Purpose:　To estimate the experimental value of PC cine MR for fluid flow.Materials and methods:Signal intensity values which determined by areas(4,5,13mm2)and flow magnitudes(0.1ml/s,0.2ml/s,0.3ml/s)were measured in the workstation using PC cine MR with 1.5T MR scanner and high pressure injector.Results：The values of three tubes were processed in computer and revealecl that R2 is equal to 0.998 with perfect correlation,and y=－0.0141x2＋51.735x＋27.478.Conclusion:PC cine MR is an effective method to determine the numerical relation between signal intensity and fluid velocity.

　　目前在液体流动方面的研究中很多采用相位对比法，而磁共振电影相位对比法属于流动敏感技术，包括在广义的功能性磁共振技术范围内，在脑脊液流动测定方面运用广泛。在此基础上，运用磁共振电影相位对比法能获得有关脑脊液的速度图像。而为了确定信号强度值与流速之间的数值关系，国外一般均采用体模进行实验，以获得第一手资料，而国内未见有关方面的报道。本文主要介绍利用磁共振电影相位对比法进行实验，测定液体流速与信号强度之间关系，为以后进一步的研究作准备。

材料和方法

　　一、实验情况
　　在水模上分别放置与梯度磁场方向一致的、直径分别为1.1mm、1.3mm和2mm的三根圆形管道，与高压注射器相连，在均匀注射0.1ml/s、0.2ml/s及0.3ml/s时分别进行实验，每次实验重复二遍以上，另外还改变液体的流动方向，观察液体不同流动方向时所测信号强度的改变。

　　二、设备和MRI扫描程序
　　使用GE1.5T Signa Horizon MR机，采用电影相位对比方法(CINE  PC)程序进行横断面扫描。视野16cm×16cm，矩阵256×192；外周门控；层厚3mm，无间隔；编码速度20cm/s；使用流动补偿和无相位缠绕技术；TR、TE取最小；翻转角20度；高压注射器为SPECTRA。

　　三、数据处理
　　将所得的图像传至工作站(Sun Microsystem Advantage Windows Release AW2.0)，我们在工作站上将图像放大六倍，调节适当的窗宽和窗位，清楚显示各管道横断面，精确画出真实的ROI范围，测定各管道的截面积。由于液体流动时，流量为流速与管道截面积乘积之和，而高压注射器的注射量分别恒定为0.1ml/s、0.2ml/s和0.3ml/s，故能因此计算出不同的液体流动速度。同时由于采用外周门控技术，能在一个心动周期内产生十二幅相位速度图像，而运用Functiontool软件则能分别测定出其信号强度数值。以后将数值输入计算机内进行处理，测算出散点分布图及趋势线。

结果

　　一、各管道流速测定结果
　　在液体流动时，流量为流速与管道截面积乘积之和。经过工作站后，能测出三根管道截面积分别为4mm2、5mm2、及13mm2，与其实测面积(3.8mm2、5.3mm2和12.6mm2)极相近。由已知的流量和管道截面积可以确定管道内的不同流速。此外在实验中还改变液体流动方向，当流向与磁共振机器梯度磁场编码方向一致，象素显示为高信号，反之则为低信号，因此流速可有正负两个数值，分别为±7.69mm/s、±15.38mm/s、±20mm/s、±23.08mm/s、±25mm/s、±40mm/s、±50mm/s、±60mm/s、±75mm/s。

　　二、不同流速时信号强度值的测定结果
　　在工作站上利用Functiontool软件，对一个心动周期内所获得的十二幅速度图像图进行分析、处理，最后以数据和图形两种形式显示信号强度值的变化情况。结果如表所示。

表　流速及其信号强度测量结果
流速(mm/s)
信号强度 -75 -60 -40 -25 -23 -20 -15
1 -3933 -3038 -2055 -1418 -1286 -1034 -866
2 -3854 -3016 -2046 -1416 -1328 -1054 -809
3 -3902 -3129 -2039 -1371 -1326 -994 -903
4 -3915 -3214 -2038 -1408 -1374 -1026 -862
5 -3933 -3190 -2039 -1384 -1334 -1139 -877
6 -3914 -3160 -2012 -1386 -1376 -1017 -892
7 -3823 -3055 -2055 -1386 -1365 -1033 -863
8 -3896 -3127 -2019 -1346 -1354 -991 -808
9 -3923 -3123 -2072 -1344 -1370 -984 -868
10 -3920 -3115 -2071 -1366 -1282 -990 -873
11 -3846 -3104 -2007 -1323 -1310 -1050 -824
12 -3814 -3142 -2056 -1405 -1323 -1048 -830

流速(mm/s)
信号强度 -8 8 15 20 23 25 40 50 60 75
1 -345 425 1044 1065 1394 1310 2154 2650 2937 3722
2 -368 405 1012 1074 1302 1282 2116 2672 2983 3746
3 -342 402 1025 1056 1333 1263 2108 2647 3019 3746
4 -318 463 1055 1023 1351 1283 2138 2630 2901 3734
5 -324 458 1053 1010 1334 1372 2143 2619 2989 3773
6 -365 424 1057 989 1365 1323 2101 2634 2930 3692
7 -368 440 1046 967 1340 1286 2141 2623 2964 3744
8 -326 461 1040 1002 1275 1301 2141 2718 3027 3652
9 -313 487 1016 1000 1328 1261 2142 2683 3013
 3639
10 -329 385 1045 955 1325 1301 2150 2636 3027 3710
11 -297 414 1008 1050 1358 1339 2170 2629 2956 3735
12 -358 361 1040 1036 1339 1342 2142 2645 3004 3730

