asl匯總主任差事201731

1、中樞神經(jīng)系統(tǒng)臨床應(yīng)用 ASL ASL ASL 1. 英文名：Arterial spin labeling 中文名：動脈自旋標(biāo)記灌注成像技術(shù) 2.1992年Detre第一次提出 1994年Robert等人開始用于人體實(shí)驗(yàn) ASL 02成像結(jié)果 01基本原理 03臨床運(yùn)用 04總結(jié) ASL ASL 灌注（perfusion） 是指血液通過毛細(xì)血管床與組織進(jìn)行氧和養(yǎng)分及代謝物 交換的過程。 定義為每單位時間內(nèi)對單位質(zhì)量的人體組織的血液輸送 量。單位為ml/(min*100g)。 成像基本原理 1.反轉(zhuǎn)脈沖施加于頸部進(jìn)行標(biāo)記，被標(biāo)記的流入動脈血液中 水分子反轉(zhuǎn)180， 2.經(jīng)過一定時間血液流入目標(biāo)層面

2、， 3.由于被標(biāo)記的血液與未被標(biāo)記的血液信號之間存在差別， 將標(biāo)記像與對照像進(jìn)行剪影，靜態(tài)組織信號被剪除后，僅顯 示標(biāo)記血液和未被標(biāo)記血液信號的差異。 成像基本原理 采集兩次數(shù)據(jù)， 生成一對標(biāo)記像及對照像。 差別在于流入的血流有無反轉(zhuǎn) 灌注像=標(biāo)記像-對照像 根據(jù)不同的標(biāo)記方法分為3種基本類型： 1.CASL（Continuous ASL） 2.PASL（Pulsed ASL） 3.基于流速ASL (velocity-selected ASL） PCASL（pseudo-continuous ASL） CASL 利用射頻脈沖標(biāo)記動脈 血內(nèi)水質(zhì)子， 帶標(biāo)記的動脈血流入成 像平面后對組織進(jìn)行灌 注

3、成像，此時采集圖像 稱為“標(biāo)記像”，標(biāo)記 像信號包括了流入標(biāo)記 血流信號和原組織靜態(tài) 信號； 另單獨(dú)采集未標(biāo)記的靜 態(tài)信號稱為“對照像”， 將標(biāo)記像與控制像減影 便得到灌注像。 PASL(脈沖式) 使用2-20ms的短射頻脈沖， 對頸部10-15cm范圍進(jìn)行容積 標(biāo)記， 經(jīng)過一定的延遲時間，對到 達(dá)成像區(qū)域的標(biāo)記血流進(jìn)行 采集。 CASL（連續(xù)式） 較長的連續(xù)射頻脈沖，施加于成像 層面下方較窄平面 三維動脈自旋標(biāo)記技術(shù)三維動脈自旋標(biāo)記技術(shù)( 3D-ASL )( 3D-ASL ) （pseudo-continuous Arterial spin labelingpseudo-continuous

4、 Arterial spin labeling） 圖像圖像 多次采集并進(jìn)行平均，得到了腦血流圖， 經(jīng)過數(shù)據(jù)后處理得到偽彩圖 BSno BS偽彩圖 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 1.增強(qiáng)掃描后不能做3D ASL （可以在注射對比劑后間隔24h以上進(jìn)行）; 2.不適于矢狀或者冠狀面掃描。 3.假牙等金屬的存在會影響標(biāo)記。 ASL 02成像結(jié)果 01基本原理 03臨床運(yùn)用 04總結(jié) 腦血流偽彩 圖( CBF 圖像) 高灌注 紅色 正常 綠色 低灌注 藍(lán)色 無灌注 黑色 ASL的一個關(guān)鍵優(yōu)勢是它 可以產(chǎn)生CBF的絕對度量。 1.建議以灰階或彩階查看 CBF圖像， 2.在圖像旁邊使用定量比 例尺以指示CBF值 健康

