ASL动脉自旋标记灌注成像
动脉自旋标记灌注成像技术在神经系统中的应用进展
91 ASL 基本原理A S L 是通过180°翻转脉冲标记颈内动脉血液中的质子，让颈内动脉血液中的质子磁化矢量翻转到180°，经过一定延迟时间，标记质子进入信号采集区域，通过信号采集得到标记像（L a b e l 像）。
继续对血液中的质子发射第二次180°脉冲，经过一定延迟时间得到控制像（C o n t r o l 像），用控制像减去标记像即得到脑灌注图像。
vsASL，即基于流速ASL，利用射频脉冲结合流动敏感性梯度将超过一定速度（cutoff velocity,Vc）的动脉血进行标记，这样得到的ASL 信号仅是标记时超过Vc 而到达成像区域低于Vc 的血液，因此有效避免了血流缓慢、血流时间过长而导致的信号丢失[1]。
2 ASL 的衍生技术ASL 的衍生技术包括供血区ASL（territory ASL,TASL）、3D-ASL、4D-ASL、多延迟ASL（multi-PLD ASL,mPASL）。
TASL 是在ASL 的基础上分别选择单支或多支动脉进行标记，进而得到该动脉供血区域的灌注图像，还可以测量感兴趣脑区的CBF 等。
有研究显示[2]，使用T A S L 技术评估慢性脑血管疾病患者的侧支循环代偿程度与DSA 具有良好的一致性。
mPASL 通过设置多个PLD 时间进行多次信号采集，生成不同PLD 时间的灌注动脉自旋标记灌注成像技术在神经系统中的应用进展李娅铭，姜兴岳（通讯作者）(滨州医学院附属医院放射科 山东 滨州 256600）【摘要】动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）技术目前被广泛应用于神经系统疾病的研究。
ASL 是利用动脉血中的质子作为内源性对比剂来实现组织血流灌注的可视性，具有无创、无电离辐射、可重复的优点，便于疾病的随访。
本文对ASL 的成像原理、衍生技术及在缺血性脑病、脑白质病变等临床应用进展予以综述。
【关键词】ASL；MR 灌注成像；缺血性脑病；脑白质病变【中图分类号】R445.1 【文献标识码】A 【文章编号】2096-3807（2020）14-0009-03Advances in the application of arterial spin-labeled perfusion imaging in the nervous system Li Yaming,Jiang Xingyue(Corresponding author)Department of Radiology,Affiliated Hospital of Binzhou Medical College,Binzhou,Shandong 256600,China【Abstract 】Arterial spin labeling(ASL)has been widely used in the study of neurological diseases.ASL USES the proton in arterial blood as an endogenous contrast agent to achieve the visibility of tissue blood perfusion,which has the advantages of non-invasive,non-ionizing radiation and repeatable,facilitating the follow-up of diseases.In this paper,the imaging principle,derivative technology and clinical application of ASL in ischemic encephalopathy and leukodystrophy are reviewed.【Key words 】ASL; MR perfusion imaging; Ischemic encephalopathy;Leukoencephalopathy velocity response to denosine characterizes coronary microvascular function in women with chest pain and no obstructive coronary disease.Results from the pilotphase of the Women’s Ischemia Syndrome Evaluation（WISE）study[J].J Am Coll Cardiol,1999,33（6）:1469-1475．[18] Min SY,Song JM,Shin Y,et al.Quantitative segmental analysis of myocardial perfusion to differentiate stress cardiomyopathy from acute myocardial infarction:a myocardial contrast echocardiography study[J].Clin Cardiol,2017,40（9）:679-685.