1、磁敏感加权成像在中枢神经系统中的应磁敏感加权成像在中枢神经系统中的应用用2013-8-7磁敏感加权成像原理磁敏感加权成像原理l磁敏感加权成像(SWI)是一种利用组织磁敏感性不同而成像的新技术，在传统GRE-T2*WI的基础上，采用全新的长回波时间、3D梯度回波进行数据采集，增加磁矩图的对比和组织间的磁敏感差异，使磁敏感效应的敏感性最大化。lSWI不同于常规的磁共振成像。常规磁共振成像中所使用的都是幅值图像，它描述弛豫过程中质子发出的信号强度。相位图像则描述质子在该过程中行经的角度。l幅值图像中包含了绝大部分的组织对比信息，而相位图像则从磁敏感性角度反映组织对比，特别是磁化率差异较大的组织。lS
2、WI一次扫描同时获得幅值图和相位图，这两种图像在扫描过程中同时获得，成对出现，并且每一对图像所对应的解剖位置完全一致。l要获得SWI图像，需要对原始幅值图和相位图进行以下处理：首先利用高通量 hamming窗滤波器对原始相位图像进行过滤，以减少由空气一 组织交界面和背景磁场不均匀所引起的失真伪影，并生成一种新的校正相位图。其次利用校正相位图创建相位蒙片，抑制具有一定相位值的体素。再与幅值图叠加获得SWI图，提高各组织间的对比度。最后应用最小密度投影，将表现为低信号的血管连续化。l与传统GRE-T2*WI比较SWI具有：薄层扫描、三维成像、高分辨率、高信噪比等特点，脑内细微结构显示更加清晰。SW
3、I在中枢神经系统的临床应用在中枢神经系统的临床应用l根据不同的磁敏感性物质将疾病归类如下：l去氧血红蛋白：血管畸形，外伤出血，脑肿瘤l非血红素铁：神经退行性病变l钙化：病理性钙化，脑肿瘤SWI静脉成像原理静脉成像原理l静脉血的主要成分为顺磁性的去氧血红蛋白，动脉血则是反磁性的氧合血红蛋白，它们之问的磁敏感性差异导致两种血管信号强度的不同，使静脉能独立于动脉清晰成像。lSWI对于小血管的显示明显优于cMR、TOF、CE-MRA。因为由于小血管流速缓慢，其脱氧血红蛋白的含量比其正常要高，原本看不见的小血管就可以被清晰地显示。mIPl血管畸形l静脉畸形、毛细血管扩张、海绵状血管瘤等疾病都属于低流速血
4、管畸形，其显示对于常规MR成像而言是一种挑战。lcMRI、TOF成像都依赖于血液的流动效应，对高流速的血管敏感，对管径细小、流速低的血管敏感性下降。对比剂增强血管造影可以提高对小血管的分辨力，受体素块较大所致部分容积效应的影响，难以显示细小血管。lSWI对于静脉畸形非常敏感，可以显示常规MRI扫描原本看不见的小血管，早期发现其他影像方法显示欠佳的小动静脉畸形。因为低流速畸形血管中的去氧血红蛋白的含量比其正常值要高，磁敏感性强。静脉血管瘤静脉血管瘤海绵状血管瘤海绵状血管瘤l由于小静脉与小出血灶或栓子的信号相似，SWI难以做出鉴别诊断，为不足之处，但是注射对比剂增强扫描前后对比或者分析相位图，可以
5、部分弥补不足。l外伤出血l弥漫性轴索损伤是脑外伤中的一种特殊类型，是由剪切力引起脑白质的弥漫损伤，通常伴有多发小出血灶。l试验研究表明，与传统方法在检测带有弥漫神经轴突的出血脑损伤相比，SWI能发现小出血病灶，对灰白质交界处的微出血极其敏感且可以同时清晰显示病灶的数目、大小和部位。因此可以通过追踪出血病灶的变化来监控病人的病情变化。l通过SWI，脑实质内出血可以在发病1小时内被发现，具有极高敏感性和准确性。l多发微出血是急性卒中溶栓治疗中和治疗后的危险因素之一，目前是否根据SWI决定溶栓药物的使用还无定论，但SWI对急性卒中血管内溶栓后的出血诊断比CT更可信，因为后者难以鉴别脑梗死动脉溶栓后颅
6、内对比剂渗出与少量出血，而SWI可以将二者区分开来，从而指导抗凝治疗。l非血红素铁l在所有脑内铁的存在形式中，铁蛋白和含铁血黄素被认为是脑内能引起脑 MR信号变化的非血红素铁形式，但在生理情况下主要导致 MR信号改变的还是铁蛋白。l铁蛋白是一种超顺磁性物质，会产生一个与静磁场方向一致的附加磁场，导致周围与顺磁性物质相互作用的水分子去相位，在SWI图及相位图上均为低信号。l正常铁代谢对脑组织的功能活动极其重要。而过量铁沉积在组织内可引起组织氧化应激反应，造成蛋白质和DNA损伤，最终导致神经元变性脱失。l铁与神经退行性病变密切相关。大量临床病理证实PD、AD、MS患者脑内铁含量明显增多，在其SWI
7、研究中亦发现异常低信号，这种低信号与病理证实的铁沉积区相一致，且SWI相位值的改变与患者病情变化密切相关。故认为可以利用SWI监测患者病情变化。正常人脑内铁正常人脑内铁正常人铁含量正常人铁含量VS年龄年龄MS-年龄匹配的对照组年龄匹配的对照组MS患者患者l脑肿瘤l肿瘤的定性，部分是依赖于对病灶的血管性行为，包括血管增生和微出血两个方面。肿瘤由低级别向高级别转变多伴随着肿瘤血管的增生。l静脉血和出血产物的磁敏感性与正常组织不同，而SWI恰巧对发现该类物质的敏感性很高，所以能更好地显示肿瘤边界，内部结构、发现肿瘤出血。l传统的增强T1WI肿瘤呈一片弥漫增强，而SWI则能显示常规平扫和增强扫描Tl加
8、权像所遗漏的出血和引流静脉。最近研究表明，SWI显示肿瘤内磁敏感信号与肿瘤病理分级正相关。SWI有望成为一项无创的术前脑肿瘤分级技术，指导临床治疗。l钙化l钙化在CT上常常表现为高密度，在普通T1WI和T2WI表现并无特异性，在T1WI上可表现为低、等、高信号，在T2WI上表现为低、等信号。lCT显示钙化明显优于常规磁共振扫描。lSWI相位图可以不依赖CT清晰显示钙化。l在SWl图上钙化和铁沉积一样均为低信号，而相位图可以将两者区分，钙化为反磁性物质在相位图上表现为高信号，铁蛋白为顺磁性物质则为低信号。l文献报道，脑内钙化的发生部位、形态、大小不同，在相位图上的信号略有不同，但总体以高信号为主。lSWI相位图对钙化的显示有助于易钙化疾病的诊断与鉴别诊断，如少突胶质细胞瘤，脑膜瘤、畸胎瘤等。右侧额部镰旁脑膜瘤右侧额部镰旁脑膜瘤l综上，SWI 是一种全新的成像方法，利用组织之间磁敏感性的不同产生图像对比，特别有利于评价静脉和含铁血黄素、铁蛋白等顺磁性物质的情况，从而更好地判断脑肿瘤、血管畸形以及脑外伤的病灶特点、血管分布和出血等情况。另外在PD、AD等铁代谢异常疾病也有广阔应用前景。
