了解流体磁共振血管造影的原理和效应

孟想成真

飞行时间效应(Time-of-flight, TOF)，是指在序列扫描过程中，质子体系流入或流出目标区域而引起的图像上信号变化。不管自旋回波还是梯度回波成像，自旋流入会信号增量，即流动相关增强；相反，流出会降低区域信号亮度，即高流速致信号消失现象，又称washout.

颈动脉和颈静脉的TOF效应 (Courtesy of Allen D. Elster)上图中，流动较慢的静脉血液(蓝色箭头)展示了流动相关致强，而流动较快的动脉血液(红色箭头)由于与流动相关的washout现象呈低信号。
流动相关致强。能够有这种图像上的血液对比度增强是因为在扫描序列中采取了磁性饱和措施，相关脉冲激励原理如下图所示。

部分饱和之原理和稳态磁化Mss的形成。左图：TR>>T1，因此在第2个射频脉冲到来之前，Mz完全恢复至M0；右图：TR如果变短，Mz不会完全恢复；几个脉冲过后，形成实际的饱和稳态Mss，Mss<M0  (Courtesy of Allen D. Elster)一般地，TOF MRA中待成像区域组织会经历一连串射频脉冲作用，这些脉冲重复性地将纵向磁矢Mz扳倒入横平面。而假如这些脉冲间隔过大(TR>5xT1)，如上左图所示，Mz完全地恢复就没有一丝饱和留下。
当然，绝大多数成像序列都是利用较短的TR值，即未等Mz完全恢复就实施下一个射频脉冲。待成像区域相关组织的新M0等于Mss，处于被饱和状态，这样当血液流入再像正常序列那样扫描时，他们就比新鲜血液的初始M0“矮半头”，在结果图像上作为背景要比血管区暗下去。因为新血流入层面组(slab，若干slice的组合;slab是3D TOF MRA中的一个小volume)，未经受相关预饱和脉冲，血液就是被B0完全磁化的一个状态。换句话说，当一滴鲜血进入到第一层slice然后与层面组体积组织及下游血液共同经受新一组成像射频脉冲后，新血的图像信号就是要比后者的更亮一些。

流体相关致强在成像体区中渗进了若干层面。血管中间流速最快的成分将持续以一个目标的形式呈现(Courtesy of Allen D. Elster)

颅底动脉的流体相关致强，所示层面为最低层面(上图最左侧slice)。静脉未获增强，因为流向相反。(Courtesy of Allen D. Elster)典型地，上述流动相关致强效应更主要地体现在初端层面，如上图中最左侧层面。如果血流足够快，这一效应还会穿透得更深。随着多成像层面扫描，有时深层面图像中血管处只有一个中间的小亮点，如上图左数第3个层面，对应着血管中流速最快的部分。
高流速下信号变弱。这也是一种飞行时间效应所造成的血管内信号趋暗。在自旋回波成像中尤为明显，并当动脉和较大静脉走向与成像层面垂直。跟流动相关致强不同，这种信号趋暗可以发生在slab中的任何层面，而不非在上游或下游层面。

(Courtesy of Allen D. Elster)由于自旋回波序列固有的结构问题，或者说长TE，血液自旋经受了90脉冲但还未180脉冲就已流出了slice。长TE恰恰给足了自旋流过成像层面而未完成180的机会。

股骨动脉和静脉都受到了高流速信号致弱的影响(Courtesy of Allen D. Elster)(译自http://mriquestions.com)

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