头部ASL灌注成像
缺血性脑卒中灌注成像
缺血性脑卒中灌注成像展开全文来源：东南大学附属中大医院医学影像科Case1、两侧灌注对称Case2、右侧大脑半球MTT及TTP轻度延长Case3、右侧大脑半球灌注减低，CBV增高，I3-II1期，顶叶梗塞灶Case4、右侧顶颞叶梗塞灶Case5、左侧大脑半球侧枝丰富，过度灌注Case6、缺血半暗带，梗死核心左枕叶缺血性脑卒中灌注成像1、灌注定义：灌注是血流通过毛细血管网，将携带的氧和营养物质输送给组织细胞的重要功能。
灌注成像是建立在流动效应基础上成像方法。
（1）磁共振灌注成像（MRP）：A、动态磁敏感性对比增强磁共振成像；成像对象：含造影剂的血液（短T2*）B、动脉自旋回波标记(ASL)；成像对象：磁化标记的血液中的氢质子；可得到只包含灌注信息的CBF图，不需外源性对比剂。
（2）CT灌注成像（CTP）：静脉注射对比剂同时，进行连续多次同层扫描，以获得脑组织的时间密度曲线（TDC），反映的是对比剂在脑组织中浓度的变化，间接反映脑灌注量的变化。
2、灌注成像参数脑血流（CBF）：以每100g脑组织每分钟的血流毫升数[ml/（100g.min）]。
脑血容量（CBV）：每100g脑组织内含血量[ml/100g]。
达峰时间（TTP）：自造影剂到达成像脑区的主要动脉时开始，至造影剂达到最大量的时间(s)。
平均通过时间（MTT）：造影剂从颅内的动脉侧到静脉侧所需要的时间，所有通过时间的平均值(s)主要反映的是对比剂通过毛细血管的时间，该值大，说明微循环不畅。
CBF=CBV/MTT 正常脑血流接受自动调节而在窄幅范围内波动。
脑缺血时，CBV下降或升高，取决于脑的自动调节的能力。
CBF：正常灰质约为：80ml/（100g.min）；白质为：20ml/（100g.min）；CBV：约为4-5ml/100g组织。
CBF：与相应非缺血侧脑区的CBF值相比，CBF下降大于60%正常对应区可准确诊断脑缺血区。
CBV：CBV＜2.5ml/100g提示脑梗死；CBV下降超过60%，可确诊脑缺血。
灌注成像（3）ASL
灌注成像（3）ASL近年来磁共振每年一项新技术成熟地应用于临床，ASL就是其中之一，它无需使用钆对比剂，可以简单、快速地获得组织灌注的信息，已经广泛应用于临床。
作者：星尘stari来源：1影1世界编审：薛伟ASL技术近年来磁共振每年一项新技术成熟地应用于临床，ASL就是其中之一，它无需使用钆对比剂，可以简单、快速地获得组织灌注的信息，已经广泛应用于临床。
1概念ASL（Arterial Spin Labeling），中文叫动脉自旋标记灌注成像技术。
灌注，是血流通过毛细血管网，将携带的氧和营养物质输送给组织细胞的重要功能。
灌注成像是定量或半定量观察血管和组织液之间物质交换过程的方法。
ASL也是一样。
只不过，ASL是一种不使用钆对比剂的方法，它是将动脉血中的氢质子作为内源性示踪剂的新型灌注技术。
1原理从其名字就能够知道，ASL是利用人体动脉血中的质子，作为内源性示踪剂，自身标记，来观察组织灌注过程。
在日常工作中，简单理解其过程是这样的：利用射频脉冲标记颈动脉血流，经过一段时间，等它流经大脑时采集图像，利用控制图像减去标记图像，就要以得到灌注图像ASL了，一般ASL只能得到CBF 一个参数的定量图。
话说起来简单，其实这中间还有很多具体的操作细节，直接影响灌注的成功与否，影响图像质量。
下面展开介绍：1内源性标记方法目前，ASL较成熟的应用是大脑灌注，其它部位的ASL都还处于研究阶段。
在头部的应用，应该标记大脑的流入动脉，也就是在颈动脉放置射频脉冲带，来标记流入大脑的动脉血中的质子。
它在成像平面近端对动脉血中的水分子进行180度反转脉冲标记, 自旋弛豫状态改变后的水质子经过一段时间后对组织进行灌注, 并在成像层面与组织中没有标记过的水质子进行交换, 引起局部组织纵向弛豫时间T1 发生改变, 这时采集到的图像即为标记图像, 它的信号强度与成像区域的血流有关。
为了更好地控制各种干扰因素，需要对流入颈动脉的血流进行标准化的处理，也就是说给一个180度翻转脉冲，紧接着再给一个180度翻转脉冲，这样处理的结果就是流入颈动脉的血流，完全一致的相位。
动脉自旋标记脑灌注MRI技术规范化应用专家共识
