原标题：研讨| 3D-ASL在缺血性脑血管病的研讨现状与开展
本文来历：我国临床医学影像杂志；本文作者：任冬晴，边杰，大连医科大学隶属第二医院放射科；何丹，辽宁省人民医院放射科；本文转载自医脉通网站，转载已获授权
三维动脉自旋符号（3D-arterial spin labeling，3D-ASL）是一种完全无创、无需比照增强的磁共振灌注技能。它运用磁化符号的动脉质子迁移到脑安排，进行三维快速成像，随后减去灌注信号得出3D-ASL的信号。3D-ASL的信号首要取决于脑血流量（Cerebral blood flow，CBF），脑和安排的T1及符号的动脉血从符号层至成像层的时刻等多种要素。所以说，ASL所属的CBF图并没有实在反映实在的CBF，尤其在首先以脑血流改变为根底的缺血性脑血管病（Ischemic cerebrovascular disease，ICVD）中。本文从3D-ASL技能方面、CBF的影响要素以及在ICVD研讨开展方面予以总述。
1.3D-ASL技能原理与相关序列
ASL技能运用血液中自在弥散的氢质子作为内源性示踪剂，运用相关射频脉冲，在符号层对流入的血流进行符号，被符号的血流进入感兴趣区后搜集图画，因为被符号的血流进入安排并与安排中的水进行交流，安排的T1值会发作改变，将符号前后感兴趣区安排T1信号相减即可取得CBF的灌注信息。3D-ASL是在ASL根底上，运用单发射3D搜集图画的搜集办法，为取得更高信噪比。
既往二维信号收会集，每个层面的推迟时刻（Post label delays，PLD）是改变的，这导致不同层面相同部位的CBF丈量值存在显着差异；当进行脑灌注的三维容积搜集时，搜集规模内脑安排的PLD共同，因而对全脑灌注的CBF丈量更精确。3D-ASL图画的取得需求两个进程，分别是图画的符号与图画的搜集。
1.1图画的符号
依据质子符号技能的不同，将ASL技能首要分为3类：①接连式动脉自旋符号（continuous ASL，cASL）：该技能能够前进信噪比及符号功率，但梯度与射频的精确性较差，受磁化搬运效应的影响大，沉积在安排内的能量过高；②脉冲式动脉自旋符号（pulsed ASL，pASL），该办法虽然克服了cASL的缺陷，但pASL信噪比低且扫描规模缩小；③伪接连式动脉自旋符号（pseudo continuous ASL，pCASL），是现在首要的运用序列，它聚集了两者的长处，仿照较长接连符号形式，前进了符号功率，具有较高的信噪比，能够削减能量吸收率，一起还能够减轻磁化搬运效应。
1.2图画的搜集
多元化的搜集办法促进了ASL技能的开展。自从螺旋K空间搜集技能的引证，传统搜集办法中丢失的信号被搜集起来，下降了对运动伪影的灵敏性，但一起这使得具有更高磁化率的梯度自旋回波（Gradient and spin echo，GRASE）和稳态自在进动（Steady-state free precession，SSFP）等搜集办法得到运用，更简略显现后颅窝的结构及减轻小金属带来的伪影。
现如今3D全脑容积掩盖成像已投入临床运用，加上如FSE-SPIRAL与类EPI（GRASE）的运用不只能够改进图画的质量，有利于去除静态安排中的信号，与2DGRE-EPI序列比较，能供给更好的SNR及更少的磁灵敏伪影。
2.3D-ASL参数相对CBF（rCBF）的正常人群表现特色及影响要素
ICVD部分脑安排血流灌注会呈现反常改变。所以，清晰反常脑灌注区部位、规模、程度以及演化等相关信息非常重要，而对反常灌注区进行相对精确、有用、可重复性高的丈量办法是不可或缺的要害。
3D-ASL仅有量化的目标的CBF为屡次搜集信号所得到的rCBF，但现在有研讨显现，rCBF受多种要素的影响。了解rCBF的影响要素，在必定程度上有助于ICVD进行更深化的研讨。
2.1正常人的脑血流灌注特色
①有研讨显现，健康成人全脑均匀CBF值约为55mL/（min·100g）。正常人脑白灰质血流灌注存在差异，灰质微血管含量较多、血液流速较快，所发作信号较强，并且在显现病变方面，灰质较白质显现更精确。此外，脑功用区血流灌注CBF存在差异，在对全脑12个脑功用区CBF定量研讨中发现：灌注多的脑功用区为初级躯体运动区、初级躯体感觉区、视觉区、运动性言语中枢区、视觉性言语中枢区及书写性言语中枢区，相对灌注较低的脑功用区为听觉区、听觉性言语中枢区。②生理性的调理导致健康成人脑存在过度灌注与低灌注的区域。过度灌注常呈现在枕部与额部区域，中青年较为常见，但随着年岁添加和心血管危险要素添加，过度灌注不常发作，低灌注区域常发作在额部枕角至顶枕叶皮质。③头部的方位。仰头位、正中位及垂头位扫描，对脑后循环区域和半卵圆中心白质部位CBF丈量值会发作影响；后循环区域和信噪比较低的区域易受头颅方位的影响。
