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1、1 GE Healthcare Discovery MR750,DISCOVERY MR750,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,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,MR750,动脉自旋标记成像原理，Arterial Spin Labeling,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
2、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。,灌注像 = 标记像 - 非标记像,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，Arterial Spin Labeling,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式不同分为两类：
3、 连续式，CASL，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。 脉冲式，PASL，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,Discovery MR750,动脉自旋标记成像分类，Arterial Spin Labeling,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，根据标记脉冲的对称与否分为： 对称式，血流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
4、射频（STAR）、PICORE、TILT、QUIPSS、DIPLOMA等。,连续式,脉冲式,Discovery MR750,动脉自旋标记成像定量，Arterial Spin Labeling,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，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）,FAIR,3DASL,Discovery MR750,Eur Neurol 2010;64:2126,动脉自旋标记成像，2D FAIR,FAIR成像过程与后处理
5、： 基于GRE EPI序列。 第一次采样，使用选择性翻转脉冲，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。,标记像 - 非标记像 = 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。,MRA,FAIR,动脉自旋标记成像，2D FAIR,Discovery MR750,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
6、灌注区域对应良好。,全脑三维动脉自旋标记介绍，3D ASL,FDA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： 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 MR750,3D ASL CBF (ml/100g/
7、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，3D ASL,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
8、。,FDA认证，Only in GE,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 + 背景抑制,非标记 + 背景抑制,3DFSE Spiral echo train,Label image,Control image,CBF image,全脑三维定位,CBF后处理,三维动脉自旋标记脉冲序列，3D ASL,Discovery MR750,3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin
9、 Labeling,Labeling,Control,Labeling and Control Pulse,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： 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： 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（1.5-2.5s） PLD延长，SNR下降,Spiral K-Space,临床应用灌注技术的比较，ASL和PWI,Di
10、scovery MR750,三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： 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。 增强灌注扫描可操作性差，随访应用不方便。,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
11、的信号改变。 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，3D ASL,Discovery MR750,3D ASL, Pseudo-continuous Arterial Spin Labeling,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，否则信噪比过低。 假牙等金属的存在会影响动脉血流标记。,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
12、。 癫痫。 随访。,三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL,Discovery MR750,T1Flair, T2FSE,DWI, b=3000,CBV Perfusion +C,CBF Perfusion +C,颅内占位，3DASL与PERFUSION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
13、标记成像病例，3D ASL,Discovery MR750,T1+C,CBV Perfusion +C,CBF Perfusion +C,右侧额叶占位 常规T1增强表现与3DASL CBF对应良好。,3DASL CBF,CBF 3DASL,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，3D ASL,T1FLAIR,CBF 3DASL,T1FSPGR +C,CBF Perfusion,颅内占位术后复查，3DASL与PERFUSION对照观察 T1平扫及增强图像，未见明显异常肿块影。3DASL对照PERFU
14、SION血流量图，均未发现血流量异常增加区域，两者对照良好。,3D ASL CBF,Courtesy: Dr Tanenbaum, Mt. Sinai School of Medicine, USA,BRAVO +C,Cube T2,Cube T2 FLAIR,Discovery MR750,三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL,胶质瘤术后复查，3DASL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 MR750,三维动脉自旋标记成像病例，3D
15、 ASL,T2FLAIR,ADC,DWI b=1000,CBF 3DASL,59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，3D ASL,T2FSE,Perfusion CBF,3DASL CBF,女性49岁，AVM，3DASL与PERFUSION对照
16、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，3D ASL,右侧大脑中动脉闭塞，3DASL与增强PERFUSION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。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,T2Flair,Discovery MR750,三维动脉自旋标记成像病例，3D ASL,右侧大脑中动脉闭塞，3DASL与增强PERFUSION对照观察 MRA图像，右侧大脑中动脉闭塞，对应区域3DASL
