动脉自旋标记磁共振(ASL)的神经放射学家指南

动脉自旋标记(Arterial spin labeling, ASL)是一种无创测量脑血流量(cerebral blood flow, CBF)的MRI技术。本文为大脑ASL提供了实用指南，以及指出了ASL技术的潜在缺陷。文中还介绍了其技术和生理背景。目前，ASL主要的研究领域是脑血管病、痴呆症和神经肿瘤学。在脑血管疾病中，ASL由于其定量的性质和确定大脑动脉范围的能力而令人感兴趣。急性卒中中，半暗带侧支循环血供的来源可通过ASL进行可视化。在慢性脑血管病中，脑灌注受损的程度和严重程度可通过ASL看到，可用来指导治疗或预防干预。ASL具有检测和随访动静脉畸形的潜力。在痴呆症患者的检查中，ASL被认为是PET的一种诊断替代方法。它可以轻易添加在常规结构MRI检查中。在确诊为阿尔茨海默病和额颞叶痴呆的患者中，可以看到与PET所见的低代谢模式相似的低灌注模式。脑肿瘤ASL研究表明，ASL测量的CBF增加区域与动态磁敏感增强灌注(DSC)成像测量的脑血容量增加高度相关。ASL用于脑肿瘤成像的主要优点是CBF测量不受血脑屏障破坏及其定量性质的影响，便于多中心和纵向研究。本文发表在Neuroradiology杂志。

思影曾做过多期ASL相关的文章解读，请点击以下链接结合阅读：

Neuroimage：ASL（动脉自旋标记）技术的发展

Radiology：大脑动脉自旋标记（ASL)灌注方法介绍

基于ISMRM研究与欧洲痴呆研究动脉自旋灌注成像临床应用的补充建议

磁共振到底有几种“灌注”？！

ASL多模态研究：糖尿病多发性神经病变的一种基于大脑的疼痛易化机制

关键词：

动脉自旋标记(Arterial spin labeling, ASL) ；灌注(Perfusion) ；痴呆(Dementia)； 脑肿瘤(Brain tumour) ；卒中(Stroke)

介绍

脑血流灌注测量已成为临床评估脑功能不可缺少的工具。有许多方法可以应用于脑血流灌注测量，每种方法都有其优缺点[1]。虽然动态动态磁敏感增强灌注成像(DSC-MRI)、计算机断层扫描灌注成像(CT)、单光子发射断层扫描(SPECT)和H2[150]正电子发射断层扫描(PET)是研究神经系统疾病血流的成熟方法，但动脉自旋标记(ASL)已经成为一种多用途的补充技术，值得在临床上考虑。

SPECT、CT、PET和DSC-MRI通过对比剂通道的动态成像来测量血流灌注。相反，当水分子移动到感兴趣的器官时，ASL通过磁性“标记”水分子作为内源性示踪剂来生成图像。选择性射频(radiofrequency, RF)照射使其应用区域或平面(通常在颈部进行脑灌注)的动脉血液水分子的磁化反转，当标记的水分子达到感兴趣组织中时，进行测量[2]。在大多数ASL方法中，将得到的图像与没有施加反转脉冲的对照图像进行比较。这一差异揭示了血流灌注，间接与脑血流量(CBF)的量化有关，单位为每分钟流经100g脑组织的血流。

与传统的造影剂技术相比，ASL的物理基础提供了最大的优势：它是非侵入性的。ASL不需要基于钆的示踪剂，消除肾功能不全患者肾源性系统性纤维化的风险[3]。ASL对儿童也是有利的，因为它避免了CT和核医学技术带来的造影剂和辐射暴露的技术困难和伦理问题[4]。此外，该方法易于重复，这一特点对于基于灌注的功能磁共振成像(FMRI)和评估随时间的变化非常有用[5]。可重复性已经在一些研究中得到解决，验证了ASL用于纵向监测CBF变化的潜力[6-9]。

ASL的主要缺点是信噪比(SNR)。由于流入的标记分子仅占静态组织信号的1%左右，因此信噪比(SNR)本来就很低[10]。因此会增加总扫描时间，使得该技术对运动伪影特别敏感[11]。流量量化可能很复杂，因为信号依赖于许多生理参数。误差源包括通过时间、反转脉冲轮廓和未灌流的标记血液[12]。

近年来，在神经系统疾病中有关ASL的文章有所增加。随着MRI扫描仪和ASL方法的技术进步，以及非专业人士熟悉的商用采集和分析软件，ASL在临床相关研究在不断提高。然而，ASL的常规临床应用仍然局限于少数几个地方[13]。Detre [14] 发现该方法尚未纳入常规临床实践。而Golay和Guenther[13认为 “临床团队缺乏热情”。这是为什么？有许多潜在的因素，比如与其他成像方式相比，ASL的信噪比较低。ASL技术可能很复杂，而且传统上与商业扫描仪不能广泛兼容。ASL的优势常常被广泛使用的DSC-MRI等方式所掩盖；一些临床医生可能不会使用ASL，因为他们不习惯无创的CBF定量[14]。除了缺乏对ASL潜在临床效用的认识外，还发现其他几个问题阻碍ASL的广泛临床应用。这些问题包括图像后处理的困难，各种可用的采集技术和参数，以及缺乏解释的指南[15]。沟通交流可能会解决其中一些问题。ASL网络的建立是通过提供一个集中的沟通平台来纠正ASL信息分歧的共同努力[13]。最近发布的关于ASL[16]临床实施的白皮书是为了减少许多不同使用带来的混乱，许多不同的实施带来了混乱，并为序列使用提供明确的指导方针。

ASL技术和采集

ASL提供组织灌注的定量参数图像。为此，它使用动脉血中的水分子作为内源性的、可自由扩散的造影剂。用ASL测量的主要生理参数是CBF，它决定了氧气和营养物质向毛细血管床的输送速率，并以每分钟每组织体积的血量表示(ml 100 g−1min−1)。

物理和生理原理

ASL的目标是评估组织灌注率，这与大血管血流有很大的不同。组织灌注，即与组织交换水分和营养物质，发生在毛细血管的整个长度上(图1)。ASL基本上是“跟踪”血液中的水分子，从动脉腔一直到组织毛细血管床，把水分子当作一种可自由扩散的示踪剂。ASL很容易通过供血动脉中血水分子沿Z轴的磁化反转或饱和而发生。ASL采集的这一部分被称为标记(labeling)。在标记之后，等待允许血液进入组织的时间，称为标记后延迟时间(PLD)或某些特定ASL技术的反转时间。选择延迟时间，以便理想地在水分子与组织磁化交换时获得图像(图2)。动脉血标记是通过RF脉冲和梯度的组合来实现的，以便反转血液水质子的纵向磁化(T1)。

