磁共振非打药血管成像序列——REACT

Posted 2021-03-30 懋式百科全书

本文2764个字，11幅图，两篇参考文献，7篇相关文章，建议阅读时间25分钟。

本文介绍一种特殊的不打药血管成像序列REACT，该序列无需打药，也无需心电门控，可以进行血管成像，并且能够突出动静脉对比。

磁共振血管成像是磁共振成像中一个重要的应用分支。和传统的CT或者DSA不同的是，磁共振可以通过不打药完全血管的显影成像，这样可以尽量避免外源性对比剂的引入。

在磁共振不打药血管成像序列中，根据不同的成像技术，可以分为很多种类型。特别是飞利浦磁共振在血管成像中，具有非常多样的序列和稳定的图像质量。

前面公众号也写了7篇关于磁共振不打药血管成像的技术文章，其中包括各种不同种类的序列应用。

1.根据流入增强的原理进行的不打药血管增强，主要是TOF时间飞跃法。根据不同有2D TOF，3D TOF等。

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2.根据相位对比法，有PC序列。包括2D PCA，3D PCA，甚至4D PCA等。

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3.根据平衡式自由稳态序列，主要有B-TFE序列，商品名称叫B-TRANCE序列。

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4.根据ASL多相位标记，有ASL的MRA序列，主要是4D ASL血管成像。商品名4D TRANCE。

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5.根据心电门控的快速自旋回波，有TRANCE序列

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6.根据TFE等的结合，有一种特殊类型序列。周一发的一篇文章提到了一个REACT，可能很多老师不清楚这个序列，今天刚好来讲讲这个序列的原理。

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2020年在欧放杂志上发表了一篇论文，是介绍REACT这个序列在不打药血管中的临床应用的文章。其中第二作者Shuo Zhang，是飞利浦新加坡的科学家，也参与了这个序列的设计。

REACT 这个序列的全称是 R elaxation- E nhanced MR A ngiography without  C ontrast and  T riggering。可以翻译成中文的非打药非触发的驰豫增强血管成像。

通过这个名字，我们知道这个序列大概是不需要打药（注射外源性对比剂），也不需要通过心电门控（类似于TRANCE）来进行的血管成像。

那么这个序列和其他不打药血管成像序列有什么不同呢？

首先，这个序列基于的基本序列结构是一个3D TFE序列，也就是3D的超快速梯度回波序列。

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在飞利浦系统中，改良的梯度回波DIXON序列正是这种序列，也就是这个序列其实就是3D mDIXON TFE序列。mDXION序列有一个非常大的优势，就是脂肪抑制彻底，干净。而且又是一个3D的梯度回波序列，所以这种序列经常血管是会成像的。

基于3D mDIXON TFE序列的这种性质，如果能够使得背景组织信号下降甚至被抑制，并且再突出血管成像，那么这种序列理论上是可以用于进行不打药血管成像的。

传统的mDIXON序列很难用于血管成像，因为其背景组织信号没有被抑制，并且血液信号也没有突出显示。

图1：REACT序列大体的脉冲结构示意图

在此基础上要达到良好的血管成像，需要同时满足两个条件：①突出血液信号；②抑制背景信号。

由于mDIXON TFE本身就采用双回波DIXON的技术抑制了脂肪，所以脂肪信号在水相是被抑制了，现在要考虑的一点是再抑制一些背景组织。

在mDIXON TFE序列前增加一个反转脉冲，这个反转脉冲的作用是进行背景抑制，进一步增加血液组织和背景的对比，充分的抑制背景组织。

由于一般血液组织的T1比较长，一般在3.0T是差不多1650ms左右，这样通过反转脉冲之后，合理的设置TI时间，可以保证长T1组织信号得以显示，而相对比较短T1组织信号被抑制。

图2：在mDIXON序列之前，增加一个反转脉冲，作用是进一步抑制背景组织，突出血管和背景信号的对比

除了这个脉冲之外，REACT这个序列和其他非打药血管成像不同的是，该序列能够同时显示动脉和静脉，并且动静脉存在对比。图像中，动脉信号更高，静脉信号相对高。

那么这种不仅能够血管成像，还能够区分动静脉的技术是怎么实现的呢？或者怎么实现动静脉对比。

主要是依靠前面一个T2准备脉冲。由于动脉和静脉血液的T2值有差异，依靠一个T2准备脉冲，可以增加其信号差异，实现动静脉不同对比。

图3：T2准备脉冲，采用4个重聚角重聚，增加组织之前的T2对比

这样一波操作以后，背景组织信号得到了最大化的抑制，T2准备脉冲增加了血液的T2对比，这样动脉和静脉就能产生不同对比。

另外，T2准备脉冲也更突出T2对比，使得T2值比较长的组织（比如血液）的信号更突出。

图4：REACT序列的脉冲示意图（引入参考文献1）

这样就把一个原本的3D mDIXON磁化准备梯度回波序列，通过优化和改进，成为一种突出显示血管的血管成像序列。所以，经过了反转脉冲和T2准备脉冲之后，可以尽量使得长T1及长T2组织的信号更加突出。所以这种方法利用了血液组织的驰豫特性，使得血液组织信号得以突显。

图5：REACT序列原理（引用自Yoneyama,ISMRM2016;2252, Toyonari, ISMRM2016;2684）

总结一下REACT这个序列，它主要是根据3D mDIXON TFE基础上进行优化和修改的。传统的mDIXON TFE序列，即使采用了DIXON技术，在颈部这个位置，脂肪抑制也不一定完美（除非是自选回波的DIXON）。

图6：常规mDIXON TFE在颈部脂肪抑制不一定完美

此时增加一个反转脉冲，也就是IR，类似于mDIXON TFE结合STIR，则背景组织会被抑制得彻底。

图7：增加了IR反转脉冲的mDIXON TFE，背景组织抑制彻底

再增加一个T2准备脉冲，这样使得短T2组织的组织被进一步抑制，也增加了动脉和静脉的对比。

图8：综合来看，血管成像就比较好，动静脉也有对比

这种方式做出来的血管效果如何呢？可以看看图像。

图9：REACT进行的几段不打药血管成像拼接

可以发现上图采用REACT成像，不打药，不需要门控，每一段扫描时间大概4分钟，可以同时显示动脉和静脉。

图10：REACT扫描的一段，可以发现动脉和静脉是能明显看出来对比的

这种方式特别适合进行锁骨下动脉的显示。长期以来，锁骨下动脉是不好扫描的，采用这种方法则非常合适。

图11：腹部大范围血管成像，可以显示肝动脉，门静脉等

这种常规的REACT，飞利浦日本团队的科学家和应用培训还根据这个序列，将PSIR脉冲也结合进去，组成了新的REACT序列，称为PREACT。这种PREACT序列其实就是在反转脉冲之后，采集两个不同TI时间，得到两种不同对比的REACT图像。

以上是关于磁共振非打药血管成像序列——REACT的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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