磁敏感加權成像對中樞神經系統病變的應用及其進展

摘要：磁敏感加權成像（SWI）是一種新型的無創性MRI檢查技術，對許多臨床疾病有著重要的應用價值，尤其是對腦內血管性病變、腦外傷及退行性病變的診斷有著很大的優勢[1]。本文即針對磁共振SWI序列在顱腦疾病中的應用及其進展進行綜述。

關鍵詞：磁共振；磁敏感加權成像；神經系統病變；應用進展

磁敏感加權成像（susceptibility-weighted imaging，SWI）是一種利用血氧水平依賴效應和不同組織問磁敏感差異的磁共振新技術，它采用三個方向施加完全流動補償的高分辨三維梯度回波序列進行掃描，能夠比常規梯度回波序列更敏感地顯示出血，甚至是微小出血，在診斷腦外傷、腦腫瘤、腦血管畸形、腦血管病及某些神經變性病等方面具有較高的價值及應用前景[2，3]。

1 SWI的基本原理

SWI采用三維采集，空間分辨力明顯提高，選擇薄層采集，明顯降低背景場T2噪聲的影響，在所有方向上進行完全流動補償。在采集數據時，將強度數據與相位數據分開重排，采集結束得到兩組圖像，即強度圖像及相位圖像。然后進行數據的后處理，對相位數據進行高通濾波，形成校正圖像，用校正的相位圖像作為相位加權因子，疊加在強度數據上，最終形成SWI圖像[4，5]。

2 SWI的應用及其進展

2.1急性腦梗塞的SWI應用 SWI對急性腦梗塞的預后及指導治療具有重要意義。腦梗塞是一種常見的缺血性腦血管疾病，急性期腦梗塞起病急，致死致殘率比較高[6]。常規的磁共振掃描、灌注、彌散加權成像以及血管成像可提供顱內缺血的病理信息而協助診治，但這些序列很難判斷梗塞伴有急性出血，雖然CT一直作為診斷顱內出血的\"金標準\"，但CT對梗塞動脈溶栓后顱內滲出的對比劑和少量出血的鑒別很困難，由于SWI對缺氧、鐵及鈣等順磁性物質極為敏感，因此它對治療后明確有無微小出血灶，對是否抗凝以及止血等都非常關鍵。SWI還可以借助順磁性物質的磁敏感性，采集到急性大腦皮質薄壁組織和蛛網膜下腔出血，提供大腦血流情況，對腦梗塞的診斷具有重大的幫助[7]。

2.2腦外傷的SWI應用 腦外傷易引起微小出血，常規MR很難被發現。但SWI能清晰顯示病灶的數目、大小和部位[8]。并且SWI對急、慢性出血灶的分期敏感。在超急性期時，栓子和血腫的主要成分為氧化血紅蛋白，在T2加權上呈現等或高信號，T1加權上為等信號；血腫在產生兩個小時之后開始轉變為脫氧血紅蛋白，使局部磁場的均勻度發生改變；而在慢性期開始產生巨噬細胞，對血紅蛋白吞噬以及對亞鐵血紅蛋白降解，進而使得具有高度磁敏感效應的含鐵血黃素沉積[9]。因此通過SWI的磁敏感效應對血腫進行分期時具有獨特的優勢。由上可得出，SWI對腦外傷病情的評估、預后及選擇治療方法上具有重要意義。

2.3腦血管畸形的SWI應用 傳統的MRA成像對較大的血管顯示良好，而對小靜脈卻顯示欠佳，SWI圖像通過最小密度投影處理后，可以更好地勾畫出小血管，尤其是靜脈的邊界。它利用組織間的磁敏感差異形成獨特對比，相較質子密度、T1及T2加權像顯著不同，它放大了腦部疾病中微血管的磁敏感效應，提高了對血管畸形的顯示能力[10]。靜脈畸形、毛細血管擴張癥以及海綿狀血管瘤由于是低流速的血管異常，在常規MRA上很難顯示，而SWI則是理想的檢查手段。在鑒別診斷上，小血管的形態、信號與較小的鈣化通常類似，比較難鑒別，但在SWI圖上，鈣化及出血為低信號，靜脈為高信號，進而能夠鑒別。另外，MRI常規掃描對顱內海綿狀血管瘤的診斷雖然比較敏感，但SWI對海綿狀血管瘤的顯示效果更佳，能比平掃MR顯示更多的病灶[11]。

2.4腦腫瘤的SWI應用 現在應用于臨床的各種MRI序列在顯示腫瘤的內部結構方面比較困難，而SWI可以觀察瘤內的出血、代謝物、鈣化、壞死及實質部分、腫瘤相關靜脈等。由于惡性腫瘤多具有快速增長的血管結構，并常伴有微量出血[12]。因此，應用SWI通過瘤內出血、小血管及瘤周水腫在高低級別腫瘤間存在的顯著差異，幫助確定腫瘤的良惡性以及惡性程度的分級[13]。進一步幫助制定腫瘤的治療方案。因此SWI對腫瘤的術前指導及判斷愈后具有很高的臨床價值。

2.5腦鐵、鈣的測定 某些神經變性疾病如帕金森癥、亨延頓病、阿爾茨海默病、多發性硬化等，其病理改變多伴有腦內鐵的異常沉積[14]。鐵在體內是強磁性物質，在鐵含量豐富的組織中，如顱腦、肝臟，質子會產生更多的負相位移，減少共振相位，從而導致場強和回波時間增加，進而使SWI圖像上的組織對比度增強。通過測定腦內某些部位的鐵含量不僅可以了解疾病的進程，而且還可以在一定程度上預測病人的愈后[15]。再者，磁敏感加權成像針對腦內鈣化灶時，也具有比較強的敏感性，在臨床應用上，對顱內結核、囊蟲病以及含有鈣化灶的顱內腫瘤性疾病的診斷可提供重要信息[16]。在影像學檢查上，CT一般作為評估顱內礦物質沉積首選方法，但由于鐵、鈣具有不同程度的磁敏感效應，所以SWI在顯示顱內鐵、鈣沉積要比CT更敏感。

2.6 SWI在其他方面應用 SWI除了應用到上述疾病中，許多學者也做其他方面的研究。有學者依據SWI可以高敏感地探測到是否存在顱內出血，在Wills血管再通術、動脈硬化斑塊旋切術、心臟瓣膜修補術后行SWI頭顱掃描，可達到預防栓塞及引導術后發生彌漫性血管內凝血的抗凝治療的目的。由于SWI對微小出血灶具有高敏感性，因此對于易發生動靜脈血管病和小血管動脈瘤的高血壓患者也可協助臨床診斷。SWI是基于血氧水平依賴效應和不同組織間磁敏感差異成像的，因此SWI可用于高分辨率的腦功能成像。通過調節吸入的CO和O2含量比值，對腦血流量進行定量分析，來評估CO水平在大腦生理活動中的影響。

3結論

SWI作為新的成像技術，為MRI成像的發展提供了新的前景。①磁敏感加權成像包含了相位圖和磁敏感度差異信息，對于出血、小靜脈和鐵的顯示特別敏感，為現有的MRI診斷技術提供了有力的補充。②在腫瘤診斷、成人及兒童外傷性腦損傷、腦血管病的診斷中起到很重要的作用。③靜脈解剖信息、病變內血管結構以及鐵沉積的顯示明顯優于其他的成像方法。總之，SWI技術作為一項高新技術，在腦血管疾病、腦外傷、腦腫瘤、神經變性病等中樞神經系統病變中有較高的臨床應用前景和價值。

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編輯/申磊