图1 与脑实质进行水和养分交换的毛细血管床

图2 ASL序列三个周期的示意图：(I)标记/控制，(II)标记后延迟(PLD)，允许磁化作用到达组织并与组织交换，以及(III)成像，获取大脑图像。a. 标记像采集。b. 控制像。两次采集之间的区别仅在于在序列的第一部分中应用的射频脉冲的类型和梯度(是否标记)

在PLD之后，进入图像采集阶段，从那些来自供血动脉进入组织的标记质子获得信号。可以使用不同类型的读出。为了将标记的磁化信号与静态组织磁化信号区分开来，ASL采集两幅图像：标记图像(图2A) 和控制图像(图2B)。控制图像减去标记图得到灌注加权图像。

大多数ASL技术旨在避免来自血管内流动或来自静态组织的信号，为此采用了额外的梯度和RF脉冲。此外，目前已经开发了许多脉冲序列通过减少所有混杂的和潜在的人工信号来最大化SNR。具体地说，采集多个周期的控制和标记图像，通常需要4-6分钟的采集时间。然而，采集多次重复图像可能会导致额外的伪影，例如由于患者运动造成的伪影。并且需要在采集期间或通过后处理技术使用额外的方法来获得可用的ASL数据。

一些物理和生理参数会影响ASL图像的质量，在选择最合适的序列和参数之前需要了解这些参数。相关的影响因素包括标记效率、动脉血T1和弛豫时间、血液在血管和组织中的传输时间(取决于流速)，最后是所谓的磁化传递效应。

动脉标记效率是获得良好ASL图像的第一个关键因素。如何有效地反转纵向磁化直接影响最终获取的信号。由α指定的效率在当前可用的脉冲序列中可以从80%到98%，在量化CBF时需要考虑这些因素[2，17-20]。

血液通过时间和T1弛豫都在秒的量级，这意味着当血液到达毛细血管床时，大约三分之二的标签已经衰退。因此，最佳PLD几乎总是动脉血T1和通过时间之间的折衷。动脉T1和供血动脉通过时间都需要考虑，才能通过生理学模型得到适当的绝对量化[21]。理想情况下，动脉血液弛豫时间(T1blood)是以个体为基础测量的。在毛细血管床上，动脉血水将与周围组织交换。大脑中组织水和血管内水的比例约为20：1，这意味着测量到的水信号中只有很小一部分会受到磁性标记的影响。当被标记水进入组织时，90%-95%以上的水瞬间与组织水交换。因此，由于T1弛豫时间与平衡时间相比非常短(名义上的CBF为50ml/min/100g时，分别为1-2秒和10-15分钟)，因此不可能测量流出组织的任何标记静脉血液[22]。

在使用ASL时，一个主要的混淆来自于磁化传递效应。应用非共振RF脉冲标记感兴趣组织近端的动脉血将导致MR信号的减少，该信号类似于标记的血液水交换引起的信号减少。这是由于大分子中的质子有非常短的T2，因此具有非常宽的频谱。因此，在任何不对称的ASL序列中使用的非共振RF脉冲不仅会在不经意间饱和动脉血液，还会使这些大分子中的质子饱和。然后，这种饱和度将被转移到组织水分子中，从而降低MR信号[23]。

目前已有三种主要的ASL脉冲序列，每种都考虑这些因素并取得不同的成功：连续ASL(continuous ASL, CASL)、伪连续ASL(pseudocontinuous ASL, pCASL)和脉冲ASL(pulsed ASL, PASL)。PCASL目前是首选序列，因为它的标记效率很高，并且其易于实施和临床扫描仪的硬件规格[16]。

ASL脉冲序列

标记方法

第一种标记方法是CASL，并于1992年引入[2，24]。恒定RF脉冲和梯度Gz的同时应用规定一个明确的标记平面，在此平面上，在2-4秒(标记持续时间)内连续标记流入的血液(图2和3 )。图像采集发生在标记血液的下游，通常是在PLD之后覆盖整个大脑。然而，由于长的RF脉冲，CASL受到磁化传递效应的强烈影响。此外，由于低幅度RF标记脉冲的持续应用，该序列通常难以在临床扫描仪上实现。

图3 (p)CASL的矢状面和冠状面标记处(蓝色)。供血动脉用紫色表示

PCASL解决了CASL的一些缺点。特别是，pCASL避免了额外的硬件需求。此外，电磁波吸收比值(SAR)比CASL低。PCASL使用一系列短RF和梯度脉冲，而不是CASL中使用的长RF和梯度脉冲。该短脉冲序列导致具有与CASL相同的效果和效率的反转。但PCASL对标记平面上的共振偏移很敏感，这可能会导致它移动。此外，RF脉冲之间可能会发生一些自旋相移。这两种效应都可能降低标记效率。然而，可以通过减小连续RF脉冲之间的时间间隔或通过后处理来最小化这种影响。

与(p)CASL不同的是，在PASL中，在非常短的标记阶段，沿着供血动脉标记一个平面块(slab) (图4)。因此，标记大小直接取决于块的大小，而不是如(p)CASL中的标记持续时间。脉冲ASL序列有许多不同的实现方式，每种方式都采用不同的策略 [25]。与CASL或pCASL相比，PASL标记效率高，SAR低。然而，这是以较低的SNR为代价的，理论上仅为使用(p)CASL所能达到的最大SNR的70%[21，26-28]。

图4 PASL的矢状面和冠状面标记处(蓝色)。供血动脉用紫色表示

背景抑制

来自静态组织的信号由于生理和热噪声效应而波动。这与来自ASL的信号相互作用，从而增加图像中的生理噪声。因此，在标记持续时间(图2)之后，施加额外的RF脉冲以减少组织信号[29]。

读出

传统的ASL读出方案利用快速成像技术。平面回声成像(EPI)是首选的采集技术。然而，更先进的方法提供了替代读出，例如三维梯度和自旋回波(GRASE)[30]。该序列对ASL有很大的优势，因为它允许在单次激发中采集感兴趣组织的全部体积，从而减少由于2D多层方法固有的采集延迟差异而引起的灌注信号中的层相关的变化。与2D采集方式相比，3D GRASE信噪比更高。3D GRASE的另一种选择是结合螺旋读出轨迹的具有弛豫增强自旋模块的三维快速采集 (REARE)[31]。该序列对k空间的中心进行过采样，从而提供更短的回波时间和更高的SNR，但由于较长的读出时间，可能会引入在磁场不均匀平面区域内存在模糊的问题[32]。可以通过将3D读出的采集分割成多个采集来减少这种模糊。

