磁敏感加权成像原理及临床应用
磁敏感加权成像(SWI)原理及其在颅内海绵状血管瘤诊断中的应用-精品医学课件
病例4 女，67岁，反复全身疼痛半年伴头昏1月
头颅MRI平扫+增强扫描+DWI+SWI示：双侧大脑 半球、小脑、脑干及脑膜多发异常信号，考虑多 发海绵状血管瘤
“右额部肿物切除标本”：海绵状血管瘤，伴出 血、钙化和血栓形成
三、SWI诊断海绵状血管瘤的优势
头部CTA示：鞍区、鞍上及左鞍旁异常强化灶， 考虑来源于左侧颈内动脉的动脉瘤可能性大
头颅MRI平扫+增强示：鞍上及左鞍旁占位，考 虑脑膜瘤可能性大
“鞍区肿物标本”：海绵状血管瘤
病例3 男，21岁，左侧下肢乏力16天
颅脑MRI平扫+增强扫描示：1、右侧额叶异常信 号影，考虑海绵状血管瘤伴出血
SWI区分钙化和静脉：常规MRI很难区分钙化，通 过SWI，钙化的相位和出血/静脉的相位相反
四、存在的争议
有研究者认为，SWI发现的病灶范围更广，对于 发现病灶范围有重要意义
有研究者认为SWI有夸大病灶的效果
SWI的特异之处在于MRI通常被忽略的相位图 SWI的美妙之处就在于它可以对小于一个体素的血
二、SWI对颅内海绵状血管瘤的诊断
SWI已被成功地应用于脑血管畸形，特别是慢血流 型脑血管畸形，包括海绵状血管瘤、静脉发育畸 形等
脑海绵状血管瘤是临床上较常见的脑血管畸形， 由于DSA 较难发现，故又称隐匿性血管畸形，以 单发病灶多见，出血风险性较高
病例1 男，49岁，突发右侧肢体麻木伴无力2天
头颅CT平扫：左顶叶血肿形成，考虑血管畸形所 致，建议MR进一步检查
头颅MRI（平扫+增强+MRA+MRS）：1、左顶叶 异常信号影，考虑急性血肿，局部未见明显畸形血 管，建议血肿吸收后复查
磁敏感加权成像SWI原理及临床应用
脑肿瘤
总结词
SWI有助于发现和鉴别脑肿瘤，尤其对于低度恶性脑肿瘤的诊断具有重要价值。
详细描述
磁敏感加权成像（SWI）能够检测到常规MRI难以发现的微小肿瘤病灶。通过SWI，医生可以更准确地判 断肿瘤的位置、大小和形态，有助于肿瘤的早期发现和诊断。此外，SWI还可以提供有关肿瘤性质的信息， 帮助医生制定更精确的治疗方案。
SWI能够提高脑肿瘤的检出率，有助 于肿瘤的鉴别诊断，为制定治疗方案 提供依据。
脑梗塞
SWI通过显示脑梗塞病灶的磁敏感效 应，有助于早期发现梗塞灶，为溶栓 治疗提供时间窗。
肿瘤检测与鉴别
肝脏肿瘤
SWI能够提高肝脏肿瘤的检出率， 有助于肝脏肿瘤的早期发现和鉴 别诊断。
乳腺肿瘤
SWI能够提高乳腺肿瘤的检出率， 有助于乳腺肿瘤的早期发现和鉴别 诊断。
SWI的局限性在于对磁场的要求较高， 需要高均匀度的磁场才能获得高质量 的图像。此外，由于SWI技术需要较 长的扫描时间，因此可能会增加患者 的疲劳感。
02 SWI在临床应用中的价值
脑部疾病诊断
脑出血
脑肿瘤
SWI对脑出血的检测具有高敏感性和 特异性，能够清晰显示出血部位和范 围，为临床诊断和治疗提供重要依据。
06 SWI技术的未来展望
SWI技术的进一步优化
算法改进
通过改进SWI的图像重建算法，提高图像质量和 分辨率，减少伪影和噪声。
动态成像
研究和发展SWI的动态成像技术，以捕捉和显示 更丰富的血流动力学信息。
多模态融合
将SWI与其他影像技术（如MRI、CT等）进行多 模态融合，以提供更全面、准确的诊断信息。
加强对临床医生和影像科医生的培训和教育，提高他们对SWI技术 的认识和应用能力。
磁敏感加权成像在临床中的应用
磁 敏感加权成像在 临床 中的应用
贺 强 峰
山西省临汾市第 四人 民医院影像科 【 摘 ０ ４ １ ０ ９ ９
要】 目的：探 讨磁敏 感加权成像在 临床 中的应 用。方法 ：阅读有关磁敏感加权成像 的文献 资料 。结果 ：磁敏 感加 权
成像 在肿瘤 、静脉血 管畸形、脑外伤 、神 经退行 性疾病 的诊 断上发挥 了重要作 用，但在 应用 中仍有一定 的局 限性 。结论 ：
