MR血管成像（magnetic resonance angiography, MRA）技术在脑血管疾病中的应用已经有很长的历史。由于是无创性的检查方法，脑血管MRA技术始终受到关注并得到不断的改进，现已逐渐成为临床上怀疑脑血管疾病时首选的检查方法。采用3.0 T MR仪进行脑MRA，其成像质量进一步提高，显示血管细节的能力较以往有了很大的改善，在某些脑血管疾病的诊断方面，已经可以媲美于数字减影血管造影（digital subtraction angiography, DSA）。

1　脑MRA的基本成像技术

1.1　时间飞跃法（time of fight, TOF）。

       TOF技术的基本原理是利用"流入增强效应"成像。采用小角度梯度回波，静态组织在短TR脉冲反复激励下，质子的纵向磁化趋于饱和，产生的信号低；流动质子刚流入层面，尚保持完整的自旋，能产生很强的信号，与静态组织形成强烈的对比；层面越薄，血流信号越强；血流流速越快，信号越强；脉冲序列TR越短，背景静态组织信号抑制越好。相对于2D TOF成像，3D TOF成像可以获得很薄的层厚，具有更高的信噪比和分辨率，成为脑血管MRA最常用的技术。3D TOF的缺点主要是成像时间长，不适合大范围成像；不利于慢速血流的显示。因此，3D TOF MRA主要用于脑动脉成像。脑的MR静脉成像（MR venography, MRV）一般使用2D TOF法或相位对比（phase contrast, PC）法。另外，TOF法成像对血流速度依赖，湍流易形成伪影。

1.2　PC法

       血流在2个极性相反的梯度场中，会产生一个沿梯度场方向的相位位移，且位移与流动速度成正比，而静止组织的相位变化为零。以相位变化代表信号，血流的信号与静止组织形成明显的对比。PC法即利用2次采集数据相减计算相位位移的差别来显示血管。由于相位的变化与流速成正比，因此PC法还可以定量测量血流的流速，并可以判断血流的方向。PC法成像具有更好的背景抑制，显示慢血流较好。但过度的背景抑制不利于病变与周围组织关系的观察，且PC成像参数更多、更复杂。在脑血管成像方面不如TOF法应用广泛。

1.3　对比增强MRA(contrast-enhancement MRA, CE-MRA)

       钆对比剂可显著降低血液的T1值，利用快速重T1WI，获取增强前和增强后的图像，相减后即仅留下血管影像。相对TOF、PC法，CE-MRA不依赖于血流成像，所以不受血流速度及湍流的影响。成像时间短，且可大范围成像。广泛应用于体部大血管、颈动脉成像和脑血管成像。CE-MRA常利用3D采集技术，因此又称为3D CE-MRA。利用超快速序列，如对比剂动力学时间决定性成像（time-resolved imaging of contrast kinetics, TRICKS）技术，在对比剂循环周期内连续采集数据可以获得高时间分辨的MRA图像，又称为4D MRA，其效果与DSA类似，可以更好的区分动脉和静脉，还可以观察血流的动力学改变。缺点是空间分辨率相对较低。

1.4　3.0 T与1.5 T的MRA比较

       组织的T1弛豫随场强增加而延长，在更高场强下，背景组织信号可得到更好的抑制，更有利于血管的显示。相对于1.5 T MRA，3.0 T的MRA信噪比明显提高，图像的质量明显提高。高信噪比带来的优点还可以进行更高分辨率的MRA成像；通过减少信号平均次数，使成像时间明显缩短。对比研究显示，3.0 T设备上获得的3D TOF MRA，在图像质量、血管显示清晰度、细小血管显示率等方面全面优于1.5 T MRA^[1]。

2　临床应用及研究进展

2.1　颅内动脉狭窄

       动脉粥样硬化、血管炎、烟雾病以及炎症等都可导致颅内动脉的狭窄。3D TOF MRA无辐射、无需对比剂，成像时间仅需4~6 min。相对于PC MRA，3D TOF MRA成像时间更短，诊断血管狭窄更准确，因此成为脑血管病最常用的检查技术。3D TOF MRA对于脑的大血管的狭窄和闭塞具有很高的敏感度和特异度。特别是对于血管闭塞，其敏感度可达到98.0%，特异度则达到99.0%～100%。对于重度（50.0%～99.0%）狭窄，其敏感度为78.0%～85.0%，特异度为95.0%。阴性预测值为95.0%～97.0%，阳性预测值为75.0%～79.0%^[2]。3D TOF MRA的主要局限性是血流速度依赖，存在湍流的部位容易造成信号丢失，因而易高估狭窄程度。但由于此技术的高度阴性预测值及其完全无创，已经取代DSA成为脑血管狭窄的首选检查方法。

