心脏磁共振成像——门控技术与参数设置（二）
心电门控中的重要参数
因为在不同的心脏磁共振成像脉冲序列中会采用不同的心电门控模式，所以在门控界面中显示的参数也有所不同。作为使用者需要了解这些参数的选择对于序列扫描、图像质量等可能产生的影响，因此需要深入理解每个参数在成像中的实际意义。了解和掌握这些门控参数对于心脏磁共振成像过程中的质量控制也极为必要，这里介绍两个比较重要的门控参数。
(1) 前瞻性门控中的R-R间期数：在用于显示心肌形态学的黑血序列中采用的是前瞻性门控技术。它的特点是先探测心电门控信号中的R波，然后以R波作为触发点并在人为规定的等待时间后（Trigger delay）启动数据采集。这种前瞻性门控中有一个重要的参数“R-R”间期数，简单地说这个R-R间期数就是完成图像K空间数据采集所需的心动周期数。每个R-R间期的长短由患者的心率来决定，心率快者R-R间期短，而心率慢者则R-R间期长。目前用于心脏大血管的黑血序列如双翻转或三翻转是基于快速自旋回波（FSE）的序列。这种情况下R-R间期数会决定成像过程中TR时间的长短，这个TR时间不仅会影响到最后成像的时间，也会影响图像的对比度。根据心率水平，患者的每个R-R间期时间通常在1秒以下如0.8秒，所以如果选择一个R-R间期再结合相对短的TE时间其对比度倾向于T1权重，而如果为了更好地显示亚急性心内膜下梗死或炎性病变可以选择两个R-R间期同时选择相对长一些的TE时间，这样在相应的图像中就会有更重的T2加权对比。前瞻性心电门控的心电触发技术和呼吸门控中的呼吸触发技术类似，TR时间的长短由所选择的R-R间期数及每个R-R间期时间长短共同决定，在扫描这些序列的过程中应该根据患者的实际心率灵活调整R-R间期数，这样才能更好地保证图像对比度。
(2) 心电门控和心脏电影模式中的VPS选择：虽然采用心电门控和心脏电影模式时具体的采集方式有一定差别，表现在前者在触发窗（Trigger window）时间窗内不采集数据，而是用于等待捕捉R波信号，因此心电门控模式采集时无法采集到整个心动周期时相；而采用心脏电影模式时则完全利用的是回顾性心电门控方式，数据的采集是连续的，所以在其电影回放时可以观察到整个心动周期各个时相。不过这两种不同的采集方式都有一个共同属性就是都采用K空间节段采集技术。K空间节段采集也就是把一幅图像所需要的K空间数据分配到不同的心动周期采集，最后重建时把不同心动周期中同一期相的K空间数据用以整合重建，这就在绝对运动中实现了相对静止的采集（如下图所示）。
图片说明：节段式K空间采集方式示意图。在每个心动周期（R-R间期）内连续的采集K空间数据，重建时把不同心动周期处于同一心动周期期相的K空间数据提取出来相互整合用以填充同一幅图像所需要的K空间数据。
VPS(Views Per Segment)中的View其实就是K空间数据中的K空间线，因为磁共振成像过程中每一条K空间线包含的都是整幅图像的信息，所以每条K空间线都好像是一幅完整的图像。可能因为这个原因有时把K空间线也称为View。在心电门控和心脏电影模式采集中把重建一幅图像的K空间数据分配到不同的心动周期来采集，那么在每个心动周期内采集多少条K空间线呢？VPS其实就是指在每个心动周期内所采集的K空间线数目。如果心脏在收缩和舒张过程中能够保证绝对的心律规整，也就是无论在哪个心动周期内处于同一期相的心脏位置都是绝对相同的，那么就可以采集更多的K空间线。但实际的情况不是如此。其实在不同的心动周期时心脏的收缩和舒张总会有一定程度的差别，心律越规整这种差别就越小，而心律越不规整则这种差别就越大。在选择VPS时操作者必须考虑到这个因素的影响。理论上，在每个心动周期内采集的VPS越少，则因为心律差别导致的位置差异也可能更小。选择VPS的另一个考虑的因素是，不同心率的患者实际可以采集的K空间线数目是不同的。在心脏电影模式中，重建的时相数是人为规定的，可以选择20个时相也可以选择30个时相。我们选择的重建时相数越多，就意味着在每个心动周期或说R-R间期内要有更多的VPS组合，VPS的数目越多，意味着总的K空间线就越多。