[19] Jain M,Upadaya S,Zarioh SW.Serial evaluation of microcirculatory dysfunction in patients with Takotsubo cardiomyopathy by myocardial contrast echocardiography[J].Clin Cardiol,2013,36（9）:531-534.[20] Cardinale D,Colombo A,Bacchiani G,et al.Early detection of anthracycline cardiotoxicity and improvement with heart failure therapy[J].Circulation,2015,131:1981-8.[21] Martin M,Pienkowski T,Mackey J,et al.Adjuvant docetaxel for nodepositive breast cancer[J].N Engl JMed,2005,352:2302-13.[22] Zamorano J L,Lancellotti P,Rodriguez Mufioz D,et al.2016 ESC Position Paper on cancer treatments and cardiovascular toxicity developed under the auspices of the ESC Committee for Practice Guidelines[J].European Journal of Heart Failure,2017,19（11）:1193.[23] Negishi K,Negishi T,Hare JL,et al.Independent and incremental value of deformation indices for prediction of trastuzumab-induced cardiotoxicity[J].J Am Soc Echocardiogr 2013,26:493–498.[24] Orde S,Slama M,Pathan F,et al.Feasibility of myocardial perfusion assessment with contrast echocardiography:can it improve recognition of significant coronary artery disease in the ICU?[J].Crit Care,2019,23（1）:257.[25] SUN L,WANG Z,XU T,et al.The value of real-time myocardial contrast echocardiography for detecting coronary microcirculation function in coronary artery disease patients[J].Anatol J Cardiol,2018,19（1）:27-33.10 影像研究与医学应用 2020年7月 第4卷第14期图像，再利用特定模型定量A T T，计算特定血管区域的最佳PLD时间。
头部ASL灌注成像
Discovery MR750
三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL
T2FSE 女性49岁，AVM，3DASL与PERFUSION对照 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。 3DASL CBF 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。 Perfusion CBF
MR750
* GE Healthcare Discovery MR750w
Discovery MR750
动脉自旋标记成像原理，Arterial Spin Labeling
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。
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
Discovery MR750
三维动脉自旋标记成像病3DASL
3DASL CBF
CBF Perfusion +C
CBV Perfusion +C
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 ？？
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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。
动脉自旋标记磁共振(asl)的神经放射学家指南_概述及解释说明
