头部ASL灌注成像
缺血性脑卒中灌注成像
缺血性脑卒中灌注成像展开全文来源：东南大学附属中大医院医学影像科Case1、两侧灌注对称Case2、右侧大脑半球MTT及TTP轻度延长Case3、右侧大脑半球灌注减低，CBV增高，I3-II1期，顶叶梗塞灶Case4、右侧顶颞叶梗塞灶Case5、左侧大脑半球侧枝丰富，过度灌注Case6、缺血半暗带，梗死核心左枕叶缺血性脑卒中灌注成像1、灌注定义：灌注是血流通过毛细血管网，将携带的氧和营养物质输送给组织细胞的重要功能。
灌注成像是建立在流动效应基础上成像方法。
（1）磁共振灌注成像（MRP）：A、动态磁敏感性对比增强磁共振成像；成像对象：含造影剂的血液（短T2*）B、动脉自旋回波标记(ASL)；成像对象：磁化标记的血液中的氢质子；可得到只包含灌注信息的CBF图，不需外源性对比剂。
（2）CT灌注成像（CTP）：静脉注射对比剂同时，进行连续多次同层扫描，以获得脑组织的时间密度曲线（TDC），反映的是对比剂在脑组织中浓度的变化，间接反映脑灌注量的变化。
2、灌注成像参数脑血流（CBF）：以每100g脑组织每分钟的血流毫升数[ml/（100g.min）]。
脑血容量（CBV）：每100g脑组织内含血量[ml/100g]。
达峰时间（TTP）：自造影剂到达成像脑区的主要动脉时开始，至造影剂达到最大量的时间(s)。
平均通过时间（MTT）：造影剂从颅内的动脉侧到静脉侧所需要的时间，所有通过时间的平均值(s)主要反映的是对比剂通过毛细血管的时间，该值大，说明微循环不畅。
CBF=CBV/MTT 正常脑血流接受自动调节而在窄幅范围内波动。
脑缺血时，CBV下降或升高，取决于脑的自动调节的能力。
CBF：正常灰质约为：80ml/（100g.min）；白质为：20ml/（100g.min）；CBV：约为4-5ml/100g组织。
CBF：与相应非缺血侧脑区的CBF值相比，CBF下降大于60%正常对应区可准确诊断脑缺血区。
CBV：CBV＜2.5ml/100g提示脑梗死；CBV下降超过60%，可确诊脑缺血。
灌注成像（3）ASL
灌注成像（3）ASL近年来磁共振每年一项新技术成熟地应用于临床，ASL就是其中之一，它无需使用钆对比剂，可以简单、快速地获得组织灌注的信息，已经广泛应用于临床。
作者：星尘stari来源：1影1世界编审：薛伟ASL技术近年来磁共振每年一项新技术成熟地应用于临床，ASL就是其中之一，它无需使用钆对比剂，可以简单、快速地获得组织灌注的信息，已经广泛应用于临床。
1概念ASL（Arterial Spin Labeling），中文叫动脉自旋标记灌注成像技术。
灌注，是血流通过毛细血管网，将携带的氧和营养物质输送给组织细胞的重要功能。
灌注成像是定量或半定量观察血管和组织液之间物质交换过程的方法。
ASL也是一样。
只不过，ASL是一种不使用钆对比剂的方法，它是将动脉血中的氢质子作为内源性示踪剂的新型灌注技术。
1原理从其名字就能够知道，ASL是利用人体动脉血中的质子，作为内源性示踪剂，自身标记，来观察组织灌注过程。
在日常工作中，简单理解其过程是这样的：利用射频脉冲标记颈动脉血流，经过一段时间，等它流经大脑时采集图像，利用控制图像减去标记图像，就要以得到灌注图像ASL了，一般ASL只能得到CBF 一个参数的定量图。
话说起来简单，其实这中间还有很多具体的操作细节，直接影响灌注的成功与否，影响图像质量。
下面展开介绍：1内源性标记方法目前，ASL较成熟的应用是大脑灌注，其它部位的ASL都还处于研究阶段。
在头部的应用，应该标记大脑的流入动脉，也就是在颈动脉放置射频脉冲带，来标记流入大脑的动脉血中的质子。
它在成像平面近端对动脉血中的水分子进行180度反转脉冲标记, 自旋弛豫状态改变后的水质子经过一段时间后对组织进行灌注, 并在成像层面与组织中没有标记过的水质子进行交换, 引起局部组织纵向弛豫时间T1 发生改变, 这时采集到的图像即为标记图像, 它的信号强度与成像区域的血流有关。
为了更好地控制各种干扰因素，需要对流入颈动脉的血流进行标准化的处理，也就是说给一个180度翻转脉冲，紧接着再给一个180度翻转脉冲，这样处理的结果就是流入颈动脉的血流，完全一致的相位。
动脉自旋标记脑灌注MRI技术规范化应用专家共识
动脉自旋标记脑灌注MRI技术规范化应用专家共识2016年11月中华放射学杂志，第50卷第11期第817页-第824页动脉自旋标记（arterial spin labeling, ASL）是利用血液中水分子作为内源性、可自由扩散示踪剂进行颅脑灌注成像的MRI技术。
ASL技术提出至今已有20余年[1]，经历了多个发展阶段。
随着ASL技术的不断进步，尤其是近年来准连续式ASL（pseudo-continuous ASL, pCASL）序列的应用，其图像质量、成像范围、成像速度有了极大的提高，逐渐受到影像学和神经科学工作者的关注，并越来越多地应用于科研和临床工作。
为规范ASL技术的应用，2012年10月，国际医学磁共振协会（international society for magnetic resonance in medicine, ISMRM）、欧洲ASL和痴呆研究小组（European consortium ASL in dementia，AID）起草了ASL技术及应用的白皮书，书中就扫描参数、图像后处理及临床应用范围提出了建设性意见，这一举措引领ASL技术的应用开始走向规范化道路[2]。
鉴于ASL技术的扫描策略和操作要点在我国尚缺乏统一标准，应用不够规范，给本技术在临床及科研工作的推广带来了困难。
因此，建立相对统一的扫描参数，采用最优的扫描策略，将有利于本技术的开展和推广。
基于此，中华医学会放射学分会质量管理与安全管理学组和磁共振学组部分相关专家编写了《动脉自旋标记脑灌注MRI技术规范化应用专家共识》，就ASL技术的成像原理、分类、推荐最优扫描策略、扫描注意事项、ASL图像判读注意事项、图像后处理及临床应用等做出了介绍和推荐，以期规范我国ASL技术操作流程和临床应用范畴，提高相关工作人员对本技术的认识。
一、ASL基本成像原理解读ASL的成像基本原理是采集两次数据，生成一对标记像及对照像。
标记像与对照像中的静态组织信号无差别，差别在于流入的血流有无被反转。
头部ASL灌注成像
MR750
* GE Healthcare Discovery MR750w
动脉自旋标记成像原理, Arterial Spin Labeling
Discovery MR750
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: 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，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。
PLD时间（1.5-2.5s） PLD延长，SNR下降
Discovery MR750 Spiral K-Space
临床应用灌注技术的比较, ASL和PWI
Discovery MR750
3D ASL
2D PWI
1
直接反映组织灌注
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。
2
不需要造影剂
连续式
脉冲式
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。
动脉自旋标记成像定量, Arterial Spin Labeling
脉冲式动脉自旋标记成像，理论上可 以得到三个血液动力学参数:
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）
Discovery MR750
Eur Neurol 2010;64:21–26
FAIR
3DASL
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。
动脉自旋标记成像, 2D FAIR
FAIR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
动脉自旋标记灌注MR成像（ASL-MRI）
动脉自旋标记灌注MR成像（ASL-MRI）摘要：灌注成像（Perfusion Imaging）可以用来评价组织的生理活动，基于磁共振（Magnetic Resonance, MR）的灌注成像质量好、安全性高。
利用MR可以使用外源性示踪剂进行MR灌注成像，也可以应用内源性示踪剂进行动脉自旋标记（Arterial Spin Labeling，ASL）灌注成像。
本文主要介绍利用ASL技术进行灌注成像的发展历史、基本原理、最新前沿及应用（发展的新动态、新趋势、新水平、新原理、新技术、新应用等）以及仍然存在的问题。
关键词：灌注成像；动脉自旋标记；磁共振成像背景灌注（Perfusion）是指血液通过毛细血管网与组织进行氧、养分及代谢物交换，维持组织器官的活性和功能的过程。
灌注过程中，携带含氧血红蛋白的动脉血给细胞供氧并带走代谢产生的CO2，形成带有脱氧血红蛋白的静脉血。
灌注成像可以很好地评价组织生理活动。
在ASL成像中，灌注一般指的是血流量（Blood flow）。
血流的定量测量基于物质守恒的费克定律（Fick principle），通过测量组织中示踪剂的浓度，假设已知部分系数（partition coefficient）λ 和动脉中示踪剂的浓度，可以计算得到血流量 f（mL/(100g组织·min)）。
正电子发射断层成像（PET）和单光子发射断层成像（SPECT）都可以定位放射性核素的发源地，从而对血流量进行测量。
