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動(dòng)脈自旋標(biāo)記:技術(shù)、臨床應(yīng)用和解釋

      動(dòng)脈自旋標(biāo)記(ASL)是一種新興的無創(chuàng)MRI技術(shù),用于評(píng)估大腦血流灌注。ASL灌注不需要外源性示蹤劑,使用動(dòng)脈血磁性標(biāo)記水質(zhì)子作為內(nèi)源性可擴(kuò)散示蹤劑。因此,對兒童、禁忌癥或不良反應(yīng)的患者、腎功能衰竭患者以及那些需要重復(fù)隨訪的患者來說,ASL是一種非常有吸引力的灌注成像方式。ASL還可以量化腦血流量,對縱向研究進(jìn)行分析比較,其他灌注成像技術(shù)是半定量的,只能得到相對灌注參數(shù)。ASL磁共振成像技術(shù)和脈沖序列的提高已經(jīng)成功從研究領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到臨床應(yīng)用中,但在常規(guī)臨床實(shí)踐中仍未得到充分利用。與動(dòng)態(tài)磁敏感對比增強(qiáng)MRI(dynamic susceptibility contrast-enhanced MRI)相比,ASL存在一些缺點(diǎn),包括低信噪比和較長的采集時(shí)間。限制ASL使用的一些其他因素包括:現(xiàn)有技術(shù)和脈沖序列設(shè)計(jì)的變化、采集和預(yù)處理的復(fù)雜性、對潛在臨床應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和/或知識(shí)的不足,以及缺乏結(jié)果解釋指南。本文綜述了ASL灌注的原理和生理基礎(chǔ),偽影,缺點(diǎn)和目前的臨床應(yīng)用,還提出了解釋ASL研究結(jié)果的實(shí)用方法。本文發(fā)表在RadioGraphics雜志。(可添加微信號(hào)siyingyxf18983979082獲取原文,另思影提供免費(fèi)文獻(xiàn)下載服務(wù),如需要也可添加此微信號(hào)入群,原文也會(huì)在群里發(fā)布)。

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ASL 的最新技術(shù)發(fā)展:對最新技術(shù)的回顧

動(dòng)脈自旋標(biāo)記磁共振(ASL)的神經(jīng)放射學(xué)家指南



Neuroimage:ASL(動(dòng)脈自旋標(biāo)記)技術(shù)的發(fā)展

Radiology:大腦動(dòng)脈自旋標(biāo)記(ASL)灌注方法介紹

基于ISMRM研究與歐洲癡呆研究動(dòng)脈自旋灌注成像臨床應(yīng)用的補(bǔ)充建議

Cell Reports:青年發(fā)育過程中腦血流與功能磁共振ALFF耦合 

癡呆患者血腦屏障(Blood-Brain Barrier, BBB)功能測量 

ASL多模態(tài)研究:糖尿病多發(fā)性神經(jīng)病變的一種基于大腦的疼痛易化機(jī)制

動(dòng)脈自旋標(biāo)記(ASL)磁共振成像:基礎(chǔ)物理、脈沖序列和建模 

引言
      大腦灌注是通過血管輸送血液到組織的過程,允許氧氣和其他分子的交換,可以通過不同方式進(jìn)行成像,例如MRI、CT、PETSPECTMR灌注成像技術(shù)包括:動(dòng)態(tài)對比增強(qiáng)磁共振成像、動(dòng)態(tài)磁敏感對比增強(qiáng)成像(DSC)和動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像(ASL)。
      常用的灌注成像方法是DSC,需要靜脈注射外源性示蹤劑(Gd, gadolinium)來評(píng)估大腦灌注參數(shù),例如相對腦血流量(CBF)、相對腦血容量、最大灌注到達(dá)時(shí)間和平均通過時(shí)間(MTT)。DSC的主要缺點(diǎn)是需要外源性示蹤劑及其對灌注的半定量性。
       ASL是一種新型無創(chuàng)MR灌注方法,使用動(dòng)脈血磁性標(biāo)記水質(zhì)子作為內(nèi)源性可擴(kuò)散示蹤劑。該技術(shù)最早是由Williams等人在1992年開發(fā)的,用于測量大鼠的腦血流,AlsopDetre進(jìn)一步將其用于人腦成像。      ASL不需要造影劑,允許用于有禁忌癥或?qū)?span>Gd
存在藥物發(fā)生不良反應(yīng)的患者,包括腎功能衰竭患者。因此,在兒童和需要進(jìn)行重復(fù)影像采集的患者中,ASL成為一種有吸引力且安全的替代方案。與DSC MRI相比,ASL的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是有可能獲得絕對CBF參數(shù),使得多項(xiàng)縱向研究中可以進(jìn)行比較分析,而DSC MRI評(píng)估的血流參數(shù)是半定量的。
      過去十年里,隨著MRI技術(shù)和脈沖序列設(shè)計(jì)的改進(jìn),ASL已成功從研究領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到臨床應(yīng)用中,但在常規(guī)臨床實(shí)踐中仍未得到充分利用。ASL的一些缺點(diǎn)包括信噪比低,采集時(shí)間比DSC MRI長。限制ASL發(fā)展的其他因素包括:現(xiàn)有技術(shù)和脈沖序列設(shè)計(jì)的變化、采集和預(yù)處理的復(fù)雜性、對潛在臨床應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和/或知識(shí)的不足,以及缺乏解釋指南
      本文提供了ASL技術(shù)的簡要總結(jié),討論了潛在問題和偽影,回顧了當(dāng)前和常見的臨床應(yīng)用,并提出了解釋ASL研究結(jié)果的實(shí)用方法。

技術(shù)方面的考慮

       ASL在成像平面外的供血?jiǎng)用}標(biāo)記血液中水質(zhì)子。通過射頻脈沖和梯度組合來反轉(zhuǎn)標(biāo)記平面中水質(zhì)子的縱向磁化(T1)來獲得標(biāo)記。隨后的標(biāo)記后延遲時(shí)間是磁性標(biāo)記的血液質(zhì)子流入血管和組織的關(guān)鍵時(shí)期。在圖像采集過程中,獲取標(biāo)記圖像和控制圖像:標(biāo)記圖像顯示血液質(zhì)子反轉(zhuǎn)磁化,控制圖像顯示血液質(zhì)子非反轉(zhuǎn)磁化。成對的標(biāo)記圖像和控制圖像減影消除了靜態(tài)組織信號(hào),并提供了與CBF相關(guān)的灌注加權(quán)圖像的信號(hào)強(qiáng)度(1)

