Magnetic resonance angiography: current status and future directions

Kliniske anvendelser af Magnetic Resonance Angiography (MRA) udvides hurtigt i takt med at teknologiske fremskridt inden for både hardware og billeddannelsesteknikker overvinder tidligere begrænsninger, og risiciene fra intravenøse kontrastmidler og gentagen ioniserende strålingseksponering bliver mere fremtrædende for klinikeren og patienten. Magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) har den fordel, at den er baseret på de iboende magnetiske egenskaber af kropsvæv og blod i et eksternt magnetfelt til at producere et billede uden brug af ioniserende stråling eller nefrotoksiske kontrastmidler. Med den stigende tilgængelighed og anvendelse af 3,0-Tesla (T)-magneter, som blev godkendt af FDA i 2002, og optimerede pulssekvenser kan der opnås billeder af høj kvalitet med fremragende rumlig opløsning på kortere scanningstider med mindre eller ingen indsprøjtninger af kontraststoffer. I dette manuskript vil vi gennemgå den seneste udvikling inden for (1) udførelse af MRA ved 3,0T, herunder “low-dose” kontrastforstærket (CE) MRA, og (2) nye ikke-CE (NCE) MRA-teknikker.

MRA ved 3,0T

Til 3,0T er dobbelt så mange protoner rettet ind efter magnetfeltet sammenlignet med 1,5T, hvilket resulterer i et teoretisk fordoblet signal-støj-forhold (SNR). Denne gevinst i SNR kan udnyttes til at øge den rumlige opløsning, reducere optagelsestiden eller en kombination af de to for at opnå de samme SNR-egenskaber som ved 1,5T på kortere tid. Øget rumlig opløsning giver bedre synlighed af læsioner, og hurtigere optagelsestider bidrager til at reducere bevægelsesartefakt og mindske kravene til vejrtrækning . Desuden er gadolinium (Gd)-kontrastforbedringseffekterne mellem kar og baggrund endnu mere udtalte ved 3,0T, hvilket giver billeder med højere kontrast og derfor kræver lavere doser af Gd-baserede midler for at opnå samme billedkvalitet som ved lavere feltstyrker (Figur 1) .

Typisk anvendes CE-MRA-teknikker oftere end NCE-MRA-teknikker. Fordelene ved CE-MRA i forhold til andre MRA-teknikker, f.eks. time-of-flight (TOF) og fase-kontrast (PC), omfatter kortere anskaffelsestider, forbedret anatomisk dækning og nedsat modtagelighed for artefakter forårsaget af blodgennemstrømning og pulsatilitet. For at undgå kombineret arteriel og venøs forstærkning er det nødvendigt med kortere optagelsestider for at opnå billeder i ren “arteriel” fase. Dette kan gøres ved hjælp af optagelser med en parallel billeddannelse eller tidsopløste teknikker. Ved 3,0T kan gevinsten i SNR muliggøre højere accelerationsfaktorer i parallel billeddannelse for at reducere scanningstiderne og forbedre den rumlige opløsning yderligere .

Selv om 3,0T åbner mange muligheder for fremtiden for MRA, medfører det også et nyt sæt kliniske og teknologiske problemer, som skal løses, før det kan vinde udbredt anvendelse. Pulssekvenser, der er blevet optimeret til 1,5T, skal muligvis justeres til 3,0T-applikationer. Desuden øger den høje magnetiske feltstyrke energidepositionen i patienten og feltinhomogeniteten, som diskuteret nedenfor.

