磁敏感加权成像原理及临床应用 .ppt

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1、磁敏感加权成像原理磁敏感加权成像原理及临床应用及临床应用宋 宇n张军张军,李克李克.磁敏感加权成像在中枢神经系统的应用磁敏感加权成像在中枢神经系统的应用J.J.中国医学计算机成像中国医学计算机成像杂志杂志,2008,14(2):176-179,2008,14(2):176-179n刘亚欧刘亚欧 ,李坤成李坤成 ,杨延辉杨延辉.磁敏感加权成像在颅内肿瘤成像的初步应用磁敏感加权成像在颅内肿瘤成像的初步应用J.J.医医学影像学杂志学影像学杂志,2008,18(1),2008,18(1)：4-74-7n田欣田欣,宦怡宦怡,葛雅丽葛雅丽.磁敏感加权成像在脑部病变诊断中的应用磁敏感加权成像在脑部病变诊断中

2、的应用J.J.实用放实用放射学杂志，射学杂志，20082008，24(6)24(6)：731731733733n高明勇高明勇,谭湘萍谭湘萍 ,卢瑞梁卢瑞梁.磁敏感加权成像在缺血性脑卒中的应用研究磁敏感加权成像在缺血性脑卒中的应用研究J.J.中中国医学影像技术国医学影像技术,2008,24(7),2008,24(7)：1004100410071007n西门子医疗系统集团磁共振市场部西门子医疗系统集团磁共振市场部.磁敏感加权成像在神经系统成像的临床应磁敏感加权成像在神经系统成像的临床应用用J.2008,23(7):163-165J.2008,23(7):163-165n n磁敏感加权成像磁敏感加权

3、成像(susceptibility(susceptibility weighted imaging,SWI),weighted imaging,SWI),是由美国韦恩是由美国韦恩州立大学教授、底特律生物医学研究中心州立大学教授、底特律生物医学研究中心磁共振成像学院主任磁共振成像学院主任E.M.Haacke E.M.Haacke 博士及其博士及其团队团队,共同开发的一种新型磁共振成像对共同开发的一种新型磁共振成像对比技术。比技术。2002 2002 年年,Haacke,Haacke 博士作为主要博士作为主要发明人发明人,在美国获得在美国获得SWI SWI 技术专利技术专利 n n SWI是一种利

4、用不同组织间的磁敏感性差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、微出血和铁异而成像的技术，对小静脉、微出血和铁沉积更敏感。沉积更敏感。n成像基础：组织间磁敏感度差异和成像基础：组织间磁敏感度差异和BOLD效效应。应。磁敏感成像的原理磁敏感成像的原理n血红蛋白特性及其磁敏感效应血红蛋白特性及其磁敏感效应n非血红素铁和钙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血红蛋白特性及其磁敏感效应及其磁敏感效应n氧合血红蛋白没有多余的未成对电子，是氧合血红蛋白没有多余的未成对电子，是反磁性物质。反磁性物质。n去氧血红蛋白含有去氧血红蛋白含有4 4个未成对电子是顺磁性个未成对电子

5、是顺磁性物质。物质。n顺磁性物质起局部磁场不均匀顺磁性物质起局部磁场不均匀,导致质子导致质子自旋快速失相位。结果造成局部组织自旋快速失相位。结果造成局部组织T2*T2*缩短、信号降低。缩短、信号降低。n含含70%70%去氧血红蛋白的静脉血引起磁场的不去氧血红蛋白的静脉血引起磁场的不均匀性导致：均匀性导致：T2*T2*时间缩短和血管与周围组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织的磁化率差异引起的相位差加大两种效应。应。非血红素铁和钙及其磁敏感效应非血红素铁和钙及其磁敏感效应n人体内除了血红蛋白外人体内除了血红蛋白外,非含铁血红素铁非含铁血红素铁(如铁蛋如铁蛋白、转铁蛋白和钙

