规MRA[26]。
4.4 肺部血管[10]
由于呼吸和心跳的影响，常规MRA效果不佳，对于肺部血管成像最适宜的方法是综合方法，相位阵列线圈可改善信噪比，超快3DGRE扫描可减少运动伪影，应用顺磁性造影剂可提高血管内信号强度等。
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4.4.1 肺栓塞 schiebler等在18例PE早期研究中报告，用憋气法发现急性肺血栓的敏感性约85%，其受血栓大小、血管方向及位置的影响。
4.4.2 胸部肿块 可见肿块压迫导致血管狭窄、变形及推移以及肿瘤远端血管灌注缺失。
4.4.3 肺部血管畸形 动静脉畸形、肺动静脉瘘、动脉瘤及血管曲张、肺动脉狭窄、肺动脉发育不良等。
4.4.4 肺血流量的测量 可前瞻性地评价肺环境状况，可用于肺高压、肺移植术等病人。
4.4.5 肺内和胸腔内其它疾病 肺段隔离症、肺动脉夹层等。
4.5 主动脉及其分支[11，12，16，19，22～24]
主动脉及其分支由于搏动较强，血流较复杂，常规MRA显影不佳，DCE MRA显影满意，动脉瘤及假性动脉瘤的瘤腔、瘤壁均可显示，并可显示主动脉夹层撕裂的内膜及夹层的范围。大动脉炎造成的动脉狭窄、阻塞及中膜破坏膨出形成的动脉瘤，主动脉弓畸形如右位主动脉弓，双主动脉弓等都可直接显示。
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4.6 门静脉和肝静脉[1～5，11，14，18，24]
3D DCE MRA可较好显示PV主干及左右分支，HV及IVC等。
4.6.1 可用于门脉高压的发现及诊断 可显示门静脉主干扩张脾静脉迂曲程度及侧支循环血管的建立。
4.6.2 可用于门脉静脉分流术后随访，以最佳角度显示血管吻合口的情况。
4.6.3 评价PV开放性，判断有无血栓或癌栓形成
4.6.4 协助TIPS术前定位，降低操作难度，减少并发症。
4.6.5 对肝癌患者，可同时显示血管和病灶，输出血管是否受侵并作定位，对手术方案的设计十分有用。
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4.7 血管移植后的随访[15，27]
对于移植后的一些并发症如狭窄，血栓形成，吻合口的假性动脉瘤等都能清楚显示，减影技术可有一定帮助。
作为一种新兴的血管成像手段，它的应用正在不断地进行完善和改进，事实证明，磁共振血管成像技术是一种快捷、有效、可靠的方法，对于血管系统疾病的显示和诊断方面具有重要价值。
作者简介：杜滂(1974- )，女，陕西咸阳市人，西安第四军医大学硕士研究生。
参考文献
[1] 林 江，陈祖望，周康荣，等.门V3D DCE MRA成像价值——与常规门静脉造影对照研究[J].临床放射学杂志，1999，18：261.
[2] 林 江，陈祖望，周康荣，等.三维DCE MRA在门静脉和肝脏静脉系统的应用[J].中华放射学杂志，1998，32：583.
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[3] 林 江，陈祖望，周康荣，等.肝内门静脉和肝静脉的解剖和变异[J].中华放射学杂志，1999，32：403.
[4] 杨 炼，孔祥泉，刘西定，等.增强磁共振门静脉造影对门脉高压症的初步探讨[J].临床放射学杂志，1999，18：268.
[5] 林 江，陈祖望，周康荣，等.门静脉和肝脏静脉系统3D DCE MRA增强方法的比较研究[J].临床放射学杂志，1998，17：276.
[6] 钱宝全，王 革.椎动脉型颈椎病MRI与MRA的临床应用[J].实用放射学杂志，1998，14：224.
[7] 徐德永，栾红梅.椎动脉型颈椎病的MRA应用[J].实用放射学杂志，1998，14：451.
[8] 高思佳，丘清亮，祁 斌.应用MRA 3D TOF及三维血管图像后处理技术诊断颅内小动脉瘤[J].临床放射医学杂志，1998，17：7.
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[9] 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[J].临床放射学杂志，1995，14：263.
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[12] 金延方，尹 南，贺 聪，等.腹主动脉髂动脉及下肢动脉的MR数字减影血管造影[J].中华放射学杂志，1999，33：197.
