磁気共鳴血管撮影-血流と血流信号の共通形態

  血液は1.5Tの磁場強度で約1200msとT1値が長いため.比較的低信号で表示されます。 T2値が長いため.T2WIでは血液が高く表示されることがあります。
MRAでは.血管の形態的な情報だけでなく.血液の方向.速度.流れなどの定量的な情報を得ることができます。 すべてのMRA技術は.血流特性のある側面を利用して.またはターゲットとしてイメージングを行う。
  I. 一般的な血流の形態。
  MRA の多くは血液の流動効果を利用して撮影を行うが.血液の流動効果を利用しない MRA でも.血液信号 に影響を与える流動特性を持つものがある。
  1.フラットフロー(理想状態.実際には存在しない)。
  2.層流
  3.乱流(渦の形成)
  血管内の血流は通常層流と乱流が同時あるいは交互に起こる。 NR=ρDV/η (NRはレイノルズ数.慣性力と粘性の比.ρは血液密度.Dは血管径.Vは血流平均速度.ηは血液粘性) NR<2000は層流傾向.NR>3000は乱流傾向であり.NR>3000は乱流傾向。 容器の直径が大きいほど流速が速くなり.粘度が低いほど乱流が発生しやすくなる。 また.血管の狭窄.血管壁の粗さ.分岐.曲がり角.屈曲などが乱流の原因となることがある。
  血流信号は.血流の形態.血流の方向.血流の速度.パルスシーケンス.撮像パラメータに依存する。
  II.低シグナルを示す血流
  1.フロースペース効果:血流の方向がスキャンレベルに対して垂直であること(TE/2が長いほどフロースペース効果が顕著になる) 2.血流の方向がスキャンレベルに対して垂直であること(TE/2が長いほどフロースペース効果が顕著になる) ※3.
  2.スキャンレベル内のプロトングループ位置の移動による信号の減衰。 (180度のパルスは.主磁場の一定の不均一性によって引き起こされる位相のずれたプロトンを拒絶することができる(走査レベルは血流方向と平行)。 走査レベル内の血流はTE/2時間の間.走査レベル内に留まるが.90度パルスに比べてレベル内のプロトン集団の位置が変化し.主磁場環境が変化する。 180度パルスは主磁場の不均一性による位相のずれたプロトン集団を補正しないため.流れるプロトン集団の信号は静止組織と比べ減衰してしまうのだ。
  3.層流速度の違いによる位相ズレ。
  4, 層流による分子回転で位相がずれている。
  5.タービュランス そのため.血流の方向や速度が不規則に動くので.ボクセル内のプロトン集団の位相がずれ.MR信号が大きく減衰してしまうのです。 乱流は.血管狭窄部.血管分岐部.血管回転部.動脈瘤などの遠位で発生しがちである。
  6.血流のロングT1特性。 TRとTEが非常に短い超高速T1WIでは.フローは血液の信号にほとんど影響を与えず.主にそのT1値で血液の信号が決定されるものがあります。 血液のT1値は1.5Tの磁場強度で約1200msと非常に長いため.比較的低信号を呈する。
  第三に.高シグナルを示す血流
  1.インフローエンハンスメント効果 血流が走査レベルに対して垂直または本質的に垂直で.選択したTRが比較的短い場合.レベル内の安静な組織のプロトン集団は十分な縦緩和を受ける時間がなく.飽和が起こるため.信号が減衰する。 血流の場合.スキャン面には常に未励磁のプロトン集団が流れ込んでおり.RFパルスによって励起され.安静時組織と比較して高い信号が得られる。 流入促進効果は.グラディエントエコー法でよく見られるが.スピンエコー法でも起こりうる。 2次元マルチレベルスキャンでは.血流上流方向の第1層内で最も強い流入効果と高い信号が見られるが.血流中の飽和プロトン集団が徐々に増加するため.血流方向の他の層内で信号が徐々に減少していく。
  2.拡張期擬似ゲート現象。 TRは心周期と一致する。
  3.偶数エコー効果:SEマルチエコーイメージングでは.奇数エコーの画像では血流が低信号.偶数エコーの画像では高信号で表示されます。 偶数エコー位相再結合とも呼ばれる。 プロトンの入射周波数と位相は磁場の強さと関係があり.傾斜磁場中でプロトンの位置が変化すると入射周波数と位相が変化することはよく知られている。 プロトン集団が位相エンコード方向に移動する場合.直線的に変化する勾配磁場でも.すでに離散しているプロトン集団の位相が再び揃い.より強度の高い血流信号が得られることがある。 FSEでは.180度の連続パルスを使用して様々な長さのエコーチェーンを生成するため.実際にはエコーチェーンの半分が奇数エコー.残りの半分が偶数エコーとなり.偶数エコー効果は肝臓のSEマルチエコー・シーケンスでよく見られる。 T2WIのFSEでは.even-echoの効果もあり.例えば肝臓のFSE T2WIでは.肝静脈や肝内門脈の枝はしばしば高信号を示すことがあります。
  4.血流が非常に遅い。 傍脊椎神経叢や骨盤神経叢などの血管の血流は非常に遅く.流れによる位相ずれやフローボイド効果は明らかではない。 すると.これらの血管の血流の信号は流れそのものとはあまり関係がなく.主に血液のT1値とT2値に依存し.血液はT2値が長いのでT2WIで高い信号を示すことができる。
  5.血流はグラディエントエコーで高信号を示す。 SE シーケンスと異なり.GRE シーケンスのエコーは.レベル選択を必要としない勾配磁場のスイッチングを利用して生成される。 したがって.巨視的な横磁化ベクトルを生成するために小さな角度で励起された血流は.走査レベルを離れても.勾配磁場と収集コイルの有効範囲を超えない限り.勾配磁場のスイッチングを感じてエコーを発生し.フローヌルとならずに比較的小さな横磁気ベクトルを示す。 高い信号強度を持つ。
  6.超短TR.TEを用いたBalance-SSFPシーケンスは.TR<5ms.TE<2msと.流れ(層流.乱流とも)が画像にほとんど影響しない高速動脈流に対しても高信号を示す。 このシーケンスでは.組織の信号強度はT2/T1に依存するため.血液のT2値が長くなり.動脈血.静脈血ともに高信号に見える。
  7.造影剤の使用 超短TR.超短TEのグラディエントエコーT1WIシーケンスでは.血液の信号は流れの影響をほとんど受けず.主にT1値に依存する。 TRが非常に短いため.一般に組織は飽和により低信号となり.その時点で静脈内大量注入造影剤(脂肪のT1値よりかなり短い)により血液のT1値は短縮され.その時点で血液は高信号となる。