       小血管病变是脑血管病的一个主要亚型，大部分是由于穿支血管异常引起的。由于穿支动脉非常纤细，常规技术难以显示。近年来，利用3.0 T MR仪的高分辨率3D TOF MRA，实现了穿支动脉的显示。研究显示96.0％的正常个体可以观察到穿支动脉，穿支动脉的分支类型变异很大，大的穿支动脉一般有3个或更多的分支^[3]。而高血压患者的穿支动脉数目明显减少^[4]。利用7.0 T MRI，可以更加清晰地显示穿支动脉^[5]。对穿支动脉进行影像学研究，将有助于进一步阐明小血管病的发病机制，有助于个性化预防和治疗方案的制定，具有非常重要的意义。

2.2　动脉瘤

       脑动脉瘤是常见的颅内血管病变，具有破裂风险，是引起蛛网膜下腔出血的首位原因，死亡率非常高，所以早期检出具有重要意义。DSA是诊断动脉瘤的金标准，但是由于具有创伤和一定的神经系统并发症（约1.0%～3.0%），所以无创性的CTA和MRA技术，在脑动脉瘤的检查中应用越来越多。系统性回顾研究显示，以DSA为金标准，1.5 T MRA诊断动脉瘤的准确度为90.0%，敏感度为87.0%，特异度为95.0%^[6]。3.0 T MRI的应用进一步提高了动脉瘤的检查率，甚至可以检出直径最小为1 mm的动脉瘤^[7]。一项大样本(411例)的研究显示，3D TOF MRA基于患者的准确度为97.6%，敏感度为99.2%，特异度为94.4%，阳性预测值为97.2%，阴性预测值为98.3%。基于脑动脉瘤检出的准确度为98.3%，敏感度99.3%，特异度为96.9%，阳性预测值为96.9%，阴性预测值为99.1%。基于此项研究，作者认为3.0 T 3D TOF MRA可以取代DSA筛查和诊断颅内动脉瘤^[8]。该作者还对3D TOF MRA是否适合用来制定动脉瘤的治疗方案进行了研究，结果显示利用3D TOF MRA制定的处理方案与最终的处理方案有很高的吻合度^[9]，提示3D TOF MRA技术不仅可用来筛查动脉瘤，还可以用于制定动脉瘤的治疗方案。其他的一些研究也认为，3D TOF MRA应取代DSA作为动脉瘤首选的检查方法^[10]。

       尽管还存在一些争议，血管内介入治疗已经逐渐成为动脉瘤的首选治疗方案。血管内介入治疗是利用介入方法，通过置入弹簧圈、带膜支架或液体栓塞剂等闭塞动脉瘤体。由于动脉内栓塞存在再通的风险，但再通后还可以再次利用介入方法进行治疗，所以栓塞治疗后患者需要定期复查^[11,12]。

       DSA仍是目前诊断动脉瘤栓塞治疗后是否再通的金标准，但费用高，有创伤。MRA技术在动脉瘤栓塞后复查的价值有很多的研究。大量的研究显示，3D TOF MRA对动脉瘤栓塞后的评价与DSA差别不大，与CE-MRA相当，3.0 T MRA优于1.5 T MRA。因此，3.0 T 3D TOF MRA应该作为动脉瘤术后复查的首选检查技术^{[13,14,15,16]}。但是也有不同的研究结论，如Kaufmann等^[17]的研究发现，CE-MRA对于大的动脉瘤残余分级（完全闭塞、小的残余、瘤颈残存、复发）更准确，认为复查弹簧圈栓塞的动脉瘤应进行3.0 T CE-MRA和3D TOF MRA两种方法检查。Buhk等^[18]的研究显示，尽管在显示残存瘤颈方面，3.0 T MRA略优于1.5 T MRA，但3.0 T MRA的伪影更明显，对于动脉瘤栓塞后的复查，3.0 T MRA并不优于1.5 T MRA。Choi等^[19]研究认为，对于支架辅助的弹簧圈栓塞，4D MRA比TOF MRA可以更好地观察置放支架的血管。尽管意见尚未完全统一，但从大量研究的结果看，利用3.0 T 3D TOF MRA作为首选检查方法进行动脉瘤血管内治疗后的复查是可行的。当3D TOF MRA无法提供明确的结论时，可以再行DSA检查确诊。