5、人群腦血流變化 1.年齡：3-8歲高峰，后逐漸降至成人水平 2.性別：青年女性青年男性， 絕經(jīng)后女性腦血流速度明顯下降，與老年男性無差異 PLD/TI ：從標(biāo)記到采集的時間 PASL：稱為反轉(zhuǎn)時間 （TI） CASL：標(biāo)記后延遲時間（ PLD） 可設(shè)置 Recommended implementation of arterial spin-labeled perfusion MRI for clinical applications: A consensus of the ISMRM perfusion study group and the European consortium for A

6、SL in dementia 2個概念個概念 ATT 動脈通過時間（arterialtransittime） 動脈血從PCASL中的標(biāo)記平面或PASL中的標(biāo)記板的遠(yuǎn)端邊緣行進(jìn) 到成 像層面或當(dāng)使用血管破碎梯度時的微血管系統(tǒng)的時間。 腦卒中處于低血流狀態(tài)，ATT會相應(yīng)延長。 獲得較為準(zhǔn)確CBF的理想狀態(tài)是： PLD 剛好大于最長的ATT PLD過短則掃描時被標(biāo)記的血流尚未到達(dá)感興趣區(qū)組織或血 管，ASL采集得到CBF圖像上的低信號，包括局部腦組織CBF 的減低+長的ATT導(dǎo)致的信號減低， PLD過長則會引起較強(qiáng)滯留效應(yīng)，降低信噪比(SNR）。 2個概念個概念 ATA 動脈通過偽影（arteria

7、l transit artifact） 表現(xiàn)為血管內(nèi)高信號偽影 指被標(biāo)記血液殘留在血管內(nèi)所導(dǎo)致的蔓狀匍匐的條狀高信號， 通常是由于血管內(nèi)血流速度減緩或者血流到達(dá)延遲所致。 PS:ATA的出現(xiàn)與PLD時間的選擇相關(guān)，延長PLD時間可減少ATA偽影。 ASL 02成像結(jié)果 01基本原理 03臨床運(yùn)用 04總結(jié) 中樞神經(jīng)臨 床應(yīng)用 腦血管 腦梗死 TIA 煙霧病 動靜脈畸形 腦功能 AD 輕度認(rèn)知動 能障礙 帕金森病 腦腫瘤 轉(zhuǎn)移瘤 淋巴瘤 腦膜瘤 膠質(zhì)瘤 癲癇代謝性腦病腦外傷感染性疾病 1. ATA, IAS 2. 灌注減低 ，IP 3. 灌注增多 腦梗死 l 鑒別 ATT 延長的造成的血管內(nèi)高信

8、號與腦實(shí)質(zhì)再灌注出現(xiàn)的高信號。 HOW：注意觀察 ASL 的低信號區(qū)域是否遠(yuǎn)離高信號區(qū)。 如果是，則該高信號可能為 ATA；否則可能為高灌注。 l 由于全腦的血流緩慢造成的，可見于老年患者或心輸出量較低的患者。 在參數(shù)圖上，信號只見于大動脈供血區(qū)。 如果有條件重復(fù)檢查，則 ASL 的信號采集應(yīng)使用更長的PLD，以便更好 地觀察局部灌注的減低 。 ATA ATA 側(cè)支循環(huán) PLD 4.5s4.5s ATA IAS 患者急性右側(cè)偏癱。 a，d動脈自旋標(biāo)記 （ASL）顯示在左MCA 內(nèi)的動脈內(nèi)高強(qiáng)度信 號 （ I A S ） ， 其指示動脈閉塞。 b，e梯度回波T2 *加 權(quán)圖像，顯示左MCA 中的

9、易感性血管標(biāo)志， 通過與對側(cè)MCA比較， 看作是顯著的信號損 失。 c MRA確認(rèn)左MCA閉塞 （箭頭）。 Intra-Arterial Signal on Arterial Spin Labeling Perfusion MRI to Identify the Presence of Acute Middle Cerebral Artery Occlusion 2.供血區(qū)域 3D-ASL 顯示的病變位置、程度與 MRA 一致，臨床表現(xiàn)異常所對應(yīng) 的大腦投射區(qū)域與大腦灌注異常 區(qū)域基本一致， 患者男，66 歲，突發(fā)一過性言語不能 5 小時， 既往高血壓、糖尿病病史 10 年余，腦梗塞病史 8

