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動(dòng)脈自旋標(biāo)記（Arterial spin labeling）是一種基于核磁血流標(biāo)記的非侵入式的動(dòng)脈血流量測(cè)量的成像技術(shù),。本文將對(duì)包括脈沖式,、持續(xù)式標(biāo)注技術(shù)等標(biāo)記方法以及新興的臨床應(yīng)用進(jìn)行回顧,。腦內(nèi)灌注與蛋白代謝密切耦合，這使得癡呆研究中的ASL應(yīng)用不斷得到發(fā)展,，因?yàn)樵贏SL上觀察到的低灌注模式與氟脫氧葡萄糖（?uorodeoxyglucose,，F(xiàn)DG）為標(biāo)記物的正電子斷層掃描成像（PET）采集到的代謝模式具有較強(qiáng)的相關(guān)性，這表明ASL有可能作為PET成像的一種替代方案,。卒中研究中,，ASL技術(shù)可用于研究急性和慢性灌注的改變。而在動(dòng)靜脈畸形和(Dural Arteriovenous Fstulas, NBDAVF)硬腦膜動(dòng)靜脈瘺中,，ASL對(duì)很小程度的血液分流也十分敏感,。在癲癇研究中，無論是在發(fā)作前后還是發(fā)作期間,，ASL技術(shù)都可以用于評(píng)估致癇灶的血流量變化,。在腫瘤研究中，在如過敏或者腎損傷等對(duì)灌注標(biāo)記藥物十分敏感的情況下,，ASL技術(shù)由于其無需注射藥物,，有望用于區(qū)分腫瘤惡性發(fā)展和良性發(fā)展。最后,，包括輕度腦外傷以及創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（Posttraumatic Stress Disorder,，PTSD）在內(nèi)等無可見的結(jié)構(gòu)變化的情況下，都可以在asl圖像上發(fā)現(xiàn)其腦血流的變化,。在最后的部分,，將對(duì)當(dāng)前ASL技術(shù)存在的局限和未來發(fā)展進(jìn)行分析，以希望在未來可以改善其臨床應(yīng)用性,，如通過使用多反轉(zhuǎn)時(shí)間ASL（Multi Time Invert asl, multi TI asl）來評(píng)估轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間的變化，對(duì)腦血流進(jìn)行可重復(fù)的定量測(cè)量,，以及腦血管儲(chǔ)備的測(cè)算,。本文發(fā)表在Radiology雜志。（可添加微信號(hào)siyingyxf或18983979082獲取原文）,，如果對(duì)ASL及腦功能數(shù)據(jù)處理感興趣,，可瀏覽以下鏈接： 第八屆磁共振ASL數(shù)據(jù)處理班（上海，3.1-4） 第三十八屆腦影像基礎(chǔ)班（南京,，2.23-28） 第三十九屆腦影像基礎(chǔ)班（上海,，3.25-30） 正文： ASL 技術(shù)是一種可在組織水平上實(shí)現(xiàn)大腦灌注量測(cè)算的非侵入式核磁影像學(xué)測(cè)量技術(shù)。得益于注入磁性標(biāo)記血液的高對(duì)比度,，ASL技術(shù)可以不使用外源性造影劑,。盡管asl技術(shù)的相關(guān)原理在20世紀(jì)90年代初就被提出，并且在低場(chǎng)強(qiáng)的核磁成像設(shè)備上即可實(shí)現(xiàn),，但得益于現(xiàn)代高場(chǎng)強(qiáng)成像系統(tǒng)提高了數(shù)據(jù)的信噪比,，使得ASL技術(shù)有了更大的實(shí)際應(yīng)用性,。在過去幾年中，隨著3-T成像設(shè)備的日益普及,，以及改進(jìn)的脈沖序列和多通道接收陣列線圈的發(fā)展,，研究者們對(duì)ASL技術(shù)的興趣迅速增長(zhǎng)，為其在神經(jīng)和精神疾病中的廣泛應(yīng)用鋪平了道路,。本文的回顧將從asl技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備開始,，然后對(duì)asl技術(shù)應(yīng)用 的臨床應(yīng)用進(jìn)行討論，最終對(duì)其當(dāng)前的不足和未來的發(fā)展進(jìn)行討論和展望,。思影曾做過一系列ASL相關(guān)的文章解讀或者介紹,，歡迎點(diǎn)擊瀏覽鏈接：MRM:基于ISMRM研究與歐洲癡呆研究動(dòng)脈自旋灌注成像臨床 Molecular Psychiatry：海馬及其相關(guān)網(wǎng)絡(luò)在電休克抗抑郁中的 磁共振到底有幾種“灌注”？,！ ASL多模態(tài)研究：糖尿病多發(fā)性神經(jīng)病變的一種基于大腦的疼 青少年心血管風(fēng)險(xiǎn)因素與腦血管結(jié)構(gòu)及功能指標(biāo)間的聯(lián)系 AJP:使用ASL灌注導(dǎo)向的經(jīng)顱磁刺激治療強(qiáng)迫癥 關(guān)鍵的技術(shù)考量：ASL技術(shù)的基本認(rèn)識(shí)： ASL的原理是在流入的動(dòng)脈血進(jìn)入感興趣的組織區(qū)域之前,，對(duì)其質(zhì)子進(jìn)行磁性標(biāo)記。因此,，它可以被視為一種示蹤技術(shù),，以水分子作為天然的內(nèi)源性示蹤劑來評(píng)估組織灌注。這種標(biāo)注是通過應(yīng)用射頻脈沖來逆轉(zhuǎn)血液水分子中質(zhì)子的體磁化而產(chǎn)生的,。在標(biāo)記和流入后,，通過回波平面成像（Echo-Planar Imaging， EPI）,、梯度和自旋回波成像(Gradient- And Spin-Echo Imaging ,，GRASE)等快速采集技術(shù)，或使用螺旋疊加方法的三維快速自旋回波成像獲得圖像,。ASL數(shù)據(jù)的分析需要兩個(gè)圖像：對(duì)血液做過磁化翻轉(zhuǎn)的標(biāo)記像以及未對(duì)血液作水磁性翻轉(zhuǎn)的控制像,，而兩者之間的信號(hào)差與磁化水傳遞到組織的數(shù)量成正比。若標(biāo)記血液在影像采集時(shí)間內(nèi)達(dá)到主要的成像體素,，則信號(hào)差將會(huì)與腦血流（cerebral blood flow, CBF）成正比,。目前ASL的主要實(shí)現(xiàn)方法是脈沖標(biāo)記和偽連續(xù)標(biāo)記。脈沖標(biāo)注式asl： 在脈沖式ASL(PASL)中,，使用一個(gè)長(zhǎng)度約為10ms的短絕熱反轉(zhuǎn)脈沖在大腦下部對(duì)血液進(jìn)行翻轉(zhuǎn)標(biāo)記來標(biāo)記動(dòng)脈血液水分子（圖1a）,。標(biāo)記后需要一定延遲時(shí)間，使得標(biāo)記血液流入組織,，這個(gè)時(shí)間叫做標(biāo)記延遲時(shí)間或者也稱為PASL的流入時(shí)間,。這段時(shí)間內(nèi)血液由標(biāo)注區(qū)域流入大腦，通過縱向T1弛豫消除標(biāo)記,。