化水 平等 角度 观察 肿瘤 ， 以更好 的评估 肿瘤 的性 质 。① 肿瘤 的静 规 Ｍ Ｒ Ｉ 更好 的诊 断 ，有 助于 显示静脉 的解剖结 构、静脉 血管畸形 、
脉成 像 ：Ｓ Ｗ Ｉ 可 检 测 出肿瘤 内部 静 脉血 管 的异常 及 肿瘤 周 围组织 脑外伤 、肿瘤 、神经退 行性疾 病等 。随着高场 强 Ｍ Ｒ 机器 的使用 ， 内 引流静 脉形 态 的异常 ，为 手术 治疗等 提供 更详 细 的信息 ；②血 后 处理 技术 的应 用 ，Ｓ Ｗ Ｉ 将提 供 一个 新 的概 念进行 临床 评 估 ，将 管水 平 的变化 ：利用 Ｓ Ｗ Ｉ 检测 肿瘤 内部 血氧 水平 的变化 ，从 而推 是一扇 通 向临床 磁共振 成像 的新的大 门 。 测肿 瘤 的血管 与血 氧水 平 的变化 ，而这 可 能对放 疗 、肿 瘤 分期和
性 响应 非 常弱 ，而锰 、铜等 金属 离子 的浓 度非 常低 ，对 组织磁 敏 发现某 些病 灶与 静脉 相连 ；② 了解…些 病灶 内的铁沉积 ：③ 位于
Ｗ Ｉ测 定脑 内铁 含量 ，有可 能成 为提示 某些 神经 感 性 的影 响非常 小 ，因此 ，生物 组织 的磁 敏感性 差 异主 要 由铁 及 灰 质之 中 。通过 Ｓ
磁敏 感加权 成像将 在诊 断临床疾病 ，鉴别诊 断 中发挥越来越大的作用。
磁敏感加权成像技术原理及临床应用进展
三、展望
￥ＷＩ在显示小静脉及微量、早期出血方面具有传统影像学 不具备的优势。但ＳＷＩ由于涉及到相位图像，磁敏感性和相位 值之间的关系比较复杂，尚待进一步深入研究。此外．高分辨 率的扫描方式使ＳＷＩ的扫描时间仍然比较长，人们试图通过 ＥＰＩ序列来显著缩短扫描时间。随着高场强磁共振设备的引 入，图象处理软件的进一步改进、应用领域的不断开拓，ＳＷＩ将 做为ＭＲＩ常规序列的重要补充更好地应用于临未诊断、鉴别诊 断及科学研究之中。 参考
ｏｆ ｆｌｉｇｈｔ，
液的代谢产物，ＳＷＩ显示肿瘤边界、内部结构、出血和静脉结构 的效果更好。对比增强前后ＳＷＩ图像能显示常规平扫和增强 扫描Ｔ。加权像所遗漏的出血和静脉。ＳＷｌ还可以提供类似 ＦＬＡＩＲ的图像对比度，使脑脊液的信号得到抑制，有助于显示 高信号的水肿，ＳＷＩ既包含Ｔ：效应又能显示病灶周围的水肿， 更有利于发现占位性病变。ＳＷＩ的出现改善了图像的对比，可 以检测到常规成像方法无法显示的肿瘤内的静脉脉管系统和 微量出血““¨］。ＳＷＩ可以作为颅内肿瘤显像的重要补充序 列。结合其他序列对肿瘤提供更全面、精确的信息¨“。 ５．脑外伤 脑外伤是否合并颅内出血对评估病情、判断预后和选择治 疗方法都有重要意义，由于出血病灶在常规ＭＲＩ图像上的表现 复杂多样，很容易漏诊小出血灶。ＳＷＩ在显示出血病灶方面有 明显优势。弥漫性轴索损伤是脑外伤中的一种特殊类型，是由 剪切力引起脑白质的弥漫损伤，通常伴有多发小出血灶，常规 ＭＲＩ图像显示病灶的效果欠佳，如果弥漫性轴索损伤伴有出 血，则预后更差。ＳＷＩ能清晰显示病灶的数目、大小和部位。
ｃｏｍａ
ｓｃａｌｅ，ＧＣＳ）的分值相关ｏ
例ＡＶＭ患者进行常规ＭＲＡ与ＳＷＩ的对比研究，结果ＳＷＩ发 现３个常规ＭＲＡ漏诊的病灶，显示引流静脉的效果明显优于 ＴＯＦ—ＭＲＡ，但是ＳＷＩ仅发现半数主要供血动脉，显示位于颅底 和曾经有出血病灶的边界欠佳。 ３．脑静脉（窦）血栓形成 ＳＷＩ对脑静脉（窦）血栓形成的诊断具有重要价值，尤其在 显示皮质静脉血栓方面具有优势。ｌｄｂａｉｈ等一１对３９例患者的 １１４次ＭＲ检查进行回顾性研究。结果ＳＷＩ和常规自旋回波Ｔ。 加权像在发生血栓的第ｌ一３天显示静脉窦和静脉内血栓的敏 感性分别为９０％和７ｌ％，显著高于Ｔ２＋加权像、ＦＬＡＩＲ及ＤＷＩ， 并且ＳＷＩ在发病第ｌ周之内的显示敏感度比较稳定。ＳＷＩ显 示皮质静脉血栓的敏感度明显高于常规ＭＲＩ和ＭＲＶ，而且可 以确定静脉性脑梗死伴发的出血。
磁敏感加权成像SWI序列原理及应用（一）