动脉自旋标记脑灌注MRI技术规范化应用专家共识2016年11月中华放射学杂志，第50卷第11期第817页-第824页动脉自旋标记（arterial spin labeling, ASL）是利用血液中水分子作为内源性、可自由扩散示踪剂进行颅脑灌注成像的MRI技术。
ASL技术提出至今已有20余年[1]，经历了多个发展阶段。
随着ASL技术的不断进步，尤其是近年来准连续式ASL（pseudo-continuous ASL, pCASL）序列的应用，其图像质量、成像范围、成像速度有了极大的提高，逐渐受到影像学和神经科学工作者的关注，并越来越多地应用于科研和临床工作。
为规范ASL技术的应用，2012年10月，国际医学磁共振协会（international society for magnetic resonance in medicine, ISMRM）、欧洲ASL和痴呆研究小组（European consortium ASL in dementia，AID）起草了ASL技术及应用的白皮书，书中就扫描参数、图像后处理及临床应用范围提出了建设性意见，这一举措引领ASL技术的应用开始走向规范化道路[2]。
鉴于ASL技术的扫描策略和操作要点在我国尚缺乏统一标准，应用不够规范，给本技术在临床及科研工作的推广带来了困难。
因此，建立相对统一的扫描参数，采用最优的扫描策略，将有利于本技术的开展和推广。
基于此，中华医学会放射学分会质量管理与安全管理学组和磁共振学组部分相关专家编写了《动脉自旋标记脑灌注MRI技术规范化应用专家共识》，就ASL技术的成像原理、分类、推荐最优扫描策略、扫描注意事项、ASL图像判读注意事项、图像后处理及临床应用等做出了介绍和推荐，以期规范我国ASL技术操作流程和临床应用范畴，提高相关工作人员对本技术的认识。
一、ASL基本成像原理解读ASL的成像基本原理是采集两次数据，生成一对标记像及对照像。
标记像与对照像中的静态组织信号无差别，差别在于流入的血流有无被反转。
头部ASL灌注成像
MR750
* GE Healthcare Discovery MR750w
动脉自旋标记成像原理, Arterial Spin Labeling
Discovery MR750
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 流对组织灌注后进行成像。
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 血液信息。 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。
PLD时间（1.5-2.5s） PLD延长，SNR下降
Discovery MR750 Spiral K-Space
临床应用灌注技术的比较, ASL和PWI
Discovery MR750
3D ASL
2D PWI
1
直接反映组织灌注
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。
2
不需要造影剂
连续式
脉冲式
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。
动脉自旋标记成像定量, Arterial Spin Labeling
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:
血流量BF（用于临床定量指标） 血容量BV（科研理论） 平均通过时间MTT（科研理论）
Discovery MR750
Eur Neurol 2010;64:21–26
FAIR
3DASL
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。
动脉自旋标记成像, 2D FAIR
FAIR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
动脉自旋标记灌注MR成像（ASL-MRI）
动脉自旋标记灌注MR成像（ASL-MRI）摘要：灌注成像（Perfusion Imaging）可以用来评价组织的生理活动，基于磁共振（Magnetic Resonance, MR）的灌注成像质量好、安全性高。
利用MR可以使用外源性示踪剂进行MR灌注成像，也可以应用内源性示踪剂进行动脉自旋标记（Arterial Spin Labeling，ASL）灌注成像。