因此,，PASL在本質(zhì)上是一種比偽連續(xù)ASL (PCASL)低信噪比的技術(shù)。PASL的控制采集包括一個(gè)與標(biāo)記脈沖功率相等的射頻脈沖,，但其對(duì)標(biāo)記區(qū)域的血水磁化沒有影響,。偽持續(xù)標(biāo)注式ASL（PcASL） PCASL技術(shù),，將一大串長(zhǎng)度約1ms的短脈沖組成長(zhǎng)度為1到2秒的脈沖序列。這個(gè)短脈沖序列被設(shè)計(jì)成以絕熱或偽穩(wěn)態(tài)的方式使流入的血液磁化反轉(zhuǎn)（圖1b）,。當(dāng)血液沿著上下方向流過標(biāo)記平面時(shí),，我們可以把它想象成連續(xù)反向流動(dòng)。如果PCASL脈沖序列中每秒鐘脈沖的相位移位180°,，流動(dòng)的血液就能最小限度地受到擾動(dòng),，從而能夠獲得無標(biāo)記的控制圖像。PCASL由于操作簡(jiǎn)單,、高信噪比等優(yōu)點(diǎn),，近幾年來已經(jīng)成為臨床成像的首選標(biāo)注方法。
圖1 PASL和PCASL的圖示（具體原理在上文已經(jīng)說明,，這里不再敘述）
PCASL與PASL相比 PCASL的主要優(yōu)點(diǎn)是其較高的信噪比,，這在信噪比有限的情況下是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于PASL,，在輸入時(shí)間為0時(shí)將一塊動(dòng)脈血倒置,，然后在流入時(shí)間內(nèi)進(jìn)行T1弛豫。對(duì)于PCASL來說,，動(dòng)脈血液在經(jīng)過標(biāo)記平面時(shí)是連續(xù)倒置的,，這意味著不管血液是在什么時(shí)候標(biāo)記的，它在到達(dá)組織時(shí)都有相同的T1衰減量,。然而,，由于PASL中使用的射頻脈沖其翻轉(zhuǎn)效率要高于使用PcASL流動(dòng)誘發(fā)的絕熱反轉(zhuǎn)序列所實(shí)現(xiàn)的翻轉(zhuǎn)效率。因此PcASL的效果并沒有預(yù)期要好,。PcASL標(biāo)記序列對(duì)失諧效應(yīng)的敏感性受饋入動(dòng)脈的不同有所差異,，這可能導(dǎo)致局部灌注的明顯不足。PcASL的動(dòng)脈到達(dá)時(shí)間較長(zhǎng),，標(biāo)記平面需要以已知的方向與主要供血?jiǎng)用}相交,，通常放置在PASL標(biāo)記板的遠(yuǎn)端（圖2）。因此,，對(duì)于任何給定的研究，都應(yīng)該考慮PcASL和PASL的具體優(yōu)缺點(diǎn),，以選擇最合適的方案,。 圖2 PASL(左欄)和PCASL(右欄)的ASL標(biāo)記程度差異頂行顯示灌注的時(shí)間曲線(1 =完全反轉(zhuǎn)；0 =完全不反轉(zhuǎn)),。由于PASL在單個(gè)時(shí)間點(diǎn)倒置(圖中t = 0),，因此所有流入的動(dòng)脈血在此之后的所有時(shí)間點(diǎn)都經(jīng)歷相同量的T1恢復(fù)。在PCASL中,，血液流經(jīng)反轉(zhuǎn)平面并在返回成像體積的途中恢復(fù)時(shí)會(huì)進(jìn)行標(biāo)記,。A–D顯示開始標(biāo)記后幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)的剩余標(biāo)記程度(t = 0): A,，t = 0；b,，t =動(dòng)脈到達(dá)時(shí)間(ATT),；c，t =灌注持續(xù)時(shí)間(t),；d,，t = ATT + t。色標(biāo)代表從完全反轉(zhuǎn)(紅色)到完全放松(藍(lán)色)的范圍,。可以看出,，PCASL標(biāo)記過程產(chǎn)生的灌注具有比PASL更高的整體反轉(zhuǎn)度，從而導(dǎo)致PCASL的固有SNR更高,。對(duì)標(biāo)記后延遲時(shí)間的重要說明 從標(biāo)注結(jié)束到圖像采集開始,，標(biāo)記后延遲時(shí)間對(duì)于asl技術(shù)來說是至關(guān)重要的,。若標(biāo)注后的延遲時(shí)間長(zhǎng)于血液由標(biāo)記平面到達(dá)成像區(qū)域的最長(zhǎng)時(shí)間,，將使得asl信號(hào)對(duì)動(dòng)脈到達(dá)時(shí)間不敏感,。一般只要血液和組織的弛豫時(shí)間相似即可，但是這種情況只適用于灰質(zhì),，不適用于白質(zhì),。延長(zhǎng)標(biāo)記后延遲時(shí)間將使得腦血流的量化并減少血管內(nèi)信號(hào)對(duì)于asl影像的影響，但是相對(duì)而言將犧牲一些信噪比,。此外(postlabel delay)標(biāo)注后延遲時(shí)間的選擇也要根據(jù)被試的年齡有所調(diào)整,，如老年被試應(yīng)該使用較長(zhǎng)的延遲時(shí)間，而兒科和成人臨床人群推薦的標(biāo)注后延遲時(shí)間分別為1500ms和2000ms,。 通過時(shí)間的改變:多延遲時(shí)間ASL 基于健康年輕人的研究結(jié)果,，當(dāng)前大多數(shù)臨床應(yīng)用的ASL序列在標(biāo)記和圖像采集之間只設(shè)置了一個(gè)單一的延遲時(shí)間。若在末端血管發(fā)生閉塞,，就會(huì)使得薄壁組織中的血液到達(dá)延遲,，導(dǎo)致得出相對(duì)CBF降低的錯(cuò)誤結(jié)果，但是饋入動(dòng)脈血管中的ASL信號(hào)會(huì)出現(xiàn)升高，這種情況稱為動(dòng)脈轉(zhuǎn)運(yùn)偽影（arterial transit artifact）,。在中老年人中這種由于心臟輸出量的減少而導(dǎo)致CBF的降低也是常見的（圖3）,。多延遲時(shí)間ASL序列的使用旨在克服這一方法上的缺陷，但由于需要較長(zhǎng)的成像時(shí)間,，目前不推薦在日常臨床實(shí)踐中使用,。 
