磁敏感成像在腦微出血診斷中的應用進展

摘要：磁敏感加權成像是一個新的神經影像技術，它利用不同組織間磁敏感的差異，例如血液、鐵、鈣化，而產生圖像對比。磁敏感加權成像作為傳統MR成像的重要補充，在診斷腦內早期微小出血越來越受到人們的重視。

關鍵詞：磁共振成像；磁敏感加權成像；腦微出血

對于顱內出血的早期診斷、特別是顱內微小出血的早期診斷，一般認為MRI表現比較復雜且不典型，CT檢查是診斷急性顱內出血的首選方法。近年來，隨著MR設備的更新和新技術的發展，磁敏感成像（SWI）的應用，磁共振對于早期診斷顱內出血越來越受到人們的重視[1～7]。

SWI是新近發展起來的成像技術。它所形成的影像對比有別于傳統的T1加權像、T2加權像及質子加權像，可充分顯示組織之間內在的磁敏感特性的差別，如顯示靜脈血管、出血、鐵離子等的沉積等。

腦微出血（cerebral microbleedings，CMB）泛指腦內<5mm的小的出血灶，是以腦微出血為主要特點的一種腦實質亞臨床損害，臨床上常沒有相應的癥狀和體[8，9]。由于腦微出血體積小，且無周圍組織的水腫，所以，在常規MRI和CT檢查中常呈陰性。

大量最新文獻發現，SWI檢出CMB有很大的臨床價值。

1 SWI的基本原理

SWI是一種利用組織的磁性成像的技術。是一種T2*技術，它通過長的TE，高分辨率，完全流動補償，3D梯度回波伴濾過的相位信息以增加強度圖的對比和增加組織間的磁敏感差異，使磁敏感效應最大化。

順磁性物質會產生亞體素的磁場不均勻，使處于不同位置的質子的自旋頻率不一致，在回波時間足夠長的情況下，自旋頻率不同的質子間將形成相位差。這樣，有不同磁敏感度的組織在SWI相位圖上可以被區別出來。

SWI成象過程，首先在進一步處理前先對相位圖像進行高通濾波以去除由于空氣-組織界面以及主磁場的不均勻性對相位造成的低頻擾動，得到校正的相位圖。第二步是建立一個新型的相位圖，叫做相位蒙片。相位蒙片是用來抑制具有特定相位像素的，對順磁物質與周圍實質和腦脊液相比磁場的增加導致負性相位（對右手螺旋系統來說），為了利用這種負性相位，通過設置所有的相位標準化值在0±π之間產生相位蒙片。如果最小相位值是-π，那么對于相位值小于0的像素，加權值按公式：f（x）=[φ（x）+π]/π得出，φ（x）是x位置上的相位值，相位值大于0的像素，加權值都設置為1，這樣相位為-π的像素信號會完全被抑制，而相位在0～-π的像素信號部分被抑制，我們稱之為負性相位蒙片，將強度圖像中的每個像素與對應的相位加權值進行多次相乘，由順磁性物質產生的信號將被大幅度的抑制，從而將順磁性物質從原始的圖像中分離出來[6]。

在臨床實踐中，經常用最小強度投影（miniMIP）來幫助顯示扭曲的結構和顯示靜脈血管系統的連續性，它還幫助區別不與主要靜脈相鄰的出血。

1.1血腫的磁敏感性 出血的SWI表現取決于出血的時相。超急性期（24h內），紅細胞形態的完整性未受到破壞，含有充分的氧合血紅蛋白，為反磁性物質，在SWI上呈高信號；急性期（3d內），紅細胞內的氧合血紅蛋白逐步轉變為脫氧血紅蛋白，成為順磁性物質，在SWI上呈低信號。亞急性期（3d～4w），脫氧血紅蛋白開始氧化成正鐵血紅蛋白，正鐵血紅蛋白具有較強的順磁性，但其磁敏感性較弱，主要縮短T1弛豫時間，在T1WI上呈高信號；慢性期（4周以后），血紅蛋白降解的最后產物是含鐵血黃素，具有強順磁性，在SWI上呈低信號。在血紅蛋白的四種狀態中，以去氧血紅蛋白和含鐵血黃素表現的磁敏感性較強。

1.2靜脈的磁敏感性 順磁性的脫氧靜脈血引起的磁場不均勻性產生兩種效應：①T2*弛豫時間的縮短；②靜脈血與周圍組織的相位差異。都具有較強的磁敏感性，因此，靜脈血管在SWI上呈低信號。

1.3非血紅素鐵的磁敏感性 鐵在體內不同的代謝過程中可有不同的表現形式，以鐵蛋白常見，為高順磁性。正常人隨著年齡的增長，鐵在腦內的沉積增加，但在某些神經變性疾病中，如帕金森病、亨廷頓病及阿爾茨海默病等，鐵的異常沉積被認為與疾病的病理機制有關。