本文主要介绍利用ASL技术进行灌注成像的发展历史、基本原理、最新前沿及应用（发展的新动态、新趋势、新水平、新原理、新技术、新应用等）以及仍然存在的问题。
关键词：灌注成像；动脉自旋标记；磁共振成像背景灌注（Perfusion）是指血液通过毛细血管网与组织进行氧、养分及代谢物交换，维持组织器官的活性和功能的过程。
灌注过程中，携带含氧血红蛋白的动脉血给细胞供氧并带走代谢产生的CO2，形成带有脱氧血红蛋白的静脉血。
灌注成像可以很好地评价组织生理活动。
在ASL成像中，灌注一般指的是血流量（Blood flow）。
血流的定量测量基于物质守恒的费克定律（Fick principle），通过测量组织中示踪剂的浓度，假设已知部分系数（partition coefficient）λ 和动脉中示踪剂的浓度，可以计算得到血流量 f（mL/(100g组织·min)）。
正电子发射断层成像（PET）和单光子发射断层成像（SPECT）都可以定位放射性核素的发源地，从而对血流量进行测量。
其中，PET背景噪声较低，是目前最准确的灌注测量技术。
这两种技术采用连续注入半衰期较短示踪剂，示踪剂随血流在组织内分布和聚集，根据示踪剂局部积累和衰减情况及进行定量评价；而ASL MRI 则利用标记过的水作为示踪剂，通过标记水和组织进行交换来定量灌注，T1 弛豫提供一个可测量的衰减率。
ASL MRI 技术因其不需要外源性示踪剂，无辐射而在灌注方面得到广泛的应用。
发展历史1992年，Detre等人用连续的RF脉冲链来标记颈部动脉（CASL），成功地得到了大鼠脑部灌注图像。
ASL动脉自旋标记灌注成像
以MRA为标准，分为闭塞组与非比赛组
闭塞组35人 闭塞组37个病灶（一个病人 有多个部位阻塞）
多部位损伤 多部位狭窄（数据没有还原）
117名研究对象
数据见以结果1、2、3
非闭塞组82人
8
方法：对171名患者进行MRA、SWI、ASL 、Flair图像分析，以MRA为一般标 准，用配对卡方检验来比较SWI、ASL在定位血管闭塞中的敏感性。 图像分析的要求： 所有的图像经肉眼分析以下方面：（1）DWI图像上弥散障碍的部位、大小， 是否为多发（2）FLARI图像中血管或损伤部位信号（3）SWI磁敏感血管征象 （4）MRA中血管狭窄或闭塞（5）ASL明亮血管影 MRA一旦显示出血管狭窄或闭塞，就能确定其位置.根据ASL明亮血管出现， 分析阻塞或狭窄部位如下：(1)近端(2)远端或（3）近端或远端的阻塞部位。
6
入组标准及方法 搜集了从2014年1月到2014年4月被怀疑急性脑卒中度患 者的MRI图像。其中117名患者的磁共振图像有病灶。54 名患者被排除的原因有以下几点：⑴无ASL图像⑵图像质 量差（采集时间不足或有伪影）（3）颅脑外血管阻塞， 而没有足够的血管标记。因此，117名患者被纳入研究范 围。
4
ASL明亮血管征象在急性脑卒中患者定位闭塞血管的应用 Bright Vessel Appearance 明亮血管征象 ？？
5
背景： 一些研究表明，动脉自旋标记（ASL）灌注加权成像（PWI）可以检测在急 性脑卒中低灌注及灌注–扩散不匹配现象。比起灌注磁共振成像，动态磁敏 感造影灌注成像有良好的相关性。 最近，在工作中，动脉自旋标记（ASL）灌注加权成像(PWI)被加入到评估 急性脑卒中中，随着应用的逐渐增多，我们遇见急性脑卒中病人，用ASL明 亮血管可以找到其梗塞部位。据我们所知，ASL的敏感性在急性脑卒中的应 用尚未阐明。因此，这项研究的目的是：评估是否可用ASL明亮血管征象定 位急性脑卒中闭塞的血管。
ASL脑灌注成像技术临床应用及研究进展ppt课件
采用EPI采集，磁敏感伪影 采用FSE采集，有效克服
明显
磁敏感伪影
2D采集，成像范围有限
3D采集，大范围成像
对运动伪影敏感
Spiral采集高效快速，有 效克服运动伪影
图像质量不稳定
图像信噪比明显提高
6
3D ASL技术简介 3D ASL临床应用 3D ASL研究进展
7
脑膜瘤 海绵状血管瘤
3
采用可弥散的示踪剂进行成像的方法 15O-Water PET 放射性损伤、成本高 Xenon CT 放射性损伤、舒适性差 ASL MRI 99Tc-HMPAO SPECT（Microsphere-like tracers）放射性损伤、半定量
采用不可弥散的示踪剂进行成像的方法 CTP DSC MRI
24