圖3 動(dòng)脈轉(zhuǎn)運(yùn)偽影的示例A，根據(jù)DSC灌注估計(jì)的相對(duì)CBF在正常范圍內(nèi),。B,，相比之下，使用標(biāo)準(zhǔn)的單流入時(shí)間ASL序列估計(jì)的相對(duì)CBF顯示左側(cè)大腦前動(dòng)脈和大腦中動(dòng)脈區(qū)域顯著減少,。這種差異的來源是灌注延遲的增加,，如C, DSC的延遲圖所示，這與由于D, TOF -flight (time-of-flight)圖像上存在左側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈高級(jí)別狹窄而導(dǎo)致的ASL灌注改變完全吻合,。e解釋了基本原理,。由于近端血管狹窄和側(cè)支血流減慢(虛線)，DSC成像正常灌注時(shí)間序列(實(shí)黑線)向右移位,。DSC成像獲得了一個(gè)完整的時(shí)間序列,，bolus到達(dá)時(shí)的這種偏移僅僅導(dǎo)致估計(jì)曲線的偏移，在DSC中可以準(zhǔn)確地估計(jì)相對(duì)CBF,。相反,，具有標(biāo)準(zhǔn)流入時(shí)間(由垂直線表示)的單一流入時(shí)間ASL序列會(huì)低估真正的灌注，因?yàn)橄鄬?duì)于灌注曲線的峰值而言,，它太早了,。Asl技術(shù)在神經(jīng)退行性疾病中的應(yīng)用：通用的分析考量：大腦灌注與代謝耦合 阿爾茨海默癥是最常見的一種癡呆癥。根據(jù)Jack等提出的神經(jīng)退行性模型,，在阿爾茨海默氏癥認(rèn)知衰退過程中,，大腦代謝的改變會(huì)先于結(jié)構(gòu)異常。這使得在癡呆癥研究工作中對(duì)基于18F-FDG(氟代脫氧葡萄糖)正電子發(fā)射斷層掃描（PET）的腦葡萄糖代謝評(píng)估的應(yīng)用不斷增加,。這項(xiàng)技術(shù)確定了各種類型癡呆癥的典型代謝變化模式,。例如，阿爾茨海默氏癥通常與除枕葉外的雙側(cè)頂葉和顳葉區(qū)域的低代謝有關(guān),，而路易體癡呆患者也有雙側(cè)頂葉,、顳葉和枕葉的代謝降低的情況。FDG PET的一個(gè)缺點(diǎn)是血糖代謝的改變并不是特定疾病的特異性癥狀,。這導(dǎo)致了淀粉樣蛋白和tau蛋白PET這些最近才被引入臨床使用的疾病特異性示蹤劑的發(fā)展,。 因此，我們需要一種替代技術(shù)來代替FDG PET在癡呆治療中的替代標(biāo)記,。而asl技術(shù)有兩個(gè)原因使其成為最有潛力的替代技術(shù)。一、大腦中的代謝與灌注本身就是高度耦合的,；這種灌注-代謝耦合意味著癡呆中FDG PET已知的低代謝模式可以轉(zhuǎn)化為ASL MR圖像上的低灌注模式,。相應(yīng)地，在輕度認(rèn)知障礙和阿爾茨海默病領(lǐng)域中,，ASL測(cè)量的腦灌注與FDG PET測(cè)量的腦代謝有良好的相關(guān)性,。第二，在許多認(rèn)知能力下降的患者中,，結(jié)構(gòu)磁共振成像是常規(guī)的,。在現(xiàn)有的MR方案中添加ASL序列對(duì)患者的要求最低，不需要額外的放射性物資或使用造影劑,，成本更低,，并且允許在一次成像中評(píng)估大腦結(jié)構(gòu)和灌注。此外,，如果ASL可以取代FDG PET,，這將使新的淀粉樣蛋白或tau示蹤劑能夠?qū)崿F(xiàn)更多疾病特異性PET成像。
與年齡相關(guān)性的分析： 為評(píng)估基于asl計(jì)算得到的灌注量與認(rèn)知退行的關(guān)系,；首先最為重要的就是了解asl采集影像受年齡的影響,。一項(xiàng)基于44名年齡跨度由4歲到78歲的健康被試的研究發(fā)現(xiàn)，在兒童時(shí)期灰質(zhì)有較高的灌注量(97mL/100g/min±5),，在青少年戒斷已經(jīng)出現(xiàn)了降低（79mL/100g /min ±3）,；而在年齡在20歲左右到80歲之間，大腦灌注量相對(duì)穩(wěn)定在58mL/100g/min,。而在另一項(xiàng)基于38例平均年齡在82.2歲左右的老年人的研究中發(fā)現(xiàn)灌注量增減的不同模式,。Restom及其同事，比較了15例年齡在25歲左右的健康被試與12例年齡在75歲左右的老年被試,，發(fā)現(xiàn)靜息時(shí)老年被試的腦血流顯著低于年輕人,。局部腦區(qū)的研究上，因?yàn)楹ｑR結(jié)構(gòu)是癡呆研究中的重點(diǎn)腦區(qū),，Rusinek等人研究了26 - 92歲正常衰老期間的海馬體,，并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的年齡或性別影響。 最近,，ASL被用于148個(gè)連續(xù)的對(duì)照受試者和65個(gè)76歲左右的輕度認(rèn)知障礙患者,。在隨訪中，大約一半的對(duì)照組參與者出現(xiàn)了微妙的認(rèn)知能力下降,。在基線時(shí)進(jìn)行的ASL成像顯示,，后來出現(xiàn)細(xì)微的認(rèn)知功能減退的個(gè)體的后扣帶回皮層灌注減少，這表明ASL對(duì)于最早形式的認(rèn)知功能減退的預(yù)測(cè)價(jià)值,。有趣的是,，病情惡化的對(duì)照組受試者的ASL模式與輕度認(rèn)知障礙患者相似,，這表明盡管腦血流已經(jīng)減少，這些人最初仍能通過認(rèn)知儲(chǔ)備維持完整的認(rèn)知狀態(tài),。阿爾茲海默癥患者與輕度認(rèn)知障礙患者的差異比較 AD患者伴隨著內(nèi)側(cè)顳葉以及頂葉灰質(zhì)體積減少,。在疾病的早期階段，如輕度認(rèn)知障礙或臨床前AD,，萎縮可能很小,，但代謝成像(FDG PET)可能已經(jīng)可以發(fā)現(xiàn)異常。對(duì)AD的ASL研究一致顯示,，腦后頂葉分布的腦血流減少,，包括楔前葉、扣帶回后,、角回和頂葉上回,。AS L 模式與FDG PET所見的低代謝模式非常相似(圖4)，兩種模式具有相似的診斷性能,。校正局部灰質(zhì)萎縮后,，來自ASL的信息仍然存在，說明了其獨(dú)立的診斷價(jià)值,，盡管在臨床環(huán)境中未校正的ASL譜圖可能會(huì)更可取,。
圖4 對(duì)癡呆的FDG和ASL的成像例子。橫向是FDG（左側(cè)）和ASL圖像（右側(cè)）,，A,，健康個(gè)體(男性;年齡,57年;簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查(MMSE)評(píng)分，30分,，B, AD患者(男性;年齡,52年;MMSE評(píng)分,，19)，C,，額顳葉癡呆患者(女性;年齡,53年;MMSE得分,26),。功能性圖像顯示FTD主要是前額葉異常，AD主要是頂葉異常,。紅色反映正常的新陳代謝和灌注,。對(duì)于AD患者的長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)在其后頂葉皮層包括楔前回、扣帶回,、角回以及頂葉上回等區(qū)域的腦血流存在降低的現(xiàn)象,。其asl模式與FDG PET的低代謝模式十分相似，兩種模式都具有相似的診斷性能,。雖然未經(jīng)校正的ASL在臨床環(huán)境中可能更可取,，但即使是在校正局部灰質(zhì)萎縮后，來自ASL的信息價(jià)值仍然存在,，說明了其獨(dú)立的診斷價(jià)值,。而這種低灌注的模式在輕度認(rèn)知障礙患者中也有類似的發(fā)現(xiàn),，這也為楔前葉這種異常的灌注變換作為轉(zhuǎn)化為AD的標(biāo)志提供了初步的證據(jù)，但是這還需要通過大樣本分析的驗(yàn)證,。 額顳葉癡呆,，路易體癡呆，血管性癡呆 除了AD之外,，我們對(duì)于ASL在癡呆中的作用知之甚少。額顳葉癡呆患者的研究中,，Du等人在2例被試中發(fā)現(xiàn)右側(cè)前額葉存在低灌注的情況,，這與基于FDG PET分析類似，相對(duì)于AD患者,，其在頂葉和后扣帶皮層的灌注保持不變,。