2.3　颅内血管畸形

       颅内血管畸主要有动静脉畸形（AVM）、静脉瘤（或称静脉发育畸形）、海绵状血管瘤和毛细血管扩张症4种类型。后两者的诊断主要依赖于MRI，MRA检查一般不能发现异常。静脉瘤是最常见的血管畸形，属解剖变异，很少出现临床症状，CT和MRI增强扫描均可显示异常的静脉，诊断一般无需MRA。

       AVM是最常见的症状性血管畸形，可导致癫痫，易出血，出血后的死亡率为10.0%～15.0%，癫痫和出血后可引起进行性神经功能丧失。因此，AVM需要手术、血管内栓塞或放射治疗。AVM有畸形血管团（瘤巢）、供血动脉、引流静脉三部分组成。全面评估病变部位、瘤巢的大小、引流静脉及供血动脉是治疗的关键。常规MRI在显示瘤巢的部位、供血动脉和引流静脉与深部脑组织、脑室系统、胼胝体的关系方面优于CT和DSA，这些信息对于制定治疗计划至关重要。但是在评价供血动脉及引流静脉及评价是否伴有动脉瘤等方面，特别是在脑出血的情况下，MRI不能提供足够的信息。MRA能够弥补常规MRI的不足，提供AVM整体的影像，能够发现伴发的动脉瘤。对于可疑为AVM的患者，无创性的MRA技术是一种很好的补充。但是与DSA相比，MRA受血流速度的影响较大，高血流AVM或血流很慢的AVM都可能导致血流成湍流而不能显影，造成漏诊。由于不能提供血流的信息，许多病例在MRA上都很难鉴别瘤巢的血管和引流静脉^[20]。近年来发展起来的4D MRA技术虽然具备分析血流信息的能力，但时间分辨率和空间分辨率都还不足以取代DSA。3.0 T MRA虽然在显示AVM上较1.5 T MRA有了明显的提高，但对比研究显示，图像质量仍远低于DSA^[21]。

       MRA在AVM治疗后的复查方面具有很大的临床应用价值。放射治疗或栓塞治疗后用MRA技术检查残留瘤巢可以避免多次进行有创的DSA检查。有研究显示3D CE MRA显示AVM残留的敏感度为81.0%，特异度为100%^[22]。在AVM的检查中，利用对比剂的CE-MRA优于3D TOF MRA。对于3D TOF MRA，分析原始图像具有重要的价值^[23]。利用PC技术还可以实现AVM血液动力学研究，观察供血动脉的血流速度改变^[24]，但此方面的研究尚刚开始，其临床价值有待进一步观察。

       硬膜动静脉漏（dAVM）是AVM的一种特殊类型。其临床表现与发病机制均与脑实质AVM不同。dAVM的诊断主要依赖于DSA，但近年来的研究证实，4D MRA技术不仅可以显示dAVM病变，并可对之进行分级，显示出一定的临床应用价值和发展前景^[25]。

2.4　静脉闭塞性疾病

       静脉窦血栓形成的病因很多，包括特发性、局部或系统性感染、内源性或获得性凝血疾病、妊娠、外伤、血管结缔病、口服避孕药等。由于临床表现和特征多种多样，经常导致诊断困难和延误诊断。影像学在脑静脉血栓的诊断中具有重要作用。MRA和MRV技术的应用使脑静脉疾病的诊断变得容易。利用2D TOF、PC法都可以获得脑静脉图像，应用比较广泛。但近年来的研究表明，增强MRV在诊断脑静脉疾病方面明显优于非增强的MRV^[26]，特别是3D增强MRV结合4D MRV技术，诊断静脉窦血栓的敏感度可以达到97.0%，准确度为99.0%^[27]。而对于皮层静脉血栓形成，研究显示T2^*WI更敏感^[28]。

2.5　其他研究

       MRA技术还用于三叉神经疼和面神经麻痹的诊断，利用高分辨率的MRA技术结合高分辨率的神经显示技术，可以显示三叉神经和面神经是否存在血管压迫^[29]。此外，颅内血管发育异常、椎基底动脉延长综合征等涉及颅内血管异常的疾病诊断中，MRA技术都显示出了一定的应用价值。随着MRI的发展，一些新的血管成像技术也在不断发展，如SWI、ESWAN的静脉成像技术，对于皮层静脉的结构异常及疾病诊断都显示出广阔的应用前景^[30,31]。

       总之，MRA技术已经广泛应用于颅内血管病变的诊断，在动脉狭窄、动脉瘤的诊断中，具有取代DSA技术的可能；而对于其他一些血管病变的诊断，也显示出很高的临床应用价值，但欲取代DSA技术，尚需要进一步的发展。