磁共振血流測定

1、首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院放射科李坤成磁共振血流測定技術(shù)的最新進(jìn)展，使我們能獲得大血管血流量和血流速定性和定量的信息。磁共振血流定量主要應(yīng)用相位移動技術(shù)，具有很高的準(zhǔn)確性，在整體和局部心功能測定和心臟瓣膜病、肺動脈疾病、胸主動脈疾病、先天性心臟病及缺血性心臟病的診斷上，能發(fā)揮較大作用。一、磁共振血流測定發(fā)展回顧應(yīng)用磁共振方法測定血流始于五十年代中期，Man于1982年，在常規(guī)MR序列中加入一個速度編碼相位調(diào)制磁場，從而獲得血流定量圖像。198

2、4年Bryant等應(yīng)用梯度回波序列和相位差異技術(shù)，首次將MR血流測定用于臨床，對健康志愿者行股動脈和預(yù)動脈血流測定。測量結(jié)果用一種連續(xù)流動的水模離體實驗和活體多普勒超聲所證實。Singer和Crooks則利用TOF技術(shù)，測量了活體頸內(nèi)靜脈的血流。還有幾個研究組建議將TOF用于MR血流測定。Nayler等研制出特殊設(shè)計的梯度回波序列測定血流，用短TE結(jié)合偶數(shù)回波相位重聚，避免了信號丟失。此序列經(jīng)快速重復(fù)，可在心動周期多時相上行血流測定。應(yīng)

3、用此方法行活體研究，由左室每搏輸出量測量得出流速圖，進(jìn)而與計算出的主動脈血流比較，顯示了其準(zhǔn)確性。1987年Underwood等對13例各種心血管病患者，進(jìn)行了速度編碼電影MRI的最初臨床應(yīng)用。二、磁共振血流測定方法測量血流有TOF和PC兩種基本方法，后者又稱速度編碼電影MRI(VECMRI)。（一）、TOF技術(shù)為了在TOF原理基礎(chǔ)上進(jìn)行血流定量研究，通常應(yīng)用橫行經(jīng)過血管的飽和帶，設(shè)置一條暗線，對血管內(nèi)定點血液作標(biāo)記，然后，測定標(biāo)記血液

4、在確定時間內(nèi)的移動距離，稱團(tuán)注追蹤技術(shù)。移動距離與所用時間相除，即可計算出血流速度：V＝D／TD：移動距離T：時間這種方法對向前和向后流動的血流均敏感，總采集時間不超過15秒，可在一次屏息內(nèi)完成。團(tuán)注追蹤方法的主要優(yōu)點是原理簡單、實施快速和對外部相位變化不敏感。此方法的固有限度是必須是進(jìn)行層面設(shè)置和難以計算血流量。由于該方法只能測得血管中心的峰值流速，不能獲得血管內(nèi)的二維流速圖，因此，應(yīng)用TOF方法不能準(zhǔn)確測量血管斷面上每一點的流速。此

5、外，TOF技術(shù)依賴于信號的振幅測定，而報幅不僅取決于流速，還取決于質(zhì)子密度、T1、T2值，特別是血液流動的方式。已經(jīng)證實TOF技術(shù)難以對血流進(jìn)行準(zhǔn)確定量研究，所以，TOF方法并未象PC技術(shù)那樣廣泛地用于MR血流測定。（二）、PC或VECMRI技術(shù)流動編碼相位位移應(yīng)用雙極梯度磁場，后者由位相相反的兩葉組成，當(dāng)?shù)谝蝗~應(yīng)用時，靜止和流動組織的自旋都進(jìn)行相位的積聚，隨之應(yīng)用第二葉，靜止質(zhì)子喪失相位，總相位為零；而流動的血液在兩個梯度之間，經(jīng)過不

6、同的正負(fù)梯度，所以，累加后產(chǎn)生相位位移。此相位差異與血液在速度編碼方向上的流動成正比，符合公式：δ相位＝gvTAgg：旋磁比T：梯度脈沖的持續(xù)時間Ag：梯度脈沖每一葉的面積v：血流速度速度可以在單一方向（如血流方向）、或所有三維方向上編碼。梯度可以在振幅和周期上改變，以適應(yīng)快速或緩慢血流的情況。相位位移與流速成正比，在PC圖像上，顯示為像素信號強(qiáng)度的變化：在流動編碼軸正向上的運(yùn)動，像素顯示為亮（或暗）信號；在反向上的運(yùn)動則顯示為暗（或亮