另一項(xiàng)針對(duì)于AD患者與額顳葉癡呆的對(duì)比研究也肯定了這一發(fā)現(xiàn)，無論是基于ASL或者FDG PET的研究都表明額顳葉癡呆與AD患者有著顯著不同的灌注模式,。 在路易體癡呆中,，Taylor等發(fā)現(xiàn)15例路易體癡呆患者后扣帶回及高級(jí)視覺聯(lián)想?yún)^(qū)后側(cè)灌注不足。Le Heron等在相關(guān)的帕金森,、癡呆疾病研究中發(fā)現(xiàn)后灌注不足的模式與AD患者的模式有很大的重疊,，表明兩者之間可能有類似的神經(jīng)退行性變化機(jī)制。 血管性癡呆是由腦灌注受損引起的,，在血管性癡呆患者和伴生融合性腦白質(zhì)缺血性改變的患者中,，特別是在雙側(cè)額葉和頂葉區(qū)CBF出現(xiàn)普遍下降。這種模式在卒中后患者中與AD患者有更多的重疊,，盡管這可能是由于伴隨的阿爾茨海默病有關(guān),。這里要注意的一個(gè)相關(guān)點(diǎn)是ASL測(cè)量白質(zhì)灌注的能力有限。由于白質(zhì)中的低灌注水平和較長(zhǎng)的動(dòng)脈到達(dá)時(shí)間,，ASL信號(hào)的SNR通常非常低,，除非獲得參數(shù)經(jīng)過特殊優(yōu)化，否則不可能獲得可靠的CBF估計(jì)值,。腦血管疾病研究中的asl技術(shù)的應(yīng)用： 在早年間,，人們認(rèn)為ASL技術(shù)對(duì)于大腦內(nèi)部缺血研究十分有用。隨著美國(guó)國(guó)家神經(jīng)系統(tǒng)疾病和中風(fēng)研究所的試驗(yàn)以及彌散成像技術(shù)的發(fā)展,，人們才認(rèn)識(shí)到無需造影劑就能獲取腦灌注圖像的巨大潛力,。 這允許對(duì)有患有例如腎功能衰竭等靜脈造影劑禁忌癥的患者進(jìn)行灌注成像，并簡(jiǎn)化了定量CBF的獲取,，這對(duì)于例如動(dòng)態(tài)磁化差異增強(qiáng)（Dynamic Susceptibility Contrast,， DSC）基于造影劑的灌注技術(shù)而言是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。 最初針對(duì)卒中的研究也成為了其原理的證據(jù),，但是受限于對(duì)全腦圖像采集的限制,，無法在全腦范圍內(nèi)進(jìn)行驗(yàn)證,。因?yàn)槿X高信噪比的asl序列被普遍應(yīng)用，一些研究也顯示出asl技術(shù)與DSC技術(shù)在包括平均傳輸時(shí)間以及峰值停留時(shí)間等時(shí)間信息上的一致性,。血管選擇性ASL技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于其對(duì)于腦卒中患者的側(cè)支血流引起的灌注變化最為敏感（圖5）,。而常規(guī)ASL技術(shù)仍可發(fā)現(xiàn)煙霧病患者大腦灌注的變化。這種方法已經(jīng)應(yīng)用于以側(cè)支血流為基礎(chǔ)的疾病治療檢測(cè)中,。
圖5 一位50歲女性腦卒中患者,，14小時(shí)右偏癱和失語癥，成像時(shí)美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院腦卒中評(píng)分為9分,?；颊唠S后被發(fā)現(xiàn)有左頸內(nèi)動(dòng)脈顱外夾層。A,，彌散加權(quán)圖像顯示左側(cè)尾狀核和殼核內(nèi)組織不可逆損傷,。通過使用多延遲ASL序列,，能夠獲得B, CBF和,，C,，動(dòng)脈傳輸時(shí)間圖像，識(shí)別出了更大區(qū)域的灌注異常,。D,，傳統(tǒng)DSC圖像顯示的灌注異常區(qū)域(到達(dá)殘差函數(shù)最大值的時(shí)間)與ASL圖像的結(jié)果是一致的 ASL在嚴(yán)重灌注不足或在動(dòng)脈到達(dá)時(shí)間較長(zhǎng)的區(qū)域測(cè)量其灌注量，確定灌注的能力對(duì)于腦血管病患者的成像仍然是一個(gè)關(guān)鍵問題,。在這些情況下,，在缺血性病變中可能存在ASL信號(hào)強(qiáng)度不足的區(qū)域，這使得CBF圖的重建變得困難,。然而對(duì)于中風(fēng)的檢測(cè)能力來說,，ASL技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了與DSC技術(shù)相當(dāng)?shù)某潭龋⑶铱膳c彌散加權(quán)成像（DWI）一起作為一種檢測(cè)手段,。由過往的經(jīng)驗(yàn)來看,，當(dāng)ASL顯示正常灌注或者在血管在貫通后呈現(xiàn)的灌注時(shí)，由于其消除了彌撒和灌注不匹配的可能性,，這使ASL技術(shù)是有效的,。而這種不匹配會(huì)反映梗死組織的風(fēng)險(xiǎn)，從而影響患者的治療效果的評(píng)估,。 對(duì)于已知腦血管疾病的患者,，可以考慮其他的ASL成像策略，包括長(zhǎng)標(biāo)記長(zhǎng)標(biāo)記后延遲,、單時(shí)間點(diǎn)ASL和多標(biāo)記延遲ASL,。前者將緩解成像時(shí)血流未到達(dá)組織可能導(dǎo)致CBF被低估。但是,，當(dāng)標(biāo)注在血液中時(shí),，其衰變的差異（與組織相比,，T1更長(zhǎng)）可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤，而適當(dāng)?shù)?/span>CBF到達(dá)時(shí)間比預(yù)期的要晚,，表現(xiàn)為高強(qiáng)度,。多延遲ASL，即獲得幾個(gè)標(biāo)注后延遲時(shí)間（Multi-PLD）的ASL圖像,，提供了測(cè)量灌注和動(dòng)脈到達(dá)時(shí)間的潛力,，并使用到達(dá)時(shí)間信息來提高CBF地圖的準(zhǔn)確性。這解決了長(zhǎng)標(biāo)簽長(zhǎng)延遲ASL的一些問題,，但是犧牲了單位時(shí)間的信噪比,。實(shí)際上，這意味著除非提高成像效率或接受更長(zhǎng)的成像時(shí)間,，否則多延遲ASL圖像的空間分辨率將會(huì)降低。提高多延遲ASL的時(shí)間效率的一個(gè)有前途的方法是Hadamard 編碼,。Hadamard 編碼是一種將標(biāo)注塊與非標(biāo)注塊混合,，標(biāo)注塊和控制塊的排列不同的方法。尤其是對(duì)于傳輸時(shí)間映射而言,，這種方法能夠以更省時(shí)的方式重建具有不同延遲時(shí)間的圖像,，從而導(dǎo)致更高的信噪比。