动脉自旋标记磁共振(asl)的神经放射学家指南概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文将介绍动脉自旋标记磁共振（ASL）的神经放射学家指南，并对其进行解释说明。
ASL作为一种非侵入性神经影像学技术，可以用于测量脑组织的血流情况，为神经放射学领域的研究和临床应用提供了新的工具和方法。
目前，越来越多的研究表明，脑血流与神经功能之间存在紧密的关联关系。
ASL 技术通过无需注射造影剂，利用水分子中带有自旋的核磁共振信号进行非侵入性窥视，从而实现对脑血流情况的直接观察和定量测量。
相较于传统的动态对比增强磁共振成像（DCE-MRI）或磁共振灌注成像（MRP）等技术，ASL具有更好的安全性、可重复性和定量性能。
1.2 文章结构本文主要分为5个部分。
首先，在引言部分概述了文章内容及结构；然后，在“动脉自旋标记磁共振(asl)的神经放射学家指南”中详细介绍了ASL技术及其在神经放射学领域的应用情况；接下来，在“ASL在神经放射学中的临床应用”中探讨了ASL在脑血流测量、脑卒中诊断和认知障碍研究等方面的应用；然后，在“神经放射学家使用ASL技术的指南和步骤”中提供了关于数据采集准备工作、数据分析和结果呈现等方面的指南；最后，在结论部分对本文进行总结，并展望了未来ASL技术在神经放射学领域的发展前景。
1.3 目的本文旨在为神经放射学家提供一份关于动脉自旋标记磁共振（ASL）技术的指南，帮助他们理解和运用该技术，并推动其在神经放射学研究和临床实践中的广泛应用。
同时，通过对ASL技术原理、临床应用和使用指南等方面进行详细阐述，也可以向其他相关专业人员传递有关这一新兴技术的知识，促进多领域间在ASL 技术研究和应用上的合作与交流。
2. 动脉自旋标记磁共振(asl)的神经放射学家指南2.1 什么是动脉自旋标记磁共振(asl)动脉自旋标记磁共振（Arterial Spin Labeling, ASL）是一种非侵入性的神经成像技术，用于测量和衡量脑组织中的局部血流情况。
磁共振动脉自旋标记灌注成像技术在脑部疾病中的应用进展
像， 因而能够简便而快捷地加入到卒 中 ＭＲ Ｉ 扫描方案 中。如果
梯度从 已标记的脑实质信号中分 离出脑血 管内的标 记信 号也可
能有助于评估 Ｃ Ｂ Ｖ 。与 Ｃ Ｔ灌注和动态磁敏 感对 比增 强 ＭＲ Ｉ 灌注 成 像 （ ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｓ ｕ ｓ ｅ ｅ ｐ ｔ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｓ ｔ ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ ｍ ａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｉ ｍ ａ ｇ ｉ ｎ ｇ ， Ｄ Ｓ Ｃ — ＭＲ Ｉ ） 方法相 比 ， 不 同的是 Ａ Ｓ Ｌ 无需静脉注射对 比剂 即可 成功应 用于 急性期 梗死 的脑灌 注成
脑与神经疾病杂志 ２ ０ １ ５年第 ２ ３卷第 ２期
１ ５ ５
・
综 述 ・
磁 共 振 动 脉 自旋标 记 灌 注成 像 技 术 在 脑 部疾 病 中的应 用 进 展
张 晶 付 旷
中图分类号 ： Ｒ ７ ４ １
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ３ ５ １ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ０ ２ — １ ５ ５ － ０ ３ Ａ Ｓ Ｌ技术利用磁化标记 的血液 水质子作为 内源性对 比剂 ，
灌注成像 有助于 了解 组织 局部 血流 动力 学及 功能方 面 的 变化 ， 能够从病理和生理学 角度 研究 疾病 的发病机制 及用 于疗
与其 它灌注成像 方法 比较具有 完全 无创性 、 可重复 性高 、 组织
3d-asl技术的原理和临床应用
3D-ASL技术的原理和临床应用1. 引言3D-ASL（3D arterial spin labeling）是一种非侵入性的磁共振成像（MRI）技术，用于评估脑血流情况。
本文将介绍3D-ASL技术的基本原理，并探讨其在临床中的应用。
2. 3D-ASL技术的原理3D-ASL技术通过利用自旋标记方法，在血流供应区域的动脉中标记自旋，然后通过成像观察标记漂移进入脑组织的血流情况。
其原理可以概括为以下几个步骤：•自旋标记：在动脉中注入自旋标记物，如血液中的水分子，通过磁场的作用导致水分子的自旋方向发生变化。
•标记延迟时间：等待一定的延迟时间，以使标记物输送到感兴趣区域。
•图像采集：进行磁共振成像，观察标记物漂移进入脑组织的血流情况。
•重建和分析：对采集到的图像进行重建和定量分析，获得脑血流相关的参数。
3. 3D-ASL技术的临床应用3.1 脑血液灌注的评估3D-ASL技术可以准确测量脑组织的血流灌注情况，对脑血液供应不足、脑缺血等疾病的评估具有重要的临床意义。
