SWI的臨床應(yīng)用[醫(yī)療經(jīng)驗]

1、SWI的原理及的原理及臨臨床床應(yīng)應(yīng)用用 辛文龍 2015-09-07讀片讀片 磁敏感加權(quán)成像 (Susceptibility weightedimag-ing,SWI) 最早由E. Mack Haacke等于1997年發(fā)明，于2002年申請專 利，最初稱作“高分辨率血氧水平依賴靜脈成像”； 早期主要用于腦內(nèi)小靜脈顯示，近年臨床應(yīng)用范圍得到極 大擴展； SWI能夠比常規(guī)梯度回波序列更敏感地顯示出血，甚至是 微小出血，在診斷腦外傷、腦腫瘤、腦血管畸形、腦血管 病及某些神經(jīng)變性病等方面具有較高的價值及應(yīng)用前景。 常見磁敏感物質(zhì) 常見磁敏 感物質(zhì) 一、順磁性物質(zhì)：具有未成對的軌道電子， 自身磁場與外加

2、磁場方向相同，具有正的磁 化率。 二、反磁性物質(zhì)：沒有成對的軌道電子， 自身磁場與外加磁場方向相反，具有負的 磁化率。 三、鐵磁性物質(zhì)：可被磁場明顯吸引，去除 外磁場后可以被永久磁化，具有很高的磁化 率。 常見的磁敏感物質(zhì) 人體組織 中常見的 磁敏感 物質(zhì) 一、血液中鐵的不同形式或出血： 氧合Hb 去氧 Hb 正鐵Hb 含鐵血黃素 (反磁性) （順磁性） （磁敏效應(yīng)感 （高順磁性） 很弱，穩(wěn)定性差） 二、鐵蛋白（非血紅素鐵存在形式， 反 磁性） 三、 鈣化（反磁性） SWI成像原理 SWI是一種利用不同組織間的磁敏感性差異而成像的技術(shù)； 成像基礎(chǔ)：組織間磁敏感度差異和BOLD效應(yīng)； 以T2*加

3、權(quán)作為序列基礎(chǔ)，根據(jù)不同組織間的磁敏感性差異 提供對比增強機制，采用3D梯度回波掃描，完全速度補償， 射頻脈沖擾相等技術(shù)，具有三維、高分辨率、高信噪比等特 點。 SWI成像原理 含70%去氧血紅蛋白的靜脈血引起磁場的不均勻性 導(dǎo)致：T2*時間縮短和血管與周圍組織的磁化率差 異引起的相位差加大兩種效應(yīng)。 順磁性順磁性 物質(zhì)物質(zhì) 局部磁局部磁 場不均場不均 質(zhì)子自旋快質(zhì)子自旋快 速失相位速失相位 T2*縮短縮短 信號降低信號降低 SWI圖像 相位圖 濾波消除偽影 蒙片 加權(quán) SWI圖 MIP 圖 幅值圖 SWI對鈣化與出血的鑒別 抗磁性物質(zhì)有一個負磁化率，當抗磁性物質(zhì)被放入 外磁場中會產(chǎn)生一個小的

4、磁場與外磁場方向相反， 使有效磁場減小。 鈣化與正常腦組織之間的磁敏感性差異形成一個局 部小梯度場，從而導(dǎo)致自旋失相，引起信號丟失， 所以在SWI重組圖上呈顯著的低信號改變。 SWI對鈣化與出血的鑒別 腦內(nèi)鈣化灶為球體或類球體時在SWI相位圖上表現(xiàn) 為中間層面中心為高信號，外周為低信號，兩極層 面為高信號。 基底節(jié)鈣化灶則表現(xiàn)為高低混雜信號改變，這與基 底節(jié)的鐵沉積有關(guān)，由于鐵這種順磁性物質(zhì)的存在， 使得相位圖上信號不均（腦內(nèi)基底節(jié)生理性鈣化多 發(fā)生于老年人，而老年人基底節(jié)的鐵沉積要高于年 輕人）。 SWI對鈣化與出血的鑒別 基底節(jié)以外的不規(guī)則形鈣化灶表現(xiàn)為黑白相間的混 雜信號，這是因為即使是

5、同為逆磁性物質(zhì)，不同的 幾何形狀會產(chǎn)生不同的感應(yīng)磁場變化，不同的磁場 變化就會導(dǎo)致不同的相位變化，使得相位圖上信號 表現(xiàn)不均勻。 雖然不規(guī)則鈣化灶相位變化不均勻，但通過主要信 號變化仍可以推測此物質(zhì)相對于周圍組織是逆磁性 還是順磁性。大部分的不規(guī)則鈣化是以高信號為主 的。 SWI對鈣化與出血的鑒別 腦內(nèi)順磁性物質(zhì)為球體或類球體時，在SWI相位圖 上表現(xiàn)為層面中心為低信號，外周為高信號，兩極 層面為低信號。 腦內(nèi)較大的血腫，其SWI相位圖表現(xiàn)多環(huán)樣黑白相 間結(jié)構(gòu)，這可能與不同時期的高鐵血紅蛋白形成有 關(guān)，由于高鐵血紅蛋白較去氧血紅蛋白的順磁性更 高，且是由血腫外周向中心推移，這種不同順磁性 物質(zhì)

