MR-Angiographie der Halsgefäße mit optimierter linear ansteigender Pulswinkelverteilung

Zusammenfassung

Spinsättigungseffekte in der 3D-time-of-flight-MR-Angiographic können durch Verwendung von Hochfrequenzimpulsen mit Pulswinkelverteilungen, die in Hauptflußrichtung der Gefäße linear ansteigen, vermindert werden. Es wurden deshalb MR-Angiogramme der Halsgefäße von 5 gesunden Probanden und 11 Patienten mit ausgeprägten Gefäßstenosen erstellt. Mit Hilfe einer flußkompensierten Standard-3D-FISP Sequenz, in die verschiedene rampenförmige Hochfrequenzimpulse (Rampenpulse) integriert wurden, konnte der gesamte Verlauf der Gefäße in einem Anregungsvolumen dargestellt werden. Ein Vergleich mit den konventionellen MR-Angiogrammen ergab hierbei eine deutliche Qualitätsverbesserung in den distalen Gefäßabschnitten. Da die Qualität der erzeugten Angiogramme empfindlich von der gewählten Rampenform (Breite, Höhe und Steilheit) abhängt, wurde außerdem ein Simulationsprogramm zur Signalberechnung in den Gefäßen für verschiedene Rampenformen entwickelt. Die sich hierbei ergebenden Resultate zeigten eine gute Übereinstimmung mit den gemessenen MR-Angiogrammen, so daß eine rechnerische Optimierung der Rampenform für die dargestellten Halsgefäße durchgeführt werden konnte.

Summary

Spin saturation effects in 3D time-of-flight (TOP) MR angiography (MRA) can be reduced by using radio-frequency (RF) pulses with linearly increasing flip angles (ramp pulses) in the main direction of flow. MR angiograms of the cervical arteries of five healthy volunteers and eleven patients suffering from stenosis of the internal carotic arteries were acquired using a standard flow-compensated 3D F1SP sequence with a single volume technique. Compared with the conventional MR angiograms acquired with constant flip angles, the MR angiograms could be considerably improved using the ramp pulses. Especially the distal parts of the vessels were depicted more clearly due to significantly reduced saturation effects. Since the vessel signal largely depends on the shape of the ramp pulses, we developed a model for calculating the signal distribution of the flowing protons for different ramp shapes and a given excitation volume (slab). The calculated signals were largely consistent with the signals in the MR angiograms, thus permitting numerical optimization of the shape of the ramp pulses for the cervical arteries. This optimized shape of the ramp pulse provided a high homogeneous vessel signal across the slab.

Schlüsselwörter

MR-Angiographie - Rampenpulse - Computersimulation - Spinsättigung

Key words

MR angiography - Ramp pulses - Computer simulations - Spin saturation