تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي

تعتمد إحدى مجموعات طرق التصوير بالرنين المغناطيسي للأوعية الدموية على تدفق الدم، وتُعرف هذه الطرق باسم التصوير بالرنين المغناطيسي للأوعية الدموية المعتمد على التدفق. تستفيد هذه الطرق من حقيقة أن الدم يتدفق داخل الأوعية الدموية لتمييزها عن الأنسجة الثابتة الأخرى، مما يسمح بإنتاج صور للأوعية الدموية. يمكن تقسيم التصوير بالرنين المغناطيسي للأوعية الدموية المعتمد على التدفق إلى فئتين: التصوير بالرنين المغناطيسي للأوعية الدموية بتباين الطور (PC-MRA)، الذي يستخدم فروق الطور لتمييز الدم عن الأنسجة الثابتة، والتصوير بالرنين المغناطيسي للأوعية الدموية بزمن الطيران (TOF MRA)، الذي يستغل حقيقة أن دوران جزيئات الدم المتحركة يتعرض لعدد أقل من نبضات الإثارة مقارنةً بالأنسجة الثابتة، كما هو الحال عند تصوير شريحة رقيقة.

تستخدم تقنية تصوير الأوعية الدموية بتقنية زمن الطيران (TOF)، أو تصوير تدفق الدم، زمن صدى قصيرًا وتعويضًا للتدفق لجعل الدم المتدفق أكثر سطوعًا من الأنسجة الثابتة. فعندما يدخل الدم المتدفق إلى المنطقة المراد تصويرها، يكون قد تعرض لعدد محدود من نبضات الإثارة، لذا فهو غير مشبع، مما يمنحه إشارة أعلى بكثير من الأنسجة الثابتة المشبعة. ولأن هذه الطريقة تعتمد على تدفق الدم، فقد لا تظهر بوضوح المناطق ذات التدفق البطيء (مثل تمدد الأوعية الدموية الكبيرة) أو التدفق الواقع في مستوى الصورة. تُستخدم هذه التقنية بشكل شائع في منطقة الرأس والرقبة، وتُعطي صورًا عالية الدقة بتفاصيل دقيقة. كما أنها التقنية الأكثر شيوعًا في التقييم الروتيني لتصوير الأوعية الدموية للدورة الدموية داخل الجمجمة لدى مرضى السكتة الدماغية الإقفارية. ^{[ 1 ]}

يمكن استخدام تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي بتقنية تباين الطور (PC-MRA) لترميز سرعة تدفق الدم في طور إشارة الرنين المغناطيسي . ^{[ 3 ]} الطريقة الأكثر شيوعًا لترميز السرعة هي تطبيق تدرج ثنائي القطب بين نبضة الإثارة والقراءة. يتكون التدرج ثنائي القطب من فصين متناظرين متساويين في المساحة. ويتم إنشاؤه بتشغيل تدرج المجال المغناطيسي لفترة زمنية معينة، ثم عكس اتجاهه لنفس المدة الزمنية. ^{[ 4 ]} بحسب التعريف، فإن المساحة الكلية (العزم الصفري) للتدرج ثنائي القطب،${\displaystyle G_{\text{bip}}}$، فارغ:

${\displaystyle \int G_{\text{bip}}\,dt=0}$(1)

يمكن تطبيق التدرج ثنائي القطب على طول أي محور أو مجموعة محاور حسب الاتجاه الذي يُراد قياس التدفق على طوله (مثل المحور x). ^{[ 5 ]}${\displaystyle \Delta \Phi }$تكون المرحلة المتراكمة أثناء تطبيق التدرج صفرًا بالنسبة للدوران الثابت: إذ لا تتأثر مرحلتها بتطبيق التدرج ثنائي القطب. أما بالنسبة للدوران المتحرك بسرعة ثابتة،${\displaystyle v_{x}}$، على طول اتجاه التدرج ثنائي القطب المطبق:

${\displaystyle \Delta \Phi =\gamma v_{x}\Delta m_{1}}$(2)

