头部ASL灌注成像

1、1 GE Healthcare Discovery MR750 DISCOVERY MR750 全脑三维动脉自旋标记成像全脑三维动脉自旋标记成像 3D ASL MR Application Team, China Internal Use Only * GE Healthcare Discovery MR750w 动脉自旋标记成像动脉自旋标记成像 ASL基本概念基本概念 2D FAIR介绍介绍 3D ASL原理原理 3D ASL 64:2126 动脉自旋标记成像，动脉自旋标记成像，2D FAIR FAIR成像过程与后处理成像过程与后处理： 基于GRE EPI序列。 第一次采样，使用选择性翻 转

2、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。 标记像标记像 - - 非标记像非标记像 = = 灌注像灌注像 Discovery MR750 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。 MRAFAIR 动脉自旋标记成像，动脉自旋标记成像，2D FAIR Discovery MR750 Perfusion +CFAIR 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

3、强灌注区域对应良好。 全脑三维动脉自旋标记介绍全脑三维动脉自旋标记介绍，3D ASL FDA认证，认证，Only in GE 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 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：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。 Discovery MR7

4、50 3D ASL CBF (ml/100g/min) 注：Siemens与Philips均为基于EPI序列的二维脉冲式ASL。 全脑三维动脉自旋标记全脑三维动脉自旋标记成像原理成像原理，3D ASL Discovery MR750 Arterial Inflow Venous Outflow Spatially Selective Inversion Tissue Inverted Spins 3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling 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

5、血流量变化。 成像过程：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 。 两组图像进行减影，得到血流灌注图像。 FDA认证，认证，Only in GE 全脑三维动脉自旋标记成像方法全脑三维动脉自旋标记成像方法，3D ASL Discovery MR750 3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling 3DFSE Spiral echo train 标记标记 + + 背景抑制背景抑制非标记非标记 +

6、 + 背景抑制背景抑制 3DFSE Spiral echo train Label imageControl imageCBF image 全脑三维定位全脑三维定位CBF后处理后处理 三维动脉自旋标记脉冲序列三维动脉自旋标记脉冲序列，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 三维动脉自旋标记扫描参数三维动脉自旋标记扫描参数，3D ASL Discovery MR750 3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling 扫描参数：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：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 长PLD时间（1.5- 2.5

8、s） PLD延长，SNR下降 Spiral K-Space 临床应用灌注技术的比较，临床应用灌注技术的比较，ASL和和PWI Discovery MR750 3D ASL2D PWI 1直接反映组织灌注直接反映组织灌注 反映高浓度通过血管时的磁敏感效应，反映高浓度通过血管时的磁敏感效应， 大分子造影剂无法通过血脑屏障。大分子造影剂无法通过血脑屏障。 2不需要造影剂不需要造影剂 需要造影剂需要造影剂 高压注射器团注高压注射器团注 3操作简单易行，重复性好操作简单易行，重复性好操作复杂，随访麻烦操作复杂，随访麻烦 4FDA无无FDA 5 半定量半定量 CBF，与，与PWI相关性好相关性好 半定量半

9、定量 CBF，CBV，MTT，TTP 6 可采用可采用GRE或或FSE序列，磁敏感伪影小；序列，磁敏感伪影小； 并且并且SPIRAL采集可减轻运动伪影。采集可减轻运动伪影。 必须使用必须使用EPI序列，磁敏感伪影重序列，磁敏感伪影重 三维动脉自旋标记临床应用三维动脉自旋标记临床应用，3D ASL Discovery MR750 3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling 3DASL应用优势：应用优势： 使用方便，信噪比高，伪影小，可 以减轻运动伪影。 2D FAIR或EPISTAR灌注稳定性 差，临床应用不稳定。 1.增强灌注扫描可操作性差

10、，随访增强灌注扫描可操作性差，随访 应用不方便。应用不方便。 临床应用：临床应用： 脑占全身重量的2，但脑血流量相当于心输 出量的15%（750ml/min)。 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。 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。 1.脉冲式标记信噪比低但能减少SAR值，连续式 标记信噪比高但对于系统硬件要求高。 三维动脉自旋标记临床应用三维动脉自旋标记临床应用，3D ASL Discovery MR750 3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling 注

11、意事项：注意事项： 增强扫描后不能做3DASL。 不适用于矢状或冠状面扫描。 扫描分辨率不能过高扫描分辨率不能过高，否则信噪比 过低。 1.假牙等金属的存在会影响动脉血假牙等金属的存在会影响动脉血 流标记。流标记。 临床应用：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，Parkinsons Disease 。 感染或炎症性疾病。 癫痫。 随访。 三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL Discovery MR750 T1Flair, T2FSE DWI, b=3000CBV P

12、erfusion +C CBF Perfusion +C 颅内占位，颅内占位，3DASL与与PERFUSION对照观察对照观察 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。 3DASL CBF 三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL Discovery MR750 T1+CCBV Perfusion +C C

13、BF Perfusion +C 右侧额叶占位右侧额叶占位 常规T1增强表现与3DASL CBF对应 良好。 3DASL CBFCBF 3DASL 左中颅窝脑膜瘤左中颅窝脑膜瘤 常规T1增强表现与3DASL CBF、增强灌注CBF对应 良好。 Discovery MR750 三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL T1FLAIRCBF 3DASLT1FSPGR +CCBF Perfusion 颅内占位术后复查，颅内占位术后复查，3DASL与与PERFUSION对照观察对照观察 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

14、量 异常增加区域，两者对照良好。 3D ASL CBF Courtesy: Dr Tanenbaum, Mt. Sinai School of Medicine, USA BRAVO +CCube T2Cube T2 FLAIR Discovery MR750 三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL 胶质瘤术后复查，胶质瘤术后复查，3DASL与常规扫描与常规扫描 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。 Discovery MR750 三维动

15、脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL T2FLAIRADCDWI b=1000CBF 3DASL 59岁男性，发热一周，突然失语岁男性，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 ）。 Courtesy: Dr Zaharchuk, Stanford, US and Dr Richard Watts, NZ Discovery MR750 三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL T2FSE Per

16、fusion CBF 3DASL CBF 女性女性49岁，岁，AVM，3DASL与与PERFUSION对对 照照 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。 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。 Discovery MR750 三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL 右侧大脑中动脉闭塞，右侧大脑中动脉闭塞，3DASL与增强与增强PERFUSION对照观察对照观察 T2Flair图像，左侧基底节多发软化灶，右侧

17、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。 CBF 3DASL 3D TOF MRA CBF PerfusionArrival Time Perfusion T2Flair Discovery MR750 三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL 右侧大脑中动脉闭塞，右侧大脑中动脉闭塞，3DASL与增强与增强PER

18、FUSION对照观察对照观察 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。增强PERFSUION图像中，CBV表现基本正常， MTT仅略有变化，TTP图像中相应区域达峰时间延长，CBF图 像相应区域血流量下降，表现与3DASL类似，但无3DASL明 显。 3D TOF MRACBF 3DASL CBV, CBF, MTT, TTP Discovery MR750 三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL CBV 3DASLCBV PerfusionMTT PerfusionCBF Perfusion T1 +C 血管畸形，血管畸形，3DASL与与PERFUSION对照观察对照观察 常规T1增强图像中可见左顶叶异常血管结构。PERFUSION图 像中，MTT延长，CBF、CBV明显增加，而3DASL CBF中未 见明显异常灌注；同时，我们需要观察到，增强PERFUSION中 静脉血液亦会影响CBV、CBF、MTT，而3DASL不受静脉影响 。 Discovery MR750 三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉自旋标记