頭部ASL灌注成像

1、1GE HealthcareDiscovery MR750DISCOVERY MR750全腦三維動脈自旋標記成像全腦三維動脈自旋標記成像3D ASLMR Application Team, ChinaInternal Use Only*GE HealthcareDiscovery MR750w動脈自旋標記成像動脈自旋標記成像 ASL基本概念基本概念 2D FAIR介紹介紹 3D ASL原理原理 3D ASL & PWI比較比較 3D ASL臨床應(yīng)用和病例臨床應(yīng)用和病例MR750動脈自旋標記成像動脈自旋標記成像原理原理，Arterial Spin Labeling動脈自旋標記ASL成像，

2、是一種完全無創(chuàng)的、不需注射造影劑的灌注成像方法，臨床應(yīng)用廣泛。動脈自旋標記成像動脈自旋標記成像，是對在成像平面的上游血液進行標記使其自旋弛豫狀態(tài)改變，待被標記的血流對組織灌注后進行成像。兩組對比圖像：兩組對比圖像：標記像標記像，成像區(qū)包含靜態(tài)組織和流入組織的標記血液信息。非標記像非標記像，對成像區(qū)進行的非標記血液成像，同樣包括靜態(tài)背景組織信息。灌注像灌注像 = = 標記像標記像 - - 非標記像非標記像灌注像灌注像注：1994年，Edelman等首次提出EPI-STAR動脈自旋標記成像技術(shù)。Discovery MR750動脈自旋標記成像分類，動脈自旋標記成像分類，Arterial Spin L

3、abeling動脈自旋標記ASL成像，是一種完全無創(chuàng)的、不需注射造影劑的灌注成像方法，臨床應(yīng)用廣泛。動脈自旋標記成像動脈自旋標記成像，根據(jù)流動血液標記方式不同分為兩類：連續(xù)式連續(xù)式，CASL，連續(xù)標記相應(yīng)層面近端的動脈血液，被標記的血液連續(xù)流入組織。脈沖式脈沖式，PASL，使用選擇性的射頻脈沖，脈沖式地標記成像層面近端的一個厚塊中的血液，等一段時間使標記的血液與組織充分混合，然后成像。連續(xù)式連續(xù)式脈沖式脈沖式Discovery MR750動脈自旋標記成像分類，動脈自旋標記成像分類，Arterial Spin Labeling動脈自旋標記ASL成像，GE提供FAIR（科研模式）、3DASL（臨床

4、模式）兩種成像和后處理技術(shù)。脈沖式動脈自旋標記成像脈沖式動脈自旋標記成像，根據(jù)標記脈沖的對稱與否分為：對稱式對稱式，血流敏感性的交替反轉(zhuǎn)恢復（FAIR）、UNFAIR、FAIRER、FAIREST等。非對稱式非對稱式，信號靶向交替射頻（STAR）、PICORE、TILT、QUIPSS、DIPLOMA等。連續(xù)式連續(xù)式脈沖式脈沖式Discovery MR750動脈自旋標記成像定量，動脈自旋標記成像定量，Arterial Spin Labeling動脈自旋標記ASL成像，GE提供FAIR（科研模式）、3DASL（臨床模式）兩種成像和后處理技術(shù)。脈沖式動脈自旋標記成像脈沖式動脈自旋標記成像，理論上可以

5、得到三個血液動力學參數(shù)：血流量BF（用于臨床定量指標）血容量BV（科研理論）平均通過時間MTT（科研理論）FAIR3DASLDiscovery MR750Eur Neurol 2010;64:2126動脈自旋標記成像，動脈自旋標記成像，2D FAIRFAIR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)脈沖，間隔一段時間后，對相應(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，間隔一段時間后，對相應(yīng)層面成像，不包含血液灌注的信息。標記像標記像 - - 非標記像非標記像 = = 灌注像灌注像Discovery MR750MRA可見左側(cè)大腦中動

6、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動脈自旋標記成像，動脈自旋標記成像，2D FAIRDiscovery MR750Perfusion +CFAIR增強灌注圖像中可見實質(zhì)性腫瘤血流量明顯增加，而FAIR血流量圖像與增強灌注區(qū)域?qū)?yīng)良好。全腦三維動脈自旋標記介紹全腦三維動脈自旋標記介紹，3D ASLFDA認證，認證，Only in GE3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling對流入動脈血液進行連續(xù)標記，待標記血液流入腦組織后，進行全腦三維快速成像，對