1. 動(dòng)脈自旋標(biāo)記(ASL)的基本概念及成像和標(biāo)記的區(qū)域。

      在感興趣區(qū)中采集控制圖像,并通過射頻脈沖和梯度組合來獲得標(biāo)記圖像,以反轉(zhuǎn)標(biāo)記平面或靠近成像體積平面血液質(zhì)子的縱向磁化。在圖像采集期間,采集成對的標(biāo)記和控制圖像(頂行)。標(biāo)記圖像顯示血液質(zhì)子反轉(zhuǎn)磁化,控制圖像顯示血液質(zhì)子非反轉(zhuǎn)磁化。成對的標(biāo)記圖像和控制圖像進(jìn)行減影(中間行),消除了靜態(tài)組織信號(hào),并提供了與CBF相關(guān)的灌注加權(quán)圖像的信號(hào)強(qiáng)度。在連續(xù)ASL(CASL)和偽連續(xù)ASL(PCASL)(底行)中,血液質(zhì)子在流經(jīng)標(biāo)記平面時(shí)發(fā)生反轉(zhuǎn)。在脈沖ASL(PASL)中,動(dòng)脈腦供血的所有血質(zhì)子在一個(gè)厚的標(biāo)記板上同時(shí)倒置。   PWI=灌注加權(quán)成像

        ASL信號(hào)受多個(gè)參數(shù)的影響,包括標(biāo)記效率、動(dòng)脈血中的T1弛豫、血管和組織的血液傳輸時(shí)間以及磁化傳遞效應(yīng)(magnetization transfer effects)。ASL的標(biāo)記效率很弱,標(biāo)記圖像和控制圖像之間的有效信號(hào)差異很小(1%-2%),因此信噪比較低。在幾分鐘內(nèi)多次重復(fù)采集成對的標(biāo)記和控制圖像,確保足夠的信噪比。然而,影像重復(fù)采集會(huì)造成偽影,包括運(yùn)動(dòng)偽影。

      ASL采集過程中,采集多個(gè)成對的標(biāo)記和控制圖像,并對CBF進(jìn)行平均,生成絕對CBF圖和CBF可視化圖。絕對CBF的單位是100克每分鐘每毫升,考慮血液T1確定的示蹤劑半衰期等因素,通過對大腦中預(yù)期的信號(hào)變化進(jìn)行建模估計(jì)。可以根據(jù)ASL序列模型對CBF圖進(jìn)行可視化,并用灰度圖或彩色圖表示。國際醫(yī)學(xué)磁共振學(xué)會(huì)(ISMRM)建議在灰度或彩色CBF圖旁邊顯示定量標(biāo)尺。

        ASL數(shù)據(jù)預(yù)處理需要幾個(gè)步驟,包括:成對的標(biāo)記圖像和控制圖像相減、運(yùn)動(dòng)校正、T1加權(quán)圖像的分割和絕對CBF圖的計(jì)算。

      由于ASL信噪比低,推薦使用3T場強(qiáng)。然而,1.5T圖像的低信噪比可以通過增加采集時(shí)間和降低空間分辨率等來減少。標(biāo)準(zhǔn)臨床采集建議使用單標(biāo)記后延遲時(shí)間。然而,多標(biāo)記延遲后時(shí)間在某些情況下是有用的,例如在血液流速較慢的情況以及用于定量測量灌注參數(shù)。

       ISMRM推薦3D分段讀出方法,例如3D多回波序列(具有弛豫增強(qiáng)的快速采集、螺旋堆疊、三維梯度和自旋回波序列),因?yàn)樗鼈兲峁└叩男旁氡龋⑶覍霾痪鶆虿荒敲疵舾?。回波平面成像和螺旋成像等二維單激發(fā)成像方法得到了廣泛應(yīng)用,但也存在一定局限性。例如,螺旋圖像與偏共振模糊相關(guān),而回波平面成像在存在偏共振情況下失真。

ASL標(biāo)記技術(shù)

       目前,臨床上質(zhì)子標(biāo)記技術(shù)有四種:連續(xù)ASL、脈沖ASL、偽連續(xù)ASL和速度選擇性ASL。表1和表2總結(jié)了ASL的技術(shù)原理、優(yōu)缺點(diǎn)和推薦參數(shù)。本文并未提供完整的技術(shù)回顧。

1 質(zhì)子標(biāo)記的ASL技術(shù)

2 國際醫(yī)學(xué)磁共振學(xué)會(huì)推薦的標(biāo)記參數(shù)

連續(xù)ASL

      連續(xù)ASLWilliams等人于1992年提出的第一種標(biāo)記方法。它使用長而連續(xù)的射頻脈沖(2-4)和沿血液流動(dòng)方向的磁場梯度。具有生理速度的自旋垂直于標(biāo)記區(qū)域傳播,通過梯度和射頻脈沖(流驅(qū)動(dòng)絕熱翻轉(zhuǎn))進(jìn)行反轉(zhuǎn)。連續(xù)標(biāo)記一個(gè)薄的平面,通常在頸部。

脈沖ASL

       脈沖ASL使用一個(gè)非常短的標(biāo)記時(shí)間,在該標(biāo)記時(shí)間內(nèi),將短的(10-20毫秒)絕熱反轉(zhuǎn)脈沖射頻來標(biāo)記動(dòng)脈血液水質(zhì)子,厚的標(biāo)記平面一般位于頸部。標(biāo)記區(qū)通常被放置在成像體積的近端,以標(biāo)記大腦動(dòng)脈供血血管中的血液,并且將所有血液同時(shí)反轉(zhuǎn)。

偽連續(xù)ASL

       偽連續(xù)ASL是介于連續(xù)ASL和脈沖ASL之間的一種中間技術(shù)。偽連續(xù)ASL使用長的標(biāo)記周期(1-2),以大約每毫秒一次的速率將許多短的射頻脈沖快速施加到標(biāo)記平面。當(dāng)流入的血液磁化通過上下方向垂直于供血?jiǎng)用}的標(biāo)記平面,模擬血液自旋的流動(dòng)驅(qū)動(dòng)絕熱反轉(zhuǎn)。

速度選擇性ASL

       與其他ASL技術(shù)不同,速度選擇性ASL基于血流速度選擇性自旋反轉(zhuǎn),因此自旋標(biāo)記可以發(fā)生在任何區(qū)域,包括感興趣區(qū),從而消除了空間選擇性的需要。速度選擇性標(biāo)記脈沖使血液飽和或反轉(zhuǎn)的速度快于預(yù)定速度,并且僅從速度小于截止值的自旋中獲取數(shù)據(jù)。因此,速度選擇性ASL提供了更小和更均勻的傳輸延遲,并允許在緩慢和側(cè)向流動(dòng)條件下(例如,中風(fēng))進(jìn)行CBF定量測量,這會(huì)導(dǎo)致較長的傳輸延遲和CBF錯(cuò)誤測量。       偽連續(xù)ASL是臨床上最常用和推薦的ASL技術(shù),同時(shí)擁有連續(xù)ASL的高信噪比和脈沖ASL的高標(biāo)記效率的優(yōu)點(diǎn)。此外,偽連續(xù)ASL比連續(xù)ASL的信號(hào)吸收率更低,有更好的傳輸時(shí)間,與臨床影像設(shè)備體圈射頻傳輸硬件兼容,從而消除了對特定硬件的需要。