Kontrastforstærket MRA ved 3,0T

Og selv om gadoliniumbaserede midler har en fremragende sikkerhedsrekord, har rapporter, der forbinder gadolinium med nefrogen systemisk fibrose, vakt fornyet interesse for “lavdosis” CE-MRA og NCE-MRA . Desuden bidrager lave kontrastdoser også til at reducere omkostningerne ved at udføre CE-MRA. Gadoliniumchelater er paramagnetiske forbindelser, der forkorter T1- og T2-relaksationstiderne ved at forstyrre henholdsvis spin-lattice- og spin-spin-interaktioner. Disse virkninger af Gd på kropsvæv er relativt upåvirket af en øget magnetfeltstyrke. Selv om T1-relaksationstiden for kropsvæv forøges ved 3,0 T, forbliver T1-relaksationstiden for Gd-kontraststoffer således relativt uændret ved højere magnetfeltstyrker. Dette resulterer i mærkbare stigninger i forholdet mellem blodpulje og baggrundskontrast og støj (CNR) sammenlignet med 1,5T. Stigningen i CNR ved 3,0T kan bruges til at forbedre billedkvaliteten ved brug af den samme mængde kontrast eller til at reducere mængden af IV-kontrast, der injiceres, sammenlignet med en tilsvarende scanning ved 1,5T (figur 2) . Tomasian et al. viste for nylig, at en reduktion af kontrastdosis fra 0,15 til 0,05 mmol/kg ved 3,0T MRA af supraaortaarterierne ikke gik ud over billedkvaliteten, optagelseshastigheden eller den rumlige opløsning . Arteriel okklusiv sygdom blev opdaget næsten lige meget mellem de to læsere, uden nogen signifikant forskel i arteriel definitionsscore.

CE-MRA er blevet etableret som et ikke-invasivt alternativ til konventionel angiografi ved evaluering af perifer vaskulær sygdom og kan være et alternativ til CTA til diagnosticering af akut lungeemboli . MRA i underekstremiteterne er typisk forbundet med de højeste kontrastdosisprotokoller af alle MR-billeddannelsesteknikker og kræver ofte en dobbeltdosis (0,2 mmol/kg) eller mere af Gd-kontrast, der skal indgives . Det er blevet vist, at den mængde Gd-kontrast, der er nødvendig ved 3,0T til MRA af nedre ekstremiteter, kan reduceres med op til en tredjedel af den mængde, der anvendes ved 1,5T (dvs. fra 0,3 mmol/kg til 0,1 mmol/kg) . De resulterende billeder ved lavere kontrastdoser havde en bedre arteriel definition end højdosisbilleder, hvilket formentlig skyldes lavere restbaggrundssignal fra den indledende kontrastinjektion og mindre venøs forurening .

Renal CE-MRA-kvalitet ved 3,0T er også blevet evalueret med lavdosis Gd . Attenberger et al. påviste samme billedkvalitet ved evaluering af nyrernes arterier ved sammenligning af 0,1 mmol/kg gadobenatdimeglumin ved 3,0T med 0,2 mmol/kg gadobutrol ved 1,5T . Kramer et al. sammenlignede lavdosis (0,1 mmol/kg) gadopentetatdimeglumin ved 3,0T med konventionel digital subtraktionsangiografi (DSA) til evaluering af stenose i nyrearterier hos 29 patienter, hvilket gav billeder af god til fremragende kvalitet med en sensitivitet og specificitet på henholdsvis 94% og 96% . Disse resultater tyder på, at ved 3,0T er kontrastdosis i den nuværende praksis sandsynligvis højere end nødvendigt og kan sænkes uden negativ indvirkning på den rumlige opløsning eller den generelle billedkvalitet.

De nuværende CE-MRA-teknikker, der anvender konventionelle Gd-kontrastmidler, er begrænset af behovet for at erhverve billeder relativt hurtigt under den første passage af kontraststof gennem de relevante kar. Nyere intravaskulære Gd-baserede kontrastmidler kan hjælpe med at overvinde disse begrænsninger. Gadofosveset trinatrium, et proteinbindende intravaskulært kontrastmiddel, der for nylig er blevet godkendt af FDA til brug ved CE-MRA af aorto-iliakale segmenter, adskiller sig fra andre gadoliniumbaserede kontrastmidler ved at have en betydeligt længere intravaskulær levetid og højere relaxivitet . Gadofosveset kræver mindre samlede mængder af kontrast (figur 3) og forlænger billeddannelsesvinduerne op til 60 minutter eller mere. Dermed kan der opnås billeder i steady-state-fasen efter indgivelse af IV-kontrast, hvilket giver mulighed for længere scanningstider til at opnå CE-MRA-billeder med meget høj rumlig opløsning. En undersøgelse af Klessen et al. viste, at 10 mL Gadofosveset trinatrium gav kvalitativt bedre billeder med højere arteriel kontrast sammenlignet med 30 mL gadopentetatdimeglumin. Der spekuleres i yderligere optimering af injektionsprotokollen for yderligere at forbedre de resultater, der blev fundet i denne undersøgelse.

