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ASL与DSC灌注方法对比介绍(二)

 新用户61046382 2023-06-09 发布于河南

目前ASL及DSC灌注成像临床应用比较广泛在肿瘤病变(定性、术前分级,预后和疗效评估)等方面,脑缺血病变(缺血半暗带评价侧枝循环储备评价,缺血再灌注评价)科研痴呆、AD、癫痫、多发性硬化等。


灌注在肿瘤性病变的应用

增强扫描时病变的强化表现取决于病变的血脑屏障破坏程度,增强扫描并不能如实反映病变内的微循环水平。依赖增强扫描后的强化表现对胶质瘤进行分级是不准确的,因为新生血管形成程度才是反应胶质瘤的生物学特性。灌注成像能真实反映微循环血管密度,反映病变的微循环水平。

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病例来自文献Pediatric astrocytic tumor grading: comparison between arterial spin labeling and dynamic susceptibility contrast MRI perfusion

脑干占位病变。该病例增强扫描未见明显强化,在3D ASL灌注成像上病变表现为明显的高灌注改变,在DSC灌注成像(右侧两幅图像)也表现为高灌注改变。

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病例来自文献Pediatric astrocytic tumor grading: comparison between arterial spin labeling and dynamic susceptibility contrast MRI perfusion

本例毛细胞星形细胞瘤:增强明显强化,DSC和ASL未见明显强化。

灌注成像(ASL和DSC)能够帮助胶质瘤更加准确分级以及指导我们术后取病理(要在ASL显示高灌注区取到的活检才能更加准确反映肿瘤的级别,因为灌注明显的区域可以代表肿瘤最有活性的区域),以及制定更加合理的手术范围(肿瘤强化的边缘并不代表肿瘤的真正边界,所以根据肿瘤强化边缘确定手术或放疗范围是不准确的)。

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左侧顶叶胶质母细胞瘤:增强扫描呈环形不规则强化区域很多,但灌注图像只有新生肿瘤血管密度高的地方才表现出来高灌注状态。

肿瘤治疗术后疗效评估对临床非常有帮助,通过常规图像及增强扫描鉴别肿瘤是复发还是治疗后炎症改变很困难,因为化疗药物本身也可以导致血脑屏障的通透性改变进而导致病变发生强化,而肿瘤残存或复发同样也可表现为增强扫描后的强化表现,这时候就傻傻分不清楚了。灌注成像直接反映的是病变区血流变化,肿瘤的进展往往都会诱导很多新生血管形成,灌注图像上表现高灌注信号,提示放疗后复发。

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北京天坛医院     Ingenia 3.0T CX

左侧额颞叶、基底节占位术后DSC显示术区周边MTT/TTP时间延长,灌注CBF/CBV明显升高考虑为胶质瘤复发的影像学表现。

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北京天坛医院     Ingenia 3.0T CX

术后:DWI可见后角旁斑片状的高信号,受限明显,增强呈明显团块状强化。DSC显示右侧脑室后角旁病灶CBF/CBV减低,MTT/TTP延长,考虑为术后放射性脑炎。

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中枢神经系统淋巴瘤增强扫描后:由于BBB被破坏,PCNSL往往表现为中度-明显的增强。DSC图像上:肿瘤血供不丰富,表现为低灌注。

小结:查阅大量文献肿瘤性病变ASL 技术与DSC 对CBF 的测量结果具有良好的相关性,部分研究结果两种灌注方法测得的结果显示3D ASL 法高于DSC法。这是由于DSC灌注成像依赖于血脑屏障模型,而胶质瘤在发生发展过程中通常都会破坏血脑屏障,这就导致采用DSC灌注成像通常都会低估胶质瘤的灌注水平,从而导致胶质瘤分级错误或不能准确的判读有无复发。DSC灌注成像的EPI信号读取方式,使得在在富含气体的区域、病变内出血、肿瘤术后的金属固定装置等的影响非常敏感,甚至造成信号丢失无法准确评价病变的灌注水平。

