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媒介
4D Flow MRI不错匡助咱们更好地结实和会诊多种心血管和神经系统疾病。通过该本事，咱们或者非侵入性地评估血流能源学颠倒，揭示血液流动的颠倒模式和能源学变化，以过火对器官功能和疾病发展的影响。
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4D-FLOW MRI本事基快乐趣
4D Flow MRI基于磁共振成像旨趣，并通过特定的序列和数据贬责才能，兑现对三维空间和时分上的血流速率和标的的测量。
其基快乐趣是哄骗磁共振成像本事对流动的原子核进行成像。在4D Flow MRI中，通过引入速率编码梯度脉冲，使得血流中的自旋在每个时分点上取得速率信息。这么，血流速率的变化就不错被测量并以图像神气呈现。
职责旨趣如下：
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图1 职责旨趣图
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4D Flow MRI收罗才能
常用的4D Flow MRI收罗才能包括以下几种：
1、速率编码（Velocity Encoding）
通过施加速率编码梯度脉冲，在图像中编码血流速率信息，速率编码梯度脉冲的强度和标的是关键参数，速率编码梯度的强度应字据预期的最大血流速率来选择，以确保在图像中取得豪阔的信号强度，标的不错字据感深嗜深嗜的血流标的进行树立。这种才能适用于测量血流速率、流速分散和血流量等参数。
2、平面速率编码（Planar Velocity Encoding）
在二维平面上进行速率编码，不错提供更高的时分分辨率，平面速率编码需要树立平面上的速率编码梯度标的和强度。平面速率编码泛泛应用于二维平面中的特定区域，适用于运筹帷幄快速流动或需要更细巧时分分辨的情况。
3、体素跟踪（Voxel Tracking）
通过跟踪承接时分点上相邻体素中的血流速率，不错取得三维空间中的流线图，用于可视化血流动态和运筹帷幄血流旅途。较小的体素间距和更往往的采样时分不错提供更详备的血流旅途信息。
4、屡次相位编码（Multi-Phase Encoding）
通过在每个时分点收罗多个相位编码的数据，不错普及测量灵巧度和减少伪影。相位编码脉冲数量标加多不错普及测量的准确性和动态领域。这种才能适用于复杂流动模式的运筹帷幄。
5、并行成像（Parallel Imaging）91 足交
通过哄骗多个接受线圈或并行成像本事，加速数据收罗和图像重建进程，不错取得更快的图像收罗速率和更高的空间分辨率。包括选择合适的并行成像本事（如SENSE、GRAPPA）、并行加速因子和相应的采样模式。
这些才能不错单独应用或组合使用，字据具体的运筹帷幄目标和收罗需求进行选择。通过这些收罗才能，不错获取血流速率、流速分散、流量、血流能源学安谧性等有关参数，进而对血流情况进行全面的评估和分析。
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4D Flow MRI收罗本事的演化与创新
1、运转阶段：
4D Flow MRI最早的应用不错追预见20世纪80年代末和90年代初。那时，运筹帷幄东说念主员开端尝试通过将MRI本事与速率编码相皆集来测量三维血流速率。这些早期的运筹帷幄关于血流能源学运筹帷幄奠定了基础。
2、创新速率编码本事：
跟着时分的推移，运筹帷幄东说念主员开端创新速率编码本事，以普及血流速率测量的准确性和分辨率。他们加多了速率编码梯度的强度和数量，创新了图像重建算法，并采纳了更快的数据收罗才能。这些创新使得4D Flow MRI或者更好地不雅察和量化血流能源学参数。
3、引入并行成像本事：
并行成像本事的引入进一步鼓舞了4D Flow MRI的发展。通过使用多个接受线圈并哄骗并行成像算法，不错加速数据收罗速率，减少扫描时分，并普及图像质地。这使得在临床推行中更容易推行和粗拙应用4D Flow MRI。
4、多种数据收罗才能的发展：
除了速率编码外，还出现了其他数据收罗才能，如平面速率编码、体素跟踪和屡次相位编码等。这些才能在不同的运筹帷幄场景和应用中提供了更多的选择，不错更好地餍足特定的运筹帷幄需求。
5、优化扫描本事：
连年来，运筹帷幄东说念主员还努力于于优化4D Flow MRI的扫描本事，以进一步普及图像质地和数据收罗后果。他们尝试引入呼吸门控本事、加速采样才能、高空间分辨率和体积粉饰率的优化等，以减少通顺伪影和普实时分后果。
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图2 笛卡尔和径向成像的自动门控本事
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主要的4D Flow MRI收罗本事
