磁敏感加權(quán)成像臨床應(yīng)用

磁敏感加權(quán)成像在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用2013-8-7磁敏感加權(quán)成像原理磁敏感加權(quán)成像(SWI)是一種利用組織磁敏感性不同而成像的新技術(shù)，在傳統(tǒng)GRE-T2*WI的基礎(chǔ)上，采用全新的長回波時間、3D梯度回波進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，增加磁矩圖的對比和組織間的磁敏感差異，使磁敏感效應(yīng)的敏感性最大化。SWI不同于常規(guī)的磁共振成像。常規(guī)磁共振成像中所使用的都是幅值圖像，它描述弛豫過程中質(zhì)子發(fā)出的信號強度。相位圖像則描述質(zhì)子在該過程中行經(jīng)的角度。幅值圖像中包含了絕大部分的組織對比信息，而相位圖像則從磁敏感性角度反映組織對比，特別是磁化率差異較大的組織。SWI一次掃描同時獲得幅值圖和相位圖，這兩種圖像在掃描過程中同時獲得，成對出現(xiàn)，并且每一對圖像所對應(yīng)的解剖位置完全一致。要獲得SWI圖像，需要對原始幅值圖和相位圖進(jìn)行以下處理：首先利用高通量hamming窗濾波器對原始相位圖像進(jìn)行過濾，以減少由空氣一組織交界面和背景磁場不均勻所引起的失真?zhèn)斡?，并生成一種新的校正相位圖。其次利用校正相位圖創(chuàng)建相位蒙片，抑制具有一定相位值的體素。再與幅值圖疊加獲得SWI圖，提高各組織間的對比度。最后應(yīng)用最小密度投影，將表現(xiàn)為低信號的血管連續(xù)化。與傳統(tǒng)GRE-T2*WI比較SWI具有：薄層掃描、三維成像、高分辨率、高信噪比等特點，腦內(nèi)細(xì)微結(jié)構(gòu)顯示更加清晰。SWI在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的臨床應(yīng)用根據(jù)不同的磁敏感性物質(zhì)將疾病歸類如下：去氧血紅蛋白：血管畸形，外傷出血，腦腫瘤非血紅素鐵：神經(jīng)退行性病變鈣化：病理性鈣化，腦腫瘤SWI靜脈成像原理靜脈血的主要成分為順磁性的去氧血紅蛋白，動脈血則是反磁性的氧合血紅蛋白，它們之問的磁敏感性差異導(dǎo)致兩種血管信號強度的不同，使靜脈能獨立于動脈清晰成像。SWI對于小血管的顯示明顯優(yōu)于cMR、TOF、CE-MRA。因為由于小血管流速緩慢，其脫氧血紅蛋白的含量比其正常要高，原本看不見的小血管就可以被清晰地顯示。mIP血管畸形靜脈畸形、毛細(xì)血管擴(kuò)張、海綿狀血管瘤等疾病都屬于低流速血管畸形，其顯示對于常規(guī)MR成像而言是一種挑戰(zhàn)。cMRI、TOF成像都依賴于血液的流動效應(yīng)，對高流速的血管敏感，對管徑細(xì)小、流速低的血管敏感性下降。對比劑增強血管造影可以提高對小血管的分辨力，受體素塊較大所致部分容積效應(yīng)的影響，難以顯示細(xì)小血管。SWI對于靜脈畸形非常敏感，可以顯示常規(guī)MRI掃描原本看不見的小血管，早期發(fā)現(xiàn)其他影像方法顯示欠佳的小動靜脈畸形。因為低流速畸形血管中的去氧血紅蛋白的含量比其正常值要高，磁敏感性強。靜脈血管瘤海綿狀血管瘤由于小靜脈與小出血灶或栓子的信號相似，SWI難以做出鑒別診斷，為不足之處，但是注射對比劑增強掃描前后對比或者分析相位圖，可以部分彌補不足。外傷出血彌漫性軸索損傷是腦外傷中的一種特殊類型，是由剪切力引起腦白質(zhì)的彌漫損傷，通常伴有多發(fā)小出血灶。