　　此外根据所得数据经计算机处理后，得出散点分布图和趋势线(线图)，经计算得出变量X与Y的关系公式和两者的相关系数平方：y=0.0141x2＋51.73＋24.478，R2=0.998，这说明变量x与y的相关性极佳。

线图　散点分布图及趋势线

讨论

　　广义的fMRI包括活动一激发功能成像、频谱分析成像、弥散加权成像、灌注成像和流动敏感成像。相位敏感技术属于流动敏感技术中的一种，可分为磁共振速度Fourier编码技术[1]和相位对比法[2－7]。相位对比法运用双极流动梯度磁场，流动组织经过两种不同梯度的累加，产生相位位移。X、Y、Z三种相位图像上均含有流速与方向的信息，但最后的流速图像上仅含定量信息而不含方向信息。而在相位图像中，象素的信号强度主要与受激励的质子沿磁场梯度移动所产生的相位位移有关。因此，相位成像的信号强度与流速呈线性关系；另外还能表示为液体流动方向，即当液体流动与编码方向一致时，象素显示为高信号，为正值，反之则为低信号，为负值。

　　目前在脑脊液流动方面的研究中大多采用PC法，同时为了了解一个心动周期内的脑脊液流动情况，常采用心电门控技术[6]。在此基础上，能获得有关脑脊液的速度图像。为了确定信号强度值与流速之间的数值比例，Nordell[8]等均采用体模进行实验研究，以获得第一手资料。本组实验采用磁共振电影相位对比法进行液体流速和相应信号强度关系的测定，而国内未见有关此方面的报道。

　　实验表明，在运用磁共振相位对比法测定液体流动时，信号强度值与流速相关性极佳，呈线性正比例关系，信号强度随流动速度的增大而增高，反之亦然。我们在进行实验后，根据所测得的液体流速及其相应的信号强度值，经计算机处理后得出散点分布图、趋势线，同时也能得出变量信号强度值与变量流速的关系公式。在确定信号强度与液体流速的数值关系之后，我们就能对脑脊液流速、流量等方面进行进一步研究。在此基础上我们已对几位正常志愿者中脑导水管层面和C2水平的脑脊液流速进行了测定，所得的流速与文献基本相同，但并不完全相同，这可能与各自磁共振机器的磁场强度、所选用的序列及技术参数等有关，影响了信噪比和分辨率，最终影响所测定数据的准确性。

　　本组经工作站所测三根管道的截面积，与管道实测面积相近，误差甚微。文献报道实验中可能出现的误差原因：1)窗位窗宽未掌握好，ROI范围欠准确，影响了管道截面积的精确测定；2)管道的截面积不完全相同，影响流速，导致信号强度值的变化；3)高压注射器注射量不完全匀速，导致流速不同，信号强度值改变。其中第一项应该特别注意，应尽量准确调节好窗位窗宽，避免影响到面积测定的准确性，本组对窗位窗宽的选择极为注意，选择了最佳的窗位窗宽，故结果较为理想。

作者单位：200040上海医科大学附属华山医院放射科

参考文献
　　1　Thomosen C,Stahlberg F,Stubgard M,et al.Fourier analysis of cerebrospinal fluid flow velocities:MR imaging study.Radiology 1990;177:659－ 665

　　2　Ridgway JP,Turnbull LW,Smith MA,et al.Demonstration of cerebrospinal fluid flow using magnetic resonance phase imaging.BJR 1987;60:423－ 427

　　3　Enzmann D,Pelc NJ.Normal flow patterns of intracranial and spinal cerebrospianal fluid defined with phase－ contrast cine imaging.Radiology 1991;178:467－ 474

　　4　Nitz RG,Bradeley WG,Watanabe AS,et al. Flow dynamics of cerebrospinal fluid:assessment with phase－ contrast velocity MR imaging performed with retrospective cardiac gating.Radiology 1992;183:395－ 405

　　5　Barkof F,Kouwenhoven M,Scheltens P,et al.Phase－ contrast cine MR imaging of normal aqueductal CSF flow.Acta Radiologica 1994;35:123－ 130

　　6　Mascalchi M,Ciralol L,Tanfani G,et al. Cardiac－ Gated phase MR imaging of aqueductal CSF flow.JCAT 1988;36:923－ 926

　　7　Enzermann DR,Ross MR,Marks MP,et al.How blood in flow major cerebral arteries measured by phase－ contrast cine MR.AJNR 1994;15(1):123－ 129

　　8　Nordell B,Stahlberg F,Ericsdon A ,et al.A rotating phantom for the study of flow effects in MR imaging.Magnetic Resonance Imaging 1998;6:695－ 705