Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из маркировки артериального спина )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Маркировка спина артерий (ASL), также известная как маркировка спина артерий , представляет собой метод магнитно-резонансной томографии , используемый для количественной оценки перфузии церебральной крови путем маркировки воды в крови, когда она течет по мозгу. ASL , в частности , относится к магнитной маркировке артериальной крови ниже плиты формирования изображения, без необходимости гадолиния контраста , [1]который является первым в своем роде с точки зрения визуализации перфузии. Возможен ряд схем ASL, самой простой из которых является восстановление с чередующейся инверсией потока (FAIR), которое требует двух захватов идентичных параметров, за исключением насыщения вне среза; разница в двух изображениях теоретически обусловлена ​​только втекающими вращениями и может считаться « картой перфузии ». [2] Методика была разработана Джоном Детре, Аланом П. Корецки и его коллегами в 1992 году. [3]

Физика [ править ]

Маркировка спина артерий использует молекулы воды, циркулирующие с мозгом, и с помощью радиочастотного импульса отслеживает воду в крови, когда она циркулирует по мозгу. По прошествии периода времени в микросекундах (достаточного, чтобы кровь могла циркулировать по мозгу), создается изображение «метки». «Контрольное» изображение также получают перед маркировкой воды в крови. Метод вычитания позволяет измерить перфузию. Для увеличения SNR можно усреднить коллекции контрольных изображений и изображений этикеток. Есть также другие характеристики МРТ, которые могут увеличить SNR, например, количество катушек головки.МРТ или более сильная напряженность поля (стандартно 3 Тл, но удовлетворительно 1,5 Тл). Чтобы правильно масштабировать значения перфузии в единицах церебрального кровотока (CBF, мл / 100 г / 1 мин), рекомендуется получить отдельную карту плотности протонов с теми же параметрами (но с более длительным TR, чтобы полностью расслабить спины крови) как Что ж. В качестве альтернативы, среднее контрольное изображение можно использовать для генерации CBF, как в случае с показаниями Phillips pCASL. Обычно подавление фона также применяется для увеличения отношения сигнал / шум. Из-за различных вариаций каждой реализации рекомендуется, чтобы в большом исследовании с использованием нескольких сканеров был разработан протокол, сводящий к минимуму разнообразие методов считывания, используемых каждым сканером.

Одно исследование показало, что, несмотря на различия вокселей при использовании различных методов считывания, средние значения CBF серого вещества по-прежнему сопоставимы. Различия в SNR очевидны при сравнении каждого вокселя, но в совокупности они незначительны. [4]

Маркировка непрерывного артериального спина [ править ]

При непрерывной спиновой метке артерий (CASL) вода в крови инвертируется, поскольку течет через мозг в одной плоскости. CASL характеризуется одним длинным импульсом (около 1–3 секунд). Это может быть невыгодным для некоторых сканеров, которые не предназначены для поддержания радиочастотного импульса такой длительности, и, следовательно, потребуют настройки РЧ-усилителя . Это исправляется с помощью псевдонепрерывной маркировки спина артерий (pCASL), когда один длинный импульс заменяется несколькими (до тысячи) миллисекундными импульсами. Это приводит к более высокой эффективности маркировки. pCASL - предпочтительная реализация ASL. [5]Существуют различные модули считывания для pCASL, в зависимости от используемого сканера, при этом 2D pCASL обычно реализуется для всех сканеров, а стек спиралей 3D pCASL реализован в сканерах GE .

Маркировка импульсного артериального спина [ править ]

При импульсной спиновой маркировке артерий (PASL) вода в крови инвертируется, поскольку она проходит через пластину для маркировки (от 15 до 20 см) вместо плоскости. Существуют различные варианты этой реализации, включая EPISTAR, PICORE и PULSAR. В большинстве сканеров PASL изначально был разработан для использования в исследовательских целях.

Маркировка спина артерий с избирательной скоростью [ править ]

Мечение артериального спина с селективной скоростью - это стратегия, которая все еще требует проверки. Селективное по скорости мечение артериального спина является преимуществом в популяции, где кровоток может быть затруднен (например, инсульт), потому что мечение происходит ближе к капиллярам. Это позволяет сократить время распада пост-маркировки. [6]

Анализ изображений ASL [ править ]

Карты ASL в основном можно анализировать с использованием тех же инструментов для анализа fMRI и VBM . Многие наборы инструментов для ASL были разработаны для помощи в анализе ASL, такие как BASIL (байесовский вывод для МРТ с маркировкой спина артерий), часть пакета нейровизуализации FSL , а также набор инструментов ASL Ze Wang (с использованием MATLAB) для помощи в вычитании и усреднении тегов / контрольных пар. [7] Визуальная проверка качества часто необходима, чтобы убедиться, что карта перфузии действительна (например, правильная регистрация или правильная сегментация нецеребральных материалов, таких как твердая мозговая оболочка ). Весь подход, основанный на мозговом / воксельном уровне, можно проанализировать, зарегистрировав карту ASL в MNI.место для групповых сравнений. Подход области интереса может быть проанализирован путем регистрации карты ASL в выбранном кластере или атласе , таком как стандарт (например, атлас кортикального слоя Гарвард-Оксфорд), или отдельном атласе, разработанном программным обеспечением, таким как FreeSurfer . Рекомендуемая процедура регистрации ASL для воксельного анализа состоит в том, чтобы зарегистрировать карту перфузии для сегментации серого вещества каждого человека с помощью нежесткой процедуры.

