磁敏感加权成像在脑部钙化和脑微出血诊断中的应用价值

金美玉，金洪国，范艳芬，杨榕，寇雪莲

（温州医科大学附属舟山医院，浙江 舟山 316021，1.放射科；2.神经内科）

在临床上区分脑部钙化和脑出血非常重要[1]。CT是检测钙化的黄金标准，100hu的衰减值表现为钙化病变，但当衰减值小于100hu时钙化和出血重叠，这一黄金标准不能被应用[2-3]。磁敏感加权成像（susceptibility-weighted imaging，SWI）是一种完全速度补偿的MRI技术，被应用到包括颅内出血、创伤性脑损伤、脑卒中、肿瘤和多发性硬化等疾病的诊断[4-7]。本研究探讨SWI在诊断脑实质钙化和出血中的应用价值。

1 资料和方法

1.1 一般资料 选取2013年10月至2016年10月在温州医科大学附属舟山医院神经内科就诊的脑实质钙化患者50例（脑部钙化组）和慢性微出血患者50例（脑微出血组）。纳入标准：①经头颅CT证实为脑实质内直径小于10 mm的高密度病灶；②可以接受MRI检查。排除标准：①不适合接受CT和MRI检查；②头颅CT检查明确生理钙化（脉络丛钙化、基底节钙化、松果体钙化、大脑镰钙化、小脑齿状核钙化等）；③头颅CT高密度病灶直径大于10 mm。本研究得到医院伦理委员会的批准，所有入组患者均签署知情同意书。诊断标准：本研究所有病例以MRI检查结果为诊断金标准。在头颅MRI的T2*梯度回波序列中脑微出血定义为直径小于10 mm的含铁血黄素在血管周围的累积。在MRI磁距SWI序列中脑微出血表现为低信号，在左手系统相位SWI序列主要为正信号。钙化病变在MRI的磁距SWI序列中表现为低信号，在左手系统相位SWI序列主要为负信号。脑部钙化组患者男38例，女12例，平均年龄（32.9± 16.5）岁；脑微出血组患者男33例，女17例，平均年龄（60.2±15.7）岁。

1.2 仪器设备及方法 MRI数据采集通过1.5T扫描仪（德国西门子公司）使用圆偏振头线圈矩阵进行。所有图像均在轴向平面上得到，包括T1加权、 T2加权、SWI和DWI。轴向旋转回声（SE）T1序列成像参数：TR 450～650 ms，TE 10～20 ms，截面厚度5 mm，矩阵256×192，NEX 2，FOV 230 cm。轴向T2加权序列：TR 3 000～4 500 ms，TE 80～90 ms，截面厚度5 mm，矩阵256×256，NEX=2，FOV=230 cm； 轴向3D的SWI序列：TR/TE=54/40，收集时间3min 40 s，切片厚度3 mm，翻转角度15°。采用的128排CT扫描仪参数：300 mAs，120 kV，5 mm厚区段，FOV 220 mm2，矩阵512×512。数据被重建到0.6 mm 的厚度。2名经验丰富的放射科医师分别进行钙化和脑微出血的定性评估及信号强度评估，并在每个序列循环感兴趣区域（region of interest，ROI）中 提取单个像素值（磁距SWI、相位SWI）进行定量评估。

1.3 统计学处理方法 采用SPSS20.0统计软件进行分析。基于kappa系数的一致性检验评价2名医师的评估结果是否一致。计量资料用±s表示，2组间数据比较采用成组t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 脑部钙化的MRI信号特征和检出情况 在T1WI上未发现脑部钙化，在T2WI序列只有30.3%的钙化在第1次检测时观察到，而48.4%在回顾性分析中发现（见图1a-b）。在磁距SWI（见图1c）和相位SWI（见图1d）共发现76个钙化点。钙化大部分在额叶和顶叶（占64.6%）。为提高诊断准确性，2位经验丰富的放射科医师在对患者临床资料不知情条件下，在随机2个相位SWI序列分别评估了脑部钙化信号（见表1），2名医师在评估脑部钙化方面达到高度一致（k=0.70）。

图1 脑部钙化的MRI信号特征

2.2 脑部微出血的MRI信号特征和检出情况 CT或MRI的T1WI序列（见图2a）和T2WI序列（图2b）未观测到脑微出血。50例患者中，磁距SWI序列（见图2c）和相位SWI序列（见图2d）观测到245个脑微出血病灶。2位医师在磁距SWI序列和相位SWI序列评估脑微出血得到中度一致（k=0.55），见表1。

表1 脑部钙化和脑微出血的信号特征分析结果（例）

2.3 定量分析 在磁矩SWI序列和相位SWI序列 ROI计算像素值，在相位SWI序列，脑部钙化和脑微出血之间差异有统计学意义（P＜0.001），见表2。

图2 脑微出血的MRI信号特征

表2 2组患者2个序列像素值比较（±s，SD）

表2 2组患者2个序列像素值比较（±s，SD）

组别 病灶数 磁矩SWI序列 相位SWI序列脑部钙化组 76 184.5±50.6 -312.5±187.5脑微出血组 245 173.0±54.5 541.9±301.7 t 1.21 19.61 P 0.22 ＜0.001