其中，PET背景噪声较低，是目前最准确的灌注测量技术。
这两种技术采用连续注入半衰期较短示踪剂，示踪剂随血流在组织内分布和聚集，根据示踪剂局部积累和衰减情况及进行定量评价；而ASL MRI 则利用标记过的水作为示踪剂，通过标记水和组织进行交换来定量灌注，T1 弛豫提供一个可测量的衰减率。
ASL MRI 技术因其不需要外源性示踪剂，无辐射而在灌注方面得到广泛的应用。
发展历史1992年，Detre等人用连续的RF脉冲链来标记颈部动脉（CASL），成功地得到了大鼠脑部灌注图像。
ASL动脉自旋标记灌注成像
以MRA为标准，分为闭塞组与非比赛组
闭塞组35人 闭塞组37个病灶（一个病人 有多个部位阻塞）
多部位损伤 多部位狭窄（数据没有还原）
117名研究对象
数据见以结果1、2、3
非闭塞组82人
8
方法：对171名患者进行MRA、SWI、ASL 、Flair图像分析，以MRA为一般标 准，用配对卡方检验来比较SWI、ASL在定位血管闭塞中的敏感性。 图像分析的要求： 所有的图像经肉眼分析以下方面：（1）DWI图像上弥散障碍的部位、大小， 是否为多发（2）FLARI图像中血管或损伤部位信号（3）SWI磁敏感血管征象 （4）MRA中血管狭窄或闭塞（5）ASL明亮血管影 MRA一旦显示出血管狭窄或闭塞，就能确定其位置.根据ASL明亮血管出现， 分析阻塞或狭窄部位如下：(1)近端(2)远端或（3）近端或远端的阻塞部位。
6
入组标准及方法 搜集了从2014年1月到2014年4月被怀疑急性脑卒中度患 者的MRI图像。其中117名患者的磁共振图像有病灶。54 名患者被排除的原因有以下几点：⑴无ASL图像⑵图像质 量差（采集时间不足或有伪影）（3）颅脑外血管阻塞， 而没有足够的血管标记。因此，117名患者被纳入研究范 围。
4
ASL明亮血管征象在急性脑卒中患者定位闭塞血管的应用 Bright Vessel Appearance 明亮血管征象 ？？
5
背景： 一些研究表明，动脉自旋标记（ASL）灌注加权成像（PWI）可以检测在急 性脑卒中低灌注及灌注–扩散不匹配现象。比起灌注磁共振成像，动态磁敏 感造影灌注成像有良好的相关性。 最近，在工作中，动脉自旋标记（ASL）灌注加权成像(PWI)被加入到评估 急性脑卒中中，随着应用的逐渐增多，我们遇见急性脑卒中病人，用ASL明 亮血管可以找到其梗塞部位。据我们所知，ASL的敏感性在急性脑卒中的应 用尚未阐明。因此，这项研究的目的是：评估是否可用ASL明亮血管征象定 位急性脑卒中闭塞的血管。
ASL脑灌注成像技术临床应用及研究进展ppt课件
采用EPI采集，磁敏感伪影 采用FSE采集，有效克服
明显
磁敏感伪影
2D采集，成像范围有限
3D采集，大范围成像
对运动伪影敏感
Spiral采集高效快速，有 效克服运动伪影
图像质量不稳定
图像信噪比明显提高
6
3D ASL技术简介 3D ASL临床应用 3D ASL研究进展
7
脑膜瘤 海绵状血管瘤
3
采用可弥散的示踪剂进行成像的方法 15O-Water PET 放射性损伤、成本高 Xenon CT 放射性损伤、舒适性差 ASL MRI 99Tc-HMPAO SPECT（Microsphere-like tracers）放射性损伤、半定量
采用不可弥散的示踪剂进行成像的方法 CTP DSC MRI
24
有很好的一致性 CBF的侧值无明显差异 ASL 更有利于显示治疗后的过度灌注 (luxury perfusion)
Hernandez D a, etc. Pseudocontinuous arterial spin labeling quantifies relative cerebral blood flow in acute stroke. Stroke. 2012;43:753–8. Wang DJ, etc. The value of arterial spin-labeled perfusion imaging in acute ischemic stroke: comparison with dynamic susceptibility
磁共振3D-ASL脑灌注成像技术联合DWI诊断急性脑卒中的价值
磁共振3D-ASL脑灌注成像技术联合DWI 诊断急性脑卒中的价值【摘要】目的研究磁共振3D-ASL（三维连续动脉自旋标记）脑灌注成像技术联合DWI（弥散加权成像）在急性脑卒中诊断上的临床价值。
方法共选取2020年8月——2022年8月在我院接受治疗的急性脑卒中患者70例作为主要对象，所有患者均接受磁共振3D-ASL脑灌注成像技术联合DWI检查，对检查结果进行总结。
结果 70例患者经DWI检查提示高信号表现位于DWI梗死区域，低信号改变位于ADC图像上。
58例患者的3D-ASL的CBF图像梗死区低灌注，6例患者梗死区域无灌注异常表现，6例患者梗死区域表现为高灌注。
58例低灌注表现患者中有28例患者的低灌注区域超过DWI高信号范围，低灌注区域和DWI高信号范围相同。
梗死区域和对侧区域的ADC值、rCBF值比较，有统计学意义（P＜0.05）。
结论磁共振3D-ASL脑灌注成像技术联合DWI在急性脑卒中诊断上的临床价值显著，可全面观察梗死附近的高灌注情况和侧支循环情况，可对疾病做出早期诊断，并为治疗效果和预后评估提供科学依据。
【关键词】磁共振3D-ASL脑灌注成像技术；弥散加权成像；急性脑卒中；诊断价值急性脑卒中在临床上属于常见的急症，患者起病急，病情进展速度快，需要在明确病情后立即予以针对性治疗，最大程度上降低患者残疾和死亡的风险，提高患者的生存质量。
对于急性脑卒中患者而言，发病后的6h是黄金抢救时间，而越早确诊、越早治疗，抢救效果和预后越好。
目前临床上对于急性脑卒中多是定性诊断，确诊时患者的卒中症状已经发生较长时间，无法明确梗死区、缺血半暗带区域血流情况以及再出血的发生风险等[1-3]。
磁共振3D-ASL脑灌注成像技术、DWI技术目前在急性脑卒中诊断上逐渐得到了应用，将两者相结合可提高诊断的准确性，更准确、更全面地评估患者情况。
现共选取70例急性脑卒中患者，旨在进一步探究和评价磁共振3D-ASL脑灌注成像技术联合DWI的临床价值，汇总如下。
磁共振脑灌注成像技术
磁共振脑灌注成像技术
ASL（arterial spin labeling）是MR灌注成像技术的一种分析方法，是利用内源性示踪剂的动脉自旋标记技术，即采用反转脉冲标记动脉血中的质子，将标记前后采集的图像进行减影，从而获得组织灌注参数图。
根据标记方法不同分为2D采集、EPI采集；根据脉冲采集类型分为：连续式ASL（CASL），脉冲式ASL（PASL）；脉冲式标记对动脉通过时间更敏感，信噪比较低；连续式标记能降低动脉通过时间的影响，信噪比高，对设备要求高，射频能量高，不能应用于临床。
ASL完全无创性检查，可重复性强，简单易行。
主要参数CBF。
ASL在近几年有了显著的发展，已应用于临床，潜在的取代了血氧水平依赖性（BOLD）功能MRI在神经科学研究中的地位。
ASL技术已应用于脑、心脏、肺、肾、骨骼肌的灌注研究中，尤其是对脑组织的研究应用更为广泛和深入，主要集中于对脑缺血、脑肿瘤、Alzheimer病、癫痫以及外伤等中枢神经系统常见疾病的研究。
传统ASL与3DASL的对比：
传统ASL：采用EPI采集，对礠敏感伪影明显，2D采集，成像范围有限，对运动伪影敏感；
3DASL：采用FSE采集，有效克服礠敏感伪影，3D采集，成像范围大，Spiral采集高效快速，有效克服运动伪影。
抑郁障碍：ASL测量脑灌注改变
抑郁障碍：ASL测量脑灌注改变目的：用ASL方法评估RDD、NDD闹灌注的改变，并与HC做对照。
方法：RDD24例，NDD37例，HC42例。
所有被试均用3.0T磁共振扫描ASL和EPI 图像，并且得到平均灌注权重图像。
使用VBA的方法。
选取双侧海马旁回、丘脑和豆状核为ROIs。
结果：NDD左侧前额叶较对照组灌注下降，边缘-纹状体区域灌注增加（p<0.05）。
RDD表现为双侧额叶和双侧丘脑灌注下降（p<0.05）。
与RDD相比NDD边缘-纹状体区灌注较高（p<0.05）。
ROIs分析发现，NDD左侧海马（p=0.045）、右侧海马（p=0.001）、右侧豆状核（p=0.049）血流灌注增加。
结论：本研究发现RDD的脑区灌注和NDD存在差异。
支持RDD双侧前额叶激活降低的说法；而NDD左侧额叶灌注激活减低的同时显示出是双侧边缘系统激活的增加。
前言：尽管抑郁症的治疗效果很好，但仍有将近30%的患者对抗抑郁治疗反应较差，可分为难治性抑郁障碍（RDD）和非难治性抑郁障碍（NDD）。
PET和SPECT 研究发现患者有脑区灌注异常，但研究结果并不一致，这些矛盾显示了抑郁障碍神经病理的复杂性，而这又可能与疾病的发展和治疗反应相关。
因此本研究以研究RDD和NDD的闹灌注表现，或许这可以帮助我们早期识别患者的疾病类型提供影像学方法。
我们用ASL来测量脑区灌注，与PET和SPECT相比，ASL的优点是不需要放射源，同时也不需要注射造影剂。
我们研究的目的是用ASL比较RDD、NDD以及HC的脑区灌注差异。
被试：知情同意，汉族，右利手，DSM-IV抑郁障碍诊断标准，16-60岁；排除：双向障碍，重大躯体疾病，精神科治疗史，心血管疾病，服用心血管药物，酒精或药物滥用。
最终入组61例患者，入组前都没有抗抑郁治疗史，用HRSD-17和GIS 评估严重程度。
磁共振当天HRSD≧18，GIS≧4。
MRI扫描后给予患者抗抑郁治疗（三环类、SNRIS、SSRIs）。
磁共振asl序列 -回复
磁共振asl序列-回复磁共振（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种非侵入性的医学成像技术，利用磁共振信号来获取人体组织的详细结构和功能信息。
