头部ASL灌注成像

1、1GE HealthcareDiscovery MR750DISCOVERY MR750全脑三维动脉自旋标记成像全脑三维动脉自旋标记成像3D ASLMR Application Team, ChinaInternal Use Only*GE HealthcareDiscovery MR750w动脉自旋标记成像动脉自旋标记成像 ASL基本概念基本概念 2D FAIR介绍介绍 3D ASL原理原理 3D ASL & PWI比较比较 3D ASL临床应用和病例临床应用和病例MR750动脉自旋标记成像动脉自旋标记成像原理原理，Arterial Spin Labeling动脉自旋标记ASL成像，是一种完

2、全无创的、不需注射造影剂的灌注成像方法，临床应用广泛。动脉自旋标记成像动脉自旋标记成像，是对在成像平面的上游血液进行标记使其自旋弛豫状态改变，待被标记的血流对组织灌注后进行成像。两组对比图像：两组对比图像：标记像标记像，成像区包含静态组织和流入组织的标记血液信息。非标记像非标记像，对成像区进行的非标记血液成像，同样包括静态背景组织信息。灌注像灌注像 = = 标记像标记像 - - 非标记像非标记像灌注像灌注像注：1994年，Edelman等首次提出EPI-STAR动脉自旋标记成像技术。Discovery MR750动脉自旋标记成像分类，动脉自旋标记成像分类，Arterial Spin Label

3、ing动脉自旋标记ASL成像，是一种完全无创的、不需注射造影剂的灌注成像方法，临床应用广泛。动脉自旋标记成像动脉自旋标记成像，根据流动血液标记方式不同分为两类：连续式连续式，CASL，连续标记相应层面近端的动脉血液，被标记的血液连续流入组织。脉冲式脉冲式，PASL，使用选择性的射频脉冲，脉冲式地标记成像层面近端的一个厚块中的血液，等一段时间使标记的血液与组织充分混合，然后成像。连续式连续式脉冲式脉冲式Discovery MR750动脉自旋标记成像分类，动脉自旋标记成像分类，Arterial Spin Labeling动脉自旋标记ASL成像，GE提供FAIR（科研模式）、3DASL（临床模式）两

4、种成像和后处理技术。脉冲式动脉自旋标记成像脉冲式动脉自旋标记成像，根据标记脉冲的对称与否分为：对称式对称式，血流敏感性的交替反转恢复（FAIR）、UNFAIR、FAIRER、FAIREST等。非对称式非对称式，信号靶向交替射频（STAR）、PICORE、TILT、QUIPSS、DIPLOMA等。连续式连续式脉冲式脉冲式Discovery MR750动脉自旋标记成像定量，动脉自旋标记成像定量，Arterial Spin Labeling动脉自旋标记ASL成像，GE提供FAIR（科研模式）、3DASL（临床模式）两种成像和后处理技术。脉冲式动脉自旋标记成像脉冲式动脉自旋标记成像，理论上可以得到三个

5、血液动力学参数：血流量BF（用于临床定量指标）血容量BV（科研理论）平均通过时间MTT（科研理论）FAIR3DASLDiscovery MR750Eur Neurol 2010;64:2126动脉自旋标记成像，动脉自旋标记成像，2D FAIRFAIR成像过程与后处理成像过程与后处理：基于GRE EPI序列。第一次采样，使用选择性翻转脉冲，间隔一段时间后，对相应层面成像，包含血液灌注的信息。第二次采样，使用非选择性翻转脉冲，间隔一段时间后，对相应层面成像，不包含血液灌注的信息。标记像标记像 - - 非标记像非标记像 = = 灌注像灌注像Discovery MR750MRA可见左侧大脑中动脉闭塞，

6、侧枝循环血管形成；FAIR血流量CBF图像中显示相应区域血流量下降，而大脑皮层侧枝循环形成区域血流量增加。MRAFAIR动脉自旋标记成像，动脉自旋标记成像，2D FAIRDiscovery MR750Perfusion +CFAIR增强灌注图像中可见实质性肿瘤血流量明显增加，而FAIR血流量图像与增强灌注区域对应良好。全脑三维动脉自旋标记介绍全脑三维动脉自旋标记介绍，3D ASLFDA认证，认证，Only in GE3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling对流入动脉血液进行连续标记，待标记血液流入脑组织后，进行全脑三维快速成像，对比非标记