2.2rCBF的影响要素
PLD：血液从符号层面到搜集层面之间的时刻，是可调的参数之一。扫描进程缩短PLD会呈现低灌注区相对扩展、低灌注程度扩大的现象；延伸PLD，低灌注区将会相对缩小、灌注程度缩小。
多PLD研讨剖析显现，Delay2.5比较适用于年岁较大、血管状况较差的患者，其成果更挨近实在血流量；而Delay1.5更灵敏，更能前期发现脑血流动力学反常，合适时刻短性脑缺血发作（Transient ischemic attack，TIA）患者、血管病变不严峻的患者、行血管术后的患者。虽然在不同PLD所得的CBF数值不同的，但其低灌注区域是不变的。运用多PLD会供给更多的脑血流灌注信息。
动脉经过时刻（Aterial transit time，ATT）：ATT作为另一个参数，反映符号的血液从符号区流到成像区所需求的时刻，它在不同的病理状况是不确定的。PLD与ATT联系杂乱，当PLD显着低于ATT时，CBF会被轻视，这是因为一部分被符号的血液在这个时刻结构内还没有抵达血管床，反之当PLD显着高于ATT的时分，CBF会添加。
现在现已有多种办法提出来丈量ATT，调整ATT与PLD的联系可批改CBF的错估，完成CBF的精准丈量。钆类造影剂：钆类比照剂将会缩短T1值，然后影响3DASL扫描，所以不应在3D-ASL扫描前增强打针钆比照剂，在打针比照剂后12h内勿行ASL技能。除此之外，3D-ASL定量丈量CBF还遭到多种要素的影响，包括脑安排和血液T1值、符号功率及毛细血管通透性，被检者体质量指数等，还需求进一步的研讨。
3.3D-ASL技能在ICVD中的运用
ICVD是因为脑安排处于低灌注状况而引起的脑缺血缺氧的一类疾病，其首要原因为脑供血缺乏，包括TIA和脑梗死等。因为脑安排对缺血耐受性差，一旦发作缺血，短时刻内即可发作不可逆的脑损伤，所以对脑安排灌注反常的前期点评显得适当重要。
3.13D-ASL技能在TIA的运用
TIA是指因为脑动脉一过性供血缺乏引起的时刻短发作的局灶性脑功用障碍，是急性脑梗死的预警信号。惯例MRI序列关于TIA一般无阳性发现，有研讨标明，DWI为阴性时3D-ASL序列可在前期发现血流灌注减低状况，前进对TIA的前期检出率。
TIA分为前循环TIA（颈内动脉体系）和后循环TIA（椎基底动脉体系）。
①颈内动脉血管狭隘是前循环TIA的首要病因，但只要侧支循环树立不充分，才会引起脑血流动力学的反常。研讨标明，ASL与MRA联合运用能够对相应低灌注区的动脉血管进行点评，可前进因血管狭隘构成供血缺乏的病因检出，两者联合运用前进了查看的灵敏性及特异性。若MRA查看中显现部分脑血管骨干动脉近端重度狭隘，而ASL查看中并未呈现低灌注，提示该区域存在侧支供血，则无需介入处理。反之，假如血管狭隘所影响的区域与低灌注共同，则标明该区域侧支循环未树立，存在有或许开展为梗死的低灌注安排，需求相应的活跃医治，以防止重复发作TIA或脑梗死。
②后循环TIA病因杂乱，与椎基底动脉挛缩及血管狭隘联系密切，一旦开展成椎基底动脉血栓，其病死率可高达20%~30%。有关后循环TIA的灌注研讨较少，晚年患者会呈现后循环区域低灌注的状况，有研讨解说这与病理条件下ATT时刻添加有关，此刻挑选较长时刻的PLD，使被符号血液流入成像层面的时刻挨近血液的T1时刻，判别是否为后循环TIA仍是ASL差错所导致的低灌注。
如上所述，rCBF与PLD及ATT的联系密切。当ATT显着低于PLD时，符号的质子经过必定的循环时刻不能抵达相应的脑安排，会发作抵达推迟，很多的符号质子存在于侧支血管内，构成了显着的高信号，运用这一特色，有研讨发现，ASL技能能够勘探烟雾病的侧支血流的存在和强度，同理，ASL技能现已成功运用于点评脑动-静脉变形。