MRI 技术可以通过不同的序列（sequence）来突出呈现不同的组织特征，其中，ASL序列（Arterial Spin Labeling）是一种新兴的血流成像技术，可以提供脑血流的定量评估。
ASL序列是一种利用磁共振技术测量脑血流的方法，通过将磁共振的敏感磁场引导到灌注水或磁共振对比剂所在的位置，从而对血流进行定量评估。
相比于传统的磁共振血流成像技术，ASL序列无需注射对比剂，无放射性，非常适合长期监测患者的脑血流。
首先，为了实现ASL序列的测量，我们需要一台配备ASL功能的MRI设备。
ASL序列通常需要选择合适的重复时间（repetition time，TR）、翻转角度（flip angle）、标记时间（labeling time）、TE值（echo time）等参数，以及脑血流图像的空间分辨率和切片厚度。
在完成序列设置后，我们可以开始进行ASL序列图像的获取。
ASL序列的获取过程包含以下几个步骤：1. 静息态：在进行ASL序列测量前，患者需要保持静息状态，通常需要避免某些干扰因素，如咀嚼、眨眼等，以确保获得准确的血流信息。
2. 标记：在标记步骤中，通过向颈部或头部引导一束短暂的高密度自由感应（radio frequency，RF）脉冲，将水或血液中的磁共振成分标记为特定的状态。
这种标记通常通过选择一个合适的标记时间和标记位置来实现。
3. 功能成像：在标记后，我们需要进行功能成像来获得血流信息。
功能成像使用重复时间（TR）和翻转角度（flip angle）来控制序列的时间和空间分辨率。
通过获取一系列的图像切片，可以获得血流的三维分布情况。
4. 重建：完成数据采集后，我们需要进行图像重建。
重建时需要注意选择合适的滤波算法和重建参数，以确保重建图像的质量。
动脉自旋标记脑灌注成像的原理及其临床应用
标记像包含静态组织及流入组织标记血的信息
控制像为了消除静态组织的信号,预先对成像 区进行一次未标记血成像。 灌注像=标记像-控制像（只包含灌注信息）。
2009－08－20
一、ASL成像原理及方法
ASL技术根据标记方式不同分为二类：
连续式(continuous arterial spin labeling,
2009－08－20
概
述
ASL最早由Detre于1992年提出并在老鼠身上实 验成功 ,Roberts于1994年应用于人体上也取 得成功 。 ASL作为一种完全无创性的、不需注射对 比剂
的新的灌注成像方法已被临床逐渐应用。
2009－08－20
一、ASL成像原理及方法
ASL：是对在成像平面的上游血流进行标记使其
1.2 脑肿瘤
Weber研究发现胶质瘤与转移瘤水肿区的rCBF分 别为1.31±0.97和0.39±0.19, 有显著性差异。
病理检查转移瘤周围的血管性水肿仅有组织间隙
水分的增加而无肿瘤组织的浸润, 水肿区rCBF降 低与水肿压迫毛细血管有关; 而胶质瘤周围则存 在血管源性水肿和不同程度的肿瘤细胞浸润, 常 有血流量的增加。
2009－08－20
二、ASL应用现状
1.3 其他脑疾病
ASL已被用于中枢神经系统的许多其他疾病, 包 括癫痫、抑郁症及Alzheimer病等,也可用于脑损 伤的动物模型。
目前, 脑功能MRI作为研究热点之一, 已成为探
索感觉、运动及认知功能的重要方法。在不同的 功能状态下, CBF、CBV均会发生变化, 因此ASL 可通过监测CBF的变化, 加深对脑功能的认识。
脑ASL灌注成像：临床应用方兴未艾
脑ASL灌注成像：临床应用方兴未艾Arterial Spin Labeling Perfusion of the Brain: Emerging Clinical ApplicationsAuthors ListSven Haller, MD, MScGreg Zaharchuk, MD, PhD，David L. Thomas, PhD，Karl-Olof Lovblad, MD，Frederik Barkhof, MD，Xavier Golay, PhDAdditional InformationFrom Affidea Centre Diagnostique Radiologique de Carouge, Clos de la Fonderie 1, 1227 Carouge, Switzerland (S.H.);Dept of Surgical Sciences, Div of Radiology, Uppsala Univ, Sweden (S.H.);Dept of Neuroradiology, Univ Hosp Freiburg, Germany (S.H.);Faculty of Medicine Univ of Geneva, Switzerland (S.H.);Dept of Radiology, Stanford Univ, Stanford, Calif (G.Z.);Univ College London, Inst of Neurology, London, England (D.L.T., X.G.);Dept of Diagnostic and Interventional Neuroradiology, Geneva Univ Hosps,Switzerland (K.O.L.);Dept of Radiology & Nuclear Medicine and PET Research, VU Univ Medical Ctr, Amsterdam, the Netherlands (F.B.);and Insts of Neurology and Healthcare Engineering, Univ College London, England (F.B.).Address correspondence to S.H. (e-mail:*********************).•Abstract••Full Text••Figures••References••Supplemental Materials••Cited by••PDFArterial spin labeling (ASL) is a magnetic resonance (MR) imaging technique used to assess cerebral blood flow noninvasively by magnetically labeling inflowing blood. In this article, the main labeling techniques, notably pulsed and pseudocontinuous ASL, as well as emerging clinical applications will be reviewed. In dementia, the pattern of hypoperfusion on ASL images closely matches the established patterns of hypometabolism on fluorine 18 fluorodeoxyglucose (FDG) positron emission tomography (PET) images due to the close coupling of perfusion and metabolism in the brain. This suggests that ASL might be considered as an alternative for FDG, reserving PET to be used for the molecular disease-specific amyloid and tau tracers. In stroke, ASL can be used to assess perfusion alterations both in the acute and the chronic phase. In arteriovenous malformations and dural arteriovenous fistulas, ASL is very sensitive to detect even small degrees of shunting. In epilepsy, ASL can be used to assess the epileptogenic focus, bothin peri- and interictal period. In neoplasms, ASL is of particular interest in cases in which gadolinium-based perfusion is contraindicated (eg, allergy, renal impairment) and holds promise in differentiating tumor progression from benign causes of enhancement. Finally, various neurologic and psychiatric diseases including mild traumatic brain injury or posttraumatic stress disorder display alterations on ASL images in the absence of visualized structural changes. In the final part, current limitations and future developments of ASL techniques to improve clinical applicability, such as multiple inversion time ASL sequences to assess alterations of transit time, reproducibility and quantification of cerebral blood flow, and to measure cerebrovascular reserve, will be reviewed.