Parallel billeddannelse ved 3,0T

Parallel billeddannelse forbedrer yderligere fordelene ved 3,0T ved at underprøve det område af interesse som en modydelse for øget billedindsamlingshastighed. Parallel billeddannelse er blevet anvendt til CE-MRA for at reducere scanningstiden og forbedre den rumlige opløsning ved at forbedre den anatomiske dækning og fjerne aliasing artefakt ved brug af flere kanalspoler (Figur 4) . De enkelte spoler, som har forskellige rumlige følsomheder, anvendes til samtidig at modtage MR-signalet efter en enkelt radiofrekvent (RF) puls. Dette muliggør hurtigere billedoptagelse med færre bevægelsesartefakter, færre RF-eksponeringspulser og lavere energibyrde for patienten, men der forekommer en vis aliasing på grund af manglende k-space-data som følge af undersampling. I en undersøgelse foretaget af Fenchel et al. blev det vist, at CE-MRA af høj kvalitet med integreret parallel opsamlingsteknik (iPAT2) og enkelt kontrastinjektion giver en passende billedkvalitet af hele det arterielle vaskulatur med acceptable SNR- og CNR-værdier til helkropsanvendelse på mindre end 60 sekunder. Parallel billeddannelse kan også øge den anatomiske dækning. Lum, et al. demonstrerede for nylig brugen af en todimensionel selvkalibrerende parallel billeddannelsesteknik (2D-ARC) til at øge dækningen ved abdominal CE-MRA. Den subjektive billedkvalitet og karspicuitet blev vurderet for raske frivillige og patienter med mistanke om renovaskulær sygdom ved MRA med og uden 2D-ARC. Resultaterne viste en tilsvarende billedkvalitet ved begge metoder med fordel af en 3,5-dobbelt forøgelse af billedvolumen og fuldstændig abdominal dækning inden for den samme optagelsestid for 2D-ARC-MRA. Den samme teknik kan også bruges til at udføre højopløsnings-MRA af hele brystkassen på kortere tid, hvilket er vigtigt i forbindelse med evaluering af patienter, der mistænkes for at have lungeemboli eller er åndenød (figur 5, 6).

Begrænsninger og sikkerhedsproblemer for CE-MRA ved 3,0T

Det stærkere magnetfelt ved 3,0T resulterer i betydelige udfordringer og begrænsninger, som endnu ikke er fuldt ud overvundet. Konstruktiv og destruktiv interferens på grund af RF-feltinhomogenitet og øget specifik absorptionshastighed (SAR) er et stort problem ved billeddannelse ved 3,0T.

RF-feltinhomogenitet kan resultere i områder med interferens og tab af fuldstændig anatomisk dækning inden for billedfeltet. Ved 3,0T er resonansfrekvensen for protoner i vand 128 MHz, hvilket er det dobbelte af værdien i et 1,5T-system, hvilket betyder, at radiofrekvensbølgelængden halveres fra 52 cm til 26 cm. Denne forkortede bølgelængde kan spænde over dimensionerne af synsfeltet for billeddannelse af mave og bækken, hvilket forekommer hyppigere hos personer med stor kropsbygning . Når to RF-bølger overlapper hinanden i billeddannelsesfeltet, kan konstruktiv eller destruktiv interferens resultere i områder med henholdsvis lysere eller mørkere områder. En lignende artefakt kan forekomme hos personer med store mængder væske i maven (f.eks. ascites eller graviditet). Elektrisk strøm cirkulerer i væsken under det stærke magnetfelt og interfererer med RF-feltimpulserne, hvilket resulterer i interferens . Fremskridt inden for spoledesign, som f.eks. multispolede kropsspoler, kan undertrykke hvirvelstrømme og forbedre RF-feltets homogenitet ved højere feltstyrker . Ud over forbedret spoledesign har nye pulssekvenser som f.eks. tredimensionelt skræddersyede RF-impulser vist sig at forbedre homogeniteten af radiofrekvent excitation.

