PC-MRA
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磁共振血管成像技术
——相位对比法MRA
一、成像原理
利用流动所致的宏观横向磁化矢量（Mxy）的相位变化来抑制背景、突出血管信号的一种方法。
相位编码采用双极梯度场对流动进行编码，即在射频脉冲激发后，于层面选择梯度与读出梯度之间施加两个大小和持续时间完全相同但方向相反的梯度场。对于静止组织的质子群而言，两个梯度场的作用刚好完全抵消，这样刀TE时刻静止组织的Mxy相位变化等于零。而流动质子群由于在两次施加梯度场时位置发生了变化，到TE时刻流动质子群的Mxy相位变化得到保留，因此与静止组织存在相位差别，利用这个差别即形成相位对比。
施加双极梯度场期间，流动质子群积聚的相位变化与其流速相关，流动越快则相位变化越明显，利用获得相位差异来显示血管影像，即得到PC-MRA图像。反之通过对流速编码梯度场的调整来观察流动质子的相位变化则可能检测出流动质子的流动方向、流速和流量。
PC MRA能够反映最大的相位变化是180度，如果超过180度将被误认为是相位的反向变化，从而造成反向血流的假象。
如果血液流速50cm/s，选择的流速编码也为50cm/s，则其流动质子的相位变化正好180度，得到的信号最强；如果选择的流速编码为40cm/s，则流动质子的相位变化超过180度，血流将被误认为是反向而呈现低信号。但如果流速编码明显小于实际流速，则流体质子群的相位变化很小，与静止组织间的相位对比很差。
因此PC MRA的关键在于流速编码的设置。对于快速的血流我们常选择较大的流速编码值，80-200cm/s；对于中等速度的血流常选择40-80cm/s，对于慢速血流常选择10cm/s。
注意：只有沿流速编码方向的流动质子才会产生相位变化，如果血管垂直于编码方向，它在PC MRA上会看不到。操作者可沿任意方向选择编码梯度，如层面选择方向、频率编码方向、相位编码方向或所有3个方向，当在每个方向都有流动时，需沿3个方向施加流动编码梯度进行采集，但时间是一个方向时的3倍。
二、成像步骤
PC MRA一般需要3个基本步骤，即成像信息的采集、减影和图像的显示。
三、成像特点
1、图像分为幅度图像和相位图像；2、幅度图像的信号强度仅与流速有关，不具有血流方向信息，血流越快，信号越高，但不能提供流速的定量值。3、相位图像也称流动图像，血流信号强度不仅与流速有关并可提供流速的定量信息，同时还具有血流方向信息，正向血流表现为高信号，流速越大信号越强；反向血流表现为低信号，流速越大信号越低；静止组织表现为中等信号。4、采用减影技术后，背景组织由于没有相位变化，信号几乎完全剔除。5、由于血流的相位变化只能反映在流速编码梯度场方向上，为了反映血管内血流的真实情况，则需要在层面方向、相位编码方向和频率编码方向都施加流速编码梯度场。常规的PC MRA为幅度图像，可以显示血流信号，从而显示血管结构。相位图像主要用作血流方向、流速和流量的定量分析。
与TOF MRA相比，PC MRA优点1、背景组织抑制好，有助于小血管的显示；2、有利于慢血流的显示，适用于静脉的检查；3、有利于血管狭窄和动脉瘤的显示；4、可进行血流的定量分析。
四、缺点
1、时间比TOF MRA长；2、图像处理复杂；3、需要事先确定编码流速，编码流速过小容易出现反向血流的假象；编码流速过大，则血流的相位变化太小，信号明显减弱。
方法有2D、3D、电影PC MRA（Cine）。
五、临床应用
相对较少，用于1、静脉2、心脏及大血管的血流分析3、脑脊液流速分析。
3.0T MR相位对比法测量正常人肺、体循环血流
实验(一)
目的 观察3.0TMR相位对比法成像(PC-MRI)在体测量血流的准确性。
方法 采用PC-MRI对15名健康志愿者的肺动脉主干、左、右肺动脉、主动脉、上、下腔静脉进行血流测量,计算各血管一个心动周期的平均血流量(AF)和反流分数(RF)。采用配对样本t检验分析肺、体循环血流差异。
结果 肺动脉主干与主动脉的AF和RF差异无统计学意义,右肺动脉AF显著大于左肺动脉(t=3.092,P=0.004),左肺动脉RF明显大于右肺动脉(t=-5.502,P=0.001)。上腔静脉AF明显低于下腔静脉(t=-6.866,P<0.001),下腔静脉RF明显大于上腔静脉(t=4.250,P<0.001)。肺动脉主干、主动脉及腔静脉AF比为1∶1.009∶0.974(r=0.939～0.991,P<0.05)。
结论 PC-MRI能够准确测量肺、体循环大血管血流量。
3.0T磁共振快速电影相位对比法对胸椎管内脑脊液流动的扫描参数优化
实验（二）
目的 对3.0T磁共振电影相位对比(MRfastcine-PC)法胸椎管内脑脊液流动扫描参数进行优化。方法 对30名正常志愿者采用3.0T磁共振仪进行检查获得常规矢状位FSET2WI后,于T6-7椎间盘层面定位行胸椎管脑脊液fastcine-PC法扫描。在其他参数不变的情况下,分别改变流速编码(设置为5cm/s、10cm/s、15cm/s、20cm/s)、频率编码方向(R/L、A/P)、FOV(18cm、26cm、34cm)、矩阵(384×256、256×128)、NEX(1次、2次)等参数,观察成像效果。