有很好的一致性 CBF的侧值无明显差异 ASL 更有利于显示治疗后的过度灌注 (luxury perfusion)
Hernandez D a, etc. Pseudocontinuous arterial spin labeling quantifies relative cerebral blood flow in acute stroke. Stroke. 2012;43:753–8. Wang DJ, etc. The value of arterial spin-labeled perfusion imaging in acute ischemic stroke: comparison with dynamic susceptibility
磁共振3D-ASL脑灌注成像技术联合DWI诊断急性脑卒中的价值
磁共振3D-ASL脑灌注成像技术联合DWI 诊断急性脑卒中的价值【摘要】目的研究磁共振3D-ASL（三维连续动脉自旋标记）脑灌注成像技术联合DWI（弥散加权成像）在急性脑卒中诊断上的临床价值。
方法共选取2020年8月——2022年8月在我院接受治疗的急性脑卒中患者70例作为主要对象，所有患者均接受磁共振3D-ASL脑灌注成像技术联合DWI检查，对检查结果进行总结。
结果 70例患者经DWI检查提示高信号表现位于DWI梗死区域，低信号改变位于ADC图像上。
58例患者的3D-ASL的CBF图像梗死区低灌注，6例患者梗死区域无灌注异常表现，6例患者梗死区域表现为高灌注。
58例低灌注表现患者中有28例患者的低灌注区域超过DWI高信号范围，低灌注区域和DWI高信号范围相同。
梗死区域和对侧区域的ADC值、rCBF值比较，有统计学意义（P＜0.05）。
结论磁共振3D-ASL脑灌注成像技术联合DWI在急性脑卒中诊断上的临床价值显著，可全面观察梗死附近的高灌注情况和侧支循环情况，可对疾病做出早期诊断，并为治疗效果和预后评估提供科学依据。
【关键词】磁共振3D-ASL脑灌注成像技术；弥散加权成像；急性脑卒中；诊断价值急性脑卒中在临床上属于常见的急症，患者起病急，病情进展速度快，需要在明确病情后立即予以针对性治疗，最大程度上降低患者残疾和死亡的风险，提高患者的生存质量。
对于急性脑卒中患者而言，发病后的6h是黄金抢救时间，而越早确诊、越早治疗，抢救效果和预后越好。
目前临床上对于急性脑卒中多是定性诊断，确诊时患者的卒中症状已经发生较长时间，无法明确梗死区、缺血半暗带区域血流情况以及再出血的发生风险等[1-3]。
磁共振3D-ASL脑灌注成像技术、DWI技术目前在急性脑卒中诊断上逐渐得到了应用，将两者相结合可提高诊断的准确性，更准确、更全面地评估患者情况。
现共选取70例急性脑卒中患者，旨在进一步探究和评价磁共振3D-ASL脑灌注成像技术联合DWI的临床价值，汇总如下。
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动脉自旋标记成像，根据流动血液标记方 式连不续同式分，为CAS两L，类连：续标记相应层面近端的动
脉脉血冲液式，，被PAS标L，记使的用血选液择连性续的流射入频组脉织冲。，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充分混 合，然后成像。
连续式
脉冲式
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。
DISCOVERY MR750
全脑三维动脉自旋标记成像
3D ASL
MR Application Team, China Internal Use Only
1 GE Healthcare Discovery MR750
动脉自旋标记成像
? ASL基本概念 ? 2D FAIR介绍 ? 3D ASL原理 ? 3D ASL & PWI比较 ? 3D ASL临床应用和病例
selective inversion
presat RF
。 ? 两组图像进行减影，得到血流灌注图像。
FDA认证，Only in GE
Tissue
Inverted Spins
Arterial Inflow
Spatially Selective Inversion
全脑三维动脉自旋标记成像方法，3D ASL
3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling
