前面所討論的FIESTA亮血序列在心臟磁共振成像過程中具有特別重要的臨床意義，它能夠很敏感地發(fā)現(xiàn)心臟運(yùn)動(dòng)功能的異常，也能顯示瓣膜關(guān)閉不全所導(dǎo)致的返流。但正如前文所述，F(xiàn)IESTA這個(gè)序列的對(duì)比度非常特殊，它既不是T1加權(quán)對(duì)比也不是T2加權(quán)對(duì)比，它所反映的是T2/T1對(duì)比。顯然這種混雜的對(duì)比有時(shí)在顯示病變上會(huì)有一定困難。在心臟磁共振成像中除了要觀察心臟的運(yùn)動(dòng)和瓣膜等情況，同時(shí)也需要觀察心肌的形態(tài)學(xué)改變，包括準(zhǔn)確地評(píng)估心肌厚度改變、其內(nèi)有無異常信號(hào)改變等等，這就需要一些更特殊的序列來回答這些問題。同時(shí)，因?yàn)樾呐K是一個(gè)周而復(fù)始的泵血器官，心腔內(nèi)充滿隨著心臟周期運(yùn)動(dòng)而不斷流動(dòng)的血液。要想顯示心肌形態(tài)或其內(nèi)信號(hào)改變客觀上必須解決兩個(gè)問題：其一，如何在心臟的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行相對(duì)靜止成像？其二，如何能把其中的血液作為一種對(duì)比襯托心肌的形態(tài)？這就是下面要討論的心臟黑血成像。

在討論心臟專用的黑血成像脈沖序列之前，可以先回顧一下磁共振成像中血液的流空效應(yīng)。血液流動(dòng)在磁共振成像中是一種很重要的對(duì)比，利用這種對(duì)比可以進(jìn)行亮血血流成像如TOF MRA、PC MRA等，也可以用來進(jìn)行黑血成像。從脈沖序列成像過程中射頻激勵(lì)到信號(hào)讀出整個(gè)過程來看，自旋回波序列可以產(chǎn)生流空效應(yīng)，而梯度回波序列則更傾向于產(chǎn)生流入增強(qiáng)效應(yīng)。之所以會(huì)有這樣的差別，這里還需要從回波產(chǎn)生的機(jī)制來分析。在自旋回波序列家族回波信號(hào)的產(chǎn)生有兩種機(jī)制在起作用：其一是射頻聚焦脈沖；其二是讀出梯度。雖然最后的信號(hào)是通過讀出梯度來完成的，但聚焦脈沖這里也發(fā)揮著重要作用。

圖片說明：自旋回波序列家族的流空與梯度回波序列的流入增強(qiáng)效應(yīng)。TOF MRA所依賴的成像序列是梯度回波序列，這里除了利用快速射頻激勵(lì)等所導(dǎo)致的背景抑制也利用了梯度回波序列的流入增強(qiáng)效應(yīng)。因?yàn)樘荻然夭ㄐ蛄性诶锰荻葓鰳O性切換進(jìn)行回波讀取過程中不施加選層梯度，所以梯度回波序列和FSE序列一個(gè)重要區(qū)別是梯度回波具有流入增強(qiáng)效應(yīng)，而SE序列家族則具有流空效應(yīng)。

這里簡單說明一下為什么SE序列家族在信號(hào)讀取過程中會(huì)產(chǎn)生血液流空效應(yīng)。在SE序列其信號(hào)讀出是在讀出梯度作用下完成的，但在讀出梯度前所施加的射頻聚焦脈沖對(duì)于回波的形成也起著重要作用。一方面，這個(gè)射頻聚焦脈沖可以消除各種偏共振效應(yīng)所導(dǎo)致的信號(hào)衰減，同時(shí)因?yàn)檫@個(gè)聚焦脈沖配合有選層梯度，這對(duì)于流動(dòng)的血液來說經(jīng)歷過射頻激勵(lì)的那部分血液在施加聚焦脈沖時(shí)可能已經(jīng)離開了成像層面。選擇的TE時(shí)間越長，這種流空帶來的效應(yīng)就越明顯。在梯度回波序列因?yàn)闆]有聚焦脈沖的作用，而讀出梯度讀取信號(hào)時(shí)沒有選層梯度相配合，這樣讀出梯度可以重聚信號(hào)的范圍就很大，這是產(chǎn)生流入增強(qiáng)的基礎(chǔ)。雖然SE或FSE序列理論上可以實(shí)現(xiàn)黑血成像，但這種黑血效應(yīng)顯然受血流速度制約，當(dāng)血流速度較慢時(shí)就可能出現(xiàn)流空效應(yīng)不明顯的問題。如何確保在心臟黑血成像過程中獲得更好的黑血效果呢？這就是下面要討論的多反轉(zhuǎn)恢復(fù)黑血成像脈沖序列。

圖片說明：自旋回波脈沖序列和雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖序列示意圖。圖中展示在心臟活動(dòng)受限時(shí)SE序列的黑血效應(yīng)明顯下降，而在雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)FSE黑血序列取得了較好的黑血效果。