© RSNA, 2016Learning Objectives:After reading the article and taking the test, the reader will be able to:1.■ Describe the technical principles of arterial spin labeling2.■ Discuss the limitations and pitfalls of ASL3.■ Discuss the role of ASL in neurodegenerative and cerebrovascular disease, arteriovenous malformation, epilepsy, neoplasms, and neurologic disorders4.■ Discuss the use of ASL to measure cerebrovascular reserve using a vascular challengeConclusionAlthough ASL has been around for more than 2 decades, it only recently began to make the transition from a research toolto clinical use due to increasing awareness of radiologists and clinicians of its capability and technical improvements that have made this approach more reliable and available as product sequences on MR imaging platforms. For many diseases, including dementia, vascular diseases, neoplasms, and various psychiatric diseases, ASL provides additional and complementary information to that available from structural MR imaging. Current methodological developments aim to increase the robustness and decrease interimager variability of CBF estimation.Essentials1.■ Due to the close link between brain metabolism and perfusion, patterns of fluorine 18 fluorodeoxyglucose PET closely resemble those of arterial spin labeling (ASL).2.■ ASL complements structural information of standard MR imaging in neurocognitive decline and may allow early diagnosis of dementia.3.■ ASL may depict mismatch perfusion in acute stroke and help identify tissue at risk in chronic cerebrovascular disease.4.■ ASL may depict arteriovenous shunting in arteriovenous malformation and fistulas.5.■ ASL may be used to localize the epileptogenic focus in seizure disorders.6.■ In neoplasms, ASL may replace standard gadolinium-enhanced dynamic susceptibility contrast-enhanced imaging, notably in patients with allergies or renal insufficiency or in children.7.■ ASL may help detect subtle functional changes in psychiatric disorders such as posttraumatic stress disorder ormild traumatic brain injury, where standard structural MR imaging typically provides no detectable anomaly.8.■ Emerging new applications of ASL include superselective ASL to map vascular territories and cerebrovascular reserve imaging.9.All Figures10.11.12.Figure 1:13.ASLarterial spin labeling labeling schemes. A, In PASLpulsed ASL, an inversion slab is placed proximal to the imaging volume to label blood in the arterial feeding vessels supplying the brain. The pulse is short (∼10 msec) and all the blood is inverted simultaneously. B, In PCASLpseudocontinuous ASL, the inflowing arterial blood is continuously inverted as itflows through the labeling plane by means of a process known as flow-induced adiabatic inversion. The PCASLpseudocontinuous ASL labeling pulse train is typically applied for a period of approximately 1–2 seconds.14.15.16.17.18.Figure 2:19.Differences in labeling degree of ASLarterial spin labeling bolus for PASLpulsed ASL (left column) and PCASLpseudocontinuous ASL (right column). The top row shows the temporal profile of the bolus (1 = fully inverted; 0 = fully relaxed). Since the PASLpulsed ASL inversion slab is inverted at a single point in time (t = 0 on this graph), all the inflowing arterial blood undergoes the same amount of T1 recovery at all timepoints after this. In PCASLpseudocontinuous ASL, blood is labeled as it flows through the inversion plane and recovers en route to the imaging volume. A–D show the degree of labeling remaining at several time points after the start of labeling (t = 0): A, t = 0; B, t = arterial arrival time (ATT); C, t = bolus duration (τ); D, t = ATT + τ. Color scale represents the range from fully inverted (red) to fully relaxed (blue). It can be seen that the PCASLpseudocontinuous ASL labeling process