运用ASL对微血管灵敏的特色，能够供给梗死周围侧支循环的信息。因而，3D-ASL技能可供给TIA患者的灌注信息，结合MRA技能讨论血管狭隘和低灌注与TIA联系，可对TIA病因确诊、医治计划的挑选、调查效果及点评预后供给了一种新的无创查看办法。
3.23D-ASL技能在脑梗死中的运用
脑安排缺血性疾病中最多见的是脑梗死。在3D-ASL对急性（亚急性）脑梗死灶的显现中：对小面积的梗死灶，3DASL显现不灵敏，这或许与病变区处于低灌注区、梗身后血管经过时刻不确定有关；大面积脑梗死，有大都研讨显现会存在ASL-DWI不匹配区。
缺血半暗带（Ischemic penumbra，IP）是开展为脑梗死必需讨论的问题，其能量代谢保存而血供受按捺，清晰并康复IP具有活跃的医治含义。有研讨运用ASL-DWI不匹配区为IP，但也有研讨以为其存在过度点评，因ASL反映脑缺血状况更灵敏，并且ASL-DWI不匹配区除包括IP也存在良性灌注缺乏。但如前所述，脑血流低灌注区会受PLD及ATT的影响，所以运用ASL-DWI不匹配区来点评IP还有待进一步研讨。但能够清晰的是，虽然灌注规模会存在显现的改变，ASL依然能够对大面积梗死灵敏地发现低灌注区域。
关于缓慢脑血管病患者，有开始研讨标明，3D-ASL与乙酰唑胺打针或CO2联合运用，能够点评脑血管发作舒张和缩短的才能即脑血管反响性且可重复性好。动态磁灵敏比照成像（Dynamic susceptibility contrast，DSC）一直以来作为灌注成像的常用手法，一些定量研讨显现脑梗死低灌注区ASL-CBF值与DSC-CBF及峰值时刻（TTP）在前循环的急性脑卒中患者中相关性最高，一起TTP也是DSC中多参数图画中反映缺血性脑梗死最灵敏的目标，首要反映病灶区血流达峰时刻推迟，所以在必定程度上ASL-CBF与DSC-TTP有更好的关联性。
一起也有研讨标明，当rASL低于0.585，它能够以中度精准度猜测CBF的削减，而当rASL减低到0.585～0.9，则能够猜测MTT的延伸，所以依据rASL的数值，咱们能够估测DSC的灌注图。DSC也有一部分缺陷如比照剂不能自在经过血脑屏障，当打针速率过高可导致比照剂外渗及钆比照剂可诱发肾源性纤维化，比较之下，关于有禁忌症的患者可采用3D-ASL技能。所以说3D-ASL在ASL-DWI不匹配区的IP还有必定局限性，关于查看受限的患者，3D-ASL必定程度上可成为替代DSC。一起关于急性脑梗死在溶栓之后，3D-ASL序列还能够及时反映缺血梗死区域的血流灌注康复状况，发现有无血流灌注增高的区域，有利于全面点评脑安排的血流灌注信息。
3.33D-ASL在ICVD运用的缺乏
虽然3D-ASL在TIA和脑卒中有必定临床价值百科和宽广的开展前景，但也存在着许多局限性。其间最重要的便是对ATT及PLD的灵敏性，如上所述，在大动脉狭隘或阻塞的状况下，rCBF图会呈现过度灌注，挑选较长的PLD会减轻过度灌注，但其经过时刻过长，下降了图画的信噪比。还有关于动脉抵达时刻较长的晚年患者，简略导致下降信噪比，这意味着需求添加的信号均匀和随后较长的成像扫描。
另一种状况是，假如患者身上有即便很小的金属物质如铁片或牙科设备、支架或手术夹，经常会严峻影响磁场的均匀性，动脉的符号被影响，构成与大动脉阻塞类似的影响。还有虽然有纠正运动伪影的技能存在，扫描时刻较长或许会添加患者不自主运动伪影呈现的概率。
4.总结与展望
综上所述，3D-ASL符号技能功率高、扫描规模广，合作三维全脑的搜集办法添加了图画信噪比，下降了伪影，后处理简略，所得的CBF图能够与MRI解剖图画交融，显现反常灌注信息愈加精确，相关于传统的ASL成像具有优势。此外，在3D-ASL根底上，兼具多种运用价值百科的改进技能不断涌现，如血管编码动脉自旋符号和流速挑选动脉自旋符号等，在必定程度上拓宽了动脉自旋符号技能的运用规模。
3D-ASL凭仗其上述许多特色，在ICVD的临床及科研方面具有必定优势。3D-ASL联合MRA、DWI等技能不只能够前进TIA的检出率，还可对阻塞的血管区域点评其侧支循环，点评烟雾病侧支血流及其强度，对缓慢ICVD患者脑血管反响性的点评等。虽然在ICVD中还存在必定局限性，但随着相关技能及研讨的开展，3D-ASL有更宽广的开展空间，并逐渐表现其运用价值百科。
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