成例MR在血管成像中收罗速率较慢，无法在豪阔的空间分辨率下实时捕捉血流情景。4D Flow MRI收罗本事的发展和使得4D Flow MRI成为一种非侵入性、全三维和时分分辨率高的才能，粗拙应用于心血管疾病、神经科学和生物流膂力学等领域的运筹帷幄和临床推行中。
当前主要的4D Flow MRI本事：
1、2D CINE PC MRI（Two-dimensional Cine Phase Contrast MRI）
2D CINE PC MRI是一种二维脉冲编码本事，用于测量血流速率和流量。它通过在多个时分相位下收罗速率编码图像，兑现对血流速率随时分变化的不雅察。参数树立包括流量编码标的、时分分辨率、速率编码梯度等。数据收罗进程波及在多个时分相位下承接受罗速率编码图像。图像重建才能包括对收罗到的图像序列进行相位分析和时分插值，以生成动态的血流速率和流量图像。2D CINE PC MRI本事的应用粗拙，不错用于评估腹黑和血管疾病中的血流能源学变化和心功能。
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图3 圭臬2D CINE PC MRI的数据收罗暗意图
PC MRI鸠合合的一个蹙迫参数是速率灵巧度编码，也称流速编码Venc。在测量前，用户字据待测血流速率的提醒值，树立Venc（cm/s），一般树立为方针血管最大流速的120%。当方针血管流速大于Venc值时，会发生相位卷褶，导致速率混叠，测得信号可能是反标的的，且测得值偏小。在这种情况下，需要加多Venc或抗混叠矫正进行重叠收罗，取得正确的数据，但普及Venc会导致测得的值偏小，对血流速率不敏锐，加多流速图像中的速率噪声水平。
国产探花2、笛卡尔4D FLOW MRI收罗本事
笛卡尔4D Flow MRI收罗使用“K空间分割”和“交错四点速率编码”取得3D CINE数据，如图4所示。笛卡尔4D Flow MRI收罗与2D CINE PC MRI近似，使用K空间分割本事，在多个心动周期进行数据收罗。三维标的的速率测量使用“交错四点速率编码”才能，即对每个原始数据，承接受罗四个数据以兑当前总共三个维度上的速率编码：包括一个参考扫描和沿三个正交标的(X， Y， Z)上的速率编码收罗（分离在x， y， z上加多双极梯度场兑现）。终末通过图像重建，得到3D CINE幅度图像和清晰三个正交方朝上血流速率vx，vy和vz的三个时分序列（相位差图像）。
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图4 胸主动脉笛卡尔 4D 血流 MRI 暗意图
3、PC VIPR（Phase Contrast Vastly undersampled Isotropic Projection Reconstruction）
PC VIPR是一种高效的4D Flow MRI收罗本事，它皆集了速率编码和并行成像的上风。其主要特色是通过使用绝顶寥落的数据采样和并行成像算法，兑现高速、全粉饰的数据收罗。PC VIPR收罗进程中的参数树立包括流量编码标的、矢状和冠状标的的分辨率、速率编码梯度强度等。数据收罗进程波及通过选择相宜的采样战略和参数树立来获取高质地的采样数据。图像重建才能主要使用迭代重建算法，举例压缩感知重建等，以取得高质地的4D Flow MRI图像。PC VIPR本事的应用不错用于运筹帷幄心血管疾病中的血流能源学、血管样式和腹黑功能等方面。
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图5 3D径向收罗暗意图
这些本事应用都旨在普及4D Flow MRI的数据收罗后果、图像质地和临床应用的可行性，从而为科学运筹帷幄和临床会诊提供更准确、详备的血流信息。每种本事都有其特定的参数树立、数据收罗进程和图像重建才能，因此在具体应用中需要字据运筹帷幄或会诊需求选择合适的才能并进行相应的优化。
当前4D Flow MRI在心血管疾病领域的应用尤为粗拙。它不错用于评估心腔和血管的血流速率、流量和流向，匡助会诊和监测腹黑瓣膜病变、心肌梗死、先天性腹黑病等疾病。
在神经科学领域，4D Flow MRI不错用于运筹帷幄脑血流能源学，探索血液供应与神经功能之间的干系。它不错检测脑动脉血流的速率和标的变化，评估脑血管病变和疾病的影响，如脑缺血、脑血栓造成等。
参考文件：
1. Markl M， Frydrychowicz A， Kozerke S， Hope M， Wieben O. 4D flow MRI. J Magn Reson Imaging. 2012; 36(5):1015-36.
2. https://mp.weixin.qq.com/s/tJTH11W9x9pFcFi1NOq79A
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