如何获得ASL扫描

白皮书推荐了一种pCASL标记方案，结合了背景抑制和3D分割读出方法。高场强下的SNR会更好，因此3T是首选，尤其是在血流缓慢或较差的患者群体中[16]。在1.5T时，在血流不太差的情况下ASL是可行的，在儿童中是也可行，但需要更长的扫描时间才能获得足够的信号。

建议使用相控阵线圈(八个或更多通道)以提供更高的SNR，特别是在皮层。这些线圈还允许并行成像技术，因此可以加速采集[33]。

场强

ASL信噪比较低，因此可以想办法增加SNR。由于磁共振成像中的信号与场强呈二次增长趋势，而噪声仅呈线性增长，因此理论上信噪比将与场强呈线性增长[34]。除了一般较高的SNR外，较高的场强可提供更长的血液T1弛豫时间，导致SNR进一步提高，特别是在血流缓慢的情况下[35，36]。超高场强成像(即在7T或更高温度下)的可能性将在下面的“新兴应用和技术”中进行讨论。

然而，高场强下采集ASL也存在缺点。首先，T1和T2会受到场强的影响，通常情况下T2在3.0T比1.5T[34]时要短得多，T2*也会随之降低。这将导致SNR略有降低，因为ASL通常采用长读出 (基于EPI或EPI与多自旋回波结合(如，3D GRASE))的组合)，在此期间，来自交换标记血液的一些可用信号将消失。如果不想低估较高场强下的灌注[37]，这种影响应该在量化时考虑进去。其次，在3.0T时，外加磁场和主磁场的均匀性原则上都低于1.5T。最后，向更高场强的转变伴随着射频积累的增加。现在已经开发了先进的方法(如：优化射频匀场)来减少所应用射频场中的热点，并且可用于所有ASL协议。

总而言之，尽管存在一些缺点，3.0T已被证明比1.5T更适合ASL采集，因为信噪比的提高克服了高场强下大多数潜在副作用。这并不意味着不能使用1.5T，事实上，1.5T可能非常适用于需要相对高灌注的某些应用，例如在2岁至18岁之间的儿童(图5)，或其他器官，如肾脏，对于这些器官，较低磁场的优势(即减少主磁场和外加磁场的不均匀性以及减少射频积累)将抵消SNR的损失。

图5 不同年龄段灰质、白质及其比值的脑血流量[37]

采集参数

对于pCASL，要选择的最重要的采集参数是标记持续时间和PLD。

PLD的选择高度依赖于假定的血流速度。建议新生儿的PLD为2,000ms，儿童为1,500ms，低于70岁健康成年人推荐1800ms，大于70岁的人群推荐2000ms。对于成年疾病患者，一般推荐2000ms，以便有足够时间将血液适输送到组织中。

为了获得足够的信噪比，建议采用平面上3-4 mm和平面间4-8 mm间隔的空间分辨率。在分段采集中，如3D RARE stack-of-spiral或3D GRASE，建议使用8到12个分段或设备。如果读出的是2D EPI，则需要最短的回波时间。临床扫描时间不应超过4-5分钟，以最大限度地减少与运动相关的伪影。关于PASL和CASL的进一步建议，可以在Alsop等人的文章中找到[16]。

定位

标记平面必须位于相关供血动脉相对笔直且垂直于标记平面的区域。图6显示标记平面的错误定位和较好定位的示例。在定位之前，可以采集MR血管造影，以便可以看到供血血管。或者，也可以使用其他标志。标记平面可放置在成人前后联合线下方约8-9cm，或小脑下缘下方约1cm。这样定位标记平面需要注意的是，由于射频脉冲的直接饱和，小脑下部可能会出现伪影。

图6 错误(左)和正确(右)的标记平面位置。标记面应垂直于供血动脉，并应避免易感伪影的来源(如鼻窦内的空气)。

重要的是，标记平面不包括任何敏感影响的来源，靠近眼眶额部或颞部的空气或骨头，也包括牙齿填充物或金属外科材料。这些敏感源可能会破坏标记，并可能导致标记失败的血管的血管范围缺乏信号(图7)。

图7 左侧颈内动脉标记失败。左侧颈内动脉区域的ASL灌注加权像(PWI)和相应的脑血流图(CBF)上均无信号。请注意：T2*加权图(T2*W)上左侧颈内动脉区域的大磁敏感伪影，这可能是标记失败的原因。弥散加权成像(DWI)是正常的，支持将这一发现解释为伪影。

运动伪影

由于基于ASL的灌注加权成像是一种减影技术，再加上需要多次重复进行“控制像-标记像”，ASL对运动高度敏感。背景抑制实质上减少了运动伪影。通过使用与fMRI的图像配准相似的图像配准后处理技术，可以进一步减少剩余的运动伪影。

临床应用

不同神经系统疾病的灌注模式不同，因为它们反映了不同的机制。虽然通过ASL的高灌注和低灌注差异进行分类是有用的[39，40]，但需要记住的是，这样的结果可以指示许多病理情况。ASL能够显示生理变化。中风和脑缺血会导致低灌注，因为它们是由大脑血流动力学紊乱引起的。相比之下，神经退行性疾病的局部低灌注模式可能反映了突触通路的进行性破坏。脑肿瘤的高灌注是由于不受控制的细胞复制所需更大代谢需求的结果，而癫痫发作期的高灌注代谢需求进行不受控制的放电。

脑血管病

血流灌注测量可能最直接适用于脑血管病和缺血性发作。因为畸形、闭塞和受损的血管比正常血管灌注更少的标记水[41]，这些情况在ASL上通常表现为灌注改变或动脉传输时间(ATT)延迟。ASL已被用于脑血管异常的非侵入性检测、缺血事件的识别和风险评估。这项技术可以与乙酰唑胺相结合来评估脑血管储备[42，43]。选择性ASL的进步，可以显示单个血管的血管范围，特别适用于这些研究[44]。

然而，ASL的生理基础可能会给疑似脑血管病的患者带来困难。脑血流图的定性评估在临床上可能是有用的，但在全脑血流减少的情况下，例如在双侧颈动脉疾病或心输出量减少的患者，定性评估可能是不充分和不准确的。在健康的血管系统中ATT有较好的定义，但在疾病状态下会有很大的不同，这可能使单PLD的传统ASL技术不再适用[45]。慢血流比高血流更难量化[46]。例如，在慢性中风患者中观察到的ATT变化表明，在收集CBF数据之前，应该在脑血管受损的情况下建立个人的传输延迟时间[47]。最近的文章证实同时测量CBF和ATT的多PLD技术能够创建局部ATT参数图以更好地模拟病理组织[48，49]。这项技术在狭窄闭塞疾病中，通过金标准H2[150]-PET测量[43]和DSC[50]进行了验证。

