Comparison of selective arterial spin labeling using 1D and 2D tagging RF pulses

• Published in: Zeitschrift für medizinische Physik 2011-01, Vol.21 (1), p.26-32
• Main Authors: Konstandin, Simon, Heiler, Patrick M., Scharf, Johann, Schad, Lothar R.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: 2DRF pulse; Angiography, Digital Subtraction; Anterior Cerebral Artery; Brain - blood supply; brain perfusion; Carotid Artery, Internal; Carotid Stenosis - physiopathology; Carotid Stenosis - surgery; Cerebral Angiography - methods; Cerebral Revascularization; Dominance, Cerebral - physiology; extra-intracranial bypass; Fourier Analysis; Humans; Image Interpretation, Computer-Assisted - methods; internal carotid artery; Magnetic Resonance Angiography - methods; Middle Cerebral Artery; Normal Distribution; Phantoms, Imaging; Regional Blood Flow - physiology; selective arterial spin labeling; Selektives Arterial-Spin-Labeling, Hirnperfusion, 2DHF-Puls, innere Karotisarterie, extra-intrakranieller Bypass; Software; Spin Labels; Whole Body Imaging
• ISSN: 0939-3889; 1876-4436
• DOI: 10.1016/j.zemedi.2010.06.003

Generic arterial spin labeling (ASL) techniques label all brain feeding arteries. In this work, we used two different selective ASL (SASL) methods to show the perfusion of one single artery. A slice selective inversion of an area including the desired vessel was compared to a multidimensional RF pulse with Gaussian profile to label only the artery of interest. Perfusion images with a resolution of 2 x 2 x 5 mm 3 are shown that were acquired after tagging only the internal carotid artery of healthy volunteers. In addition, both techniques were applied to a patient with an extra-intracranial bypass to illustrate its perfusion territory. These perfusion images are consistent with a standard angiography. SASL imaging with a resolution of 2 x 2 x 5 mm 3 is possible in a total scan time of 5 min. The presented MR techniques may in part replace the assessment of revascularization success by conventional angiography. In der klinischen Routine tragen bei der “Arterial-Spin-Labeling”-Methode üblicherweise alle hirnversorgenden Arterien zur gemessenen Hirnperfusion bei. In dieser Arbeit werden zwei verschiedene Ansätze verwendet, um selektiv einzelne Arterien zu markieren. Eine schicht-selektive Inversion einer Region, in der sich bestenfalls nur die erwünschte Arterie befindet, wird mit einem mehrdimensionalen, gaußförmigen Markierungspuls verglichen. Es werden Perfusionsmessungen mit einer Auflösung von 2 x 2  x 5 mm 3 gezeigt, wobei die innere Karotisarterie gesunder Probanden markiert wurde. Außerdem wurden beide Techniken an einem Patienten mit extra-intrakraniellem Bypass angewandt, um dessen Perfusionsgebiete zu bestimmen. Diese Ergebnisse stimmten sehr gut mit einer Standard-Angiographie überein. Es wird gezeigt, dass eine Auflösung von 2 x 2 x 5 mm 3 in einer Messzeit von 5 Minuten erreicht werden kann und dass die hier gezeigten Techniken in Zukunft teilweise die gewöhnliche Angiographie ersetzen könnten.