頭部ASL灌注成像

1、1 GE Healthcare Discovery MR750 DISCOVERY MR750 全腦三維動脈自旋標(biāo)記成像全腦三維動脈自旋標(biāo)記成像 3D ASL MR Application Team, China Internal Use Only * GE Healthcare Discovery MR750w 動脈自旋標(biāo)記成像動脈自旋標(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 動脈自旋標(biāo)記成像，動脈自旋標(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(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(biāo)記成像，動脈自旋標(biāo)記成像，2D FAIR Discovery MR750 Perfusion +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

3、強灌注區(qū)域?qū)?yīng)良好。 全腦三維動脈自旋標(biāo)記介紹全腦三維動脈自旋標(biāo)記介紹，3D ASL FDA認證，認證，Only in GE 3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling 對流入動脈血液進行連續(xù)標(biāo)記，待標(biāo)記血液流入腦 組織后，進行全腦三維快速成像，對比非標(biāo)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(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。 全腦三維動脈自旋標(biāo)記全腦三維動脈自旋標(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 對流入動脈血液進行連續(xù)標(biāo)記，待標(biāo)記血液流入腦 組織后，進行全腦三維快速成像，對比非標(biāo)記 成像，測量全腦

5、血流量變化。 成像過程：成像過程： 對流入動脈血液連續(xù)標(biāo)記。 被標(biāo)記的動脈血液進入腦實質(zhì)，與組織交換。 被標(biāo)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(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(biāo)記成像方法全腦三維動脈自旋標(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 三維動脈自旋標(biāo)記脈沖序列三維動脈自旋標(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 三維動脈自旋標(biāo)記掃描參數(shù)三維動脈自旋標(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)時間與重復(fù)時間：翻轉(zhuǎn)時間與重復(fù)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- 2.5

8、s） 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的磁敏感效應(yīng)，反映高濃度通過血管時的磁敏感效應(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 高壓注射器團注高壓注射器團注 3操作簡單易行，重復(fù)性好操作簡單易行，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，磁敏感偽影小；序列，磁敏感偽影小； 并且并且SPIRAL采集可減輕運動偽影。采集可減輕運動偽影。 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 三維動脈自旋標(biāo)記臨床應(yīng)用三維動脈自旋標(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：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)定性 差，臨床應(yīng)用不穩(wěn)定。 1.增強灌注掃描可操作性差

10、，隨訪增強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 謝機制。 對運動偽影敏感，運動所導(dǎo)致的像素信號改變 會遠遠大于灌注所導(dǎo)致的信號改變。 1.脈沖式標(biāo)記信噪比低但能減少SAR值，連續(xù)式 標(biāo)記信噪比高但對于系統(tǒng)硬件要求高。 三維動脈自旋標(biāo)記臨床應(yīng)用三維動脈自旋標(biāo)記臨床應(yīng)用，3D ASL Discovery MR750 3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling 注

11、意事項：注意事項： 增強掃描后不能做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假牙等金屬的存在會影響動脈血 流標(biāo)記。流標(biāo)記。 臨床應(yīng)用：臨床應(yīng)用： 腦血管疾?。簝和律鷥?，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。 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(biāo)記成像病例，三維動脈自旋標(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對照觀察對照觀察 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(biāo)記成像病例，三維動脈自旋標(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增強表現(xiàn)與3DASL CBF對應(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(biāo)記成像病例，三維動脈自旋標(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

14、量 異常增加區(qū)域，兩者對照良好。 3D ASL CBF Courtesy: Dr Tanenbaum, Mt. Sinai School of Medicine, USA BRAVO +CCube T2Cube T2 FLAIR Discovery MR750 三維動脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動脈自旋標(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。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

15、脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動脈自旋標(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，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, NZ Discovery MR750 三維動脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動脈自旋標(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CBF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(biāo)記成像病例，三維動脈自旋標(biāo)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)

17、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)直接灌注的情況，增強PERFUSION到達時間與3DASL對應(yīng)較好。 CBF 3DASL 3D TOF MRA CBF PerfusionArrival Time Perfusion T2Flair Discovery MR750 三維動脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動脈自旋標(biāo)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PER

18、FUSION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，但無3DASL明 顯。 3D TOF MRACBF 3DASL CBV, CBF, MTT, TTP Discovery MR750 三維動脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動脈自旋標(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對照觀察對照觀察 常規(guī)T1增強圖像中可見左頂葉異常血管結(jié)構(gòu)。PERFUSION圖 像中，MTT延長，CBF、CBV明顯增加，而3DASL CBF中未 見明顯異常灌注；同時，我們需要觀察到，增強PERFUSION中 靜脈血液亦會影響CBV、CBF、MTT，而3DASL不受靜脈影響 。 Discovery MR750 三維動脈自旋標(biāo)記成像病例，三維動脈自旋標(biāo)記