磁敏感加權(quán)成像

磁敏感加權(quán)成像

的基本原理與臨床應(yīng)用2018年4月13日施逸興簡(jiǎn)介磁敏感加權(quán)成像(susceptibilityweightedimaging,SWI)最早由E.MackHaacke教授

團(tuán)隊(duì)于1997年發(fā)明，最初稱作“高分辨率血

氧水平依賴靜脈成像”早期主要應(yīng)用于腦內(nèi)小靜脈的顯示，近年來(lái)經(jīng)過(guò)高場(chǎng)磁共振儀的應(yīng)用及相關(guān)技術(shù)的不斷改進(jìn)，其臨床應(yīng)用范圍得到了極大的擴(kuò)展以T2*GRE為序列基礎(chǔ)，對(duì)磁場(chǎng)不均勻敏感，主要反映組織間磁化率對(duì)比與T2*GRE的不同：①三維采集

②完全流動(dòng)補(bǔ)償

③

一次掃描可獲得磁矩圖(magnitudeimage)和

相位圖(phaseimage)兩組原始圖像，二者成對(duì)

出現(xiàn)，所對(duì)應(yīng)的解剖位置完全一致簡(jiǎn)介磁矩圖及相位圖SWI圖minIP圖簡(jiǎn)介基本原理磁化率（χ）：物質(zhì)在外加磁場(chǎng)下的磁化程度磁敏感物質(zhì)：①順磁性物質(zhì)，具有不成對(duì)軌道電子，外加磁場(chǎng)存在時(shí)其自

身產(chǎn)生的磁場(chǎng)(M)與外加磁場(chǎng)(H)方向相同，具有正的磁化率

(χ>0)，去氧血紅蛋白、高鐵血紅蛋白以及含鐵血黃素；

②反磁性物質(zhì)，沒(méi)有不成對(duì)軌道電子，自身磁場(chǎng)(M)與外加

磁場(chǎng)(H)方向相反，其磁化率為負(fù)(χ<0)，氧合血紅蛋白與鈣

化；③鐵磁性物質(zhì)，可被磁場(chǎng)明顯吸引，去除外磁場(chǎng)后仍可以被

永久磁化，具有很大的磁化率基本原理氧合血紅蛋白超急性期去氧血紅蛋白急性期正鐵血紅蛋白含鐵血黃素脫氧亞急性早期細(xì)胞外正鐵血紅蛋白亞急性晚期慢性期紅細(xì)胞溶解破裂巨噬細(xì)胞吞噬并降解Fe+2氧化為Fe+3血液產(chǎn)物的演變規(guī)律

基本原理血腫的SWI信號(hào)演變規(guī)律SWI圖相位圖急性期低信號(hào)高信號(hào)去氧Hb低信號(hào)高信號(hào)亞急性早期正鐵Hb高信號(hào)等信號(hào)細(xì)胞外正鐵Hb低信號(hào)高信號(hào)含鐵血黃素亞急性晚期慢性期順磁性物質(zhì)順磁性物質(zhì)順磁性物質(zhì)水分水分局部磁場(chǎng)不均勻局部磁場(chǎng)不均勻局部磁場(chǎng)不均勻基本原理相位圖信號(hào)的影響因素

責(zé)任物質(zhì)的形狀、位置、掃描層面的差異TE的設(shè)定磁場(chǎng)均勻性基本原理δB(r,φ)=[(△X×B0)/3]×(a/r)3×[3×(cosφ)2-1]（式中r和φ為極坐標(biāo)，△X為球體與周圍組織的磁化率差異，a為球體直徑，B0為外加磁場(chǎng)）在X-Y軸平面（橫斷面）的球體中心層面上即φ=90°時(shí)，公式為δB(r,90)=-1/3×△X×

B0

×(a/r)3，由于球體呈順磁性，△X為正值，所以外周的磁場(chǎng)變化為負(fù)值，即△B＜0，根據(jù)左手系統(tǒng)中相位與△B的正比關(guān)系，該層面中球體外周信號(hào)衰減而在Z軸上即φ=0°或180°，δB(r,0)=2/3×△X×B0×(a/r)3由于順磁性物質(zhì)的△X為正值且左手系統(tǒng)中相位與△B呈正比關(guān)系，所以橫斷面中球體在Z軸上的兩極層面與球體內(nèi)部均呈高信號(hào)基本原理基本原理基本原理急性期血腫基本原理亞急性早期血腫基本原理亞急性晚期及慢性期血腫基本原理基本原理