正常的ASL大腦血流灌注

       局部腦血流灌注根據(jù)患者的年齡和生理狀態(tài)而有所不同。其中一些現(xiàn)象必須事先知道,才能最好地解釋圖像。

CBF增加

        后扣帶回、中央回和楔前葉后部的ASL信號(hào)強(qiáng)度增強(qiáng),這可能與默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的高活動(dòng)有關(guān)。由于視覺皮層的激活,枕葉可能會(huì)顯示ASL信號(hào)強(qiáng)度增加(2)。額葉ASL信號(hào)相對增強(qiáng),主要見于雙側(cè)基底額旁矢狀面區(qū)域(basifrontal parasagittal regions),多見于中青年患者,且隨著年齡增長和腦血管危險(xiǎn)的存在而減弱。

一位32歲健康女性的枕葉過度灌注偽影。ASL圖顯示兩側(cè)枕葉(箭頭)對稱的高信號(hào),代表患者在成像過程中睜開眼睛時(shí)出現(xiàn)枕葉過度灌注偽影。

CBF減少

       蒼白球可能表現(xiàn)出ASL信號(hào)強(qiáng)度降低,可能是由于鐵引起的T1縮短。ASL信號(hào)強(qiáng)度降低可發(fā)生在從腦室的前角到額葉和從腦室的后角到頂枕葉,與動(dòng)脈邊界相對應(yīng)。這種情況通常見于老年患者,特別是患有動(dòng)脈粥樣硬化或顱內(nèi)疾病的患者。

CBF的年齡依賴變異性

       兒科患者的影像表現(xiàn)為高信噪比和高CBF絕對值,與老年患者相比,其有較高的基線CBF、較快的平均傳輸時(shí)間、灰質(zhì)和白質(zhì)的基線磁化值更高以及較高的血液和組織T1值。胎兒腦血流量較低,并隨年齡增加逐漸增加,在3-8歲時(shí)到達(dá)最大;隨后逐漸減少,直到達(dá)到成人水平,從大約30歲開始,灰質(zhì)灌注逐漸減少。

ASL偽影

       由于圖像質(zhì)量下降或病理原因,ASL灌注容易出現(xiàn)偽影,這些偽影會(huì)使結(jié)果解釋變得困難。然而,偽影也可以提供可用于診斷的其他信息。這部分主要討論了與ASL相關(guān)的主要偽影,特別是3D偽連續(xù)ASL偽影。根據(jù)偽影出現(xiàn)的成像階段,分為三組:磁性標(biāo)記期間、動(dòng)脈傳輸期間、讀出期間。3總結(jié)了主要的ASL偽影。表4和表5(2-10)總結(jié)了偽影出現(xiàn)的原因、圖像表現(xiàn)和建議的修正。

3 ASL偽影分類


4 ASL CBF上導(dǎo)致高信號(hào)強(qiáng)度的偽影

5 ASL CBF上導(dǎo)致低信號(hào)強(qiáng)度的偽影


一位54歲患者因嚴(yán)重狹窄導(dǎo)致動(dòng)脈傳輸偽影。(A)右側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈常規(guī)血流空隙消失(箭頭)。(B)ASL MRI顯示動(dòng)脈傳輸偽影(箭頭)導(dǎo)致相應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度增加。

一例5歲兒童心臟手術(shù)后發(fā)生急性缺血性卒中。(A)軸位彌散加權(quán)磁共振成像未顯示患者運(yùn)動(dòng)功能障礙后立即發(fā)生缺血性卒中的證據(jù)。(B)磁共振血管造影顯示左側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈信號(hào)減弱,提示閉塞和左側(cè)頸動(dòng)脈相對較差的側(cè)支血管(箭頭)。(C)ASL MRI顯示廣泛的低灌注,幾乎整個(gè)左半球的腦血流量減少,表明有危險(xiǎn)的組織和動(dòng)脈傳輸偽影,其表現(xiàn)為左側(cè)sylvian池波形線性高信號(hào)強(qiáng)度,這是由于左側(cè)大腦動(dòng)脈持續(xù)標(biāo)記的自旋(箭頭)

(D)24小時(shí)后獲得的軸位增強(qiáng)CT圖像證實(shí)了廣泛的缺血性卒中,遍及整個(gè)左側(cè)頸動(dòng)脈。



一個(gè)56歲健康男性出現(xiàn)頭痛,右側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈瘤導(dǎo)致ASL信號(hào)偽影。(A)軸位時(shí)間飛躍法磁共振血管成像顯示右側(cè)頸內(nèi)眼動(dòng)脈段的動(dòng)脈瘤(箭頭)。(B)ASL圖顯示動(dòng)脈瘤囊(箭頭)內(nèi)高信號(hào),這是由于成像時(shí)動(dòng)脈瘤囊內(nèi)有標(biāo)記自旋的持續(xù)存在所致。

腦部典型軟腦膜型動(dòng)靜脈畸形,患者為34歲女性,癲癇發(fā)作。(AB)軸位T2加權(quán)像和冠狀位高空間分辨率增強(qiáng)T1加權(quán)像顯示多個(gè)血流空隙,血管病灶的特征是右側(cè)頂葉內(nèi)嵌有一團(tuán)強(qiáng)化的管狀結(jié)構(gòu)(箭頭)。(C)ASL MRI表現(xiàn)為靜脈ASL信號(hào)偽影,表現(xiàn)為由于動(dòng)靜脈分流或快速傳輸,病灶(箭頭)和引流靜脈(箭頭)信號(hào)增強(qiáng)。
7 52歲男性,Cognard分類IV型硬腦膜動(dòng)靜脈瘺。(A)高空間分辨率增強(qiáng)T1加權(quán)MRI顯示血管結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)和擴(kuò)大,右側(cè)頂葉凸起(箭頭)。這些發(fā)現(xiàn)提示硬腦膜動(dòng)靜脈瘺,并有靜脈引流到皮質(zhì)靜脈。

(B)ASL MRI顯示硬腦膜動(dòng)靜脈瘺(箭頭)的引流靜脈有高灌注征象,這是由于靜脈ASL信號(hào)強(qiáng)度所致。



一名61歲女性的運(yùn)動(dòng)偽影。ASL磁共振圖像表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)偽影所致的螺旋狀高信號(hào)。


