动脉自旋标记脑灌注成像的原理及其临床应用

二、ASL应用现状
➢ 1994年, Edelman等首次提出EPI-STAR技术, ASL 已经进入临床初步应用阶段。
➢ 现已用于多个组织器官的灌注成像, 如脑、肾、 肺及心脏等。
➢ ASL技术最广泛的临床应用是在脑血管疾病和脑部 其他疾病方面。
二、ASL应用现状
1 脑灌注
➢ 正常脑组织的灌注与年龄、性别有一定的相关性。 研究发现脑灰质灌注与年龄相关性大, 每增加1 岁, 灰质灌注减少0.045%, 且主要是额叶皮层灌 注减少。女性的灌注较同龄男性高13%。
技术。
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。
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Leabharlann Baidu其 自旋状态改变，待血对组织灌注后进行成像。
➢ 由于心脏毛细血管床与心肌纤维长轴方向一致, 所以在与心肌纤维长轴垂直方向的层面上可以精 确测定流入的血流量, 反映局部灌注情况。
二、ASL应用现状
4 心肌灌注
➢ 1999年, Poncelet等用双门控EPI-FAIR技术对人 体心肌灌注进行了实验性研究, 发现所得结果可 与BOLD技术相媲美。
➢ 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）。
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,
✓ 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。
二、ASL应用现状
1.2 脑肿瘤
✓ ASL在脑肿瘤放化疗后肿瘤坏死或复发的鉴别有很 大的优势。监测治疗前后rCBF的变化, 可以区分 坏死或复发, 间接反映肿瘤的预后情况。
✓ 由于ASL将自由弥散的水作为示踪剂, 不会受血脑 屏障破坏的影响,对高级肿瘤CBF的评估可能会相 对更准确一些, 更有助于区分III、Ⅳ级胶质瘤。
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。
二、ASL应用现状
1.2 脑肿瘤
➢ 测定肿瘤血流量对肿瘤分级、鉴别原发与转移以 及评价肿瘤疗效有重要价值。
✓ Weber等利用ASL研究肿瘤的血供, 结果表明脑膜 瘤和恶性胶质瘤的rCBF较正常脑组织高; 少突胶 质细胞瘤的rCBF较低。
二、ASL应用现状
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。
➢ 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。
2 肺灌注
二、ASL应用现状
➢ 肺部由于质子密度低, 气体/组织界面大, 磁敏 感率不均匀, 存在呼吸运动及心脏搏动伪影等因 素影响, 使MR灌注成像受到了限制。
➢ 1.脑缺血 ➢ 2.脑肿瘤 ➢ 3.其它脑疾病
二、ASL应用现状
1.1 脑缺血
➢ 利用ASL技术在缺血早期(<30min)即可清楚显示 灌注缺损区, 其敏感性明显高于T2WI。
➢ 急性中风病人早期也表现为脑缺血,ASL可清晰地 显示灌注缺损或低灌注区, 可进行定量分析。
➢ ASL与扩散加权成像(DWI)相结合, 成为对中风早 期诊断及指导早期治疗的重要手段。
➢ Waller等应用ASL技术对活体小鼠的心肌灌注进 行了定量化研究, 结果表明心肌灌注与冠脉阻力 呈高度负相关。
三、ASL定量分析的影响因素
➢ 主要影响因素包括： ➢ MTT ➢ RF脉冲波形 ➢ 信噪比(SNR)
三、ASL定量分析的影响因素
➢ MTT：是影响定量分析精确性的主要因素, 减影 后血管内存在的标记质子使灌注增加, 这也是产 生血管伪影的主要因素。ASL虽可以直接测定组 织的绝对灌注值, 但存在一定的系统误差。引起 系统误差的主要原因是被标记质子从标记层面到 成像层面不同的MTT, 以及标记质子和组织中水 质子的交换率两方面的因素。
、TILT、QUIPSS、DIPLOMA等。 ➢ 目前FAIR与STAR两种技术应用较广泛。
一、ASL成像原理及方法
➢ 理论上ASL可得到3个血流动力学参数：
➢ 血流量(BF) ➢ 血容量(BV) ➢ 平均通过时间(MTT)
➢ MTT与BV/BF的比值成正相关,并且与标记层面与成 像层面之间距离有关,距离越远,MTT越长; 距离越 近,MTT越短。
3 肾灌注
二、ASL应用现状
➢ ASL可成为评价肾灌注的一个理想方法。目前主要 应用于急性缺血、各种原因引起的肾功衰竭及肾 癌血供的研究方面。
➢ 动物实验及临床试验都证明了ASL评价肾灌注的可 行性及可靠性。
二、ASL应用现状
4 心肌灌注
➢ ASL作为一种无创性方法在评价心肌灌注方面有 一定优势。
动脉自旋标记脑灌注成像的原理 及其临床应用
概述
➢ MRI灌注成像：是指利用快速扫描技术显示
组织的微血管分布及血液灌注情况, 提供组织 的血流动力学信息, 从影像学角度评估组织活 力和功能的成像方法。
概述
➢ MR 灌注成像方法有3种: ➢ 扩散性的示踪剂(如19F、17O) 技术 ➢ 首过对比剂技术, 静脉团注对比剂 ➢ 动脉自旋标记(arterial spin labeling,ASL)
CASL) ➢ 脉冲式(pulsed arterial spin labeling, PASL)
一、ASL成像原理及方法
➢ PASL又根据标记的对称与否分为： ➢ 对称式：血流敏感性的交替反转恢复(FAIR)、
UNFAIR、FAIRER、FAIREST及BASE等 ➢ 非对称式：信号靶向交替射频(STAR)、PICORE