磁敏感加权成像在体部疾病中的研究进展

龚静波 综述,韩福刚审校

(泸州医学院附属医院放射科，四川泸州 646000)

·综 述·

磁敏感加权成像在体部疾病中的研究进展

龚静波 综述,韩福刚△审校

(泸州医学院附属医院放射科，四川泸州 646000)

磁敏感加权成像；磁共振成像；体部疾病

磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging，SWI)是一种新兴MRI对比增强技术，目前已被广泛应用于中枢神经系统疾病的诊断。由于SWI对病变内血红蛋白代谢物(如含铁血黄素、铁蛋白)、铁沉积及出血、钙化等的检测非常敏感，其在体部疾病中的应用也得到不断的扩展并显示出极大的潜力。

1 SWI序列的基本原理

SWI不同于其他质子密度加权成像及T1WI、T2WI等常规序列，它是X、Y、Z轴3个方向施加完全流动补偿、毫米薄层扫描的高分辨率3D梯度回波成像技术。血红蛋白氧合、脱氧转换是血氧水平依赖成像(blood oxygenation level dependent，BOLD)的基础[1]，氧合血红蛋白呈逆磁性，而脱氧血红蛋白呈顺磁性，二者均可引起局部磁场的改变及质子去相位。非血红素铁是人体另一种高磁敏感性物质，常以蛋白质形式存在并为逆磁性；钙化的磁敏感效应比铁弱，通常也为逆磁性。含脱氧血红蛋白的静脉血引起磁场不均匀，导致出现T2时间缩短、血管与周围组织相位差增大两种效应，从而清晰显示小静脉[2-3]。

2 SWI在体部疾病中的研究进展

SWI序列作为一种新的磁共振检查技术，对病变内的静脉、钙化及出血、铁沉积等十分敏感[4]，因此对体部疾病的诊断研究逐渐增多。

2.1 定量评估病变铁含量 作为人体重要的微量元素之一，铁在机体的各种生命代谢活动中均扮演着重要角色。但是，当人体内铁含量过多时，便会诱发机体产生氧化过激从而导致细胞和组织损伤。引起肝内铁代谢异常的主要因素有病毒性肝炎、肝硬化、肝纤维化、肝血红蛋白沉着症以及肝癌等[5-6]。铁沉积的结节几乎为良性，而癌变结节因其具有很高的代谢铁需求以致组织铁以及可染色铁的数量明显减少。蔡春仙等[7]运用SWI量化健康人肝、脾铁含量时发现其含量与年龄成正比，且脾高于肝。SWI还能很好地诊断及测定脾内铁质沉着性小结(gamna-gandy body，GGB)[8]。李若坤等[9]发现SWI图像中肝良性结节具有选择性的铁沉积，为低信号结节；恶性结节因丧失获取内源性铁的能力，低信号结节内出现高信号区。肝癌在演变过程中细胞内含铁量虽呈现出规律性的变化，但是否能通过量化肝硬化结节中的铁沉积量从而预测结节恶变乃至肝癌的发生及发展程度，尚缺乏有力证据。还有学者提出[10]，通过检测门静脉高压患者脾脏中GGB的数量，提示临床能否进行内窥镜治疗食管静脉曲张进行无创性初筛，以减小因治疗导致的静脉曲张破裂可能性。但此项研究尚处于初级阶段且未能得出GGB的数目与食管静脉曲张程度的相关性结果，所以这也将成为学者对SWI序列进行继续深入研究的方向。