一位56歲健康男性,由于右側(cè)上牙弓上種植金屬牙體造成的標(biāo)記偽影無效。(A)ASL圖顯示右側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈低信號(hào),類似于低灌注。(B)彌散加權(quán)磁共振圖像未顯示受限區(qū)域。(C)軸位高分辨率增強(qiáng)T1加權(quán)MRI顯示右側(cè)上頜金屬牙引起的易感性偽影(箭頭)。頸部和顱內(nèi)MR血管造影(未顯示)均正常。

10 一位43歲健康女性的自旋標(biāo)記偽影丟失。

ASL圖正常血流灌注顯示皮質(zhì)、基底節(jié)和丘腦灰質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度增強(qiáng)(黃色、橙色和紅色)(A),以及白質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度降低(藍(lán)色)。注射Gd造影劑后的ASL(B)顯示整個(gè)大腦完全沒有信號(hào),代表自旋標(biāo)記偽影的丟失。



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重慶:
第七十三屆磁共振腦影像基礎(chǔ)班(重慶,12.20-25
第二十八屆彌散成像數(shù)據(jù)處理班(重慶,12.29-1.3
第二十三屆磁共振腦影像結(jié)構(gòu)班(重慶,2.8-13



上海:
第七屆影像組學(xué)班(上海,12.22-27)
第七十四屆磁共振腦影像基礎(chǔ)班(上海,22.12.28-23.1.2
第七屆擴(kuò)散磁共振成像提高班(上海,1.12-17
第二十五屆磁共振腦影像結(jié)構(gòu)班(上海,2.3-8
第二十九屆擴(kuò)散成像數(shù)據(jù)處理班(上海,2.11-16

北京:
第二十四屆磁共振腦影像結(jié)構(gòu)班(北京,12.29-1.3
第七十五屆磁共振腦影像基礎(chǔ)班(北京,1.5-10
第三十四屆磁共振腦網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理班(北京,2.9-14
南京:
第七十六屆磁共振腦影像基礎(chǔ)班(南京,1.10-15
第三十五屆磁共振腦網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理班(南京,2.1-6

第二十六屆腦影像機(jī)器學(xué)習(xí)班(南京,2.17-22

數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)介紹:
思影科技功能磁共振(fMRI)數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)
思影科技彌散加權(quán)成像(DWI)數(shù)據(jù)處理
思影科技DTI-ALPS數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)
思影科技腦結(jié)構(gòu)磁共振(T1)成像數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù) 
思影數(shù)據(jù)ASL數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)
思影科技定量磁敏感(QSM)數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)
思影科技嚙齒類動(dòng)物(大小鼠)神經(jīng)影像數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù) 
思影科技靈長類動(dòng)物fMRI分析業(yè)務(wù) 
思影科技腦影像機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)介紹
思影科技微生物菌群分析業(yè)務(wù) 
招聘及產(chǎn)品:
思影科技招聘數(shù)據(jù)處理工程師 (上海,北京,南京,重慶)
BIOSEMI腦電系統(tǒng)介紹
Artinis近紅外腦功能成像系統(tǒng)介紹
目鏡式功能磁共振刺激系統(tǒng)介紹

ASL偽影的臨床應(yīng)用

      ASL偽影并不總是有害的;在某些情況下,ASL偽影通過增加特定過程的顯著性來幫助支持假定診斷。例如,來自動(dòng)脈傳輸偽影的動(dòng)脈內(nèi)ASL信號(hào)可能有助于顯示動(dòng)脈傳輸時(shí)間延遲以及可能的腦血管疾病(3、圖4)。特定血管區(qū)域的動(dòng)脈傳輸偽影可能顯示供血?jiǎng)用}的狹窄梗阻性疾病,全局動(dòng)脈傳輸偽影則提示心輸出量減少。此外,ASL信號(hào)受阻可能表明動(dòng)脈瘤囊內(nèi)有受阻的渦流,CBF圖上表現(xiàn)為高信號(hào),顯著性增加。ASL靜脈信號(hào)可能有助于高流速血管分流病變的診斷和治療后的隨訪,如動(dòng)靜脈畸形、硬腦膜動(dòng)靜脈瘺和頸動(dòng)脈海綿竇瘺(6、7、E1-E3)。ASL也可用于發(fā)現(xiàn)頸靜脈狹窄或狹窄并回流至乙狀竇。

臨床應(yīng)用

       根據(jù)潛在的病理生理學(xué)特征,ASL的某些臨床應(yīng)用包括:血管疾病、腫瘤、癡呆和神經(jīng)退行性疾病、炎癥和感染性疾病以及其他疾病。

血管疾病

        ASL灌注已成為研究血管疾病及其對腦功能影響的有力工具,有助于診斷、治療和隨訪。

      動(dòng)脈狹窄 頸動(dòng)脈狹窄可以是無癥狀的,也可以表現(xiàn)為短暫性腦缺血發(fā)作、中風(fēng)或眼缺血。ASL可以幫助評(píng)估患者,允許CBF量化和視覺評(píng)估偽影,如動(dòng)脈傳輸偽影。當(dāng)CBF的傳輸時(shí)間大于標(biāo)記后延遲時(shí)間,可能會(huì)發(fā)生動(dòng)脈傳輸偽影;在這種情況下,在圖像采集期間標(biāo)記的血液可能無法到達(dá)采集區(qū)域,導(dǎo)致成像時(shí)標(biāo)記的自旋在動(dòng)脈內(nèi)隔室持續(xù)存在,并表現(xiàn)為動(dòng)脈內(nèi)ASL信號(hào)增加(3、4)。動(dòng)脈傳輸偽影可以與邊界偽影相關(guān)聯(lián),對應(yīng)于動(dòng)脈傳輸偽影遠(yuǎn)端的腦區(qū)低ASL信號(hào)強(qiáng)度,因?yàn)闃?biāo)記的血液還沒有到達(dá)實(shí)質(zhì)毛細(xì)血管床進(jìn)行組織交換。

       動(dòng)脈傳輸時(shí)間不僅受頸動(dòng)脈狹窄的影響,還受心輸出量和顱內(nèi)狹窄的影響。放射科醫(yī)生也應(yīng)該意識(shí)到標(biāo)記后延遲及其對ASL信號(hào)的影響。在單側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈狹窄的患者中,血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)的研究必須考慮同側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈和側(cè)支血管的延遲順行血流。臨床研究已經(jīng)使用多次標(biāo)記后延遲和傳輸時(shí)間校正來改善CBF量化;至少,推薦使用雙重標(biāo)記后延遲方法。

       評(píng)估腦血管反應(yīng)性可能有助于動(dòng)脈狹窄患者,并反映執(zhí)行大腦自調(diào)節(jié)功能。在給血管舒張藥后(如乙酰唑胺),通過CBF增加來實(shí)現(xiàn)自調(diào)節(jié)。自調(diào)節(jié)受損是血流動(dòng)力學(xué)損害的第一階段,能夠預(yù)測腦血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。