produces a bolus with a higher overall degree of inversion than does the PASLpulsed ASL, resulting in a higher intrinsic SNRsignal-to-noise ratio for PCASLpseudocontinuous ASL.20.21.22.23.24.Figure 3:25.Example of an underestimation of relative CBFcerebral blood flow (relCBF) in ASLarterial spin labeling due to a proximal vessel stenosis. A, The estimated relative CBFcerebral blood flow based on DSCdynamic susceptibility contrast perfusion is within normal limits. B, In contrast, the relative CBFcerebral blood flow estimated by using a standard single–inflow-time ASLarterial spin labeling sequence demonstrates marked reduction in the left anterior and middle cerebral artery territories. The origin of this discrepancy is the increased perfusion delay, illustrated on, C, DSCdynamic susceptibility contrast-derived delay map, which exactly matches the altered perfusion in ASLarterial spin labeling due to the presence of a high-grade stenosis of the left internalcarotid artery on, D, time-of-flight (TOF) image. The underlying principle is explained in E. The normal perfusion time series of DSCdynamic susceptibility contrast imaging (solid black line) is shifted to the right due to the presence of a proximal vessel stenosis and slower collateral flow (dotted line). DSCdynamic susceptibility contrast imaging acquires an entire time series, this shift in the bolus arrival simply causes a shift of the estimated curve, and the relative CBFcerebral blood flow can be accurately estimated in DSCdynamic susceptibility contrast. In contrast, a single–inflow-time ASLarterial spin labeling sequence with a standard inflow time (indicated by the vertical line) will underestimate the true perfusion simply because it is too early with respect to the peak of the perfusion curve.26.27.28.29.30.Figure 4:31.Examples of dementia. Transverse FDGfluorine 18 fluorodeoxyglucose and ASLarterial spin labeling images of, A, a healthy individual (male; age, 57 years; Mini-Mental State Examination [MMSE] score, 30), B, patient with ADAlzheimer disease (male; age, 52 years; MMSE score, 19), and, C, patient with frontotemporal lobar dementia (female; age, 53 years; MMSE score, 26). Functional images show predominant prefrontal abnormalities in FTD and parietal abnormalities in ADAlzheimer disease. Red color reflects normal metabolism and perfusion.32.33.34.35.36.Figure 5:37.Images in 50-year-old woman presenting with stroke, with 14 hours of right hemiparesis and aphasia, National Institutes of Health Stroke Scale score of 9 at the time of imaging. Patient was later found to have extracranial left internal carotid artery dissection. A, Diffusion-weighted images demonstrate irreversibly damaged tissue within the left caudate and putamen. By using a multidelay ASLarterial spin labeling sequence capable of acquiring both, B, CBFcerebral blood flow and, C, arterial transit time images, a larger region of perfusion abnormality is identified. D, Conventional DSCdynamic susceptibility contrast images show the region of perfusion abnormality (time to the maximum of the residue function) is concordant with the findings on ASLarterial spin labeling images.38.39.40.41.42.Figure 6:43.Example of multidelay ASLarterial spin labeling imaging. A fixed labeling duration of 2000 msec is used, but on subsequent images, different postlabel delays (PLD) ranging from 700 to 3000 msec are used, yielding ASLarterial spinlabeling difference (control label) images as shown in A. From these data, and the use of general kinetic modeling, one can simultaneously measure, B, an arrival-time–corrected CBFcerebral blood flow and, C, the arterial arrival time itself. In this patient, there is near symmetric CBFcerebral blood flow but clear arterial arrival delay in the right hemisphere, as shown by the higher values on the arrival time map.44.45.46.47.48.Figure 7:49.Images in 51-year-old man with exertional headaches and an arteriovenous fistula imaged at 1.5 T. A, T2-weighted images demonstrate very subtle flow voids in the inferior frontal lobe (arrow). B, ASLarterial spin labeling images demonstrate linear high signal