Principe arterial spin labeling, marquage des spins artériels
- Le sang artériel est marqué magnétiquement (inversé) au cou, puis le cerveau est imagé après un délai (PLD, post-labeling delay). Image marquée et image contrôle sont soustraites : la différence (≈ 1 % du signal) est proportionnelle au débit sanguin cérébral (CBF). Nombreuses paires moyennées ; image M0 pour la quantification.
- Traceur endogène, diffusible, de « demi-vie » égale au T1 du sang (≈ 1,65 s à 3 T) : pas d'injection, examen répétable, utilisable chez l'enfant, pendant la grossesse, en insuffisance rénale.
| pCASL | Pseudo-continu : train d'impulsions sur un plan de marquage au cou pendant 1,5 à 2 s. Meilleur rapport signal/bruit : méthode recommandée (consensus 2015). |
|---|---|
| PASL | Pulsé : inversion d'un bloc épais sous le volume imagé (PICORE, Q2TIPS) ou inversions alternées sélective et non sélective (FAIR). Marquage bref, moins de signal. |
| Multi-délais | Plusieurs PLD : estime le temps de transit artériel (ATT) et corrige le CBF des régions à transit long. |
| Sélectif d'un territoire | Marquage d'une seule artère (carotide, vertébrale) : cartographie des territoires, collatérales, artères nourricières d'une malformation. |
| Sélectif en vitesse (VSASL) | Marque le sang au-delà d'une vitesse, près du tissu : peu sensible au transit. Encore peu diffusé. |
Paramètres recommandés consensus ISMRM et ASL in dementia (Alsop 2015)
| Marquage | pCASL, durée 1 800 ms. Plan perpendiculaire aux carotides internes et aux vertébrales là où elles sont droites (en général sous la base du crâne), hors boucle, sténose ou stent. |
|---|---|
| PLD | 1 800 ms adulte sain < 70 ans · 2 000 ms adulte > 70 ans et patients adultes · 1 500 ms enfant · 2 000 ms nouveau-né. Plus long, ou multi-délais, si le transit est lent (sténose, moyamoya, sujet âgé). |
| Lecture | 3D segmentée (GRASE ou spirale), suppression du fond, sans écrasement des flux vasculaires ; résolution ≈ 3–4 mm dans le plan, coupes de 4 à 8 mm ; 4 à 5 minutes. |
| Quantification | Modèle à un compartiment, image M0 ; λ = 0,9 mL/g ; efficacité de marquage α = 0,85 (pCASL), 0,98 (PASL) ; T1 du sang 1 650 ms à 3 T (1 350 ms à 1,5 T). |
| Ordre | Avant le gadolinium : le contraste raccourcit le T1 du sang et diminue le signal. |
CBF (mL/100 g/min) = 6 000 · λ · ΔM · ePLD/T1s / [ 2 · α · T1s · M0 · (1 − e−τ/T1s) ] · ΔM = contrôle − marquée, τ = durée du marquage, T1s = T1 du sang
Facteurs physiologiques
- Augmentent le CBF : hypercapnie (apnée, sédation par inhalation), anémie (et T1 du sang modifié), fièvre, hyperthyroïdie, acétazolamide, activité (yeux ouverts : cortex visuel), crise.
- Diminuent : hypocapnie (hyperventilation), caféine, propofol et sédatifs intraveineux, âge ; atrophie (effet de volume partiel).
Cartes produites
- CBF quantitative (mL/100 g/min), en gris ou en couleurs : toujours la même échelle d'un examen à l'autre.
- Image pondérée perfusion brute (ΔM) : y chercher les artefacts de transit et un signal veineux.
- ATT (multi-délais) : transit allongé = sténose, collatérales.
- Valeurs relatives : rapport à une région de référence (cortex controlatéral, cervelet), plus robuste que la valeur absolue (rCBF ; rTBF pour une tumeur).
ASL ou DSC ?
| ASL | Sans injection, répétable, CBF absolu ; indépendante de la barrière hémato-encéphalique (tumeurs rehaussées, lésions extra-axiales). Mais signal faible, sensible au transit et au mouvement, ni CBV ni MTT, seuils moins validés. |
|---|---|
| DSC (gadolinium) | rCBV, référence pour les gliomes, bon signal. Faussée par la fuite de contraste (correction nécessaire) et la susceptibilité (sang, métal, base du crâne). |
Dans les gliomes, le CBF en ASL et le rCBV en DSC varient dans le même sens : une hyperperfusion ASL se lit comme un rCBV élevé.
Valeurs normales ordres de grandeur, variables selon la machine
| Substance grise | ≈ 40–60 mL/100 g/min chez l'adulte ; un peu plus élevé chez la femme, baisse avec l'âge. |
|---|---|
| Substance blanche | ≈ 20–25 ; mesure peu fiable en ASL (transit long, signal faible). |
| Enfant | Plus élevé que l'adulte, maximal dans l'enfance (vers 5 à 10 ans). |
| Nouveau-né | Bas, relativement plus élevé dans les thalamus, les noyaux gris centraux et le cortex sensori-moteur. |
Aspect normal : substance grise nettement plus perfusée que la blanche, symétrie, cortex visuel et sensori-moteur un peu plus intenses ; avec un seul PLD, zones jonctionnelles parfois moins intenses (transit).
Artefacts et contrôle de qualité
| Transit long | Fausse hypoperfusion distale et jonctionnelle, hypersignaux intravasculaires (sujet âgé, sténose, bas débit cardiaque) : PLD long, multi-délais, comparer à l'ARM. |
|---|---|
| Défaut de marquage | Hypoperfusion d'un territoire entier, d'un hémisphère ou de la fosse postérieure : carotide sinueuse ou sténosée au plan de marquage, vertébrale hypoplasique, stent, appareil dentaire, flux très rapide. Vérifier le plan et l'ARM avant de conclure. |
| Mouvement | Liserés aux bords du cerveau, valeurs négatives, asymétrie. |
| Susceptibilité | Perte de signal près des sinus, de la base du crâne, d'un saignement ou de matériel (lecture EPI surtout). |
| Après gadolinium | Signal diminué : acquérir l'ASL avant l'injection. |
| Contrôle | Image brute : marquage réussi (deux hémisphères et fosse postérieure), symétrie, pas de mouvement ; comparer à l'ARM. |