2.2 体部肿瘤

2.2.1 肝脏肿瘤 肿瘤因生长速度过快常常需要大量的糖类、蛋白质等营养物质，用于诱导产生肿瘤新生血管[11]。肿瘤的新生血管由于结构发育不良，管壁很容易破裂、出血，而良性肿瘤则常出现钙化。SWI能很好地观察肿瘤新生血管及瘤内出血、钙化等；同时在相位图上，出血呈低信号而钙化呈高信号，由此加以鉴别。研究表明[12]，通过SWI对肿瘤新生血管进行定量分析，能帮助判断肿瘤的性质及分化程度(例如肝细胞癌、胆管细胞癌)，填补了MRI平扫及动态增强扫描中不能观察瘤内细微结构的空缺。李秋云等[13]认为，SWI肝细胞癌和胆管细胞癌内多发的点状及管状低信号为肿瘤内出血灶及新生静脉血管，同时还发现肝细胞癌单位面积下的新生血管或微出血数量明显多于后者并与病理学表现相符合，故二者可以此征象作鉴别。还有学者在对肝癌模型的动物实验中发现[14]，从肝动脉注入的铁氧化物栓塞颗粒，无论其颗粒体积的大小，SWI均能显示所有栓塞物在肝内的分布情况。虽然此技术有望通过检测栓塞物在病变中的分布进而进行疗效评估，但还处于研究初级阶段，而目前临床使用的介入栓塞物质都不含铁氧化物，故如何将铁氧化物加入栓塞物质中及其安全性仍需深入研究。

近几年有学者发现[15]，肝动脉是肝转移瘤唯一的血供来源，SWI序列能较好地显示肿瘤静脉及血液代谢产物，从而有助于肝转移瘤的检出率及鉴别诊断。

2.2.2 腹膜后肿瘤 SWI在腹膜后疾病的应用目前主要是肾脏，且尚处于实验研究阶段[16]。影像学检查是肾癌最主要的诊断方法。而肾癌伴瘤内出血以肾透明细胞癌最多见，且提示治疗预后不佳[17]。潘靓等[18]在对20只肾癌模型的新西兰大白兔的研究中发现，磁共振常规序列(检出率为75%)对瘤内出血的敏感性低于SWI序列(检测出病例中均有出血灶)。Xing等[19]在对32例肾透明细胞癌患者的分析中发现，平扫CT、MRI及SWI对瘤内出血的敏感性依次为22.7%、65.6%及100.0%；平扫MRI和SWI对评估肿瘤内出血灶形态的准确率分别为31.3%和100.0%。Chen等[20-21]在对已经病理证实肾透明细胞癌的37例患者行SWI扫描后提出，低级别肾癌要比高级别者具有更多的微血管、更少的出血灶，同时该研究团队还指出，低级别肾癌的SWI信号强度面积与肿瘤面积之比也显著低于高级别者；他们在对另外同样病理证实的35例透明细胞癌的研究中发现，瘤内出血对透明细胞癌的诊断虽不及坏死敏感，但特异性与阳性率均远高于坏死。由此不难看出，SWI不但可以很好地显示肾癌中的出血以及评估其出血形态，同时通过对肾癌微出血、微血管的检出率和SWI信号强度面积与肿瘤面积之比还可以对肾癌的分级进行评估。

2.2.3 乳腺癌 近年来,全球女性乳腺癌的发病率不断飙升，现已占所有女性癌症的25%，成为导致死亡的第二大恶性肿瘤，并且发病年龄逐渐趋于年轻化[22]。早发现、早诊断、早治疗，可明显改善患者预后。Fatemi-Ardekani等[23]在CT、乳腺X线摄影及SWI对乳腺癌微钙化(0.4～1.5 mm)的研究中发现，SWI能显示所有CT中看到的钙化灶。李敏等[24]对52例患有乳腺疾病的患者均进行SWI及DWI扫描，旨在观察SWI、DWI对乳腺癌内细小钙化灶的敏感性及阳性率，最终结果为：SWI对乳腺疾病的灵敏性与特异度均不如DWI。其原因可能为：乳腺中丰富的脂肪组织及乳腺导管对磁场均匀性干扰较大，以致不能很好地显示病灶的形态特征及内部结构；同时，乳腺导管在SWI图像中亦呈低信号，使其与肿瘤小静脉及微钙化鉴别较难，故SWI用于诊断乳腺病变还有待完善技术及优化序列。