10、年余 A、B、C：MRI 平 掃及 DWI 示左側(cè)大 腦后動脈供血區(qū)未 見急性梗塞灶。 D：MRA 示左側(cè)大 腦后動脈閉塞。 IL：ASL 示左側(cè) 大腦后動脈供血 區(qū) ATT 延長，CBF 及 CBV 減低 pCASL 患者女，58 歲，突發(fā)全身無力伴口眼歪斜 3 天， 既往高血壓史 40 年余。 A、B、C：MRI 平掃及 DWI 示右側(cè)大腦前動 脈供血區(qū)未見急性梗 塞灶。 D：MRA 示右側(cè)大腦前 動脈顯示不清。 IL：ASL 示右側(cè)大腦前 動脈供血區(qū) ATT 延長， CBF 及 CBV 減低 pCASL A、B、C：MRI 平掃及 RS- DWI 示右側(cè)大腦中動脈供血 區(qū)未見急性梗塞灶。

11、 D：MRA 示右側(cè)大腦中動脈 閉塞。 IL：ASL示右側(cè)大腦中動脈供 血區(qū) ATT 延長，CBF 減低， CBV 升高。 患者女，69 歲，右側(cè)肢體麻木無力伴言語不利 10 小時， 既往高血壓及 糖尿病病史 20 年余。 pCASL 3.缺血半暗帶 新的Mismatch 模型中分4 個區(qū)域： 1. 中心的梗死區(qū)（core） 2. IP 區(qū) 3.良性灌注減少區(qū) 4.病變周圍區(qū)（正常區(qū)） 3.缺血半暗帶 急性阻塞血管后， 其供血的腦組織血流灌注減低，高 能量代謝迅速衰竭，細(xì)胞膜去極化，離子泵功能障礙 引起Na+ 和 Ca2+內(nèi)流、K+ 外流，進(jìn)而出現(xiàn)細(xì)胞腫脹（細(xì) 胞毒性水腫）和 細(xì)胞外間隙變小，

12、數(shù)分鐘內(nèi)表現(xiàn)為水 分子彌散系數(shù)降低，從而在DWI 顯示為高信號。 如果缺血持續(xù)存在則不可避免地發(fā)生血管源性水腫， 并隨時間延長而加重，T2WI 出現(xiàn)高信號。 3.缺血半暗帶（IP） 以往認(rèn)為DWI顯示不可逆的細(xì)胞毒性水腫損害區(qū)（即梗死核心區(qū)） DWI高信號不僅僅代表不可逆損傷，還包括部分缺血半暗帶。 ASL顯示腦缺血低灌注區(qū)，包括部分良性灌注減少區(qū)域 ASL成像更傾向低估灌注區(qū)域，所以高估了真正的缺血半暗帶 灌注-擴(kuò)散不匹配：PWI-DWI， 并不能準(zhǔn)確代表 IP 說明溶栓治療后 血 管再通，有效 挽救了部分 4.再灌注 介入手術(shù)后圖像 灌注增高： 代謝增加的結(jié)果。 4.再灌注 溶栓后 顯示

13、高灌注，提 示再灌 注損傷，增加了腦 梗死向出血轉(zhuǎn)化的 風(fēng)險 5.血管反應(yīng)性（CVR） 1. 腦血管反應(yīng)性（CVR）通常在臨床上是用來反映腦 血管儲備能力的一個指標(biāo)，在腦血管病中應(yīng)用較多。 2. CVR是指在受到吸入 CO2、通氣不足、過度換氣、靜 脈注射乙酰唑胺等血管源性刺激后出現(xiàn)的大腦遠(yuǎn)端 動脈代償性收縮或緩慢適應(yīng)的能力。通過檢測刺激 前后血流量或血流速度的變化率可半定量反映CVR 值。 右側(cè)頸動脈閉塞及短暫性腦缺血發(fā)作的患者 靜止時ASL灌注（左）顯示右半球的清晰的灌注減少。 在注射乙酰唑胺后，ASL灌注圖像（中間）顯示更清晰的不對稱性，右半球灌注減少。 反應(yīng)性圖像（右）顯示右半球的自身