7、成像，测量全脑血流量变化。成像特点：成像特点：良好的SAR值控制，1.5秒1000次标记脉冲。基于FSE序列，图像伪影小。三维成像扫描范围广，图像信噪比高。螺旋状K空间填充，扫描速度快。连续标记，动脉血液标记效率高。背景抑制优化，突出血流量信息。Discovery MR7503D ASL CBF (ml/100g/min)注：Siemens与Philips均为基于EPI序列的二维脉冲式ASL。全脑三维动脉自旋标记全脑三维动脉自旋标记成像原理成像原理，3D ASLDiscovery MR750Arterial InflowVenous OutflowSpatiallySelectiveInver

8、sionTissueInverted Spins3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling对流入动脉血液进行连续标记，待标记血液流入脑组织后，进行全脑三维快速成像，对比非标记成像，测量全脑血流量变化。成像过程：成像过程：对流入动脉血液连续标记。被标记的动脉血液进入脑实质，与组织交换。被标记的血液降低脑组织质子信号强度。优化背景组织抑制，消除静脉干扰。标记与非标记组两次分别采集，全脑三维成像。两组图像进行减影，得到血流灌注图像。FDA认证，认证，Only in GE全脑三维动脉自旋标记成像方法全脑三维动脉自旋标记成像方法，3D ASLDisc

9、overy MR7503D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling3DFSE Spiral echo train标记标记 + + 背景抑制背景抑制非标记非标记 + + 背景抑制背景抑制3DFSE Spiral echo trainLabel imageControl imageCBF image全脑三维定位全脑三维定位CBF后处理后处理三维动脉自旋标记脉冲序列三维动脉自旋标记脉冲序列，3D ASLDiscovery MR7503D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling3D Spiral F

10、SE echo trainPulsed Continuous prep + BSsat + background suppressionrf1rf2presatselective inversionlabeling RF Gz Gy Gx LabelingControlLabeling and Control Pulse三维动脉自旋标记扫描参数三维动脉自旋标记扫描参数，3D ASLDiscovery MR7503D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling扫描参数：扫描参数：全脑三维轴位定位4x4x4mm分辨率SPIRAL采集两次采集：标记组与

11、非标记组翻转时间与重复时间：翻转时间与重复时间：脑血流速度快，使用更短PLD时间（1-1.5s）脑血液速度慢，使用较长PLD时间（1.5-2.5s）PLD延长，SNR下降Spiral K-Space临床应用灌注技术的比较，临床应用灌注技术的比较，ASL和和PWIDiscovery MR7503D ASL2D PWI1直接反映组织灌注直接反映组织灌注反映高浓度通过血管时的磁敏感效应，反映高浓度通过血管时的磁敏感效应，大分子造影剂无法通过血脑屏障。大分子造影剂无法通过血脑屏障。2不需要造影剂不需要造影剂需要造影剂需要造影剂高压注射器团注高压注射器团注3操作简单易行，重复性好操作简单易行，重复性好操

12、作复杂，随访麻烦操作复杂，随访麻烦4FDA无无FDA5半定量半定量CBF，与，与PWI相关性好相关性好半定量半定量CBF，CBV，MTT，TTP6可采用可采用GRE或或FSE序列，磁敏感伪影小；序列，磁敏感伪影小；并且并且SPIRAL采集可减轻运动伪影。采集可减轻运动伪影。必须使用必须使用EPI序列，磁敏感伪影重序列，磁敏感伪影重三维动脉自旋标记临床应用三维动脉自旋标记临床应用，3D ASLDiscovery MR7503D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling3DASL应用优势：应用优势：1.使用方便，信噪比高，伪影小，可以减轻运动伪影。

13、2.2D FAIR或EPISTAR灌注稳定性差，临床应用不稳定。3.增强灌注扫描可操作性差，随访增强灌注扫描可操作性差，随访应用不方便。应用不方便。临床应用：临床应用：1.脑占全身重量的2，但脑血流量相当于心输出量的15%（750ml/min)。2.耗氧量大，占全身耗氧量的203.氧依赖性高，耐氧性最差，缺乏有效的无氧代谢机制。4.对运动伪影敏感，运动所导致的像素信号改变会远远大于灌注所导致的信号改变。5.脉冲式标记信噪比低但能减少SAR值，连续式标记信噪比高但对于系统硬件要求高。三维动脉自旋标记临床应用三维动脉自旋标记临床应用，3D ASLDiscovery MR7503D ASL, Pse

