Введение
Группа методов, основанных на магнитно-резонансной томографии (МРТ) для визуализации кровеносных сосудов. Магнитно-резонансная ангиография (МРА) - это группа методов, основанных на магнитно-резонансной томографии (МРТ) для визуализации кровеносных сосудов. Магнитно-резонансная ангиография используется для получения изображений артерий (и реже вен) для оценки их на наличие стеноза (аномального сужения), окклюзий, аневризмов (расширения стенки сосудов, с риском разрыва) или других аномалий. МРТ часто используется для оценки артерий шеи и мозга, грудной и брюшной аорты, почечных артерий и ног (последний экзамен часто называют "оттоком").
Приобретение
Для получения изображений кровеносных сосудов, как артерий, так и вен, можно использовать различные методы, основанные на эффектах потока или контрасте (природном или фармакологически генерируемом). Наиболее часто применяемые методы МРА включают в себя использование внутривенных контрастных средств, особенно содержащих гадолиний, для сокращения T1 крови примерно до 250 мс, что ниже, чем T1 всех других тканей (кроме жира). Короткие последовательности ТР создают яркие изображения крови. Однако существует множество других методов проведения МРТ, которые можно разделить на две общие группы: методы, зависящие от потока, и методы, независимые от потока.
Ангиография, зависящая от потока
Одна группа методов МРТ основана на кровотоке. Эти методы называются зависимыми от потока МРТ. Они используют тот факт, что кровь внутри сосудов течет, чтобы отличить сосуды от других статических тканей. Таким образом, можно получить изображение сосудов. МРТ, зависящая от потока, может быть разделена на различные категории: существует фазовый контрастный МРТ (PC MRA), который использует фазовые различия для отличия крови от статической ткани, и время полета МРТ (TOF MRA), который использует, что движущиеся вращения крови испытывают меньше возбуждающих импульсов, чем статическая ткань, например, при визуализации тонкого кусочка. Время полета (TOF) или приточная ангиография, использует короткое время эхо и компенсацию потока, чтобы сделать текущую кровь намного ярче, чем стационарная ткань. По мере того, как текущая кровь попадает в область, которая изображается, она видит ограниченное количество импульсов возбуждения, поэтому она не насыщена, это дает ей гораздо более высокий сигнал, чем насыщенная стационарная ткань. Поскольку этот метод зависит от потока крови, области с медленным потоком (такие как большие аневризмы) или потоком, который находится в плоскости изображения, могут быть плохо визуализированы. Это чаще всего используется в области головы и шеи и дает подробные изображения высокого разрешения. Это также наиболее распространенный метод, используемый для рутинной ангиографической оценки внутричерепного кровообращения у пациентов с ишемическим инсультом.
Ангиография, независимая от потока
В то время как большинство методов МРР полагаются на контрастные агенты или поток в кровь для создания контраста (усиленные контрастные методы), существуют также независимые методы потока без усиленного контраста. Эти методы, как следует из названия, не полагаются на поток, а основаны на различиях T1, T2 и химическом сдвиге различных тканей вокселя. Одно из главных преимуществ такого рода методов заключается в том, что мы можем изобразить области медленного потока, часто встречающиеся у пациентов с сосудистыми заболеваниями, легче. Кроме того, методы, не использующие контраст, не требуют дополнительного контрастного средства, которое недавно было связано с нефрогенным системным фиброзом у пациентов с хронической болезнью почек и почечной недостаточностью. Ангиография с магнитным резонансом с усиленным контрастом использует инъекцию контрастных агентов МРТ и в настоящее время является наиболее распространенным методом проведения МРТ. Контрастная среда вводится в вену, и изображения получаются как до контраста, так и во время первого прохождения средства через артерии. Субтрагируя эти два приобретения в процессе последующей обработки, получается изображение, которое в принципе показывает только кровеносные сосуды, а не окружающую ткань. При правильном синхронизации изображения могут быть очень качественными. Альтернативным