医学影像磁敏感加权技术SWI临床如何

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论坛导读：中枢神经系统病变多包括血管源性疾病，脑肿瘤，脑外伤及退行性改变等，随着医学影像技术的不断发展，越来越多的成像技术应用于该系统疾病的检出及诊断。磁敏感加权技术（susceptibilityweightingimaging，SWI）是一种较新的成像技术，自上世纪80年代问世以来，SWI在中枢神经系统疾病的诊断及鉴别诊断中得到了广泛的应用。

1.SWI技术的基本原理

磁敏感加权技术（SWI）是利用血液代谢物、铁、钙等不同组织和物质之间磁敏感差异性，增加组织间对比的新型磁共振成像（magneticresonanceimaging，MRI）技术。原理是以组织磁化率不同为基础，通过对组织产生磁化效应，在回波时间（echotime，TE）时间足够长时，沉积的顺磁性物质会改变局部组织的磁性，使不同部位质子的进动频率出现差异，从而形成相位差。在有外磁场的条件下，顺磁性物质产生正向的感应磁场，局部磁场增大，而逆磁性物质产生与之相反的效应，使局部磁场减小。

其特点有：

采用三维采集，使图像空间分辨率明显增高；

在投影时使用最小强度在邻近层面，加之薄层重建技术进行成像，显著降低T2WI背景场的噪声影响；

在多个方向上进行完全流动补偿，并在相位蒙片的基础上成像，去除小动脉的影响，避免信号丢失，形成图像有别于传统的磁共振像，可充分显示组织之间内在的磁敏感特异性差别，这种差别可在SWI相位图上得以显示。

2.SWI在中枢神经系统疾病中的应用

2.1微出血病灶的检出

脑内微出血（cerebralmicrobleeds，CMBs）在CT平扫和MRI常规序列上不能显示，在临床工作中，人们普遍认为，CMBs的直径多小于5mm。以往将CMBs描述为正常或接近正常脑组织信号的慢性小出血灶，通常认为在T2加权上表现为圆形的低信号。多项研究表明，与标准的梯度回波序列相比，SWI序列在检测CMB的存在时更加敏感。脑内微出血病灶中多为脱氧血红蛋白及含铁血黄素沉积，其为高度顺磁性物质，可明显缩短T2弛豫时间，表现为被正常薄壁组织包裹的小圆低信号影。应注意的是，CMBs的检出受某些因素的影响，如成像参数（现场强度、回声时间和成像分辨率）及磁化率伪影、回波效应等。

有学者统计显示，SWI在显示出血性病灶数目和范围是常规梯度回波序列的6倍，而出血量比其多出1倍，从而可以更准确的评价脑组织损伤的严重程度，对判断疾病预后提供帮助矢状面的重建图像上，特别有助于评估胼胝体的出血。这与LiuJ等人研究，在脑内有出血灶的患者中，77%的CMBs在SWI序列上显示更加清楚的结果基本一致。另外一些其他疾病出血灶的检出，也得益于SWI的使用，例如创伤性脑损伤（traumaticbraininjury，TBI）、中风（Stroke）和痴呆（Dementia）等。

2.2脑肿瘤的检出及分级

脑肿瘤可分为原发和继发两大类，常见囊变、出血和钙化。SWI可进行出血及钙化的鉴别，也可充分评估肿瘤内部的血管结构，已成为神经放射学脑肿瘤分级中的重要辅助检查。国外学者在对36例胶质瘤的研究中发现，在7T场强下进行SWI扫描，可有效检测出部大脑神经胶质细胞瘤内的血管结构。

