第五节 MRI特殊检查技术
一,流动补偿技术
MRI中的流动效应(flow effect)主要来自于血流和脑脊液流动.血液具有复杂的流动方式,血液的信号强度并不完全依赖于其质子密度,T1值和T2值,而更多地依赖于其流动方式和所采用的成像技术(脉冲序列等).流动可以导致血液信号的提高和降低.
导致血液信号降低的流动现象有两个:①体素内失相位,在同一体素内如同时含有流动质子和静止质子或流动质子间速度,方向不一致时,则体素内质子间将出现相位差,其结果导致体素内质子失相位,信号减低,这种现象称为体素内失相位.由速度稳定的层流引起的体素内失相位可以补偿,而由紊流引起的体素内失相位则不能补偿.
②流空效应,当使用自旋回波序列时,如果血流在一个层面内接受了90°脉冲而还没有接受180°RF脉冲就流出层面,或者流入层面时没能接受90°脉冲而只接受180°RF脉冲就流出层面,这时血液信号极低.流空效应的大小决定于流速,序列回波时间(TE)和层面厚度,快血流,薄层,长TE时流空效应明显.一般情况下,快速流动的血液因流空效应而丧失了信号,呈黑色;缓慢流动的血液不产生明显的流空效应,与周围实质性组织的信号类似;中等流速的血液其信号强度难以预料.流空效应是指自旋回波序列图像上的现象,而在梯度回波序列图像上由于不存在复相脉冲,所以血管多显示为高信号.
流动补偿技术一般是利用梯度脉冲来补偿沿某一梯度场方向流动或运动的质子的体素内去相位.方法是在层面选择梯度和/或频率编码梯度方向,施加与层面选择梯度和频率编码梯度的极性和幅度按一定关系变化的额外梯度脉冲,补偿与流动或运动速度及加速度有关的相位位移,以消除不同速度和加速度的质子的相位差异,从而消除流动和运动伪影.
二,饱和成像技术
1.局部饱和技术 局部饱和技术又称预置饱和(presaturation),是最常用的饱和技术.它是对某一区域的全部组织在射频脉冲激发前预先施加非选择性预饱和射频脉冲,使其纵向磁化全部被饱和.随后立即进行目标区的激发及数据采集,使被饱和区的组织无法产生磁共振信号.
这种技术的主要作用包括两个方面:①消除伪影,消除由于血流搏动,脑脊液搏动以及呼吸,吞咽等运动所造成的伪影.例如,在腹部横段面成像时,预饱和带设置于成像容积的上方和/或下方,可使来自上方的动脉血和来自下方的静脉血被预饱和,无信号产生,不再产生血管搏动伪影.②协助诊断,利用预置饱和带在MRA中可以选择性地对某一方向的血流成像,在静脉流入端加预饱和而只显示动脉影像;而若显示静脉时,则在动脉流入端加预饱和带.另外,通过预置饱和带可以确定血管的血流方向,为诊断定性提供重要信息.
2.化学位移频率选择饱和技术 同一种元素的原子由于化学结构的差异,在相同强度的磁场中其拉莫尔频率不同,这种频率的差异称为化学位移.
利用化学位移可消除脂肪或水的信号.水中氢质子与脂肪中氢质子的化学位移为3.5ppm,即在1.0T磁场中水中氢质子较脂肪中氢质子的拉莫尔频率约快148Hz,因此可使用特殊频率的RF脉冲激励两者之一,使之预饱和.脂肪预饱和是先对FOV施加脂肪频率的预饱和脉冲,使FOV内脂肪成分的纵向磁化翻转,当它在脉冲序列开始后再次受到激励时,将发生饱和,当达到完全饱和时则不再产生信号,在所得图像中脂肪信号被消除.同样,水预饱和是先对FOV施加水进动频率的预饱和脉冲,使脉冲序列开始后水中的质子完全饱和而不再产生信号,在所得图像中水的信号被消除.
3.水-脂反相位饱和成像技术 由于水中氢质子与脂肪中氢质子存在化学位移,所以横向磁化中的水中氢质子磁化矢量与脂肪中氢质子的磁化矢量相位关系处于不断的变化之中.在1.0T磁场,水中氢质子较脂肪中氢质子快一周期时所用时间t=1000ms/148=6.8ms.激发停止后,水中氢质子的横向磁化与脂肪中氢质子的横向磁化每隔6.8ms便出现相位相同的状态,即同相位.那么激发停止后,每隔3.4ms,其横向磁化的相位呈现相反状态,即反相位.
因此,当成像序列的回波时间TE设定为3.4×(2n-1)时为反相位图像,TE为3.4×2n时为同相位图像(n为自然数).由于横向磁化中水中氢质子与脂肪中氢质子的相位呈同相与反相交替出现,MR信号幅度也呈波动状态,同相时两者信号相加,反相时两者信号相减,使信号幅度低者消失或下降.在反相位图像上,水,脂交界处及同时含水及脂的部位信号下降明显,在梯度回波序列中,此技术常用于肝脏脂肪浸润的检查.
三,门控技术
1.心电门控技术 心电门控和外周(脉搏)门控技术是利用心电图的R波触发信号采集,使每一次数据采集与心脏的每一次运动周期同步,序列的TR值与心电图的R-R间期相同(图4-3).用心电或脉搏门控方式采集的图像,特定层面的所有数据均在每个心电周期的同一时相获取,心跳或脉搏对该层面所有数据的影响基本相同,信号在几乎相同的运动位移或相位弥散状态下采集,使运动伪影得到抑制.

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