intensity (arrows) in the region of the right inferior frontal lobe, which extends to the right cavernous sinus, indicative of an arteriovenous shunt lesion. C, Collapsed and, D, source MR angiographic images confirm the presence of an ethmoid dural fistula (arrow), which was recognized only after theobservation of the abnormal ASLarterial spin labeling signal within the venous structures draining the fistula. This case also demonstrates that while 3 T is preferable to 1.5 T, relevant clinical information can be obtained with ASLarterial spin labeling at 1.5 T.50.51.52.53.54.Figure 8:parison of ASLarterial spin labeling MR imaging and FDGfluorine 18 fluorodeoxyglucose PET in epilepsy. Each column represents imaging studies of a single patient. A, Preoperative axial T1-weighted MR images. B, Raw FDGfluorine 18 fluorodeoxyglucose PET images. C, Raw PASLpulsed ASL CBFcerebral blood flow maps. D, Image fusion of T1-weightedMR imaging and FDGfluorine 18 fluorodeoxyglucose PET. E, Image fusion of T1-weighted MR imaging and PASLpulsed ASL. Arrows indicate regions of focal cortical dysplasia that are epileptogenic. Numbers 1–5 refer to different patients. (Reprinted, with permission, from reference 80.)56.57.58.59.60.Figure 9:61.Images in 78-year-old man with unresectable anaplastic astrocytoma (arrow) (World Health Organization Grade 3), seen on, A, postcontrast T1-weighted and, B, FLAIR images. C, ASLarterial spin labeling image demonstrates increased CBFcerebral blood flow (arrow) in the region of the tumor. D, Increased cerebral blood volume (arrow) is also visibleon bolus DSCdynamic susceptibility contrast image, though it is more difficult to appreciate due to the extensive number of arterial and venous vessels that surround the tumor. The findings of high CBFcerebral blood flow are characteristic of high-grade (grades III and IV) glial neoplasms.62.63.64.65.66.Figure 10:67.A, T2-weighted, B, postcontrast T1-weighted, and C, ASLarterial spin labeling images in a 40-year-old man with von Hippel Lindau disease and multiple hemangioblastomas after multiple prior surgeries. Arrows point to the extremely high CBFcerebral blood flow measured with ASLarterial spin labeling even in very small lesions.68.69.70.71.72.Figure 11:73.Images in 57-year-old man with lung cancer brain metastasis 15 months after resection, radiation, and chemotherapy. A, Axial T1-weighted gadolinium-enhanced image shows a new enhancing lesion, with, B, axial fluid-attenuated inversion recovery image demonstrating extensive vasogenic edema in the region of the resection cavity. C, ASLarterial spin labeling image demonstrates no increase in CBFcerebral blood flow in this region, similar to findings on, D, FDGfluorine 18 fluorodeoxyglucose PET image. These findings were considered to represent radiation necrosis and the patient is being followed serially rather than with re-resection.74.75.76.77.78.Figure 12:79.Images in 29-year-old woman with bilateral Moyamoya disease. Both, A, fluid-attenuated inversion recovery and, B, diffusion-weighted images show evidence of prior infarcts in the deep white matter on the left side. C, Multidelay ASLarterial spin labeling image acquired at baseline shows normal CBFcerebral blood flow in the bilateral anterior circulation. D, However, image obtained 10 minutes after intravenous administration of 1 g of acetazolamide demonstrates the expected CBFcerebral blood flow increase in the posterior circulation but marked reduction in CBFcerebral blood flow in both anterior circulations, compatible with cerebrovascular steal. This finding has been associated with a high risk of subsequent cerebrovascular events and prompted bilateral direct superficial temporal artery-middle cerebral artery bypass.80.81.82.83.84.Figure 13:85.Functional connectivity analysis of ASLarterial spin labeling raw data in 154 healthy elderly control subjects and 66 cases with mild cognitive impairment. Note that for illustrative purposes, the raw ASLarterial spin labeling data were directly analyzed by using tensorial independent component in FSL (/fsl/), an established technique optimized for functional MR imaging analysis. A, Spatial representation of one of the independent components. B, The on-off labeling pattern of the raw ASLarterial spin labeling data is clearly visible on the corresponding temporal representation. Currently ongoing methodological adaptation and optimization to the specific properties of ASL data, such as implementing the known prior knowledge of the on-off time course, will improve the quality of ASL-derived functional connectivity networks.86.