تتناسب المرحلة المتراكمة مع كليهما${\displaystyle v_{x}}$واللحظة الأولى لتدرج ثنائي القطب،${\displaystyle \Delta m_{1}}$وبالتالي توفير وسيلة للتقدير${\displaystyle v_{x}}$.${\displaystyle \gamma }$هو تردد لارمور للدوران المصور. لقياس${\displaystyle \Delta \Phi }$يتم التلاعب بإشارة التصوير بالرنين المغناطيسي باستخدام تدرجات ثنائية القطب (مجالات مغناطيسية متغيرة) مضبوطة مسبقًا على أقصى سرعة تدفق متوقعة. ثم يتم الحصول على صورة معاكسة لتدرج ثنائي القطب، ويُحسب الفرق بين الصورتين. تُطرح الأنسجة الثابتة، كالعضلات والعظام، بينما تحصل الأنسجة المتحركة، كالدم، على طور مختلف نظرًا لحركتها المستمرة عبر التدرج، مما يُعطي أيضًا سرعة تدفقها. ولأن تقنية تباين الطور لا تستطيع تصوير التدفق إلا في اتجاه واحد في كل مرة، يجب إجراء ثلاث عمليات تصوير منفصلة في الاتجاهات الثلاثة للحصول على الصورة الكاملة للتدفق. على الرغم من بطء هذه الطريقة، تكمن قوة هذه التقنية في أنها، بالإضافة إلى تصوير تدفق الدم، تُتيح الحصول على قياسات كمية لتدفق الدم.

بينما تعتمد معظم تقنيات تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي على عوامل التباين أو تدفق الدم لتوليد التباين (التقنيات المعززة بالتباين)، توجد أيضًا طرق غير معززة بالتباين ومستقلة عن التدفق. هذه الطرق، كما يوحي اسمها، لا تعتمد على التدفق، بل تستند إلى اختلافات زمن الاسترخاء _T1 و T2 والانزياح الكيميائي للأنسجة المختلفة في الفوكسل. إحدى المزايا الرئيسية لهذا النوع من التقنيات هي إمكانية تصوير مناطق التدفق البطيء _التي غالبًا ما توجد لدى مرضى أمراض الأوعية الدموية بسهولة أكبر. علاوة على ذلك، لا تتطلب الطرق غير المعززة بالتباين إعطاء عامل تباين إضافي، والذي رُبط مؤخرًا بالتليف الجهازي الكلوي المنشأ لدى مرضى أمراض الكلى المزمنة والفشل الكلوي .

يستخدم تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي المعزز بالتباين حقن مواد التباين الخاصة بالتصوير بالرنين المغناطيسي ، وهو حاليًا الطريقة الأكثر شيوعًا لإجراء هذا النوع من التصوير. ^{[ 2 ] [ 6 ]} تُحقن مادة التباين في الوريد، وتُلتقط الصور قبل الحقن وأثناء مرورها الأول عبر الشرايين. وبطرح هاتين الصورتين في مرحلة ما بعد المعالجة، نحصل على صورة تُظهر الأوعية الدموية فقط، دون الأنسجة المحيطة. إذا كان التوقيت دقيقًا، فقد ينتج عن ذلك صور عالية الجودة. وثمة بديل آخر يتمثل في استخدام مادة تباين لا تغادر الجهاز الوعائي في غضون دقائق، كما هو الحال مع معظم المواد، بل تبقى في الدورة الدموية لمدة تصل إلى ساعة (مادة تباين تتجمع في الدم ). وبما أن هذا يوفر وقتًا أطول لالتقاط الصور، يصبح التصوير بدقة أعلى ممكنًا. إلا أن المشكلة تكمن في أنه يتم تعزيز كل من الشرايين والأوردة في الوقت نفسه إذا لزم الأمر للحصول على صور عالية الدقة.

تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي المعزز بالتباين بدون طرح: أتاحت التطورات الحديثة في تقنية تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي إمكانية إنشاء صور عالية الجودة معززة بالتباين دون طرح صورة قناع غير معززة بالتباين. وقد ثبت أن هذا النهج يحسن جودة التشخيص ^{[ 7 ]،} لأنه يمنع تشوهات طرح الحركة ، بالإضافة إلى زيادة ضوضاء خلفية الصورة، وكلاهما نتيجتان مباشرتان لطرح الصورة. ومن الشروط المهمة لهذا النهج الحصول على كبت ممتاز لدهون الجسم على مساحات واسعة من الصورة، وهو ما يمكن تحقيقه باستخدام طرق اكتساب mDIXON. يقوم تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي التقليدي بكبت الإشارات الناشئة عن دهون الجسم أثناء عملية اكتساب الصورة، وهي طريقة حساسة للانحرافات الطفيفة في المجالات المغناطيسية والكهرومغناطيسية، ونتيجة لذلك قد تُظهر كبتًا غير كافٍ للدهون في بعض المناطق. تستطيع طرق mDIXON التمييز بين إشارات الصورة الناتجة عن الدهون أو الماء وفصلها بدقة. وباستخدام "صور الماء" لمسح تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي، لا تظهر دهون الجسم تقريبًا، وبالتالي لا حاجة لأقنعة الطرح للحصول على صور أوردة بالرنين المغناطيسي عالية الجودة.

_{تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي بدون حقن مواد} التباين: نظرًا لأن حقن مواد التباين قد يكون خطيرًا على المرضى الذين يعانون من قصور في وظائف الكلى، فقد طُوّرت تقنيات أخرى لا تتطلب أي حقن. تعتمد هذه الطرق على الاختلافات في زمن الاسترخاء T1 و T2 والانزياح الكيميائي للأنسجة المختلفة في وحدة الحجم (فوكسل). ومن أبرز الطرق غير المحقونة لتصوير الأوعية الدموية غير المعتمد _على التدفق، التصوير بالرنين المغناطيسي بتقنية التوازن المستقر الحر (bSSFP)، الذي يُنتج إشارة عالية من الشرايين والأوردة بشكل طبيعي.

توجد طريقتان مختلفتان للحصول على الصور. بشكل عام، يمكن الحصول على صور ثنائية وثلاثية الأبعاد. عند الحصول على بيانات ثلاثية الأبعاد، يمكن حساب المقاطع العرضية عند زوايا رؤية مختلفة. كما يمكن توليد بيانات ثلاثية الأبعاد من خلال دمج بيانات ثنائية الأبعاد من شرائح مختلفة، ولكن هذه الطريقة تُنتج صورًا أقل جودة عند زوايا رؤية مختلفة عن زاوية الحصول على البيانات الأصلية. علاوة على ذلك، لا تقتصر فائدة البيانات ثلاثية الأبعاد على إنشاء صور مقطعية فحسب، بل يمكن أيضًا حساب إسقاطات منها. قد يكون الحصول على بيانات ثلاثية الأبعاد مفيدًا أيضًا عند التعامل مع أشكال الأوعية الدموية المعقدة حيث يتدفق الدم في جميع الاتجاهات المكانية (لسوء الحظ، تتطلب هذه الحالة أيضًا ثلاثة ترميزات تدفق مختلفة، واحد في كل اتجاه مكاني). لكل من تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي الطوري (PC-MRA) وتصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي بزمن الطيران (TOF-MRA) مزايا وعيوب. يتميز تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي الطوري (PC-MRA) بسهولة أكبر في التعامل مع التدفق البطيء مقارنةً بتصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي بزمن الطيران (TOF-MRA)، كما يسمح بإجراء قياسات كمية للتدفق. مع ذلك، يُظهر تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي الطوري (PC-MRA) حساسية منخفضة عند تصوير التدفق النابض وغير المنتظم. بشكل عام، يُعدّ تدفق الدم البطيء تحديًا رئيسيًا في تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي المعتمد على التدفق. فهو يُقلّل الفروقات بين إشارة الدم وإشارة الأنسجة الثابتة. ينطبق هذا على تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي المعتمد على الطور (PC-MRA)، حيث يقلّ فرق الطور بين الدم والأنسجة الثابتة مقارنةً بالتدفق الأسرع، وعلى تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي المعتمد على زمن الطيران (TOF-MRA)، حيث يقلّ التمغنط المستعرض للدم، وبالتالي تقلّ إشارة الدم. يمكن استخدام عوامل التباين لزيادة إشارة الدم، وهذا مهمٌّ للغاية للأوعية الدموية الصغيرة جدًا والأوعية ذات سرعات التدفق المنخفضة جدًا التي تُظهر عادةً إشارة ضعيفة. لسوء الحظ، قد يكون استخدام عوامل التباين القائمة على الغادولينيوم خطيرًا إذا كان المرضى يعانون من قصور في وظائف الكلى. لتجنّب هذه المضاعفات، فضلًا عن خفض تكاليف عوامل التباين، أُجريت أبحاثٌ حديثةٌ على طرقٍ لا تعتمد على عوامل التباين.