RF-impulser overfører energi til protoner i patienten og genererer i sidste ende varme som et biprodukt af energiafgivelsen. Den varme, der produceres i patienten, kan have skadelige fysiologiske virkninger og overvåges nøje i billeddannelsesmiljøet, idet de nuværende grænser for total kropsopvarmning er fastsat af FDA til 4 W/kg for hele kroppen over en periode på 15 minutter . SAR giver et skøn over den energi, der deponeres i vævet af RF-impulsen, og stiger med kvadratet på resonansfrekvensen. Ved 3,0T er resonansfrekvensen dobbelt så høj som ved et 1,5T-system, og SAR er derfor firedobbelt så høj som ved et 1,5T-system. Der er ved at blive udviklet ændrede pulssekvenser, opsamlingsteknikker og hardwaredesigns for at hjælpe med at håndtere den øgede SAR ved højere felter. Anvendelsen af parallel billeddannelse er også en vigtig løsning på dette problem, da de flere detektorspoler, der anvendes til samtidig at kode et større anatomisk område, både reducerer optagelsestiden og antallet af RF-impulser, der er nødvendige for at erhverve et billede.

Non Contrast-Enhanced Magnetic Resonance Angiography (NCE-MRA)

Den udbredte anvendelse af NCE-MRA har været begrænset af langvarig optagelsestid og bevægelsesartefakter, der begunstiger CE-MRA. Flere faktorer har imidlertid bidraget til en fornyet interesse for NCE-MRA-metoder, herunder forbedringer i MR-hardware og -software og bekymring over sikkerheden ved gadoliniumbaseret kontrast i højrisikopatientgrupper. Sidstnævnte er særligt bekymrende, da patienter med moderat til svær nyreinsufficiens og vaskulære eller metaboliske lidelser er i risiko for at udvikle den invaliderende og muligvis livstruende sygdom nefrogen systemisk fibrose (NSF) . En nyere metaanalyse af Agarwal et al. viste, at oddsene for at udvikle NSF var 27 gange større hos patienter med kronisk nyresygdom (N = 79/1393, 5,7 %), der blev udsat for gadolinium, sammenlignet med kontrolpersoner med kronisk nyresygdom (N = 3/2953, 0,1 %), som ikke fik gadolinium. Dette udgør en betydelig billeddannelsesudfordring, da metabolisk syndrom, diabetes og nyresygdom fortsat rammer en større procentdel af befolkningen hvert år . Der kan også opstå situationer, hvor NCE-MRA er at foretrække på grund af vanskelig IV-adgang eller kontraindikation af IV-kontrastmateriale. Højopløsende CE-MRA kræver normalt et IV-kateter med stor boring, som kan være vanskeligt at placere hos patienter, der er overvægtige eller har dårlige vener, og IV-kontrastmidler gives normalt ikke under graviditet på grund af teratogene virkninger, der er observeret i dyreforsøg.

NCE-MRA har været tilgængelig siden begyndelsen af MR-billeddannelse og anvendes rutinemæssigt til intrakraniel billeddannelse. Den er også blevet valideret til brug ved koronar-, thorax-, nyre- og periferisk vaskulær sygdom . I en nylig gennemgang fandt Provenzale et al. lignende diagnostisk kvalitet i MRI kombineret med MRA sammenlignet med CTA i forbindelse med carotis- og vertebral dissektion uden klar overlegenhed for nogen af metoderne. TOF MRA er også blevet sammenlignet med computertomografisk angiografi (CTA) og digital subtraktionsangiografi (DSA) ved opfølgning af behandlede cerebrale aneurismer og har høj følsomhed ved påvisning af resterende flow inden for aneurysmet .

