Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Магнитно-резонансная ангиография
Mra-mip.jpg
Времяпролетная MRA на уровне Уиллисова круга .
MeSHD018810
Код ОПС-3013-808 , 3-828
MedlinePlus007269

Магнитно-резонансная ангиография ( МРА ) - это группа методов, основанных на магнитно-резонансной томографии (МРТ) для визуализации кровеносных сосудов. Магнитно-резонансная ангиография используется для создания изображений артерий (и реже вен) с целью оценки их на стеноз (аномальное сужение), окклюзии , аневризмы (расширение стенки сосуда с риском разрыва) или другие аномалии. МРА часто используется для оценки артерий шеи и головного мозга, грудной и брюшной аорты, почечных артерий и ног (последнее обследование часто называют «оттоком»).

Приобретение [ править ]

Для создания изображений кровеносных сосудов, как артерий, так и вен , можно использовать различные методы , основанные на эффектах потока или на контрасте (естественном или созданном фармакологически). Наиболее часто применяемые методы МРА включают использование внутривенных контрастных веществ , особенно содержащих гадолиний, для сокращения T 1 крови примерно до 250 мс, короче, чем T 1 всех других тканей (кроме жира). Последовательности Short-TR дают яркие изображения крови. Однако существует множество других методов выполнения MRA, которые можно разделить на две общие группы: методы, зависящие от потока и методы, не зависящие от потока.

Поточно-зависимая ангиография [ править ]

Одна группа методов МРА основана на кровотоке. Эти методы называются MRA, зависящими от потока. Они используют тот факт, что кровь внутри сосудов течет, чтобы отличить сосуды от других неподвижных тканей. Таким образом можно получить изображения сосудистой сети. Зависимая от потока МРА может быть разделена на разные категории: есть фазоконтрастная МРА (ПК-МРА), которая использует разности фаз, чтобы отличить кровь от статической ткани, и времяпролетная МРА (TOF MRA), которая использует движущиеся спины крови. испытывают меньше импульсов возбуждения, чем статическая ткань, например, при визуализации тонкого среза.

Времяпролетная (TOF) или приточная ангиография использует короткое время эхо-сигнала и компенсацию потока, чтобы сделать текущую кровь намного ярче, чем неподвижная ткань. Когда текущая кровь входит в визуализируемую область, она видит ограниченное количество импульсов возбуждения, поэтому она не является насыщенной, это дает ей намного более высокий сигнал, чем насыщенная неподвижная ткань. Поскольку этот метод зависит от кровотока, участки с медленным кровотоком (например, большие аневризмы) или кровоток в плоскости изображения могут быть плохо визуализированы. Чаще всего это используется в области головы и шеи и дает подробные изображения с высоким разрешением. Это также наиболее распространенный метод, используемый для рутинной ангиографической оценки внутричерепного кровообращения у пациентов с ишемическим инсультом. [1]

Фазово-контрастная МРА [ править ]

Значительно undersampled изотропную Проекция Реконструкция (VIPR) контрастные фазы (ПК) МРТ последовательность из 56-летнего мужчину с вскрытиями в целиакии артерии (верхний) и верхней брыжеечной артерию (нижний). Ламинарный поток присутствует в истинном просвете (закрытая стрелка), а спиральный поток присутствует в ложном просвете (открытая стрелка). [2]
Основная статья: Фазово-контрастная магнитно-резонансная томография

Фазовый контраст (PC-MRA) может использоваться для кодирования скорости движения крови в фазе сигнала магнитного резонанса . [3] Наиболее распространенный метод, используемый для кодирования скорости, - это применение биполярного градиента между импульсом возбуждения и показаниями. Биполярный градиент образован двумя симметричными лепестками равной площади. Он создается путем включения градиента магнитного поля на некоторое время, а затем переключения градиента магнитного поля в противоположном направлении на такое же время. [4] По определению, общая площадь (0-й момент) биполярного градиента , равна нулю:

