头部ASL灌注成像ppt课件

1、*1DISCOVERY 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 ASLMR Application Team, ChinaInternal Use Only*GE HealthcareDiscovery 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 & PWI比较比较 3D ASL临床应用和病例临床应用和病例MR750动脉自旋标记成像原理，动脉自旋标记成像原理，Arterial Spin Arterial Spin LabelingLabeling动脉自旋标记ASL成像，是一种完

2、全无创的、不需注射造影剂的灌注成像方法，临床应用广泛。动脉自旋标记成像，是对在成像平面的上游血液动脉自旋标记成像，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。流对组织灌注后进行成像。两组对比图像：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标记像，成像区包含静态组织和流入组织的标记血液信息。血液信息。非标记像，对成像区进行的非标记血液成像，同非标记像，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。样包括静态背景组织信息。灌注像灌注像 = = 标记像标记像 - - 非标记像非标记像灌注像

3、灌注像注：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，动脉自旋标记成像分类，Arterial Spin Arterial Spin LabelingLabeling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。动脉自旋标记成像，根据流动血液标记方动脉自旋标记成像，根据流动血液标记方式不同分为两类：式不同分为两类：连续式，连续式，CASLCASL，连续标记相应层面近端的，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。动脉血液，被标记的血液连续流入组织。脉冲式，脉冲

4、式，PASLPASL，使用选择性的射频脉冲，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。充分混合，然后成像。连续式连续式脉冲式脉冲式Discovery MR750动脉自旋标记成像分类，动脉自旋标记成像分类，Arterial Spin Arterial Spin LabelingLabeling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。脉冲式动脉自旋标记成像，根据标记脉冲脉冲式动脉自旋标记成像，根据标记脉冲

5、的对称与否分为：的对称与否分为：对称式，血流敏感性的交替反转恢复对称式，血流敏感性的交替反转恢复FAIRFAIR）、）、UNFAIRUNFAIR、FAIRERFAIRER、FAIRESTFAIREST等。等。非对称式，信号靶向交替射频非对称式，信号靶向交替射频STARSTAR）、）、PICOREPICORE、TILTTILT、QUIPSSQUIPSS、DIPLOMADIPLOMA等。等。连续式连续式脉冲式脉冲式Discovery MR750动脉自旋标记成像定量，动脉自旋标记成像定量，Arterial Spin Arterial Spin LabelingLabeling动脉自旋标记ASL成像，

6、GE提供FAIR科研模式）、3DASL临床模式两种成像和后处理技术。脉冲式动脉自旋标记成像，理论上可以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：得到三个血液动力学参数：血流量血流量BFBF用于临床定量指标）用于临床定量指标）血容量血容量BVBV科研理论）科研理论）平均通过时间平均通过时间MTTMTT科研理论）科研理论）FAIR3DASLDiscovery MR750Eur Neurol 2019;64:2126动脉自旋标记成像，动脉自旋标记成像，2D FAIR2D FAIRFAIR成像过程与后处理：成像过程与后处理：基于基于GRE EPI序列。序列。第一次采样，使用选择性翻转第

7、一次采样，使用选择性翻转脉冲，间隔一段时间后，脉冲，间隔一段时间后，对相应层面成像，包含血对相应层面成像，包含血液灌注的信息。液灌注的信息。第二次采样，使用非选择性翻第二次采样，使用非选择性翻转脉冲，间隔一段时间后，转脉冲，间隔一段时间后，对相应层面成像，不包含对相应层面成像，不包含血液灌注的信息。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 MR750MRA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 F

8、AIR2D FAIRDiscovery MR750Perfusion +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 ASL3D ASLFDA认证，认证，Only in GE3D 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：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

9、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 MR7503D 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成像原理，全脑三维动脉自旋标记成像原理，3D ASL3D ASLDiscovery MR750Arterial InflowVenous OutflowSpatiallySelectiveInversionTissueInverted Spins3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin La

10、beling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 ASL3D ASLDiscovery MR7503D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling3DFSE

11、 Spiral echo train标志标志 + + 背景抑制背景抑制非标记非标记 + + 背景抑制背景抑制3DFSE Spiral echo trainLabel 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 ASL3D ASLDiscovery MR7503D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling3D Spiral FSE echo trainPulsed Continuous prep + BSsat + background

12、suppressionrf1rf2presatselective inversionlabeling RF Gz Gy Gx LabelingControlLabeling 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 ASL3D ASLDiscovery MR7503D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling扫描参数：扫描参数：全脑三维轴位定位全脑三维轴位定位4x4x4mm4x4x4mm分辨率分辨率SPIRALSPIRAL采集采集两次采集：标记组与非标两次采集：标记组与非标记组记组翻转时间与重复

13、时间：翻转时间与重复时间：脑血流速度快，使用更短脑血流速度快，使用更短PLDPLD时间时间1-1.5s1-1.5s）脑血液速度慢，使用较长脑血液速度慢，使用较长PLDPLD时间时间1.5-2.5s1.5-2.5s）PLDPLD延长，延长，SNRSNR下降下降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，ASLASL和和PWIPWIDiscovery MR750三维动脉自旋标记临床应用，三维动脉自旋标记临床应用，3D ASL3D ASLDiscovery MR7503D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling3DA

14、SL应用优势：应用优势：使用方便，信噪比高，伪影小，可使用方便，信噪比高，伪影小，可以减轻运动伪影。以减轻运动伪影。2D FAIR或或EPISTAR灌注稳定性差灌注稳定性差，临床应用不稳定。，临床应用不稳定。增强灌注扫描可操作性差，随访应增强灌注扫描可操作性差，随访应用不方便。用不方便。临床应用：临床应用：脑占全身重量的脑占全身重量的2，但脑血流量相当于心输出量，但脑血流量相当于心输出量的的15%（750ml/min)。耗氧量大，占全身耗氧量的耗氧量大，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氧依赖性高，耐氧性最差，缺乏有效的无氧代谢机制。制。对运动伪影敏感，运动所导致的