2.2.4 前列腺癌 前列腺癌为欧美国家男性的常见恶性肿瘤之一，在我国相对发病率较低，但最近几年呈迅速上升的趋势[25]。Bai等[26]对已经病理证实的前列腺癌和前列腺良性增生患者分别行高分辨SWI、MRI常规序列以及CT检查后发现，SWI不论是对检测癌内出血灶还是显示良性前列腺增生的钙化灶均优于常规MRI及CT检查。但是SWI显示的癌内微血管、出血数量是否与其肿瘤的级别、分期相关，以及SWI对前列腺癌与炎症、瘢痕和中央腺体癌的鉴别价值需继续深入研究。

2.3 体部肿瘤样病变、出血性病变的SWI应用

2.3.1 肝脏肿瘤样病变 李秋云等[13]发现，SWI中的海绵状血管瘤为稍高信号，不同于中枢神经系统中血管瘤的特征性低信号。究其原因可能是：中枢神经系统的海绵状血管瘤没有确切的供血动脉及引流静脉，是一团蜂窝状薄壁血窦，血流缓慢，SWI对这种乏氧低血流病变十分敏感。而肝内海绵状血管瘤血流较快，由肝动脉供血并通过门静脉引流，血中的氧浓度远高于中枢神经系统海绵状血管瘤，所以SWI图像呈高信号[27]。同时还有学者在对肝细胞癌与肝血管瘤的鉴别研究中观察到[28]，SWI不但能很好地检测出两种病变，同时SWI的信号噪声比(signal noise ratio，SNR)、对比噪声比(contrast noise ratio，CNR)在肝细胞癌与血管瘤中的ROC曲线下面积均显著大于标准参考线下面积，且肝血管瘤的SNR、CNR值高于肝细胞癌，可以此作为二者鉴别的依据。

当肝囊肿合并感染时，囊壁会增厚，增强扫描类似于转移瘤、肝脓肿表现，尤其是在患者有恶性肿瘤病史时，上述三者鉴别诊断较为困难。因肝囊肿不含引起磁敏感变化的成分，故SWI图像表现为均匀的高信号；转移瘤为高代谢的恶性肿瘤，SWI序列能显示瘤内静脉以及血液代谢产物；脓肿在常规MRI序列中表现为：T1序列类圆形或不规则形低信号，T2序列病灶中心坏死区呈高信号，DWI序列中心脓液呈特征性高信号，国内、外暂无脓肿在SWI序列的表现报道。

2.3.2 盆腔出血性病变 Takeuchi等[29-30]发现宫内膜异位囊壁含铁血黄素沉着为其病理特征,且在对卵巢囊性病变的研究中发现，39例该囊肿内可见沿囊壁分布的斑点状或曲线状低信号，有2例呈完全低信号，检出率高达97.6%。Solak等[31]在对14例患者共17个子宫内膜异位囊肿的月经周期第1～3天及13～15天扫描发现，月经初期病灶大小与中期无显著差异，中期病灶中心高信号，周围带低信号，但对于疑诊患者在月经初、中期行SWI检查，对病变的诊断以及鉴别很有帮助。

3 结 论

SWI作为一种较新颖的MRI检查序列，目前已广泛应用于中枢神经系统疾病的诊断中。尽管SWI在体部疾病中的研究应用已逐渐崭露头角，但将其应用于临床仍面临着巨大的挑战。相信随着MR硬件设施的不断发展和后处理软件的不断优化、改进，SWI的扫描时间将会进一步缩短、图像质量进一步提高，从而为临床疾病的诊断与治疗提供更准确、更可靠、更丰富的信息。

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:10.3969/j.issn.1671-8348.2015.13.047

2012年四川省卫生厅科研课题基金资助项目(120323)。

龚静波(1985-)，硕士研究生，主要从事功能磁共振影像诊断工作。

△通讯作者，E-mail：8311hfg@163.com。

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1671-8348(2015)13-1856-03

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