Mittal等人研究发现，SWI图像显示的肿瘤内部出血，与磁共振灌注（perfusionweightedimaging，PWI）的高灌注图及能谱图像中胆碱、肌酸峰值的增高有很好的相关性。在评估脑肿瘤时，钙化被认为是一个非常重要的指标。钙化是逆磁性物质，而出血为顺磁性，两者产生相反的信号强度。在少突神经胶质细胞瘤（oligodendroglioma）钙化的测定中，Zulfigar等人发现，使用SWI后对钙化检出的灵敏度增加了53%（从33%上升到86%），而特异性没有改变。在临床上，SWI也被提议用来评估不同抗血管基因药物的作用、差异，及放射治疗、化学药物治疗后的疗效诊断，可纵向研究肿瘤的进展变化。当然，SWI与各种新技术的结合，及在脑肿瘤分级中的精确作用还需进行更大数据的比较研究。

2.3中枢神经系统退行性病变

中枢神经系统退行性病变的显著特点为铁代谢异常，包括阿兹海默病（Alzheimerdisease，AD）、帕金森病（parkinsondisease，PD）、多发性硬化（multiplesclerosis，MS）、亨廷顿氏病（Huntingtondisease）等，磁敏感加权成像（SWI）可对脑内铁元素的异常沉积进行定位、定量分析，对此类疾病的检测提供了一种无创性的检查方法。

2.3.1在帕金森疾病中的应用

帕金森病为神经系统退行性疾病，主要为黑质-纹状体-多巴胺通路受损，致脑内铁代谢异常，在特定区域沉积增加，典型的铁沉积部位包括苍白球、黑质、红核。在PD患者中，SWI相位图可很好的区分黑质含铁的致密部和疏松部。DanWang等学者使用常规磁共振及SWI作为检查序列，对39名AD患者和名健康志愿者的分组对比研究，证实SWI在显示铁沉积有明显优势，并发现AD患者脑实质中铁沉积部位的出现次序，与年龄有关。也有学者实验证明，依据3T场强下的SWI图像直接定位，可在安全范围内可对帕金森患者进行电极治疗，但此项实验例数较少，治疗效果有待扩大样本证实。

2.3.2在阿兹海默病中的应用

阿兹海默病（AD）患者多数有不同程度的认知障碍，源其大脑普遍存在微血管病变，常见微量出血。HallerS等人在对患有轻度认知障碍（mildcognitiveimpairment，MCI）的患者进行对照组研究时发现，33%的稳定MCI患者和54%的进行性MCI患者有脑内微出血。此外，在进行性MCI中右侧苍白球、右侧黑质的铁沉积较稳定型更多。国内学者使用SWI对MCI患者和AD患者脑内小低信号病灶进行对比研究，证实大多数AD患者是由MCI转化而来，并可利用SWI序列对其过程进行预测。但也有学者提出不同意见，Barnaure等学者在对为正常人和71位MCI患者进行3.0T扫描SWI序列后，得出结论微出血不能预测老年人认知能力是否下降。

2.3.3在多发性硬化中的应用

多发性硬化（MS）在大脑和脊髓均可发生，可特异性显示在FLAIR和T1增强图像上。SWI通过显示小静脉周围的MS斑块，帮助揭示脱髓鞘病变周围的静脉分布，这已经被用于区分MS和SAPHO综合征（Synovitis，Acne，Pustulosis，Hyperostosis，Osteomyelitis）中的脑白质病变。测定病灶铁含量可评估患者预后，Rudko等人发现病变部位铁含量的水平相比斑块体积的大小，与MS患者残疾的发生关系更密切。

2.4脑卒中急性脑梗死（Acutecerebralinfarction）

无论伴或不伴有脑出血，其原因均由于脑血栓栓塞或动脉粥样硬化。血管闭塞后，由于血流速度减慢和含氧量少的血液增多，导致脱氧血红蛋白的浓度增高，这种改变在出现症状后2h时即可出现，早期检出对脑卒中病人的治疗及预后有重要的意义。

在脑卒中时，SWI有助于识别：

1）梗塞区域内的出血：许多研究显示，SWI相比于CT和2DGE的T2WI对梗塞区域中的出血显示更敏感。SWI也可检测到急性蛛网膜下腔出血，对一些CT和FLAIR图像上易被忽略的亚急性和慢性出血也很敏感。SWI还可显示脑动脉及其远端分支中的急性期血凝块，可提示血管壁的硬化程度及急性期血栓部位，在临床治疗方案的选取中提供帮助；