灌注在缺血性病变的临床应用

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卒中是目前影响国人生活质量的主要疾病,已超过心脏疾病成为导致死亡及成年人残疾的首位原因。缺血性卒中大约占所有卒中的79%,溶栓治疗与缺血半暗带存在与否,半暗带大小及治疗时间窗的选择有密切关系。所以准确判断缺血半暗带对于临床及时挽救至关重要。缺血半暗带IP(ischemic penumbra)最初于 1977 年由 Astrup 等提出,指围绕梗死中心的周围缺血性脑组织,半暗带组织的血流低于维持正常脑功能的水平,但高于引起脑组织形态结构改变的水平,在起病一定时间内半暗带组织仍具有活力。

正常脑组织CBF值平均为50-55 n/min,当CBF≤35 ml/min,N蛋白合成停止,若血量不继续降低,脑组织仍活存。当CBF≤20 ml/min,存活的神经元丧失功能,脑组织处于缺血态,存在可挽救区即lP,缺血半暗带当cBF≤10 ml/min,不可逆的脑死亡。接下来我们通过例子来看一下ASL与DSC怎样辅助我们早期诊断是否存在 IP 并界定 IP 的范围。

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DWI显示急性缺血区域,ASL上显示更大面积的缺血区域,扩散成像上异常区域即为缺血核心区,ASL灌注成像显示灌注减低区,两者的差异为缺血半暗带。

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目前国际上对不同灌注参数价值还未形成统一的结论。结合近期文献小结:DSC>DWI发生率49%-70%,提示大血管及分支阻塞,以往通常认为DSC/DWI不匹配≥1.2适合溶栓治疗,近年有学者建议扩大为1.8-2.6效果更好。DSC =DWI,此型患者无IP,不适合溶栓。DSC < DWI提示缺血区血管部分或完全再通,不需进行溶栓。DWI示有小梗塞灶,而DSC无明显低灌注区,这是由单支小动脉分支闭塞或者亚临床小梗死灶。DSC异常,而DWI正常为一过性脑缺血,血管再通治疗预后好。DSC和DWI均正常,见于TIA。

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此病例我们左侧常规MRI 序列图像,并没有明显的异常信息发现。做了3D PCASL,左侧颞部呈灌注减低改变,那到底有没有假阳性呢?我们又做了MRA发现左侧大脑中动脉M1段是局限性狭窄的,进而验证了ASL对早期缺血的敏感度。

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此病例利用两个PLD时间,一个是短的1.5秒,一个是长的2.5秒,1.5秒我们可以看到左侧大脑半球是成一个明显低灌注。但是通过延长了这个PLD的时间,我们可以看到。它的血流是有增加,说明这个患者他是有侧支代偿的,因为侧支代偿血流的路径比较的迂曲,而且流进这个病变区的时间也会更长。如果我们延迟PLD时间去采集,灌注依然没有增加,那说明它的侧支代偿并不完全。

敲黑板划重点,解释一下这个PLD时间:即Post Label Delay,标记后延迟时间,是ASL中最重要的一个参数, 影响PLD因素有很多 (MR设备的场强,年龄,病变)我么需要根据具体情况来设置PLD时间。

老年人或疾病状态会导致血流速度减慢,推荐更长的延迟标记时间,1800-2000ms。2)小儿血流速度及循环快于成人,推荐较短的延迟标记时间,如1500ms。3)常规缺血性病变使用两个PLD时间1500和2500ms.4)肿瘤性病变扫描使用1525或2025ms。5)烟雾病推荐2525或3025ms。同时建议大家多参考一些文献Arterial Spin-labeling Magnetic Resonance PerfusionImaging with Dual Postlabeling Delay in Internal Carotid Artery Steno-occlusion: Validation with Digital Subtraction Angiography

DSC对于急性缺血性脑卒中和检测灌注不足的应用

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发病后2小时,常规图像仅见左侧基底节区梗塞灶,DSC提示左枕叶大面积脑梗死,与对侧正常区域相比,TTP、MTT明显延长,rCBV也有下降。

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发病后24小时,常规序列才表现出有异常信号,梗死区域和DSC表现一致。

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