血管疾病

ASL有助于识别血管狭窄或收缩引起的脑灌注异常。ICA（颈内动脉）闭塞[51，52]和狭窄[53]已经通过ASL的病变血管同侧半球的延迟ATT确定，这一发现与SPECT的相关性得到了证实[54]。此外，颈动脉支架置入术的手术矫正度已经用pCASL进行了量化[55]。在烟雾病(MMD)中，侧支循环灌注的程度是疾病严重程度和卒中风险的替代标志之一，可以用ASL来评估。据报道，测量结果与金标准技术的测量结果一致[56]。最近，Donahue等人[57] 将血流动力学的ASL和BOLD测量与数字减影血管造影(DSA)的动脉循环时间相关联(DSA动脉循环时间是疾病严重程度的既定标志)，确定了非侵入性MRI方法为实质储备提供组织水平的补充信息。已有研究通过ASL测量MMD（烟雾病）的脑血流，与SPECT[58]以及年轻人的H2[150]-PET相关性[59]。评估ASL对识别高危MMD患者的预测价值的临床试验是有必要的。在神经系统结核[60]和桥本脑病[61](只有CASL检测到异常过度灌注的病例研究)中早期识别高危脑组织的研究中支持将ASL包含在成像协议中。

动静脉畸形(AVM)的“盗血现象”可通过PASL可视化[62]。PASL还被证明可用于测量栓塞后AVM的分流减少量[63]，以及证实立体定向放射外科治疗后AVM的消除[64，65]。血管编码pCASL在识别AVM供血血管及其贡献分数的鉴定与数字减影血管造影(DSA)一样好[66]。

除了验证手术结果外，易于重复测量随时间变化的ASL技术可能有助于治疗后的监测。ASL序列可以跟踪蛛网膜下腔出血后几天内有血管造影血管痉挛风险患者的状态[67]。选择性ASL可用于监测MMD血运重建手术后血流动力学变化和脑过度灌注的潜在风险[68，69]。同样，肝硬化患者经颈静脉肝内门体分流术后结合PASL有助于预测肝性脑病 [70]。

(亚)急性缺血

缺血可以通过缺氧性损伤引起的灌注改变区域来识别。ASL已被用于测量由于创伤性脑损伤、中风或缺氧缺血性脑病而处于低意识状态的个体的全脑低灌注，重复测量可用于跟踪临床改善情况[71]。ASL还被用于识别慢性中风幸存者的CBF缺陷，其中一些区域可能从解剖学上看起来完好无损，这一发现可能对中风相关行为缺陷的研究有重大意义[47]。相反，在有缺血性损伤病史的患者中也可以看到高灌注区，这可能是由于失去脑血管阻力的自动调节[72]。ASL还用于研究线粒体脑肌病、乳酸酸中毒和卒中样发作(MELAS)患者的类卒中发作，识别急性期高灌注和慢性期低灌注 [73]。

短暂性脑缺血发作(TIA)的识别对于患者最佳预后结果至关重要，因为紧急的专业治疗可能会将随后中风的风险降低80%[74]，但这种诊断的准确性往往很难。弥散加权成像(DWI)通常被推荐用于评估TIA，但现在某些pCASL软件可以提高MRI的诊断率[75]。最近，Zaharchuk等人[76]的研究发现，TIA患者的pCASL异常比DWI和MR血管造影更敏感，在识别TIA病变方面几乎与DSC一样敏感。当在24小时内进行检查时，PCASL显示TIA患者的血流灌注异常，其他成像正常[77]。因此，pCASL可能会增强短暂性脑缺血发作后检查诊断的信心。

目前，不得不说，与DSC相比，ASL在(亚)急性缺血性卒中的评估中具有备用作用，只有在禁用钆造影剂时才有优势。ASL可以确认局部低灌注的存在，因此排除中风的可能性，并快速识别半暗带。中风后CBF测量值降低的区域与DSC低灌注区域基本一致，一项研究报告说，充血区域在pCASL灌注加权图像上更加明显[78]。这可能需要进一步的验证，因为另一个研究小组最近发现，有创再通之后围手术期DSC对局部CBF的变化更敏感[79]。Bokkers等人[80]在对中风的初步评估中，发现pCASL和DSC结果高度一致。然而，不像检测较大的灌注缺损那样，ASL可能无法准确地检测到较小灌注缺损，而且对急性卒中的应用可能仅限于pCASL序列：Zaharchuk等人[81]发现在1.5-T扫描仪上，CASL并不总是符合与DWI灌注-扩散失匹配相一致。ASL在诊断和分类梗死方面的潜在益处包括检测边缘区和皮质病变[82]，其他研究也支持梗死部分的一般识别[83，84]，但是半暗带的正确定义还没有完全确立[85]。

ASL在评估动脉缺血性卒中的损害和恢复方面的有效性也已在儿童中得到证实[86]。临产期和新生儿缺血性中风的机制相对不清楚，可选择治疗方案较少；最近的一项研究使用ASL试图阐明脑血流动力学，证明其在新生儿中的可行性，并支持将其纳入MRI方案[87]。此外，Pienaar等人[88]制定了一种定量测量方法，将新生儿缺血性损伤时的区域高灌注与DWI扩散降低联系起来。

慢性缺血和脑血管储备

虽然ASL在(亚)急性缺血性方面的价值可能有限，但它在评估慢性脑血管病的风险和后果方面的作用得到了已发表文献的支持。特别是ASL可用于评估脑血管储备和低灌注综合征。脑血管储备能力(CRC)描述了在血管扩张挑战的情况下，如吸入二氧化碳或注射乙酰唑胺，脑灌注能够增加到什么程度。对于慢性脑灌注不足的患者，这一储备是有限的，因为血管床在基线时已经扩张，而且由于血管扩张挑战，其扩张能力已经耗尽。虽然目前确定颈动脉手术的适应症[89，90]时 没有考虑CRC，但最近的研究表明，随着CRC（脑血管储备能力）的降低，颈动脉狭窄患者发生脑梗死的风险相当高[91]。结直肠癌评估还有助于颈动脉和心脏手术前的风险评估。