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收稿日期：1999-12-17, 百拇医药
单位：第四军医大学唐都医院放射科，陕西 西安 710032
关键词：
实用放射学杂志001018[中图分类号] R445.2 [文献标识码] A
[文章编号] 1002-1671(2000)10-0623-03
MR Technique for Angiography
传统的血管造影术创伤重，并发症多，亦有死亡报道。随着成像技术的不断发展，常规MRA，动态增强磁共振血管成像(dynamic contrast-enhanced magnetic resonance angiograph DCE MRA)，MR数字减影血管成像(MR digtal subtraction angiograph MR DSA)等无创性或微创性检查手段先后应用于临床，取得了相当大的进展。现将磁共振技术在血管成像中的应用综述如下：
, http://www.100md.com
1 成像原理与方法
1.1 常规的MRA血液的流动相关增强效应和相位效应是MRA的两个基本成像原理。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)，TOF按数据采集方式的不同可分为2DTOF和3DTOF。相位效应是指血流在两个极性相反的梯度场中，会产生一个沿梯度磁场方向的相位移动，且相位移动与血流速度成正比，而静止组织的相位改变为0，基于这一原理的成像方法称为相位对比法(phase contrast,PC)，亦可分为2DPC和3DPC[7，8]。
1.2 DCE MRA是近几年发展起来的新技术，它通过造影剂的注射，明显缩短血液的T1值，提高血流信号，并用快速扫描序列完成屏气扫描，扫描采集的原始图像转到工作站处理，利用MIP或部分容积MIP技术及多层容积重建(MPR)，获得所需的血管影像[1～5，11，16，18，19，24]。
, 百拇医药
1.3 MR DSA也需使用对比剂，先进行一个三维快速梯度回波扫描作为减影的蒙片，然后注射经对比剂，在对比剂到达感兴趣区时进行另外一个动态扫描。原始图像经减影后再进行MIP重建而获得血管的影像。MRDSA由于对图像进行了减影处理，腹腔脂肪及肠管内容物及骨髓的脂肪信号等影响图像质量的背景信号得到抑制，使图像质量改善，但需注意二次动态扫描之间病人的体位及呼吸幅度应尽可能保持一致，不然，减影效果不佳[12，26]。
2 成像参数和后处理
2.1 MRA的成像参数多，选用是否恰当对其图像质量及结果影响较大，通常说来，TR越短，背景抑制越好，血管/背景对比越好，TE越短，体素越小，流动失相位及体素内失相位越小，对血管的实际情况反映得越准确。技术参数在不同场强不同型号的机器中不尽相同，故具体数值本文不再列出。
另外，DCE MRA和MRDSA造影剂用量为0.1～0.3 mmol/kg[1～5，11，12，14，19，21～24]，造影剂的注射有手推和采用压力注射器二种，据Earls等认为使用压力注射器图像质量要优于手推注，而且压力注射器和时间检测装置联合使用可提高S/Ns和C/Ns[23]，注射的速率各家报道不完全一致，据kopka等研究认为对于三维屏气腹部血管MRA的最佳注射速率为2 ml/s[21]。而据Leung等认为注射速度4～5 ml/s时在采集感兴趣图像时血管内浓度可达最高[24]，另外林江等报告注射速率2 ml/s及0.5 ml/s显示门静脉均较满意，但后者能更好地显示肝静脉和下腔静脉[5]。造影剂注入血管后到达感兴趣区有一定的延迟时间，到达各大血管的延迟时间如下：肺动脉约0 s，主动脉弓和降主动脉约为5～7 s，腹主动脉约10～15 s，髂动脉及下肢动脉约20～25 s。门脉系统约15～20 s[1～5，14，16，18，21]。
, 百拇医药
2.2 后处理
扫描后的数据，原始图像一般都传送到工作站用最大强度投影法(MIP)和多轴位重建法(MPR)进行重建，其原理不再赘述。另外，重建方法本身有其局限性，分析影像时需注意。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[9]。MIP对于缓慢血流或复杂血流造成的假阳性和对血管狭窄有夸大效应。由于血管边缘血流缓慢，信号弱，MIP时背景噪声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。
3 各种方法的优缺点
3.1 常规MRA
, 百拇医药
优点：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，头颈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，基本上可代替传统的血管造影[6～9，13]。
缺点：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，PC对速度编码十分敏感，速度编码选择不当会导致信号减弱，两种方法都需多次屏气才能完成扫描，容易有层面错位伪影，所以，对于那些走行于扫描层面的血管以及扭曲或狭窄的血管或较大的动脉瘤不能真实可靠地显示，另外，检查颇为费时[2，5，11，14，19，22，24]。
