原文链接:What are the differences between DSC, DCE and ASL perfusion methods used in MRI?
- 概要
MRI测量灌注有三种常用方法:动态磁敏感对比度成像(DSC,Dynamic Susceptibility Contrast),动态对比增强成像(DCE,Dynamic Contrast Enhanced)和动脉自旋标记(ASL,Arterial Spin Labeling)。DSC和DCE都需要静脉注射钆螯合物,而ASL不需要外源性对比剂。这些技术将在下面简要说明,在后续的Q&A中有更详细的解释。
磁共振动态磁敏感性对比成像-DSC
DSC灌注成像首先静脉团注钆螯合物,随后对感兴趣器官快速获取一系列梯度回波或自旋回波图像。当钆螯合物首次通过局部循环时,它仍然主要局限在血管内空间。由于钆基的顺磁性特征,团注通过时钆基在血管周围产生局部磁场扰动,T2(T2*)失相位造成信号损失。通过测量随时间变化的信号强度,并且按照一定的数学模型拟合,各种灌注参数(如,血容量,血流量,平均通过时间)都能够计算出来。由于DSC成像仅依赖于对比剂的首次通过,它有时被称为造影剂跟踪检查。,图像采集时间非常短(约2分钟)。
磁共振动态对比增强成像-DCE
与DSC类似,DCE也需要注射钆基造影剂。但是DCE利用钆螯合物的T1缩短效应,在大约5-10分钟时间内重复获取T1加权图像。在此期间,钆造影剂在组织内的细胞外空间聚集,速度由灌注,毛细血管通透性和毛细血管表面积共同决定。这些图像数据可以直观地分析或半定量分析。应用房室模型可以得到量化结果,计算出多个生理参数,包括转移常数(Ktrans),血浆体积分数(VP)和组织细胞外空间的体积分数(VE)。
动脉自旋标记-ASL
与DSC和DCE不同,ASL不需要注射钆基对比剂,而是通过在近端血管用射频脉冲“磁标记”水分子,使用病人自己的水分子作为内源性扩散示踪剂。当这些水分子流到感兴趣的器官,他们会减少组织的信号强度,与灌注成比例。典型的ASL脉冲序列中,会在有标记脉冲和无标记脉冲情况下都采集图像,然后相减。通过应用数学模型,可以得到各种灌注参数(主要是血流量)。ASL技术本身的信噪比就比较低,所以需多次测量取平均,导致成像时间至少需要3-5分钟才能获得有用的数据。由于信噪比的限制,3T下的ASL明显好于1.5T。
DSC,DCE和ASL更详细的描述在后续的Q&A中会提供。如下的汇总表提供了各种技术的比较。
- 参考材料
- Borogovac A, Asllani I. Arterial spin labeling (ASL) fMRI: advantages, theoretical constrains and experimental challenges in neurosciences. Int J Biomed Imaging 2012; Article ID 818456:1-13.
- Diebler AR, Pollock JM, Kraft RA, et al. Arterial spin-labeling in routine clinical practice, Part 1: techniques and artifacts. AJNR Am J Neuroradiol 2008; 29:1228-1234.
- Essig M, Shiroishi MS, Nguyen TB, et al. Perfusion MRI: the five most frequently asked technical questions. AJR Am J Roentgenol 2013; 200:24-34.
- Ferré J-C, Bannier E, Raoult H, et al. Arterial spin labeling (ASL) perfusion: techniques and clinical use. Diagn Interv Radiol 2013; 94:1211-1223
- Jahng G-H, Li K-L, Ostergaard l, Calamante F. Perfusion magnetic resonance imaging: a comprehensive update on principles and techniques. Korean J Radiol 2014; 15:554-577. (good recent review).
- McGehee BE, Pollock JM, Maldjian JA. Brain perfusion imaging: how does it work and what should I use? J Magn Reson Imaging 2012; 36:1257-1272.
- Tofts PS. T1-weighted DCE imaging concepts: modelling, acquisition and analysis. MAGNETOM Flash 2010; 3:30-35.
- Zaharchuk G. Theoretical basis of hemodynamic MR imaging techniques to measure cerebral blood volume, cerebral blood flow, and permeability. AJNR Am J Neuroradiol 2007; 28:1850-8.
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