脑部疾病中MR磁敏感加权成像的应用

黄金，丁研兵

（湖北中医药大学中医临床学院，湖北 武汉）

0 引言

磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging，SWI)是近几年来发展起来的可以反映组织磁化属性的新的对比增强技术，利用不同组织间磁敏感性的差异产生图像对比，常采用高分辨率扫描、相位图像蒙片和最小密度投影、完全速度补偿的高分辨率3DT、梯度回波序列等技术，清晰地显示脑内静脉血管，对含铁血黄素沉着、矿物质沉积等顺磁性物质等非常敏感[1]。本研究通过对脑血管畸形、脑梗死、脑挫伤、脑肿瘤等疾病在SWI 的影像表现分析，旨在探究SWI 在脑部疾病中的应用及其价值。

1 研究资料与方法

1.1 临床资料

选取我院2016年4月至2017年4月脑部疾病患者124例，其中男性76例，女性48例，男：女=1.58:1，年龄在12～78岁之间，平均年龄为42±3.1岁。124例患者中海绵状血管瘤16例（占12.9%），脑梗死32例（占25.8%），脑出血15例（占12.1%），脑外伤36例（占29.0%），多发性硬化7例(占5.6%)，颅内肿瘤7例（占5.6%），小静脉畸形7例（占5.6%），脑部大片状钙化3例（2.4%），基底节矿物质铁沉积1例（（占0.8%），临床症状复杂。

1.2 使用方法

采用我院新购进的由德国西门子公司生产的MAGNETOM Skyra 3.0T超导磁共振成像系统，TX双通道射频发射技术，头部表面线圈，48道通道超高射频接受平台。进行常规的弥散序列成像（DWI）、SE序列、3DGRESWI、液体抑制反转恢复序列扫描（FLAIR）。扫描序列包括SET1加权序列和SET2加权序列的冠状位、轴位和矢状位；FLAIR、DWI及3D-GRESWI序列。传统扫描参数如下：T1WI(TE=15ms,TR=250ms),TSET2WI(TE=100ms,TR=7950ms),层厚6mm，FLAIR(TE=120ms,TR=7000ms),DWI(TE=90 ms,TR=91ms)，3D-GRESWI(TE=20ms,TR=28ms,FA=25°,MinIP)[2]。

2 结果

经MR磁敏感加权成像得出本次研究124例，海绵状血管瘤16例（占12.9%），病变显示在T1WI和T2WI上主要呈现混杂信号，SWI显示病变区域有较多点片状出血灶，出血灶周边有呈低信号的含铁血黄素环，边界清晰；脑梗死32例（占25.8%），进行传统的MRI和CT扫描后有6例显示出血，再进行MRA、SWI、DWI扫描后有15例显示出血；脑出血15例（占12.1%），7例为慢性期脑出血，图像主要是长T1、T2，也有少量的短T1、T2，8例为亚急性脑出血，图像主要是短T1长T2信号，SWI所显示的出血区域明显大于T1WI和T2WI，以低信号为主混有极少的高信号；脑外伤36例（占29.0%），其中8例T1WI、T2WI、FLAIR、DWI等序列都未发现异常，但SWI上显示有多个微小出血灶，28例T1WI呈高信号，T2WI呈现低等混杂信号，SWI上发现低信号出血灶，SWI对脑内灰白交界处的出血高度敏感。多发性硬化7例(占5.6%)，除T1WI外，T2WI、FLAIR级DWI均是高信号，SWI表现病变区域有铁质沉淀并与静脉血管相连；颅内肿瘤7例（占5.6%），包括3例转移瘤、2例胶质瘤，2例垂体大腺瘤，MRI上不能显示的出血SWI均可以显示，其中3例胶质瘤SWI可以呈现内部静脉血管；小静脉畸形7例（占5.6%），4例经过平扫和增强扫描没有发现明显的异常征象，但在SWI上可以看见堆积扭曲的静脉，呈“海蜇头”样的低信号，另外3例T1WI和T2WI部分显示有流空信号，但境界不清楚，SWI可以显示较细的静脉向较粗的静脉引流；脑部大片状钙化3例（2.4%），常规的CT和MRI序列很难鉴别，但是SWI的相位图可以呈现高信号的钙化灶；基底节矿物质铁沉积1例（（占0.8%），SWI主要呈现点状的低信号。

3 讨论

3.1 SWI技术原理及方法

SWI是一种利用不同组织间磁性不同来对比成像的三维采集技术[3]。它通过高分辨率、长的回波时间（TE）、薄层重建的梯度及完全流动补偿来增强加权成像的对比度及最大化组织间的磁敏感差异[4]。临床上常用最小强度的投影来显示静脉血管系统的连续性及扭曲的结构，还能帮助鉴别未与主要静脉毗邻的出血[5]。除静脉外，SWI还对铁矿物质沉积、铁血黄素等物质有较强的敏感性。SWI扫描具有以下诸多特点：三维梯度回波成像且高分辨率，在3个方向上能够完全流动补偿，薄层厚有效的避免了信号丢失；拥有独特的数据采集方式和图像处理技术，可以明显增强磁矩图像间的对比，对出血、小静脉畸形以及钙、铁等矿物质的沉积有很强的敏感性；其相位图能够通过滤波减少很多不必要的场效应，这种效应可以产生相位蒙片，通过相位蒙片增强处理磁矩图，相对邻近层面可以进行最小强度的投影[6]。

