4DflowMRI原理、扫描方法及临床应用
4Dflow就是带时间分辨率的3D相位对比成像，＂3D+Time＂可以多平面，多方向，多时间显示，使用相位对比技术(phasecontrast，PC)通过可视化形式提供血管流体力学信息，可获得多个定量参数，如壁面剪切力(WSS)，湍流动能(TKE)，压力梯度，脉搏波速度(PM)等。
从2D到4D技术的发展
2D：一个呼吸周期内单方向采集，一幅图可以获得具有单个流速和方向的信息，多次扫描耗时较长，病人尤其是先天性心脏病患者很难配合。
2DPC法需要使用双极梯度磁场（即磁场大小和持续时间相等、方向相反）对相位进行编码，并沿单一方向测量血流速度。两次采集得到的相位图像相减以消除背景相位效应，得到相位差图像，图像的信号强度与血流速度直接相关，如图下
2DQ-flow采集序列
3D:3DPCA以相位编码梯度取代层面选择梯度，3D采集方式进行采集，空间分辨率明显提高，减少体素内的失相位，提高对复杂血流和端流的显示，并可以多个视角观察。
4D：3D加上时间获得4D血流MR成像，可同时对3个相互垂直的维度进行相位编码，多方向采集血流数据，从而获得复杂的三维动力学参数，评价流动血流和各种病理血管流动状态更加直观。
4DFlowMRI数据采集与分析流程(左）覆盖整个心脏（白色矩形）的4D血流配合ECG和膈肌导航，三维速度编获得速度敏感的相位图像，这些相位图像从参考图像中减去，以计算沿所有三个空间维度（Vx、Vy、Vz）的血流速度(中）数据预处理校正了由于噪声、混叠和涡流引起的误差，并计算了3D-PC-MRA(右）通过从Ao、IVC和SVC的分析平面发射时间分辨路径线，可以显示3D血流。此外，回顾性定量分析可用于得出心血管系统中用户选择的感兴趣区域的流量-时间曲线。磁共振成像；Ao，主动脉；下腔静脉；上腔静脉。在3个不同空间方向（x、y、z）采集具有三向速度编码的3DCINE，通常使用标准笛卡尔坐标或径向图像采集技术。
2D-QFlow与4D-flow的选择
若病变解剖学以及血流动力学不复杂，且患者能够配合较长时间屏气，选择2D较为适宜。若相位成像平面获取较为困难，病变解剖较为复杂，需要多参数测量，则选择4D-FLOM较为适宜。
使用2DQFlow法脑脊液的测定
4DFlow的脉冲序列
4D血流MR成像的扫描序列常用的是扰相梯度回波序列，有文献将GRE序列和EPI序列进行了对比研究，EPI目前属于科研序列。
DataQualityandOptimalBackgroundCorrectionOrderofRespiratory-GatedkSpaceSegmentedSpoiledGradientEcho(SGRE)andEchoPlanarImaging(EPI)-Based4DFlowMRI
4DFlow采集方式
常用的采集方法为笛卡尔采集,使用K空间分割技术，在多个心动周期进行数据采集。三维方向的速度测量使用“交错四点速度编码”方法，对每个原始数据，连续采集四个数据以实现在所有三个维度上的速度编码：包括一个参考扫描和沿三个正交方向(X,Y,Z)上的速度编码采集（分别在x,y,z上增加双极梯度场实现）。最后通过图像重建，得到3DCINE幅度图像和相位差图像。
有学者采用了2种采集方式，呼吸门控的笛卡尔采样和屏气螺旋采样行腹部4DFlowMR，测量主要腹部血管的定量血流参数，结果两种4DFlow采集方式显示动、静脉有中度以上一致性，腹部血管的定量测量显示螺旋和笛卡尔4DFlow技术之间具有良好的等效性，但对于门静脉血栓，螺旋4DFlow更好，提示高效螺旋采样与动态压缩感知相结合，可实现4DFlowMRI的显著加速，可以单次屏气全面评估腹腔血流动力学情况。
Abdominal4DFlowMRImaginginaBreathHold:CombinationofSpiralSamplingandDynamicCompressedSensingforHighlyAcceleratedAcquisition
扫描技术参数设置
心电门控
4D血流MR成像把所有解剖位置与心跳同步。通过同步需要覆盖整个心动周期，与R-R间期保持一致。因此，回顾性心电门控对4D血流MR成像很重要。
呼吸门控
扫描常常配合膈肌导航技术，减少呼吸带来的伪影，任何导致相位误差都会导致速度计算的错误。
PC采集重要的参数是流速编码
合理设置流速编码非常重要，一般设置为目标血管最大流速的%。当目标血管流速大于Venc值时，会发生相位卷褶，导致速度混叠，测得信号可能是反方向的，且测得值偏小。
Venc设置大时会导致测得的值偏小，对血流速度不敏感，增加流速图像中的速度噪声水平。
临床应用
近年来，4DFlow研究主要集中于先天性心脏病、瓣膜性心脏病以及肺动脉高压、主动脉病变（主动脉瓣膜病变、主动脉硬化、胸主动脉瘤等）中的研究尤其突出，最近有文献报道了门脉高压肝硬化患者由于其内脏循环血流的显著变化，用4Dflow技术定量评估肝血流量模式。
梗阻性肥厚型心肌病伴室间隔增厚患者的4d血流MRI研究
（a）前视图中的收缩期三维流线显示左室流出道中的非对称流动射流以及AAO中的明显螺旋流；（b）该患者的标准CINEMRI三腔方向的舒张末期帧显示间隔厚度增加；（c）三腔电影图像共记录4D血流数据，显示心肌和血管特征与血流动力学表现（包括MR）之间的相关性。
自由呼吸4D-flowMRI：19岁CHARGE综合征患者的法洛四联症修复术进行随访，该患者也因严重肺返流接受了经导管肺动脉瓣植入术(a）彩色编码的3D最大强度投影图像显示植入肺动脉瓣和右肺动脉的流速增加（红色），提示轻度狭窄。没有明显的敏感性伪影(b）肺动脉横截面图显示无残余肺返流。
胸主动脉和脑动脉的四维血流MRI：三维速度渲染显示，在狭窄的长段（细箭头）上游，右颈总动脉近端（粗箭头）的速度增加。注意右锁骨下动脉闭塞。
腹主动脉瘤腔内修复术后的四维血流MRI(a）流线型图像显示L3腰动脉和肠系膜下动脉（IMA）参与了Ⅱ型内漏(b、c）速度向量图像（b）将内漏分为IIb型，有两个流入支（两个腰动脉）和一个流出支（IMA）（c）。E=内漏，L=主动脉腔，LA=腰动脉。
小结：4DFlowMRI除了能获取形态学信息，它还能获取功能学信息，通过计算得到血流动力学指标，作为一种新的诊断工具，慢慢已从科研逐步应用于临床了，相信随着技术的不断优化，能为临床诊断提供更多、更有用的信息。不足之处在于存在噪声的干扰且空间分辨率不够高，扫描时间长等。
临床应用参考文献Four-dimensionalFlowMRI:PrinciplesandCardiovascularApplications
感兴趣的小伙伴继续