在TOF- MRA 序列选择参数时,存在一定的权衡。尽管最终参数可能会根据经验确定,但读者在选择TR、TE和翻转角 (α) 时应注意以下折衷方案。TR、切片厚度(d)和血液流速(V)之间的关系。

当流入的血液完全替换给定切片中存在的血液时,就会发生最大的血流相关增强。 当流动垂直于切片时,在以下情况下会发生最大增强。

V  ≥  d / TR

最大流量相关增强与速度 (V)、切片厚度 (d) 和重复时间 (T) 有关。

例如,当V= 50 cm/s 且TR= 40 ms (0.04 s) 时,只要切片厚度 (d) ≤ 2.0 cm,血液就会被完全替换。

因此,对于垂直流动、薄切片、长 TR 和高速,流动相关 (TOF) 增强最大化。

TR的效果

延长TR可为T1弛豫过程提供更长的恢复时间。虽然理论上可能增强流入效应(inflow enhancement),但实际应用中常需权衡以下因素:

背景信号干扰:

TR延长会提升静止组织的信号强度,削弱血管与背景的对比度。

扫描效率损失:

TR每增加1毫秒,总扫描时间呈线性增长(尤其影响3D -TOF容积成像)。

典型参数选择:

高场强设备(1.5T/3.0T)中,2D/3D TOF MRA的TR值通常设定在15-35毫秒区间。

优化原则:

在保证足够流入增强的前提下,使用可接受范围内的最短TR。

平衡血管对比度与扫描时间效率。

技术补偿策略:

结合磁化传递抑制(MTC)技术降低背景组织信号。

采用多层块采集(multiple overlapping thin slab acquisition, MOTSA)减轻深度相关信号衰减。

翻转角度(α)的影响

增大翻转角可通过增强饱和效应降低静态组织信号,同时在入口层面提升血流相对信号。该效应的临床应用表现为:

快速血流血管:

高翻转角(如30°-70°)显著抑制背景信号,增强血管显影对比度

典型应用:2D TOF颈动脉成像(常用α=30°-70°)

慢速血流血管:

需降低翻转角(如10°-30°)以避免过早饱和血流信号

典型应用:3D TOF静脉窦成像(常用α=10°-30°)

TOF-MRA参数调校的「隐形公式」:3步平衡血流信号、对比度与扫描效率

技术原理:

静态组织抑制:高α值增加质子群的磁化矢量偏转幅度,加速纵向弛豫恢复时间(T1)差异的显现。

血流信号保留:流入效应(flow-related enhancement)使未饱和血液在低饱和区保持较高信号强度。

TE的效果

延长TE理论上可增强血管信号,但这种增益会被长TE引发的自旋相位分散(spin-phase dispersion)导致的信号丢失所抵消。因此,临床实践中通常选择允许范围内的最短TE值。现代磁共振设备的TE范围多为3-7毫秒。

关键技术:

梯度矩归零技术(Gradient-moment nulling):

可部分补偿自旋相位分散的信号损失。

代价是轻微延长最小TE值(约增加1-2毫秒)。

水脂反相位时刻优化:

在1.5T场强下,选择接近水脂反相位的TE值(如2.2、4.4或6.6毫秒)可提升背景组织抑制效果。

典型应用原则:

血管成像:优先使用最短TE(3-7毫秒)以最小化相位分散效应。

背景抑制:特定场景下可策略性选择近反相位TE值,利用水脂信号抵消效应增强对比度。

可变翻转角脉冲

在3D TOF磁共振血管成像中,通常对厚度为5-10cm的组织层块进行成像。首次进入层块的血管会呈现最强的流动相关增强效应,但随着血管向层块深处延伸,重复射频脉冲会导致血管逐渐饱和,最终使深入成像容积的血管产生MRA信号的渐进性衰减。

3D-TOF成像中,椎动脉随着向深层延伸,因饱和效应会发生信号渐进性衰减。

通过调节射频翻转角(α),可调控流动血液与静止组织之间的相对饱和程度。翻转角越大,背景组织的饱和程度通常越高。常规射频脉冲会在整个激励容积内产生恒定翻转角,而斜坡射频脉冲(ramped RF-pulses)则是一种非对称脉冲,其翻转角随空间位置变化。在磁共振血管成像中,此类脉冲的翻转角常沿血流方向呈线性递增——例如:入口层面为20°,中间层为30°,出口附近层增至40°。

斜坡射频脉冲剖面

深层切片中递增的翻转角可增强静止组织的饱和抑制效果。尽管血管自身的增强效应仍会随深度增加而减弱,但其与背景组织之间的相对对比度将显著提升,从而改善血管显影的清晰度。经验表明,采用斜坡脉冲可使成像层块厚度较常规技术增加约1.5-2.0倍。

该技术在不同厂商的命名系统各异:

🔹Siemens与Philips称其为TONE(’倾斜优化非饱和激励’)。

🔹GE采用通用术语’斜坡激励’(ramped excitation)

🔹Hitachi命名为SSP(’斜面层块剖面’)

🔹Canon则使用ISCE(’倾斜层块对比增强’)

无 TONE 的 3D TOF MRA

带有 TONE 的 3D TOF MRA 显示外周血管的可视化得到改善(箭头)。

作者简介

穆星星

安康市高新医院影像诊断中心技师长

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