7、）信號，二者相反，而靜止組織呈灰色信號。為測定每搏血流必須應(yīng)用心電圖門控時，需要兩種（正和負(fù)）流動編碼采集，在心動周期每一點上作為內(nèi)插對。為降低背景嗓聲，相位編碼的像素的信號強(qiáng)度能由磁化矢量影像加強(qiáng)，這是內(nèi)插相位差異技術(shù)的副產(chǎn)物，此種加權(quán)圖像被稱為“磁化矢量加權(quán)像’’，或“流動圖和主動脈瓣（r=0.98）的容稱流速，與應(yīng)用125碘標(biāo)記的人體血清白示蹤稀釋技術(shù)，所測結(jié)果相關(guān)良好。在主動脈狹狹窄患者，從VECMRI峰值速度得到的主動脈瓣兩側(cè)

8、壓力差，與心導(dǎo)管測值相關(guān)極佳（r=0.97）。使用流速計對犬進(jìn)行直接血流測定，證實了PC技術(shù)測量血流的準(zhǔn)確性。許多學(xué)者應(yīng)用MRI與多普勒超聲進(jìn)行對照研究，評價MRI技術(shù)的準(zhǔn)確性和重復(fù)性，包括驗證主動脈、肺動脈、外周動脈、大靜脈、未閉的動脈導(dǎo)管和瓣膜病瓣口的流速和整體血流。TOF與多普勒超聲的比較，顯示出MRI測量腹主動脈（r=0.98）和門靜脈（r=0.95）峰值流速的準(zhǔn)確性。人體腹主動脈中瞬時流速測量結(jié)果顯示。VECMRI與多普勒超聲

9、緊密相關(guān)（r=0.97）。應(yīng)用VECMRI在升主動脈或肺動脈，行左或右室的血流容量測定，先累加多個相鄰層面的收縮末期和舒張末期面積，再由兩者之差得出左室每搏輸出量，與由升主動動脈VECMRI所測結(jié)果比較，幾乎完全相同，且緊密相關(guān)（r＝0.97）。VanRossum等在13例正常人，應(yīng)用VECMRI行左室容積測量，所得每搏輸出量，與VECMRI測定上腔和下腔靜脈每次心跳平均流量之和相平衡（r＝0.91）。在另一項研究中，應(yīng)用VECMRI測

10、量顯示正常人每一心動周期，左右肺動脈血流量之和，與主肺動脈的流量相等。四、磁共振血流成像心室功能測定（一）、心室整體功能測定1、收縮功能左室收縮功能參數(shù)，如：每搏輸出量、射血分?jǐn)?shù)和心輸出量是心臟病患者心功能重要的診斷和預(yù)后指標(biāo)。分別行主、肺動脈VECMRI測定，由血管斷面積與血流速相乘，或心動周期全部收縮期流量累加，可測得左、右心室的每搏輸出量。Kondo等應(yīng)用VECMRI與多普勒超聲，測量正常人主（r＝0.80）、肺（r＝0.91）動

11、脈流速，對比其結(jié)果，顯示了VECMRI的高度準(zhǔn)確性。由VECMRI所得右心室和左心室的每搏輸出量幾乎相同，并緊密相關(guān)（r＝0.95），這與用容積分析測得的左室每搏輸出量相近似（r＝0.98）。另外，可應(yīng)用VECMRI測量每個心動周期上、下腔靜脈血流量之和，得出靜脈回心血量，進(jìn)而測量心跳出量。2、舒張功能二尖瓣流入和肺靜脈流量是評價左室舒張功能和診斷二尖瓣疾病的指標(biāo)。Mohiaddin等應(yīng)用VECMRI測定了正常人、和二尖瓣狹窄患者的二尖

12、瓣流入，以及肺靜脈血流方式和流速，正常人二尖瓣流入表現(xiàn)為兩個正向峰，代表心室舒張早期和心房收縮；而二尖瓣狹窄的患者，二尖瓣初始流入速度在整個舒張期不變，所得二尖瓣狹窄和正常人的峰值流速，與多普勒超聲心動圖測量結(jié)果相關(guān)良好。正常人的肺靜脈血流表現(xiàn)為兩個正向的峰（代表心室收縮和舒張），和一個負(fù)向峰（代表心房收縮期少量返流）。VECMRI已用于測量得徑二尖瓣的血流量，Hartiala等在10名正常志愿者，顯示由VECMRI測量經(jīng)二尖瓣的血液量

13、（5610620mlmin），與在主動脈測得心輸出量（5679590mlmin）或左室容積測量（5440614mlmin）的結(jié)果相近。在另一組研究中，應(yīng)用VECMRI在正常人和左室肥厚患才，測定經(jīng)二尖瓣血流，得到VECMRI二尖瓣流入速度模式（E／A比值），并顯示左房對左室房盈的作用（Ac%）為特征雙峰曲線，分別與左室質(zhì)量指數(shù)相關(guān)）（r＝0.95r＝0.86）。VECMRI已用于評價右室舒張功能。在右側(cè)瓣膜病、心包疾病和幾種類型的心臟病