磁敏感加权成像SWI序列原理及应⽤（⼀）磁敏感加权成像SWI（Susceptibility-Weighted Imaging）是⼀种不同于常规的T1W，T2W，PDW等成像，⽽是利⽤组织间固有的磁敏感差异来获得图像对⽐的成像⽅式。
磁敏感加权成像利⽤磁共振相位图像作为Mask来增强组织间对⽐，经过20多年的临床使⽤，发现磁敏感加权成像在发现颅脑静脉畸形，脑微⼩出⾎，钙化等都具有⾮常重要的应⽤。
那么磁敏感加权成像是如何从常规的GRE序列演变发展成为能够识别组织间不同磁化率信息的SWI序列的呢？在进⾏磁敏感序列参数设定时需要注意什么？如何在磁敏感加权成像中鉴别出⾎和钙化？以及磁敏感加权成像图像的伪影及处理⽅案有什么？本⽂将逐⼀进⾏介绍。
⼀、磁敏感成像基本原理磁化率是组织的固有属性，通常我们使⽤Xm进⾏表⽰，不同组织与材料的磁化率差别⾮常⼤，为了描述⽅便，可以将组织或材料划分为逆磁性、顺磁性以及铁磁性三种不同的类型，其中逆磁性的组织或材料的磁化率Xm<0，常见的有铜、银、⽔以及304不锈钢等等，⽽铁、钴、镍等⾦属则为铁磁性材料，磁化率⾮常⾼。
当把具有⼀定磁化率的组织或材料放置于均匀的磁化环境中时，组织被均匀磁化形成磁偶极⼦，产⽣感应磁场，这种感应磁场不仅影响组织的内部，同时也影响着组织周边的外加磁化的均匀性。
对外加磁场的扰动的程度取决于组织的磁化率，形状和体积。
就扰相GRE序列来说，假如认定磁场均匀性以及梯度线性⾮常好时，使⽤⼀定的翻转⾓在TE 时刻采集获得的信号为：但是如果存在导致局部磁场不均匀的影响因素时，在TE时刻由于磁场不均匀导致横向磁矩的相位并没有聚相，⽽是存在⼀定的相位差，导致接收信号的降低。
这种信号的降低主要由两个参数决定，ΔB为磁场不均匀的参数，TE则为回波时间，磁场不均匀越厉害，相位差越明显，回波时间TE越长，相位差越明显，导致的信号降低越明显。
这两个参数都在磁敏感成像参数设定中有⾮常重要的意义。
磁敏感加权成像SWI技术及其应用情况
磁敏感加权成像SWI技术及其应用情况磁敏感加权成像(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。
磁敏感加权成像
（式中r和φ为极坐标，△X为球体与周围组织的磁化率差异，a为球体直径， B0为外加磁场）
在X-Y轴平面（横断面） 的球体中心层面上即 φ=90°时，公式为δB(r,90) = - 1/3×△X× B0 ×(a/r)3， 由于球体呈顺磁性，△X为 正值，所以外周的磁场变 化为负值，即△B＜0，根 据左手系统中相位与△B的 正比关系，该层面中球体 外周信号衰减
a-d: 初诊
临床应用—一过性缺血
21岁患者，突发失语
e-f: 24小时后复查
临床应用—动脉血栓
磁敏感血管征（Susceptibility vessel sign，SVS）：缺血责任动脉走行区内的GRE低 信号影，直径略超过责任动脉，与CT动脉致密征类似，病理基础为血栓内的血红蛋白 脱氧后产生的顺磁性效应
➢ (B,SWI 1级) 右额叶少突胶质细胞瘤，1个 ITSS
➢ (C,SWI 2级) 左额顶叶区星形细胞瘤， 5个 以上ITSS
➢ (D,SWI 3级) 左顶叶胶质母细胞瘤，10个以 上ITSS
临床应用—胶质瘤分级
➢ (A) 右颞叶少突胶质细胞瘤，T2稍高信号， 未见明显异常灌注及ITSS, SWI 0级
➢ （a）左侧颞叶片状稍长T1信号，局部脑回肿胀，周边头皮软组织肿胀 ➢ （b）左侧颞叶片状稍长T2信号，边界模糊，局部脑沟变浅 ➢ （c）ＳWＡＮ ，左侧颞叶片状稍高信号伴内部小片状低信号影并左侧脑室枕角低信号影，分别考虑为脑挫
裂伤内出血及脑室内少量积血
临床应用—蛛网膜下腔出血
右外侧裂池 蛛网膜下腔出血
基本原理
基本原理
SWI静脉成像的基本原理
（1）静脉内的去氧血红蛋白具有顺磁性作用且磁敏感性较强，可引起局 部磁场不均匀并缩短T2*弛豫时间，从而与周边组织形成对比；
SWI原理及临床应用
