3D-SPGR 序列在血管病变中的应用进展

廖如云综述，严 敏审校

（重庆医科大学附属大学城医院，重庆401331）

3D-SPGR 序列在血管病变中的应用进展

廖如云综述，严 敏审校

（重庆医科大学附属大学城医院，重庆401331）

血管疾病；磁共振波谱学；序列分析；综述

三维损坏性梯度回波序列（3D-SPGR）是在梯度回波序列（GRE）的基础上演变而来的序列，有扫描时间短、分辨率高等特点。因其全面直观、一站式、多方向观察等特点，在关节软骨及滑膜的成像应用方面已十分成熟[1-3]，较其他序列具有非常明显的优势。作者收集近十余年3D-SPGR应用于不同部位的相关文献，就3DSPGR在血管病变及其相关病变等方面进行综述，总结该序列在各个部位、各种病变中对血管成像应用方面存在的优缺点，明确其优势，总结存在的不足，以便于指导临床应用，并为临床研究提供参考。

1 3D-SPGR

3D-SPGR是在GRE的基础上衍生的一种序列，其原理是在GRE成像序列上对质子的相位加以干扰，使其失相位加快，消除前一次脉冲后残留的横向磁化矢量。通过对整个容积进行激发及采集，缩短成像时间。其空间分辨率较高，仅需在一个方位上扫描，通过重建，即可获得其他方位的图像。

1.1 GRE的成像原理[4]梯度回波的产生与SE序列的产生方式不同，是通过梯度场方向的切换而产生。其原理是在射频脉冲激发后，在频率编码方向上先后施加2个大小相等、方向相反的梯度场，一个促使质子失相位，称为离相位磁场；一个纠正质子的失相位，称为聚相位磁场。在离相位磁场的作用下，组织的宏观磁化矢量衰减至零，这样产生了一个信号幅度从零到大又从大到零的完整回波，称之为GRE。

当GRE序列的TR明显大于组织的T2时，在下一次脉冲激发前，组织的横向磁化矢量几乎衰减到零，这样前一次脉冲所产生的横向磁化矢量不会影响下一次脉冲激发产生的信号。但是，当TR小于组织的T2时，前一次脉冲激发产生的横向磁化矢量未完全衰减，残留的横向磁化矢量将对下一次脉冲产生的横向磁化矢量产生影响，这种影响主要以带状伪影的方式出现，且组织的T2值越大、TR越短、激发角度越大，带状伪影越明显。

1.2 损坏性梯度回波序列（SPGR）[5]为了消除常规GRE存在的带状伪影，在GRE的基础上，在下一次脉冲来临前对质子进行相位干扰，加快其失向位，消除残留横向磁化矢量，消除带状伪影，即得到SPGR。通过对整个容积进行激发、采集和三维重建即获得其三维图像（3DSPGR）。

1.3 GRE的成像特点 GRE的共同特点是：（1）采用小角度激发，加快成像速度；（2）采用梯度场切换采集回波信号，进一步加快采集速度；（3）反映的是T2*弛豫信息而不是T2弛豫信息；（4）GRE的固有信噪比较低；（5）GRE序列对磁场的不均匀性敏感；（6）GRE中血流常呈现高信号。

1.4 GRE成像参数设置 GRE T1WI序列一般选用较大的激发角度，如50°～80°，这时常需要采用相对较长的TR（如100～200 ms）。而当TR缩短到数十毫秒甚至数毫秒时，激发角度则可调整到10°～45°。常规GRE和扰相GRE T1WI在临床上应用非常广泛，实际应用中，应该根据需要通过TR和激发角度的调整选择适当的T1权重。

GRE T2*WI序列一般激发角度为10°～30°，TR常为200～500 ms。由于GRE序列反映的是组织的T2*弛豫信息，组织的T2*弛豫明显快于T2弛豫。因此，为了得到适当的T2*权重，TE相对较短，一般为15～40 ms。有文献报道，3D-SPGR在行颅脑扫描时，其最佳成像参数为TR 14～15 ms，TE 3.1～3.4 ms，翻转30°[6]。

2 SPGR在颅内血管病变及其相关病变中的应用

2.1 颅内大动脉瘤 颅内动脉瘤是颅内常见血管病变，磁共振对于颅内动脉瘤的检出具有重要的价值，已能发现小于3 mm的动脉瘤。但对于较大的动脉瘤（＞13mm），因瘤腔内血流较慢及血栓的影响，可能会导致信号丢失[7]，从而影响病变的检出。有研究表示，3D-SPGR增强磁共振血管造影（MRA）对动脉瘤的检出率与常规三维时间飞跃法（3D-TOF）并无明显差异，但对于较大的动脉瘤（＞13 mm），其对病灶的形态学及细节部分（如血栓）的显示更加精确[8]。在该序列上，新鲜血栓常表现为高信号，陈旧性血栓呈稍低信号，未栓塞部分瘤腔呈高信号。动脉瘤颈常因其走形迂曲，需结合多平面重建（MPR）技术，在平行于动脉瘤颈的方向上可得到较好的显示。