选自：87.Arterial Spin Labeling Perfusion of the Brain: Emerging Clinical Applications88.Sven Haller, Greg Zaharchuk, David L. Thomas, Karl-Olof Lovblad, Frederik Barkhof, and Xavier Golay89.Radiology 2016 281:2, 337-356全文见：/doi/full/10.1148/radiol.2016150789。
3D ASL脑灌注成像:不同标记后延迟时间对血流测量的影响
3D ASL脑灌注成像：不同标记后延迟时间对血流测量的影响赵光明;唐纳;张洁;张贵祥;孟捷【摘要】目的:探讨3D-ASL MRI中不同标记后延迟时间对脑血流量测量值的影响.方法:选取43例健康成人志愿者(男21例,女22例;年龄25～60岁,平均41岁),采用不同标记后延迟时间(1025 ms,1525ms,2025 ms)行3D-ASL检查,测量6个部位的血流量(CBF),包括小脑皮层、丘脑核团、枕叶、颞叶、顶叶和额叶皮层.三组(不同标记后延迟时间)间各脑区CBF值的比较采用方差分析,并进行两两比较分析.结果:方差分析结果显示三组间双侧小脑半球和左侧顶叶CBF值的差异有统计学意义(右小脑半球,F值6.629,P值0.011;左小脑半球,F值6.986,P值0.007;左顶叶,F 值5.143,P值0.020).进一步两两比较结果显示,双侧小脑半球、右枕叶和左顶叶的CBF值在1025 ms组与1525ms、1025ms组与2025 ms组间差异有统计学意义(P＜0.05),在1525ms组与2025ms组间差异无统计学意义比较(P＞0.05).结论:3D-ASL MRI中不同标记后延迟时间对脑血流量的测量有一定影响.【期刊名称】《放射学实践》【年(卷),期】2016(031)012【总页数】4页(P1168-1171)【关键词】磁共振成像;动脉自旋标记;标记后延迟时间;脑血流量【作者】赵光明;唐纳;张洁;张贵祥;孟捷【作者单位】200080上海,上海交通大学附属第一人民医院放射科;200080上海,上海交通大学附属第一人民医院放射科;200080上海,上海交通大学附属第一人民医院放射科;200080上海,上海交通大学附属第一人民医院放射科;200080上海,上海交通大学附属第一人民医院放射科【正文语种】中文【中图分类】R445.2;R743磁共振动脉自旋标记(arterial spin-labeling，ASL)灌注成像无需注射外源性对比剂，标记信号衰减快，具有短时间内可以重复检查、简便、快速而且完全无创等优点[1-4]。
asl脑部灌注的原理及临床应用
ASL脑部灌注的原理及临床应用1. 引言Arterial Spin Labeling（ASL）是一种用于非侵入性测量脑部灌注的成像技术。
本文将介绍ASL脑部灌注的原理以及其在临床应用中的意义。
2. 原理ASL利用自身血流作为内部对照，通过对血流的标记来测量脑部灌注量。
其主要原理如下：•步骤1：用标记脉冲标记入颅内流动的磁化血水，此过程通常使用短暂的RF激脉。
•步骤2：标记脉冲后，磁化血水将继续流动并提供灌注给脑组织。
•步骤3：一段延迟时间后，将进行成像以测量在标记后之灌注和以标记前脑血流强度的差异。
3. 优势和局限性ASL脑部灌注成像技术相较于其他成像技术具有以下优势和局限性：3.1 优势•无需使用外部对比剂：ASL使用自身血流作为对照，无需注射对比剂，避免了对比剂可能带来的不良反应和肾脏负担。
•非侵入性：ASL成像是一种无创的技术，无需穿刺或侵入性操作。
•可重复性：由于不涉及使用对比剂，ASL能够进行多次重复扫描来观察脑部血氧水平的动态变化。
3.2 局限性•低信噪比：由于ASL是一种低信噪比的技术，其成像结果受到噪声的干扰，因此在实际应用中需要谨慎分析结果。
•灌注灵敏度限制：相比于其他成像技术，ASL受限于其对脑部灌注灵敏度的限制，对于某些特定的病理情况可能无法准确评估。
•空间覆盖范围小：由于脑部血管结构的限制，ASL的成像范围相对较小，无法全面评估整个脑部灌注情况。
4. 临床应用ASL脑部灌注成像技术在临床应用中具有广泛的意义，以下列举了几个典型的临床应用：4.1 早期脑缺血检测ASL脑部灌注成像可以通过测量脑组织的灌注情况来评估脑缺血的程度和范围，从而帮助早期诊断脑缺血。
4.2 脑血流动力学评估ASL脑部灌注成像可以评估脑血流动力学参数，如脑灌注量、脑灌注压和脑血流自主调节等，为对脑血流情况的研究提供重要信息。
4.3 神经精神疾病诊断ASL脑部灌注成像被广泛应用于神经精神疾病的诊断和评估，如脑血管病、阿尔茨海默病和抑郁症等，帮助医生了解脑部功能和结构的变化。
ASL
ASL明亮血管征象在急性脑卒中患者定位闭塞血管的应用 Bright Vessel Appearance 明亮血管征象 ？？
背景： 一些研究表明，动脉自旋标记（ASL）灌注加权成像（PWI）可以检测在急 性脑卒中低灌注及灌注–扩散不匹配现象。比起灌注磁共振成像，动态磁敏 感造影灌注成像有良好的相关性。 最近，在工作中，动脉自旋标记（ASL）灌注加权成像(PWI)被加入到评估 急性脑卒中中，随着应用的逐渐增多，我们遇见急性脑卒中病人，用ASL明 亮血管可以找到其梗塞部位。据我们所知，ASL的敏感性在急性脑卒中的应 用尚未阐明。因此，这项研究的目的是：评估是否可用ASL明亮血管征象定 位急性脑卒中闭塞的血管。
ASL
动脉自旋标记灌注成像
磁共振灌注成像常用的两种方法
（1）DSC 动态磁敏感对比增强灌注成像 （2）ASL 动脉自旋标记灌注成像 外源性示踪剂 内源性示踪剂
优点 1. ASL 技术的优势还体现在缺血超早期 6 h 内，可定量显示缺血程度和病灶，与 弥散加权成像( DWI)结合，可显示缺血半暗带( ASL 方法显示的低信号范围比 DWI 显示病灶的区域大，这个非匹配区即为缺血半暗带) 。 2. 灌注法与其他方法相比，具有不需注射外源性对比剂，无放射性污染、低成本， 并具有无创、简便、易重复等优势。
以MRA为标准，分为闭塞组与非比赛组
闭塞组35人 闭塞组37个病灶（一个病人 有多个部位阻塞）
多部位损伤
多部位狭窄（数据没有还原）
117名研究对象
数据见以结果1、2、3
非闭塞组82人
方法：对171名患者进行MRA、SWI、ASL 、Flair图像分析，以MRA为一般标 准，用配对卡方检验来比较SWI、ASL在定位血管闭塞中的敏感性。 图像分析的要求： 所有的图像经肉眼分析以下方面：（1）DWI图像上弥散障碍的部位、大小， 是否为多发（2）FLARI图像中血管或损伤部位信号（3）SWI磁敏感血管征象 （4）MRA中血管狭窄或闭塞（5）ASL明亮血管影 MRA一旦显示出血管狭窄或闭塞，就能确定其位置.根据ASL明亮血管出现， 分析阻塞或狭窄部位如下：(1)近端(2)远端或（3）近端或远端的阻塞部位。
脑血管灌注成像临床应用
CT灌注成像的理论基础为核医学的放射性示踪剂 稀释原理和中心容积定律(central volume principle)：BF= BV/MTT。 BF指在单位时间内流经一定量组织血管结构的血 流量(ml/min/ml)； BV指存在于一定量组织血管结构内的血容量 (ml/g)；MTT指血液流经血管结构时,包括动脉、 毛细血管、静脉窦、静脉，所经过的路径不同， 其通过时间也不同，因此用平均通过时间表示， 主要反映的是对比剂通过毛细血管的时间(S)； TTP指TDC上从对比剂开始出现到对比剂达峰值 的时间(S)。
“脑梗死前期”：
从CBF变化过程看，脑血流量的下降到急性脑梗死的发生,经历3个变化时期： 1 由于脑灌注压下降引起脑局部血流动力学异常改变 2 脑局部CCR失代偿性低灌注所造成的神经元功能改变 （这2个过程合称为梗死前期） 3 当CBF下降超过CMR才发生不可逆转的神经元形态学改变，即脑梗死
25
ml/100g/min
7
二．磁共振灌注成像（Perfusionweighted MR imaging，PWI）
磁共振灌注成像是指用来反映组织的微血 管灌注分布及血流灌注情况的磁共振检查 技术。目前依据其成像原理可大致分为二 种类型，即对比剂首过灌注成像、动脉血 质子自旋标记技术。
8
一、对比剂首过灌注成像 （dynamic contrast enhanced MRI，DCE MRI）
CBF—每克组织中所包含液体流量(ml/g/s)