ASL非常适合于评估CRC，因为测量可以重复，是非侵入性及定量的。外源性对比剂增强技术不仅是侵入性的，还会受到几天循环造影剂的影响，在这段时间内无法重复测量。

ASL已经与乙酰唑胺相结合来评估脑血管反应性[42，43]，从而能够识别可能发生中风的高风险组织[92]。最近的一项研究将ASL与乙酰唑胺激发时的BOLD活性相关联，表明CBF测量包含的关键信息仅使用BOLD信号无法得到[93]。

ASL可用来评定治疗效果。例如，一项比较颈动脉支架成形术和颈动脉内膜切除术结果的研究表明，侧支血流分布得到恢复，局部脑血流量正常化[94]。

白质损伤(WML)是小血管疾病的一个标志，但也可见于神经炎症、胶质增生和其他神经退行性病变[95，96]。虽然目前尚不清楚ASL灌注定量是否能区分WML，但一项研究报告灌注障碍与白质疾病程度之间的相关性，晚期WML患者表现出白质和灰质的CBF降低[97]。相较于灰质，白质由于较低的CBF和更长的ATT，ASL在白质中的敏感性降低，但最近的方法学进步，包括更高的场强、pCASL和序列优化，可以解决这一问题[98，99]。

临床评估和解释

ASL缺血的诊断一般基于近端血流量减少。通过侧枝途径的血液流动很难检测到，因为它需要更长的时间，导致标记和到达成像之间的延迟增加。ASL在研究急性或慢性脑血管疾病时的主要问题与传输延迟和侧支循环的可视化有关，这是由于磁性标记的迅速衰退[5,100]。因此，为ASL选择合适的PLD至关重要，但如上所述，要与SNR平衡[101]。

当ATT与PLD相同或比PLD更长时，可以在供缺血组织的动脉中看到标记自旋，这一发现被称为动脉内穿行伪影(ATA)[42]。最近，Yoo等人的研究中，在急性卒中定位闭塞时，由于pCASL成像上的ATA，明亮的血管出现具有很高的实用性[102]。然而，如果应用血管抑制方法，则该伪影不可见(实际上，在这种情况下伪影是病理学上的一个重要标志)。血管抑制方法适用于需要避免ATA（动脉内穿行伪影）以获得最佳CBF定量的情况[103]，但在ASL检测缺血时使用不应使用。低ASL信号是指大脑中动脉(MCA)与大脑前动脉(ACA)或大脑中动脉(MCA)与大脑后动脉(PCA)交界区ATA引起的周围皮质高信号区，称为“边界地带标志”。这一现象被发现比对比增强灌注加权成像在识别细微的灌注异常方面更敏感[104]。ATA与急性卒中后预后的改善相关[83]，可能反映侧支循环的存在[105](图8)。ATA（动脉内穿行伪影）经常出现在缺血核心周围，与进行性梗死缺乏和较好的临床结果相关[86]。然而，应该记住，ASL倾向于高估灌注不足和半暗带，特别是在小范围梗死的患者[106]。

图8 左侧枕叶急性脑缺血，弥散加权像(DWI)和表观扩散系数图(ADC)，T2加权像(T2w)的高信号。伪彩图表示的脑血流图(CBF)显示缺血区低灌注，箭头表示供血动脉中残留的血管信号(动脉内穿行伪影：ATA)。

ASL图像对脑引流和循环的改变或生理改变(Willis环正常变异与发育性静脉畸形)非常敏感，可以用来检测AVM(图9)或瘘管(AVF)，对脑动静脉分流进行量化，评价近端和远端脑组织的脑血流量变化[107]。如果在ASL或CBF图上检测到明显的脑灌注不对称，那么要检查采集MR标准，MR血管造影，以评估或排除可能导致脑灌注改变的正常变异或病理性血管分流的存在。

图9 T1w和PW与DSA证实动静脉畸形的ASL图像。箭头表示引流静脉中的高信号。

痴呆

神经退行性疾病的诊断和评估是ASL的一个可迅速扩展的领域，特别是最近阿尔茨海默氏病(AD)和痴呆症的生物标记物研究的增加[108]。血流灌注的定量不仅在监测疾病进展中发挥作用，这对新疗法的临床试验有潜在的帮助，而且如果能够建立特异性的灌注模式，ASL也可能提供有用的诊断信息。大脑新陈代谢和血流灌注的变化往往先于可观察到的结构变化，如神经退行性疾病的萎缩。最常见的评估方法是FDG-PET，它并不总是具有成本效益[109]，而且可用性有限。ASL可加到常规的结构MRI检查中，成本低、时间短(仅需额外5分钟的扫描时间)。从ASL得到的CBF测量值与金标准H2[150]-PET相关[110,111]。

AD是最常见的痴呆症之一[108]。最近对ASL在AD中的应用的一篇综述中，评估该技术作为一种新兴生物标记物的可能性[112]。在多项研究中，FDG-PET测量的代谢活动改变与AD患者的早期病理改变有关，而ASL测量的灌注改变的区域似乎与这些发现重叠[113,114]。许多研究在不同类型的痴呆症患者和年龄匹配的健康对照组之间进行了灌注比较。AD和轻度认知障碍(MCI)(介于正常认知衰退和痴呆之间的中间阶段)都与枕中回、内侧颞叶、顶叶的低灌注有关[116]。除了某些额叶和顶叶外，在后扣带回和楔前也有类似的低灌注报道[117,118]。额颞叶痴呆也与局部低灌注有关，尽管空间分布与AD不同[119]，双侧额叶皮质和脑岛的低灌注，楔前叶和后扣带回的高灌注。ASL可能是诊断差异的有用工具[120,121]。ASL评估的区域性低灌注可能是AD认知功能下降的一个很好的预测指标，并有可能针对被试确定治疗方案[122]。CBF的区域性降低也与已知的AD危险因素(如APOE4等位基因)相关，进一步支持了ASL在预测从MCI向AD进展方面的效用[123]。Dashjamts等人的发现，提示ASL在AD的诊断中优于形态学成像(基于体素的灰质密度)[124]，但Bron等人在痴呆分类的研究中发现，ASL对结构性MRI萎缩标记物的诊断价值未见报道[125]。许多研究将ASL作为多方法结合的一部分，例如与磁共振波谱[126]或海马体积测量[127]结合，阐明AD相关的变化。阿尔茨海默病的局部灌注减少并不一定与其他神经病理性低灌注有关。AD和皮质下缺血性血管性痴呆在关于低灌注是否是神经变性的原因或后果[115]的机制仍然存在争议[128]。Yoshiura等人发现AD患者局部ATT延长与局部低灌注之间无相关性[129]，提示AD与脑血管病的发病机制不同。虽然共同发生的病理使研究人员很难达成一致，但鉴于AD患者β-淀粉样蛋白清除功能障碍，血管异常最近被认为在AD病理中起着关键作用[130]。