现实的问题是：在一个心动周期内能够有如此充裕的时间来完成这些K空间线采集吗？因为如果没有，则系统为完成这些采集在重建过程中就会采用插值处理的方法。实际工作表明，VPS过高经常带来的一个问题就是重建的图像比较模糊。在心脏电影成像中采用的是真正稳态自由进动序列，这是一个超快速的梯度回波序列。在梯度回波序列中每一条K空间线都需要施加一次射频脉冲，然后进行不同的K空间编码获取不同的K空间线。在实际工作中如何确认所选择的VPS是否合理呢？有两点可以供读者借鉴：其一，操作者可以进行一个简单的门控模式切换即从心脏电影模式切换到心电门控模式，这时重建的时相数就是根据受检者心率和参数中设置的VPS而决定的。如果在这个模式下显示的时相数超过在心脏电影模式所输入的重建时相数，就说明这个VPS是比较合理的。如果在心电门控模式下能够重建的时相数明显低于在心脏电影模式下所输入的时相数，就意味着针对于当前心率状态下的VPS选择是不合理的。其二，也可以根据每次采集的扫描时间来进行估计。一般的经验是如果不采用并行采集这些技术，通常完成一次心脏电影采集的时间在12到15秒比较合理。虽然VPS越大完成全部K空间数据采集所需要的总的心动周期数越少，进而总的扫描时间也越短，但带来的一个突出问题是如果过多的K空间线不能通过实际采集完成而是通过插值实现，那么每个时相的图像都会变模糊。
(3) 根据VPS计算时间分辨率：在心脏磁共振成像过程中，VPS不仅用于心脏电影成像，在其他一些序列也会涉及。正确理解VPS的概念和它对图像的影响是进行心脏磁共振成像的一个前提和基础。前文说过，在梯度回波序列每条K空间线都是通过一次射频激励来实现的，所以这里的TR时间实际上类似于FSE序列中的回波间隔。根据系统所能获得的最短TR时间，这个TR时间与VPS的乘积就是在每个心动周期内采集一个时相K空间数据所用的时间窗。显然这个时间窗越短越好，这个时间窗也可以理解为心脏电影成像过程中的时间分辨率。这个时间窗越宽就意味着此期间内心肌运动的位移也越大，而这个时间窗越窄就意味着采集期间位移越小。在心脏电影或冠脉成像过程中为了尽可能地提高时间分辨率，一般会通过合理地设定扫描参数来获得尽可能短的TR。
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不同门控类型的选择推荐
以GE磁共振平台为例，从宏观上看有几种不同类型的心电门控：指脉（Peripheral Gating,PG）、常规心电门控（Standard ECG）和独立心电向量门控（Independent Vector Gating,VCG）。
(1) 指脉门控：在一般的肺部扫描等如单纯希望克服心脏运动伪影，可以采用指脉门控。指脉门控的好处是比较方便而且简单易行。但使用指脉门控时需要特别注意指脉门控的固定，需确保受检者的中指腹部紧贴脉搏探测装置。因为指脉门控是通过探测指端脉搏来实现数据采集与心跳运动的同步，所以使用指脉门控时需要固定好指脉门控而且叮嘱受检者不能弹动手指，否则会造成错误激发。另外，使用指脉门控时也需要注意受检者指脉搏动情况，如果受检者手茧过厚等都会影响指脉的敏感性。在老年人也需要注意有无动脉粥样硬化等，这些可能也会影响指脉门控的效果。指脉门控检测到的是外周血管的搏动，和心脏自身的活动之间有时间差。在专门的心脏成像扫描中还是强烈建议使用心电门控。
(2) 常规心电门控：常规心电门控就是一般的心电门控。这种心电门控的电极片贴法和心电图检查有些类似。电极柱和电极片的连接有着比较严格的要求，这些对于初学者来说应用起来有一定困难。另外，因为这种常规心电门控在扫描期间很容易受射频电磁波干扰引起信号不稳定，所以这种门控模式几乎被心电向量门控所取代。
(3) 心电向量门控：也称为独立向量门控。这种门控电极片贴法相对简单，但要注意局部皮肤清洁及避免贴在肋骨上。连接好后要观察一下几个不同向量门控的信号，选择最高的那个向量门控作为实际扫描中的心电门控。在电极片贴好后建议用医用胶布固定，避免扫描中电极脱落。在摆位时要避免门控电缆线形成环路。心电门控电极片安置区域可用一隔离垫覆盖。这些对于确保电极稳定以及扫描的顺利进行非常重要。