MR磁敏感成像(SWI)原理及其在脑部的应用--漆剑频.pdf

MRMRMRMR磁敏感成像（磁敏感成像（SWISWI）原理及其在脑部的应用原理及其在脑部的应用华中科技大学同济医学院附属同济医院漆剑频SWI的基本原理(susceptibility weighted imaging)?SWI是一项反映组织磁化属性的新的对比度增强技术，主要提供了传统的T1WI、T2WI、质子密度以及弥散成像之外的另一种对比度。?原始数据有两套,同时得到强度图像（Magnitude image）和相位图像(Phase image).?包含脂肪、铁、去氧血红蛋白等物质的组织磁化属性与背景组织明显不同，在强度图像的后处理中使用相位蒙掩（phase mask）技术提高对磁敏感效应物质的显示，使其在SWI图像相位对比明显增强，因此称SWI.磁敏感效应较强的物质磁敏感效应较强的物质主要包括去氧血红蛋白、正铁血红蛋白、含铁血黄素、铁沉积（铁蛋白）以及钙沉积等，引起空间相位的改变，这些物质在SWI图像上呈显著的低信号改变。SWISWI的基本成像技术的基本成像技术?磁场不均匀会给图像中的相位引入低频扰动，使得包含在相位图像中的有用信息难以得到充分利用。?为了去除这种影响，先在原始的K空间数据上施加一个中心矩阵为6464的低通滤波器，用原始图像除以（复数除法）由滤波后的K空间数据产生的图像，从而去除原始相位图像中由于磁场不均匀产生的影响。?经过原始图像和低通滤波后图像的复数相除，得到校正相位图（corrected phase image）.相位蒙掩（相位蒙掩（phase maskphase mask）及负相位加权处理及负相位加权处理?校正相位图用于创建相位掩模，进而抑制具有一定相位值的体素。?相位值从0到的加权值设置为1，相位值小于0的加权值被线性的单位化到0至1区间，0对应相位值-，1对应相位值 0。相位蒙掩为：f（x）=（x）+）/（x）为兴趣区x的相位。从该公式可以看出，相位值为-的体素将被完全抑制，而相位值为-至0之间的体素将被部分抑制。相位掩模的相位加权值为0到1之间，称为负相位蒙掩。?将幅度图像中的每个像素与对应的相位加权值进行多次相乘，由静脉产生的信号将被大幅度抑制，从而将静脉从原始图像分离出来。实验发现相乘4次得到的结果最为理想，对比噪声比最大。-负相位加权SWISWI图像数据采集处理步骤图像数据采集处理步骤幅度像幅度像相位图相位图滤波后校正图滤波后校正图相位掩模图相位掩模图X4X4三维成像及最小信号强度投影（三维成像及最小信号强度投影（mIPmIP）?高分辨率SWI成像参数：3DSPGR序列，FOV:24*24，FA：30，TR/TE：38/25ms，层厚/间距：1.52/0 mm，Matrix：512384，NEX：0.75?由于静脉血管表现为显著的低信号，而且层面厚度很薄，只有通过三维mIP显示才能显示完整的静脉血管形状。SWISWI的主要技术特点的主要技术特点?高分辨率三维梯度回波序列成像；?三个方向应用流动补偿技术；?薄层扫描避免信号丢失；?对原始相位图像进行高通滤波，去除磁场不均匀对相位的影响；?生成相位蒙掩图突出某些组织的磁敏感属性；?在幅度图像应用负相位加权处理?最小信号强度投影（mIP）使用显著的相位对比来增强幅度图像的对比噪声比临临床床应应用用在脑在脑血管性病变的应用血管性病变的应用?静脉血管畸形(venous angioma)SWI显示病变呈蜘蛛样改变，并显示丛状细如发丝的髓静脉，较增强MRI及MRA发现更多的髓静脉向粗大的引流静脉集中。Venous AngiomaSWI+C T1WIVenous angiomaVenous angioma?海绵状血管瘤（Cavernoma）SWI显示病灶信号不均，出血为低信号，瘤体呈不均匀高信号；并能发现更多血管瘤及细小出血灶。海绵状血管瘤（Cavernoma）海绵状血管瘤（Cavernoma）毛细血管扩张症(Telangiectasis)?静脉窦血栓形成MRV见患侧乙状窦不显影，增强扫描见广泛充盈缺损形成。DWI及T1WI及T2WI仅发现脑内少量水肿与腔梗，并未发现出血。SWI见深部引流静脉及脑表面静脉网广泛增粗扩张迂曲，并发现早期出血灶右侧乙状窦急性血栓形成1d右侧乙状窦急性血栓形成SWI见深部扩张的静脉右顶枕叶交界处早期出血?高血压脑部微血管病变SWI显示基底节区及皮层下多发细小出血灶.Hypertension-皮层下微出血Hypertension 多发散在出血灶?脑梗死并发出血发现早期梗死灶内的早期出血，指导临床治疗。陈旧性梗死灶内大小不等的片状及团状极低信号，提示病变曾经出血。?在脑外伤的应用显示弥漫性轴索损伤在灰白质交界处的多发小出血灶，较常规MRI 敏感。Radiology,2003.Tong KARadiology,2003.Tong KA?在脑肿瘤的应用显示肿瘤出血及内部静脉血管结构及小出血灶Malignant astrocytomaSWI显示肿瘤内血管及出血脑部矿物质沉积及变性等病变的应用脑部矿物质沉积及变性等病变的应用Wilson disease 豆状核变性Parkinson disease 帕金森氏综合征Alzheimer disease 老年性痴呆症Tuberous Sclerosis 结节性硬化M,20y.Epilepsy结节性硬化滤波后校正图SWISWIWilson DiseaseWilson Disease豆状核变性Wilson Disease Wilson Disease 豆状核变性豆状核变性Wilson Disease豆状核变性正常人脑随年龄增长的铁沉积28Y47Y帕金森氏帕金森氏患者红核黑质基底节区异常铁沉积红核黑质基底节区异常铁沉积帕金森氏综合征帕金森氏综合征老年性痴呆症小结SWI的临床应用低流量血管畸形及血管瘤的显示；高血压多发微出血的显示；肿瘤内血管和出血的显示；脑外伤DAI的显示；急性脑梗死并发出血；铁异常沉积的显示及定量分析；