7、比非標記成像，測量全腦血流量變化。成像特點：成像特點：良好的SAR值控制，1.5秒1000次標記脈沖。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)標記，動脈血液標記效率高。背景抑制優(yōu)化，突出血流量信息。Discovery MR7503D ASL CBF (ml/100g/min)注：Siemens與Philips均為基于EPI序列的二維脈沖式ASL。全腦三維動脈自旋標記全腦三維動脈自旋標記成像原理成像原理，3D ASLDiscovery MR750Arterial InflowVenous OutflowSpatiallySelectiveI

8、nversionTissueInverted Spins3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling對流入動脈血液進行連續(xù)標記，待標記血液流入腦組織后，進行全腦三維快速成像，對比非標記成像，測量全腦血流量變化。成像過程：成像過程：對流入動脈血液連續(xù)標記。被標記的動脈血液進入腦實質(zhì)，與組織交換。被標記的血液降低腦組織質(zhì)子信號強度。優(yōu)化背景組織抑制，消除靜脈干擾。標記與非標記組兩次分別采集，全腦三維成像。兩組圖像進行減影，得到血流灌注圖像。FDA認證，認證，Only in GE全腦三維動脈自旋標記成像方法全腦三維動脈自旋標記成像方法，3D ASL

9、Discovery MR7503D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling3DFSE Spiral echo train標記標記 + + 背景抑制背景抑制非標記非標記 + + 背景抑制背景抑制3DFSE Spiral echo trainLabel 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脈自旋標記脈沖序列三維動脈自旋標記脈沖序列，3D ASLDiscovery MR7503D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling3D Spir

10、al FSE echo trainPulsed Continuous prep + BSsat + background suppressionrf1rf2presatselective inversionlabeling RF Gz Gy Gx LabelingControlLabeling and Control Pulse三維動脈自旋標記掃描參數(shù)三維動脈自旋標記掃描參數(shù)，3D ASLDiscovery MR7503D 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：

11、標記組與非標記組翻轉(zhuǎn)時間與重復時間：翻轉(zhuǎn)時間與重復時間：腦血流速度快，使用更短PLD時間（1-1.5s）腦血液速度慢，使用較長PLD時間（1.5-2.5s）PLD延長，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PWIDiscovery MR750三維動脈自旋標記臨床應(yīng)用三維動脈自旋標記臨床應(yīng)用，3D ASLDiscovery MR7503D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling3DASL應(yīng)用優(yōu)勢：應(yīng)用優(yōu)勢：使用方便，信噪比高，偽影小，可以減輕運動偽影。2D FAIR或EPISTAR灌注穩(wěn)

12、定性差，臨床應(yīng)用不穩(wěn)定。1.增強灌注掃描可操作性差，隨訪應(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制。對運動偽影敏感，運動所導致的像素信號改變會遠遠大于灌注所導致的信號改變。1.脈沖式標記信噪比低但能減少SAR值，連續(xù)式標記信噪比高但對于系統(tǒng)硬件要求高。三維動脈自旋標記臨床應(yīng)用三維動脈自旋標記臨床應(yīng)用，3D ASLDiscovery MR7503D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling注意事項：注意事項：增

13、強掃描后不能做3DASL。不適用于矢狀或冠狀面掃描。掃描分辨率不能過高，否則信噪比過低。1.假牙等金屬的存在會影響動脈血流標記。臨床應(yīng)用：臨床應(yīng)用：腦血管疾?。簝和律鷥?，甚至胎兒。腦血管疾?。喝毖Ｈ?，血管畸形。腫瘤性疾病，惡性腫瘤分級。慢性退行性改變：AD，Parkinsons Disease。感染或炎癥性疾病。癲癇。隨訪。三維動脈自旋標記成像病例，三維動脈自旋標記成像病例，3D ASLDiscovery MR750T1Flair, T2FSEDWI, b=3000CBV Perfusion +CCBF Perfusion +C顱內(nèi)占位，顱內(nèi)占位，3DASL與與PERFUSION對照觀

