相位對比法

普通磁共振血管造影成像方法有時間飛躍法(time-of-flight,TOF)、相位對比法(phasecontrast,PC)以及對比增強磁共振血管造影法(contrast-enhancedmagneticresonanceangiography,CEMRA)。

基本介紹

  • 中文名:相位對比法
  • 套用領域:物理,冶金領域
簡介,原理,常用的PC方法,研究,

簡介

普通磁共振血管造影成像方法有時間飛躍法(time-of-flight,TOF)、相位對比法(phasecontrast,PC)以及對比增強磁共振血管造影法(contrast-enhancedmagneticresonanceangiography,CEMRA)。

原理

通過改變梯度的幅值和間期,使某種速度的血流產生的相位差最大,則該速度的血流在圖像上信號最高。採集前可根據所要觀察的血流的速度,選擇一個速度編碼值(Venc),即選定了梯度的幅值和間期,則在圖像上能突出顯示該速度的血流。一般,快血流速Venc約為80cm/s,中等速度Venc約40cm/s,慢血流Venc約10cm/s。另外,只有沿編碼方向的自旋運動才會產生相位變化,如果血管垂直於編碼方向,它在PCMRA上會看不到。操作者可選擇編碼梯度沿任意軸,例如層面選擇方向、頻率編碼方向、相位編碼方向或所有三個方向。當流動在每個方向都有時,採集需沿三軸加流動編碼梯度,這樣掃描時間是沿一個方向時的2-3倍。PCMRA的參數選擇靈活性較大,使之比TOF成像方式更為複雜。

常用的PC方法

1.3DPC3DPC是最基本的PC方法,其優點是能用很小體素採集,結果減少體素內失相併提高對複雜流動和湍流的顯示。另外,3DPC可在多個視角對血管進行投影。2.2DPC是對一個或多個單層面成像,每次只激發一個層面。2DPC成像時間短,但空間分辨力低,常用於3DPC的流速預測成像。3.電影(cine)PC電影PC是以2DPC為基礎,其圖像是在心動周期的不同時刻(時相)獲得的,這種採集需要心電或脈搏門控。電影PC在評價搏動血流和各種病理流動狀態方面很有用。。與TOF法相比,PCMRA有更好的背景抑制,具有較高的血管對比,能區分高信號組織(例如脂肪和增強的腫瘤組織)與真實血管,能提高小血管或慢血流的檢測敏感度;而TOF可用於觀察血管與周圍結構的關係。另外,利用PC的速度-相位固有關係可以獲得血流的生理信息,有利於血流定量和方向研究。目前,常用PC法進行腦靜脈竇的成像。

研究

相位對比血管成像最常用的方法是用雙極梯度對流動編碼,即在梯度回波序列的層面選擇與讀出梯之間施加一個雙極的編碼梯度,該梯度由兩部分組成,這兩部分梯度脈衝的幅度和間期相同,而方向相反。第一部分過程中,沿梯度方向場強不同,因而進動頻率不同,最後造成相位不同。第二部分開始後,靜止組織自旋反轉過來進動,最終正相期獲得的相位與負相期丟失的相位相等,靜息組織相位最終為零;而流動組織的自旋還要運動一段距離到不同位置,所以第二部分結束時相位不回到零,流動的剩餘相位與移動距離成正比,即與速度成正比。PCMRA過程基本上由三步構成,首先,採集兩組或幾組不同相位的運動質子群的影像數據;然後,選取一種適宜的演算方法對採集的相位進行減影,靜態組織減影后相位為零,流動組織根據不同速度具有不同的相位差值;最後,將相位差轉變成像素強度顯示在影像上。流動組織的相位偏移不僅與速度成正比,而且與梯度的幅值和間期成正比。

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