       短暫性腦缺血發(fā)作 短暫性腦缺血發(fā)作對應(yīng)于局灶性腦缺血引起的暫時(shí)性神經(jīng)功能障礙,而不是永久性腦梗塞。臨床診斷為短暫性腦缺血發(fā)作患者中,約有30%患者的彌散加權(quán)MRI改變,并在ASL圖像上看到灌注異常。相當(dāng)數(shù)量的短暫性腦缺血發(fā)作患者在彌散加權(quán)MRI上沒有改變,但可能顯示ASL低信號(hào),其敏感性為55.8%,特異性為90.7%。除了實(shí)質(zhì)低信號(hào)外,短暫性腦缺血發(fā)作患者的ASL信號(hào)還包括動(dòng)脈傳輸偽影和邊界偽影。識(shí)別短暫性腦缺血發(fā)作可能有助于患者管理,改變預(yù)后,并降低后續(xù)中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)。



        缺血性卒中 在急性缺血性卒中患者,梗死核心代表已經(jīng)梗死的實(shí)質(zhì),表現(xiàn)為擴(kuò)散受限和腦血流減少(4)。缺血半暗帶代表血流灌注較低的組織,有梗死的風(fēng)險(xiǎn)(但如果灌注增加,可能是可以挽救的)。血流灌注-彌散張量的不匹配是指腦血流量低的區(qū)域與代表半暗帶的較小限制區(qū)域之間的差異。已有研究報(bào)道ASLDSC在檢測半暗帶方面有顯著一致性,但ASL可能會(huì)高估其范圍。由于速度選擇性ASL以血流速度為基礎(chǔ),最大限度地減少了ASL MRI傳輸時(shí)間延遲的影響,因此可以改善緩慢和側(cè)支循環(huán)條件下CBF評(píng)估。梗死核心和半暗帶的確定有助于管理和預(yù)測臨床結(jié)果。最近一項(xiàng)研究表明,急性卒中患者的ASL圖像能夠提供比單獨(dú)使用彌散加權(quán)MRI更多的信息,ASL對評(píng)估陰性急性缺血性卒中的預(yù)測價(jià)值為94%。Belani等人指出,對24.5%的急性腦卒中患者和7.4%的非急性腦卒中患者中,將ASL納入常規(guī)腦MRI檢查可以提供更多信息。

      過度灌注是指流向腦梗塞的血流量超過代謝需求,表示局部自調(diào)節(jié)的失調(diào),與血腦屏障破壞有關(guān)。過度灌注可能表現(xiàn)為病變實(shí)質(zhì)內(nèi)ASL信號(hào)增加(E4)。一項(xiàng)回顧性研究表明,18%的急性缺血性卒中患者在梗塞處有過度灌注的情況,代表梗塞再灌注。MRI彌散加權(quán)病灶內(nèi)或周圍ASL信號(hào)增強(qiáng)可能與實(shí)質(zhì)出血有關(guān)。盡管實(shí)質(zhì)出血的風(fēng)險(xiǎn)較高,血栓切除后早期缺血區(qū)信號(hào)強(qiáng)度的增加與24小時(shí)和3個(gè)月后最終梗死體積減小和功能預(yù)后改善有關(guān)。



      腦出血 腦實(shí)質(zhì)出血引起局部或遠(yuǎn)離血腫周圍區(qū)域的血流灌注改變,這些改變可以用ASL來評(píng)估。ASL還可以幫助診斷潛在的致病性病變,這對于預(yù)防進(jìn)一步出血十分重要。兒科中一半的中風(fēng)是由非創(chuàng)傷性腦出血引起的。動(dòng)靜脈畸形、硬腦膜動(dòng)靜脈瘺等動(dòng)靜脈分流性疾病是兒童非創(chuàng)傷性腦出血的主要原因。



      血管畸形 高流量血管畸形,如動(dòng)靜脈畸形和硬腦膜動(dòng)靜脈瘺,血液從動(dòng)脈直接快速進(jìn)入靜脈。數(shù)字減影血管造影技術(shù)仍然是這些動(dòng)靜脈分流疾病診斷及預(yù)后隨訪的標(biāo)準(zhǔn)。然而,通過靜脈ASL信號(hào)偽影,可以改善非侵入性檢測,表現(xiàn)為靜脈信號(hào)強(qiáng)度增加,因?yàn)闃?biāo)記的動(dòng)脈水質(zhì)子很早就到達(dá)靜脈側(cè),并且沒有通過毛細(xì)血管交換組織水(6、7E1-E3)。在某些情況下,同時(shí)使用ASL和磁敏感加權(quán)成像可以提高對微小的顱內(nèi)動(dòng)靜脈瘺檢測。ASL可以通過顯示動(dòng)靜脈畸形病灶的位置來幫助動(dòng)靜脈畸形治療后隨訪。放射外科手術(shù)后病灶的消融通常是延遲的,很少發(fā)生在治療后23年前,因此ASL的非侵入性適用于長期隨訪的研究。病灶的ASL CBF定量測量可改善放射手術(shù)或部分栓塞后動(dòng)靜脈畸形的閉塞監(jiān)測。大多數(shù)動(dòng)脈化發(fā)育性靜脈異常與血流灌注變化無關(guān)。然而,少數(shù)患者可能顯示ASL高信號(hào),這與擴(kuò)張的髓質(zhì)靜脈中直接動(dòng)靜脈分流有關(guān),已有研究報(bào)道為動(dòng)脈化發(fā)育性靜脈畸形(E3)。



      小腦神經(jīng)機(jī)能聯(lián)系不能 小腦神經(jīng)機(jī)能聯(lián)系不能是一種功能、代謝和血流灌注的抑制,由于對側(cè)幕上病變而影響小腦半球(11)。ASL可能顯示幕上病變的對側(cè)小腦半球CBF降低。


11 一位68歲男性患者,患有交叉性小腦神經(jīng)機(jī)能聯(lián)系不能,有右側(cè)大腦中動(dòng)脈區(qū)域的中風(fēng)病史。

(A,B)軸位FLAIR MRI顯示缺血性腦梗塞的后遺癥,右側(cè)皮質(zhì)脊髓束有華氏變性(B中的箭頭),并在彌散張量纖維束成像(未顯示)中得到證實(shí)。