3.2 SWI加权成像在脑部疾病中诊断中的应用

SWI加权成像对显示颅内出血、小静脉畸形以及钙、铁等矿物质的沉积有很强的敏感性。

3.2.1 在脑血管疾病中的应用

MRA在显示较高流速的大血管有明显的优势，但对于流速缓慢的不规则小血管则呈现明显的不足之处，而SWI恰好可以填补这个不足。SWI对这种低流速的不规则、多方向的小血管能显示其独特的优势，尤其是临床常见的小静脉畸形、海绵状血管瘤、毛细血管扩张症、畸形脑梗死等[7]。本次研究中有16例海绵状血管瘤，病变显示在T1WI和T2WI上主要呈现混杂信号，SWI显示病变区域有较多点片状出血灶，出血灶周边有呈低信号的含铁血黄素环，边界清晰，瘤体表现为病灶信号不均，但在校正相位图上可以鉴别高信号的血栓钙化和低信号的出血。7例小静脉畸形中，SWI可以呈现病变区域蜘蛛样变，其中4例经过平扫和增强扫描没有发现明显的异常征象，但在SWI上可以看见堆积扭曲的静脉，呈“海蜇头”样的低信号，另外3例T1WI和T2WI部分显示有流空信号，但境界不清楚，SWI可以显示较细的静脉向较粗的静脉引流，但明显较增强的MRI能显现更多的小静脉向大静脉引流。急性脑梗死并发出血时，及早的发现坏死灶内出血并处理是救治的关键，其治疗方案是不同于非出血性脑梗死的，SWI能显示梗死灶内的大小不均的团状或片状的极低信号，出血灶在SWI上显示负相位低信号，较T2WI和MRI更明显的显示出血灶的数目及大小[8]。

3.2.2 脑肿瘤的应用

本次研究中有7例颅内肿瘤，包括胶质肿瘤，转移肿瘤，垂体大腺肿瘤，SWI可以显示MRI上不能显示的出血。MRI虽然对于显示肿瘤和强化肿瘤有比较好效果，但是对于具有不同影像特征的不同肿瘤[9]，其不足之处就突显出来了，比如少突触胶质瘤、脑膜瘤容易钙化，胶质肿瘤、转移瘤容易出血坏死，这些MRI既不能明确显示，而SWI可以呈现肿瘤内部的钙化、小静脉出血等信息，极大的帮助临床对肿瘤的诊断、定性、分期分级等[10]。

3.2.3 脑外伤的应用

本次研究中有36例脑外伤，许多脑外伤的患者在脑部受损之后脑内均出现过血流紊乱，影像诊断对于脑外伤有很大的帮助，常规的CT就可以发现较大的血肿，但微小出血损伤便不易发现，故脑外伤不易用传统的模型来定量分析[11]。比如此次研究其中8例T1WI、T2WI、FLAIR、DWI等序列都未发现异常，但SWI上显示有多个微小出血灶，28例T1WI呈高信号，T2WI呈现低等混杂信号，SWI上发现低信号出血灶并可以显示脑挫伤的出血。SWI尤其对脑内灰白质交界处的出血高度敏感，提供了一种非介入式的新颖安全的手段来监测CBF的改变进和血氧含量[12]，来能够为临床早期诊断，选择治疗方法、病情评估及预后提供可靠依据。

3.2.4 对钙化灶的应用

有研究显示SWI的校正相位图对显示颅内的钙化高度敏感，敏感度高达98%[13]，因为钙化灶内都是成为电子，属于抗磁性物质，常规的CT和MRI很难与出血、铁矿物质等顺磁性物质鉴别[14]，但经过SWI在校正相位图上显示为较高信号可以明显区别。

3.2.5 脑沉积及神经病变的应用

医学病理研究阿尔茨海默症（Alzheimer,AD）患者海马、基底节、皮层等一些特定的部位铁沉积量明显增多，并且与痴呆程度呈明显的正相关[15]，铁沉积越重，痴呆程度越重，所以目前医学界认为神经变性疾病神经元死亡的重要原因之一脑组织的铁沉积增多[16]。脑组织铁沉积主要是顺磁性的铁蛋白和磁铁矿，在校正相位图上显示的是明显的低相位[17]，故SWI对揭示神经变性疾病的病因、定量研究脑组织的铁沉积、病理转归的检测及临床早期诊断和治疗均有重要意义。

总之，相较于常规MRI扫描，SWI明显能减少信息的遗漏，同时SWI对显示静脉血管系统和血液成分更加敏感，可以提供更多的病灶内部结构方面的信息[18]。现在临床上，SWI广泛应用于脑血管疾病、脑肿瘤、脑外伤、脑内钙化灶等，相信SWI在临床中枢系统疾病中有很大的应用价值和发展前景。