MR灌注

磁共振灌注成像由于无辐射，且可以不打造影剂（ASL法），在临床上被越来越广泛地应用于评估脑血流动力学。传统DSC法，与ASL法在成像原理、得到的参数不同。本导图帮助大家一目了然地了解二者的原理和区别

MR灌注：DSC与ASL

• DSC
  • T2*-based acquisition采用的是外源性大分子对比剂（钆对比剂）作为示踪剂，由于钆对比剂分子量比较大因而不能自由通过正常的血脑屏障。同时DSC灌注成像的机理也是利用对比剂首过期间因不能通过血脑屏障而建立起血管内和邻近脑组织之间的磁敏感差别来实现灌注评估的。
  • DSC的信号读取方式
    • EPI
  • DSC灌注基本原理
    • DSC灌注基本DSC属于首过法灌注成像，静脉团注顺磁性对比剂，当血脑屏障完整时，首次通过脑组织的对比剂仅限于血管内而未向血管外间隙扩散，符合单室模型，限于血管内的顺磁性对比剂会在局部产生微观尺度上的磁敏感梯度，引起周围组织弛豫率增加，图像信号呈负增强。飞家FFE-EPI序列有足够高的时间分辨率来探测组织信号的快速变化，生成时间信号强度曲线，进一步通过信号强度、弛豫率及对比剂浓度之间的关系，得到时间-信号强度浓度曲线，经过数学公式的转换，就可以得到时间-对比剂浓度曲线。经过运算得出NI，Index，MTT, T0,TTP等半定量参数。
  • 定量参数
    • 当血脑屏障完整情况下，因为放射性示踪剂所导致的信号变化和对比剂之间缺乏明确的线性关系，通过图像信号强度来做定量评价不是那么客观和精准，所以DSC灌注成像只能实现半定量。
    • 它的定量参数可以得到：相对脑血容量（飞家用NI表示）, 相对脑血流量（飞家用Index表示）, 其它参数通用MTT, T0,TTP, Delay等 。
      • ①rel CBV/NI：relative Cerebral Blood Volume or NI: Negative Integral（相对脑血容量）：组织中的血容量，由毛细血管床的静脉和动脉的大小控制
      • ②relCBF/Index：relative Cerebral Blood Flow or Index （相对脑血流量）：血流是指在特定时间段内输送到脑组织的动脉血量。
      • ③MTT：MeanTransitTime（血液通过一个区域的平均时间）：指对比剂随着血流通过灌注区域的时间
      • ④T0：time to bolus arrival (团注到达时间)：指对比剂团注开始到到达下坡的这段时间
      • ⑤TTP：time to peak（达峰时间）：指从对比剂注射到引起信号强度最低点的时间
      • relCBF= relCBV/MTT
• ASL
  • 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，在生理状态下真实反映脑血流动力学的变化及脑血流灌注水平
  • ASL的信号读取方法
    • 2D
    • 3D
      • GRASE
  • 内源示踪剂：水分子
  • 成像原理
    • 标记相：在颈部的供血动脉区域首先加一个标记脉冲(1)也就是反转脉冲，那么被标记的血流中，氢质子被标记后，会经过一段时间到达我们脑组织成像区 (2)从施加脉冲到采集图像之间的时间被称为标记后延迟时间（post labeling delay, PLD）这时采集的图像称之为标记相
    • 受试者血液从标记层面流动到脑组织的时间称为动脉通过时间（arterial transit time,ATT）
    • 非标记相:没有在颈部施加任何标记脉冲（3）,然后在头颅采集的这个容积的图像（4）
    • 减影: 灌注像=对照组-标记组
  • 常见的标记方式
    • 连续式标记CASL
      • CASL是最早实现的MR脑灌注成像的标记方式。利用隔热快速反转脉冲对动脉质子进行长达3s钟连续标记脉冲标记窄条质子。
      • 优点：既能得到高SNR图像，高标记效率又能做全脑成像
      • 缺点是SAR高，磁化传递率高，特殊硬件要求
    • 脉冲式标记pASL
      • 脉冲式标记（PASL）：使用的是单个短RF脉冲(瞬时标记脉冲标记宽范围质子(15—20mm）来进行标记。
      • 优点：是低SAR，低磁化传递，无特殊硬件要求。
      • 缺点：低信噪比，低标记效率，不能全脑成像。
    • 伪连续脉冲pCASL
      • 准连续式标记（PCASL）这个脉冲结合了上述两种脉冲的所有优点，大范围灌注成像，高信噪比等优点，低SAR，以及CBF脑血流量测量的准确度和重复度的精准度上来看，也是更理想的技术。所以现在飞利浦的设备主要也采用的是PCASL也叫伪连续式的动脉标记技术。
      • pCASL将连续标记脉冲拆分成1000个小的瞬时脉冲，SAR更低，磁化传递更弱，标记效率更高。
    • 总结
    • 定量参数
      • CBF
• 原文地址
  • 公众号：壁虎漫步
  • 作者：壁虎
• 灌注
  • 通过血液将氧和其他营养物质送到组织保证正常的功能，同时带走CO2等代谢物的过程。 灌注可以反映组织的状态和功能，反映局部微循环血流信息。
• MR灌注
  • 对比剂增强
    • T1 DCE
      • dynamic contrast enhancement
      • 主要用来研究毛细血管通透性，所评价的参数主要是Ktrans Kep等
    • T2* DSC
      • dynamic susceptibility contrast
      • 利用的是血脑屏障模型，能够得到半定量的rCBF、rCBV、MTT、Tmax等参数
  • 非对比剂增强
    • ASL
      • arterial spin labeling
      • 动脉自旋标记
    • IVIM
      • intravoxel incoherent motion–DWI
      • 体素内不相干运动扩散加权成像