使用固定的標(biāo)記持續(xù)時(shí)間2000毫秒,，但在后續(xù)圖像上，使用700至3000毫秒的不同標(biāo)記后延遲（PLD）,，產(chǎn)生ASL差異（對(duì)照標(biāo)記）圖像,，如圖A所示。從這些數(shù)據(jù)以及使用一般動(dòng)力學(xué)建模時(shí),，可以同時(shí)測(cè)量B,，到達(dá)時(shí)間校正后的CBF和C，動(dòng)脈到達(dá)時(shí)間本身,。在該患者中,，右半球存在接近對(duì)稱的CBF，但明顯的動(dòng)脈到達(dá)延遲,，如到達(dá)時(shí)間圖上較高的值所示,。 ASL也被應(yīng)用于包括頸動(dòng)脈狹窄閉塞和煙霧病等慢性腦血管疾病。這類疾病的特征是CBF接近正常,，因?yàn)檠和ㄟ^其他途徑到達(dá)實(shí)質(zhì)使得動(dòng)脈到達(dá)時(shí)間往往明顯異常,。因此，許多研究都利用了多延遲ASL方法來校正到達(dá)時(shí)間的CBF值,，并直接繪制轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間異常,?？紤]到相對(duì)較長(zhǎng)的延遲，在這些疾病中,，使用極長(zhǎng)標(biāo)注和標(biāo)注后延遲時(shí)間或多延遲ASL對(duì)于適當(dāng)?shù)墓嘧y(cè)量是至關(guān)重要的,。(圖6)這是說, 即使是最先進(jìn)的技術(shù), 有一些非常嚴(yán)重的既往無卒中發(fā)作的煙霧病患者。因?yàn)榉浅Ｑ芮?。血液流的到達(dá)時(shí)間推遲,，由于傳輸過程中在標(biāo)注區(qū)域和大腦實(shí)質(zhì)區(qū)域損失的磁標(biāo)簽，其測(cè)量的CBF實(shí)際上是不可靠的,。ASL技術(shù)在動(dòng)靜脈畸形研究中的應(yīng)用 ASL成像的一種出乎意料但有用的臨床應(yīng)用是通過動(dòng)靜脈分流識(shí)別病變的能力,。因?yàn)槌^90%的水來自毛細(xì)血管，由于水分子的平均停留時(shí)間從血管到血管外的空間中提取后幾分鐘,，大部分的標(biāo)記水衰變腦實(shí)質(zhì)內(nèi),不進(jìn)入靜脈,。因?yàn)槌^90%的水是在通過毛細(xì)管時(shí)提取的，而且一旦從血管中提取到血管外空間的水分子的停留時(shí)間是幾分鐘,，大多數(shù)標(biāo)記的水在腦膜內(nèi)消除標(biāo)記,，不能到達(dá)靜脈。這導(dǎo)致在大多數(shù)ASL圖像上都可以很好地描繪出實(shí)質(zhì)性灌注,，并且沒有血管信號(hào),。 但是，如果沒有如中樞神經(jīng)系統(tǒng)的兩種最常見的分流病變,，動(dòng)靜脈畸形和硬腦膜動(dòng)靜脈瘺這樣的毛細(xì)血管床,，那么ASL信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)在靜脈結(jié)構(gòu)中?？紤]到靜脈的高血容量,，這是相當(dāng)有用的（圖7）。
圖7 1.5T機(jī)器成像的患有勞累性頭痛和動(dòng)靜脈瘺的51歲男子的圖像A,，T2加權(quán)圖像顯示了額下葉中非常細(xì)小的流動(dòng)空隙（箭頭）,。 B，ASL圖像顯示右下額葉區(qū)域的線性高信號(hào)強(qiáng)度（箭頭）,，該區(qū)域延伸到右海綿竇,，指示動(dòng)靜脈分流病變。 D，源MR血管造影圖像確認(rèn)篩竇硬膜瘺（箭頭）的存在,，只有在觀察到硬膜瘺引流的靜脈結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)異常ASL信號(hào)后才能識(shí)別,。該案例還表明，盡管3 T比1.5 T更可取，但使用1.5 T的ASL也可以獲得相關(guān)的臨床信息,。 雖然大的動(dòng)靜脈畸形和硬膜動(dòng)靜脈瘺管用常規(guī)解剖核磁成像診斷并不困難,，但小的病變或栓塞治療后病變的演變可能非常具有挑戰(zhàn)性。Le等人證明,，除了常規(guī)圖像外,，如果允許醫(yī)生查看ASL圖像，可以顯著改善對(duì)病變范圍小于2cm區(qū)域識(shí)別,。事實(shí)上,，這可能比傳統(tǒng)血管造影更敏感，因?yàn)樵陲B內(nèi)出血背景下的動(dòng)靜脈畸形中,，由于腫塊效應(yīng)血管造影顯示的靜脈信號(hào)是陰性的,。研究顯示，使用ASL還可識(shí)別大腦外部,，上頸部區(qū)域內(nèi)的此類病變,。最后，在大約10%的發(fā)育性靜脈異常中發(fā)現(xiàn)了動(dòng)靜脈分流,，這表明過渡性病變可能比一般認(rèn)為的更常見,。 當(dāng)靜脈信號(hào)用于識(shí)別分流病變時(shí)，ASL面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是識(shí)別精度取決于精確的時(shí)間參數(shù)(即標(biāo)記時(shí)間和標(biāo)記后延遲),。盡管使用推薦參數(shù)似乎對(duì)檢測(cè)大多數(shù)病變非常敏感，但在慢速或快速分流病變中,，靜脈ASL信號(hào)可能不是最理想的,。 因此，人們對(duì)多延遲ASL感興趣,，在多延遲ASL中,，將具有不同標(biāo)記持續(xù)時(shí)間或標(biāo)記后延遲的圖像作為單個(gè)采集的一部分進(jìn)行采集。雖然這些序列是為了更好的CBF定量而首先開發(fā)的,，但優(yōu)化檢測(cè)靜脈信號(hào)的靈敏度的能力也得到了增強(qiáng),。 但是，在給定的成像持續(xù)時(shí)間內(nèi),，與單延遲ASL相比,，空間分辨率會(huì)降低，因此任何增益都可能會(huì)被此較低的分辨率所抵消,?；?/span>ASL的多延遲血管造影序列也得到了發(fā)展，其更側(cè)重于血管的直接可視化,。因此,，后一種序列與傳統(tǒng)血管造影相比具有相當(dāng)?shù)臅r(shí)間分辨率，而無相關(guān)風(fēng)險(xiǎn),。ASL技術(shù)在癲癇中的應(yīng)用 在癲癇方面,，ASL的主要關(guān)注點(diǎn)在于尋找潛在的致癲癇病灶,。ASL可能進(jìn)一步有助于鑒別診斷，例如,，評(píng)估急性期的中風(fēng),。在急性發(fā)作期，由于病理性神經(jīng)元活動(dòng),，CBF通常增加,，而在慢性發(fā)作期，因?yàn)橹掳B區(qū)域比正常腦組織的功能和活性通常會(huì)降低,，CBF也會(huì)有所減少,。 核醫(yī)學(xué)技術(shù)，如發(fā)作期和發(fā)作間期單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(Single Photon Emission Computed Tomography,，SPECT)和PET,，常用來檢測(cè)與癲癇活動(dòng)相關(guān)的代謝變化。由于常規(guī)掃描中都會(huì)采集結(jié)構(gòu)磁共振成像,，ASL可作為一種額外的腦灌注功能標(biāo)記物用于后續(xù)研究,。ASL圖像上的低灌注與發(fā)作間期PET圖像和電生理數(shù)據(jù)上的低灌注相對(duì)應(yīng)，表明ASL在癲癇病灶定位方面的潛在應(yīng)用（圖8）,。 
