【MR技术】磁共振不打药冠状动脉成像（2）

【手把手基础教程】磁共振不打药冠状动脉成像 后面会写，只讨论检查流程与技巧。

今天我们来捋下其中重要的序列参数。

首先，心脏是跳动的，那么需要使用 ECG 心电门控触发扫描，只在心脏跳动的相对静止时段时进行信号的采集，心率较慢时可选择舒张期，心率较快可选择收缩期。可以使用高时间分辨率的电影序列来选择 Cardiac Trigger delay 与 TFE Shot duration。

其次，心脏位于胸腔内、横膈上，受呼吸运动的影响，那么必须还要做好呼吸补偿。做心脏平扫+增加最常用的是屏气，但也可以膈肌导航。做 3D 全心冠脉时一般都使用膈肌导航，这样自由呼吸可以将空间分辨率做的高一点，且导航能够探测亚毫米的膈肌运动。有时即使屏好气了，但膈肌还有很有可能会运动的，那么横膈运动必将导致心脏的轻微运动。

说到呼吸的控制使用膈肌导航能够获得高空间分辨率，但体素不是越小越好。在心脏冠脉这里，空间分辨率不仅受所设置的参数决定，还受呼吸运动影响。即使你体素设得很小，但如果膈肌导航所能允许的膈肌位置较大时，那么也很容易受呼吸的影响。此处原始条件给的是 1.25mm×1.5mm×1.5mm 的层面内体素，Gating window 为 6mm。如果想要达到扫描出来的图像真正在表现为更小的体素（更高的空间分辨率），那么必须也要加强膈肌导航的限制，比如体素 1mm×1mm×1mm 的体素采集，那么 Gating window 势必也要调整，比如设置为 3mm，不然空间分辨率就会受到呼吸的污染。当然，扫描时间也势必会延长，一部分延长来源于相位编码步长的增多，另一部分来源于膈肌导航采集效率的降低。这就好比磁共振梯度定下来之后真正能达到的最大的空间分辨率（最小采集体素）并不是完全由梯度强度决定，还会受到组织的 T2(*) 弛豫时间的影响。

因此，不能死抠所设置的空间分辨率，而应综合考量。而且我们更需要将目光放到病人的摆位上，让病人躺得舒适了。

下面我们看看具体序列是怎么联合心电触发、膈肌导航来进行数据的采集的。

首先，激发与采集是根据 R-R 心动周期持续进行的，中间没有中断。

而数据的有效无效是通过两个方法判定的：

（1）如果这个 R-R 间期不在 R-R window 之内，那么这个数据就丢弃。

即心律失常抑制，而这个程度由 R-R window 决定。R-R window 越窄，对心率的要求就越严格，当然采集的数据的心动时相的一致性越好。在这里默认给了 10%-20% 还是相对比较严苛的。前面我们解读过心脏亮血电影序列，它给的是 20%-30%，更加宽泛。

（2）如果这个 R-R 间期在 R-R window 内，但不在呼气平台期内（即膈肌导航所严格控制的膈肌运动相对静止平台期），那么这个 R-R 间期采集的数据也是丢弃的。

因此，数据的有效性是通过 R-R window 与 Gating window 双层严格把控的。其中经过膈肌导航 Gating window 筛选通过的 TFE shots 数据的比例定义为 Gating efficiency，即膈肌导航门控采集效率，此值保持在 50~60% 为最佳。当然也得看定义的 Gating window 大小，因为如果 Gating window 越小，那么满足条件的膈肌位置越少。另外，病人呼吸节律（包括快慢、深浅）很重要。因为膈肌导航前期会有一段学习时间，然后决定 Gating level，如果后面采集时的呼吸节律变化了的话，那么膈肌导航的效能就会下降，很可能导致采集效率大幅下降。因此，病人平稳的呼吸节律对于磁共振冠脉成像很重要，呼吸频次与深浅最好始终都保持相同水平。另外，放置膈肌导航条时，最好是在呼气相的定位图上进行定位，这样才能够更加精准地进行呼吸导航。而呼气相的三方位定位像可以通过呼气末屏气（或呼吸触发）来扫描。【关于膈肌导航的详细解读会专门写一篇推文】