6、等白、转铁蛋白和钙等)也可以影响组织的磁敏感效也可以影响组织的磁敏感效应。应。n颅内非含铁血红素铁主要以顺磁性的铁蛋白形式颅内非含铁血红素铁主要以顺磁性的铁蛋白形式存在存在,因而因而,SWI,SWI的相位信息可以反映脑内铁的分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。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磁敏感成像的临床应用脑血管畸形的诊断脑血管畸形的诊断脑血管病的诊断脑血管病的诊断脑肿瘤的诊断脑肿瘤的诊断脑创伤的诊断脑创伤的诊断神经退行性疾病的诊断神经退行性疾病的诊断脑血管畸形的诊断脑血管畸形的诊断n血管畸形血管畸形nTOF-MRATOF-

7、MRA和和CE-MRACE-MRA依赖于血液的流动效应依赖于血液的流动效应,CE-MRACE-MRA能提高对小血管的分辨力能提高对小血管的分辨力,但一些静但一些静脉疾病脉疾病(如海绵状血管瘤、静脉血管瘤、如海绵状血管瘤、静脉血管瘤、毛细血管扩张等毛细血管扩张等)，由于血液流动慢，显，由于血液流动慢，显示畸形的血管都不满意。示畸形的血管都不满意。nSWISWI信号不受血流速度和方向的影响信号不受血流速度和方向的影响,低速低速血流能增强磁化率改变效应，发现静脉畸血流能增强磁化率改变效应，发现静脉畸形较形较T2*WIT2*WI更敏感。更敏感。nSWISWI诊断小的诊断小的AVMAVM也显示出强大的优

8、势，能也显示出强大的优势，能清晰显示病灶的界线清晰显示病灶的界线,且能提供更详细的且能提供更详细的信息信息,显示出更多的病灶。显示出更多的病灶。局限性局限性n显示供血动脉差。显示供血动脉差。n对接近颅骨的病灶对接近颅骨的病灶,由于气体与组织界面由于气体与组织界面间的磁敏感性间的磁敏感性,应用受到一定的限制。应用受到一定的限制。n有时很难显示病灶的实际大小有时很难显示病灶的实际大小脑血管病的诊断脑血管病的诊断n血栓栓塞或动脉硬化性狭窄产生的脑血管局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。部缺血导致急性出血性或非出血性脑梗死。nDWIDWI和和PWIPWI诊断脑

9、梗死具有较高的敏感性和特诊断脑梗死具有较高的敏感性和特异性异性,但是对于出血的诊断却不够理想。但是对于出血的诊断却不够理想。nSWI SWI 可以很灵敏地发现出血可以很灵敏地发现出血,很容易显示出血很容易显示出血区。区。n血栓栓塞或狭窄减低了动脉血流从而改变血栓栓塞或狭窄减低了动脉血流从而改变了磁敏感度了磁敏感度,随着脱氧血红蛋白数量的增随着脱氧血红蛋白数量的增加使局部血氧饱和度降低。加使局部血氧饱和度降低。nSWI SWI 可以作为一种辅助性方法可以作为一种辅助性方法,进一步定位进一步定位受影响血管的范围受影响血管的范围,更重要的是更重要的是,能明确梗能明确梗死内是否存在出血死内是否存在出血

10、,识别急性缺血中早期的识别急性缺血中早期的微出血。微出血。n急性期脑梗死的溶栓治疗中急性期脑梗死的溶栓治疗中,最关键的是要最关键的是要确定是否合并出血和动脉内是否有血栓存确定是否合并出血和动脉内是否有血栓存在。如果存在出血在。如果存在出血,将是溶栓治疗的禁忌证。将是溶栓治疗的禁忌证。nSWISWI可以将二者区分开来可以将二者区分开来,判断此类病人以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人是否存在出血,对于治疗方案的选择非对于治疗方案的选择非常重要。常重要。脑肿瘤的诊断脑肿瘤的诊断n脑内肿瘤的脑内肿瘤的MRMR常用诊断方法，显示不了肿