随着生物标记物研究在过去20年取得的极大进展，对许多研究结果的协调需要考虑多种因素[108]，特别是将群体水平的研究结果转化为个体患者的研究结果[131]。总体而言，文献研究证明了ASL治疗神经退行性疾病的技术可行性和优势。有证据表明，AD分期模型应将CBF变化作为早期生物标志物[132]。ASL的成本相对较低且易于实施，这有利于将其纳入老龄人口长期监测方法中。Wang等人证明了多个不同数据采集点采集ASL的可行性和令人信服的临床效用[133]。

临床评估和解释

对于AD的诊断，需要仔细检查楔前叶和后扣带皮质是否有低灌注[111, 112, 120, 122, 129, 134-137]。此外，双侧顶叶外侧皮质低灌注也可用于AD诊断[135, 137, 138]。这基本上与FDG-PET的发现保持一致，FDG-PET发现这些区域是低代谢的。类似的情况，在MCI[135,139,140]也可以发现，尽管程度较小。然而，需要注意的是MCI也可以观察到过度灌注，特别是在海马、杏仁核和纹状体[139]。

ASL灌注图对AD和MCI的诊断评估中的一个重要缺陷是，事实上楔前叶和后扣带皮质比其他大脑皮层的血流灌注更高[141](图10)。因此，通过定性检查，轻度低灌注可能不会立即出现，因为它不会表现为皮质灌注不足。相反，当这些区域的灌注量接近大脑皮层其他部位的灌注量，而不是明显较高时，这应该被认为是低灌注量，是神经退行性病变的征兆(图11)。显然，定量评估将有助于发现这种微妙的灌注异常，但不幸的是，缺乏参考标准，个体间和个体内的巨大差异，以及量化方面的问题，目前阻碍了这样的评估。

图10 用ASL叠加结构T1w图像的伪彩脑血流图显示，双侧楔前叶和后扣带回皮质(箭头)和后顶叶皮质(箭头)的低灌注与阿尔茨海默病相一致。

图11 阿尔茨海默病(AD)的早期灌注改变。

第一行：基线期ASL叠加结构T1w图像上获取的伪彩脑血流图(CBF)；

第二行：基线和3年后海马水平的冠状面重建。基线时，海马体积正常，但扣带回后部皮质/楔前叶(箭头)的低灌注已提示AD。

需要注意的是，低灌注很容易被忽略，因为没有明显的灌注不足。然而，这一区域的血流灌注应该比皮质的其余部分高得多，而这里的灌注与皮质的其余部分相似。这是不正常的。3年后，与阿尔茨海默病相一致的结构变化，即海马和整体萎缩也变得明显。

神经肿瘤

灌注成像提供了关于血管化和血管增生的有用信息，这直接适用于脑肿瘤的评估。肿瘤的生长需要大量的血液供应。一旦肿瘤组织达到临界值，血管生成就会发生，新血管的特殊功能和结构与肿瘤类型有关[142]。DSC-MRI测量相对脑血容量(CBV)是最常用的方法，而ASL测量CBF在肿瘤的诊断、分级、随访和治疗方面具有类似的价值。

虽然比较用不同技术测定的灌注值可能并不合适[142]，但多项研究似乎表明DSC和ASL的发现十分相关。虽然DSC灌注更广泛地用于评估脑肿瘤，Lehmann等人[143]发现，在3T扫描仪上，pCASL检测胶质瘤、转移瘤和脑膜瘤的准确度与DSC一样高。Järnum等人 [144]报告了各种肿瘤分类的相似相关性。最近，Hirai等人[145]发现ASL测量结果与DSC对胶质瘤局部CBF的定量结果几乎一致，van Westene等人[146]报告了各种颅内肿瘤的ASL和DSC血容量相关性。

治疗前肿瘤分类对于及时有效的干预非常重要。最近的一项研究发现，在区分原发性中枢神经系统淋巴瘤(PCNSL)和胶质母细胞瘤方面，ASL表现与DWI和FDG-PET一样好，能够识别由灌注减少而引起密度更高、血管更少的PCNSL（原发性中枢神经系统淋巴瘤）[147]。该研究表明使用ASL来鉴别肿瘤类型的方法：将已知的组织学特征与灌注测量相关联，以获得其他信息。其他一些研究也说明了这种方法。Noguchi 等人[148]发现，当比较血管母细胞瘤、胶质瘤、脑膜瘤和神经鞘瘤时，由于肿瘤类型的不同血管密度不同，ASL定量的肿瘤灌注在统计学上有显著差异。3T PASL已被用于鉴别血管母细胞瘤和转移性肿瘤，这是成年人后颅窝肿瘤的主要鉴别诊断[149]。最近，PASL在区分毛细胞性星形细胞瘤和毛细胞性星形细胞瘤方面显示出很高的准确性[150]。这对做出治疗决定是至关重要的。

肿瘤分级是另一个重要的治疗信息，部分取决于血管增生的程度。在CASL[151, 152]和PASL[153-156]灌注定量的基础上，可以区分高级别和低级别胶质瘤。ASL测量的相对CBF与DSC测量的相对CBV相关[157]。一般来说，高级别肿瘤的CBF高于平均水平，而低级别肿瘤的CBF低于平均水平[153]。

通过灌注成像对肿瘤的随访可以极大地帮助治疗效果分析。成人低级别肿瘤经历恶性转化，其特征是从无血管性肿瘤转变为血管性肿瘤，称为血管生成开关。这一点还有待ASL来衡量。高级别肿瘤的血流灌注可以在治疗前后用ASL测量，以评估反应和进展。这在抗血管生成治疗方面很有用：在一例复发性胶质母细胞瘤患者的治疗报告中，ASL在常规MRI显示肿瘤进程之前就显示了肿瘤进程[158]。此外，据报道，ASL在区分放疗引起的坏死和高级别胶质瘤复发(敏感性>90%)方面比DSC更有效[159]。

临床评估和解释

ASL还没有被普遍应用于脑肿瘤的评估和诊断中，可能是因为造影剂一般用于该疾病诊断。因此，ASL作为一种非侵入性技术经常被认为是无关紧要的，但这并不总是合理的。特别是在儿科、化疗后静脉通路困难的患者以及肾功能不全的患者中，无外源性造影剂的非侵入性技术可能是首选。ASL的一个明显优势是CBF定量不受血脑屏障被破坏时T1和T2泄漏效应的影响，这是对比增强灌注技术的主要问题所在。此外，根据所使用的读出序列，磁化率伪影不一定是ASL的问题。尽管定量的阈值还没有广泛确立，脑肿瘤的CBF评估与对比剂增强灌注技术没有什么不同。