試驗研究表明，與傳統(tǒng)方法在檢測帶有彌漫神經(jīng)軸突的出血腦損傷相比，SWI能發(fā)現(xiàn)小出血病灶，對灰白質(zhì)交界處的微出血極其敏感且可以同時清晰顯示病灶的數(shù)目、大小和部位。因此可以通過追蹤出血病灶的變化來監(jiān)控病人的病情變化。通過SWI，腦實質(zhì)內(nèi)出血可以在發(fā)病1小時內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，具有極高敏感性和準(zhǔn)確性。多發(fā)微出血是急性卒中溶栓治療中和治療后的危險因素之一，目前是否根據(jù)SWI決定溶栓藥物的使用還無定論，但SWI對急性卒中血管內(nèi)溶栓后的出血診斷比CT更可信，因為后者難以鑒別腦梗死動脈溶栓后顱內(nèi)對比劑滲出與少量出血，而SWI可以將二者區(qū)分開來，從而指導(dǎo)抗凝治療。非血紅素鐵在所有腦內(nèi)鐵的存在形式中，鐵蛋白和含鐵血黃素被認(rèn)為是腦內(nèi)能引起腦MR信號變化的非血紅素鐵形式，但在生理情況下主要導(dǎo)致MR信號改變的還是鐵蛋白。鐵蛋白是一種超順磁性物質(zhì)，會產(chǎn)生一個與靜磁場方向一致的附加磁場，導(dǎo)致周圍與順磁性物質(zhì)相互作用的水分子去相位，在SWI圖及相位圖上均為低信號。正常鐵代謝對腦組織的功能活動極其重要。而過量鐵沉積在組織內(nèi)可引起組織氧化應(yīng)激反應(yīng)，造成蛋白質(zhì)和DNA損傷，最終導(dǎo)致神經(jīng)元變性脫失。鐵與神經(jīng)退行性病變密切相關(guān)。大量臨床病理證實PD、AD、MS患者腦內(nèi)鐵含量明顯增多，在其SWI研究中亦發(fā)現(xiàn)異常低信號，這種低信號與病理證實的鐵沉積區(qū)相一致，且SWI相位值的改變與患者病情變化密切相關(guān)。故認(rèn)為可以利用SWI監(jiān)測患者病情變化。正常人腦內(nèi)鐵正常人鐵含量VS年齡MS-年齡匹配的對照組MS患者腦腫瘤腫瘤的定性，部分是依賴于對病灶的血管性行為，包括血管增生和微出血兩個方面。腫瘤由低級別向高級別轉(zhuǎn)變多伴隨著腫瘤血管的增生。靜脈血和出血產(chǎn)物的磁敏感性與正常組織不同，而SWI恰巧對發(fā)現(xiàn)該類物質(zhì)的敏感性很高，所以能更好地顯示腫瘤邊界，內(nèi)部結(jié)構(gòu)、發(fā)現(xiàn)腫瘤出血。傳統(tǒng)的增強T1WI腫瘤呈一片彌漫增強，而SWI則能顯示常規(guī)平掃和增強掃描Tl加權(quán)像所遺漏的出血和引流靜脈。最近研究表明，SWI顯示腫瘤內(nèi)磁敏感信號與腫瘤病理分級正相關(guān)。SWI有望成為一項無創(chuàng)的術(shù)前腦腫瘤分級技術(shù)，指導(dǎo)臨床治療。鈣化鈣化在CT上常常表現(xiàn)為高密度，在普通T1WI和T2WI表現(xiàn)并無特異性，在T1WI上可表現(xiàn)為低、等、高信號，在T2WI上表現(xiàn)為低、等信號。CT顯示鈣化明顯優(yōu)于常規(guī)磁共振掃描。SWI相位圖可以不依賴CT清晰顯示鈣化。在SWl圖上鈣化和鐵沉積一樣均為低信號，而相位圖可以將兩者區(qū)分，鈣化為反磁性物質(zhì)在相位圖上表現(xiàn)為高信號，鐵蛋白為順磁性物質(zhì)則為低信號。文獻(xiàn)報道，腦內(nèi)鈣化的發(fā)生部位、形態(tài)、大小不同，在相位圖上的信號略有不同，但總體以高信號為主。SWI相位圖對鈣化的顯示有助于易鈣化疾病的診斷與鑒別診斷，如少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤，腦膜瘤、畸胎瘤等。右側(cè)額部鐮旁腦膜瘤綜上，SWI