圖8 癲癇的ASL MR成像和FDG PET的比較,。每列代表單個(gè)患者的影像學(xué)研究。 A,，術(shù)前軸向T1加權(quán)MR圖像,。 B，原始FDG PET圖像,。 C,，原始PASL CBF映射。 D,，T1加權(quán)MR成像和FDG的圖像融合,。 E，T1加權(quán)MR成像和PASL的圖像融合,。箭頭指示發(fā)生癲癇的局灶性皮質(zhì)發(fā)育異常區(qū)域,。編號(hào)1-5是指不同的患者。ASL技術(shù)在腫瘤方面的應(yīng)用
血液動(dòng)力學(xué)變化存在于許多中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤中,，通常,，CBF和腦血容量（CBV）隨著腫瘤等級(jí)的增加而增加。 從歷史上看,，我們關(guān)于這些血流動(dòng)力學(xué)變化的許多基于核磁成像的知識(shí)都是通過DSC和動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)成像獲得的,。 這有兩個(gè)主要結(jié)果：（a）大多數(shù)文獻(xiàn)都集中在相對(duì)CBV的變化上，因?yàn)榕cCBF相比，CBV的DSC測(cè)量更直接,；（b）我們的大多數(shù)數(shù)據(jù)空間分辨率相對(duì)較差并且容易出現(xiàn)偽影,，因?yàn)檠軆?nèi)密閉示蹤劑的快速通過需要快速成像，有時(shí)成像效果欠佳,。ASL不能測(cè)量相對(duì)CBV,；相反，CBF的測(cè)量更為直接,。正常組織中CBV與CBF通過Grubb定律(CBV = CBF0.38) 進(jìn)行轉(zhuǎn)換,，而在腫瘤中這種關(guān)系可能發(fā)生改變，可能形成改變CBV/CBF比值的異常血管,。此外,，由于不需要精確地跟蹤血管內(nèi)快速注射的造影劑，ASL實(shí)驗(yàn)更加靈活,，如信噪比,、空間分辨率、可容忍的圖像失真量和成像時(shí)間可以相互抵消,。最后,，由于水在正常組織和腫瘤組織中具有較高的滲透性，ASL不像DSC那樣需要使用復(fù)雜的滲漏校正算法來獲得定量結(jié)果,。原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤 多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是成人中最常見的高級(jí)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤,，與高代謝和CBF有關(guān)(圖9)。最初的報(bào)告表明,，ASL和DSC在識(shí)別該腫瘤以及將其與對(duì)比度增強(qiáng)模擬物區(qū)別開來方面的結(jié)果基本一致,。多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中較高的CBF與遺傳標(biāo)記物(如表皮生長(zhǎng)因子受體)相關(guān)，并與較短的無進(jìn)展生存時(shí)間相關(guān),。低級(jí)別腫瘤通常表現(xiàn)為較低的CBF,。CBF的變化可能預(yù)示著轉(zhuǎn)化為更具侵略性的表型,。事實(shí)上,，有些人認(rèn)為CBF量化比組織學(xué)分級(jí)能更好地估計(jì)大范圍膠質(zhì)瘤的無事件生存率。CBF增加和腫瘤分級(jí)的一個(gè)例外是少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤,，這種2級(jí)腫瘤,，常表現(xiàn)出CBF的增加。
圖9 一個(gè)78歲男性,，不可切除間變性星形細(xì)胞瘤A,，對(duì)比后T1加權(quán)，B,，FLAIR圖像,。 C，ASL圖像表明腫瘤區(qū)域的CBF（箭頭）增加。 D,，在大劑量DSC圖像上也可見增加的腦血容量（箭頭）,，盡管由于圍繞腫瘤的大量動(dòng)脈和靜脈血管更難于觀察。高腦血流量的發(fā)現(xiàn)是高級(jí)別（III和IV級(jí)）神經(jīng)膠質(zhì)瘤的特征 繼發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變 與灰質(zhì)相比,，大多數(shù)轉(zhuǎn)移性腦損傷顯示出相似或更低的葡萄糖攝取和CBF,。 但是，一些轉(zhuǎn)移性病變表現(xiàn)出CBF增加,，并具有高血管性的特征,。 這些包括腎細(xì)胞癌，血管肉瘤,，血管母細(xì)胞瘤和黑色素瘤,，在這些情況下，ASL可能會(huì)有所幫助（圖10）,。
圖10 一名40歲的馮·希佩爾·林道病患者在接受多次手術(shù)后出現(xiàn)多種血管母細(xì)胞瘤,，其影像為A、T2加權(quán),、B,、對(duì)比后T1加權(quán)和C、ASL,。箭頭指向用ASL測(cè)量的極高CBF,，即使是在非常小的損傷中。Asl在治療效果評(píng)估： ASL的定量特性使CBF隨時(shí)間或治療變化的研究成為可能,，以評(píng)估其對(duì)預(yù)后和結(jié)果的影響,。一個(gè)特別重要和具有挑戰(zhàn)性的是在新的患者中鑒定放射性壞死和復(fù)發(fā)性腫瘤之間的區(qū)別。DSC和磁共振波譜也可用于這種鑒別,，并取得了一定的成功,。鑒于ASL在切除腔周圍更好的成像性能，ASL很可能在DSC灌注測(cè)量上得到改善,。它對(duì)周圍大血管的存在也不太敏感,，這使得在實(shí)際病變中量化CBF具有挑戰(zhàn)性（圖11）。
圖11 一位57歲肺癌腦轉(zhuǎn)移患者在切除,、放療和化療15個(gè)月后的影像,。軸向T1加權(quán)增強(qiáng)圖像顯示一個(gè)新的增強(qiáng)病灶，軸向液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)圖像顯示切除腔區(qū)域廣泛的血管源性水腫,。ASL圖像顯示,，在這個(gè)區(qū)域的CBF沒有增加，FDG正電子發(fā)射斷層圖像也有類似的發(fā)現(xiàn),。這些發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為代表了放射性壞死,，患者被連續(xù)跟蹤,。 Oszunar等人提出ASL在區(qū)分神經(jīng)膠質(zhì)瘤的腫瘤復(fù)發(fā)和放射壞死方面優(yōu)于FDG PET和DSC，敏感性為94％,。 在切除后的4周內(nèi),，任何對(duì)比增強(qiáng)可能都是由于偽進(jìn)展，ASL似乎比DSC更有用,?？梢栽u(píng)估腫瘤的初始表現(xiàn)和治療變化的另一種技術(shù)是動(dòng)態(tài)造影增強(qiáng)成像（Dynamic Contrast-Enhanced Imaging，DCE）,，其可以估算造影劑衰減的速率,。Asl技術(shù)在精神疾病上的應(yīng)用： 越來越多的研究評(píng)估了ASL在各種精神疾病和神經(jīng)疾病中的作用。