(1)

Биполярный градиент может применяться вдоль любой оси или комбинации осей в зависимости от направления, вдоль которого должен измеряться поток (например, x). [5] , фаза, накопленная во время применения градиента, равна 0 для стационарных спинов: на их фазу не влияет применение биполярного градиента. Для спинов, движущихся с постоянной скоростью, вдоль направления приложенного биполярного градиента:

(2)

Накопленная фаза пропорциональна как первому моменту биполярного градиента, так и , таким образом, дает средство для оценки . - ларморовская частота отображаемых спинов. Измерятьсигнал МРТ управляется биполярными градиентами (переменными магнитными полями), которые предварительно установлены на максимальную ожидаемую скорость потока. Затем получают изображение, обратное биполярному градиенту, и вычисляют разность двух изображений. Статические ткани, такие как мышцы или кости, будут вычитаться, однако движущиеся ткани, такие как кровь, приобретут другую фазу, поскольку она постоянно движется через градиент, что также дает скорость потока. Поскольку фазовый контраст может регистрировать поток только в одном направлении за раз, необходимо вычислить 3 отдельных получения изображения во всех трех направлениях, чтобы получить полное изображение потока. Несмотря на медлительность этого метода, сильная сторона метода заключается в том, что помимо визуализации кровотока можно получить количественные измерения кровотока.

Ангиография, независимая от потока [ править ]

В то время как большинство методов МРА основаны на контрастных веществах или потоке в кровь для создания контраста (методы с усилением контраста), существуют также методы, не зависящие от потока с неконтрастным усилением. Эти методы, как следует из названия, не полагаются на поток, а вместо этого основаны на различиях T 1 , T 2 и химическом сдвиге различных тканей воксела. Одним из основных преимуществ этого вида методик является то, что мы можем легче визуализировать области медленного кровотока, которые часто встречаются у пациентов с сосудистыми заболеваниями. Более того, методы неконтрастного усиления не требуют введения дополнительного контрастного вещества, что недавно было связано с нефрогенным системным фиброзом у пациентов с хроническим заболеванием почек.и почечная недостаточность .

Магнитно-резонансная ангиография с контрастным усилением использует инъекции контрастных веществ для МРТ и в настоящее время является наиболее распространенным методом выполнения МРА. [2] [6] Контрастное вещество вводится в вену, и изображения получаются как перед контрастированием, так и во время первого прохождения агента через артерии. Путем вычитания этих двух полученных данных при постобработке получается изображение, которое в принципе показывает только кровеносные сосуды, а не окружающую ткань. При правильном выборе времени это может привести к очень качественным изображениям. Альтернативой является использование контрастного вещества, которое, в отличие от большинства агентов, не покидает сосудистую систему в течение нескольких минут, но остается в кровотоке до часа (« агент скопления крови»"). Поскольку для получения изображения доступно более длительное время, возможно получение изображений с более высоким разрешением. Проблема, однако, заключается в том, что артерии и вены улучшаются одновременно, если требуются изображения с более высоким разрешением.

Магнитно-резонансная ангиография с усилением контраста без вычитания: последние разработки в технологии МРА позволили создавать высококачественные МРА-изображения с усилением контраста без вычитания изображения маски с неконтрастным усилением. Было показано, что этот подход улучшает качество диагностики [7], поскольку он предотвращает артефакты вычитания движения.а также увеличение фонового шума изображения, оба являются прямым результатом вычитания изображения. Важным условием для этого подхода является отличное подавление жировых отложений на больших участках изображения, что возможно при использовании методов сбора данных mDIXON. Традиционная MRA подавляет сигналы, исходящие от жировых отложений во время фактического получения изображения, что является методом, который чувствителен к небольшим отклонениям в магнитных и электромагнитных полях и, как результат, может показать недостаточное подавление жира в некоторых областях. Методы mDIXON могут различать и точно разделять сигналы изображения, создаваемые жиром или водой. При использовании «изображений воды» для МРА-сканирования практически не видно жировых отложений, поэтому для высококачественных МР-венограмм не требуются маски для вычитания.