Серое вещество часто требует большей оксигенации и является источником большей активности мозга по сравнению с белым веществом . Следовательно, CBF серого вещества часто выше CBF белого вещества. Единое значение CBF серого вещества часто выделяют, чтобы дать общий обзор различий CBF. Серое и белое вещество CBF можно локализовать с помощью атласов или Freesurfer .

Функциональное соединение ASL может быть разработано с параметрами, обеспечивающими длительное время сканирования. Исследования показывают, что ASL хорошо дополняет результаты фМРТ в состоянии покоя, но может в меньшей степени различать сети мозга в состоянии покоя (например, сеть режима по умолчанию ). [8]

Сравнение с фМРТ [ править ]

Функциональная МРТ (фМРТ) была предпочтительным методом визуализации активности мозга и использует преимущества ряда методов, которые можно использовать для ее интерпретации. Однако сигнал, который получает фМРТ, является ЖИРНЫМ сигналом, который напрямую не коррелирует с кровотоком. Церебральный кровоток, с другой стороны, делает, что позволяет проводить анализ сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и факторов риска воспалительного процесса , а также расстройств (таких как шизофрения и биполярное расстройство ), которые имеют сопутствующие эффекты с ССЗ. [9] Визуализация ASL может быть полезным инструментом в дополнение к фМРТ и наоборот.

Клиническое использование [ править ]

При инфаркте головного мозга в полутени снижена перфузия. [10] Помимо острых и хронических нервно-сосудистых заболеваний, значение ASL было продемонстрировано при опухолях головного мозга , эпилепсии и нейродегенеративных заболеваниях , таких как болезнь Альцгеймера , лобно-височная деменция и болезнь Паркинсона . [11]

Хотя в первичной форме фМРТ используется контраст, зависящий от уровня кислорода в крови (жирный шрифт), [12] ASL - еще один метод получения контраста. [13]

Были проведены исследования по применению ASL для визуализации почек, [14] и поджелудочной железы [15] и плаценты. Проблемой для такого рода нецеребральной перфузии является движение, связанное с дыханием. Кроме того, сегментация этих конкретных органов гораздо менее развита, поэтому исследования носят относительно небольшой масштаб.

Безопасность [ править ]

ASL в целом является безопасным методом, хотя травмы могут возникнуть в результате несоблюдения процедур безопасности или ошибки человека, как и другие методы МРТ. [16]