Koronar MRA er primært blevet valideret ved 1,5T , men dens kliniske anvendelse er blevet begrænset af begrænsninger i visualisering af distale segmenter og små forgreninger sygdom . og den udbredte indførelse af koronar CTA. Koronar MRA har imidlertid stadig en rolle i evalueringen af anomale koronararterieudgange (Figur 7), især hos pædiatriske patienter. Desuden kan koronar MRA spille en rolle i forbindelse med evaluering af patienter med betydelig stenose i koronararteriesegmenter med moderat til svær forkalkning på grund af øget artefakt og vanskeligheder med at visualisere stenose med CTA hos patienter med høje kalkscorer . Derudover kan den forbedrede SNR ved 3,0T øge synligheden af distale koronararteriesegmenter, og kortere billeddannelsestid kan forbedre billedskarpheden . På grund af de øgede artefakter med SSFP-sekvenser ved 3,0T er kontrastforstærkede koronar MRA-metoder blevet genovervejet med lovende første resultater .

Time-of-Flight MRA

Time-of-flight (TOF) er den mest anvendte NCE MRA-teknik, især til perifere og intrakranielle anvendelser. TOF er baseret på undertrykkelse af baggrundssignalet ved hjælp af hurtige skiveselektive radiofrekvente excitationsimpulser, der mætter signalet fra stationært væv, hvilket resulterer i undertrykt baggrundssignal . Fordi det venøse signal potentielt kan overskygge visualiseringen af de tilstødende arterier, undertrykkes den venøse strømning normalt selektivt ved at anvende et mætningsbånd på den venøse side af den billeddannende skive for at ophæve signalet, når det kommer ind i den skive, der afbildes. Det samme princip kan anvendes på membranen under vejrtrækning og hjertet under hjertecyklus. I vævsplaner med høj strømningshastighed vil det indkommende blod være fri for den excitationsimpuls, der mætter baggrundsvævet, hvilket resulterer i en stærk signalintensitet. Langsom blodgennemstrømning eller stase, retrograd fyldning, snoede kar eller kar i samme plan som billedskive resulterer i mætning af blodgennemstrømningen i billedvolumenet og dårlig karvisualisering.

TOF-optagelser kan udføres ved hjælp af 2D- eller 3D-prøvetagning, hvor 3D TOF er mest almindeligt anvendt til intrakranielle kar på grund af arterietræets snoede karakter, tendensen til flow inden for billedplanet og behovet for høj rumlig opløsning . 2D TOF-angiografi anvendes oftere klinisk til evaluering af halspulsårerne (Figur 8) og det perifere vaskulatur (Figur 9), som er orienteret ortogonalt til billeddannelsesplanet . Mens mætningen af protoner i karrene i planen er den største begrænsning af TOF, kan den overvindes ved brug af progressivt stigende flipvinkler gennem pladen for at kompensere for mætningen af blod, der strømmer ind i pladen , Multiple overlapping thin slab acquisition (MOTSA), som erhverver billedvolumen som flere tynde 3D-plader og har mindre signalmætning end i en enkelt volumen 3D-erhvervelse .

ECG-gating er med succes blevet anvendt til CE-MRA-teknikker i den thorakale aorta, hvor hjertets bevægelse kan resultere i sløring af karvæggen i den opstigende del af aorta . Til billeddannelse af de perifere arterier, hvor blodgennemstrømningen afhænger af fasen af hjertecyklussen, kan systolisk gating anvendes til at tidsbestemme billedoptagelsen under den maksimale blodgennemstrømning . Lanzman et al. har for nylig beskrevet brugen af en lovende ny ECG-gated 3D NCE-MRA-teknik til patienter med perifer arteriesygdom, som viser tilstrækkelig billedkvalitet og afsløring af betydelige arterielle stenoser i de nedre ekstremiteter uden behov for eksogent kontrastmiddel.

Steady-State Free Precession MRA

Balancerede steady-state free precession (SSFP)-teknikker er populære til NCE MRA, fordi billedkontrasten bestemmes af T2/T1-forholdet, hvilket fører til iboende lyse blodbilleder med lille afhængighed af blodtilstrømning . Både arterier og vener har lyse signaler med SSFP MRA, hvilket gør denne teknik velegnet til thorakale MRA-applikationer (Figur 10), hvor karrene er større, og hvor evaluering af både arterielle og venøse strukturer er vigtig (f.eks. ved medfødte hjertesygdomme). I kliniske scenarier, hvor venøst signal kan forstyrre fortolkningen af MRA (dvs. renal MRA), kan teknikker til undertrykkelse af venøs indstrømning anvendes på SSFP MRA-teknikker for at opnå rent arterielle MRA-billeder.