通过比较不同区域的血流灌注量，可以提供脑区功能活动的定量化指标，并帮助医生判断脑血流灌注是否正常。
3.2 疾病的诊断和监测3D-ASL技术在各种脑血管病变和神经退行性疾病的诊断和监测中起着重要的作用。
例如，对于脑卒中患者，可以通过观察梗死灶周围的局部脑血流灌注变化，评估梗死的范围和严重程度。
在阿尔茨海默病等神经退行性疾病中，3D-ASL技术可以帮助发现脑血流异常，并追踪其进展过程。
3.3 药物治疗效果评估3D-ASL技术还可以用于评估药物治疗效果。
通过在治疗前后进行血流灌注的比较，可以非常敏感地检测到治疗对脑血流动力学的改变。
这对于药物治疗效果的评估和适时调整具有重要的意义，为临床医生提供了指导。
3.4 研究领域应用除了临床应用外，3D-ASL技术还在神经科学研究领域得到广泛应用。
研究人员可以利用该技术探索脑功能与血流之间的关系，解析神经系统的可塑性和功能连接。
三维动脉自旋标记扫描参数3DASL
精准医学 影像先行 精准影像 技术先行
Thank you ！
case 1 男性，50岁 ，胶质瘤术后合并放疗 case 2 男性，44岁 ，胶质瘤术后合并放疗
动脉自旋标记成像
3D ASL的基本概念及相关介绍 常规扫描方案及注意事项 3D ASL的临床应用和病例
3D ASL的基本概念及相关介绍
动脉自旋标记成像（arterial spin labeling，ASL），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的MRI 技术
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
灌注像 = 标记像 — 非标记像
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
临床诊断： 右大脑中动脉狭窄（或闭塞）， 灌注代偿改变
三维动脉自旋标记成像病例
Case 5 男性，72岁，临床怀疑超短期脑梗塞
影像所见： 该患者在首次检查时T2像病灶显 示不明显，但弥散图像上右颞叶 见弥散受限病变，3D ASL灌注成 像显示右侧额、颞、顶叶大片灌 注减低区，弥散与灌注严重不匹 配，提示半暗带存在，该半暗带 即提示存在那种可以挽救的脑组 织区域，但同时也预示这部分脑 组织有可能转变为不可逆梗死;两 周后复查发现在首次3D ASL提示 的大面积低灌注区已经转化为大 面积脑梗塞，二者区域高度一致 。
常规扫描方案及注意事项
3.0磁共振动脉自旋标记(ASL)技术在中枢神经系统疾病影像诊断中的应用价值
3.0磁共振动脉自旋标记（ASL)技术在中枢神经系统疾病影像诊断中的应用价值摘要：目的探讨中枢神经系统疾病影像诊断中应用3.0磁共振动脉自旋标记（ASL)技术价值。
方法选取2016年1月-2017年12月我总院收治临床及相关影像学检查、实验室检查均已确切诊断为中枢神经系统某种疾病的患者38例，对患者均行磁共振常规扫描和3.0磁共振动脉自旋标记（ASL)技术检查，分析对比检查结果。
结果应用磁共振动脉自旋标记技术诊断中枢神经系统疾病的符合率为100%，明显高于常规磁共振扫描（p＜0.05）。
结论 3.0磁共振动脉自旋标记（ASL)技术应用于中枢神经系统疾病影像诊断中有很高的诊断价值。
关键词：中枢神经系统疾病（CNS)；磁共振动脉自旋标记(ASL)技术；磁共振灌注加权成像(PWI) ；阿尔兹海默病(AD)；短暂性脑缺血发作（TIA) 随着日新月异各种医学影像检查技术在临床疾病中广泛应用，尤以功能磁共振新技术为著：磁共振波谱成像（MRS)、弥散加权成像（DWI）及灌注加权成像（PWI)均已经大力应用于临床工作之中，尤以对中枢神经系统疾病诊断具有很高的实用价值。
其中PWI的应用对中枢神经系统疾病诊断起着举足轻重的作用。
但临床常面临的问题并不是所有的患者都能够进行磁共振的PWI检查，因为PWI检查必须要注射磁共振血管对比剂钆贝葡胺等，而这些血管对比剂对于肾功能不全的患者，可以引起肾源性系统纤维化的可能。
有没有一种更安全的检查方法来代替PWI呢？动脉自旋标记(ASL)技术是一种不需要注射磁共振对比剂的磁共振灌注成像方法，它所用的内在示踪剂为血液中自由弥散的水，利用一个反转脉冲标记待检查区上游动脉内的血液，经过血液自标记区流入待检查区的一段时间后，前面已经被标记的动脉血中的自由水与待检查区毛细管区内组织中的水进行自旋交换，相应的被检查区的磁共振信号也产生了变化，然后与该区域被标记前获得的磁共振信号进行比较，即将所得到的图像与没有标记过的对照组图像相减就剩下了输送过来的磁化，从而产生了局部血流灌注（rBF）的灌注加权图像，rBF的定量可以通过应用相应的动力学模式来实现，而这种方法多应用于中枢神经系统。
动脉自旋标记（ASL）磁共振成像：基础物理、脉冲序列和建模
动脉自旋标记（ASL）磁共振成像：基础物理、脉冲序列和建模动脉自旋标记(ASL)是一种非侵入性磁共振成像(MRI)技术，它使用内源性动脉血作为动态示踪剂来量化器官的组织灌注。
血流灌注描述了一个器官中给定体积的组织向毛细血管床输送和交换的动脉血水量，单位是mL/100g/min。
