超選択的擬似連続動脈スピン標識を使用した脳循環における領土灌流マッピングのための実用的な考慮事項

目的：このペーパーでは、大脳循環の領土灌流を定量化するために使用される、超選択的な擬似連続動脈スピン標識が直面するいくつかの課題について説明します。オフレノランス、拍動性、血管の動き、およびラベル回転スキームの影響を調査し、ラベル付けの効率と全体的な画質を最大化する方法を評価します。個々の血管の領土灌流分数を計算する戦略が提案されています。 方法：標識効率に対するオフレノナンス、ラベル回転スキーム、および血管の動きの効果をシミュレートしました。10人の被験者のグループで、2つのオフレノランス補償戦略（多相症候群、フィールドマップ）、心臓トリガー、および血管の動きがin vivoで研究されました。その後、平均血管標識効率に基づいて、2人の被験者で領土灌流分数マップが取得されました。 結果：多相キャリブレーションは、補償されていない取得と比較して、最高の標識効率（p = .002）に続いてフィールドマップ補償（p = .037）を提供しました。心臓のトリガーにより、画像が定性的に改善され、灌流領域と周囲の組織との間のシグナルコントラストが増加しましたが（p = .010）、時間的および空間的SNRの有意な変化を示すことができませんでした。一定の時計回りのラベル回転スキームは、最高の標識効率をもたらしました。有意な容器の動き（シミュレーションに応じて> 2 mm）が被験者の50％で観察されました。測定された領土灌流画分は、解剖学的データと良好な一致を示しました。 結論：最適化された標識効率により、領土灌流分数マップの画質と精度が向上しました。ラベル付けの効率は、発音のキャリブレーション、心臓トリガー、最適なラベル回転スキーム、および船舶の位置追跡に大きく依存します。

PURPOSE: This paper discusses several challenges faced by super-selective pseudo-continuous arterial spin labeling, which is used to quantify territorial perfusion in the cerebral circulation. The effects of off-resonance, pulsatility, vessel movement, and label rotation scheme are investigated, and methods to maximize labeling efficiency and overall image quality are evaluated. A strategy to calculate the territorial perfusion fractions of individual vessels is proposed. METHODS: The effects of off-resonance, label rotation scheme, and vessel movement on labeling efficiency were simulated. Two off-resonance compensation strategies (multiphase prescan, field map), cardiac triggering, and vessel movement were studied in vivo in a group of 10 subjects. Subsequently, a territorial perfusion fraction map was acquired in 2 subjects based on the mean vessel labeling efficiency. RESULTS: Multiphase calibration provided the highest labeling efficiency (P = .002) followed by the field map compensation (P = .037) compared with the uncompensated acquisition. Cardiac triggering resulted in a qualitative improvement of the image and an increase in signal contrast between the perfusion territory and the surrounding tissue (P = .010) but failed to show a significant change in temporal and spatial SNR. The constant clockwise label rotation scheme yielded the highest labeling efficiency. Significant vessel movement (>2 mm according to simulations) was observed in 50% of subjects. The measured territorial perfusion fractions showed good agreement with anatomical data. CONCLUSION: Optimized labeling efficiency resulted in increased image quality and accuracy of territorial perfusion fraction maps. Labeling efficiency depends critically on off-resonance calibration, cardiac triggering, optimal label rotation scheme, and vessel location tracking.