способом является использование контрастного средства, которое не покидает сосудистую систему в течение нескольких минут, как большинство средств, но остается в кровообращении до часа ("агент кровоснабжения"). Поскольку для получения изображения требуется больше времени, возможно создание изображений с более высоким разрешением. Однако проблема заключается в том, что если требуется сделать снимки с более высоким разрешением, то одновременно увеличивается и артерия, и вена. Ангиография магнитным резонансом с усиленным контрастом без вычитания: недавние разработки в области технологии МРТ позволили создать высококачественные контрастные изображения МРТ без вычитания изображения маски с усиленным контрастом. Этот подход, как было показано, улучшает качество диагностики, потому что он предотвращает артефакты вычитания движения, а также увеличение фонового шума изображения, оба из которых являются прямыми результатами вычитания изображения. Важным условием для этого подхода является наличие отличного подавления жира на больших участках изображения, что возможно при использовании методов получения mDIXON. Традиционная МРА подавляет сигналы, исходящие от жира в организме во время фактического получения изображения, что является методом, чувствительным к небольшим отклонениям в магнитных и электромагнитных полях, и в результате может показать недостаточное подавление жира в некоторых областях. Методы mDIXON могут различать и точно отделять изображения, созданные жиром или водой. При использовании "водяных изображений" для МРТ-сканирования практически не видно жира, поэтому для высококачественных МРТ-венограмм не требуются маски для вычитания. Неусиленная магнитно-резонансная ангиография: поскольку инъекция контрастных средств может быть опасной для пациентов с плохой функцией почек, были разработаны другие методы, которые не требуют никаких инъекций. Эти методы основаны на различиях T1, T2 и химических сдвигах различных тканей вокселя. Заметным не улучшенным методом для независимой от потока ангиографии является изображение с балансированной свободной прецессией в устойчивом состоянии (bSSFP), которое естественным образом производит высокий сигнал от артерий и вен.
2D и 3D приобретения
Для получения изображений существуют два различных подхода. В общем, можно получить 2D и 3D изображения. Если получены 3D-данные, то можно рассчитать поперечные сечения под произвольными углами обзора. Трехмерные данные также могут быть получены путем объединения двухмерных данных из разных фрагментов, но этот подход приводит к снижению качества изображений под углами обзора, отличными от первоначального сбора данных. Кроме того, 3D-данные могут использоваться не только для создания поперечных изображений, но также могут быть рассчитаны проекции из данных. Трехмерное сбор данных может быть полезно при работе с сложными геометрическими сосудами, где кровь течет во всех пространственных направлениях (к сожалению, в этом случае также требуется три различных кодирования потока, по одному в каждом пространственном направлении). И PC MRA, и TOF MRA имеют преимущества и недостатки. PC MRA имеет меньше трудностей с медленным потоком, чем TOF MRA, а также позволяет проводить количественные измерения потока. ПК МРА показывает низкую чувствительность при визуализации пульсирующего и неравномерного потока. В целом, медленный кровоток является серьезной проблемой при зависимой от потока МРТ. Это приводит к тому, что разница между сигналом крови и статическим сигналом ткани будет небольшой. Это относится либо к ПК МРА, где разница фаз между кровью и статической тканью уменьшается по сравнению с более быстрым потоком, либо к ТОФ МРА, где уменьшается поперечная магнетизация крови и, следовательно, сигнал крови. Для усиления сигнала крови могут использоваться контрастные средства, что особенно важно для очень маленьких сосудов и сосудов с очень маленькой скоростью потока, которые обычно показывают соответственно слабый сигнал. К сожалению, использование контрастных средств на основе гадолиниума может быть опасным, если пациенты страдают от плохой функции почек. Чтобы избежать этих осложнений, а также устранить затраты на контрастные средства, недавно были исследованы не улучшенные методы.