ASL常用于人脑，灰质脑灌注为70mL/100g/min，白质为20mL/100g/min。
由于其非侵入性，ASL现在被更广泛地应用于其他器官，包括肾脏、肝脏、外周肌肉、胰腺和心脏。
由于ASL不需要外源性造影剂，随着时间的推移重复使用是安全的，因此可以用来追踪疾病进展或药物治疗引起的灌注变化。
本文发表在Advances in Magnetic Resonance Technology and Applications中。
12.2 基础物理ASL技术是获取两幅图像，一张标记图像(label)和一张对照图像(control)。
标记图像是在对流入感兴趣组织的血液旋转进行磁性标记(inverting)之后获得的，在不操纵流入血液的磁化的情况下采集对照图像(fullyrelaxed)。
在标记流入的血液和获取图像之间允许较短的时间(称为反转时间[TI]或标记后延迟[PLD])，使得标记的血液旋转可以在与组织水交换之前的传输时间(Δt)内进入成像平面并穿过毛细血管。
对照像减去标记像，产生灌注加权差异像(Fig.12.1.)。
ASL信号变化通常表示为灌注加权差值图像ΔM和平衡磁化强度M0之间的分数比，并在量化之前转换为以mL/100g/min为单位的信号变化百分比。
Fig.12.1 大脑ASL动脉自旋标记示意图显示：(A) (i)标记状态(红框，旋转倒转，用红色箭头表示)和对照状态(蓝框，旋转不倒转，用蓝色箭头表示)下流入血液的不同磁状态。
流入的血液在短时间(称为反转时间[TI]或标记后延迟时间[PLD])后到达成像平面(绿框)中的组织；(Ii)标记的动脉血水(红色)输送到大脑动脉和小动脉网络的图示。
动脉自旋标记技术的临床应用进展
动脉自旋标记技术的临床应用进展曾艳;钱银锋【期刊名称】《国际医学放射学杂志》【年(卷),期】2015(38)5【摘要】动脉自旋标记(ASL)是一种以动脉血内可自由扩散的水质子为内源性示踪剂的MR灌注成像技术，可以通过定量测量局部微血管的灌注，为疾病的临床诊断提供明确的客观依据。
与传统注射对比剂的MR灌注成像方法相比，其不需注射外源性对比剂，可降低成本，并具有无创性、简单易行、可重复性等优点，因而有较强的临床应用潜力。
就ASL的原理、分类、临床应用的现状和未来发展趋势予以综述。
%As a kind of MR perfusion imaging methods, arterial spin labeling (ASL) takes water in arterial blood, which is freely diffusible, as an endogenous tracer. Through quantitatively measuring local relative blood flow, ASL can provide tangible proofs for diseases diagnosis. Not like dynamic susceptibility contrast enhanced MR perfusion, it does not need exogenous contrast agent. With the advantage of noninvasiveness, simplicity, relatively lower costs and repeatability, it has strong potential in clinical application. In this review we mainly focued on the principle, categories, clinical applications, and future prospects of ASL.【总页数】4页(P446-449)【作者】曾艳;钱银锋【作者单位】安徽医科大学第一附属医院放射科，合肥 230022;安徽医科大学第一附属医院放射科，合肥 230022【正文语种】中文【相关文献】1.动脉自旋标记技术在脑血管疾病的临床应用进展 [J], 史素敏; 杜雷; 马国林2.动脉自旋标记灌注成像技术在颈体部的临床应用进展 [J], 李玉洁; 林蒙3.体素内不相干运动扩散加权成像与动脉自旋标记技术在鼻咽癌不同分期中的扩散和灌注特征 [J], 廖丽萍;廖海;罗宁斌;李强;金观桥;韦波4.区域性动脉自旋标记技术在缺血性脑血管病灌注评估中的应用进展 [J], 周建国;符大勇;刘晓丽5.动脉自旋标记成像技术联合认知评分诊断阿尔茨海默病研究 [J], 王子含;闫少珍;崔碧霄;杨宏伟;齐志刚;卢洁因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
动脉自旋标记ASL基本原理及应用精选幻灯片
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磁共振灌注简介
1、使用外源性示踪剂
2、使用内源性示踪剂
指对比剂首过磁共振 灌注成像法，其中最 常用的是动态磁敏感 对比增强 （DSC）灌 注成像。
不需注入对比剂，利 用动脉血中水质子作 为内源性示踪剂，即 ASL。