抑郁癥研究 Ho等人在一項(xiàng)針對(duì)25名初學(xué)藥物治療的重度抑郁癥青少年的研究中發(fā)現(xiàn),，額葉和扣帶回存在復(fù)雜的低灌注模式,，而扣帶回下胼胝體、殼核和梭狀回則存在高灌注模式,。作者得出結(jié)論,，重度抑郁癥青少年在執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)、情感網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的基線灌注不同,。Lui等人進(jìn)一步將難治性抑郁癥患者與非難治性抑郁癥患者進(jìn)行細(xì)分,。與對(duì)照組相比，非難治性抑郁癥的受試者在左側(cè)前額葉皮層的CBF減少,，而主要在邊緣紋狀體區(qū)域的CBF增加,。相反，難治性抑郁癥患者的CBF主要在雙側(cè)額葉和雙側(cè)丘腦區(qū)域下降,。直接比較兩組抑郁癥患者,，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)高CBF主要發(fā)生在邊緣紋狀體區(qū)。最后,，晚年抑郁與腦白質(zhì)CBF增加而腦灰質(zhì)CBF保留相關(guān),。總之，這些結(jié)果表明不同類型的抑郁癥與特定的CBF改變模式相關(guān),，并且在后期發(fā)展中進(jìn)一步改變,。 與對(duì)照組相比，精神分裂癥患者在左側(cè)殼核/上輻射冠和右側(cè)顳中回的腦血流增加,，而在雙側(cè)楔前葉和額中回的腦血流減少,。此外,，根據(jù)癥狀對(duì)患者進(jìn)行細(xì)分顯示出包括思維困難或想出主意,，開始任務(wù)的能力下降，動(dòng)機(jī)或動(dòng)力水平降低,，對(duì)其他人缺乏興趣在內(nèi)的負(fù)性癥狀與腦血流減少有關(guān),。 雙側(cè)顳上回,，扣帶回和左中額回，以及包括妄想,，幻覺,，言語或行為紊亂在內(nèi)的陽性癥狀與扣帶回和上額回的CBF增加以及中央前回、額中回的CBF降低相關(guān) ,。Ota等人的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),，與健康志愿者相比，左側(cè)前額葉和雙側(cè)枕葉皮質(zhì)的相對(duì)CBF減少的模式不同,。最后,，Kindler等觀察到精神分裂癥患者額葉和顳葉區(qū)域的平均CBF下降，楔前葉與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)連接顯著增加,。目前尚無法確定這些在精神分裂癥患者中基于觀察到的基于ASL的CBF改變的差異是由于疾病的不同階段和亞型引起的,，還是方法論的原因，抑或是兩者的結(jié)合,。創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 近年來,，創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(Posttraumatic Stress Disorder ，PTSD)引起了人們的廣泛關(guān)注,。Schuff等人評(píng)估了17名患有PTSD的男性退伍軍人,，觀察到主要是右頂葉和顳上皮質(zhì)的相對(duì)CBF增加。Li等人在1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)后近20年對(duì)退伍軍人實(shí)施了一項(xiàng)更復(fù)雜的實(shí)驗(yàn),，對(duì)比了以毒扁豆堿（是一種在毒扁豆（在西非稱為éséré）中提取的天然生物鹼, 可作擬副交感神經(jīng)藥）為刺激的ASL基線,。毒扁豆刺激明顯著降低了對(duì)照組和1型(認(rèn)知障礙)退伍軍人的海馬相對(duì)CBF，但顯著增加了2型(混淆性共濟(jì)失調(diào))和3型(中樞性神經(jīng)痛)退伍軍人的海馬相對(duì)CBF,，說明ASL可能用于區(qū)分PTSD類型的亞型,。輕度創(chuàng)傷性顱腦損傷 輕度創(chuàng)傷性腦損傷(Mild Traumatic Brain Injury，MTBI)是另一個(gè)引起極大興趣的研究方向,，特別是與職業(yè)橄欖球和足球運(yùn)動(dòng)員大腦改變的討論有關(guān),。傳統(tǒng)的MR成像序列對(duì)探測(cè)大腦結(jié)構(gòu)變化不夠敏感，因此越來越多的研究使用如ASL或彌散加權(quán)成像這樣先進(jìn)的成像技術(shù),。2009年,，Ge等證實(shí)MTBI患者雙側(cè)丘腦CBF降低。隨后,，同一組將這些發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展到CBF的評(píng)估中,，通過結(jié)合ASL和彌散張量和彌散峰度成像來評(píng)估白質(zhì)，重點(diǎn)檢測(cè)了MTBI患者大腦尤其是丘腦灌注和白質(zhì)完整性的實(shí)質(zhì)性改變,。有趣的是,，這些改變?cè)谑軅?/span>9個(gè)月后仍然存在。Doshi等評(píng)估MTBI的急性期,，發(fā)現(xiàn)左側(cè)紋狀體,、額葉和枕葉區(qū)域CBF增加,。最后，Wang等研究了兒童患者的MTBI,，發(fā)現(xiàn)雙側(cè)額顳區(qū)CBF減少,。總之，這些結(jié)果表明,，ASL可能是評(píng)估大腦中MTBI相關(guān)改變的敏感標(biāo)記,，這是傳統(tǒng)成像技術(shù)無法檢測(cè)到的。這些研究之間的差異反過來也意味著數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析都需要嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化,。疼痛和偏頭痛 Owen等人調(diào)查了健康志愿者在痛苦的熱刺激過程中,，觀察了包括島葉、繼發(fā)性體感,、扣帶皮質(zhì)以及輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)在內(nèi)的雙側(cè)CBF變化,，試圖量化疼痛誘導(dǎo)的腦灌注變化。Maleki等人采用了類似的方法,，發(fā)現(xiàn)體感皮層,、前扣帶皮層、前島葉,、海馬,、杏仁核、丘腦和楔前葉的相對(duì)CBF發(fā)生了改變,。綜上所述,，這些研究表明ASL可以作為主觀疼痛綜合征的一種獨(dú)立于操作者的標(biāo)記。因此,，Liu等人觀察到,，帶狀皰疹后神經(jīng)痛患者的左側(cè)紋狀體、右側(cè)丘腦,、左側(cè)初級(jí)軀體感覺皮層,、左側(cè)島葉、左側(cè)杏仁核,、左側(cè)初級(jí)軀體運(yùn)動(dòng)皮層和左側(cè)頂葉下葉的CBF增加,，而額葉的CBF減少。 ASL成像對(duì)偏頭痛特別重要,。盡管存在爭(zhēng)議,，但人們認(rèn)為偏頭痛發(fā)作可能涉及血管異常。相應(yīng)地,，通過ASL繪制大腦CBF可能會(huì)揭示對(duì)偏頭痛的病理生理學(xué)的見解,。 