头部ASL灌注成像

CBF 3DASL
CBF Perfusion
Arrival Time Perfusion
右侧大脑中动脉闭塞，3DASL与增强PERFUSION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3DASL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。
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20％ • 氧依赖性高，耐氧性最差，缺乏有效的无氧代
谢机制。 1. 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。 2. 脉冲式标记信噪比低但能减少SAR值，连续式
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
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
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冲序列，3D ASL
3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling
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。
Courtesy: Dr Zaharchuk, Stanford, US and Dr Richard Watts, NZ
三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL
Discovery MR750
T2Flair 3D TOF MRA
三维动脉自旋标记扫描参数，3D ASL
3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling
扫描参数： • 全脑三维轴位定位 • 4x4x4mm分辨率 • SPIRAL采集 • 两次采集：标记组与非
标记组
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
selective inversion
presat RF
labeling
sat + background suppression
rf2 rf1
Gz
Gy
Gx
Pulsed Continuous prep + BS
3D Spiral FSE echo train
Discovery MR750
Labeling Control Labeling and Control Pulse
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。
长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
三维动脉自旋标记临床应用，3D ASL
Discovery MR750
3D ASL, Pseudo-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。
Discovery MR750
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）
标记信噪比高但对于系统硬件要求高。
3DASL应用优势：
1.使用方便，信噪比高，伪影小，可 以减轻运动伪影。 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，随访应 用不方便。
三维动脉自旋标记临床应用，3D ASL
Discovery MR750
3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling
Eur Neurol 2019;64:21–26
FAIR
பைடு நூலகம்
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。
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，Parkinson’s Disease。 • 感染或炎症性疾病。 • 癫痫。 • 随访。
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，否则信噪比 过低。 4.假牙等金属的存在会影响动脉血流 标记。
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
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
三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL
Discovery MR750
T1Flair, T2FSE
DWI, b=3000
3DASL CBF
CBF Perfusion +C
CBV Perfusion +C
颅内占位，3DASL与PERFUSION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。
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
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
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。
。
• 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
三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL
Discovery MR750
T1FLAIR
T1FSPGR +C
CBF 3DASL
CBF Perfusion
颅内占位术后复查，3DASL与PERFUSION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，均未发现血流量异常增 加区域，两者对照良好。
三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL
Discovery MR750
T2FSE 3DASL CBF Perfusion CBF
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。
Discovery MR750
动脉自旋标记成像分类，Arterial Spin Labeling
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，血流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。
三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL
Discovery MR750
T2FLAIR
DWI b=1000
ADC
CBF 3DASL
59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 ）。
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，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，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
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。
三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL
Discovery MR750
Courtesy: Dr Tanenbaum, Mt. Sinai School of Medicine, USA
BRAVO +C
Cube T2
Cube T2 FLAIR
3D ASL CBF
胶质瘤术后复查，3DASL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。
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。
Discovery MR750
动脉自旋标记成像分类，Arterial Spin Labeling
三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL
Discovery MR750
T1+C
CBF 3DASL
右侧额叶占位
常规T1增强表现与3DASL CBF对应良好 。
3DASL CBF
CBF Perfusion +C
CBV Perfusion +C
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 。
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
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