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(dòng)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(dòng)脈疾病、胸主動(dòng)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(gè)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(duì)健康志愿者行股動(dòng)脈和預(yù)動(dòng)脈血流測定。測量結(jié)果用一種連續(xù)流動(dòng)的水模離體實(shí)驗(yàn)和活體多普勒超聲所證實(shí)。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(gè)研究組建議將TOF用于MR血流測定。Nayler等研制出特殊設(shè)計(jì)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(hào)丟失。此序列經(jīng)快速重復(fù)，可在心動(dòng)周期多時(shí)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(jì)算出的主動(dòng)脈血流比較，顯示了其準(zhǔn)確性。1987年Underwood等對(duì)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(duì)血管內(nèi)定點(diǎn)血液作標(biāo)記，然后，測定標(biāo)記血液

4、在確定時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)距離，稱團(tuán)注追蹤技術(shù)。移動(dòng)距離與所用時(shí)間相除，即可計(jì)算出血流速度：V＝D／TD：移動(dòng)距離T：時(shí)間這種方法對(duì)向前和向后流動(dòng)的血流均敏感，總采集時(shí)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(diǎn)是原理簡單、實(shí)施快速和對(duì)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(jì)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(diǎn)的流速。此

5、外，TOF技術(shù)依賴于信號(hào)的振幅測定，而報(bào)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(dòng)的方式。已經(jīng)證實(shí)TOF技術(shù)難以對(duì)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(dòng)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(shí)，靜止和流動(dòng)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(dòng)的血液在兩個(gè)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(dòng)成正比，符合公式：δ相位＝gvTAgg：旋磁比T：梯度脈沖的持續(xù)時(shí)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(hào)強(qiáng)度的變化：在流動(dòng)編碼軸正向上的運(yùn)動(dòng)，像素顯示為亮（或暗）信號(hào)；在反向上的運(yùn)動(dòng)則顯示為暗（或亮

7、）信號(hào)，二者相反，而靜止組織呈灰色信號(hào)。為測定每搏血流必須應(yīng)用心電圖門控時(shí)，需要兩種（正和負(fù)）流動(dòng)編碼采集，在心動(dòng)周期每一點(diǎn)上作為內(nèi)插對(duì)。為降低背景嗓聲，相位編碼的像素的信號(hào)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(dòng)圖和主動(dòng)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(dòng)脈狹狹窄患者，從VECMRI峰值速度得到的主動(dòng)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(jì)對(duì)犬進(jìn)行直接血流測定，證實(shí)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(duì)照研究，評(píng)價(jià)MRI技術(shù)的準(zhǔn)確性和重復(fù)性，包括驗(yàn)證主動(dòng)脈、肺動(dòng)脈、外周動(dòng)脈、大靜脈、未閉的動(dòng)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(dòng)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(dòng)脈中瞬時(shí)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(dòng)脈或肺動(dòng)脈，行左或右室的血流容量測定，先累加多個(gè)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(dòng)動(dòng)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(xiàng)研究中，應(yīng)用VECMRI測

10、量顯示正常人每一心動(dòng)周期，左右肺動(dòng)脈血流量之和，與主肺動(dòng)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(dòng)脈VECMRI測定，由血管斷面積與血流速相乘，或心動(dòng)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(dòng)

11、脈流速，對(duì)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(gè)心動(dòng)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(píng)價(jià)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(gè)正向峰，代表心室舒張?jiān)缙诤托姆渴湛s；而二尖瓣狹窄的患者，二尖瓣初始流入速度在整個(gè)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(dòng)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(gè)正向的峰（代表心室收縮和舒張），和一個(gè)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(dòng)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(duì)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(píng)價(jià)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