磁共振动脉自旋标记
磁共振动脉旋标记，通常简称为ASL，是一种无创、无需注射外源性对比剂的磁共振成像技术。它利用动脉血中的水分子作为内源性示踪剂，来定量测量组织血流量。
第一步：理解其核心物理基础——动脉血作为内源性示踪剂
ASL技术的基石是将流入目标组织（如脑部）的动脉血液中的水分子进行磁化标记。在磁共振成像中，氢质子（水分子中的质子）的磁化状态可以被射频脉冲操控。ASL技术正是通过对颈部或心脏附近大动脉中的血液质子施加一个特殊的“标记”脉冲，暂时改变其磁化状态，使其与周围静止组织的磁化状态产生差别。经过一个短暂的延迟时间，这些被标记的血液流入脑部毛细血管床并参与组织灌注。通过测量标记血液到达前后组织信号的细微差别，就可以计算出脑血流量。
第二步：掌握两种主要的标记方法
ASL主要分为连续式ASL和脉冲式ASL两大类。
- 连续式ASL：在血液流入目标组织的上游，对一个较宽的标签平面施加持续的射频脉冲，长时间、连续地“标记”流过的动脉血。这种方法信噪比较高，但对硬件要求苛刻，磁转移效应明显。
- 脉冲式ASL：使用一个短促的射频脉冲，瞬间标记一个较厚“血柱”内的所有动脉血。这是目前临床和科研中最主流的方法，尤其是其一种优化变体——伪连续式ASL，它结合了连续式ASL高标记效率和脉冲式ASL低能量沉积的优点。
第三步：认识关键的成像过程与对比生成
一次完整的ASL测量需要采集两幅图像：标记像和控制像。
- 标记像：动脉血被反转磁化后采集的图像。
- 控制像：动脉血未被反转（或处于另一种磁化状态）时采集的图像，其他成像参数与标记像完全相同。
将这两幅图像进行减影，静止组织的信号被完全抵消，剩下的微弱信号差（通常只有原始信号的1%左右）就完全来源于已标记并流入组织的动脉血。这个差值图像就是灌注加权图像。
第四步：从信号到定量——脑血流量的计算
ASL的最终目标是获得定量的脑血流量图，单位是毫升/100克组织/分钟。计算需要基于一个数学模型（动力学模型），主要考虑以下参数：标记后延迟时间（标记血液到达组织所需时间）、血液的T1弛豫时间（标记信号的衰减）、标记效率以及动脉血流入组织的速率。通过将测得的信号差值代入模型公式，即可逐像素计算出绝对的CBF值。这使得不同时间、不同个体甚至不同研究中心之间的数据可以进行比较。
第五步：了解其在临床与研究中的应用及局限
ASL主要用于神经系统。
- 临床应用：诊断和评估脑血管疾病（如烟雾病、动静脉畸形）、检测痴呆症（如阿尔茨海默病）中的脑灌注异常、辅助脑肿瘤分级（高级别肿瘤通常血供更丰富）以及癫痫灶定位。
- 研究应用：认知神经科学研究脑区活动与血流耦合，药物开发中评估药效。
- 主要优势：完全无创、可重复性好、提供绝对定量值。
- 主要局限：固有信噪比较低，扫描时间相对较长；对运动敏感；对慢血流或标记后延迟时间长的区域（如慢性缺血区）测量不准。
第六步：关注当前的技术发展趋势
为克服局限，ASL技术正朝着多延迟采集、背景抑制（压制静止组织信号以提高对比度）、与高分辨率结构像同步采集以及三维快速读出的方向发展。同时，将其与其它MRI序列（如血管成像、BOLD-fMRI）进行多模态融合，能更全面地评估脑组织的结构与功能。