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DSC原理及特点
MRI灌注最常见的为动态磁敏感对比加权成像（DSC），
为外源性示踪法。其基本原理为通过静脉内团注顺磁性
(arterial spin labeling ， ASL) 基于示踪剂可以从血
管内向组织间隙自由扩散的理论假设，利用磁性标记的
动脉血内水质子流入成像层面和组织交换产生的信号降
低进行成像，对标记前后的图像进行减影分析，可以得 到CBF的定性、定量图。
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ASL原理
MRI对于流动质子自旋与静态组织质子自旋磁化程度的 差异十分敏感。ASL就是利用这一原理，以动脉血内水质 子为内源性示踪剂并对其进行标记，待其流入成像层面， 即对这种差异进行测量成像。通常在水质子流入成像层
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磁共振灌注成像(perfusion weighted magnetic resonance imaging，PWI)是用来 反映组织的微血管分布及血流灌注情况的磁 共振新技术，可以提供血流动力学方面的 信息。利用MR进行脑灌注成像可测量局部 脑组织的血液灌注,了解其血液动力学及功 能变化对临床诊断及治疗均有重要参考价 值。
ASL的基本原理及常见应用
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灌注(Perfusion)可定义为血液向组织转运的 稳定状态。许多生理学家用“灌注”一词 强调血液与组织的联系，或者代之以毛细 血管血流。 灌注是说明液性分子在组织中微观运动的 又一物理概念。与扩散不同的是，它是建 立在流动效应基础之上的。对体内的灌注 过程进行测量，就可实现灌注(加权)成像 (Perfusion Imaging)
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。
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。
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，通过利用强磁场和无害的无线电频率波与人体组织进行相互作用，得到人体内部的详细结构和功能信息。
在进行MRI检查时，医生往往会利用一系列的MRI序列来获取全面的图像信息，其中最常用的序列之一就是磁共振ASL序列。
ASL是英文Arterial Spin Labeling的缩写，意为动脉自旋标记。
ASL技术可以通过对动脉血液进行标记，然后观察标记后的血液在组织中的传输和重新标记的过程，从而获得组织灌注的信息。
ASL序列可以用于评估脑血液供应以及脑功能状态的变化。
在磁共振ASL序列的应用中，首先需要对患者进行排除磁性物质和其他禁忌症的检查，确保患者可以接受MRI检查。
然后，患者需要躺平在磁共振设备的检查床上，医生会将患者的头部固定好，以确保图像的稳定性和质量。
接下来，调试人员会进入控制室，通过计算机控制磁共振设备进行扫描。
在ASL序列的扫描过程中，医生会在成像区域的附近放置一个标记脉冲的线圈。
标记脉冲会通过无线电频率波的形式，将动脉中的自旋进行标记。
然后，成像区域会被磁场和无线电波刺激，激发自旋共振。
在为ASL序列拍摄磁共振图像时，会使用梯度回波（Gradient Echo）序列或者自旋回波（Spin Echo）序列。
这些序列可以通过改变脉冲的序列参数来获取不同的图像对比度和解剖信息。
ASL序列的扫描大致分为两个过程：标记过程和成像过程。
在标记过程中，标记脉冲被应用于血流进入感兴趣的区域。
标记脉冲可以是连续的（Continuous ASL）或者脉冲的（Pulsed ASL）。
连续ASL更适用于定量分析，而脉冲ASL则可提供更高的容混血液和组织信号。
标记脉冲之后，马上开始成像过程，这样可以观察到标记后的血流在组织中的传输情况。
成像过程中，使用控制脉冲来控制静脉血液的信号。
通过比较标记和未标记的图像，可以确定组织的灌注信息。
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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。
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结论： 使用MRA作为参考标准，在每个病人的基础上（N=35）在每个病变的基础上 (N=37)，ASL明亮血管征象检测闭塞血管的敏感性显著高于SWI。82例非闭塞组 ASL可以辅助确定血管闭塞。 闭塞患者中，3个患者闭塞近端有狭窄。ASL没有出现明亮血管征象。另外，有 14个病例多发梗塞，ASL只在闭塞部位显影。没有闭塞的病人，10个病人中有12 个狭窄，其中俩个病人有多发狭窄。ASL同样也没出现明亮血管征象。
非闭塞
0
2
2
合计
25
12
37
11
