影像 | 无需注射造影剂的脑灌注成像：磁共振ASL技术进展及应用

廊坊长征医院

脑卒中现已成为我国居民第一死因，每年死亡150万人，带来的年经济负担达400多亿元，其中缺血性脑卒中约占70%左右，具有高发病率、高致残率和高死亡率的特征。

通过脑血流失代偿测定，可在病理生理学高度，精准预测卒中的发生区域和受累及脑功能区域，并对治疗效果评价和二次卒中风险预警起到积极作用。

磁共振动脉自旋标记灌注技术( ArterialSpinLabelingPerfusionMRI，ASL)是一种不使用造影剂而获得脑灌注成像的方法，通过改变血液中氢质子自旋状态生成内源性示踪剂，用标记像减去控制像把背景和噪声消除，得到高性能脑灌注成像。

这极大拓展了脑血流成像的应用领域，尤其是在脑血管性疾病的早期筛查、分级、评估。

据了解，目前最新一代的ASL技术已经能够自动提供一键分区计算脑血流量CBF、脑血容量CBV、动脉达到时间ATT多参数定量数据测定报告。

论文摘录

【综述】动脉自旋标记MR技术进展及应用（摘录）

文章来源：中华放射学杂志,2019,53(5): 431-434

作者：林天烨有慧冯逢金征宇

摘要

动脉自旋标记（ASL）是一种利用动脉血液中的水分子作为内源性对比剂实现脑血流成像的功能磁共振技术。2015、2016年国际和国内ASL专家共识的分别发布推动了ASL技术的发展和规范化应用，当然ASL在技术层面和应用过程中还面临着许多挑战，如标记后延迟（PLD）和动脉通过时间（ATT）不匹配等。共识后ASL的技术进展，包括多期延迟ASL、长标记ASL、非空间选择ASL等改进方案，都针对上述问题进行优化。另外，ASL技术还可对血管结构成像、结合心动触发和扩散加权，实现更广泛、更准确的成像功能。

动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）MR技术，作为一种无创的MR灌注成像方法，最初于1992年被提出。20余年后，国际医学磁共振学会灌注学组（Perfusion Study Group in International Society for Magnetic Resonance in Medicine）和欧洲动脉自旋标记痴呆研究联合会（European Consortium for ASL in Dementia，EU-COST action，ASL in dementia）共同起草发表了ASL灌注技术及应用的推荐，规范了ASL技术在临床应用中的成像参数及图像后处理方式，显著推动了该技术的发展。2016年我国《动脉自旋标记脑灌注MRI技术规范化应用专家共识》也应运而生，提高了国内学者对ASL技术的认识。

随着技术的进步，ASL在中枢神经系统的应用已不再局限于脑血流量（cerebral blood flow，CBF）的测量，其特殊的成像原理还能反映脑血流灌注的过程，实现脑血管成像等更广泛的应用。笔者在简要回顾ASL技术基本原理及标记类型的基础上，综述上述专家共识发表后ASL相关技术及应用的新进展、在脑血流成像上面临的挑战及相应的解决方案。

ASL血管成像

通过ASL实现MRA成像的方法很多，空间选择和非空间选择ASL均可。目前报道中应用前景较好的包括加速度选择ASL MRA、4D ASL MRA和血管选择性ASL。

1．加速度选择ASL MRA：

不依赖于个体化的ATT，标记和采集的时间间隔只取决于血液的T1弛豫时间，其最大的特点是各级的动脉都可以显示，尤其对于远端小动脉及血液湍流血管的显像更有优势。在烟雾病患者中同时应用TOF MRA和加速度选择ASL MRA，发现TOF对近端动脉狭窄显示更好，而加速度选择ASL MRA可显示出更多的远端血管以及侧支循环。并且加速度选择ASL MRA对动脉的选择性更好，可排除皮层静脉的干扰。

2．4D ASL MRA：

基于多个PLD的时间编码ASL获得的MRA，在灌注成像的长PLD时间内加入多个短标记短PLD的高分辨率采集（第1次标记时长为1 800 ms，实现灌注成像，紧接着后6次130 ms的短标记实现4D MRA血管成像），同时获得灌注和血管成像，有效利用了时间，并且血管成像具有动态效果。临床应用方面，4D ASL MRA可用于硬膜动静脉瘘的位置和引流静脉的显示，研究表明与DSA有很高的一致性。除形态学成像外，高时间分辨率的ASL MRA（<70 ms）还可以定量区分动静脉畸形的供血动脉和引流静脉成分，此功能的重要意义在于评价动静脉畸形的破裂风险，研究认为病变内引流静脉/供血动脉构成比低与高破裂风险相关。

3．血管选择性ASL MRA：

可获得仿DSA的单支血管显影效果，具体请见下文供血区ASL部分。

近年来，随着技术的发展，ASL血管成像的时间、空间分辨率都有很大提升，可覆盖范围增大，采集时间缩短，临床实用性的提高使其在一定程度上可以和传统的TOF MRA优势互补。

ASL的其他拓展技术及应用

1．供血区ASL：

ASL技术还可以选择性标记某一支供血动脉，显示其供血范围，即供血区ASL（territory ASL，t-ASL），或显示血管形态（血管选择性ASL MRA），此前能实现该成像效果的只有DSA。供血区ASL提出较早，最初是通过PASL实现的，但因其标记难度高、SNR低等原因逐渐被两种基于PCASL的方法取代，即血管编码PCASL（vessel encoded PCASL，ve-PCASL）及超选择性PCASL（super-selective PCASL，ss-PCASL）。供血区ASL近年来的进展主要体现在临床应用方面，包括监测颈动脉狭窄患者颈动脉内膜剥脱术前后颈内动脉供血区的变化，提供颅内动静脉畸形动脉血供来源信息，以及联合TOF MRA更直观地显示脑膜瘤的血供，指导临床治疗。

2．心动触发PCASL（cardiac-triggered PCASL）：

ASL的SNR和可重复性除了受标记的方式影响外，可能还受一些生理因素的影响，如心脏搏动周期，Li等提出心脏触发的PCASL可显著提高信噪比，减轻全脑灌注随心动周期的波动。

3．扩散加权PCASL（diffusion-weighted PCASL）：

扩散加权PCASL是将ASL和扩散加权成像整合，采集两个b值（b=0、50 s/mm2）的图像，利用标记的水分子在毛细血管与组织内的扩散速率不同区分两者，这些信号的比值可反映血脑屏障的水交换速率，应用于血脑屏障通透性的研究。

综上所述，在ASL专家共识发表至今不到4年的时间里，ASL技术又有了许多新的突破，以及很好的临床应用思路，笔者希望上述对ASL技术进展及其应用的总结梳理能对更加全面的理解ASL技术有所帮助，使ASL技术更广更深入地应用在临床及科研中。

来源|神外前沿

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