磁敏感加權成像相位圖病灶周圍極暈鑒別單純出血或鈣化的價值研究

蘇錄，高培毅，2

鈣化與出血的鑒別是影像診斷的重要線索，CT檢查可鑒別兩者，而MRI常規序列中兩者均呈低信號改變，診斷相對困難。SWI相位圖理論上有助于出血及鈣化的鑒別診斷，右手圖上SWI相位圖病灶高信號提示存在抗磁性物質，常見為鈣化，低信號提示存在順磁性物質，最常見者為出血，左手圖則相反。但臨床上，部分病灶在SWI相位圖上呈高低混雜信號，不易判斷病灶主體信號強度，因此存在誤診可能，實際臨床價值往往難以滿足臨床需求。

與SWI相位圖直接征象（病灶本身信號強度）相比，病灶周圍信號強度（間接征象）更穩定、錯判率極低，本研究稱之為極暈征（polarhalo sign），包括兩極征和反暈征。本研究旨在探索SWI相位圖病灶周圍極暈法（反暈征和兩極征）鑒別單純鈣化及出血的診斷效能，統計SWI相位圖病灶本身信號強度（傳統直觀）法的錯判概率。

1 對象與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2016年3月-2019年12月首都醫科大學附屬北京天壇醫院進行頭顱MRI及CT檢查的患者，連續入組，對其每個病變進行逐一分析。

納入標準：①年齡≤80歲。②病灶位于腦實質內。③首次CT或隨訪CT檢查可確診的單純出血或單純鈣化灶。④MR T1WI、T2WI無法鑒別的或未發現的出血或鈣化。⑤具有MR SWI相位圖數據，與CT檢查順序不分先后。 ⑥具有單次或先后兩次CT檢查數據。出血灶首次CT、隨訪CT檢查及MR檢查間隔1個月內，鈣化病變間隔最長2年內。⑦首次CT檢查不能確診，隨訪CT檢查可根據病灶大小及密度有無動態改變確診單純出血或鈣化。

排除標準：①CT檢查出血內含有鈣化（更常見）或鈣化區內出血（如基底節區生理性鈣化并發出血）。②腦實質外出血或鈣化灶，如腦膜瘤鈣化、鐮旁鈣化灶。③對稱性鈣化。④MR T1WI、T2WI可確診鈣化或出血病灶。⑤單次隨訪CT值無法確定病變性質，且無后續動態CT檢查。⑥運動偽影或任何影響數據評估的原因。

1.2 SWI數據參數及后處理 MR儀器型號：GE SIGNA Explorer，GE Discovery，Siemens Verio，Philips Ingenia CX。重復時間（repetition time，TR）27～78.6 ms，回波時間（echo time，TE）20～48.89 ms，層厚3～5 mm，層間隔2.5～3 mm，翻轉角15°～30°，視野（field of view，FOV）：240 mm×240 mm，矩陣：512×512。后處理工作站進行后處理。

1.3 SWI相位圖病灶本身信號強度（傳統直觀）法數據定性評估標準 將所有SWI相位圖進行標準化，即將左手相位圖進行黑白顛倒，使之變成右手圖后進行評估。SWI含有多個病灶者，所有病變均進行評估。兩名神經放射診斷醫師運用傳統方法對病灶進行獨立評估。SWI相位圖病灶（圖1）高信號者預判為鈣化，低信號者預判為出血。

圖1 SWI相位圖病灶本身信號強度（傳統直觀）法評估標準

1.4 SWI相位圖病變周圍極暈（間接）法數據評估標準 反暈征（表1，圖2～圖4）是病變最大層面周圍環形暈的信號強度（高信號或低信號），內緣較清晰，外緣不清，呈潑墨樣，信號向外逐漸變淡，寬1～2 mm，寬度不隨病灶直徑變化，暈環直徑為病灶最大徑，與病變本身組成“日全食”樣圖案。因病變周圍暈的信號強度與病變信號強度（或者兩極征的信號強度）相反，故本研究稱之為“反暈征”。