I en retrospektiv analyse af François et al. af 23 patienter, der gennemgik både CE-MRA og 3D SSFP af den thorakale aorta, var måling af aortadiameteren stort set ens mellem de to metoder med en markant bedre visualisering af aortakroppen ved hjælp af 3D SSFP. I en separat undersøgelse blev CE-MRA sammenlignet med 3D SSFP til evaluering af pulmonalvener (PV) forud for radiofrekvensablationskirurgi, og 3D SSFP-billederne viste nøjagtige målinger af PV-diameteren med overlegen SNR og CNR . En undersøgelse af Krishnam et al. viste, at frit åndende EKG-gated SSFP MRA af thorakal aorta havde samme diagnostiske sensitivitet og specificitet sammenlignet med CE-MRA hos 50 patienter med mistanke om sygdom i thorakal aorta. Uafhængig kvalitativ og kvantitativ billedanalyse viste, at begge teknikker gav fremragende synlighedsklasser af alle aortakanalsegmenter. SSFP-MRA viste bedre synlighed af aortakroppen og havde højere SNR- og CNR-værdier for alle segmenter, samtidig med at patienten kunne trække vejret frit under billeddannelsen.

3D SSFP-MRA er også blevet anvendt til evaluering af nyrernes arterier. Maki, et al. sammenlignede 3D SSFP MRA med CE-MRA ved 1,5T hos 40 patienter og viste, at 3D SSFP MRA havde en sensitivitet på 100 % og en specificitet på 84 %. På samme måde evaluerede Wyttenbach, et al. 53 patienter med mistanke om stenose af nyrearterier med 3D SSFP og CE-MRA ved 1,5T, hvor 3D SSFP MRA havde en sensitivitet og specificitet på henholdsvis 100 % og 84 %. En undersøgelse af Lanzman et al. sammenlignede billedkvaliteten og synligheden af nyrearterier ved 1,5T og 3,0T og påviste en signifikant gevinst i SNR og CNR ved 3,0T på henholdsvis 13-16 % og 16-23 %, med den største forbedring af den gennemsnitlige billedkvalitet ved de segmentale arterieforgreninger. Gevinsten, selv om den er betydelig, er mindre end forventet ved den teoretisk forventede fordobling af SNR ved 3,0T på grund af SSFP, der er afhængig af kontrast fra T2/T1-forholdet.

Arterial spin labeling (ASL) er en teknik, der kan kombineres med SSFP for at forbedre billedkvaliteten gennem forbedret undertrykkelse af baggrundsvævet. Protoner opstrøms for billeddannelsesfeltet “mærkes” med en inversionspuls for at give kontrast. Baggrundsvæv kan undertrykkes ved at subtrahere det ikke-mærkede billede fra det mærkede blodbillede i to optagelser eller ved at anvende en rumligt ikke-selektiv mærkningsimpuls i hele billeddannelsesfeltet ud over den mærkningsimpuls, der anvendes på de pågældende arterier i en enkelt optagelse . ASL med SSFP giver lyse blodbilleder uden vener med høj SNR, der er særligt velegnet til carotis- og nyrearteriebilleddannelse (figur 11) på grund af den reducerede følsomhed over for flowartefakter . Den komplekse vaskulatur i aorta i forhold til nyrearterierne visualiseres godt med denne teknik, og de første kliniske erfaringer har vist sammenlignelige resultater med CE-MRA hos både raske frivillige og patienter med nyrearterieforsnævring (Figur 12) . Ved at anvende denne type sekvens hos 67 patienter med mistanke om stenose af nyrearterier fandt Glockner et al. at SSFP gav diagnostiske billeder i de fleste tilfælde, men med en højere forekomst af falske positive og negative resultater sammenlignet med CE-MRA.