注意事项和限制

质量控制

与其他任何影像检查一样，在临床评估之前，质量控制是必不可少的。常见的伪影包括运动、信号丢失、失真、亮点和标记失败[160]。运动伪影可能表现为环形或曲线，并可能导致伪影的CBF值偏高或偏低(图12)。信号丢失和失真是由基于EPI读出序列的磁化率现象引起的。这些通常发生在空气-组织交界处，例如靠近额窦或颞骨乳突部。金属外科材料和出血是此类伪影的另一个来源。由于残留的血管信号，亮点是非常高灌注的随机团块。请注意，作为急性缺血性卒中的慢血流特征，如上所述的伪影实际上具有诊断价值。标记失败的血液，例如由于局部磁化率伪影，导致整个受影响的血管区域明显缺乏灌注(图7)。最后，绝对不要在使用基于钆的造影剂后获得ASL，因为由此导致的T1缩短对标记是有害的(图13)。请注意，在对比剂注射后的几天内，这种影响是明显的。

图12 带有严重运动伪影的伪彩CBF图(a)。可以将原图像(b，c)上线性和螺旋图案理解为伪影。

图13 造影剂给药后采集ASL(a)。虽然后处理软件将提供“CBF”图(b)，但源图像(c)明显显示的是无任何信号的随机噪声。

混淆因素(Confounds)

脑灌注是高度动态的，会受到许多因素的影响[161]。一些影响因素可能会产生长期的全局和局部灌注适应。这些因素包括：遗传、认知能力[162]、人格特质[163]、锻炼[164]和年龄[165]。其他因素的可变性要大得多，由检测时候的状态而定，包括情绪[166]、血气[167]、营养[168]、压力[169]和药物使用。一些因素诱发的灌注变化是全局性的，与血管紧张有关，而一些局部变化是精神药物对大脑影响的结果。在解释灌注值时，理想情况下应该考虑这种差异。生理、精神状态和非新陈代谢相关因素引起的一些变化可能会混淆与疾病状态相关的解释，因为这些变化是在相同的区域，并且具有类似的幅度。尤其是早期异常可能被调节剂和其他影响因素引入的噪声所掩盖。因此，我们建议对脑灌注的研究要使用问卷来询问可能的噪声。这些信息可以用来了解灌注改变的原因。在可能的情况下，可以通过测量调节剂(例如血气和红细胞压积)对定量结果进行校正。在进行灌注测量时使用标准操作程序也是必要的，以减少例如一天中的测量时间、觉醒/意识、饱腹感、急性物质使用和某些处方药使用等因素的影响。例如，在测量血流灌注之前喝咖啡或抽烟对全脑和局部血流量化都有重大影响[170,171]。

儿童群体

如前所述，ASL成像在儿童群体中特别有效。非侵入性成像避免了注射造影剂引起的伦理争议。儿童有更高的基线脑血流信号，会产生更好的信噪比[4]。重复测量(其准确性已被实验证明)在儿童神经发育研究[172]和高危新生儿的持续监测中很有用，特别是在试图确定与发育过程中脑损伤有关的因素时[173]。虽然ASL在癫痫、肿瘤和其他神经疾病中的应用还没有在儿童人群中得到充分的评估，但同样的原则也是适用的。研究表明，ASL在评估与镰状细胞疾病相关的血流灌注变化方面是有用的，镰状细胞疾病是儿童中风最常见的原因[174]。然而，必须注意不要高估CBF异常。由于大多数ASL研究都是在成年人群中进行的，因此有时必须针对具有不同平均生理参数的年轻人群优化序列[175]。

定量

ASL量化CBF的能力是其相对于增强MR灌注技术的主要优势。CBF的定量评估可能允许使用阈值或参考值，从而有助于更客观地区分健康和疾病状况。与定性评估相比，这种评估对用户和经验的依赖程度较低，对细微变化的敏感度更高。

CBF通常根据(p)CASL[21]的以下公式进行量化：

λ是指全脑分配系数，α是标记效率，Mc是对照像，Ml是标记像，MPD是质子密度加权图的信号强度。这用于使整体信号强度标准化，该信号强度可能会由于几个混杂因素(如硬件和患者变异性在全脑范围内影响信号)有所不同。有关如何获得MPD的建议可在Alsop等人研究中查看[16]。乘以6000，是要将CBF值最终以标准单位表示，从ml/g/s换算到ml/100g/min。虽然许多参数都可以估计，但一般使用固定值，表明量化仍部分基于假设。一般标准值如下：λ=0.9ml/g [176]，3T机器中T1Blood=1650ms[177]，1.5T机器中 T1Blood=1350ms[178]，pCASL中α=0.85[179]，PASL中α=0.98[180]。

影响CBF定量评估的一个重要因素是部分容积效应，这与ASL的体素大小是3D T1像的好几倍(图14)。因此，ASL大多数体素包含组织和/或脑脊液的组合。不同的组织具有显著不同的灌注特性。白质的血流灌注约为灰质的一半，同时T1较短，动脉到达时间较长。当体素包含的灰质相对较少，平均脑血流量较低，在萎缩部位部分容积效应变得更加关键。通过使用称为部分容积校正的后处理技术来消除部分容积效应的影响[181]。

图14 不使用(a)和使用(b)CBF图叠加T1加权图像的放大高分辨率矢状图。伪彩ASL图同时包括灰质、白质和脑脊液，说明了部分容积效应。部分容积效应可以通过使用称为部分容积校正的后处理技术来处理[181]

新兴应用和技术

对于上面讨论的神经疾病，目前最先进的pCASL成像已经准备用于临床。ASL灌注成像有更多的潜在应用价值，但这些应用或多或少仍处于评估阶段。这些疾病包括神经退行性疾病，如帕金森氏症[182,183]和亨廷顿病[184,185]，多发性硬化症[186-188]，癫痫和精神疾病。下面我们描述后两个疾病。

关于与ASL相关技术的发展，我们已谈到高场强成像的意义和问题。超高场强(7T或更高)使得长PLD(长达6s)变得可行，进而极大地提高ASL显示延迟血流和侧支血液循环的能力[35,189]。这也为在相对低灌注区域(如白质和动脉交界区)更准确地测量脑血流量提供了可能。在高场强下，通过改善空间分辨率减少部分容积效应，CBF的量化得到进一步改善[190]。从3T到7T[191]，信噪比大约是原来的4倍。高信噪比反过来又允许以更高的空间分辨率(1-2-mm2平面分辨率)进行成像[191]。在多PLD进行成像时，有效地将到达时间映射和量化到组织中[51,192,193]，这也是超高场强的好处，因为该技术目前受限于低信噪比、在具有严重延迟的区域中存在持续不准确性以及CBF非线性拟合对动力学模型的挑战 [21]。