SWI原理及临床应用磁敏感加权技术（susceptibility weighting imaging，SWI）磁敏感加权技术SWI是一种较新的成像技术，自上世纪80年代问世以来，SWI在中枢神经系统疾病的诊断及鉴别诊断中得到了广泛的应用。
SWI的主要研发者E. MackHaacke是美国韦恩州立大学教授, 于1997年于其团队共同开发，2002申请专利，最初称作高分辨率血氧水平依赖静脉成像。
20多年的临床使用，磁共振相关软硬件的改进，发现磁敏感加权成像在发现颅脑静脉畸形，脑微小出血，钙化等都具有非常重要的应用。
所以大家可以发现GPS三家各不相同，不是想标新立异，而是存在版权的原因。
PHILIPS 静脉血氧水平依赖成像( Venous BOLD，Philips)和磁敏度加权相位增强成像(SWlp， Philips)SIEMENS 磁敏感加权成像( Susceptibility weighed imaging，SWI. Siemens)Dr. E Mark Haacke获得2002年专利GE T2血管加权成像(T2 - star weighted angiography， SWAN) SWI原理磁敏感加权成像( SusceptibilityWeighted Imaging，SWI)利用不同组织间磁化率的差异及BOLD效应产生图像对比，这种对比不同于质子加权、T1、T2及T2＊对比，是一种新的MRI成像序列。
SWI 以T2* 加权梯度回波序列作为序列基础，与T2* 加权梯度回波序列不同的是，SWI采用高分辨率、3D梯度回波，三维完全流动补偿的序列进行扫描，经过一系列复杂的图像后处理将相位图与幅值图融合,可同时获得幅度图像(magnitude image)和相位图像(phase image)两组原始图像。
SWI 序列设计特点采用3D梯度回波扫描, 采集模式为cartesian，三个方向流动补偿,高分辨率，包括幅度和相位信息。
磁敏感加权成像原理及临床应用-精品医学课件
肿瘤生长依赖病理性的血管增生形成,恶性 肿瘤有血管增长迅速、多发微出血的倾向
SWI有助于确定肿瘤良恶性以及恶性程度的分级。 SWI 和CE - T1WI 上显示的肿瘤内部结构明显不
同。 CE - T1WI上肿瘤的内部结构取决于坏死、囊变
磁敏感加权成像包含了相位和磁敏感度差 异信息, 对于出血、小静脉和铁的显示特别 敏感, 为现有的MR诊断技术提供了有力的 补充。
在肿瘤诊断、成人及儿童外伤性脑损伤、 脑血管病的诊断中起到很重要的作用。
静脉解剖信息、病变内血管结构以及铁沉 积的显示明显优于其他的成像方法。
SWI 的技术还在不断发展,其作用和应用范 围会越来越大。
和肿瘤边缘, SWI 上大多数取决于血液成分，其显示肿瘤边界、
内部结构、出血和静脉结构的效果更好。
脑创伤的诊断
脑外伤是否合并颅内出血对评估病情、判 断预后和选择治疗方法都有重要意义。
弥漫性轴索损伤(DAI) 是其主要形式,是由 脑白质剪切应力损伤引起的,成人轴索损伤 的程度与不良的结果有关，有出血的预后 比无出血的预后差
DWI和PWI诊断脑梗死具有较高的敏感性和 特异性, 但是对于出血的诊断却不够理想。
SWI 可以很灵敏地发现出血,很容易显示出 血区。
血栓栓塞或狭窄减低了动脉血流从而改变 了磁敏感度, 随着脱氧血红蛋白数量的增加 使局部血氧饱和度降低。
SWI 可以作为一种辅助性方法,进一步定位 受影响血管的范围,更重要的是,能明确梗死 内是否存在出血,识别急性缺血中早期的微 出血。
急性期脑梗死的溶栓治疗中,最关键的是要 确定是否合并出血和动脉内是否有血栓存 在。如果存在出血,将是溶栓治疗的禁忌证。
磁敏感加权成像的原理及临床应用
１ 磁敏 感加权成 像的原 理
加 大等 两种效 应 。第 一个效 应是指含 脱氧血 红蛋 白