中心容积定律(central volume principle)：BF= BV/MTT。
动态增强磁共振成像（dynamic contrast enhanced MRI，DCE MRI）磁共振
【临床应用】3DASL无创全脑容积灌注成像的临床应用
【临床应用】3DASL无创全脑容积灌注成像的临床应用GE最新推出的3D ASL技术是迄今为止最能和PET O15水相媲美的灌注评价手段。
它依托于硬件系统射频和梯度性能的提高实现了准连续标记和Spiral FSE采集。
下面我们一起来看看ASL技术的临床应用。
脑血管病变3D ASL不仅能更敏感的发现早期脑缺血类病变，同时也能准确脑梗塞治疗过程中的再灌注。
与其他技术相比3D ASL对血流速度非常敏感，3D ASL不仅能反映灌注的结果，也能反映灌注的行为。
短暂性脑缺血发作：图1～图2常规T2及弥散图像显示左基底节多个小腔隙灶，右基底节小腔隙灶；3D ASL CBF灌注图上显示右大脑半球显示为低灌注区，3D TOF显示右颈内动脉明显狭窄，可见许多侧枝循环血管。
该病例表明3D ASL对灌注血管的流速敏感，因此能敏感发现供血血管异常及灌注代偿状态。
左基底区片状脑梗塞治疗三周后：图5～图6常规T2及弥散图像显示左基底节区大片梗塞灶，图7～图8 3D ASL灌注图显示相应区域为高灌注，提示梗塞后再灌注，为避免进一步溶栓治疗导致出血，此3D ASL灌注结果提示应停止进一步溶栓治疗。
颅内肿瘤病变肿瘤病变的对比剂增强扫描和灌注成像反映的是病变不同的病理改变。
灌注成像能真正反映出肿瘤的新生血管，所以对肿瘤的分级、疗效评价、肿瘤复发或残存等有决定性意义。
1）胶质瘤分级：3D ASL能准确评价胶质瘤的微循环灌注信息，因而能反映肿瘤病变的新生血管形成，据此可以更准确的评价胶质瘤分级。
有些胶质瘤病变尽管在常规增强无强化，但在3D ASL上表现为明显的高灌注，病理证实为高级别的胶质瘤。
低级别的胶质瘤在3D ASL上表现为低灌注。
胶质瘤：图9～图11为平扫及增强扫描图像，显示病灶未见明确强化。
图12为3D ASL灌注图，显示病变主体呈明显的高灌注，而且整个左侧大脑半球的灌注水平高于右侧大脑半球。
病理：胶质瘤WHO 3级。
脑干肿瘤合并微量出血：图13～16为平扫图像显示脑干内异常信号病变，于T2像病变内可见低信号改变；图15为对比剂灌注成像显示相应病变区呈信号缺失，而图16为3D ASL灌注成像显示相应病变呈高灌注改变。
asl序列cbf计算公式
asl序列cbf计算公式
ASL（Arterial Spin Labeling）序列CBF（脑血流量）的计算
公式可以通过ASL序列的原始数据来实现。
ASL是一种用于无创测
量脑组织血流的成像技术，它利用自身血液作为内部对照，通过标
记动脉血液中的自旋来实现。
CBF是脑血流量的测量单位，通常以
ml/100g/min表示。
ASL序列CBF的计算公式涉及多个步骤，包括标记和控制图像
的获取、计算灌注信号、以及利用定量模型将信号转换为CBF值。
一般来说，ASL序列CBF的计算公式可以表示为：
CBF = λ ΔM / M0 exp(TI/T1血) (1-exp(-TI/T1组织))。
其中，CBF表示脑血流量，λ是血液的脑灌注分数（通常为
0.9ml/g）、ΔM是标记和控制图像的信号差异、M0是组织基础信号、TI是标记后的时间延迟、T1血是血液的纵向弛豫时间，T1组织是
组织的纵向弛豫时间。
这个公式涉及了ASL序列的物理原理、脑血流动力学参数以及
信号处理技术。
通过对原始ASL序列数据的处理和计算，可以得到
脑组织的血流量信息，从而在临床诊断和科研研究中发挥重要作用。
需要注意的是，ASL序列CBF的计算公式可能会因不同的研究
方法、设备厂商和成像参数而有所差异，因此在实际应用中需要结
合具体情况进行调整和修正。
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动脉自旋标记成像，根据流动血液标记方 式连不续同式分，为CAS两L，类连：续标记相应层面近端的动
脉脉血冲液式，，被PAS标L，记使的用血选液择连性续的流射入频组脉织冲。，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
脉冲式
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。
DISCOVERY MR750
全脑三维动脉自旋标记成像
3D ASL
MR Application Team, China Internal Use Only
1 GE Healthcare Discovery MR750
动脉自旋标记成像
? ASL基本概念 ? 2D FAIR介绍 ? 3D ASL原理 ? 3D ASL & PWI比较 ? 3D ASL临床应用和病例
selective inversion
presat RF
。 ? 两组图像进行减影，得到血流灌注图像。
FDA认证，Only in GE
Tissue
Inverted Spins
Arterial Inflow
Spatially Selective Inversion
全脑三维动脉自旋标记成像方法，3D ASL
3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling
? ?
三螺维旋成状像K空扫间描填范充围，广扫，描图速像度信快噪。比高。
? 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。
FDA认证，Only in GE
注：Siemens与Philips均为基于 EPI序列的二维脉冲式 ASL。
3D ASL CBF (ml/100g/min)
全脑三维动脉自旋标记成像原理，3D ASL
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。
Discovery MR750
标记像 - 非标记像 = 灌注像
动脉自旋标记成像，2D FAIR
Discovery MR750
MRA
FAIR
Discovery MR750
3D 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。
Venous Outflow
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
MRA可见左侧大脑中动脉闭塞，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。
Perfusion +C
FAIR
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，3D ASL
灌注像 = 标记像 - 非标记像
灌注像
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。
注：1994年，Edelman 等首次提出 EPI-STAR 动脉自旋标记成像技术。
动脉自旋标记成像分类，Arterial Spin Labeling
Discovery MR750
Discovery MR750
Eur Neurol 2010;64:21–26
FAIR
3DASL
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。
动脉自旋标记成像，2D FAIR
F?AIR基成于像G过RE程EP与I序后列处。理： ? 第一次采样，使用选择性翻
Discovery MR750
3D 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? 像良特好点的：SAR值控制，1.5秒1000次标记脉冲。 ? 基于FSE序列，图像伪影小。
MR750
* GE Healthcare Discovery MR750w
动脉自旋标记成像原理，Arterial Spin Labeling
Discovery MR750
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： 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，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。
Control image
Label image
Discovery MR750
CBF image
全脑三维定位
非标记 + 背景抑制
3DFSE Spiral echo train
标记 + 背景抑制
3DFSE Spiral echo train
CBF 后处理
三维动脉自旋标记脉o-continuous Arterial Spin Labeling
连续式
脉冲式
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。
动脉自旋标记成像定量，Arterial Spin Labeling
脉冲式动脉自旋标记成像，理论上可以 ? 得血到流三量个BF（血用液于动临力床学定参量数指：标） ? 血容量BV（科研理论） ? 平均通过时间MTT（科研理论）
动脉自旋标记成像分类，Arterial Spin Labeling
Discovery MR750
脉冲式动脉自旋标记成像，根据标记脉冲 的对对称称式与，否血分流为敏：感性的交替反转恢复（FAIR ）、UNFAIR、FAIRER、FAIREST等。 非对称式，信号靶向交替射频（STAR）、 PICORE、TILT、QUIPSS、DIPLOMA等。