结果3：
在82名以MRA为标准非血管闭塞的患者中，用ASL及SWI显 示血管闭塞的状况
SWI ASL
闭塞
非闭塞
合计
闭塞
8
9
17
非闭塞
0
65
65
合计
8
74
82
12
数据分析 Fisher确切概率用来比较MRA闭塞组与MRA非闭塞组在ASL明亮血管表现， Flair血管高信号，敏感血管征象的发病率。以MRA作为参考标准，用麦 克尼马尔双侧检验比较在探测血管阻塞方面ASL明亮血管显像与敏感血 管征象之间的敏感度。磁共振血管造影阴性组，麦克尼马尔双侧检验用 来比较ASL明显血管征象及磁敏感血管征象在闭塞血管周围其它区域确 定的发生率。观察者浏览ASL明显血管征象及磁敏感征象的一致性用线 性κ系数进行计算以评估。参考值P小于0.05有统计学意义。
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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。
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Байду номын сангаас
ASL技术分类 1：CASL（连续式动脉自旋标记）具有标记区域精确，信噪比高的优点 2：PASL (脉冲式动脉自旋标记)则有硬件需求少、标记效率高的优点 3:pCASL(伪连续式动脉自旋标记技术）1和2优点 4：VE-ASL(血管编码动脉自旋标记技术)对不同位置的血管进行标记，区 分各支血管的血流分布范围和血流量
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据以上可得，明亮血管征象有重要意义。当它出现时，可以认为其远端 或近端存在闭塞。远端闭塞血管通过侧枝或次全血管供应血液，这阻碍 了大部分血流流动，但仍有标有示踪剂的部分血流通过，这可能是形成 明亮血管征象的原因。 SWI的高假阴性率可以通过磁化率变化效应根据凝块组合物进行说明。 最近，Liebeskind报道，高密度大脑中动脉信号和梯度回波MRI血管伪影， 比起血栓纤维蛋白主导的凝块显著多见于红细胞主导的混合斑块，表明 高密度大脑中动脉信号和高亮度伪影可能反映闭塞性血栓的病因。不同 于SWI，ASL明亮血管征象受血流动力学的影响，而不是血栓成分，这 可以解释在闭塞部位明亮血管征象的高敏感性。 我们的结果进一步说明，ASL明亮血管征象有助于明确细小末端分支末 端的阻塞，这在MRA中很难显示出。以往研究比较SWI与MRA在血栓性 闭塞中的敏感性，对于大动脉血栓的检测灵敏度两种相同，而对于在小 动脉末梢血栓的检测SWI显著更高。在我们的研究中，可以得出，周围 血管检测，ASL比SWI有更好的敏感性，这可能因为与血栓成分有密切 关系。
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结果1：
在35名以MRA为标准血管闭塞的患者中，用ASL及SWI显示 血管闭塞的状况
SWI ASL
闭塞
非闭塞
合计
闭塞
23
10
33
非闭塞
0
2
2
合计
23
12
35
10
结果2：
在37个病变部位以MRA为标准血管闭塞的患者中，用ASL 及SWI显示血管闭塞的状况
SWI ASL
闭塞
非闭塞
合计
闭塞
25
10
35
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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 ？？
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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。
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在采集时间点期间，由于侧枝血管或血流缓慢的血管科导致动脉传输时 间延迟，这已被证实是源于ASL的误差。因动脉传输延迟中，迟来血流 被划定明亮血管征象，这被称为动脉传输伪影。Chalela报道在急性脑卒 中患者中很容易找到动脉传输伪影，他们的存在反应侧枝血流和好的预 后。Zaharchuk et al也发现到，在烟雾病患者的ASL-PWI上可以看到大 脑皮层血管的侧枝呈匐状（波状或明显锯齿状边缘）ASL高信号，从而 为评估侧枝状况提供一种无创性的方法。因此，假设在急性脑缺血患者 闭塞部位有缓慢血流，可以因血管传输伪影看到血管内信号，而我们称 为明亮血管征象。
ASL
动脉自旋标记灌注成像
1
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 外源性示踪剂
（2）ASL 动脉自旋标记灌注成像
内源性示踪剂
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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。