MR磁敏感成像(SWI)原理及其在腦部的應(yīng)用課件

MR磁敏感成像（SWI）原理及其在腦部的應(yīng)用SWI的基本原理(susceptibility

weighted

imaging)1

2SWI是一項反映組織磁化屬性的新的對比度增強技術(shù)，主要提供了傳統(tǒng)的T

WI、T

WI、質(zhì)子密度以及彌散成像之外的另一種對比度。原

始

數(shù)

據(jù)

有

兩

套

,

同

時

得

到

強

度

圖

像

（

Magnitudeimage）和相位圖像(Phase

image).包

含

脂

肪

、

鐵

、

去

氧

血

紅

蛋

白

等

物

質(zhì)

的

組

織

磁

化

屬性

與

背

景

組

織

明

顯

不

同

，

在

強

度

圖

像

的

后

處

理

中

使用

相

位

蒙

掩

（

phase

mask

）

技

術(shù)

提

高

對

磁

敏

感

效

應(yīng)物

質(zhì)

的

顯

示

，

使

其

在

SWI

圖

像

相

位

對

比

明

顯

增

強

，因此稱SWI.磁敏感效應(yīng)較強的物質(zhì)主要包括去氧血紅蛋白、正鐵血紅

蛋

白

、

含

鐵

血

黃

素

、

鐵

沉

積

（

鐵蛋

白

）

以

及

鈣

沉

積

等

，

引

起

空

間

相位

的

改

變

，

這

些

物

質(zhì)

在

SWI

圖

像

上

呈顯著的低信號改變。SWI的基本成像技術(shù)磁場不均勻會給圖像中的相位引入低頻擾動，使得包含在相位圖像中的有用信息難以得到充分利用。為

了

去

除

這

種

影

響

，

先

在

原

始

的

K

空

間

數(shù)

據(jù)

上

施

加一個中心矩陣為64×64的低通濾波器，用原始圖像除

以

（

復

數(shù)

除

法

）

由

濾

波

后

的

K

空

間

數(shù)

據(jù)

產(chǎn)

生

的

圖像，從而去除原始相位圖像中由于磁場不均勻產(chǎn)生的影響。經(jīng)過原始圖像和低通濾波后圖像的復數(shù)相除，得到校正相位圖（corrected

phase

image）.相位蒙掩（phase

mask）及負相位加權(quán)處理校正相位圖用于創(chuàng)建相位掩模，進而抑制具有一定相位值的體素。相

位

值

從

0

到

π

的

加

權(quán)

值

設(shè)

置

為

1

，

相

位

值

小

于

0

的加權(quán)值被線性的單位化到0至1區(qū)間，0對應(yīng)相位值-π，1對應(yīng)相位值

0

。相位蒙掩為：f（x）=（φ（x）+π）/πφ（x）為興趣區(qū)x的相位。從

該

公

式

可

以

看

出

，

相

位

值

為

-π

的

體

素

將

被完全抑制，而相位值為-π至0之間的體素將被部分抑制。相位掩模的相位加權(quán)值為0到1之間，稱為負相位蒙掩。將

幅

度

圖

像

中

的

每

個

像

素

與

對

應(yīng)

的

相

位

加權(quán)

值

進

行

多

次

相

乘

，

由

靜

脈

產(chǎn)

生

的

信

號

將被

大

幅

度

抑

制

，

從

而

將

靜

脈

從

原

始

圖

像

分離

出

來

。

實

驗

發(fā)

現(xiàn)

相

乘

4

次

得

到

的

結(jié)

果

最

為理想，對比噪聲比最大。

------負相位加權(quán)X4幅幅度像相相位圖相位掩模圖濾波后校正圖SWI圖像數(shù)據(jù)采集處理步驟三維成像及最小信號強度投影（mIP）高分辨率SWI成像參數(shù)：3D–SPGR

序

列

，

FOV:24*24

，F(xiàn)A

：30

，TR/TE：38/25ms

，

層

厚

/

間

距

：

1.5

～2/0

mm

，Matrix：512×384，NEX：0.75由

于

靜

脈

血

管

表

現(xiàn)

為

顯

著

的

低

信號，而且層面

厚

度

很

薄

，

只

有

通

過

三

維

mIP

顯

示

才

能

顯示完整的靜脈血管形狀。SWI的主要技術(shù)特點高分辨率三維梯度回波序列成像；

三個方向應(yīng)用流動補償技術(shù)；

薄層掃描避免信號丟失；對原始相位圖像進行高通濾波，去除磁場不均勻?qū)ο辔坏挠绊?；生成相位蒙掩圖突出某些組織的磁敏感屬性；在幅度圖像應(yīng)用負相位加權(quán)處理

最小信號強度投影（mIP）使用顯著的相位對比來增強幅度圖像的對比噪聲比臨床應(yīng)

用在腦血管性病變的應(yīng)用靜脈血管畸形(venous

angioma)SWI顯示病變呈蜘蛛樣改變，并顯示叢狀細如發(fā)絲的髓靜脈，較增強MRI及MRA發(fā)現(xiàn)更多的髓靜脈向粗大的引流靜脈集中。SWI+C

T1WIVenousAngiomaVenous

angiomaVenous

angioma海綿狀血管瘤（Cavernoma）SWI顯示病灶信號不均，出血為低信號，瘤體呈不均勻高信號；并能發(fā)現(xiàn)更多血管瘤及細小出血灶。海綿狀血管瘤（Cavernoma）海綿狀血管瘤（Cavernoma）毛細血管擴張癥

(Telangiectasis)靜脈竇血栓形成MRV見患側(cè)乙狀竇不顯影，增強掃描見廣泛充盈缺損形成。DWI及T1WI及T2WI僅發(fā)現(xiàn)腦內(nèi)少量水腫與腔梗，并未發(fā)現(xiàn)出血。SWI見深部引流靜脈及腦表面靜脈網(wǎng)廣泛增粗擴張迂曲，并發(fā)現(xiàn)早期出血灶右側(cè)乙狀竇急性血栓形成1d右側(cè)乙狀竇急性血栓形成SWI見深部擴張的靜脈\右頂枕葉交界處早期出血高血壓腦部微血管病變SWI顯示基底節(jié)區(qū)及皮層下多發(fā)細小出血灶.Hypertension

-皮層下微出血Hypertension多發(fā)散在出血灶腦梗死并發(fā)出血發(fā)現(xiàn)早期梗死灶內(nèi)的早期出血，指導臨床治療。陳舊性梗死灶內(nèi)大小不等的片狀及團狀極低信號，提示病變曾經(jīng)出血。在腦外傷的應(yīng)用顯示彌漫性軸索損傷在灰白質(zhì)交界處的多發(fā)小出血灶，較常規(guī)MRI敏感。Radiology,

2003.

Tong

KARadiology,

2003.

Tong

KA在腦腫瘤的應(yīng)用顯示腫瘤出血及內(nèi)部靜脈血管結(jié)構(gòu)及小出血灶Malignant

astrocytomaSWI顯示腫瘤內(nèi)血管及出血腦部礦物質(zhì)沉積及變性等病變的應(yīng)用Wilson

disease豆狀核變性Parkinson

disease帕金森氏綜合征Alzheimer

disease老年性癡呆癥Tuberous

Sclerosis結(jié)節(jié)性硬化SWI濾波后校正圖M,

20y.Epilepsy結(jié)節(jié)性硬化Wilson

Disease豆狀核變性Wilson

Disease

豆狀核變性Wilson

Disease豆狀核變性28Y正常人腦隨年齡增長的鐵沉積47Y帕金森氏