2.2 脑出血 脑出血是中老年人常见的急性脑血管病，病死率和致残率都很高，是我国脑血管病死率最高的临床类型。常规磁共振序列中脑出血的信号变化复杂，更有利于出血的分期，指导临床治疗。有学者发现，在3D-SPGR T2*WI序列，出血急性期病灶呈现不均匀低信号影，＜10 mm的微小出血灶则呈均匀低信号；亚急性期病灶呈中心混杂低信号，外周环形高信号，最外周低信号影；慢性期病灶中心呈混杂略高信号影，外周明显低信号影[9-10]。

急性脑出血常以CT检查方法作为首选，扰相GRE T2*WI在诊断急性脑出血的敏感性与CT一致，为100%。但对于亚急性后期及慢性期的出血，其检出率明显高于CT，尤其是对小出血灶的显示更为敏感。较大范围的出血，对血肿范围的显示也较 CT扫描清晰[11]。此外，对于后颅窝、脑干、小脑等部位的出血，SPGR扫描序列的检出率也明显高于CT。

2.3 颅神经血管压迫综合征 颅神经血管压迫综合征是指脑血管压迫相应节段的颅神经根所产生的一系列临床症状，根据血管压迫的神经不同，可在受压神经所支配的区域内产生相应的症状。临床常见的血管神经压迫综合征有三叉神经痛、单侧面肌痉挛、舌咽神经痛。

SPGR血管成像时，因静态组织反复被激发而处于饱和状态，组织信号低。而成像容积内的血管，因血液的流动，新流入的血液未收到前一次脉冲的激发，具有较高的纵向磁化矢量。因而在下一次脉冲激发时即可差生较高的信号。因此，血管始终呈现高信号，而与周围组织形成良好的对比[6]。三维梯度回波序列采用薄层扫面，脑血管呈高信号，脑实质和颅神经呈等信号，脑脊液表现为低信号，形成良好的组织对比，可显示脑血管、神经等细微结构。采用MPR结合磁共振重建技术，颅内神经节段与邻近血管的位置关系可清楚地显示[12]。在有关三叉神经痛、面肌痉挛、舌咽神经痛等的相关研究中，均得出了相应的结果佐证[13-14]，认为3D-SPGR可能为颅神经压迫综合征患者的微血管减压手术做出疗效预测，尤其在微小血管的显示方面明显优于常规磁共振[15]。然而，由舌咽神经、迷走神经、副神经等组成的后组脑神经因其解剖较复杂、较纤细，在3D T1 SPGR的显示有时不如FIESTA序列清晰[16]。

2.4 颅内肿瘤 颅内肿瘤是神经系统的常见病，CT和MRI是其主要的检查方法，又因磁共振的多参数、多序列成像，组织分辨率高，且无骨伪影干扰，对颅内肿瘤的检出较CT更为敏感。

在SPGR扫描序列与SE扫描序列的对比研究中发现，SPGR对颅内肿瘤的显示优于SE序列，尤其是对小病灶的检出明显高于SE序列。对病灶与周围组织的界限、水肿范围、肿瘤血管及瘤周血管的显示，SPGR都明显优于SE序列[17]。3D-SPGR增强扫描可同时满足脏器实质和三维血管成像的需要，能较清楚地显示病变与周围组织之间的关系，还可显示肿瘤的供血动脉及引流静脉[18-19]，为临床提供更多的有效信息。

2.5 颅内其他病变 胡军武等[6]的研究还指出，颅内囊虫病及转移瘤患者，增强3D-SPGR较增强SE T1WI的检出率更高，能发现更多的病变细节，如出血降解物及环形病变中的小附壁结节。

2.6 颅内应用的缺点 3D-SPGR MRI检查的缺点是对MRI系统要求高，移动伪影较敏感，对图像的采集和数据分析比较复杂，有一定的假阳性率。对于血流较慢的血管，显示较差，对于部分由于静脉压迫所致的颅神经血管压迫综合征，普通的3D-SPGR阳性检出率较低。李长青[17]还认为，SPGR信号强度较SE低，重建血管清晰度较三维时间飞跃法磁共振血管成像（3D-TOF）差。