Kato等人在偏頭痛發(fā)作期間，使用曲坦類藥物治療后和無發(fā)作期對(duì)患者進(jìn)行ASL成像,。額葉皮層與基線相比有所增加,。治療開始30分鐘后，丘腦和下丘腦的CBF灌注得到改善,。Pollock等人的一系列病例發(fā)現(xiàn),，11例頭痛發(fā)作患者中有3例出現(xiàn)了區(qū)域性腦高灌注，這與先前的先兆癥狀相,。雖然這些初步研究證明了有趣的初步結(jié)果,，但顯然需要更大規(guī)模的研究來調(diào)查ASL是否有助于更好地理解疼痛的病理生理學(xué)，特別是偏頭痛的潛在血管成分,。Asl技術(shù)的拓展應(yīng)用超選擇性ASL繪制血管區(qū)域(也稱為選擇性區(qū)域繪制) 與增強(qiáng)CT灌注或DSC造影劑相反,，ASL提供了選擇性標(biāo)記血管區(qū)域的機(jī)會(huì)，例如左頸動(dòng)脈,，右頸動(dòng)脈和椎基底動(dòng)脈區(qū)域或更遠(yuǎn)端的分支,。再例如，評(píng)估威利斯環(huán)（Willis環(huán)（Circle of Willis）,，又被稱為大腦動(dòng)脈環(huán)（cerebral arterial circle））的血管變異對(duì)如尾狀核,，雙凸?fàn)詈撕颓鹉X等腦組織灌注的影響。此外,，更重要的是區(qū)域性ASL可能具有臨床價(jià)值,，例如，確定多個(gè)血管區(qū)域中是否存在多個(gè)急性血管病變,，以此作為多個(gè)血管區(qū)域中遠(yuǎn)距離心臟栓塞事件與單個(gè)血管區(qū)域的局部狹窄起源或神經(jīng)外科手術(shù)計(jì)劃的爭(zhēng)論的依據(jù),。例如，夾閉動(dòng)脈瘤或切除腫瘤,。腦血管儲(chǔ)備成像 對(duì)于人類而言,，明確器官適應(yīng)生理挑戰(zhàn)的能力是非常重要的，特別是強(qiáng)調(diào)其極限的生理挑戰(zhàn)的能力時(shí),，這種問題可以通過使用儲(chǔ)備研究來衡量,。這樣的成像可以掩蓋常規(guī)圖像上不明顯的缺陷。幾十年來,，運(yùn)動(dòng)或藥物性血管舒張刺激后的心肌應(yīng)激靜息成像一直是心臟成像的主要手段,。可以使用生理性（即,，吸入二氧化碳或屏氣）或藥物性血管舒張進(jìn)行類似的腦血管“壓力測(cè)試”,。特別是，乙酰唑胺,，一種碳酸酐酶抑制劑,，可使健康受試者的腦血流增加20% - 50%。然而,，腦血管已經(jīng)最大限度擴(kuò)張以維持基線CBF的患者,，可能無法在乙酰唑胺的刺激下進(jìn)一步增加其CBF,。事實(shí)上，那些患有非常嚴(yán)重疾病的人可能會(huì)在挑戰(zhàn)時(shí)表現(xiàn)出CBF的減少,，這種現(xiàn)象被稱為腦血管偷血,。 非核磁成像技術(shù)(包括經(jīng)顱多普勒、SPECT和PET)使用的數(shù)據(jù)有限,，提示顯示儲(chǔ)備能力不足是隨后腦血管事件的一個(gè)重要危險(xiǎn)因素,。鑒于它的無創(chuàng)性，ASL是一種理想的方法來成像CBF變化的回應(yīng)挑戰(zhàn),。由于這些患者可能有大動(dòng)脈狹窄或閉塞,，建議使用多延遲ASL來量化到達(dá)時(shí)間和CBF。圖12顯示了煙霧病患者雙側(cè)前循環(huán)腦血管竊血的多延遲肌萎縮側(cè)索硬化癥儲(chǔ)備成像示例,。
圖12 一名29歲女性雙側(cè)煙霧病患者的影像,。A、液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)和B,、擴(kuò)散加權(quán)圖像均顯示左側(cè)深層白質(zhì)有梗死的證據(jù),。基線時(shí)采集的多排螺旋超聲圖像顯示雙側(cè)前循環(huán)的正常CBF,。然而,，靜脈注射1克乙酰唑胺10分鐘后獲得的圖像顯示后循環(huán)的預(yù)期CBF增加，但兩個(gè)前循環(huán)的CBF顯著減少,，與腦血管竊血相容,。這一發(fā)現(xiàn)與隨后腦血管事件的高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，并促使雙側(cè)顳淺動(dòng)脈-大腦中動(dòng)脈直接旁路,。 fMRI與ASL技術(shù)的聯(lián)合分析方法 功能性磁共振成像研究通常依賴于血氧水平依賴性(BOLD)效應(yīng)和神經(jīng)血管耦合,。因?yàn)楣δ艽殴舱癯上癫皇侵苯訙y(cè)量神經(jīng)元的激活，而是間接測(cè)量血管反應(yīng),，神經(jīng)血管耦合的改變可能會(huì)影響到功能性磁共振成像的BOLD信號(hào),，例如，已經(jīng)處于正常衰老狀態(tài),。結(jié)合ASL和功能性MR成像可以解開BOLD反應(yīng)的血管和神經(jīng)元貢獻(xiàn),。此外，可以使用ASL原始數(shù)據(jù)的時(shí)間序列來計(jì)算功能MR成像激活圖或功能像已知的靜息狀態(tài)功能性連接網(wǎng)絡(luò),。盡管這些基于ASL的結(jié)果的質(zhì)量通常低于經(jīng)典的回波平面BOLD功能MR成像的質(zhì)量,，但從臨床角度來看這可能是有趣的，因?yàn)?/span>ASL可用于計(jì)算相對(duì)的CBF圖和功能連接網(wǎng)絡(luò),。合理的質(zhì)量而無需額外的成本或成像時(shí)間,，這對(duì)老年患者特別有用(圖13)。
圖13 154例健康老年對(duì)照者和66例輕度認(rèn)知障礙患者ASL原始數(shù)據(jù)的功能連通性分析。注意,，為了說明的目的,，原始ASL數(shù)據(jù)在FSL(www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/)中分析，這是一項(xiàng)針對(duì)功能性MR成像分析進(jìn)行了優(yōu)化的既定技術(shù),。A,、其中一個(gè)獨(dú)立組件的空間表示。B,、原始ASL數(shù)據(jù)的標(biāo)記模式在相應(yīng)的時(shí)間表示上清晰可見,。結(jié)論： 盡管ASL已有20多年的歷史了,，但由于放射科醫(yī)生和臨床醫(yī)生對(duì)其功能和技術(shù)改進(jìn)的認(rèn)識(shí)不斷提高,，使得該方法更加可靠且可作為產(chǎn)品使用，因此它直到最近才開始從研究工具向臨床使用過渡,。對(duì)于許多疾病,，包括癡呆，血管疾病,，腫瘤和各種精神疾病,，ASL提供了與結(jié)構(gòu)性MR成像相比更多的補(bǔ)充信息。當(dāng)前方法的發(fā)展旨在提高CBF估計(jì)的魯棒性并降低成像器間的可變性,。在未來的研究中,，對(duì)ASL方法和其他方法的融合使用將成為一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域。
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