(C)ASL MRI顯示左側(cè)小腦半球低灌注,其特征為交叉性小腦神經(jīng)機(jī)能聯(lián)系不能(箭頭)。

腫瘤

         MR灌注成像在中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的診斷和評(píng)價(jià)中具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值,如有助于鑒別腫瘤與非腫瘤性病變,評(píng)估腫瘤的侵襲性和范圍,輔助手術(shù)活檢和/或切除的計(jì)劃,評(píng)估治療反應(yīng)。DSC是臨床上評(píng)價(jià)腫瘤最常用的灌注技術(shù)。然而,ASL的優(yōu)勢包括不需要外源性示蹤劑和與血腦屏障破壞無關(guān)的CBF定量測量,而DSC報(bào)告與腫瘤血容量和血腦屏障通透性相關(guān)的值。ASL定量測量被報(bào)道為腫瘤相對血流值(TBF)/或絕對值。腫瘤相對血流值(TBF)減少了與血流動(dòng)力學(xué)變化相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn),能夠廣泛使用。應(yīng)排除與腫瘤出血、鈣化、囊性變或壞死有關(guān)的ASL血流灌注偽影信號(hào)減少。

       神經(jīng)膠質(zhì)瘤 ASL定量測量有助于區(qū)分高級(jí)別膠質(zhì)瘤和低級(jí)別膠質(zhì)瘤,高級(jí)別膠質(zhì)瘤因新生血管而顯示高TBF相對血流值(12),低級(jí)別膠質(zhì)瘤顯示低TBF(E5)。Shen等人的研究表明,高級(jí)別膠質(zhì)瘤的絕對TBF和相對TBF均顯著高于低級(jí)別膠質(zhì)瘤(絕對TBF, 73.93±23.74 vs 38.97±17.47;相對TBF, 2.021±0.611 vs 0.971±0.268P<0.001)。一項(xiàng)薈萃研究為ASL在膠質(zhì)瘤的術(shù)前分級(jí)診斷的準(zhǔn)確性提供了證據(jù)。研究表明,基于ASLDSC的灌注指標(biāo)具有良好的相關(guān)性和互換性。


12 一例40歲女性高級(jí)別膠質(zhì)瘤,右側(cè)偏癱15天。(A,B)軸位FLAIR圖像(A)顯示左側(cè)額葉病變(箭頭),ASL(B)顯示高信號(hào)(箭頭)。(C)3個(gè)月后獲得的軸位增強(qiáng)后T1加權(quán)像顯示較大的壞死性病變(箭頭),周圍有不規(guī)則強(qiáng)化,與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤相關(guān)。



       淋巴瘤 中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤的初步診斷對于適當(dāng)?shù)闹委熡?jì)劃至關(guān)重要,主要是為了避免更激進(jìn)的外科手術(shù),因?yàn)榛颊呖赡軓幕熀痛髣┝糠派渲委熤惺芤?。淋巴瘤在常?guī)序列獲得的圖像上可能無法區(qū)分,但通常不顯示實(shí)質(zhì)微血管增生。中樞神經(jīng)系統(tǒng)的原發(fā)淋巴瘤主要表現(xiàn)為血管中心生長,沒有新鮮的新生血管生成,導(dǎo)致灌注略微升高,遠(yuǎn)低于DSCASL MRI序列圖像上的高級(jí)別膠質(zhì)瘤(13)。You等人基于ASL MRI的研究發(fā)現(xiàn),原發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤的瘤內(nèi)和瘤周TBF相對血流值顯著低于高級(jí)別膠質(zhì)瘤(瘤內(nèi)相對TBF, 0.89±0.59 vs 2.68±1.89;瘤周相對TBF, 0.17±0.08 vs 0.45±0.28;P<0.001)


13 一例69歲男性腎功能衰竭患者發(fā)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤,表現(xiàn)為嗜睡、左側(cè)偏癱和震顫。(A)軸位彌散加權(quán)成像顯示右側(cè)顳葉軸內(nèi)浸潤性病變,彌散均勻(箭頭),腫塊效應(yīng)伴右側(cè)腦室體部受壓,中線結(jié)構(gòu)輕微左移。

(B)ASL MRI顯示右側(cè)顳葉(箭頭)高灌注。



      血管母細(xì)胞瘤 血管母細(xì)胞瘤是一種高度血管化的低級(jí)別腫瘤,通常表現(xiàn)為囊性病變,伴有顯著增強(qiáng)的壁結(jié)節(jié)或?qū)嵭圆∽儯T诤箫B窩內(nèi)含有血流空隙(60%的患者)。它可以作為孤立性病變或多發(fā)性病變發(fā)生,也可以與其他內(nèi)臟腫瘤合并,作為von Hippel-Lindau綜合征的一部分(14)。血管母細(xì)胞瘤的絕對和相對TBF較高,TBF總血流量明顯高于膠質(zhì)瘤、腦膜瘤和神經(jīng)鞘瘤。

14 48歲男性von Hippel-Lindau綜合征患者的小腦和視網(wǎng)膜血管母細(xì)胞瘤。

(A)軸位高分辨率增強(qiáng)后T1加權(quán)成像顯示右側(cè)小腦邊界清晰的均質(zhì)囊變(低信號(hào)區(qū)域),壁結(jié)節(jié)明顯強(qiáng)化,代表一個(gè)小腦血管母細(xì)胞瘤(白色箭頭),另外兩個(gè)小血管母細(xì)胞瘤(箭頭),以及一個(gè)左眼有強(qiáng)化病變的視網(wǎng)膜血管瘤(黑色箭頭)。

(B)ASL MRI顯示所有四個(gè)血管母細(xì)胞瘤的實(shí)體成分(白色和黑色箭頭)的灌注增加,可與單純囊性病變(低信號(hào)區(qū)域)相區(qū)別。



      繼發(fā)性腫瘤 幾個(gè)腦轉(zhuǎn)移病變表現(xiàn)出高TBF,可能類似于高級(jí)別膠質(zhì)瘤,如腎細(xì)胞癌、血管肉瘤、血管母細(xì)胞瘤和黑色素瘤。ASL MRI灌注成像中,高級(jí)別膠質(zhì)瘤在瘤內(nèi)和瘤周的TBF明顯高于轉(zhuǎn)移瘤。Solozhent seva等人在高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤中的絕對TBF和相對TBF均顯著高于腫瘤內(nèi)轉(zhuǎn)移者(絕對TBF68.98±91.96 vs1 52.1±173.32;相對TBF7.6±8.4 vs 9.3±5.33;P<0.01)和瘤周(絕對TBF29.61±22.89 vs 16.58±6.46;相對TBF1.63±1.14 vs 0.88±0.38;P<0.01)。在成人后顱窩腫瘤的鑒別診斷中,ASL也有助于區(qū)分轉(zhuǎn)移瘤和血管母細(xì)胞瘤。Kang等人的研究表明,血管母細(xì)胞瘤的大小和相對輸出量顯著大于轉(zhuǎn)移瘤。ASL灌注也有助于發(fā)現(xiàn)顱骨轉(zhuǎn)移。