磁 敏 感 加 权 成 像 （Ｓｅｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ Ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｌｍａｇ． 的红细胞 与血浆 之 间的容积 磁化率差 别 ，使 动 一静
ｉｎｇ，ＳＷＩ）原 理首先是 由 Ｅ．Ｍａｒｋ．Ｈａａｃｋｅ博士 ，Ｊｕｒ— 脉 的 时 间 差 异 加 大 ，这样 应 用 适 当时 间 的 ＴＥ
ｇｅｎ Ｒ．Ｒｅｉｃｈｅｎｂａｃｈ博 士 和 Ｙｉ Ｗａｎｇ博 士 提 出 ，２００２ 年 １２月此 项 技 术 获得 美 国专 利 保 护 。ＳＷＩ是 一 种 不 同于质 子 密 度 、Ｔ】 或 阢 的 全新 成 像 技 术 ，
（１）脑 部肿瘤 现在 临床应用 的各种 ＭＲ脉 冲序列 都很难 显示 肿瘤 的 内部 结 构 ，而 ＳＷＩ可 以发 现 肿 瘤 内部 的 出 血和静脉结构。由于肿瘤生长依赖病理血管形成 ， 恶 性肿 瘤通 常具有快 速增 长的血管 结构和 多发微量 出血 。因此 ，应 用 ＳＷＩ可 能有 助 于确 定 肿 瘤 良恶 性 以及恶 性程度 的分级 。 ＳＷＩ另 一优势是 ，由于脑 脊液 信号 被抑 制而 水 肿 信 号 被 增 强 ，能 提 供 类 似 于 ＦＬＡＩＲ 的对 比度 。
这种 在一 幅图像 中综合 了 效应 和 水肿 的独 特对
收 稿 日期 ：２００９—０９—２１
比 ，可 提高对 占位病灶 的检 出率 。
１０
Ｍ ｅｄｉｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｖｏ１．２３，Ｎｏ．２
（２）脑部 创 伤 脑外 伤是 否合并 颅 内出血对 评估 病情 、判 断预 后 和选择 治疗 方法 都有 重要 意义 ，由于 出血病灶 在 常规 ＭＲＩ图像 上 的表 现 复 杂 多 样 ，很 容 易 漏 诊 小 出血 灶 。ＳＷＩ在 显 示 出血 病 灶 方 面 的有 明显 优 势 。 弥漫性 轴索 损 伤 （ＤＡＩ）是 主要 形 式 ，它是 由剪 切 力 引起 的弥漫 性脑 白质 损伤 。轴 索损伤 的程 度 与预 后密 切相关 ，临床研 究 发现有 出血 的损 伤较 无 出血 的损伤 预 后差 。ＣＴ与 常 规 ＭＲ均 对 较 小 的 出 血 灶 不敏感 ， 加 权 成 像 可 以更 好 地 显示 出 血灶 ，但 神经 病理学 研 究显示 的 出血灶 远较 影像 学 为多 。最 近 的研究 表 明 ，ＳＷＩ较 传 统 ＧＲＥ序 列 对 出血 灶 的 大小 、数 目、部位显 示更 佳 ，从 而能更 好地证 实 临 床表 现与 预后 的关 系 ，促 进治 疗方 案 的优化 。 （３）血管 畸形 由于 ＳＷＩ对 去 氧 血 红 蛋 白 敏 感 ，故 在 ＳＷＩ上 静脉 血 表 现 为 明显 的信 号 丢 失 ，从 而 显 示 静 脉 结 构 。静 脉 畸形 、毛细 血管 扩张症 以及 海绵 状血 管瘤 是 低 流速 的血 管 异常 ，对 于常规 ＭＲ来 说是 很 大 的 挑 战 。高流速 的较 大血 管 可 以很 容 易 地在 Ｔ２ＷＩ上 显示 ，２Ｄ ＴＯＦ ＭＲＡ、３Ｄ ＴＯＦ ＭＲＡ以及 ＰＣ ＭＲＡ可 以显 示较 大血 管 ，使 用 对 比剂 的 ＣＥ—ＭＲＡ甚 至可 以显示 相对 较小 的血 管 ，但 对小 静 脉无 能为力 。在 基础 上结 合 了相位 信 息 的 ＳＷＩ对 小 血 管显 示 敏 感 ，尤 其对 于传统 不 能 显示 的小 血 管 ，甚 至毛 纽 血管扩 张 症 。尽 管 ＳＷＩ有 时对 显 示 病 灶 大 小 有 困难 ，但 在早 期发 现 和评价 小 的动静 脉 畸形方 面发 挥 了越来 越重 要 的作用 。 （４）脑 血 管疾病 血栓 栓塞 或动 脉硬 化性 狭窄 产生 的脑 血管 局部 缺血 可 导致急 性 出血性 或非 出血 性 脑梗 死 。ＳＷＩ可 以很 灵 敏地发 现 出血 ，很容 易显 示 出血 区 。急性 脑 内出血 （ＩｃＨ）是 急 性 缺 血性 脑 卒 中溶栓 治疗 后 最