11、常用诊断方法，显示不了肿瘤内部结构的不同。瘤内部结构的不同。nSWISWI可以显示以往方法不能显示的肿瘤内静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。脉血管结构和出血。n肿瘤生长依赖病理性的血管增生形成肿瘤生长依赖病理性的血管增生形成,恶性恶性肿瘤有血管增长迅速、多发微出血的倾向肿瘤有血管增长迅速、多发微出血的倾向nSWISWI有助于确定肿瘤良恶性以及恶性程度的分级。有助于确定肿瘤良恶性以及恶性程度的分级。nSWI SWI 和和CE-T1WI CE-T1WI 上显示的肿瘤内部结构明显不上显示的肿瘤内部结构明显不同。同。nCE-T1WICE-T1WI上肿瘤的内部结构取决于坏死、囊变和上

12、肿瘤的内部结构取决于坏死、囊变和肿瘤边缘肿瘤边缘,nSWI SWI 上大多数取决于血液成分，其显示肿瘤边界、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。内部结构、出血和静脉结构的效果更好。脑脑创伤创伤的诊断的诊断n脑外伤是否合并颅内出血对评估病情、判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。断预后和选择治疗方法都有重要意义。n弥漫性轴索损伤弥漫性轴索损伤(DAI)(DAI)是其主要形式是其主要形式,是由是由脑白质剪切应力损伤引起的脑白质剪切应力损伤引起的,成人轴索损伤成人轴索损伤的程度与不良的结果有关，有出血的预后的程度与不良的结果有

13、关，有出血的预后比无出血的预后差比无出血的预后差n由于出血病灶在常规由于出血病灶在常规MRIMRI图像上的表现复杂图像上的表现复杂多样多样,很容易漏诊小出血灶。很容易漏诊小出血灶。nSWISWI在显示出血病灶方面的有明显优势。可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以为损伤性质和临床预期结果提供有用的信息。信息。神经退行性疾病的诊断神经退行性疾病的诊断n某些神经变性疾病如帕金森症、亨廷顿病、某些神经变性疾病如帕金森症、亨廷顿病、阿尔茨海默病、多发性硬化等阿尔茨海默病、多发性硬化等,其病理改其病理改变常常伴有脑内铁的异常沉积。变常常伴有脑内铁的异常沉积。n测定脑内

14、某些部位的铁含量测定脑内某些部位的铁含量(主要为铁蛋白主要为铁蛋白)不仅仅可以掌握疾病的进程不仅仅可以掌握疾病的进程,而且还可而且还可以在一定程度上预测病人的愈后。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海绵状血管瘤左枕叶脑梗塞左枕叶脑梗塞缺血性脑梗塞缺血性脑梗塞出血性脑梗塞出血性脑梗塞脑膜瘤脑膜瘤脑膜瘤脑膜瘤脑脑弥漫大弥漫大B B细胞性淋巴瘤细胞性淋巴瘤胶质瘤胶质瘤胃癌脑转移胃癌脑转移肺癌脑转移肺癌脑转移小结小结nSWI SWI 作为新的成像技术作为新的成像技术,为为MR

15、MR成像的发展成像的发展提供了新的前景提供了新的前景,利用高分辨率的三维梯利用高分辨率的三维梯度回波序列、度回波序列、3D 3D 完全流动补偿技术得到相完全流动补偿技术得到相位图和磁矩图的信息位图和磁矩图的信息,通过滤波技术可以通过滤波技术可以减少不必要的伪影减少不必要的伪影,可以很好的显示出血、可以很好的显示出血、小静脉和矿物质。小静脉和矿物质。n n磁敏感加权成像包含了相位和磁敏感度差磁敏感加权成像包含了相位和磁敏感度差异信息异信息,对于出血、小静脉和铁的显示特对于出血、小静脉和铁的显示特别敏感别敏感,为现有的为现有的MRMR诊断技术提供了有力诊断技术提供了有力的补充。的补充。n n在肿瘤诊断、成人及儿童外伤性脑损伤、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。脑血管病的诊断中起到很重要的作用。n静脉解剖信息、病变内血管结构以及铁沉静脉解剖信息、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。积的显示明显优于其他的成像方法。n SWI SWI 的技术还在不断发展的技术还在不断发展,其作用和应用其作用和应用范围会越来越大。范围会越来越大。谢谢 谢！谢！