     治療反應(yīng)評(píng)估 高級(jí)別膠質(zhì)瘤的治療反應(yīng)評(píng)估是一個(gè)主要的挑戰(zhàn),特別是在區(qū)分在有新的或Gd強(qiáng)化增加的患者中,放射引起的壞死和復(fù)發(fā)的腫瘤。ASL有助于區(qū)分有新的或Gd強(qiáng)化增加的情況,因?yàn)榉派湫詨乃劳ǔ1憩F(xiàn)為低CBF,而大多數(shù)復(fù)發(fā)腫瘤表現(xiàn)為高CBF(15、16)。據(jù)報(bào)道,ASL MRI在區(qū)分腫瘤復(fù)發(fā)和放射性壞死方面具有與DSC MRIPET相似的診斷性能,在高級(jí)別膠質(zhì)瘤中可能更準(zhǔn)確,特別是存在混合放射性壞死區(qū)域(敏感度為94%)。DSC MRI受血腦屏障破壞的T1T2效應(yīng)和易感性偽影的影響,而這些因素對ASL影響較小。

15 一例59歲男性因肺癌中樞神經(jīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移而接受放射治療后發(fā)生放射性壞死。(A)軸位增強(qiáng)的T1加權(quán)像顯示邊緣不均勻強(qiáng)化,左側(cè)中央旁小葉有不規(guī)則病變(箭頭),磁敏感加權(quán)成像顯示周圍有廣泛的血管性水腫(未顯示)。(B)ASL MRI顯示受影響區(qū)域腦血流量降低,提示放射性壞死。

16 一例53歲女性在晚期高級(jí)別膠質(zhì)瘤術(shù)后影像隨訪時(shí)殘留或復(fù)發(fā)腫瘤。(A,B)軸位彌散加權(quán)(A)和高空間分辨率增強(qiáng)T1加權(quán)(B)顯示不均勻強(qiáng)化和沿手術(shù)腔后緣的受限擴(kuò)散(箭頭),沿后內(nèi)側(cè)邊緣有結(jié)節(jié)狀和不規(guī)則的局灶增厚。

(C)ASL MR圖像顯示外科手術(shù)腔后內(nèi)側(cè)緣高CBF,伴有局灶結(jié)節(jié)增厚(箭頭),表明存在復(fù)發(fā)或殘留腫瘤。


      軸外腫瘤 腦膜瘤是一種富血供腫瘤,通常由硬腦膜動(dòng)脈供應(yīng),其次是頸動(dòng)脈和椎動(dòng)脈分支(E6)??紤]到這些腫瘤的富血管性質(zhì),在特定病例中術(shù)前栓塞可能作為輔助治療,以降低手術(shù)難度,并最大限度地提高完全切除率?;?span>DSC MRI的相對CBF和基于ASL MRITBF均與腦膜瘤的血管密度相關(guān),有助于區(qū)分低血供腦膜瘤和高血供腦膜瘤。ASL有助于對兩種疾病的非侵入性診斷,使得對于TBF大幅增加的腫瘤患者來說,血管造影治療目的的預(yù)期效益最大化。       其他腫瘤 ASL也可以從顱底非富血供病變中區(qū)別富血供區(qū)域。腦膜瘤和橋小腦角池神經(jīng)鞘瘤的鑒別并不總依靠簡單的常規(guī)序列。ASL MRI中顯示腦膜瘤比神經(jīng)鞘瘤有更高的TBF。同樣的,在鞍區(qū)和鞍旁腫瘤的鑒別診斷中,垂體腺瘤表現(xiàn)為低TBF,而腦膜瘤表現(xiàn)為高TBF。

癡呆癥與神經(jīng)退行性疾病

       在癡呆癥和神經(jīng)退行性疾病患者中,異常的低灌注和低代謝通常先于解剖結(jié)構(gòu)發(fā)生(如萎縮)。因此,ASL MRI或代謝成像(PET)可提供疾病早期診斷的影像生物標(biāo)志物。ASL反映了神經(jīng)元活動(dòng),并可能顯示與癡呆癥和神經(jīng)退行性疾病患者的PETSPECT類似結(jié)果。

       阿爾茨海默病 阿爾茨海默病是癡呆癥的主要原因。輕度認(rèn)知障礙是介于正常認(rèn)知功能減退和癡呆之間的中間階段。兩者通常都表現(xiàn)為雙側(cè)頂葉和顳葉的腦血流量降低。后扣帶回和楔前葉的灌注降低對阿爾茨海默病診斷的敏感性為91%,特異性為80%。除了海馬和海馬旁回萎縮外,CBF降低的區(qū)域被認(rèn)為是有助于區(qū)分阿爾茨海默病和輕度認(rèn)知障礙的補(bǔ)充影像生物標(biāo)志物(圖17)。
17 一位85歲的阿爾茨海默病患者。

(A,B)冠狀位T2加權(quán)(A)和軸位FLAIR MRI(B)顯示內(nèi)側(cè)顳葉和頂枕葉優(yōu)先出現(xiàn)體積損失(箭頭)。

(C)ASL MRI顯示雙側(cè)后頂葉皮層(箭頭)的低灌注,如楔前葉、后扣帶回、角回和頂上回。

      額顳葉癡呆 額顳葉癡呆癥有不同變種,參與不同的區(qū)域。然而,額顳葉癡呆癥在額葉和腦島的ASL信號(hào)強(qiáng)度通常比阿爾茨海默病低。ASL有助于區(qū)分額顳葉癡呆和阿爾茨海默病,阿爾茨海默病在楔前葉和后扣帶回顯示較低的信號(hào)強(qiáng)度。



      皮質(zhì)基底節(jié)變性 皮質(zhì)基底節(jié)變性表現(xiàn)為ASL信號(hào)強(qiáng)度在額頂葉不對稱地降低,包括前額葉下回、感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)和后頂葉皮層,主要在患肢的對側(cè)大腦半球(E7)。

炎癥和感染性疾病

      感染和炎癥過程可以顯示ASL變化,反映疾病的位置,嚴(yán)重程度以及血管參與程度。急性和亞急性炎癥過程可能與ASL信號(hào)強(qiáng)度的局部增加有關(guān),與增強(qiáng)區(qū)域相關(guān)。周圍腦實(shí)質(zhì)可能通過炎癥過程的直接侵犯而表現(xiàn)為ASL增強(qiáng),或繼發(fā)于反應(yīng)性血管性水腫的信號(hào)降低。

       感染 腦膿腫在中腔及周圍水腫區(qū)的ASL信號(hào)降低,邊緣強(qiáng)化的信號(hào)增強(qiáng)(18)。據(jù)報(bào)道,在硬膜外膿腫和其他感染性疾病,如皰疹性腦炎,可能繼發(fā)于靜脈受壓或局部大腦調(diào)節(jié)機(jī)制障礙,顯示皮質(zhì)ASL信號(hào)強(qiáng)度增加。