磁敏感加权成像SWI序列原理及应用（二）
磁敏感加权成像SWI序列原理及应用（二）上一章介绍了磁敏感加权成像的原理、参数设定以及伪影识别。
SWI成像融合了幅度信息和相位信息，能够进一步提升顺磁性组织的图像对比。
其临床应用从最早期的诊断微小出血到静脉畸形、铁沉积以及后续其他的扩展应用，SWI都极具临床意义。
这一章将讨论SWI 的临床应用特点及意义。
在介绍相关的临床应用前，大致回顾一下SWI图像中各种组织的信号规律。
根据左手定则，钙化等非顺磁性物质对局部场的影响非常非常小，对相位的影响较小，所以相位图显示为低信号（灰阶反转后显示为高信号），而质子密度含量低，在幅度图或者SWI图像上显示为低信号；而静脉、出血、含铁沉积等顺磁性材料，对局部场造成影响，相位图在无相位卷褶的情况下显示为高信号，顺磁性物质也导致组织的T2*值降低，造成幅度图或者SWI图像上显示为低信号。
所以一般来说，磁敏感加权成像的信号表现如下图所示：上图为颅内多发小钙化灶，在SWI图像中显示为低信号，灰阶反转之后的相位图上显示也为高信号（原始相位图为低信号）。
上图为颅内多发小出血灶，在SWI图像上显示为低信号，原始相位图上显示为高信号或者高低混杂信号（相位卷褶）。
根据上述有关磁敏感加权成像图像信号特点的判读，不同的物质/组织在磁敏感加权成像中具有不同的信号表现。
磁敏感加权成像SWI 根据不同的成像部位和成像目的具有各种各样的应用，接下来将以临床应用中使用最为广泛的静脉显示、出血、神经退行性改变以及其他拓展性应用来介绍SWI的临床应用特点。
1、脑静脉显示静脉血中的去氧血红蛋白是顺磁性物质，该物质将干扰组织周边的B0场而使得该区域的T2*值降低，在磁敏感加权成像的幅值图上表现为低信号，而相位图为高信号。
在临床中，往往需要连续观察多层面，以及信号与脑组织的空间关系来鉴别静脉还是出血。
磁敏感加权成像显示静脉可以在不同的疾病诊断中提供额外的信息：（1）、隐匿性血管畸形隐匿性脑血管畸形为一种微小的血管畸形，脑血管造影不能显示，肉眼也不能发现。
磁敏感加权成像SWI原理及临床应用新
▪ 缺点：3.0Ｔ磁共振有夸大病灶的效果，但对 不遗留任何微小病灶却具有重要意义
磁敏感加权成像(SWI) 原理及临床应用
GRE与SE序列比较
SE
GRE
在SE序列(SE-T1WI,FSET2WI)中，于90°的射频脉 冲后，间隔一定时间又施加 一个180°的聚焦脉冲，可 消除由于磁场不均匀性所致 去相位效应，产生T2弛豫 信号。
在GRE( T2*WI)序列中，并不 使用180°翻转脉冲，而采用一 对极性相反的去相位梯度磁场 及相位重聚梯度磁场，由梯度 磁场产生的相散效应，不能消 除由磁场不均匀性所致的去相 位效应。
磁敏感加权成像(SWI) 原理
▪ 磁敏感加权成像 （Susceptibility Weighted Imaging，SWI） 是一种利用组织磁敏感性不 同而成像的新技术
▪ 采用全新的长回波时间，三 个方向均有流动补偿的梯度 回波（GRE）新序列
▪ 对局部磁场变化非常敏感，
在图像上显示为低信号
引起磁场变化的原因
脑静脉发育畸形(静脉瘤)
静脉异常
静脉异常
脑肿瘤并微量出血及病理血管
脑肿瘤并微量出血及病理血管
脑变性病:帕金森氏病
ＰＤ－黑质致密带和苍白球；ＭＳＡ－壳核
脑变性病:肝豆状核变性
脑淀粉样变性伴皮层出血
脑淀粉样变性伴皮层出血
脑淀粉样变性
脑淀粉样变性
脑淀粉样变性
总结
▪ SWI比传统T2*WI诊断出血，淀粉样变性等 病变更敏感
右侧横窦急性期血栓
脑静脉(窦)血栓形成
脑静脉(窦)血栓形成
脑微出血(CMB)-亚临床形态学改变
磁敏感加权成像(SWI) 原理及临床应用共53页文档
磁敏感加权成像(SWI) 原理及临床应用
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
SWI的原理及临床应用