3 SPGR在脑外血管病变及其相关疾病中的应用

3.1 主动脉病变 主动脉病变如主动脉夹层、动脉瘤等属高危病变，一旦出现破裂，常危及患者的生命。有研究表明，采用三维梯度回波序列行3D CE-MRA检查，可清楚显示各种动脉瘤的部位、形态、病变细节及其与邻近动脉分支的关系，其所测参数与数字减影血管造影（DSA）高度一致[20]。结合常规MRI、MPR、最大密度投影法（MIP）等技术，还可清楚显示受累动脉分支情况、腔内血栓，基本可取代有创的DSA检查。

3.2 门静脉病变 有较多学者利用3D DCE-MRA结合SPGR研究肝细胞癌、肝硬化门静脉的改变，通过与门静脉造影术对照分析发现在该序列上检测门静脉、肝静脉及下腔静脉有高度的一致性[21-23]，对肝癌细胞侵袭血管的诊断准确率较高。肝硬化门静脉高压患者使用该检查技术可清楚显示门静脉主干及其肝内左右分支级数，对侧支循环包括食管胃底静脉、腹壁静脉、冠状静脉等曲张，脾肾分流及脐静脉重开等均可有良好显示，对于评估曲张静脉的分布范围及程度有极好的作用，可精确显示门静脉、肝静脉解剖关系[24-25]。该检查方法对肝门静脉及其分支有很好的显示作用，但当门脉细小分支闭塞或严重受压包埋时，血管的显示仍存在一定困难。

3.3 肝内小结节 阚松林等[26]采取3D-FSPGR动态增强联合DWI对56例肝内小结节进行三期增强扫描，发现3D-FSPGR动态增强可突出强化的细小血管、病灶与正常组织的对比，提高结节的检出率，并可显示结节供血动脉，但未提到肝内其他血管的显示。

3.4 胰腺肿瘤 胰腺肿瘤常为恶性肿瘤，易对胰周组织形成侵犯，及早发现病变、明确病变性质及病灶与周围组织、血管的关系，对治疗方案的确定有指导作用。有研究发现，胰腺病变的患者使用增强3D-SPGR扫描，可极好地显示病灶各期的变化，通过三维重建，还能显示病灶与血管的关系，显示其微环境，为病灶切除术前的评估提供可靠的证据[27-29]。但仍有研究发现，少数胰周静脉受累时，其检出结果与术中观察结果存在差异[30]。

4 小 结

3D-SPGR因其采用小角度激发成像，成像速度快，扫描时间缩短。采用三维成像技术，空间分辨率较高，对小病灶的检出率较高。在该序列上，血管显像呈高信号，使得各种血管病变得以清楚地显示。

综上所述，3D-SPGR序列对各种颅内外血管性病变、非血管性占位性病变与责任血管的关系均有较好的显示，对临床诊断、治疗具有临床价值。但3D-SPGR对磁场均匀性要求较高，移动伪影较敏感，对于部分血流较慢的血管显示较差，检出率较低，仍是值得研究与改进的地方。

3D-SPGR在脑部以外的组织、器官血管性研究的文献报道较少，而且划分及总结没有脑部细致，大多数文献无3D血管成像分析及病灶与血管空间关系分析。因此，使用3D-SPGR对脑部以外血管性病变的显像有待进一步研究。

[1]Cha JG，Yoo JH，Rhee SJ，et al.MR imaging of articular cartilage at 1.5T and 3.0T：comparison of IDEAL 2D FSE and 3D SPGR with fat-saturated 2D FSE and 3D SPGR in a porcine model[J].Acta Radiol，2014，55（4）：462-469.

[2]Lee JB，Cha JG，Lee MH，et al.Usefulness of IDEAL T2-weighted FSE and SPGR imaging in reducing metallic artifacts in the postoperative ankles with metallic hardware[J].Skeletal Radiol，2013，42（2）：239-247.

[3]张国伟，张光辉，赵善娜，等.三维抑脂扰相梯度回波序列延迟增强扫描对膝关节软骨Ⅰ、Ⅱ期病变的应用价值研究[J].中华临床医师杂志，2011，5（7）：2069-2071.

[4]Prorok RJ.Sign applications guide[M].4th ed.Milwaukee：GE Medical System，1990：2.

[5]葛玉林.梯度回波技术与应用[J].国外医学：临床放射学分册，1996，19（2）：83-89.

[6]胡军武，朱文珍，王承缘.颅脑三维梯度回波成像技术探讨[J].同济医科大学学报，2009，29（4）：362-364.

[7]Hacein-Bey L，Provenzale JM.Current imaging assessment and treatment of intracranial aneurysms[J].AJR Am J Roentgenol，2011，196（1）：32-44.

[8]Cirillo M，Scomazzoni F，Cirillo L，et al.Comparison of 3D TOF-MRA and 3D CE-MRA at 3T for imaging of intracranial aneurysms[J].Eur J Radiol，2013，82（12）：853-859.