14、察對照觀察常規(guī)T1T2圖像中右顳葉占位腫塊，中央液體壞死信號，瘤周大范圍水腫，高b值彌散圖像可見腫瘤實質(zhì)與正常腦實質(zhì)對比更好。3DASL圖像中，實質(zhì)腫塊血流量增加，水腫區(qū)域血液量減低，增強灌注圖像中可見實質(zhì)性腫瘤血流量明顯增加，3DASL血流量圖像與增強灌注區(qū)域?qū)?yīng)良好。而CBV中，腫塊實質(zhì)血液量未見明顯增加。3DASL CBF三維動脈自旋標記成像病例，三維動脈自旋標記成像病例，3D ASLDiscovery MR750T1+CCBV Perfusion +CCBF Perfusion +C右側(cè)額葉占位右側(cè)額葉占位常規(guī)T1增強表現(xiàn)與3DASL CBF對應(yīng)良好。3DASL CBFCBF 3DAS

15、L左中顱窩腦膜瘤左中顱窩腦膜瘤常規(guī)T1增強表現(xiàn)與3DASL CBF、增強灌注CBF對應(yīng)良好。Discovery MR750三維動脈自旋標記成像病例，三維動脈自旋標記成像病例，3D ASLT1FLAIRCBF 3DASLT1FSPGR +CCBF Perfusion顱內(nèi)占位術(shù)后復查，顱內(nèi)占位術(shù)后復查，3DASL與與PERFUSION對照觀察對照觀察T1平掃及增強圖像，未見明顯異常腫塊影。3DASL對照PERFUSION血流量圖，均未發(fā)現(xiàn)血流量異常增加區(qū)域，兩者對照良好。3D ASL CBFCourtesy: Dr Tanenbaum, Mt. Sinai School of Medicine,

16、USABRAVO +CCube T2Cube T2 FLAIRDiscovery MR750三維動脈自旋標記成像病例，三維動脈自旋標記成像病例，3D ASL膠質(zhì)瘤術(shù)后復查，膠質(zhì)瘤術(shù)后復查，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。T1BRAVO增強掃描未見明顯強化腫塊形成。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 MR750三維動脈自旋標記成像病例，三維動脈自旋標記成像病例，3D ASLT2FLAIRADCDWI b=1000CBF 3DASL59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

17、片狀高信號，無明確邊界，DWI呈高信號，ADC值下降，而3DASL CBF圖像中病變區(qū)域血流量明顯增強，因此懷疑感染性病變（ HSV-1 encephalitis ）。Courtesy: Dr Zaharchuk, Stanford, US and Dr Richard Watts, NZDiscovery MR750三維動脈自旋標記成像病例，三維動脈自旋標記成像病例，3D ASLT2FSEPerfusion CBF3DASL CBF女性女性49歲，歲，AVM，3DASL與與PERFUSION對對照照常規(guī)T2圖像中，左側(cè)側(cè)腦室后角可見片狀混雜信號，中心多發(fā)流空低信號，伴周圍水腫。3DASL的C

18、BF血流量圖像中，腫瘤中可見明顯增加的血流量。增強灌注CBF圖像中，腫瘤同樣表現(xiàn)為高灌注血流量。3DASL與增強灌注CBF之間對照良好。Discovery MR750三維動脈自旋標記成像病例，三維動脈自旋標記成像病例，3D ASL右側(cè)大腦中動脈閉塞，右側(cè)大腦中動脈閉塞，3DASL與增強與增強PERFUSION對照觀察對照觀察T2Flair圖像，左側(cè)基底節(jié)多發(fā)軟化灶，右側(cè)大腦半球基本正常。MRA圖像，右側(cè)大腦中動脈閉塞，對應(yīng)區(qū)域3DASL圖像中腦血流量下降。而增強PERFSUION圖像中，CBF為正常表現(xiàn)，MTT圖像中相應(yīng)區(qū)域通過時間延長。分析：增強PERFUSION無法反映側(cè)枝循環(huán)形成后腦實質(zhì)

19、直接灌注的情況，增強PERFUSION到達時間與3DASL對應(yīng)較好。CBF 3DASL3D TOF MRACBF PerfusionArrival Time PerfusionT2FlairDiscovery MR750三維動脈自旋標記成像病例，三維動脈自旋標記成像病例，3D ASL右側(cè)大腦中動脈閉塞，右側(cè)大腦中動脈閉塞，3DASL與增強與增強PERFUSION對照觀察對照觀察MRA圖像，右側(cè)大腦中動脈閉塞，對應(yīng)區(qū)域3DASL圖像中腦血流量下降。增強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)域達峰時間延長，CBF圖像相應(yīng)區(qū)域血流量下降，表現(xiàn)與3DASL類似