基于血流散相和稳态自由进动的非增强磁共振血管成像

针对基于血流散相（FSD）和稳态自由进动（SSFP）技术的非增强磁共振血管成像在图像稳定性、个体化成像方案以及显示迂曲血管存在的问题，本项目探讨SSFP序列因磁场梯度一阶矩（m1）随时间变化所导致的稳态信号减弱、m1值对血流信号抑制程度的影响、以及FSD多方向去相位梯度对复杂血流信号的抑制特性。建立SSFP序列流动补偿的优化方案、不同个体搜寻最佳m1值的方法以及多方向施加去相位梯度的成像方案。验证基于FSD和SSFP血管成像的临床有效性。本项目的开展，不仅可以显著提高外周血管非增强成像的稳定性和实用性，实现手部和足部动脉的无创性血管成像，而且为进一步发展磁共振血管壁成像提供理论和实验依据。

我国因动脉粥样硬化和糖尿病引起的周围性血管病变逐渐增加，这些患者常常合并有肾动脉狭窄及其引起的严重肾功能损害甚至肾功能不全。因此，临床上迫切需要发展适用于外周血管的无创性非增强磁共振成像方法，以避免因造影剂引起的严重并发症，并同时显著改善血管成像的图像质量。然而，现有的方法非常容易受血流速度和方向的影响，对显示走行迂曲、管径细小的手部和足部动脉有很大的困难。本项目力求发展和完善基于流动敏感散相（Flow-Sensitive Dephasing, FSD）和稳态自由进动（steady-state free precession，SSFP）的新的外周血管非增强MRA，以解决现有方法在图像稳定性、个体化成像方案以及显示迂曲血管存在的问题，为广大的周围性血管病变患者，尤其是合并有肾功能不全或其他不能使用磁共振造影剂的患者提供一个安全有效的血管成像手段。研究内容包括：（1）建立优化SSFP的流动补偿方案，提高动脉血流的信噪比和信号稳定性；（2）发展FSD最佳m1值的搜索扫描方法，确保在不同患者或部位均可获取高质量的动脉图像；（3）比较FSD在单一方向（X轴）和多个方向（X轴和Y轴）上施加m1对血流信号抑制的作用，建立手部和足部动脉的成像方案。（4）验证FSD-SSFP非增强MRA的临床有效性，将FSD-SSFP非增强MRA用于临床病人检查，全面评估该方法的成像时间、图像质量以及诊断血管狭窄的准确性。.项目组全体成员经过3年的不懈努力，针对制定的研究内容和研究计划，深入系统的开展了如下工作：（1）发展优化了SSFP流动补偿准备脉冲序列，获得了高信噪比的SSFP亮血图像；（2）建立了计算机模拟m1值及主要参数的数学模型，实现了个体化最佳m1值的快速搜索扫描序列，保证了在不同的患者或部位均可获取高质量的外周动脉图像；（3）完成了多方向施加m1梯度对足动脉图像质量影响的研究，对足部动脉成像序列参数进行了优化；（4）与临床合作单位合作，对58例患者和40例正常志愿者实施了下肢和足动脉血管成像，取得了非常满意的图像质量和临床诊断效果。.在本项目开展期间，项目组共提交/录用文章15篇，其中SCI检索5篇；作为主要发明人申请国家发明专利3项，实用新型专利1项；成果转化2项；培养硕士研究生共3名。.在国家自然科学基金面上项目的大力支持下，本项目预期指标全部圆满完成。