14、udo-continuous Arterial Spin Labeling注意事项：注意事项：1.增强扫描后不能做3DASL。2.不适用于矢状或冠状面扫描。3.扫描分辨率不能过高扫描分辨率不能过高，否则信噪比过低。4.假牙等金属的存在会影响动脉血假牙等金属的存在会影响动脉血流标记。流标记。临床应用：临床应用：脑血管疾病：儿童，新生儿，甚至胎儿。脑血管疾病：缺血，梗塞，血管畸形。肿瘤性疾病，恶性肿瘤分级。慢性退行性改变：AD，Parkinsons Disease。感染或炎症性疾病。癫痫。随访。三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASLDiscovery MR750T1Fla

15、ir, T2FSEDWI, b=3000CBV Perfusion +CCBF Perfusion +C颅内占位，颅内占位，3DASL与与PERFUSION对照观察对照观察常规T1T2图像中右颞叶占位肿块，中央液体坏死信号，瘤周大范围水肿，高b值弥散图像可见肿瘤实质与正常脑实质对比更好。3DASL图像中，实质肿块血流量增加，水肿区域血液量减低，增强灌注图像中可见实质性肿瘤血流量明显增加，3DASL血流量图像与增强灌注区域对应良好。而CBV中，肿块实质血液量未见明显增加。3DASL CBF三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASLDiscovery MR750T1+CCBV

16、 Perfusion +CCBF Perfusion +C右侧额叶占位右侧额叶占位常规T1增强表现与3DASL CBF对应良好。3DASL CBFCBF 3DASL左中颅窝脑膜瘤左中颅窝脑膜瘤常规T1增强表现与3DASL CBF、增强灌注CBF对应良好。Discovery MR750三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASLT1FLAIRCBF 3DASLT1FSPGR +CCBF Perfusion颅内占位术后复查，颅内占位术后复查，3DASL与与PERFUSION对照观察对照观察T1平扫及增强图像，未见明显异常肿块影。3DASL对照PERFUSION血流量图，均未发现

17、血流量异常增加区域，两者对照良好。3D ASL CBFCourtesy: Dr Tanenbaum, Mt. Sinai School of Medicine, USABRAVO +CCube T2Cube T2 FLAIRDiscovery MR750三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL胶质瘤术后复查，胶质瘤术后复查，3DASL与常规扫描与常规扫描CUBE T2和T2FLAIR可见手术区域大片水肿信号。T1BRAVO增强扫描未见明显强化肿块形成。3DASL流量图，相应区域血流量下降，未发现血流量异常增加区域。Discovery MR750三维动脉自旋标记成像病例，

18、三维动脉自旋标记成像病例，3D ASLT2FLAIRADCDWI b=1000CBF 3DASL59岁男性，发热一周，突然失语岁男性，发热一周，突然失语T2左颞叶片状高信号，无明确边界，DWI呈高信号，ADC值下降，而3DASL CBF图像中病变区域血流量明显增强，因此怀疑感染性病变（ HSV-1 encephalitis ）。Courtesy: Dr Zaharchuk, Stanford, US and Dr Richard Watts, NZDiscovery MR750三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASLT2FSEPerfusion CBF3DASL CBF

19、女性女性49岁，岁，AVM，3DASL与与PERFUSION对对照照常规T2图像中，左侧侧脑室后角可见片状混杂信号，中心多发流空低信号，伴周围水肿。3DASL的CBF血流量图像中，肿瘤中可见明显增加的血流量。增强灌注CBF图像中，肿瘤同样表现为高灌注血流量。3DASL与增强灌注CBF之间对照良好。Discovery MR750三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL右侧大脑中动脉闭塞，右侧大脑中动脉闭塞，3DASL与增强与增强PERFUSION对照观察对照观察T2Flair图像，左侧基底节多发软化灶，右侧大脑半球基本正常。MRA图像，右侧大脑中动脉闭塞，对应区域3DAS

20、L图像中脑血流量下降。而增强PERFSUION图像中，CBF为正常表现，MTT图像中相应区域通过时间延长。分析：增强PERFUSION无法反映侧枝循环形成后脑实质直接灌注的情况，增强PERFUSION到达时间与3DASL对应较好。CBF 3DASL3D TOF MRACBF PerfusionArrival Time PerfusionT2FlairDiscovery MR750三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL右侧大脑中动脉闭塞，右侧大脑中动脉闭塞，3DASL与增强与增强PERFUSION对照观察对照观察MRA图像，右侧大脑中动脉闭塞，对应区域3DASL图像中脑血流量下降。增强PERFSUION图像中，CBV表现基本正常，MTT仅略有变化，TTP图