Разрабатываемые не улучшенные методы
Независимые от потока методы NEMRA не основаны на потоке, но используют различия в T1, T2 и химическом сдвиге для отличения крови от статической ткани. Гатированное вычитание быстрого спинового эхо: метод визуализации, который вычитает две последовательности быстрого спинового эхо, полученные при систоле и диастоле. Артериография достигается путем вычитания систолических данных, где артерии кажутся темными, из диастолических данных, где артерии кажутся яркими. Требует использования электрокардиографического устройства. Торговые названия для этой техники включают в себя Fresh Blood Imaging (Toshiba), TRANCE (Philips), native SPACE (Siemens) и DeltaFlow (GE). 4D динамическая МР-ангиография (4D МРА): Первые изображения, перед усилением, служат в качестве маски для выделения сосудистого дерева на последующих изображениях. Позволяет оператору разделить артериальную и венозную фазы кровяного канавки с визуализацией ее динамики. На исследование этого метода было потрачено гораздо меньше времени, чем на другие методы МРТ. BOLD венография или взвешенная визуализация чувствительности (SWI): Этот метод использует различия в чувствительности между тканями и использует фазовое изображение для обнаружения этих различий. Данные о величине и фазе объединяются (цифровым способом с помощью программы обработки изображений) для получения улучшенного изображения с контрастной величиной, которое чрезвычайно чувствительно к венозной крови, кровоизлияниям и хранению железа. Образование изображений венозной крови с помощью SWI является методом, зависящим от уровня кислорода в крови (BOLD), поэтому его иногда и называют венографией BOLD. Из-за своей чувствительности к венозной крови SWI обычно используется при травматических травмах головного мозга (ТМТ) и для венографий мозга с высоким разрешением. Аналогичные процедуры для МРТ на основе эффекта потока могут использоваться для визуализации вен. Например, магнитно-резонансная венография (МРВ) достигается путем возбуждения плоскости низшим уровнем, в то время как сигнал собирается в плоскости, непосредственно выше плоскости возбуждения, и таким образом изображается венозная кровь, которая недавно переместилась из возбужденной плоскости. Различия в сигналах тканей также могут быть использованы для МРТ. Этот метод основан на различных свойствах сигналов крови по сравнению с другими тканями в организме, независимо от эффектов потока МР. Это наиболее успешно делается с помощью сбалансированных последовательностей импульсов, таких как TrueFISP или bTFE. BOLD также может использоваться при визуализации инсульта для оценки жизнеспособности тканей.
Визуализация
Иногда MRA непосредственно производит (толстые) кусочки, содержащие весь сосуд. Однако чаще всего результатом приобретения является стек кусков, представляющих собой трехмерный объем в теле. Для отображения этого 3D-набора данных на 2D-устройстве, таком как компьютерный монитор, необходимо использовать какой-либо метод рендеринга. Наиболее распространенным методом является проекция максимальной интенсивности (MIP), где компьютер имитирует лучи через объем и выбирает наибольшее значение для отображения на экране. Полученные изображения напоминают обычные изображения катетерной ангиографии. Если несколько таких проекций объединены в цикл кино или объект QuickTime VR, впечатление глубины улучшается, и наблюдатель может получить хорошее восприятие 3D-структуры. Альтернатива MIP - прямое рендеринг объема, где сигнал MR переводится в такие свойства, как яркость, непрозрачность и цвет, а затем используется в оптической модели.
Клиническое применение
МРА успешно изучает многие артерии в организме, включая мозговые и другие сосуды в голове и шее, аорту и ее основные ветви в грудной клетке и брюшной полости, почечные артерии и артерии нижних конечностей. Однако для коронарных артерий МРА была менее успешной, чем КТ-ангиография или инвазивная катетерная ангиография. Чаще всего основной болезнью 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 обследования (не требуется вводить в организм катетеры). Еще одно преимущество, по сравнению с КТ-ангиографией и катетерной ангиографией, заключается в том, что пациент не подвергается воздействию ионизирующего излучения. Кроме того, контрастные средства, используемые для МРТ, имеют тенденцию быть менее токсичными, чем те, которые используются для КТ-ангиографии и катетерной ангиографии, и меньше людей имеют какой-либо риск аллергии. Также намного меньше нужно, чтобы ввести в пациента. Наибольшими недостатками метода являются его сравнительно высокая стоимость и его несколько ограниченное пространственное разрешение. Время, которое требуется для сканирования, также может быть проблемой, так как КТ гораздо быстрее. Также не рекомендуется применять его у пациентов, для которых МРТ может быть небезопасно (например, у которых в глазах имеется кардиостимулятор или металл или некоторые хирургические клипы). Процедуры МРТ для визуализации черепной циркуляции не отличаются от позиционирования для нормального МРТ мозга. Необходимо будет обездвижить головку. МРТ обычно является частью общего МРТ-обследования мозга и добавляет примерно 10 минут к обычному протоколу МРТ.