لا تعتمد طرق NEMRA المستقلة عن التدفق على التدفق، ولكنها تستغل الاختلافات في T1 و _T2 والانزياح _{الكيميائي} لتمييز الدم عن الأنسجة الثابتة.

التصوير بالرنين المغناطيسي بتقنية الصدى الدوراني السريع مع الطرح المُتحكم به: هي تقنية تصوير تعتمد على طرح سلسلتين من صور الصدى الدوراني السريع المُلتقطة أثناء الانقباض والانبساط. يتم تصوير الشرايين عن طريق طرح بيانات الانقباض، حيث تظهر الشرايين داكنة، من بيانات الانبساط، حيث تظهر الشرايين ساطعة. تتطلب هذه التقنية استخدام التزامن مع تخطيط كهربية القلب. من الأسماء التجارية لهذه التقنية: Fresh Blood Imaging (توشيبا)، وTRANCE (فيليبس)، وnative SPACE (سيمنز)، وDeltaFlow (جنرال إلكتريك).

التصوير الوعائي بالرنين المغناطيسي الديناميكي رباعي الأبعاد (4D-MRA): تُستخدم الصور الأولى، قبل إضافة التحسين، كقناع طرح لاستخلاص الشجرة الوعائية في الصور اللاحقة. يسمح هذا الأسلوب للمُشغِّل بفصل المرحلتين الشريانية والوريدية للقناة الدموية مع إمكانية رؤية ديناميكيتها. وقد خُصِّص وقت أقل بكثير للبحث في هذه الطريقة حتى الآن مقارنةً بطرق التصوير الوعائي بالرنين المغناطيسي الأخرى.

تصوير الأوردة بتقنية BOLD أو التصوير الموزون بالحساسية المغناطيسية (SWI): تستغل هذه الطريقة اختلافات الحساسية المغناطيسية بين الأنسجة، وتستخدم صورة الطور للكشف عن هذه الاختلافات. يتم دمج بيانات السعة والطور (رقميًا، بواسطة برنامج معالجة الصور) لإنتاج صورة سعة محسّنة التباين، وهي حساسة للغاية للدم الوريدي والنزيف وتراكم الحديد. يُعد تصوير الدم الوريدي بتقنية SWI تقنية تعتمد على مستوى الأكسجين في الدم (BOLD)، ولذلك سُميت (ولا تزال تُسمى أحيانًا) بتصوير الأوردة بتقنية BOLD. نظرًا لحساسيتها للدم الوريدي، تُستخدم تقنية SWI بشكل شائع في إصابات الدماغ الرضية (TBI) ولتصوير الأوردة الدماغية عالي الدقة.

يمكن استخدام إجراءات مشابهة لتصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي القائم على تأثير التدفق لتصوير الأوردة. على سبيل المثال، يتم تصوير الأوردة بالرنين المغناطيسي (MRV) عن طريق إثارة مستوى سفلي، بينما يتم تجميع الإشارة في المستوى العلوي مباشرةً لمستوى الإثارة، وبالتالي تصوير الدم الوريدي الذي انتقل حديثًا من مستوى الإثارة. كما يمكن استخدام الاختلافات في إشارات الأنسجة في تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي. تعتمد هذه الطريقة على خصائص الإشارة المختلفة للدم مقارنةً بالأنسجة الأخرى في الجسم، بغض النظر عن تأثيرات تدفق الرنين المغناطيسي. ويتم ذلك بنجاح أكبر باستخدام تسلسلات النبض المتوازنة مثل TrueFISP أو bTFE. كما يمكن استخدام تقنية BOLD في تصوير السكتة الدماغية لتقييم مدى بقاء الأنسجة.