頭部ASL灌注成像

1、1 GE Healthcare Discovery MR750 DISCOVERY MR750 全腦三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像全腦三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像 3D ASL MR Application Team, China Internal Use Only * GE Healthcare Discovery MR750w 動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像 ASL基本概念基本概念 2D FAIR介紹介紹 3D ASL原理原理 3D ASL 64:2126 動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像，動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像，2D FAIR FAIR成像過程與后處理成像過程與后處理： 基于GRE EPI序列。 第一次采樣，使用選擇性翻 轉(zhuǎn)

2、脈沖，間隔一段時(shí)間后， 對(duì)相應(yīng)層面成像，包含血液 灌注的信息。 第二次采樣，使用非選擇性 翻轉(zhuǎn)脈沖，間隔一段時(shí)間后 ，對(duì)相應(yīng)層面成像，不包含 血液灌注的信息。 標(biāo)記像標(biāo)記像 - - 非標(biāo)記像非標(biāo)記像 = = 灌注像灌注像 Discovery MR750 MRA可見左側(cè)大腦中動(dòng)脈閉塞，側(cè)枝循環(huán)血管形成； FAIR血流量CBF圖像中顯示相應(yīng)區(qū)域血流量下降，而大 腦皮層側(cè)枝循環(huán)形成區(qū)域血流量增加。 MRAFAIR 動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像，動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像，2D FAIR Discovery MR750 Perfusion +CFAIR 增強(qiáng)灌注圖像中可見實(shí)質(zhì)性腫瘤血流量明顯增加，而 FAIR血流量圖像與增

3、強(qiáng)灌注區(qū)域?qū)?yīng)良好。 全腦三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記介紹全腦三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記介紹，3D ASL FDA認(rèn)證，認(rèn)證，Only in GE 3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling 對(duì)流入動(dòng)脈血液進(jìn)行連續(xù)標(biāo)記，待標(biāo)記血液流入腦 組織后，進(jìn)行全腦三維快速成像，對(duì)比非標(biāo)記 成像，測(cè)量全腦血流量變化。 成像特點(diǎn)：成像特點(diǎn)： 良好的SAR值控制，1.5秒1000次標(biāo)記脈沖。 基于FSE序列，圖像偽影小。 三維成像掃描范圍廣，圖像信噪比高。 螺旋狀K空間填充，掃描速度快。 連續(xù)標(biāo)記，動(dòng)脈血液標(biāo)記效率高。 背景抑制優(yōu)化，突出血流量信息。 Discovery MR7

4、50 3D ASL CBF (ml/100g/min) 注：Siemens與Philips均為基于EPI序列的二維脈沖式ASL。 全腦三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記全腦三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像原理成像原理，3D ASL Discovery MR750 Arterial Inflow Venous Outflow Spatially Selective Inversion Tissue Inverted Spins 3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling 對(duì)流入動(dòng)脈血液進(jìn)行連續(xù)標(biāo)記，待標(biāo)記血液流入腦 組織后，進(jìn)行全腦三維快速成像，對(duì)比非標(biāo)記 成像，測(cè)量全腦

5、血流量變化。 成像過程：成像過程： 對(duì)流入動(dòng)脈血液連續(xù)標(biāo)記。 被標(biāo)記的動(dòng)脈血液進(jìn)入腦實(shí)質(zhì)，與組織交換。 被標(biāo)記的血液降低腦組織質(zhì)子信號(hào)強(qiáng)度。 優(yōu)化背景組織抑制，消除靜脈干擾。 標(biāo)記與非標(biāo)記組兩次分別采集，全腦三維成像 。 兩組圖像進(jìn)行減影，得到血流灌注圖像。 FDA認(rèn)證，認(rèn)證，Only in GE 全腦三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像方法全腦三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像方法，3D ASL Discovery MR750 3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling 3DFSE Spiral echo train 標(biāo)記標(biāo)記 + + 背景抑制背景抑制非標(biāo)記非標(biāo)記 +

6、 + 背景抑制背景抑制 3DFSE Spiral echo train Label imageControl imageCBF image 全腦三維定位全腦三維定位CBF后處理后處理 三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記脈沖序列三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記脈沖序列，3D ASL Discovery MR750 3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling 3D Spiral FSE echo trainPulsed Continuous prep + BS sat + background suppression rf 1 rf 2 presat selectiv e in

7、versio n labeling RF Gz Gy Gx Labeling Control Labeling and Control Pulse 三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記掃描參數(shù)三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記掃描參數(shù)，3D ASL Discovery MR750 3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling 掃描參數(shù)：掃描參數(shù)： 全腦三維軸位定位 4x4x4mm分辨率 SPIRAL采集 兩次采集：標(biāo)記組與非 標(biāo)記組 翻轉(zhuǎn)時(shí)間與重復(fù)時(shí)間：翻轉(zhuǎn)時(shí)間與重復(fù)時(shí)間： 腦血流速度快，使用更 短PLD時(shí)間（1-1.5s ） 腦血液速度慢，使用較 長(zhǎng)PLD時(shí)間（1.5- 2.5