SWI的原理及临床应用SWI（Susceptibility Weighted Imaging）是一种基于磁敏感性效应的成像技术，用于检测和显示组织中的铁含量，可以提供高分辨率的磁共振图像，并对血管和灰白质结构进行显示。
SWI 技术通过对磁敏感性效应进行加权，增强了对含有铁质血红蛋白、血氧和铁矿物质的组织的成像能力。
SWI成像的基本原理是基于磁敏感性效应。
铁元素在磁场中会产生一个很强的局部磁场，这个局部磁场会影响周围的水分子的磁共振信号。
通过对这种影响进行加权，SWI技术可以检测到铁质含量丰富的区域，如血红蛋白和铁矿物质沉积的组织。
SWI技术的临床应用非常广泛，包括以下几个方面：1.脑血管病变的检测：SWI技术可以清晰显示脑内微小血管、血管畸形和微小的血管瘤。
这对于脑血管病变的诊断和治疗具有重要的意义。
2.脑外伤的评估：SWI技术可以检测和显示微小的脑出血和脑外伤相关的病变。
与传统的MRI相比，SWI可以更准确地诊断和评估脑外伤的程度和严重性。
3.脑血管阻塞的评估：SWI可以检测到血管阻塞引起的局部脑缺血，并提供详细的血管影像，有助于临床医生做出准确的诊断和治疗方案。
4.神经退行性疾病的诊断：SWI技术可以显示铁沉积在疾病相关区域的位置和数量，从而帮助诊断和治疗诸如帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病。
此外，SWI还可以用于检测和显示其他器官和组织中的铁沉积情况，如心脏、肝脏、脾脏等。
因此，SWI技术在临床中的应用范围广泛，对于疾病的早期诊断和治疗具有重要的意义。
总结起来，SWI技术是一种基于磁敏感性效应的成像技术，通过对磁场中铁元素的磁敏感性效应进行加权，提供高分辨率的磁共振图像，并对血管和组织结构进行显示。
它在脑血管病变、脑外伤、脑血管阻塞和神经退行性疾病的诊断和治疗中具有广泛的应用。
随着SWI技术的不断发展和完善，它在临床医学中的应用前景将更加广阔。
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SWI是一种利用不同组织间的磁敏感性差 异而成像的技术，对小静脉、微出血和铁 沉积更敏感。
成像基础：组织间磁敏感度差异和BOLD效 应。
磁敏感成像的原理
血红蛋白特性及其磁敏感效应 非血红素铁和钙及其磁敏感效应
血红蛋白特性及其磁敏感效应
氧合血红蛋白没有多余的未成对电子，是 反磁性物质。
去氧血红蛋白含有4个未成对电子是顺磁性 物质。
顺磁性物质起局部磁场不均匀, 导致质子 自旋快速失相位。结果造成局部组织T2* 缩短、信号降低。
含70%去氧血红蛋白的静脉血引起磁场的不 均匀性导致：T2*时间缩短和血管与周围组 织的磁化率差异引起的相位差加大两种效 应。
非血红素铁和钙及其磁敏感效应
磁敏感加权成像原理 及临床应用
宋宇
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田 欣,宦 怡,葛雅丽.磁敏感加权成像在脑部病变诊断中的应用[J].实用 放射学杂志，2008，24(6)：731－733
脑血管畸形的诊断
血管畸形 TOF-MRA和CE-MRA依赖于血液的流动效应,
CE-MRA能提高对小血管的分辨力,但一些静 脉疾病( 如海绵状血管瘤、静脉血管瘤、 毛细血管扩张等) ，由于血液流动慢，显 示畸形的血管都不满意。
SWI信号不受血流速度和方向的影响, 低速 血流能增强磁化率改变效应，发现静脉畸 形较T2*WI更敏感。
SWI诊断小的AVM也显示出强大的优势，能 清晰显示病灶的界线, 且能提供更详细的 信息, 显示出更多的病灶。
局限性
显示供血动脉差。 对接近颅骨的病灶, 由于气体与组织界面
间的磁敏感性,Leabharlann 应用受到一定的限制。 有时很难显示病灶的实际大小
脑血管病的诊断
血栓栓塞或动脉硬化性狭窄产生的脑血管局 部缺血导致急性出血性或非出血性脑梗死。
