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对比剂增强血管成像解决方案——实战扫描篇

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对比剂增强血管成像中的特殊K空间填充方式:在K空间原理部分我们提及过,在K空间平面内不同位置的K空间数据对图像的贡献是不同的。K空间中心部分更多的决定图像的信噪比和对比度,而K空间边缘部分则更多的决定图像的空间分辨能力。在ceMRA成像过程中我们为了捕捉到更佳的扫描时机,会采用对比剂监测技术,但与此同时我们也会采用与该监测技术相互配合使用的特殊的K空间填充方式,通常使用的K空间填充方式是中心填充和椭圆中心填充。

(1)K空间中心优先填充方式:在完成一次成像过程中,整个K空间数据采集前三分之一的时间优先填充K空间中心区域。譬如,完成ceMRA的一个期相时间是18秒,采用中心填充方式意味着前6秒用于填充K空间中心区域。当这部分数据填充完成后余下的时间才用于填充外围数据。K空间中心填充使得我们能够在血液中对比剂浓度最高时完成对于对比度和信噪比起决定性作用的K空间数据采集,这样,一方面确保了动脉期采集时血液中对比剂浓度最高,有利于获得更优异的血管显示,另一方面也有利于避免静脉污染。

(2)K空间椭圆中心优先填充:对于三维成像而言,除了层面内相位编码,还有层面间相位编码,K空间椭圆中心优先填充可以简单理解为在两个相位编码方向采用K空间中心优先填充。从时间维度看,就是一次完整K空间数据采集的前九分之一(1/9)用于集中采集K空间中心部分的数据。譬如,如果在ceMRA成像中每个期相时间是18秒,采用椭圆中心填充就意味着前2秒用于K空间中心填充。K空间椭圆中心优先填充技术能够在更短的时间内完成K空间中心填充,这在那些动静脉循环时间窗比较短的区域如颈动脉、肺动脉成像是有重要意义的。但这种采集方式也存在着潜在的风险:那就是在这种理想状态下我们所期待的所见即所得的扫描方式中也对于对比剂到达时机的把握提出了巨大挑战。如果我们的扫描启动过早就会导致无法捕捉到动脉期图像。那么,在这些优势与风险并存的K空间优先填充技术中我们该何去何从呢?以下是笔者的几点建议:

其一:要充分考虑每个部位动静脉循环窗和是否需要病人屏气配合。譬如,在胸腹部大血管ceMRA成像,需要病人屏气配合才能克服呼吸带来的运动伪影。这就意味着每个期相的扫描时间不可能太长,通常在20秒之内譬如15秒。在这么短的采集时间内采用K空间椭圆优先填充风险就极大,因为只留给我们约2秒的K空间中心填充时间,任何一个判断失误都可能导致彻底失败。因此,在胸腹部需要病人屏气配合的ceMRA,我们更应该选择K空间中心优先填充,这样我们可以相对更从容的完成扫描。但在颈部血管成像和下肢如小腿部血管成像,不需要病人屏气配合,这时我们就可以采用更的高空间分辨率进行成像,使得每个期相的采集时间延长,这样再结合K空间椭圆中心优先填充就达到了兼顾空间分辨率和避免静脉污染的双重效果。

其二:对于肺动脉成像。因为动静脉循环时间窗过短而我们又要尽可能避免静脉污染,此时我们就不能使用一般的对比剂监测技术了,因为这里我们还需要留出时间传递屏气命令。此时,我们就需要采用一种小剂量对比剂试验注射来确定达峰时间的扫描策略。这种小剂量对比剂注射试验通常称为Bolus test。我们采用一个快速实时扫描的序列,注射2毫升对比剂和一定量的生理盐水(如20毫升)。然后开始快速实时扫描, 在扫描过程中我们监视并保存对比剂通过的完整过程。在完成这一阶段对比剂监测的整个过程后,就可以停止扫描。随后,用相应的后处理判断出血管信号最高的时相所对应的扫描时间,这个时间就是对比剂达峰时间。这种Bolus test可以带来很多好处。譬如,采用这种方法算出来的达峰时间后,我们在实际血管成像序列扫描中就可以采用顺序式K空间填充,有更充足的时间和病人沟通并获得更好的配合。在肺动脉成像时,因为我们通过这种预注射试验知道了达峰时间,就可以根据这个时间给传达命令等留出充足的时间。这种方法唯一的缺点就是多了一个扫描步骤。

图片说明:不同K空间填充方式示意图,ceMRA成像过程中根据血管成像部位的特点,需要结合不同的K空间填充方式。牢记这些K空间填充方式的基本概念和临床应用是合理使用的基础。