Магнитно-резонансная ангиография без усиления: поскольку введение контрастных веществ может быть опасно для пациентов с плохой функцией почек, были разработаны другие методы, не требующие инъекции. Эти методы основаны на различиях Т 1 , Т 2 и химическом сдвиге разных тканей воксела. Известным неулучшенным методом ангиографии, не зависящей от потока, является визуализация сбалансированной стационарной свободной прецессии (bSSFP), которая естественным образом дает высокий сигнал от артерий и вен.

2D и 3D изображения [ править ]

3D визуализация MRA для выявления аберрантной подключичной артерии .

Для получения изображений существуют два разных подхода. Как правило, можно получать 2D и 3D изображения. Если получены 3D-данные, можно рассчитать поперечные сечения под произвольными углами обзора. Трехмерные данные также могут быть сгенерированы путем объединения двухмерных данных из разных срезов, но этот подход приводит к более низкому качеству изображений при углах обзора, отличных от исходных данных. Кроме того, трехмерные данные могут использоваться не только для создания изображений поперечного сечения, но также могут быть рассчитаны проекции на основе данных. Сбор трехмерных данных также может быть полезен при работе со сложной геометрией сосудов, когда кровь течет во всех пространственных направлениях (к сожалению, в этом случае также требуются три различных кодирования потока, по одному в каждом пространственном направлении). И PC-MRA, и TOF-MRA имеют свои преимущества и недостатки.PC-MRA имеет меньше проблем с медленным потоком, чем TOF-MRA, а также позволяет количественные измерения потока. PC-MRA показывает низкую чувствительность при отображении пульсирующего и неравномерного потока. В целом, медленный кровоток является серьезной проблемой при МРА, зависимой от кровотока. Это приводит к тому, что различия между сигналом крови и статическим сигналом ткани становятся небольшими. Это относится либо к PC-MRA, где разница фаз между кровью и неподвижной тканью уменьшается по сравнению с более быстрым потоком, и к TOF-MRA, где поперечная намагниченность крови и, следовательно, сигнал крови уменьшаются. Для усиления сигнала крови можно использовать контрастные вещества - это особенно важно для очень мелких сосудов и сосудов с очень малой скоростью потока, которые обычно показывают соответственно слабый сигнал. К несчастью,Использование контрастного вещества на основе гадолиния может быть опасным, если у пациентов нарушена функция почек. Чтобы избежать этих осложнений, а также снизить затраты на контрастные вещества, в последнее время были исследованы неусиленные методы.

Неулучшенные методы в разработке [ править ]

Независимые от потока методы NEMRA не основаны на потоке, а используют различия в T 1 , T 2 и химическом сдвиге, чтобы отличить кровь от неподвижной ткани.

Стробируемое вычитание быстрого спин-эхо: метод визуализации, который вычитает две последовательности быстрого спин-эхо, полученные в систолу и диастолу. Артериография достигается путем вычитания систолических данных, где артерии кажутся темными, из набора диастолических данных, где артерии выглядят светлыми. Требуется использование электрокардиографического стробирования. Торговые наименования этого метода включают визуализацию свежей крови (Toshiba), TRANCE (Philips), native SPACE (Siemens) и DeltaFlow (GE).

4D динамическая МР-ангиография (4D-MRA): первые изображения до улучшения служат в качестве маски вычитания для извлечения сосудистого дерева на последующих изображениях. Позволяет оператору разделить артериальную и венозную фазы кровотока с визуализацией его динамики. На исследование этого метода было потрачено гораздо меньше времени по сравнению с другими методами MRA.