15、像素信号改变会远对运动伪影敏感，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。远大于灌注所导致的信号改变。脉冲式标记信噪比低但能减少脉冲式标记信噪比低但能减少SAR值，连续式标记值，连续式标记信噪比高但对于系统硬件要求高。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 ASL3D ASLDiscovery MR7503D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling本卷须知：本卷须知：增强扫描后不能做增强扫描后不能做3DASL。不适用于矢状或冠状面扫描。不适用于矢状或冠状面扫描。扫描分辨率不能过高，

16、否则信噪比扫描分辨率不能过高，否则信噪比过低。过低。假牙等金属的存在会影响动脉血流假牙等金属的存在会影响动脉血流标记。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：儿童，新生儿，甚至胎儿。脑血管疾病：缺血，堵塞，血管畸形。脑血管疾病：缺血，堵塞，血管畸形。肿瘤性疾病，恶性肿瘤分级。肿瘤性疾病，恶性肿瘤分级。慢性退行性改变：慢性退行性改变：ADAD，Parkinsons DiseaseParkinsons Disease。感染或炎症性疾病。感染或炎症性疾病。癫痫。癫痫。随访。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 ASL3D ASLDiscov

17、ery MR750T1Flair, T2FSEDWI, b=3000CBV Perfusion +CCBF Perfusion +C颅内占位，颅内占位，3DASL与与PERFUSION对照观察对照观察常规常规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值弥散图像值弥散图像可见肿瘤实质与正常脑实质对比更好。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，液量减低，增强灌注图像中可见实质性肿瘤

18、血流量明显增加，3DASL血流量图像与增强灌血流量图像与增强灌注区域对应良好。而注区域对应良好。而CBV中，肿块实质血液量未见明显增加。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 ASL3D ASLDiscovery MR750T1+CCBV Perfusion +CCBF Perfusion +C右侧额叶占位右侧额叶占位常规常规T1增强表现与增强表现与3DASL CBF对应对应良好。良好。3DASL CBFCBF 3DASL左中颅窝脑膜瘤左中颅窝脑膜瘤常规常规T1增强表现与增强表现与3DASL CBF、增强灌注、增强灌注CBF对

19、应对应良好。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 ASL3D ASLT1FLAIRCBF 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。平扫及增强图像，未见明显异常肿块影。3DASL对照对照PERFUSION血流量图，均未发现血流量血流量图，均未发现血流量异常增加区域，两者对照良好。异常增加区域，两者对照良好。3D ASL CBFCourtesy: Dr Tanenbaum, Mt. Sinai Schoo

20、l of Medicine, USABRAVO +CCube T2Cube T2 FLAIRDiscovery 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 ASL3D 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和和T2FLAIR可见手术区域大片水肿信号。可见手术区域大片水肿信号。T1BRAVO增强扫描未增强扫描未见明显强化肿块形成。见明显强化肿块形成。3DASL流量图，相应区域血流量下降，未发现血流流量图，相应区域血流量下降，未发现血流量异常增加区域。量异常增加区域。Discovery MR750三维动脉自旋标记成像病例，三维动脉

21、自旋标记成像病例，3D ASL3D ASLT2FLAIRADCDWI b=1000CBF 3DASL59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，左颞叶片状高信号，无明确边界，DWI呈高信号，呈高信号，ADC值下降，而值下降，而3DASL CBF图像中病变区图像中病变区域血流量明显增强，因此怀疑感染性病变（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, NZDiscovery MR750三维动脉自

22、旋标记成像病例，三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL3D ASLT2FSEPerfusion CBF3DASL CBF女性女性49岁，岁，AVM，3DASL与与PERFUSION对对照照常规常规T2图像中，左侧侧脑室后角可见片状混杂图像中，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。信号，中心多发流空低信号，伴周围水肿。3DASL的的CBF血流量图像中，肿瘤中可见明显血流量图像中，肿瘤中可见明显增加的血流量。增加的血流量。增强灌注增强灌注CBF图像中，肿瘤同样表现为高灌注图像中，肿瘤同样表现为高灌注血流量。血流量。3DASL与增强灌注与增强灌注CBF之间对照良好。之间对照

23、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 ASL3D 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，右侧大脑半球基本正常。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，右侧大脑图像，右侧大脑中动脉闭塞，对应区域中动脉闭塞，对应区域3DASL图像中脑血流量下降。而增强图像中脑血流量下降。而增强PERFSUION图像中，图像中，CBF为正常表现，为正常表现，MTT图像中相应区域通过时间延长。分析：增强图像中相应区域通过时间延长。分析：

24、增强PERFUSION无法反映侧无法反映侧枝循环形成后脑实质直接灌注的情况，增强枝循环形成后脑实质直接灌注的情况，增强PERFUSION到达时间与到达时间与3DASL对应较好。对应较好。CBF 3DASL3D TOF MRACBF PerfusionArrival Time PerfusionT2FlairDiscovery 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 ASL3D 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MRA图像，右侧大脑中动脉闭塞，对应区域图像，右侧大脑中动脉闭塞，对应区域3DASL图像中脑图像中脑血流量下降。增强血流量下降。增强PERFSUION图像中，图像中，CBV表现基本正常，表现基本正常，MTT仅略有变化，仅略有变化，TTP图像中相应区域达峰时间延长，图像中相应区域达峰时间延长，CBF图图像相应区域血流量下降，表现与像相应区域血