6、的存在造成了相位圖上黑白相間的改變。 SWI對鈣化與出血的鑒別 既有不規(guī)則出血，又有鈣化的病灶，鑒別則需參考 病灶的形態(tài)（一般鈣化都為走行僵硬的線條和條塊 狀）、占主要的相位信號、病灶中心層面以及最外 層信號特點（一般鈣化的最外層信號為低信號，出 血為高信號）等來鑒別。 鈣化灶鈣化灶 抗磁性物質(zhì)抗磁性物質(zhì) 非含鐵血紅素鐵非含鐵血紅素鐵 以順磁性的以順磁性的 鐵蛋白形式存在鐵蛋白形式存在 SWI對鈣化與鐵沉積的鑒別 非血紅素鐵和鈣非血紅素鐵和鈣 及其磁敏感效應(yīng)及其磁敏感效應(yīng) SWI對鈣化與鐵沉積的鑒別 高信號高信號 正向偏移正向偏移 鈣化鈣化 低信號低信號 負向偏移負向偏移 鐵蛋白鐵蛋白 磁敏感

7、性相反磁敏感性相反 相位偏轉(zhuǎn)方向相反相位偏轉(zhuǎn)方向相反 SWI在CNS的臨床應(yīng)用 血管源性病變血管源性病變 CNS 腫瘤性病變腫瘤性病變 鈣化性疾病鈣化性疾病 神經(jīng)退行性疾病神經(jīng)退行性疾病 顱腦外傷性疾病顱腦外傷性疾病 其他疾病其他疾病 血管源性病變 血管源性病變 海綿狀血管瘤 動靜脈畸形 Sturge-Weber綜合征 毛細血管擴張癥 淀粉樣腦血管?。–AA） 高血壓腦出血 腦梗死及出血 血管源性病變 7歲，多發(fā)出血和未出血的海綿狀血管瘤歲，多發(fā)出血和未出血的海綿狀血管瘤 血管源性病變 橋腦海綿狀血管瘤橋腦海綿狀血管瘤 血管源性病變 左側(cè)頂枕葉動靜脈畸形左側(cè)頂枕葉動靜脈畸形 血管源性病變 左側(cè)

8、小腦靜脈畸形左側(cè)小腦靜脈畸形左側(cè)基底節(jié)靜脈畸形左側(cè)基底節(jié)靜脈畸形 血管源性病變 左側(cè)大腦半球靜脈發(fā)育畸形左側(cè)大腦半球靜脈發(fā)育畸形 血管源性病變 雙側(cè)大腦半球靜脈發(fā)育畸形雙側(cè)大腦半球靜脈發(fā)育畸形 39歲，女性，偏頭痛歲，女性，偏頭痛 雙側(cè)大腦半球深部髓靜脈匯入室管膜下靜脈雙側(cè)大腦半球深部髓靜脈匯入室管膜下靜脈 血管源性病變 血管源性病變 放射性毛細血管擴張癥放射性毛細血管擴張癥 血管源性病變 血管性癡呆和淀粉樣腦血管病血管性癡呆和淀粉樣腦血管病CAA 血管源性病變 淀粉樣腦血管病淀粉樣腦血管病CAA 血管源性病變 淀粉樣腦血管病淀粉樣腦血管病CAA 血管源性病變 橋腦海綿狀血管瘤橋腦海綿狀血管瘤

9、 血管源性病變 高血壓腦出血灶高血壓腦出血灶 血管源性病變 DWISWI Acute basal ganglia infarct 血管源性病變 血管源性病變 MIP SWI vs. CT 左側(cè)基底節(jié)區(qū)梗死左側(cè)基底節(jié)區(qū)梗死 腫瘤性病變 腫瘤性病變 SWI可以顯示腫瘤的邊界、靜脈、出血及鈣化等 腫瘤性病變 High Resolution Tumor Imaging-SWI Flash 3D T1 post-Gad SWI No-Gad Surrounding venous vasculature and tumor internal hemorrhage. Also seen are (arrow

10、s) micro hemorrhages which are not seen in T1 weighted images. 腫瘤性病變 SWIT1 + contrast Hemorrhage into Glioma 腫瘤性病變 顱腦外傷性疾病 彌漫性軸索損傷彌漫性軸索損傷DAI 顱腦外傷性疾病 彌漫性軸索損傷彌漫性軸索損傷DAI 顱腦外傷性疾病 彌漫性軸索損傷彌漫性軸索損傷DAI 顱腦外傷性疾病 GRE Image vs. SWI postprocessing 神經(jīng)退行性疾病 神經(jīng)退行性疾病 以腦內(nèi)鐵質(zhì)沉積增多為特征 Alzheimers disease Parkinsons disease 多發(fā)性硬化（MS） 神經(jīng)退行性疾病 Alzheimer病病 中央前回皮層、齒狀核鐵質(zhì)含量增高中央前回皮層、齒狀核鐵質(zhì)含量增高 神經(jīng)退行性疾病 SWI minIP vs. SWI phase image 中央前回皮層的礦物質(zhì)沉積增多中央前回皮層的礦物質(zhì)沉積增多 神經(jīng)退行性疾病 Parkinsons disease 黑質(zhì)鐵質(zhì)含量增高黑質(zhì)鐵質(zhì)含量增高 神