圖4 SWI相位圖病灶本身信號強度（傳統直觀）法信號混雜者（54歲女性）

表1 SWI相位圖病灶本身信號強度（傳統直觀）法及病灶周圍極暈（間接）法評估標準

圖2 SWI相位圖病灶周圍極暈（間接）法評估方法

兩極征（表1，圖2）位于病灶上下極周圍，在病變上緣的上一層面以及下緣的下一層面，呈類圓形，邊緣模糊，密度均勻、淺淡，其信號強度與病灶主體信號強度呈正比，其直徑與病灶直徑呈正相關。

反暈征與病變主體信號強度相反，兩極征的信號強度與主體信號相同。對于SWI右手圖，病變上下兩極為高信號，反暈征為低信號時，提示病變性質為鈣化（表1，圖2）；病變上下兩極為低信號，反暈征為高信號時，提示病變性質為出血。在病變較大或者信號混雜時，可通過周圍征象相互印證、互相反推，預判病灶主體信號。

1.5 統計分析 采用SPSS 26軟件進行統計分析。科恩Kappa值用于評估兩名觀察者評判SWI 相位圖病灶本身信號強度（傳統直觀）法、SWI相位圖病變周圍極暈（間接）法結果的一致性。計數資料以構成比（%）表示，比較采用χ2檢驗；符合正態分布的計量資料以表示，比較采用t檢驗。采用陽性預測值、陰性預測值、敏感度及特異度評估SWI相位圖病灶本身信號強度（傳統直觀）法及極暈（間接）法的診斷效能。以P≤0.05為差異有統計學意義。

圖3 SWI相位圖病灶本身信號強度（傳統直觀）法錯判者（37歲女性）

2 結果

2.1 基本信息 共納入36例患者的224個病灶。其中123個出血病灶（8例患者），101個鈣化灶（28例患者）。鈣化組及出血組男性患者分別為13、3例，鈣化組及出血組平均年齡分別為48±18歲、62±18歲，病變最大徑分別為5±2 mm、3±2 mm，平均CT值分別為372±272 Hu、72±11 Hu。鈣化組T1WI呈等、低及高信號的分別為61、36及4個，T2WI呈等、低、高及混雜信號的分別為37、57、5及2個。出血組T1WI呈等、低信號的分別有77、46個，T2WI呈等、低、高信號的分別有69、50、4個（表2）。

表2 兩組患者基本信息比較

2.2 SWI相位圖病灶本身信號強度法及病灶周圍極暈法鑒別鈣化的診斷效能 兩名觀察者的SWI相位圖病灶本身信號強度法（K=0.768）、SWI相位圖病灶周圍極暈法（K=0.876）評估的結果一致性較好。

131個病灶本身SWI相位圖為低信號，其中39個（29.8%）為鈣化，92個（70.2%）為出血。93個病灶本身SWI相位圖為高信號，62個（66.7%）為鈣化，31個（33.3%）為出血。直觀法診斷鈣化的陽性預測值、陰性預測值、敏感度及特異度分別為66.7%、70.2%、61.4%及74.8%（表3）。

鈣化組中，98個（97.0%）具有低信號反暈征或高信號兩極征；出血組中，122個（99.2%）具有高信號反暈征或低信號兩極征。極暈（間接）法診斷鈣化的陽性預測值、陰性預測值、敏感度及特異度分別為99.0%、97.6%、97.0%及99.2%（表3）。

表3 SWI相位圖病灶本身信號強度（傳統直觀）法與病灶周圍極暈（間接）法鈣化診斷效能對比

3 討論

臨床上常用的鑒別出血及鈣化的手段為CT及MRI，CT是最常用、最具時效性、最經濟的方法，常被用作診斷“金標準”。但CT檢查也存在局限性，對于超急性期出血、后顱窩出血及微出血顯示能力有限，也有研究顯示，CT對貧血患者的出血性病變顯示不佳[1]。另外，不完全鈣化及亞急性期出血在CT值上存在重疊，鑒別診斷往往需要隨訪觀察，密度減低病灶縮小者為出血，密度及形態無變化者為鈣化。