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对比剂动力学时间分辨成像:这是一种超快速的扫描方法使得我们在一段时间内可以重复扫描若干个时相。用这种方法时,我们无需顾虑对比剂何时到达,只要扫描的总时间足够长我们就可以实现对比剂增强血管成像的不同期相扫描。当我们进行动态观察时我们可以看到对比剂从无到有,浓度从逐渐增高到不断下降的动态过程,所以我们把这种对比剂增强血管成像技术称为对比剂动力学时间分辨成像。这个技术在不同公司的商品名不同,在GE磁共振平台称之为TRICKS(Time Resolved Imaging of Contrast Kinetics)。该成像解决方案在K空间的采集方式方面采用了中心过采样,并结合节段式K空间分享技术。简单的说就是把K空间平面从中心到外围分成四个节段A、B、C、D,每次采集都会采集A,B、C、D三个节段每个期相交叉采集,一方面实现了每期采集时间变短,同时又实现了两个K空间中心A段间隔时间更短。这就提高了多期成像采集的时间分辨率。

示例01



图片说明:不同部位ceMRA成像结合采用了不同的K空间填充方式。图1颈部血管成像采用了椭圆中心填充确保高分辨率采集且避免静脉污染,该病例清晰显示颈内动脉病变。图2,TRICKS扫描清晰显示脊髓血管畸形。图3胸主动脉成像,采用中心填充,清晰显示夹层动脉瘤。图4腹主动脉成像,中心填充,清晰显示双侧肾动脉起始部狭窄。

TRICKS血管成像技术的扫描策略:当我们在使用一个技术时总需要花点时间来研究一下这个技术推出的背景是什么?这个技术的特点是什么?由这个特点引申出来的临床应用有哪些?如果我们对于每个成像技术或成像方案都能按着这样一个思维方式来学习,那么我们不仅能够对这个技术或方案本身会有更全面更立体的了解和掌握,更能让我们在临床工作中有的放矢,用合适的技术解决合适的临床问题。当然,很多时候我们尚难以达到这种境界。对于TRICKS这一成像技术我们就试着从这样的角度剖析一下。TRICKS这一成像解决方案最早推出是为了解决下肢血管成像问题。大家知道在下肢对比剂增强血管成像过程中不对称充盈和延迟充盈是一个很头疼的问题。其实,两侧的下肢动脉都是正常的,但它们在对比剂充盈上却表现出时间上的不一致。如果我们在ceMRA中只做短时间采集很有可能带来诊断上的误诊。TRICKS成像解决方案有助于解决这个问题。但这里我们在使用TRICKS也必须根据不同部位血管成像面临的问题给出不同的参数设定方案。譬如在下肢血管成像,突出的问题是延迟充盈和不对称充盈,这就要求总的扫描时间需要足够长,通常会把总的扫描时间控制在3分钟或以上。下肢血管的动静脉时间窗长,所以在时间分辨率上可以适当放宽,这样可以实现更高空间分辨率的扫描而同时在不太多的时相内完成整个扫描。在颈部血管TRICKS成像中,我们要解决的问题则是如何避免静脉污染,因为颈动静脉最突出的问题是循环时间窗短,此时采用TRICKS我们的策略则是力争获取更短的时间分辨率,如3.5秒,总的采集时间无需很长,基本上1分钟足够了。可见,在不同部位的TRICKS血管成像中,我们的扫描策略必须是具体问题具体分析。

示例02



图片说明:右踝部占位病变呈长T1、长T2信号改变。TRICKS多期血管成像不仅可以清晰显示病变和血管关系,还可以清晰显示病变渐渐强化的过程。TRICKS对于明确病变供血动脉很有帮助。



示例03



图片说明:左前臂肿瘤病变,TRICKS血管多期成像清晰显示病变与血管之间的关系,并能显示病变的增强改变。在TRICKS扫描中采用减影技术来实现背景抑制,减影后的图像直接反映的就是病变的血供情况。

TRICKS血管成像采用快速重复的多期扫描,这样我们就无需借助对比剂监测技术来启动扫描。但是为了观察一个循环过程,其总的扫描时长要明显长于常规的ceMRA序列,这就决定了TRICKS这一技术不能用于那些需要屏气扫描的血管成像,如胸腹部血管成像。TRICKS只能用于那些静止部位的血管成像。除了颈部、下肢等血管成像外,TRICKS非常适合用于脊髓等血管成像,特别是用以观察脊髓血管畸形,通过多期TRICKS扫描有利于我们观察畸形血管的血管来源等。

与其他造影剂增强血管成像技术相比,ceMRA能够在相对无创的前提下实现血管解剖路径的显示。虽然近年来有关于肾源性系统纤维化的报道,但总体来说ceMRA仍是众多技术中相对更安全的。目前临床上很多医院采用CTA成像的方法,但对于存在碘剂过敏的患者,磁共振对比剂增强血管成像是一个重要的补充。

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