SWI靜脈成像的基本原理（1）靜脈內(nèi)的去氧血紅蛋白具有順磁性作用且磁敏感性較強(qiáng)，可引起局部磁場(chǎng)不均勻并縮短T2*弛豫時(shí)間，從而與周邊組織形成對(duì)比；（2）靜脈內(nèi)的容積磁化率可引起血管內(nèi)質(zhì)子移位，使靜脈血與周邊組織產(chǎn)生相位對(duì)比，選擇適當(dāng)?shù)腡E，使靜脈與周邊組織的相位值差=π即可造成完全失相位，從而進(jìn)一步減低了靜脈的信號(hào)，增強(qiáng)對(duì)比臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用—微出血高血壓性淀粉樣變臨床應(yīng)用—微出血臨床應(yīng)用—微出血T2、T2*GREVSSWISWI:1.5TVS3.0T臨床應(yīng)用—發(fā)育性靜脈異常臨床應(yīng)用—多發(fā)腦海綿狀血管瘤臨床應(yīng)用—腦毛細(xì)血管擴(kuò)張癥臨床應(yīng)用—腦毛細(xì)血管擴(kuò)張癥T2*VSSWI臨床應(yīng)用—彌散性軸索損傷14歲男性，車禍致嚴(yán)重顱腦損傷，急診CT未見(jiàn)明顯腦內(nèi)血腫受傷后3天，因重度昏迷狀態(tài)行顱腦MR檢查臨床應(yīng)用—膠質(zhì)瘤分級(jí)SWIgradesbasedonITSSnumbers:(A,SWI0級(jí))右額葉少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤，未見(jiàn)ITSS(B,SWI1級(jí))右額葉少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤，1個(gè)ITSS(C,SWI2級(jí))左額頂葉區(qū)星形細(xì)胞瘤，5個(gè)以上ITSS(D,SWI3級(jí))左頂葉膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，10個(gè)以上ITSSABCD瘤內(nèi)磁敏感征（Intratumoralsusceptibilitysignal,ITSS)臨床應(yīng)用—膠質(zhì)瘤分級(jí)ABC(A)右顳葉少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤，T2稍高信號(hào)，未見(jiàn)明顯異常灌注及ITSS,SWI0級(jí)

(B)右額葉WHO2級(jí)少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤，不均勻強(qiáng)化，可見(jiàn)1個(gè)ITSS，SWI1級(jí)

(C)左頂針葉區(qū)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，花環(huán)樣強(qiáng)化并可見(jiàn)為數(shù)眾多的ITSS,SWI3級(jí)臨床應(yīng)用—膠質(zhì)瘤分級(jí)臨床應(yīng)用—缺血半暗帶65歲男性陣發(fā)性右側(cè)肢體無(wú)力及失語(yǔ)2天，加重12小時(shí)臨床應(yīng)用—缺血半暗帶Brushsign（毛刷征）Follow-up圖為11天后復(fù)查臨床應(yīng)用—一過(guò)性缺血21歲患者，突發(fā)失語(yǔ)a-d:初診e-f:24小時(shí)后復(fù)查臨床應(yīng)用—?jiǎng)用}血栓磁敏感血管征（Susceptibilityvesselsign，SVS）：缺血責(zé)任動(dòng)脈走行區(qū)內(nèi)的GRE低信號(hào)影，直徑略超過(guò)責(zé)任動(dòng)脈，與CT動(dòng)脈致密征類似，病理基礎(chǔ)為血栓內(nèi)的血紅蛋白脫氧后產(chǎn)生的順磁性效應(yīng)臨床應(yīng)用—?jiǎng)用}血栓（A）灌注圖中達(dá)峰時(shí)間延遲（B）TOF-MRA未見(jiàn)相關(guān)區(qū)域血管閉塞（C）SWIminIP圖見(jiàn)左側(cè)MCA側(cè)裂池段局部SVS（D）

TOF-MRA與SWIminIP融合圖臨床應(yīng)用—?jiǎng)用}血栓76歲患者，突發(fā)左側(cè)肢體感覺(jué)減弱（A）DWI，右側(cè)顳葉深部小片狀急性梗死（B）ASL，高信號(hào)血管征（brightvesselsign，BVS），其遠(yuǎn)端右側(cè)枕葉低灌注區(qū)與DWI高信號(hào)灶形成不匹配區(qū)（mismatch）（C）TOF-MRA，右側(cè)P2段充盈缺損（D）右側(cè)P2段SVS臨床應(yīng)用—?jiǎng)用}血栓85歲男性，右側(cè)肢體無(wú)力并失語(yǔ)：（A）SWIminIP圖，左側(cè)M1及M2段SVS（B）TOF-MRA，左側(cè)M1段遠(yuǎn)端動(dòng)脈血流信號(hào)減弱，血栓碎片以遠(yuǎn)血流信號(hào)消失（C）DSA前后位投影，左側(cè)M1段血栓，繼發(fā)管腔部分閉塞（D）DSA側(cè)位投影，遠(yuǎn)端血栓碎片，繼發(fā)左側(cè)顳枕葉區(qū)M2段閉塞

SVS較TOF-MRA以及DSA的優(yōu)勢(shì)：除外遠(yuǎn)端血栓碎片、并大致確認(rèn)其長(zhǎng)度臨床應(yīng)用—外傷6歲男性，左側(cè)額顳頂葉腦挫裂傷，腦室內(nèi)少量積血，少量蛛網(wǎng)膜下腔出血（a）左側(cè)顳葉片狀稍長(zhǎng)T1信號(hào)，局部腦回腫脹，周邊頭皮軟組織腫脹（b）左側(cè)顳葉片狀稍長(zhǎng)T2信號(hào)，邊界模糊，局部腦溝變淺（c）ＳWＡＮ，左側(cè)顳葉片狀稍高信號(hào)伴內(nèi)部小片狀低信號(hào)影并左側(cè)腦室枕角低信號(hào)影，分別考慮為腦挫裂傷內(nèi)