115年:放射診斷(1)

下列何種掃描波序,最適合使用在 magnetic resonance angiography ?

AMR spectroscopy
Bblood oxygenation level dependent
Cgradient echo
Dturbo spin echo

詳細解析

本題觀念:

Magnetic Resonance Angiography (MRA,磁振血管攝影) 是利用磁振造影技術對血管進行非侵入性檢查的應用。其核心目標在於讓血管內的血流信號與周圍靜止組織的信號產生極大的對比。臨床上常見的 MRA 包含無需對比劑的「飛時成影技術 (Time-of-Flight, TOF)」與「相位對比技術 (Phase Contrast, PC)」,以及需要施打對比劑的「對比劑增強磁振血管攝影 (Contrast-Enhanced MRA, CE-MRA)」。為了達到清晰的「亮血 (Bright blood)」效果並大幅縮短掃描時間,選擇合適的掃描波序 (Pulse sequence) 為成像品質的關鍵。

選項分析

(A) MR spectroscopy (磁振頻譜):這是一種用來測量組織內代謝物(如乳酸、肌酸、膽鹼等)濃度的分析技術,主要用於腫瘤鑑別診斷、缺血性腦中風與代謝性疾病的評估。該技術無法呈現巨觀的血管解剖構造,不適合用於 MRA。

(B) blood oxygenation level dependent (BOLD,血氧濃度相依對比):BOLD 效應是功能性磁振造影 (fMRI) 的核心原理,主要利用去氧血紅素 (Deoxyhemoglobin) 具順磁性的特點,來偵測大腦執行任務時局部血流氧合狀態的微小變化。這並非用於獲取血管型態影像的技術。

(C) gradient echo (梯度回訊波序):幾乎所有的 MRA 技術(包含 TOF、PC 以及 CE-MRA)皆主要採用梯度回訊 (Gradient Echo, GRE) 波序。GRE 波序的優勢在於掃描速度極快,可搭配極短的重複時間 (TR) 與回訊時間 (TE)。在 TOF-MRA 中,靜止組織因短 TR 而被射頻脈衝飽和,而流入切面的新鮮血液未經歷前次射頻脈衝,從而產生極高亮度的信號(即流入增強效應, Flow-related enhancement)。此外,GRE 波序也避免了自旋回訊波序中常見的血流流失效應。

(D) turbo spin echo (快速自旋回訊波序,TSE):在 TSE 等自旋回訊波序中,信號的產生依賴 90 度激發脈衝與後續的 180 度重聚脈衝 (Refocusing pulse)。由於血液處於流動狀態,受到 90 度脈衝激發的血液質子,往往在接收到 180 度重聚脈衝前就已經流出造影切面,導致無法產生回訊,形成「暗血 (Dark blood / Flow void)」現象。雖然 TSE 可用於血管壁造影 (Vessel wall imaging),但在傳統用來呈現血管管腔的 MRA 中,最適合且最標準的波序仍是 Gradient Echo。

答案解析

MRA 的主要成像是使流動的血液產生高信號,並同時抑制背景靜態組織的信號。在 Gradient Echo 波序中,只需施打單一個射頻脈衝,後續利用梯度磁場的反轉即可產生回訊。這樣的機制不僅使掃描時間大幅縮短,更能讓流入掃描切面的新鮮血液質子保有未被飽和的縱向磁化量,進而產生高亮度的信號 (Bright blood)。相對地,若使用 Spin Echo 或 Turbo Spin Echo,需要多個射頻脈衝精準作用於同一位置的質子,流動血液極易產生流出切面的信號流失 (Flow void現象),而呈現低信號的黑色。因此,最適合用作 MRA 以呈現清晰血管輪廓的波序為 Gradient echo,正確解答為 (C)。

核心知識點

對於醫事放射師國家考試,請務必掌握以下 MRA 的基礎原理與波序特性:

  1. 磁振血管攝影 (MRA) 核心技術:
    • Time-of-Flight (TOF): 依賴流入增強效應 (Flow-related enhancement),使新鮮血液呈現高亮信號,背景靜止組織因反覆短 TR 的 RF 脈衝而飽和 (Saturation)。最常用於腦部 Circle of Willis 血管掃描。
    • Phase Contrast (PC): 利用雙極梯度磁場 (Bipolar gradient) 使流動的質子產生相位偏移 (Phase shift),藉此計算血流速度及方向。
    • Contrast-Enhanced MRA (CE-MRA): 靜脈注射含釓 (Gadolinium) 對比劑,大幅縮短血液的 T1 弛豫時間,搭配 3D T1-weighted GRE 波序,在血管信號最強時擷取影像。
  2. 波序對應血流的表現:
    • Gradient Echo (GRE): MRA 的標準造影波序,無 180 度重聚脈衝,掃描時間短。血液呈現「亮血 (Bright blood)」。
    • Spin Echo (SE) / Turbo Spin Echo (TSE): 具有 180 度重聚脈衝。正常快速流動的血液因流出切面而產生「空洞現象 (Flow void)」,血液呈現「暗血 (Dark blood)」,主要用於心臟或血管壁解剖結構之評估。

參考資料

  1. Magnetic Resonance Angiography | Circulation - American Heart Association Journals