下面我们将目光瞄准一个 R-R 间期内，序列是如何进行激发采集的，都做了些什么。

首先，我觉得上面的图需要进行修正。因为觉得上图是针对以前版本的软件，之前的版本 Fold-over suppression 参数只有 yes 和 no，而当设置成 yes 后，配合 NSA = 1 系统会在 FOV 两侧施加饱和带 REST 来达到防卷褶抑制的效果，即上图的 2REST（蓝色）。而现在软件版本 Fold-over suppression 参数可以开自由过采样 oversampling，那么我认为就不需要上述的 2REST 饱和脉冲：

下面进行解读上面的每一步：

首先，一个 R 波来了，系统会根据既定心率计算得到一个 Trigger delay 值，保证此 TD 值时进行数据的采集。而我认为 Startup echo 准备程序应该算在 Trigger delay 节点之前，即它与前面的程序都算作预准备程序。

然后系统根据 TFE acqusition 时间去计算，将所有的准备程序往前推，放在 R 波后，TD 节点前完成它们。在这里，TFE dur. acq = 118.6ms，就是我们设置的 shot duration，29×4.1ms = 118.9ms 与 118.6 相等，与 120 相近。而 TFE dur. shot = 189.0ms 是  acq 加上了前面所有的预准备程序，即总的预准备程序为 70.4ms（包括 T2 prep, SPIR, Navigator_motion_track, Startup echo）。

（1）首先是 T2 prep  T2 对比准备脉冲，它是为了提升冠脉与心肌的对比。

T2 预准备脉冲是先施加 90°翻转脉冲，然后再经过 1、2 或 4 个 180° 重聚焦脉冲，在这里序列使用 2 个，然后再通过 -90° 脉冲将横向磁化矢量扳到纵向。上图中黑色箭头表示心肌的磁化矢量（黑色曲线表示心肌的弛豫曲线）、绿色箭头表示冠脉血池的磁化矢量（绿色曲线表示冠脉血池的弛豫曲线）。由于心肌的 T2 值约为 55ms，冠状动脉血池 T2 值约 100ms。那么在经过 T2 prep 准备程序后，冠脉血池与心肌就形成了一个很好的对比。在此处，T2 prep TE 为 30ms，而非图中的 60ms。当然也可以使用 4 个重聚焦脉冲，同时 TE 会延长，但 T2 对比更强烈，另外 SAR 值也会增加。

（2）T2 prep 随后是 SPIR 压脂脉冲，为的是防止脂肪对导航回波产生影响，这样就可以使得导航回波信号更加稳定。

（3）施加完前面的 SPIR 脉冲，就开始导航 Navigator，随后进行运动监测 Motion Track；The excitation of the navigator is moved close to the acquisition train to ensure a minimum amount of residual motion.

（4）然后再在信号采集前施加一 SPIR 脉冲，用于冠脉数据采集时将脂肪信号抑制掉，提升冠脉与心包脂肪的对比。

（5）然后进行 TFE shot 的激发，其中前面一小部分是 Startup echo，用于形成回波稳态。而在这里，Startup echo 为 0，即不丢弃前面回波。

（6）3D-(B)TFE 即采集冠脉数据了。可以用 BTFE, 也可以用 TFE；在 cs3D_mDIXON_WH 序列中，使用了 T1TFE。总之，都可以。还可以用 TFEPI，即 TFE 结合 EPI 加速采集。飞利浦 18s 屏气全心冠脉就是使用 TFEPI 采集。类似呼吸触发的 3D_TSE MRCP，可以使用 3D_GraSE（SE + EPI）来加快采集达到屏气就能扫描。

而在这里，序列使用了 TFE，即 Contrast enhancement = no.

（7）如果使用 SPAIR 抑脂，那么就需要将 SPIAR 脉冲往前移，因为它的 TI 时间更长。

另外，它是 3D 采集的，那么我们来看下它 k 空间填充方式。

使用 Radial turbo direction 填充方式，联合 Elliptical k-space shutter 可以节约大约 20% 的时间，且能够提升一定的信噪比。同时，每次采集的 TFE factor “回波链” 的第一个回波都是先往 k 空间中心填，那么可以使得 SPIR 或 SPAIR 压脂效果达到最优。如果中间或后面的回波填充 k 空间中心，那么可能脂肪由于弛豫了一会儿而穿透进来。

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