Жирная венография или визуализация, взвешенная по восприимчивости (SWI): этот метод использует различия в восприимчивости между тканями и использует фазовое изображение для обнаружения этих различий. Данные амплитуды и фазы объединяются (в цифровом виде с помощью программы обработки изображений) для получения изображения с повышенной контрастностью, которое чрезвычайно чувствительно к венозной крови, кровоизлияниям и накоплению железа. Визуализация венозной крови с помощью SWI - это метод, зависящий от уровня кислорода в крови (BOLD), поэтому он был (и иногда до сих пор) назван BOLD-венографией. Из-за своей чувствительности к венозной крови SWI обычно используется при черепно-мозговой травме (TBI) и для венографии головного мозга с высоким разрешением.

Аналогичные процедуры MRA на основе эффекта потока можно использовать для визуализации вен. Например, магнитно-резонансная венография (MRV) достигается путем возбуждения плоскости снизу, в то время как сигнал собирается в плоскости, непосредственно выше плоскости возбуждения, и таким образом визуализируют венозную кровь, которая недавно переместилась из плоскости возбуждения. Различия в тканевых сигналах также можно использовать для МРА. Этот метод основан на различных сигнальных свойствах крови по сравнению с другими тканями тела, независимо от эффектов МР-потока. Наиболее успешно это делается с помощью сбалансированных импульсных последовательностей, таких как TrueFISP или bTFE. BOLD также может использоваться при визуализации инсульта для оценки выживаемости тканей.

Артефакты [ править ]

Методы MRA в целом чувствительны к турбулентному потоку, который вызывает потерю фазовой когерентности различных спинов намагниченных протонов (явление внутривоксельной дефазировки) и приводит к потере сигнала. Это явление может привести к переоценке стеноза артерии. Другие артефакты, обнаруженные на MRA, включают:

Фазово-контрастная МРА: фазовый переход, вызванный недооценкой максимальной скорости кровотока на изображении. Быстро движущаяся кровь с максимальной установленной скоростью для фазово-контрастной MRA становится наложенной, и сигнал переходит от пи к -pi, что делает информацию о потоке ненадежной. Этого можно избежать, используя значения кодирования скорости (VENC) выше максимальной измеренной скорости. Это также можно исправить с помощью так называемой развёртки фазы. Члены Максвелла : вызванные переключением поля градиентов в основном поле B0. Это приводит к искажению сверхмагнитного поля и дает неточную информацию о фазе потока. Ускорение : ускорение кровотока неправильно кодируется методами фазового контраста и может привести к ошибкам при количественной оценке кровотока. Время пролета MRA:Артефакт насыщения из-за ламинарного потока : во многих сосудах кровоток у стенок сосудов медленнее, чем у центра сосуда. Это приводит к насыщению крови у стенок сосуда и может уменьшить кажущийся калибр сосуда.Артефакт жалюзи : поскольку этот метод позволяет получать изображения на плитах, неоднородный угол поворота плиты может проявляться в виде горизонтальной полосы на составленных изображениях.

Визуализация [ править ]

Проекция максимальной интенсивности МРА-покрытия от дуги аорты до чуть ниже Уиллисова круга

Иногда при МРА напрямую получаются (толстые) срезы, которые содержат весь интересующий сосуд. Чаще, однако, в результате получения получается стопка срезов, представляющая трехмерный объем тела. Для отображения 3D набора данных на 2D - устройстве , таком как монитор компьютера, некоторый рендеринг метод должен быть использован. The most common method is maximum intensity projection (MIP), where the computer simulates rays through the volume and selects the highest value for display on the screen. Полученные изображения напоминают изображения обычной катетерной ангиографии. If several such projections are combined into a cine loop or QuickTime VR object, the depth impression is improved, and the observer can get a good perception of 3D structure. Альтернативой MIP являетсяпрямой объемный рендеринг, при котором MR-сигнал преобразуется в такие свойства, как яркость, непрозрачность и цвет, а затем используется в оптической модели.