在通常的SE或FSE序列，如果要獲得好的流空效應(yīng)往往需要較薄的掃描層厚和相對(duì)快的血流速度，同時(shí)對(duì)血流狀態(tài)也有比較嚴(yán)格的要求。可以設(shè)想一下，如果在成像過程中系統(tǒng)施加一個(gè)非選擇性的反轉(zhuǎn)脈沖，這樣流入到成像層面內(nèi)的血液就可能有兩種機(jī)制產(chǎn)生黑血效應(yīng)：一種是流空效應(yīng)，而另一種是流入層面內(nèi)的血液經(jīng)過一個(gè)反轉(zhuǎn)脈沖作用。當(dāng)被反轉(zhuǎn)的血液流入到成像層面時(shí)如果剛好縱向弛豫恢復(fù)到零點(diǎn)（此時(shí)這部分血液就沒有縱向磁化矢量），那么它們哪怕流得非常慢，慢到在層面內(nèi)既能接受到射頻激勵(lì)作用也能接受到聚焦脈沖作用，但因?yàn)樵谏漕l激勵(lì)時(shí)沒有橫向磁化矢量的產(chǎn)生，因此也就不會(huì)因?yàn)榫劢姑}沖的作用而產(chǎn)生一個(gè)回波信號(hào)，這樣雙重作用顯然更有利于黑血成像。事實(shí)上如果只使用一個(gè)非選擇性的反轉(zhuǎn)脈沖，通過合理的設(shè)定反轉(zhuǎn)時(shí)間，也能實(shí)現(xiàn)成像層面內(nèi)的黑血成像。但是當(dāng)操作者在進(jìn)行心臟黑血成像時(shí)操作者的真正成像目的不是為了黑血而黑血，更重要的目的是通過黑血而更好地顯示心肌形態(tài)，這就是采用多反轉(zhuǎn)脈沖的原因。在雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖序列中，首先施加一個(gè)非層面選擇的大范圍反轉(zhuǎn)脈沖，使得成像區(qū)域內(nèi)的所有組織包括血液經(jīng)歷一次縱向磁化矢量的反轉(zhuǎn)；隨后，針對(duì)成像層面再施加一個(gè)層面選擇性的反轉(zhuǎn)脈沖，這時(shí)對(duì)于成像層面而言，短時(shí)間內(nèi)施加了兩次反轉(zhuǎn)脈沖使得它們對(duì)于成像層面所產(chǎn)生的縱向磁化矢量的宏觀作用相互抵消，因此該層面內(nèi)的心肌等結(jié)構(gòu)相當(dāng)于未受到反轉(zhuǎn)脈沖的作用（需要指出的一點(diǎn)是為了確保心肌具有更高的信號(hào)，第二個(gè)反轉(zhuǎn)脈沖的厚度要大于選擇的層面厚度，比如3倍。但在長軸位掃描為了確保黑血效果更好這個(gè)層面因子要適當(dāng)降低）。而成像層面外的血液卻是經(jīng)歷了反轉(zhuǎn)脈沖的作用，這個(gè)反轉(zhuǎn)脈沖作用后這部分血液縱向磁化矢量會(huì)逐步經(jīng)過T1弛豫過程慢慢恢復(fù)，在一個(gè)特定的時(shí)間點(diǎn)血液的縱向磁化矢量剛好恢復(fù)至回零點(diǎn)時(shí)，此時(shí)縱向上就沒有磁化矢量的存在。任何一次射頻激勵(lì)所能產(chǎn)生的信號(hào)的大小其實(shí)都是瞬間縱向磁化矢量幅度的反映。如果在射頻激勵(lì)過程中不存在縱向磁化矢量，也就意味著不會(huì)有最后信號(hào)的產(chǎn)生。在反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列這個(gè)特定的時(shí)間點(diǎn)就是通常所說的回零時(shí)間（nulling time）。接下來需要思考的問題是對(duì)于流動(dòng)血液而言，這個(gè)回零時(shí)間點(diǎn)是多少？同時(shí)還需要進(jìn)一步解讀心臟磁共振成像過程中實(shí)現(xiàn)黑血成像的相關(guān)脈沖序列及其成像原理。

組織經(jīng)歷了一個(gè)180°反轉(zhuǎn)脈沖作用后其縱向弛豫的回零時(shí)間遵循以下公式：TI_null=T1_blood×{ln2-ln(1+e^-TR/T1)} ，當(dāng)TR遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于T1時(shí)，該公式可簡化為：TI_null=T1_blood×ln2 。因?yàn)檠旱腡1弛豫時(shí)間在1.5T和3.0T上分別是1200ms和1600ms，所以對(duì)應(yīng)于1.5T和3.0T的血液回零時(shí)間分別為830ms和1100ms。但是請(qǐng)注意這個(gè)簡化的公式是在TR遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于T1時(shí)才成立，在心臟掃描過程中這個(gè)假設(shè)是不成立的。用于黑血成像的雙反轉(zhuǎn)或三反轉(zhuǎn)（Double IR、Triple IR）使用的是前瞻性門控技術(shù)，其R-R間期通常選擇1或2，根據(jù)人群的平均心率75次/分鐘，選擇1個(gè)或2個(gè)R-R間期時(shí)TR時(shí)間分別是800ms和1600ms，顯然這個(gè)TR時(shí)間不是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于血液的T1弛豫時(shí)間而是接近或小于。因此在實(shí)際掃描序列中應(yīng)該充分考慮到TR時(shí)間的影響。理解這個(gè)回零時(shí)間的計(jì)算公式對(duì)于實(shí)際掃描很重要，雖然不需要根據(jù)實(shí)際心率變化計(jì)算對(duì)應(yīng)TR下的回零時(shí)間，但至少可以幫助大家理解為什么在心臟黑血成像中這個(gè)BSP TI會(huì)選擇“Auto”，這樣是為了確保在心率變化導(dǎo)致TR隨之變化時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算對(duì)應(yīng)的最理想的回零時(shí)間。