8、s） PLD延長(zhǎng)，SNR下降 Spiral K-Space 臨床應(yīng)用灌注技術(shù)的比較，臨床應(yīng)用灌注技術(shù)的比較，ASL和和PWI Discovery MR750 3D ASL2D PWI 1直接反映組織灌注直接反映組織灌注 反映高濃度通過血管時(shí)的磁敏感效應(yīng)，反映高濃度通過血管時(shí)的磁敏感效應(yīng)， 大分子造影劑無法通過血腦屏障。大分子造影劑無法通過血腦屏障。 2不需要造影劑不需要造影劑 需要造影劑需要造影劑 高壓注射器團(tuán)注高壓注射器團(tuán)注 3操作簡(jiǎn)單易行，重復(fù)性好操作簡(jiǎn)單易行，重復(fù)性好操作復(fù)雜，隨訪麻煩操作復(fù)雜，隨訪麻煩 4FDA無無FDA 5 半定量半定量 CBF，與，與PWI相關(guān)性好相關(guān)性好 半定量半

9、定量 CBF，CBV，MTT，TTP 6 可采用可采用GRE或或FSE序列，磁敏感偽影??；序列，磁敏感偽影小； 并且并且SPIRAL采集可減輕運(yùn)動(dòng)偽影。采集可減輕運(yùn)動(dòng)偽影。 必須使用必須使用EPI序列，磁敏感偽影重序列，磁敏感偽影重 三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記臨床應(yīng)用三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記臨床應(yīng)用，3D ASL Discovery MR750 3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling 3DASL應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：應(yīng)用優(yōu)勢(shì)： 使用方便，信噪比高，偽影小，可 以減輕運(yùn)動(dòng)偽影。 2D FAIR或EPISTAR灌注穩(wěn)定性 差，臨床應(yīng)用不穩(wěn)定。 1.增強(qiáng)灌注掃描可操作性差

10、，隨訪增強(qiáng)灌注掃描可操作性差，隨訪 應(yīng)用不方便。應(yīng)用不方便。 臨床應(yīng)用：臨床應(yīng)用： 腦占全身重量的2，但腦血流量相當(dāng)于心輸 出量的15%（750ml/min)。 耗氧量大，占全身耗氧量的20 氧依賴性高，耐氧性最差，缺乏有效的無氧代 謝機(jī)制。 對(duì)運(yùn)動(dòng)偽影敏感，運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的像素信號(hào)改變 會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于灌注所導(dǎo)致的信號(hào)改變。 1.脈沖式標(biāo)記信噪比低但能減少SAR值，連續(xù)式 標(biāo)記信噪比高但對(duì)于系統(tǒng)硬件要求高。 三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記臨床應(yīng)用三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記臨床應(yīng)用，3D ASL Discovery MR750 3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling 注

11、意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)： 增強(qiáng)掃描后不能做3DASL。 不適用于矢狀或冠狀面掃描。 掃描分辨率不能過高掃描分辨率不能過高，否則信噪比 過低。 1.假牙等金屬的存在會(huì)影響動(dòng)脈血假牙等金屬的存在會(huì)影響動(dòng)脈血 流標(biāo)記。流標(biāo)記。 臨床應(yīng)用：臨床應(yīng)用： 腦血管疾?。簝和?，新生兒，甚至胎兒。 腦血管疾病：缺血，梗塞，血管畸形。 腫瘤性疾病，惡性腫瘤分級(jí)。 慢性退行性改變：AD，Parkinsons Disease 。 感染或炎癥性疾病。 癲癇。 隨訪。 三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，3D ASL Discovery MR750 T1Flair, T2FSE DWI, b=3000CBV P

12、erfusion +C CBF Perfusion +C 顱內(nèi)占位，顱內(nèi)占位，3DASL與與PERFUSION對(duì)照觀察對(duì)照觀察 常規(guī)T1T2圖像中右顳葉占位腫塊，中央液體壞死信號(hào)，瘤周大范圍水腫，高b值彌散圖像 可見腫瘤實(shí)質(zhì)與正常腦實(shí)質(zhì)對(duì)比更好。3DASL圖像中，實(shí)質(zhì)腫塊血流量增加，水腫區(qū)域血 液量減低，增強(qiáng)灌注圖像中可見實(shí)質(zhì)性腫瘤血流量明顯增加，3DASL血流量圖像與增強(qiáng)灌 注區(qū)域?qū)?yīng)良好。而CBV中，腫塊實(shí)質(zhì)血液量未見明顯增加。 3DASL CBF 三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，3D ASL Discovery MR750 T1+CCBV Perfusion +C C

13、BF Perfusion +C 右側(cè)額葉占位右側(cè)額葉占位 常規(guī)T1增強(qiáng)表現(xiàn)與3DASL CBF對(duì)應(yīng) 良好。 3DASL CBFCBF 3DASL 左中顱窩腦膜瘤左中顱窩腦膜瘤 常規(guī)T1增強(qiáng)表現(xiàn)與3DASL CBF、增強(qiáng)灌注CBF對(duì)應(yīng) 良好。 Discovery MR750 三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，3D ASL T1FLAIRCBF 3DASLT1FSPGR +CCBF Perfusion 顱內(nèi)占位術(shù)后復(fù)查，顱內(nèi)占位術(shù)后復(fù)查，3DASL與與PERFUSION對(duì)照觀察對(duì)照觀察 T1平掃及增強(qiáng)圖像，未見明顯異常腫塊影。3DASL對(duì)照PERFUSION血流量圖，均未發(fā)現(xiàn)血流