18 腦膿腫,9歲兒童癲癇發(fā)作5天。(A,B)軸位增強(qiáng)T1加權(quán)像(A)和彌散加權(quán)像(B)顯示左側(cè)額葉局灶性病變,呈環(huán)形強(qiáng)化,彌散受限,表明膿腫。(C)ASL MRI顯示病灶核心的低CBF,周圍有水腫。邊緣強(qiáng)化顯示信號(hào)增強(qiáng)。

      脫髓鞘疾病 腫瘤的脫髓鞘病變可能類似于腦瘤,主要是高級(jí)別膠質(zhì)瘤。腫瘤脫髓鞘病變的相對腦血容量值通常低于高級(jí)別膠質(zhì)瘤,但有時(shí)與高級(jí)別膠質(zhì)瘤一樣,可能顯示更高的相對腦血容量值。

其他疾病

       癲癇 ASL MRI可以幫助評(píng)估癲癇,其結(jié)果已被證明與SPECTPET研究結(jié)果一致。ASL MRI可以識(shí)別潛在病灶,有助于鑒別診斷。癲癇發(fā)作的機(jī)制、時(shí)機(jī)和慢性化等因素可能會(huì)影響ASL成像。因此,關(guān)于患者的臨床病史和成像時(shí)表現(xiàn)是至關(guān)重要的。在發(fā)作期和急性發(fā)作間歇期,由于神經(jīng)元活動(dòng)增加,活躍的致癇區(qū)顯示出高血流量(19)。在慢性發(fā)作間歇期,由于活躍度和功能降低以及不成比例的萎縮,致癇區(qū)可能表現(xiàn)出低血流量。


19 一名54歲男性癲癇發(fā)作30分鐘后的早期發(fā)作后狀態(tài)。(A,B)冠狀面FLAIR(A)和軸位高分辨率增強(qiáng)T1加權(quán)(B)顯示左側(cè)海馬和鉤回(箭頭)呈高信號(hào),略有強(qiáng)化。(C)ASL表明相關(guān)區(qū)域(箭頭)的高灌注,有助于識(shí)別潛在致癇灶,并隨著時(shí)間的推移有不同的表現(xiàn)。

       偏頭痛 ASL可以用于了解偏頭痛的機(jī)制和病理生理學(xué)。偏頭痛可能與腦血管失調(diào)有關(guān),ASL異常。在偏頭痛先兆中,與癥狀相對應(yīng)的皮質(zhì)表現(xiàn)為腦血流量降低。在偏頭痛急性期,受影響的皮質(zhì)可能表現(xiàn)出CBF增加(20)。


20 患者為31歲男性,偏頭痛持續(xù)約2天,主要發(fā)生在左側(cè)枕葉,并伴有暗點(diǎn)和半球面部感覺異常。

(A)軸位FLAIR圖像顯示正常。

(B)ASL MRI顯示左側(cè)枕葉(箭頭)呈現(xiàn)局部過度灌注。繼發(fā)于偏頭痛先兆的可能高灌注應(yīng)列入診斷的第一假設(shè)。

     可逆性后部腦病綜合征 可逆性后部腦病綜合征的確切病理生理特征尚不清楚,但主要提出兩種理論。目前更流行的理論認(rèn)為,重度高血壓超過自身調(diào)節(jié)的極限,引起過度灌注、內(nèi)皮損傷和血管性水腫。早期理論認(rèn)為,高血壓會(huì)導(dǎo)致腦血管自我調(diào)節(jié)收縮和低灌注,從而導(dǎo)致腦缺血和腦水腫。大腦MRI表現(xiàn)為半球?qū)ΨQ性水腫,多發(fā)于頂葉和枕葉。ASL異常多種多樣??赡嫘院蟛磕X病綜合征可能表現(xiàn)為受影響區(qū)域的腦血流量增加,支持高血壓-高灌注學(xué)說。但也可以表現(xiàn)為腦血流量降低,支持血管收縮-低灌注學(xué)說。



     創(chuàng)傷 在急性創(chuàng)傷患者中,ASL信號(hào)強(qiáng)度較低表明更嚴(yán)重的大腦自我調(diào)節(jié)障礙,臨床效果較差。即使常規(guī)MRI和神經(jīng)心理學(xué)表現(xiàn)正常,輕度創(chuàng)傷性腦損傷也可能表現(xiàn)為雙側(cè)額葉和顳葉的CBF減少。重型顱腦損傷可表現(xiàn)為多病灶或彌漫性腦血流量降低。

     腦積水 癥狀性腦積水患者的整體ASL信號(hào)強(qiáng)度降低,梗阻性腦積水緩解后信號(hào)增強(qiáng)。在正常壓力腦積水的情況下,ASL顯示整體信號(hào)強(qiáng)度降低,在放置分流術(shù)后,CBF改善。

     腦死亡 ASL圖像的視覺和定量分析顯示,腦死亡表現(xiàn)為全腦CBF減少,頸外動(dòng)脈循環(huán)通暢,頸內(nèi)動(dòng)脈進(jìn)入顱骨的信號(hào)強(qiáng)度增加,與血流停滯有關(guān)(21)。正在經(jīng)歷心臟驟停患者的全腦ASL圖像顯示CBF缺失,但沒有顯示頸外循環(huán)通暢或顱內(nèi)頸內(nèi)動(dòng)脈入口處信號(hào)增強(qiáng)。

21 一例45歲男性腰椎關(guān)節(jié)融合術(shù)后腦死亡。(A) 軸位FLAIR成像顯示彌漫性皮質(zhì)高信號(hào)強(qiáng)度,這是腦死亡的MRI特征之一。(B) ASL MRI表明全腦信號(hào)強(qiáng)度降低,頸外動(dòng)脈循環(huán)血流保持不變。

ASL磁共振成像使用方法的解釋

       根據(jù)臨床應(yīng)用、使用經(jīng)驗(yàn)和文獻(xiàn),本文提出了一種用于識(shí)別和理解ASL血流異常的方法(22)。為了教學(xué)的目的,根據(jù)灌注增加或減少,局部或全局灌注異常,定義了一些ASL模式來組織臨床推理。

22 ASL解釋的流程圖。

PRES=可逆性后部腦病綜合征

結(jié)論

        ASL灌注具有廣闊的臨床應(yīng)用潛力,其應(yīng)用也在逐漸增加。因此,放射科醫(yī)生應(yīng)該熟悉ASL的采集技術(shù)、潛在偽影和臨床應(yīng)用。了解ASL在不同神經(jīng)疾病中的發(fā)現(xiàn),為神經(jīng)放射科醫(yī)生制定實(shí)用指南和方法,將進(jìn)一步使ASL融入臨床實(shí)踐,并在神經(jīng)病學(xué)研究中得到更廣泛應(yīng)用。



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