我们在这里描述的另一项技术的发展--区域动脉自选标记，它在脑血管疾病的功能评估方面具有巨大的潜力。

虽然对新兴应用和技术方面的研究很有趣，并显示出一些结果，但仍需要适当的临床评估来评估它们的真正价值和有效性，进一步的研究是有必要的。

癫痫

在癫痫的评估中，SPECT和PET被用来测量发作期和发作间期的血流，以定位致病活动，结果表明发作期血流灌注增加和癫痫发作后血流灌注减少[194]。然而，核医学技术较贵，也可能是不允许的。ASL可以通过快速识别潜在的灌注不对称或排除中风等原因来潜在辅助临床诊断。非侵入性测量可以重复进行，以评估随血流量时间的变化，特别是对治疗的反应。实验[195]和临床[196]都证实，反复发作可导致慢性癫痫，人们认为神经炎症和癫痫诱发的血管改变有助于癫痫的发生[197]，因此需要用灌注成像来研究这些改变。

一些研究在部分性癫痫病例中采用发作间期[198-200]和间歇期[201,202]PASL测量。ASL、PET和电生理数据在难治性癫痫[203]和结节性硬化症[204]发作间期低灌注的患者中显示出相关性。PASL在识别致痫灶定位方面也优于PET和电位成像技术[205]，表明PASL在指导颅内电极放置方面的诊断价值和潜在作用。最近的工作证明了在检测癫痫相关的灌注不对称方面PASL和DSC具有可比性[206]。

发作期ASL测量仅在少数研究中报道，因为癫痫发作必须在扫描过程中碰巧发生。1例患者在PASL采集过程中出现复杂的部分性发作，表现为典型发作灶的发作性高灌注，这一发现在发作间歇期并不存在[207]。这符合癫痫的潜在病理生理机制；过度激活需要增加血液流量来输送葡萄糖和氧气。Oishi等人[208]捕获患者在部分性癫痫持续状态期间和之后的PASL图像。和以上结论一致，该病例在癫痫发作期间致痫区域明显的高灌注，一旦癫痫发作停止，与未受影响的大脑半球相比灌注降低。最后，Kanzawa等人的研究中，结合ASL和DWI区分非抽搐部分性癫痫持续状态和中风是十分有用的，因为EEG未捕捉到非惊厥性部分性癫痫持续状态和中风的发作性放电，结合ASL和DWI能够提供适当的治疗和症状的缓解[209]。

发作间期灌注的图像比单独发作间期的图像能够提供更好的信息[210]。由于发作期SPECT仅取决于注射时间，而发作期ASL需要同时扫描，但与脑电图不兼容，因此目前常规使用ASL仅限于发作间病灶的定侧。血流灌注定量可以为导致癫痫的病变区域提供支持，如皮质发育不良[211]。此类病变的识别对于术前计划和手术结果至关重要。

精神疾病

ASL在探索临床精神疾病的神经生物学和解剖学相关性方面的应用正在进步。人们认为脑微血管异常可能在某些精神疾病中起作用，其机制尚不清楚[212]，但局部脑血流量的变化通常归因于继发于精神疾病或其治疗的神经元活动和能量需求的变化。

在一些ASL研究中，患者和健康对照组之间的CBF差异已经确定。与健康对照组相比，慢性难治性抑郁症患者在病理相关的前扣带皮层区域显示出相关的灌注异常[213]。青少年抑郁症似乎影响执行、情感和运动网络的局部CBF测量[214]。晚年抑郁与大脑白质CBF升高有关[215]。精神分裂症与前额叶皮质灌注不足有关[216-218]，此外还有其他脑区复杂的灌注改变。与健康对照组相比，边缘性人格障碍与内侧眶前叶皮质CBF减少和外侧眶前叶皮质CBF增加有关[219]。

ASL也可用于评估治疗。局部CBF测量已被证明可以预测抑郁症[220]和精神分裂症[221]患者对重复经颅磁刺激的反应，这预示着个体化治疗的潜力。分离药物对健康受试者脑灌注影响的研究，可以更好地了解药物在精神疾病中的应用，而在精神疾病中，区域灌注的变化会使这种评估复杂化[222-224]。

区域动脉自选标记（Territorial ASL）

区域动脉自选标记是指从特定血管区域提供灌注测量的ASL方法(图15)。最初基于PASL序列的方法，允许从颈内动脉(ICA)和后动脉区分离两个灌注区域中的大部分，而不区分ACA和MCA区域或左右椎动脉[225]。基于pCASL的更多方法，允许更精细地评估来自较小动脉的灌注区域，但需要注意的是，单独测量ACA和MCA需要对Willis环远端组织进行灌注成像，因此无法绘制出全脑灌注图[226]。对区域动脉自选标记方法的回顾，读者可直接查看Hartkamp等人的研究[227]。区域动脉自选标记已被用于许多亚急性卒中的研究，并提供了有关偏侧性病变潜在病理的更多信息。特别是，研究表明，在大约10%的皮质病变患者中，仅对解剖位置的评估会导致对梗死所在灌注区域的错误分类。血管区域灌注图可以纠正这一点[82]。区域动脉自选标记的另一个潜在应用是在狭窄闭塞性疾病，可以获得有关受影响血管的灌注区域的信息和对脑血管储备能力的评估。

图15 根据右侧颈内动脉(ICA，红框)和基底动脉(蓝框)的Willis环MR血管造影，区域ASL的选择性标记平面。左侧ICA的标记平面未显示，因为该血管被阻塞且未获得任何信号。b. 区域ASL的伪彩图，显示a所示颅内动脉灌注的脑组织分布情况。左侧颈内动脉闭塞患者双侧大脑前动脉和大脑中动脉区域由右侧颈内动脉供血(红色)。枕叶和顶叶的内侧由基底动脉供应(蓝色)。

总结

ASL现在可以在所有主要供应商的MRI系统上商业化使用，并且越来越多地在临床中实践。非侵入性和定量性使ASL对脆弱的患者群体特别有用，如老年人、儿童、静脉通路困难的肿瘤患者和肾功能不全患者。目前有足够的证据支持其在痴呆症、神经肿瘤学和脑血管病的临床应用，在改善和早期诊断方面具有明显的优势。随着目前在神经和精神疾病其他领域的巨大研究努力，可以预期在不久的将来会出现更多的临床适应症。