3.2 DCE MRA
优点：通过缩短血液的T1值，大大提高了血流信号，并应用快速扫描序列完成屏气扫描，有效克服了TOF和PC的缺点，提高了空间分辨率，缩短了扫描时间，且不易受血流伪影的影响[1～5，11，14，16，18，19，22，24]。
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缺点：需要增加对比剂的费用。
3.3 MRDSA
优点：减少了扫描时间，可进行任意方位的采集，由于背景组织信号得到抑制改善了图像质量，提高了图像的分辨率，减少了流空现象，无需心电门控[12，26]。
缺点：需用对比剂，另外，使用减影技术可降低信噪比，重要的不足是图像容积较小及视野较小[12]。
4 临床应用
磁共振血管成像技术在全身血管组织的应用都可见报道
4.1 颅内血管
常规的MRA即可做出满意的图像，结合新的后处理方法可更清晰的地加以显示，对于诊断脑血管狭窄闭塞，颅内动脉瘤，脑血管畸形及脑肿瘤的压迫使脑血管发生走行改变或/和狭窄等都很有价值，据黄飚等研究报道，无出血时，脑动脉狭窄，动脉瘤应首选MOTSA；AVM首选多流速编码的2D-PC并联用3D-TOF或3D-PC；有明显出血时，各种病变均应首选3D-PC[9]，另外还可利用动态增强T*2加权像进行脑血流量的测定，对于预防和及早救治脑血管疾病很有意义[13]。
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4.2 颈部血管
常规MRA结合MRI片对诊断椎动脉型颈椎病有意义[6]，另外，对颈动脉和颈内动脉狭窄很有诊断价值，并可测定血管内血流量[17，20]。
4.3 四肢血管
常规MRA、DCE MRA，MRDSA对此均有报道，对于确定动脉狭窄、闭塞，动静脉瘘、动脉瘤等是一种可靠的方法[11，25，26]，其中动态增强减影MRA其敏感性和特异性均高于常规MRA[26]。
4.4 肺部血管[10]
由于呼吸和心跳的影响，常规MRA效果不佳，对于肺部血管成像最适宜的方法是综合方法，相位阵列线圈可改善信噪比，超快3DGRE扫描可减少运动伪影，应用顺磁性造影剂可提高血管内信号强度等。
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4.4.1 肺栓塞 schiebler等在18例PE早期研究中报告，用憋气法发现急性肺血栓的敏感性约85%，其受血栓大小、血管方向及位置的影响。
4.4.2 胸部肿块 可见肿块压迫导致血管狭窄、变形及推移以及肿瘤远端血管灌注缺失。
4.4.3 肺部血管畸形 动静脉畸形、肺动静脉瘘、动脉瘤及血管曲张、肺动脉狭窄、肺动脉发育不良等。
4.4.4 肺血流量的测量 可前瞻性地评价肺环境状况，可用于肺高压、肺移植术等病人。
4.4.5 肺内和胸腔内其它疾病 肺段隔离症、肺动脉夹层等。
4.5 主动脉及其分支[11，12，16，19，22～24]
主动脉及其分支由于搏动较强，血流较复杂，常规MRA显影不佳，DCE MRA显影满意，动脉瘤及假性动脉瘤的瘤腔、瘤壁均可显示，并可显示主动脉夹层撕裂的内膜及夹层的范围。大动脉炎造成的动脉狭窄、阻塞及中膜破坏膨出形成的动脉瘤，主动脉弓畸形如右位主动脉弓，双主动脉弓等都可直接显示。
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4.6 门静脉和肝静脉[1～5，11，14，18，24]
3D DCE MRA可较好显示PV主干及左右分支，HV及IVC等。
4.6.1 可用于门脉高压的发现及诊断 可显示门静脉主干扩张脾静脉迂曲程度及侧支循环血管的建立。
4.6.2 可用于门脉静脉分流术后随访，以最佳角度显示血管吻合口的情况。
4.6.3 评价PV开放性，判断有无血栓或癌栓形成
4.6.4 协助TIPS术前定位，降低操作难度，减少并发症。
4.6.5 对肝癌患者，可同时显示血管和病灶，输出血管是否受侵并作定位，对手术方案的设计十分有用。
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4.7 血管移植后的随访[15，27]
对于移植后的一些并发症如狭窄，血栓形成，吻合口的假性动脉瘤等都能清楚显示，减影技术可有一定帮助。
作为一种新兴的血管成像手段，它的应用正在不断地进行完善和改进，事实证明，磁共振血管成像技术是一种快捷、有效、可靠的方法，对于血管系统疾病的显示和诊断方面具有重要价值。
作者简介：杜滂(1974- )，女，陕西咸阳市人，西安第四军医大学硕士研究生。
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[1] 林 江，陈祖望，周康荣，等.门V3D DCE MRA成像价值——与常规门静脉造影对照研究[J].临床放射学杂志，1999，18：261.
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收稿日期：1999-12-17, 百拇医药