人体内除了血红蛋白外, 非含铁血红素铁(如铁蛋 白、转铁蛋白和钙等)也可以影响组织的磁敏感效 应。
颅内非含铁血红素铁主要以顺磁性的铁蛋白形式 存在, 因而, SWI的相位信息可以反映脑内铁的分 布特点以及神经退行性疾病时的脑铁异常沉积。
磁敏感成像的临床应用
脑血管畸形的诊断 脑血管病的诊断 脑肿瘤的诊断 脑创伤的诊断 神经退行性疾病的诊断
SWI可以显示以往方法不能显示的肿瘤内静 脉血管结构和出血。
肿瘤生长依赖病理性的血管增生形成,恶性 肿瘤有血管增长迅速、多发微出血的倾向
SWI有助于确定肿瘤良恶性以及恶性程度的分级。 SWI 和CE - T1WI 上显示的肿瘤内部结构明显不
同。 CE - T1WI上肿瘤的内部结构取决于坏死、囊变和
由于出血病灶在常规MRI图像上的表现复杂 多样,很容易漏诊小出血灶。
SWI在显示出血病灶方面的有明显优势。可 以为损伤性质和临床预期结果提供有用的 信息。
神经退行性疾病的诊断
某些神经变性疾病如帕金森症、亨廷顿病、 阿尔茨海默病、多发性硬化等, 其病理改 变常常伴有脑内铁的异常沉积。
测定脑内某些部位的铁含量(主要为铁蛋白) 不仅仅可以掌握疾病的进程, 而且还可以 在一定程度上预测病人的愈后。
右侧颞叶动静脉畸形
右侧小脑半球海绵状血管瘤合并不同时期的出血
海绵状血管瘤
左枕叶脑梗塞
缺血性脑梗塞
出血性脑梗塞
脑膜瘤
脑膜瘤
脑弥漫大B细胞性淋巴瘤
胶质瘤
胃癌脑转移
肺癌脑转移
小结
SWI 作为新的成像技术, 为MR成像的发展 提供了新的前景, 利用高分辨率的三维梯 度回波序列、3D 完全流动补偿技术得到相 位图和磁矩图的信息, 通过滤波技术可以 减少不必要的伪影,可以很好的显示出血、 小静脉和矿物质。
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磁敏感加权成像( susceptibility weighted imaging, SWI) ,是由美国韦恩 州立大学教授、底特律生物医学研究中心 磁共振成像学院主任E.M.Haacke 博士及其 团队, 共同开发的一种新型磁共振成像对 比技术。2002 年, Haacke 博士作为主要 发明人,在美国获得SWI 技术专利
肿瘤边缘, SWI 上大多数取决于血液成分，其显示肿瘤边界、
内部结构、出血和静脉结构的效果更好。
脑创伤的诊断
脑外伤是否合并颅内出血对评估病情、判 断预后和选择治疗方法都有重要意义。
弥漫性轴索损伤(DAI) 是其主要形式,是由 脑白质剪切应力损伤引起的,成人轴索损伤 的程度与不良的结果有关，有出血的预后 比无出血的预后差
磁敏感加权成像包含了相位和磁敏感度差 异信息, 对于出血、小静脉和铁的显示特 别敏感, 为现有的MR诊断技术提供了有力 的补充。
在肿瘤诊断、成人及儿童外伤性脑损伤、 脑血管病的诊断中起到很重要的作用。
静脉解剖信息、病变内血管结构以及铁沉 积的显示明显优于其他的成像方法。
SWI 的技术还在不断发展,其作用和应用 范围会越来越大。
急性期脑梗死的溶栓治疗中,最关键的是要 确定是否合并出血和动脉内是否有血栓存 在。如果存在出血,将是溶栓治疗的禁忌证。
SWI可以将二者区分开来,判断此类病人以 及将要或已接受抗凝或抗血小板治疗的病 人是否存在出血, 对于治疗方案的选择非 常重要。
脑肿瘤的诊断
脑内肿瘤的MR常用诊断方法，显示不了肿 瘤内部结构的不同。
DWI和PWI诊断脑梗死具有较高的敏感性和特 异性, 但是对于出血的诊断却不够理想。
SWI 可以很灵敏地发现出血,很容易显示出 血区。
血栓栓塞或狭窄减低了动脉血流从而改变 了磁敏感度, 随着脱氧血红蛋白数量的增 加使局部血氧饱和度降低。
SWI 可以作为一种辅助性方法,进一步定位 受影响血管的范围,更重要的是,能明确梗 死内是否存在出血,识别急性缺血中早期的 微出血。
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