? ?
三螺维旋成状像K空扫间描填范充围，广扫，描图速像度信快噪。比高。
? 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。
FDA认证，Only in GE
注：Siemens与Philips均为基于 EPI序列的二维脉冲式 ASL。
3D ASL CBF (ml/100g/min)
全脑三维动脉自旋标记成像原理，3D ASL
转脉冲，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。
Discovery MR750
标记像 - 非标记像 = 灌注像
动脉自旋标记成像，2D FAIR
Discovery MR750
MRA
FAIR
Discovery MR750
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。
Venous Outflow
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
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。
Perfusion +C
FAIR
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，3D ASL
灌注像 = 标记像 - 非标记像
灌注像
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。
注：1994年，Edelman 等首次提出 EPI-STAR 动脉自旋标记成像技术。
动脉自旋标记成像分类，Arterial Spin Labeling
Discovery MR750
Discovery MR750
Eur Neurol 2010;64:21–26
FAIR
3DASL
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。
动脉自旋标记成像，2D FAIR
F?AIR基成于像G过RE程EP与I序后列处。理： ? 第一次采样，使用选择性翻
Discovery MR750
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? 像良特好点的：SAR值控制，1.5秒1000次标记脉冲。 ? 基于FSE序列，图像伪影小。
MR750
* GE Healthcare Discovery MR750w
动脉自旋标记成像原理，Arterial Spin Labeling
Discovery MR750
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 流对组织灌注后进行成像。
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 血液信息。 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。
Control image
Label image
Discovery MR750
CBF image
全脑三维定位
非标记 + 背景抑制
3DFSE Spiral echo train
标记 + 背景抑制
3DFSE Spiral echo train
CBF 后处理
三维动脉自旋标记脉o-continuous Arterial Spin Labeling
连续式
脉冲式
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。
动脉自旋标记成像定量，Arterial Spin Labeling
脉冲式动脉自旋标记成像，理论上可以 ? 得血到流三量个BF（血用液于动临力床学定参量数指：标） ? 血容量BV（科研理论） ? 平均通过时间MTT（科研理论）
动脉自旋标记成像分类，Arterial Spin Labeling
Discovery MR750
脉冲式动脉自旋标记成像，根据标记脉冲 的对对称称式与，否血分流为敏：感性的交替反转恢复（FAIR ）、UNFAIR、FAIRER、FAIREST等。 非对称式，信号靶向交替射频（STAR）、 PICORE、TILT、QUIPSS、DIPLOMA等。