1.4鈣化的磁敏感性 鈣化在SWI上顯示為明顯的低信號是由于鈣鹽的反磁性產生相位變化使局部信號衰減。在SWI相位圖上，鈣化表現為高信號（對右手螺旋系統來說，如Siemens公司的設備），而靜脈或出血表現為低信號。

2 SWI在腦微出血診斷中的臨床應用

2.1顱腦創傷性微出血 彌漫性軸索損傷（DAI）是腦外傷中很嚴重的類型。通常由于顱腦受到鈍性撞擊傷后，腦灰質和腦白質的慣性加速度不同，形成剪切力，常引起小血管的撕破，造成小灶性出血[10]。常規MRI圖像顯示病灶的效果欠佳，SWI序列對發現DAI中小的出血灶很有幫助，特別是小血管的微出血。

Tong等[11，12]研究發現SWI對顯示出血灶的范圍及數量是T2*WI的6倍，顯示的出血灶體積是T2*WI的2倍。研究證實SWI序列對出血灶的檢出優于常規MR序列，同時發現SWI能夠較其它掃描序列顯示出更多的病灶。Sigmund等[13]研究表明：SWI、T2WI和FLAIR能夠較CT掃描更加精確的評估外傷的嚴重性，并更有利于檢測出影響預后的病變。

2.2腦血管疾病性微出血

2.2.1血管畸形性微出血 畸形血管，尤其是海綿狀血管瘤常伴有出血，出血性病灶的不同時期，既有去氧血紅蛋白，又有Fe2+、Fe3+和含鐵血黃素，均為強磁敏感性物質，增加了SWI檢出的敏感性，SWI上表現為顯著的低信號。對海綿狀血管瘤患者，尤其是多發病灶，為明確病灶的數目和分布，SWI是必不可少的檢查，可作為海綿狀血管瘤檢查常規。任伯緒等[15]發現：SWI序列對顱內海綿狀血管瘤的特征性表現\"鐵環\"的檢出率高于常規TSE序列。Lee等[16，17]通過對10例患者的研究證明，SWI對于臨床高度懷疑的低流速血管畸形是理想的檢查手段。

2.2.2腦梗死和腦出血的微小病灶 在腦梗死部位，局部組織的缺氧將導致去氧血紅蛋白濃度增加，這成為SWI檢測腦梗死的基礎。SWI可以作為DWI一種輔助性方法，進一步定位受影響血管的范圍[5]，并明確梗死內是否存在出血，識別急性缺血中早期的微出血。

CMB的存在提示腦血管病變比較明顯，且有出血傾向。有CMB的梗死患者在采用溶栓治療或抗凝治療時發生腦出血的概率明顯高于無CMB的患者[18～20]。因此，急性腦梗死患者做SWI檢查判斷有無腦微出血存在，微出血患者慎用抗凝或溶栓治療，有可能降低出血性腦梗死的發生。在Wycliffe等[5]報道的38例由DWI診斷的急性腦卒中病例中，SWI發現16例（42%）存在出血，而CT僅發現5例，占13.2%，提示SWI比CT在檢測腦出血方面更加敏感。

腦出血是急性缺血性腦卒中最嚴重的并發癥之一。CT一直被認為是診斷腦出血的金標準。而最新研究結果提示[21，22]，SWI是發現腦出血非常有前途的一種工具，在患者出現癥狀2.5h，SWI即可顯示出血病灶，最早發現病灶的時間是發病23min，與CT比較，全組62例腦出血患者SWI顯示病灶的敏感度、特異度和準確度均為100%。

2.3腦腫瘤性微出血 目前對腦腫瘤的常規掃描計劃包括T1WI、T2WI、FLAIR和T1WI增強掃描，SWI的出現改善了圖像的對比，它可以檢測到常規成像方法無法顯示的腫瘤內的靜脈脈管系統和出血，是腫瘤成像的一種有用的補充序列。

有足夠的證據顯示實體腫瘤的生長如膠質瘤，依賴于病態的血管發生，高級別的膠質瘤常有出血成份，這對腫瘤分級可能有用[23]。而血液產物（去氧血紅蛋白，含鐵血黃素和鐵蛋白）都可被SWI序列所識別。Sehgal V等[24]發現，對比增強T1WI顯示的主要是壞死、囊變以及腫瘤邊界，而SWI主要顯示的是出血、包括自發性或者術后出血，可以把腫瘤復發和手術后創傷區別開來。

3展望

SWI在顯示顱內微小出血等方面較常規TSE、FLAIR更為敏感，可為常規序列提供更多的補充信息，隨著高場強MR設備的研究，圖像后處理技術的提高及新型對比劑的使用，SWI在臨床工作中將獲得更廣泛的應用。

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編輯/王海靜