Клиническое использование [ править ]

МРА успешно изучила многие артерии в теле, в том числе церебральные и другие сосуды головы и шеи, аорту и ее основные ветви в грудной клетке и брюшной полости, почечные артерии и артерии нижних конечностей. Однако для коронарных артерий МРА менее успешна, чем КТ-ангиография или инвазивная катетерная ангиография. Чаще всего основным заболеванием является атеросклероз , но также могут быть диагностированы такие заболевания, как аневризмы или аномальная анатомия сосудов.

Преимуществом МРА по сравнению с инвазивной катетерной ангиографией является неинвазивный характер исследования (нет необходимости вводить катетеры в организм). Еще одно преимущество по сравнению с КТ-ангиографией и катетерной ангиографией состоит в том, что пациент не подвергается воздействию ионизирующего излучения . Кроме того, контрастные вещества, используемые для МРТ, обычно менее токсичны, чем те, которые используются для КТ-ангиографии и катетерной ангиографии, и у меньшего числа людей есть риск возникновения аллергии. Также пациенту нужно вводить гораздо меньше. Наибольшие недостатки метода - сравнительно высокая стоимость и несколько ограниченное пространственное разрешение.. Продолжительность сканирования также может быть проблемой, поскольку компьютерная томография выполняется намного быстрее. Это также исключено для пациентов, для которых МРТ может быть небезопасным (например, наличие кардиостимулятора или металла в глазах или определенных хирургических зажимов).

Процедуры МРА для визуализации черепно-мозгового кровообращения ничем не отличаются от положения обычного мозга при МРТ. Иммобилизация внутри катушки для головы не требуется. МРА обычно является частью общего МРТ-исследования мозга и добавляет примерно 10 минут к обычному протоколу МРТ.

См. Также [ править ]

  • Компьютерная томографическая ангиография
  • Транскраниальная допплерография

Ссылки [ править ]

  1. ^ Кампо; Хьюстон (2012). «Сосудистые заболевания - магнитно-резонансная ангиография: сосуды головного мозга». Neuroimaging Clin. N. Am . 22 (2): 207–33, х. DOI : 10.1016 / j.nic.2012.02.006 . PMID  22548929 .
  2. ^ а б Хартунг, Майкл П.; Grist, Thomas M; Франсуа, Кристофер Дж (2011). «Магнитно-резонансная ангиография: современное состояние и перспективные направления» . Журнал сердечно-сосудистого магнитного резонанса . 13 (1): 19. DOI : 10,1186 / 1532-429X-13-19 . ISSN 1532-429X . PMC 3060856 . PMID 21388544 .   ( CC-BY-2.0 )
  3. ^ Моран, Пол Р. (1985). «Проверка и оценка внутреннего потока и движения» (PDF) . Радиология . 154 : 433–441.
  4. ^ «ГЛАВА-13» . www.cis.rit.edu . Проверено 13 апреля 2020 .
  5. ↑ Bryant, DJ (август 1984). «Измерение потока с помощью ЯМР-изображений с использованием метода градиентного импульса и разности фаз» (PDF) . Журнал компьютерной томографии . 8 (4) : 588–593.
  6. ^ Крамер; Grist (ноябрь 2012 г.). «Периферическая МР-ангиография». Магнитно-резонансная томография Clin N Am . 20 (4): 761–76. DOI : 10.1016 / j.mric.2012.08.002 . PMID 23088949 . 
  7. ^ Leiner, Тим; Хабетс, Джесси; Верслуис, Бастиан; Geerts, Liesbeth; Альбертс, Эвелин; Бланкен, Нильс; Хендрикс, Йерун; Вонкен, Эверт-Ян; Эггерс, Хольгер (17 апреля 2013 г.). «Периферическая МР-ангиография с однократной дозой контрастного вещества без вычитания с использованием двухточечного подавления жира по Диксону». Европейская радиология . 23 (8): 2228–2235. DOI : 10.1007 / s00330-013-2833-у . ISSN 0938-7994 . PMID 23591617 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Магнитная + резонансная + ангиография в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)