结果 流速编码采用5、10、15、20cm/s时,图像质量为优、良、差者分别为0、16、14名,19、11、0名,28、2、0名,30、0、0名,差异有统计学意义(χ2=8.65,P=0.02);频率编码方向分别为A/P、R/L时,图像质量为优、差者分别为27、3名,10、20名,差异有统计学意义(Z=-4.12,P<0.001);FOV分别为18cm、26cm、34cm时,图像质量为优、良、差者分别为0、12、18名,11、18、1名,29、1、0名,差异有统计学意义(χ2=8.77,P=0.01);矩阵分别为384×256、256×128时,优、良图像分别为29、1名,3、27名,差异有统计学意义(Z=-4.81,P<0.001);NEX分别为1次及2次时,优、良图像分别为6、24名,30、0名,差异有统计学意义(Z=-4.89,P<0.001)。
结论 流速编码10cm/s、频率编码方向A/P、FOV26cm、矩阵256×128、NEX2次为采用3.0TMRfastcine-PC法扫描胸椎管内脑脊液的最优参数。
3.0T MRI相位对比法评价法乐四联症根治术后肺动脉血流动力学的信息
实验（三）
目的 评价3.0TPC-MRI定量测量法乐四联症(TOF)术后随访患者肺动脉返流的准确性,并分析不同手术方式对肺动脉返流的影响。
材料与方法 共42例(男26例,女16例,年龄10～51岁,平均年龄18.7岁)TOF根治术患者在1个月内先后进行了肺动脉血流的超声心动图及3.0T心脏MRI检查,计算PC-MRI测量得到的肺动脉返流分数(PRF)、肺动脉平均反向血流量(ANF)。采用Spearman等级相关分析PC-MRI与超声心动图测量肺动脉返流严重程度的关联程度。采用Mann-WhtineyU检验分析右室流出道补片组与跨瓣环补片组PRF及ANF的差异。
结果 超声心动图显示轻度肺动脉返流10例(23.8%),中度32例(76.2%);MRI显示轻度、中度、重度肺动脉返流分别为10例(23.8%),8例(19.0%)及24例(57.1%),PC-MRI与超声心动图结果具有明显正相关性(rs=0.606,P<0.01)。右室流出道补片组及跨瓣环补片组PRF中位数分别为7.96%、48.60%,ANF中位数分别为5.45ml/每个心动周期(beat)、45.70ml/beat,与右室流出道补片组相比,跨瓣环补片组的PRF更高(U=52.000,P=0.001),ANF更多(U=55.000,P=0.002)。
结论 3.0TPC-MRI测量肺动脉返流严重程度与超声心动图有很好相关性,同时可提供定量测量信息。3.0TPC-MRI能准确反映右室流出道补片及跨瓣环补片手术所致肺动脉血流动力学差异。
实验（四）
3T磁共振成像相位对比法评价法洛四联症根治术后患者右心室舒张功能
目的:通过3T相位对比磁共振成像(phasecontrast-magneticresonanceimaging,PC-MRI)对法洛四联症(tetralogyofFallot,TOF)术后随访患者三尖瓣血流评估,与超声心动图结果进行对照研究,探讨PC-MRI评价TOF术后患者右心室舒张功能的准确性。
方法: 27例进行了超声心动图及三尖瓣PC-MRI的TOF随访患者纳入研究。PC-MRI测量得到三尖瓣E波峰值流速(Evelocity)、A波峰值流速(Avelocity);E波峰值流率(Eflow)、A波峰值流率(Aflow)。超声心动图测量得到E波和A波峰值流速(分别表示为E、A)。Evelocity/Avelocity及Eflow/Aflow比值分别与超声心动图测量E/A比值进行相关分析及配对样本t检验。按照E/A>1(无舒张功能障碍)及E/A≤1(有舒张功能障碍)分为两组,比较PC-MRI两种测量方法与超声心动图测量结果符合程度。
结果： PC-MRI测量的Evelocity/Avelocity,Eflow/Aflow比值与超声心动图测量E/A比值具有正相关性(r=0.560,P=0.002;r=0.542,P=0.003)。PC-MRI测量结果Evelocity/Avelocity及Eflow/Aflow比值与超声心动图测量E/A比值相比,差异无统计学意义(1.29vs.1.41,t=1.624,P=0.116;1.39vs.1.41,t=0.182,P=0.857)。判断有、无舒张功能障碍,PC-MRI峰值流速比值(Evelocity/Avelocity)、峰值流率比值(Eflow/Aflow)与超声心动图符合程度较好(K=0.697,P<0.001;K=0.571,P=0.003)。
结论： PC-MRI测量的三尖瓣峰值流速比值及峰值流率比值能够正确判断右心室舒张功能。
实验（五）
二维相位对比MRA对椎动脉扭曲的定位
目的 研究2DPC椎动脉磁共振血管成像的扫描、定位方法
方法 对34例常规MRA诊断的椎动脉扭曲患者行2DPC扫描,分别形成2幅图像,1幅为颈椎T1-快速场回波冠状位剖面像,1幅为椎动脉T1-相位对比冠状位血管成像。分别沿椎间盘剖面中心画水平线横贯2幅图像,即可将椎动脉分割成多个节段,显示椎动脉与颈椎椎体、椎间的相对位置。
结果34例中,2DPCMRA显示左侧椎动脉扭曲共22例,其中C2～C3椎间椎动脉扭曲有4例,C3～C4有9例,C4～C5有11例,C5～C6有15例;右侧椎动脉扭曲23例,其中C2～C3椎间椎动脉扭曲有4例,C3～C4有7例,C4～C5有8例,C5～C6有14例。
结论 2DPC椎动脉血管成像扫描及定位方法解决了椎动脉扭曲的定位问题,为临床颈椎疾病的诊断、治疗提供了依据,是颈椎MRA血管检查的不可分割的组成部分。