ASL er begrænset ved at være afhængig af arteriel hastighed for at erstatte blodet i billeddannelsesplanet med mærket blod. I perifere arterier med langsommere strømning kan indstrømningen af mærket blod nærme sig T1 i det omgivende væv og dermed eliminere mærkningseffekten. Dette kan delvist overvindes ved flere optagelser med tyndere plader, men på bekostning af længere billeddannelsestider.

Phase-Contrast MRA

Phase-Contrast (PC) MRA genererer et billede ved at anvende en bipolær hastighedskodningsgradient under pulssekvensen to gange i modsatrettede retninger, hvilket resulterer i en nettofaseændring på nul i stationære væv, mens der anvendes en faseændring i bevægeligt blod, hvorved der produceres et signal. Signalstyrken er proportional med hastigheden af blodet i bevægelse og styrken af den bipolære flowkodningsgradient, som foreskrives ved at indstille værdien Velocity Encoding (Venc). Venc-værdien beskriver den maksimale hastighed, der kan indkodes nøjagtigt uden aliasing, svarende til Doppler-hastighedsmåling. Fase-kontrast-MRA giver således anatomiske billeder af kar ud over hæmodynamiske data om flow, i modsætning til TOF- og CE-MRA-teknikker. Det intravaskulære signaltab på 3D PC MRA ved og distalt fra en hæmodynamisk signifikant stenose (Figur 13) skyldes intravoxelfasespredning relateret til turbulent flow og kan bruges til at vurdere den hæmodynamiske betydning af stenoser . PC MRA kan anvendes til at identificere strømningsretning og -hastighed og har bedre baggrundsundertrykkelse sammenlignet med TOF. Dens anvendelse er begrænset af længere billedoptagelsestider og større følsomhed over for ændringer i blodstrømmens hastighed og størrelse i løbet af hjertecyklussen . Ved 3,0T er der ikke større nøjagtighed i flowmålingerne sammenlignet med 1,5T, men der måles et større signal og mindre støj for en given VENC. Dette gør det muligt at øge VENC, hvilket reducerer aliasing artefakter i områder med højere flow uden at øge den samlede billedstøj til et uacceptabelt niveau .

Traditionelt blev PC MRA udført med trevejs-hastighedskodning uden nogen tidsmæssig information for at opnå et “kompleks-difference” MR-angiogram. Med denne fremgangsmåde blev hver erhvervelse gentaget tre gange med en anden hastighedskompensationsretning og én gang uden flowkompensation. Da der er behov for fire optagelser til 3D PC MRA, er scanningstiderne lange, og billedvolumenet er begrænset. Parallelle billeddannelsesteknikker og 3D-radial undersampling eller VIPR (Vastly undersampled Isotropic Projection Reconstruction) er blevet anvendt til at reducere scanningstiden uden at gå på kompromis med dækning eller opløsning. Desuden har disse teknikker til acceleration af billedoptagelse gjort det muligt at optage tidsmæssige oplysninger ud over standard 3D PC MRA-optagelse, hvilket har resulteret i firedimensionel (4D = tredimensionel rumlig kodning, trevejs hastighedskodning og tid) PC MRA til en række forskellige vaskulære anvendelser. Selv om disse nyere 4D PC MRA-sekvenser kan anvendes til NCE MRA, ligger den fremtidige retning for disse teknikker i den yderligere hæmodynamiske information, der leveres. I modsætning til konventionel todimensionel (2D) PC MRA, hvor det pågældende kar skal være kendt før scanningen, og billedplanet skal foreskrives i scanneren under undersøgelsen, giver 4D PC MRA-teknikker mulighed for at evaluere flowhastighederne i et hvilket som helst kar inden for det billeddannende volumen på forhånd fra den samme optagelse. Desuden kan 4D PC MRA-teknikkerne anvendes til kvalitativ evaluering af de komplekse flowmønstre i det kardiovaskulære system (figur 14) og til ikke-invasiv beregning af forskellige hæmodynamiske parametre, herunder trykgradienter , vægskubspænding og oscillatorisk stressindeks . Implementering af disse teknikker i klinisk rutine er i øjeblikket begrænset af vores evne til at behandle og fortolke den store mængde data, der genereres af disse sekvenser.