14、調(diào)節(jié)受損。 6.血管反應(yīng)性（CVR） TIA TIA TIA患者灌注異常， 常表現(xiàn)為分水嶺區(qū)域灌注減 低（BZ信號） moyamoya T2 FLAIR 顯示的常春藤征 3D -TOF -MRA顯示的 ICA 遠(yuǎn)端及 ACA、MCA 近端狹窄、閉 塞以 及基底核區(qū)域的側(cè)支循環(huán)、軟腦膜側(cè)支循環(huán)，可以初診煙霧病 綜合征 ASL 顯示 ACA、MCA 供血區(qū) CBF 減低 PS:通常灌注參數(shù)的相對值往往采用患側(cè)與健側(cè)的比值, 而煙霧病雙側(cè)大腦中動脈供血區(qū)均缺血，且側(cè)支循環(huán)比較豐富，因 此采用傳統(tǒng)的絕對值計(jì)算方法可能會導(dǎo)致結(jié)果的不穩(wěn)定 煙霧病患者小腦半球的血流量一般變化較小 moyamoya moya

15、moya 男，8歲，煙霧病。a)T1WI、b）T2WI、c)FLAIR、d)DWI 顱內(nèi)未見明顯異常； e)CBF偽彩圖顯示左側(cè)額葉內(nèi)病灶呈低灌注(藍(lán)色，箭)，左側(cè)基底節(jié)區(qū)及雙側(cè)頂葉灌注正常； f)CBF 偽彩圖顯示左側(cè)額葉灌注減低； g)CBF偽彩圖顯示左側(cè)額葉有大片低灌注區(qū)； h)MRA圖像顯示左側(cè)大腦前、中動脈狹窄、部分閉塞，周圍有細(xì)小血管網(wǎng)形成 動靜脈畸形 1.動靜脈畸形 ASL:有粗大的供血動脈而表現(xiàn)為高灌注 SWAN:粗大的引流靜脈 2.靜脈畸形 是由于靜脈系統(tǒng)擴(kuò)張的中央靜脈和許多小的深靜脈組成 SWAN顯示為典型“靜脈水母頭或海蛇頭征” 3D ASL靜脈不顯影，因此靜脈畸形在CB

16、F 圖上與正常腦組織的灌注相同 a)T2WI示左額葉病灶中央呈低信號， 周邊環(huán)繞高信號區(qū)(箭)； b)FLAIR c)DWI圖像上病灶顯示清晰； d)SWAN圖像上病灶邊緣可見粗大的 引流靜脈(箭)； e)CBF融合圖 示左側(cè)額葉有條片狀紅 色高灌注區(qū)(箭)； f)CBF偽彩圖示左額葉有條狀紅色高灌 注區(qū)； g)CBF偽彩圖示左側(cè)額葉病變區(qū)附近 有粗大的供血動脈呈紅色高灌注； h)MRA圖像顯示左側(cè)額葉團(tuán)塊狀高信 號影(箭)。 女，11歲，左額葉腦動靜脈畸形。 a)CT示左側(cè)小腦半球內(nèi)散在 點(diǎn)狀高密度鈣化灶； b)T2WI示左側(cè)小腦半球內(nèi)有 斑片狀 低信號灶(箭)； c)FLAIR圖像示左側(cè)小

17、腦半球 內(nèi)有斑片狀低信號灶； d)SWAN圖像顯示病變區(qū)深 髓靜脈擴(kuò)張呈“水母 頭 征”(箭)； e)CBF偽彩圖示血流灌注與 對側(cè)相似； f)CBF圖示左側(cè)病變區(qū)與健 側(cè)灌注相似； g)CBF圖像顯示左側(cè)小腦半 球病變的CBF與對側(cè)正常腦 實(shí)質(zhì)相似； h)MRA圖像顯示大腦基底動 脈環(huán)完整。 女，8歲，左側(cè)小腦靜脈畸形 癡呆鑒別診斷(MCI/AD/FTD/PDD/DLB) 1. AD患者的全血灌注減少。 2. 輕度認(rèn)知障礙（MCI）：枕葉部，內(nèi)側(cè)顳葉，特別是頂葉的 低灌注相關(guān) 3. 額顳葉癡呆：低灌注額葉和島葉 高灌注楔前葉和后扣帶回。 Alzheimers disease 楔前葉、 后扣帶

