Robust dual-module velocity-selective arterial spin labeling (dm-VSASL) with velocity-selective saturation and inversion.
Robust dual-module velocity-selective arterial spin labeling (dm-VSASL) with velocity-selective saturation and inversion.
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具有速度选择性饱和度和反转的稳健双模型速度选择性动脉自旋标记（DM-VSASL）。
DOI：
10.1002/mrm.29513
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发表时间：
2023-03
影响因子：
3.3
通讯作者：
Guo, Jia
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Guo, Jia
关键词：
与传统的动脉自旋标记 (ASL) 方法相比，速度选择性 ASL (VSASL) 对涡流、扩散衰减和运动的伪影更敏感。背景抑制 (BS) 在 VSASL 中通常不是最佳的，尤其是在 CSF 中。结果，VSASL 的时间信噪比（tSNR）和量化精度受到损害，尽管其具有对延迟不敏感的优势，但仍阻碍了其应用。开发了一种新颖的双模块 VSASL (dm-VSASL) 策略，以在标签/控制图像采集中通过更平衡的梯度配置来提高 SNR 效率和 tSNR。该策略适用于 VS 饱和 (VSS) 和 VS 反转 (VSI) 标记。使用脉冲 ASL 作为参考，在模拟和体内实验中将 dm-VSASL 方案与单模块标记和先前开发的多模块方案的 SNR 性能、BS 功效和对伪影的敏感性进行比较。 Dm-VSASL 能够在脑组织（尤其是 CSF）中实现更稳健的标记和高效的 BS，从而显着减少伪影并提高 tSNR。与单模块标记相比，dm-VSASL 显着提高了灰色物质（dm-VSS 和 dm-VSI 分别提高了 90.8% 和 94.9%，P < 0.001）和白色物质（dm-VSS 和 dm-VSI 分别提高了 41.5% 和 55.1%，P < 0.002）的 tSNR。 Dm-VSI 还将 VSI 的 SNR 提高了 5.4% (P = 0.018)。 Dm-VSASL 可以显着提高 VS 标记的稳健性、减少伪影并实现高效的 BS。当与 VSI 一起实施时，它可提供 VSASL 方法中最高的 SNR 效率。 Dm-VSASL 是一种强大的 ASL 方法，可实现稳健、准确且对延迟不敏感的灌注映射。
Compared to conventional arterial spin labeling (ASL) methods, velocity-selective ASL (VSASL) is more sensitive to artefacts from eddy currents, diffusion attenuation and motion. Background suppression (BS) is typically suboptimal in VSASL, especially of CSF. As a result, the temporal SNR (tSNR) and quantification accuracy of VSASL are compromised, hindering its application despite its advantage of being delay-insensitive. A novel dual-module VSASL (dm-VSASL) strategy is developed to improve the SNR efficiency and the tSNR with a more balanced gradient configuration in the label/control image acquisition. This strategy applies for both VS saturation (VSS) and VS inversion (VSI) labeling. The dm-VSASL schemes were compared with single-module labeling and a previously developed multi-module schemes for the SNR performance, BS efficacy and sensitivity to artefacts in simulation and in vivo experiments, using pulsed ASL as the reference. Dm-VSASL enabled more robust labeling and efficient BS across brain tissues, especially of CSF, resulting in significantly reduced artefacts and improved tSNR. Compared to single-module labeling, dm-VSASL significantly improved the tSNR in gray (by 90.8% and 94.9% for dm-VSS and dm-VSI, respectively, P < 0.001) and white (by 41.5% and 55.1% for dm-VSS and dm-VSI, respectively, P < 0.002) matter. Dm-VSI also improved the SNR of VSI by 5.4% (P = 0.018). Dm-VSASL can significantly improve the robustness of VS labeling, reduce artefacts, and allow efficient BS. When implemented with VSI, it provides the highest SNR efficiency among VSASL methods. Dm-VSASL is a powerful ASL method for robust, accurate and delay-insensitive perfusion mapping.
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