3 讨论

SWI成像技术是一种利用不同组织的血液、铁和钙化的磁化率差异而成像的技术。相位图对组织中不同成分，如脱氧血红蛋白、血红蛋白或钙化等引起的磁场变化敏感，因此可以用来区分组织间的差异。顺磁性物质（脱氧血红蛋白、含铁血红蛋白和铁蛋白）扭曲了局部磁场，导致组织和局部磁场之间相互作用，引起周围软组织的正相转移，而抗磁性物质（钙、磷）在左手系统中出现负相移位，而在右手系统则是相反的信号[8]。

ZHU等[9]研究表明，钙化和出血在SWI磁矩图均表现为低信号，但是在校正的相位图上呈现了相反的信号特征，在钙化和出血的平均相移中发现了显著的差异（t=74.69，P＜0.05）。BARBOSA等[10]研究表明，SWI图像显示了钙化区域的超强信号，以及含铁血黄素沉积的低信号。本研究观察到钙化和出血在磁矩SWI序列表现为低信号，但在校正的相位图像上呈现了相反的信号特征：钙化的反磁磁化率为低信号或由低信号主导的混合信号，而出血的顺磁磁化率为高信号或高信号所主导的混合信号。在相位SWI序列的定量分析显示，脑部钙化灶的平均像素值为（-312.5±187.5）SD呈阴性，而脑微出血平均像素值为（541.9±301.7）SD则呈阳性，钙化和出血的平均象素值有显著差异，这表明利用相位SWI序列技术对出血和钙化的鉴别诊断是可行的。

大多数的脑部钙化并没有在常规的序列中显现出来。在T1WI序列中钙化病灶无任何改变。在T2WI序列，钙化病灶显示低信号。在本研究中，大多数钙化病灶在T2WI序列上没有被观测到：在T2WI序列第1次观测时只看到30.3%的病变，在第2次回顾性评估中发现48.4%的病变。显示钙化病变的大小和位置方面CT和相位SWI序列之间有最大的一致 性[11]。在本研究中，大约有93.9%的钙化在MRI中发现。本研究结果比ZULFIQAR等[12]的研究结果要好，在这一研究中，磁矩SWI序列对钙化的敏感度是86%。然而，在WU等[1]进行的一项研究中，磁矩SWI序列检测的钙化率为97%，比本研究要好，而且钙化的位置和大小与CT的位置和大小完全吻合。

[1] WU Z, MITTAL S, KISH K, et al. Identification of calcification with MRI using susceptibility-weighted imaging: A case study[J]. J Magn Reson Imaging, 2009, 29(1): 177-182.

[2] MAKARIOU E, PATLISALIDES A D. Intracranial calci fications[J]. Appl Radiol, 2009, 38(11): 48-60.

[3] NUTE J L, ROUX L L, CHANDLER A G, et al. Differentiation of low attenuation intracranial hemorrhage and calcification using dual-energy computed tomography in a phantom system[J]. Invest Radiol, 2015, 50(1): 9-16.

[4] 衣慧灵, 刘兰祥, 齐曦明, 等. S P G R-T 2*WI鉴别颅内出血和钙化的定量分析[J]. 放射学实践, 2013, 28(6): 623-627.

[5] 林一锱, 高源统, 严志汉. 磁敏感加权成像在早产儿颅内出血诊断中的应用价值[J]. 温州医科大学学报, 2015, 45(8): 611-614.

[6] 刘孟辉, 刘建玲, 周志凌, 等. 定量磁敏感图在神经系统中的研究进展[J]. 国际医学放射学杂志, 2017, 40(3): 258-261.

[7] 兰振. 磁共振磁敏感加权成像在脑部疾病中的应用[J]. 实用医技杂志, 2016, 23(6): 613-614.

[8] SHAMS S, MARTOLA J, CAVALLIN L, et al. SWI or T2*:Which MRI sequence to use in the detection of cerebral microbleeds? The Karolinska Imaging dementia study[J].AJNR Am J Neuroradiol, 2015, 36(6): 1089-1095.

[9] ZHU W Z, QI J P, ZHAN C J, et al. Magnetic resonance susceptibility weighted imaging in detecting intracranial calcification and hemorrhage[J]. Chin Med J (Engl), 2008,121(20): 2021-2025.

[10] BARBOSA J H, SANTOS A C, SALMON C E. Susceptibility weighted imaging: Differentiating between calcification and hemosiderin[J]. Radiol Bras, 2015, 48(2): 93-100.

[11] CIRACI S, GUMUS K, DOGANAY S, et al. Diagnosis of intracranial calcification and hemorrhage in pediatric patients: Comparison of quantitative susceptibility mapping and phase images of susceptibility-weighted imaging[J]. Diagn Interv Imaging, 2017, 98(10): 707-714.

[12] ZULFIQAR M, DUMRONGPISUTIKUL N, INTRAPIROMKUL J, et al. Detection of intratumoural calcification in oligodendrogliomas by susceptibility-weighted MR imaging[J]. AJNR Am J Neuroradiol, 2012, 33(5): 858-864.