18、回 (箭頭) 后頂葉皮層(） 腦腫瘤 1.膠質(zhì)瘤：高級別與低級別腫瘤間的 CBF 值存在顯著差異。 （分級主要看血管形成程度及局部微循環(huán)灌注情況） 腫瘤周圍水腫區(qū)。 2.腦膜瘤：高灌注，水腫區(qū)域明顯減低。 3.轉(zhuǎn)移瘤：轉(zhuǎn)移瘤的高灌注主要集中在病灶邊緣。 多發(fā)小病灶，周圍有片狀或者指狀水腫區(qū) 易壞死，囊變及出血。 4.淋巴瘤：高 6.小腦血管母細(xì)胞瘤： 低灌注。 腦腫瘤 圖1A C 男， 69 歲。右側(cè)頂葉膠質(zhì)瘤( WHO 級) 。 A T2WI 像:可見病灶呈等信號，灶周不規(guī)則形水腫; B T1WI 增強(qiáng)掃描:病灶明顯不均勻強(qiáng)化; C 3D ASL-CBF 圖示病灶呈相對高灌注 腦腫瘤 男，

19、45 歲。左額頂葉星形細(xì)胞瘤( WHO 級) 。 A 為 T1 增強(qiáng)，可見病灶強(qiáng)化， B ( 3D ASL) 與 C ( DSC) 左額頂葉病變未見異常高灌注 腦腫瘤 圖5A C 女， 67 歲。左側(cè)枕葉星形細(xì)胞瘤( WHO級) 。 A T2WI 像:可見病灶呈等高信號; B T1WI 增強(qiáng)掃描:病灶輕度強(qiáng)化; C 3D ASL-CBF 圖示病灶呈相對低灌注 腦腫瘤 由于 MR增強(qiáng)反映的是血腦屏障破壞， 而高級別的腫瘤具有促進(jìn)腫瘤增殖的大量血管網(wǎng)， 所以腫瘤的強(qiáng)化程度與惡性程度有時候并不一致。 因此，僅用病灶強(qiáng)化高低程度來評估膠質(zhì)瘤的分級是不準(zhǔn)確的。 腦腫瘤 而腫瘤的生長及惡性程度與腫瘤血管生

20、成密切相關(guān) 腦灌注成像可以更好地了解血流灌注情況， 從而了解腫瘤血管的生成情況。 腦腫瘤 瘤周區(qū)又稱為瘤周水腫， 包括血管源性水腫與浸潤性水腫， n 高級別膠質(zhì)瘤瘤周水腫的形成是瘤細(xì)胞浸潤與血管源性水腫綜合作 用的結(jié)果 .所以灌注增高。 n 轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫發(fā)生機(jī)制是瘤細(xì)胞代謝產(chǎn)物及分泌的生物活性因子 造成血腦屏障通透性異常相關(guān)，與 HGG 的本質(zhì)區(qū)別在于其近瘤周 區(qū)無明顯瘤細(xì)胞浸潤及血管異常增殖。 腦腫瘤 圖 3A C 男， 69 歲。左枕葉肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤。 A T2WI 像:可見病灶呈高信號，灶周不規(guī)則形水腫帶; B T1WI 增強(qiáng)掃描: 病灶呈環(huán)狀強(qiáng)化; C 3D ASL-CBF 圖示 病灶邊緣相對高灌注 腦腫瘤 男，69歲，肺癌單發(fā)腦轉(zhuǎn)移。 T2WI示左頂葉類圓形等信號病灶伴周圍高信號（A）； 增強(qiáng)T1WI示病灶均勻明顯強(qiáng)化（B）； 3D-ASL CBF偽彩圖示一類圓形明顯高灌注區(qū)，