[9]衣慧灵，刘兰祥，齐曦明，等.SPGR-T2*WI序列对颅内出血的MRI诊断价值[J].河北医药，2013，35（19）：2900-2902.

[10]Inoue T，Takada S，Shimizu H，et al.Signal changes on T2*-weighted magnetic resonance imaging from the acute to chronic phases in patientswith subarachnoid hemorrhage[J].Cerebrovasc Dis，2013，36（5/6）：421-429.

[11]WeiTM，Zhou LM，JiJS，etal.Cerebral microbleeds detected on T2-weighted gradient echo magnetic resonance and its clinical significance[J].Zhonghua Yi Xue Za Zhi，2013，93（37）：2979-2981.

[12]胡兴荣，李顺振，邓民强，等.磁共振断层血管成像在颅神经血管压迫综合征的应用[J].中华神经医学杂志，2010，9（6）：625-628.

[13]刘治玲，周勤，曲春城，等.高分辨率强化3D-SPGR序列评价三叉神经痛患者神经血管的关系[J].中华神经外科杂志，2011，27（11）：1102-1105.

[14]Guo ZY，Chen J，Yang G，et al.Characteristics of neurovascular compression in facial neuralgia patients by 3D high-resolution MRI and fusion technology[J].Asian Pac J Trop Med，2012，5（12）：1000-1003.

[15]徐丽白，张洁.三叉神经痛与三叉神经及血管关系的MRI表现相关研究[J].中国医药导刊，2011，13（2）：258-259.

[16]黄敏华，任爱军，郑奎宏，等.磁共振3DFIESTA及3DT1SPGR序列显示舌咽神经及血管压迫的诊断价值[J].武警医学，2013，26（9）：780-782.

[17]李长青.3D-SPGR序列在脑肿瘤MRI中的应用[J].实用放射学杂志，2000，16（10）：616-617.

[18]严敏，方维东，罗天友，等.3D-T1-SPGR在颅内病变增强检查中的初步应用[J].中国医学影像技术，2003：9-11.

[19]马凤.磁共振三维容积增强扫描技术在颅内肿瘤中的应用[D].银川：宁夏医科大学，2013.

[20]刘崎，陆建平，王飞，等.三维增强MR血管成像在主动脉瘤诊治中的临床价值[J].磁共振成像，2013，4（4）：246-251.

[21]罗永平，刘海涛.三维动态增强磁共振血管成像对肝癌侵犯血管诊断的临床价值[J].中国医药导报，2012，9（16）：189-190.

[22]毕永民，陶慕圣，丛培新，等.对比增强磁共振血管成像在门脉系统中的应用[J].山东医科大学学报，2001，39（6）：539-541.

[23]慕革非，全显跃，俞志坚，等.肝细胞癌门静脉侵犯的3D DCE MRA表现[J].中国医学影像技术，2008，24（增1）：134-136.

[24]毛明香，朱希松，张露刚.动态增强磁共振门静脉造影在门脉高压症诊断中的价值[J].医学影像学杂志，2007，17（1）：52-54.

[25]朱希松，吴渭贤，章跃武，等.三维动态增强磁共振门静脉造影对门静脉癌栓的诊断价值[J].放射学实践，2004，19（1）：34-36.

[26]阙松林，张文昌，邱丹红，等.3D-FSPGR动态增强联合DWI诊断肝内小结节病变[J].放射学实践，2009，24（3）：279-282.

[27]赵琼惠，张小明，曾南林，等.GD-DTPA 3D FSPGR MR动态增强在胰腺癌诊断和术前可切除性评估中的价值[J].中国普外基础与临床杂志，2005，12（3）：301-306.

[28]张维，赵建农.联合运用肝脏三维容积超快速多期动态增强技术及扩散加权成像在胰腺癌诊断中的价值[J].第三军医大学学报，2008，30（20）：1918-1921.

[29]Yao X，Zeng M，Wang H，et al.Evaluation of pancreatic cancer by multiple breath-hold dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging at 3.0T[J].Eur J Radiol，2012，81（8）：e917-922.

[30]邬小平，杨军乐，宁文德，等.扩散加权成像结合3D-FAST TOF SPGR对胰腺癌的诊断及鉴别诊断[J].实用放射学杂志，2011，27（12）：1851-1854.

10.3969/j.issn.1009-5519.2015.15.020

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1009-5519（2015）15-2304-03

2015-03-14）

廖如云（1989-），女，重庆万州人，在读硕士研究生，主要从事影像医学与核医学方面研究；E-mail：476532115@qq.com。

严敏（E-mail：924452572@qq.com）。