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42 - 2021-09-30 22:37:58

动脉自旋标记(ASL)技术的发展与特点

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所有动脉自旋标记(ASL)脉冲序列由两部分组成:一是用于磁性标记及标记流动血液的准备模块;二是用于在“控制”和“标记”条件下生成目标组织成对图像的读出模块。ASL 方法可依据每个模块的构建方式进行分类。

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最早的 ASL 技术采用连续射频(RF)脉冲以及沿血流方向施加的磁场梯度来反转流动自旋质子。此类序列以首字母缩略词 CASL(连续动脉自旋标记)而闻名,然而其在商业扫描仪上实施难度较大,且会显著增加 SAR 值。

到 20 世纪 90 年代后期,CASL 方法在很大程度上被舍弃,取而代之的是一组运用脉冲照射的方法,统称为 PASL(脉冲式动脉自旋标记)。PASL 技术可进一步分为相对于成像平面非对称(如 EPISTAR、PICORE)或对称(如 FAIR)标记自旋的技术。最近,一种混合形式 pCASL(伪连续动脉自旋标记)被开发出来,它使用一长串短射频脉冲和强层面选择梯度。

因此,pCASL 结合了 CASL(高信噪比)和 PASL(低能量沉积)的优势特征。如今,大多数市售 ASL 产品均基于 pCASL 或 PASL 变体。

在最早的 ASL 方法中,读出(成像)仅限于通过回波平面梯度回波技术获取的单个层面。随后出现了多层面方法,以及运用快速(涡轮)自旋回波和涡轮梯度自旋回波进行成像。多层面的 2D 和 3D 方法均可使用。

2D 图像采集对头部运动不太敏感,并且在血流量化方面可能优于 3D。为获取最佳图像质量,建议使用预扫描和场映射。2D 方法的缺点在于更远的层面比近的层面具有更长的标记延迟,且由于弛豫效应会导致层面之间的信号变化。

3D 方法的执行时间比 2D 方法稍长,但设置起来更容易。它们提供更高的信噪比和更好的空间分辨率,并且在所有层面上具有固定的标记延迟。目前,3D 技术与功能磁共振成像(fMRI)研究不兼容,因为无法在短时间间隔内获得灌注变化。通常还需要进行背景抑制,以减少灌注信号并避免可能混淆绝对血流量计算的情况。