Бесконтрастная ASL-перфузия
Артериальная спиновая маркировка (ASL) представляет собой передовой метод магнитно-резонансной (МР) перфузии, который позволяет измерять мозговой кровоток без необходимости введения контрастных агентов. В отличие от других методов перфузии, таких как DSC (динамическая контрастная перфузия) и DCE (динамическое контрастное усиление), ASL использует воду с магнитной меткой в качестве свободно диффундирующего индикатора. Это делает метод безопасным и пригодным для широкого круга пациентов, включая детей и лиц с почечной недостаточностью.
Принцип работы ASL
Артериальная спиновая маркировка (ASL) – это безконтрастный метод магнитно-резонансной перфузии, который измеряет мозговой кровоток с использованием воды с магнитной меткой в качестве индикатора. Этот метод базируется на получении двух видов изображений: размеченного (label) и контрольного (control), что позволяет выделить сигналы, соответствующие мозговому кровотоку, путем вычитания одного изображения из другого. Вот подробное объяснение принципа работы ASL:
1. Маркировка артериального кровотока
В ASL используется радиочастотный импульс, который маркирует артериальный кровоток. Этот импульс насыщает протоны воды в артериальной крови, создавая инверсные метки. Протоны воды в крови получают намагниченность, которая отличается от намагниченности тканей мозга.
2. Доставка маркированной крови к мозгу
После маркировки артериальный кровоток переносит намагниченные протоны воды к тканям мозга. В течение определенного времени, называемого постмаркировочным интервалом (PLD, post label delay), маркированные протоны переносятся к капиллярам и взаимодействуют с тканью мозга.
3. Взаимодействие маркированных спинов с тканью
Когда маркированная кровь достигает тканей мозга, инвертированные протоны взаимодействуют с тканевыми протонами, изменяя магнитный сигнал, который можно зарегистрировать с помощью МРТ. Это взаимодействие уменьшает сигнал от ткани, создавая изображение, где видна перфузия.
4. Получение контрольного изображения
Контрольное изображение создается без применения радиочастотного импульса для маркировки крови. Это изображение отражает исходный сигнал от тканей мозга без влияния маркированных протонов.
5. Вычитание изображений
Для получения данных о мозговом кровотоке из размеченного и контрольного изображений производится вычитание. Поскольку сигналы от статических тканей идентичны в обоих изображениях, вычитание устраняет эти сигналы, оставляя только сигналы от намагниченной крови. Оставшийся сигнал является линейным показателем перфузии и пропорционален мозговому кровотоку.
Основные показатели перфузии
ASL позволяет измерить несколько ключевых параметров мозгового кровотока:
- CBV (cerebral blood volume) – объем мозгового кровотока
- CBF (cerebral blood flow) – объемная скорость кровотока
- MTT (mean transit time) – среднее время циркуляции
Формула, связывающая эти параметры: CBV = CBF × MTT
Средние нормативные значения для серого и белого вещества мозга:
Серое вещество | Белое вещество | |
CBF (мл/100г/ мин) | 60-80 | 20-30 |
CBV (мл/100г) | 4-6 | 2-4 |
MTT (с) | 4-6 | 5-6 |
Важно 3D ASL собирает данные только в аксиальной полости и возможно оценить только параметр CBF
Особенности и спецификации последовательности
ASL-секвенция обладает следующими особенностями:
PLD (post label delay): значение зависит от возраста и состояния пациента. Стандартные настройки:
- Дети и подростки: 1-1,5 с
- Взрослые: 1,5-2,0 с
- Пожилые пациенты или пациенты с инсультом: 2,5-3,0 с
Число срезов: не более 34, при необходимости увеличения зоны сканирования возможно увеличение толщины срезов или исключение зон, не входящих в область интереса.
TE: максимально короткий.
TR: > 3000 мс.
TI: достаточно длинный, чтобы дать меченым протонам время для достижения капилляров, но достаточно короткий, чтобы избежать избыточной релаксации меченых протонов.
Области применения
Артериальная спиновая маркировка (ASL) широко применяется для оценки различных патологий головного мозга. Одной из основных областей применения является дифференциальная диагностика объемных образований головного мозга, что позволяет уточнять опухолевые процессы и мониторить эффективность проводимой терапии. ASL также используется при сосудистых заболеваниях головного мозга, таких как ишемия, кровоизлияния и стенозы, обеспечивая точное измерение мозгового кровотока и выявление патологий. Важной областью применения является нейродегенеративные заболевания, где ASL включается в эпилептологический протокол для диагностики и оценки состояния пациентов. В педиатрии этот метод особенно ценен, так как он не требует использования радиоактивных индикаторов, делая его безопасным для детей. Кроме того, ASL является безопасным методом для пациентов с нарушением функции почек, так как отсутствие контрастного агента снижает риск осложнений. Метод также подходит для пациентов, которым необходимо повторное динамическое наблюдение, благодаря своей безопасности и возможности многократного использования.
Преимущества ASL
ASL-перфузия обладает рядом преимуществ, которые делают её ценным инструментом в диагностике и мониторинге патологий головного мозга. Прежде всего, это безопасность: отсутствие необходимости в контрастных агентах минимизирует риск аллергических реакций и почечных осложнений, что особенно важно для пациентов с хроническими заболеваниями. Возможность многократного использования метода без вреда для пациента позволяет проводить частые исследования для динамического наблюдения за состоянием больного. Широкий диапазон применения ASL делает его эффективным как для оценки острых состояний, так и для мониторинга хронических заболеваний, что значительно расширяет возможности клинической диагностики и лечения.
Заключение
Артериальная спиновая маркировка (ASL) представляет собой надежный и безопасный метод измерения мозгового кровотока. Его применение позволяет получать важную диагностическую информацию без необходимости введения контрастных веществ, что делает его предпочтительным выбором для широкого круга пациентов, включая детей и лиц с почечной недостаточностью. Точность и безопасность ASL делают его неотъемлемым инструментом в современной нейровизуализации.