磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging,SWI)是近年来新开发的磁共振对比增强成像技术，最初称作“高分辨率血氧水平依赖静脉成像” (high resolution blood oxygenation level dependent venographic imaging) [1-2]。对于脑内小静脉显示应用甚广，尤其对于微出血灶的显示，极大提高诊断价值，在此基础，科学家经过不断改进，使得SWI技术更加成熟，应用范围扩大，更为一些棘手的科研开辟新的思路。
与常规序列相比，SWI能更敏感地显示出血，尤其对于微出血灶显示相对敏感，因此在外伤、肿瘤性病变、血管畸形及脑血管病变诊断进一步提供可靠标准，对于神经性病变性疾病，例如AD、PD[3]的研究有较高的诊断及临床价值。
一、SWI技术原理
SWI主要依据不同组织间的磁敏感性差异提供图像对比增强，它可以应用于所有对不同组织间或亚体素间磁化效应敏感的序列[4]，但是为了凸显其在表现细小静脉及小出血方面的能力， SWI以T2*加权梯度回波序列作为序列基础[5-7]。与T2*加权梯度回波序列不同的是， SWI采用高分辨率、三维完全流动补偿的梯度回波序列进行扫描，磁敏感加权成像序列成像过程中会产生相位图、幅值图和相位掩模图。相位图像包含背景磁场和组织化学位移的直接信息，使用相位图像时，得去除背景噪声及由于部分容积效应产生的不同的化学位移。SWI 图的后期处理一般分为 4 个步骤[8] (使用高通滤波器去除背景磁场中低空间频率干扰部分，校正图像；2) 消除相位图中由磁场不均匀产生的伪影，创建相位掩模；3) 相位掩模与原始幅值图多次相乘，产生新的幅值图对比，其中所乘数字应尽量小并得到合适的 CNR；4) 通过最小密度投影，使各个层面的静脉连续化，得到最终的磁敏感加权图所对应的解剖位置完全一致[9]。常规MRI仅利用了单一的磁距图信息， SWI则利用了一直被忽略的相位信息，并经过一系列复杂的图像后处理将相位图与磁距图融合，形成独特的图像对比。
二、SWI应用：
SWI对于血红蛋白的代谢物、铁质沉积、小静脉的显示十分敏感，因此，目前随着临床应用的不断拓展，SWI已经开始被逐渐用于神经系统肿瘤、脑外伤、脑血管畸形以及脑变性类疾病的诊断上，并已逐渐被人们接受，其主要应用如下：
1．脑血管畸形：传统的MRA成像对于大血管成像比较好，对于小静脉无能为力，同时对于一些血管畸形，例如静脉畸形、毛细血管扩张症以及海绵状血管瘤都属于低流速异常血管，在MRA的显示上就很难，而SWI就具有这一优势，SWI由于对去氧血红蛋白敏感，因此可清楚显示静脉结构。在鉴别诊断上，有时小血管的形态与信号与较小的钙化类似，难以鉴别，在SWI相位图上，钙化、出血为低信号区别于而静脉的高信号，而且敏感率高。另外，传统的MRI对脑内海绵状血管瘤的诊断已比较敏感，但SWI对海绵状血管瘤的显示效果更佳，能比平扫MR显示更多的病灶[10]。
2．PD:帕金森病是一种中华老年人常见的运动障碍疾病，以黑质纹状体通路损害为主的变形疾病，研究表明黑质中过量铁与过氧化氢反应促进自由基的生成及神经元变性可能是PD极为重要的病理机制，而SWI正是基于对于铁的敏感性定量PD脑铁变化情况[11-12]，为临床诊断治疗提供线索及依据。
3．脑血管病：SWI可以作为检测脑梗死受累血管分布区、梗死区以及梗死后出血的辅助手段，DWI结合MR灌注成像结合可判断梗死组织的半暗带区，来判断梗死区预后及对临床相应治疗提供研究价值。另外SWI还可以发现慢性高血压患者受损的小血管周围发生的陈旧性出血灶，即脑内微出血，在常规MRI扫描中，这种微小出血点较难发现[13]。
4．脑肿瘤：由于常规MRI对肿瘤的形态敏感，但对肿瘤病灶内部结构显示欠佳，尤其是否有出血，只有出血范围较大时诊断不难，对于微出血很难发现，而SWI基于其对小血管及出血敏感，自然成为剖析肿瘤内部结构的优选方法，尤其在脑出血与肿瘤卒中的鉴别诊断方面能提供更多的信息。
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5.SWI技术在可以同时得到幅值图和相位图，相位图一般需要校正而减小背景噪声的影响，相位图测量Yv原理是根据静脉血与组织之间相位差获取，进一步根据公式获得OEF,此技术优点在于可以应用区域图测量局部脑氧代谢情况， 但是该技术还有诸多方面需要改进，例如该技术依赖血管的形状及方向，但脑血管的形态及走形差异较大，而目前的实验都假设血管为无限圆柱体并与主磁场方向平行来简化来自血管的影响。
6.脑外伤：弥漫性轴索损伤（DAI）占重型颅脑损伤的30％以上，并且是导致植物状态或严重神经功能障碍的主要原因，DAI是由于剪切力引起的脑白质损伤，轴索损伤的程度与预后密切相关。临床研究发现出血的DAI相比较无出血的预后更差，而CT与常规MRI均对较小的出血灶极易漏诊，而耽误病情的发展，SWI由于对血红蛋白的代谢产物如脱氧血红蛋白、正铁血红蛋白、含铁血黄素等非常敏感极易被显示。 研究表明在SWI上显示的出血性DAI病灶的数目和出血量分别是常规MRI的6倍和2倍。磁敏感加权成像技术SWI对颅脑损伤的评价、临床治疗以及预后判断起到及其重要的作用。
三、磁敏感加权成像技术的临床应用展望
SWI利用各组织间磁敏感的差异成像，通过检测病灶中的静脉分布、出血灶和矿物质沉积等，有效改善了相关疾病的诊断，目前基于磁敏感成像联合动脉自旋标记成像技术对于脑氧代谢研究相继开展，也取得一定进展。
从对SWI原理的描述可以看到，理论上，只要组织间存在磁化率差异，就可以通过SWI显示出组织对比。但由于磁敏感成像对于局部磁场不均匀性特别敏感，因此像如颅底的含气鼻窦、脊柱等部位，组织间的的磁化率差异极大，其成像受到一定的限制，呈现局部特别强的相位伪影。完全去除相位伪影的磁化率图(susceptibility maps)等技术的发展为SWI在脊柱的应用提供了可能。另外，软骨、乳腺、动脉硬化斑块中的钙质沉积、肝血色沉着病等的磁敏感成像也在研究发展中。
随着高场强磁共振设备的引入，回波平面成像技术(echo planar imaging, EPI)的改进及多回波SWI的应用，图像处理软件的进一步改进， SWI的图像分辨率将进一步提高，越来越体现它的价值， SWI将成为MRI常规序列的重要补充，更好地应用于临床诊断、鉴别诊断及科学研究之中。
参考文献
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13.刘铁利，张竞文，磁敏感加权成像技术评估正常人群脑静脉血相位值.2013.29（2）:197-201.
论文作者:王宁,雷少晖,,张田宝
论文发表刊物:《医师在线》2017年10月下第20期
论文发表时间:2018/1/9
标签：相位论文; 敏感论文; 静脉论文; 血管论文; 技术论文; 序列论文; 回波论文; 《医师在线》2017年10月下第20期论文;