2）脑组织活力评估：急性缺血性脑卒中病灶一般认为由两部分组成，一为中心缺血区，二是周围的缺血边缘带。该序列对脑血管中脱氧血红蛋白含量的测定，被证明可帮助评估脑组织的生存能力。在国内最新研究中，通过对32例患有大血管狭窄或脑梗死的患者进行头颅MRI扫描，发现通过SWI序列，可提供缺血半暗带区域脑组织的功能信息，且较其他序列相对准确；

3）梗死灶周围静脉：有资料显示，急性脑梗死病灶周围静脉明显增粗，致使组织内氧提取分数的改变（oxygenextractionfraction，OEF），可在一定程度上提示梗死区供血血管的狭窄程度，与患者预后有关。SWI可清楚显示梗死灶周围异常静脉。国内学者董军等对56例急性脑梗死患者进行常规MRI及SWI扫描，并进行溶栓诊疗后复查SWI，发现通过SWI对梗死灶内微出血灶的检出，可间接评估血脑屏障及血管壁状态，对临床静脉溶栓治疗有重要意义。

2.5颅脑外伤

在过去的几十年中，MRI的GE序列已经被广泛用于年轻患者创伤性脑损伤（traumaticbrianinjuries，TBI）的检查，包括急性期损伤和临床上长期昏迷但CT图像未见异常的患者。最常见的脑外伤为弥漫性轴索损伤（diffuseaxonalinjuries，DAI），由头部加速或减速运动过程中形成的剪切力造成。最容易受伤的区域包括大脑灰白质连接处、胼胝体压部、基底节区、脑干背侧等。

曾海勇等在对轻型颅脑外伤患者，进行CT和SWI检查，并对结果进行对比研究，结果显示SWI检出负荷率高达97.83%，尤其在在脑挫裂伤的检出明显高于CT。国内学者在对DAI的研究结果显示，在66例DAI患者中，磁共振平扫检出病灶88个，而进行SWI扫描发现病灶个，由此证明SWI序列检测DAI的敏感性较高，当与DWI序列联合扫描，能够有效检测患者脑部出血和病灶水肿，可早期诊断DAI，为临床及改善预后有很大的帮助。SWI序列是神经放射学中非常有用的检查序列，可应用于相关疾病的临床检查中。

3.展望

综上所述，SWI在检测微观和宏观的出血、脑内小血管及血管畸形方面较其他辅助检查有显著优势。在脑卒中患者的管理中，SWI被认为是有价值的补充序列。该序列还有助于显示出血病灶中的钙化，这对创伤性脑损伤及脑肿瘤的分级的评估很有帮助。

就目前研究现状看来，SWI在神经退行性疾病中是否能得到广泛应用，还需进一步扩大数据进行监测。磁敏感加权成像（SWI）是一种较新的成像方式，在中枢神经系统疾病的应用中有巨大的发展前景，可显示颅内微出血灶、评估脑肿瘤、脑组织退行性病变及早期诊断颅脑外伤等对临床有很大的帮助。

但是，SWI也有相对不足之处，例如在颅脑边缘邻近骨质区域，常由于磁场分布不均而出现伪影，导致相应区域蛛网膜下腔显示不清；当应用于其他脏器时，例如肝脏、肾脏，想要获得较高分辨率的图像，首先面临的一个挑战就是如何消除运动伪影等。这些问题都需要相关技术人员及科研学者的进一步研究。随着医疗技术的不断发展及高场磁共振设备的逐渐应用，相信SWI序列在中枢神经系统疾病中的应用，会越来越普遍及深入，也会逐渐发展至全身各个系统的相关疾病诊断。

来源：杨露,张士德.SWI在中枢神经系统疾病中的应用及发展[J].医学影像学杂志,,29(12):-.

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