ASL, как и другие методы МРТ, генерирует изрядное количество шума во время сканирования, поэтому рекомендуется использовать беруши.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Фортин Ф, Гайяр Ф. «Маркировка артериального спина (ASL) MR перфузия» . Радиопедия . Проверено 15 октября 2017 .
  2. ^ «Маркировка артериального спина» . Мичиганский университет . Проверено 27 октября 2017 .
  3. ↑ Корецкий А.П. (август 2012). «Ранняя разработка артериальной спиновой маркировки для измерения регионального кровотока в головном мозге с помощью МРТ» . NeuroImage . 62 (2): 602–7. DOI : 10.1016 / j.neuroimage.2012.01.005 . PMC 4199083 . PMID 22245338 .  
  4. ^ Nederveen, Aart J .; Смитс, Марион; Majoie, Чарльз БЛМ; Osch, Matthias JP van; Kuijer, Joost PA; Heijtel, Dennis FR; Steketee, Rebecca ME; Муцаертс, Анри JMM (4 августа 2014 г.). «Межпроизводственная воспроизводимость псевдонепрерывной маркировки спина артерий при 3 Тесла» . PLOS One . 9 (8): e104108. Bibcode : 2014PLoSO ... 9j4108M . DOI : 10.1371 / journal.pone.0104108 . ISSN 1932-6203 . PMC 4121318 . PMID 25090654 .   
  5. ^ Олсоп, Дэвид С .; Детре, Джон А .; Голай, Ксавьер; Гюнтер, Маттиас; Хендрикс, Йерун; Эрнандес-Гарсия, Луис; Лу, Ханьчжан; Макинтош, Брэдли Дж .; Паркс, Лаура М. (январь 2015 г.). «Рекомендуемое внедрение артериальной спин-меченной перфузионной МРТ для клинического применения: консенсус группы исследования перфузии ISMRM и Европейского консорциума по ASL при деменции» . Магнитный резонанс в медицине . 73 (1): 102–116. DOI : 10.1002 / mrm.25197 . ISSN 1522-2594 . PMC 4190138 . PMID 24715426 .   
  6. ^ Шмид, Софи; Heijtel, Dennis FR; Муцаертс, Анри JMM; Boellaard, Рональд; Lammertsma, Adriaan A .; Nederveen, Aart J .; ван Ош, Маттиас JP (август 2015 г.). «Сравнение избирательной по скорости и ускорению мечения артериального спина с позитронно-эмиссионной томографией [15O] H2O» . Журнал мозгового кровотока и метаболизма . 35 (8): 1296–1303. DOI : 10.1038 / jcbfm.2015.42 . ISSN 1559-7016 . PMC 4528003 . PMID 25785831 .   
  7. ^ Ван, Цзэ; Агирре, Джеффри К .; Рао, Хэнги; Ван, Цзюнцзюн; Фернандес-Сеара, Мария А .; Чайлдресс, Анна Р .; Детре, Джон А. (февраль 2008 г.). «Эмпирическая оптимизация анализа данных ASL с использованием инструментария обработки данных ASL: ASLtbx» . Магнитно-резонансная томография . 26 (2): 261–269. DOI : 10.1016 / j.mri.2007.07.003 . ISSN 0730-725X . PMC 2268990 . PMID 17826940 .   
  8. ^ Чен, Дж. Жан; Янн, Кей; Ван, Дэнни JJ (2015-11-01). «Характеристика функции мозга в состоянии покоя с использованием маркировки спина артерий» . Связь мозга . 5 (9): 527–542. DOI : 10,1089 / brain.2015.0344 . ISSN 2158-0014 . PMC 4652156 . PMID 26106930 .   
  9. ^ Янн, Кей; Орош, Ариана; Диркс, Томас; Ван, Дэнни JJ; Уист, Роланд; Федершпиль, Андреа (01.10.2013). «Количественная оценка сетевой перфузии в данных о мозговом кровотоке ASL с использованием подходов на основе семян и ICA» (PDF) . Топография мозга . 26 (4): 569–580. DOI : 10.1007 / s10548-013-0280-3 . ISSN 1573-6792 . PMID 23508714 .   
  10. ↑ Chen F, Ni YC (март 2012 г.). «Магнитно-резонансное рассогласование диффузии-перфузии при остром ишемическом инсульте: обновление» . Всемирный радиологический журнал . 4 (3): 63–74. DOI : 10,4329 / wjr.v4.i3.63 . PMC 3314930 . PMID 22468186 .  
  11. ↑ Grade M, Эрнандес Тамамес JA, Pizzini FB, Achten E, Golay X, Smits M (декабрь 2015 г.). «Руководство нейрорадиолога по МРТ с маркировкой спина артерий в клинической практике» . Нейрорадиология . 57 (12): 1181–202. DOI : 10.1007 / s00234-015-1571-Z . PMC 4648972 . PMID 26351201 .  
  12. ^ Huettel SA, песня AW, McCarthy G (2009). Функциональная магнитно-резонансная томография (2-е изд.). Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates. п. 26. ISBN 978-0-87893-286-3.
  13. ^ Детре JA, Рао H, Ван DJ, Чэнь YF, Wang Z (май 2012). «Применение артериальной спиновой меченой МРТ в головном мозге» . Журнал магнитно-резонансной томографии . 35 (5): 1026–37. DOI : 10.1002 / jmri.23581 . PMC 3326188 . PMID 22246782 .  
  14. ^ Робертс, DA; Detre, JA; Болинджер, L; Инско, Е.К .; Ленкински, RE; Пятидесятница, MJ; Ли, JS (1995-07-01). «Почечная перфузия у людей: МРТ со спиновой меткой артериальной воды». Радиология . 196 (1): 281–286. DOI : 10,1148 / radiology.196.1.7784582 . ISSN 0033-8419 . PMID 7784582 .  
  15. ^ Тасо, Мануэль; Гвидон, Арно; Чжао, Ли; Mortele, Koenraad J .; Олсоп, Дэвид С. (2019). «Перфузия поджелудочной железы и количественная оценка артериального транзита с использованием псевдопрерывного мечения артериального спина при 3Т» . Магнитный резонанс в медицине . 81 (1): 542–550. DOI : 10.1002 / mrm.27435 . ISSN 1522-2594 . PMID 30229559 .  
  16. ^ Watson RE (2015-10-01). «Уроки, извлеченные из событий безопасности МРТ». Текущие радиологические отчеты . 3 (10): 37. DOI : 10.1007 / s40134-015-0122-г . ISSN 2167-4825 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • mriquestions.com [1]