14、量 異常增加區(qū)域，兩者對(duì)照良好。 3D ASL CBF Courtesy: Dr Tanenbaum, Mt. Sinai School of Medicine, USA BRAVO +CCube T2Cube T2 FLAIR Discovery MR750 三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，3D ASL 膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)查，膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)查，3DASL與常規(guī)掃描與常規(guī)掃描 CUBE T2和T2FLAIR可見手術(shù)區(qū)域大片水腫信號(hào)。T1BRAVO增強(qiáng)掃描未 見明顯強(qiáng)化腫塊形成。3DASL流量圖，相應(yīng)區(qū)域血流量下降，未發(fā)現(xiàn)血流 量異常增加區(qū)域。 Discovery MR750 三維動(dòng)

15、脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，3D ASL T2FLAIRADCDWI b=1000CBF 3DASL 59歲男性，發(fā)熱一周，突然失語歲男性，發(fā)熱一周，突然失語 T2左顳葉片狀高信號(hào)，無明確邊界，DWI呈高信號(hào)，ADC值下降，而3DASL CBF圖像中病變區(qū) 域血流量明顯增強(qiáng)，因此懷疑感染性病變（ HSV-1 encephalitis ）。 Courtesy: Dr Zaharchuk, Stanford, US and Dr Richard Watts, NZ Discovery MR750 三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，3D ASL T2FSE Per

16、fusion CBF 3DASL CBF 女性女性49歲，歲，AVM，3DASL與與PERFUSION對(duì)對(duì) 照照 常規(guī)T2圖像中，左側(cè)側(cè)腦室后角可見片狀混雜 信號(hào)，中心多發(fā)流空低信號(hào)，伴周圍水腫。 3DASL的CBF血流量圖像中，腫瘤中可見明顯 增加的血流量。 增強(qiáng)灌注CBF圖像中，腫瘤同樣表現(xiàn)為高灌注血 流量。 3DASL與增強(qiáng)灌注CBF之間對(duì)照良好。 Discovery MR750 三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，3D ASL 右側(cè)大腦中動(dòng)脈閉塞，右側(cè)大腦中動(dòng)脈閉塞，3DASL與增強(qiáng)與增強(qiáng)PERFUSION對(duì)照觀察對(duì)照觀察 T2Flair圖像，左側(cè)基底節(jié)多發(fā)軟化灶，右側(cè)

17、大腦半球基本正常。MRA圖像，右側(cè)大腦 中動(dòng)脈閉塞，對(duì)應(yīng)區(qū)域3DASL圖像中腦血流量下降。而增強(qiáng)PERFSUION圖像中，CBF 為正常表現(xiàn)，MTT圖像中相應(yīng)區(qū)域通過時(shí)間延長(zhǎng)。分析：增強(qiáng)PERFUSION無法反映側(cè) 枝循環(huán)形成后腦實(shí)質(zhì)直接灌注的情況，增強(qiáng)PERFUSION到達(dá)時(shí)間與3DASL對(duì)應(yīng)較好。 CBF 3DASL 3D TOF MRA CBF PerfusionArrival Time Perfusion T2Flair Discovery MR750 三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，3D ASL 右側(cè)大腦中動(dòng)脈閉塞，右側(cè)大腦中動(dòng)脈閉塞，3DASL與增強(qiáng)與增強(qiáng)PER

18、FUSION對(duì)照觀察對(duì)照觀察 MRA圖像，右側(cè)大腦中動(dòng)脈閉塞，對(duì)應(yīng)區(qū)域3DASL圖像中腦 血流量下降。增強(qiáng)PERFSUION圖像中，CBV表現(xiàn)基本正常， MTT僅略有變化，TTP圖像中相應(yīng)區(qū)域達(dá)峰時(shí)間延長(zhǎng)，CBF圖 像相應(yīng)區(qū)域血流量下降，表現(xiàn)與3DASL類似，但無3DASL明 顯。 3D TOF MRACBF 3DASL CBV, CBF, MTT, TTP Discovery MR750 三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，3D ASL CBV 3DASLCBV PerfusionMTT PerfusionCBF Perfusion T1 +C 血管畸形，血管畸形，3DASL與與PERFUSION對(duì)照觀察對(duì)照觀察 常規(guī)T1增強(qiáng)圖像中可見左頂葉異常血管結(jié)構(gòu)。PERFUSION圖 像中，MTT延長(zhǎng)，CBF、CBV明顯增加，而3DASL CBF中未 見明顯異常灌注；同時(shí)，我們需要觀察到，增強(qiáng)PERFUSION中 靜脈血液亦會(huì)影響CBV、CBF、MTT，而3DASL不受靜脈影響 。 Discovery MR750 三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記