常規MR對各期出血的演變均有較好的顯示，針對微出血，T2*WI較常規序列敏感。在出血與鈣化的鑒別方面，MR T2*值定量分析及擾相梯度雙回波徑線法的操作較為復雜，限制了其臨床應用[2]。多數學者認為，SWI比T2*WI對磁化率差異更加敏感。SWI不僅存在縮短T2*弛豫時間的作用，還可以反映不同組織的磁化率差異[3-6]。但是，SWI相位圖病灶本身信號強度（傳統直觀）法錯判率高，本研究通過與直觀法的對照，結果顯示224個病灶中，直觀法判斷錯誤或無法判斷者高達70個，占30.8%。SWI相位圖病灶周圍極暈（間接）法診斷效能更高，反暈征較兩極征更常見。傳統直觀法錯判的病灶或具有兩極征或具有反暈征，極暈（間接）法錯判共4例，僅占1.8%。診斷效能方面極暈（間接）法也較傳統直觀法更高。

暈征在胸部CT肺窗上表現為病灶中心高密度、周圍為新月形或環形磨玻璃密度影。MR上的暈征是指GRE或T2*WI出血病灶周圍的環形略低信號模糊影，其本質上也是暈的信號強度更淺淡。CT上的反暈征不如暈征常見，因磨玻璃密度出現的位置與暈征相反而得名，表現為中心磨玻璃密度影（密度較低）、周圍新月形或環形高密度影。CT反暈征于1996年由Voloudaki等最早報道，見于隱源性機化性肺炎（cryptogenic organizing pneumonia，COP）患者[7]。MR SWI相位圖的反暈征則與CT不同，表現為出現位置相同（淺淡者位于病灶周圍）但信號強度相反，與日全食相似。

SWI相位圖上病灶周圍間接征象——極暈（兩極征及反暈征）的理論解釋：假設病灶為球形，SWI相位圖上病灶本身及周圍（球體外）的靜磁場B0受到擾動，分別用ΔB（r）病灶及ΔB（r）病灶周圍表示，計算公式如（1）[8]及（2）[3]。

式中r和θ為極坐標，即r是某點半徑，θ為此點矢量與Z軸之間的夾角，a為球體病灶的半徑，Δχ（r）為磁化率。

由此可得：

當θ=90°，ΔB（r病灶最大層面周圍，90°）∝-ΔB（r）病灶，即反暈征。

當θ=0°或180°，ΔB（r病灶上下極，0°或180°）∝ΔB（r）病灶，即兩極征。

當θ=90°時，即在球體病灶的最大層面上，3cos（90°）2-1=-1，ΔB（r）病灶最大層面周圍與ΔB（r）病灶符號相反，當θ=0°或180°時，在球體病灶的上下兩極層面，ΔB（r）病灶上下極周圍與ΔB（r）病灶呈正比關系。即當病灶本身信號混雜時，高信號反暈征或低信號兩極征均可反推病灶本身為低信號，提示病灶為出血。反之亦然。

在球體模型中，國內外學者針對球體內、外場強及相位變化進行實驗室及函數模擬[8-9]，與本文中的理論推導一致。

綜上，筆者認為，極暈在圖像域中無相對應的物質，是相位圖上一種特殊的偽跡。因此，極暈是具有極性的、穩定的且僅存在于SWI相位圖的特殊的偽影，這種極性和穩定性是具有鑒別診斷意義的。與第一類化學位移偽影類似，其極性體現在反映頻率編碼的高低，其存在側面提示了脂肪的存在。目前，國內外學者未曾提出過此觀點，也未曾針對周圍磁場及相位變化進行命名。

本研究的局限性：回顧性研究具有偏倚，需要設計更為嚴格的前瞻性研究，以進一步驗證本研究的結論。納入本研究的病灶為單純出血及單純鈣化，實際臨床工作中可能會出現鈣化合并出血、其他類型順磁性及抗磁性物質。

受多種因素影響，常規方法通過SWI相位圖病灶本身信號強度常常呈混雜信號，臨床上常常無法判斷。本研究發現，病變的間接征象極暈，也就是反暈征及兩極征卻相對恒定存在，右手圖上低信號兩極征及高信號反暈征提示病變主體呈低信號，病變性質為出血，反之為鈣化。因此，SWI相位圖病灶周圍極暈（間接）法對單純出血或單純鈣化的鑒別診斷具有一定的幫助。

【點睛】SWI相位圖病灶周圍極暈（兩極征和反暈征）法可能是一種簡便易行的MR鑒別單純出血或單純鈣化的方法。