评估磁敏感加权成像(SWI)技术对诊断中枢神经系统病变的临床应用价值

doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2010.18.158

近年来磁敏感技术逐渐应用于临床,但目前国内对于SWI技术诊断病变的临床价值评估方面报道尚少,总结近2年来120多例患者经临床或病理证实的影像检查资料。通过对不同序列的影像进行对比,并重点对含血液代谢物、铁质以及钙化成分病变的影像特征进行分析,以评估SWI技术对诊断中枢神经系统病变的可行性、实用性及其临床应用价值。

设备的选择

笔者通过120多例患者扫描,总结成像参数如下,选择TE:20～40ms,TR:35～50ms,矩阵320×320,视野FOV为24cm,信噪比SRA1.3,射频带宽31.25,翻转角FA30°,采集次数Nex为2,层厚3.00mm,间隔0,采用8通道头相控阵线圈,进行高分辨率薄层扫描。

与SWI成像相关的组织磁敏感性特点

血红蛋白铁及其降解产物的磁敏感性:血液以其氧合程度不同表现出不同的磁特性。血红蛋白是血氧的主要携带者,脑出血氧合血红蛋白期(超急性期)一般持续几分钟至几十分钟,从患者发病到医院就诊,最早一般1小时以后,无论行CT检查,还是行MRI检查,极少能在影像上看到此期的图像。正铁血红蛋白期(亚急性期)脑出血主要缩短T1驰豫时间,此期在MRI上具有特征性,容易诊断。目前我们研究的脑出血主要是去氧血红蛋白期(急性期)和含铁血黄素期(慢性期)。在血红蛋白的4种状态中,它们表现的磁敏感性较强,具有高度的顺磁性。在SWI的磁化率加权图像上,由于去氧血红蛋白、正铁血红蛋白和含铁血黄素的顺磁性,它们与脑组织之间形成一个局部小梯度场,导致质子自旋失相位,信号丢失,因此表现为低信号的特点。当病变体积较小,出血较少,在常规序列上不易显示出明显的特征性征象,容易遗漏,而SWI成像对磁场的不均匀性非常敏感,磁场的微小变化在SWI上就可以得到很好的反映,因此大大地提高了病变的检出率。

非血红蛋白铁及钙化的磁敏感性:组织中另一种能引起明显磁敏感性改变的来源是非血红素铁和钙质。铁在体内不同的代谢过程中可以有不同的表现形式,以铁蛋白常见,它具有高度顺磁性。正常人随着年龄的增长,铁在脑内的沉积增加,如苍白球、小脑齿状核及大脑半球的弓状纤维等部位。但在某些神经变性疾病(如帕金森病及阿尔茨海默病等)及钙化病变中,SWI对这些病变的铁质及钙质的异常沉积高度敏感。

SWI的临床应用研究

SWI技术对显示急慢性期脑出血、出血性脑梗死及高血压患者伴发的脑内微出血的状况:由于SWI技术对去氧血红蛋白、含铁血黄素等顺磁性成分高度敏感,因此SWI技术能更好地显示上述病变。我们知道,确定脑梗死是否合并出血及急慢性期脑出血,对于临床治疗方案的确定是有重要意义的。合并出血的脑梗死在治疗上更棘手,用SWI联合常规MRI序列能及时准确检测大面积脑梗死有无并发HT(脑出血)。通过本组病例的研究及大量的相关文献的查阅,我们发现SWI成像对临床上的无症状的多发小灶性微出血的检出高度敏感。早期的组织病理研究表明,在高血压患者中,于慢性高血压损伤的小血管周围会发现小的局灶性陈旧出血灶,为了区别于脑内叶性出血,这种出血点被称为脑内微出血。随着影像学的不断发展,特别是MRI的出现,尤其是SWI技术应用于临床,对脑组织细微结构的显示能力有了极大的提高,但由于脑内微出血灶体积非常细小,且无周围组织的水肿,所以在常规MRI序列扫描中仍较难发现,在CT上更无法显示,SWI加权成像技术的出现解决了这一难题,SWI成像在检出脑CMBs方面有明显的优势。到目前为止,SWI技术对CMBS的显示是MRI常规序列及其它任何一种影像检查手段所无法比拟的。我们已经对120多例患者进行了SWI技术的应用。参数的调整已经能达到诊断标准要求。近年通过动物实验和病理证实高血压是CMBS的一个重要原因,高血压患者,尤其示老年患者或常年高血压病史者常合并脑梗死,临床上治疗此类疾病多应用抗凝药,此类患者常存在脑CMBS的隐患,在溶栓等药物应用时要谨慎,因此利用SWI序列及早发现CMBS灶,对于指导临床用药有重要意义。目前我们正要把SWI技术纳入常规序列中。相信能为临床提供实用性的有价值的资料,对临床利用溶栓药物治疗脑梗死可能出现的脑出血等潜在危险的预见性,从而起到判断、预后和指导临床治疗的作用。

退行性神经变性病及钙化病变:一些退行性神经变性病在病理上表现为某些神经核团中铁的沉积异常增加,如帕金森病、多系统萎缩、阿尔茨海默病等均可造成脑内铁的异常沉积,神经核团中的铁沉积及颅内各种原因引起的钙化灶,可增强SWI图像上这些组织的对比度。SWI技术成为检测脑内矿物质沉积的敏感方法。

血管畸形:SWI在显示海绵状血管瘤(CCH)、AVM等病变的检出上明显优于常规MRI序列,可作为脑血管畸形的一个有用的补充序列,提供有价值的信息。瘤巢MR成像的病理基础示反复多次出血所存留的高铁血红蛋白、含铁血黄素沉积、血栓、钙化及反应性胶质增生,一般不显示流空信号。而SWI对顺磁性物质具有高磁敏感性,能够非常敏感地检测到CCH内由于反复出血所产生各种状态的血红蛋白,尤其是病变外周的含铁血黄素环具有较强的顺磁性,所以在SWI中的“铁环征”尤为明显,表现为完全的低信号,从而使病变更容易识别。而传统的T1WI、T2WI在诊断CCH方面存在一定的缺陷性,主要是由于T1WI、T2WI对磁化率细微变化的相对不敏感,导致部分CCH,尤其是微小CCH未被检出。本组病例发现,对于直径

结 论

通过对上述120多例患者图像资料的对照分析、研究发现SWI这种数据采集技术使SWI成为一项独特的成像技术,对显示含血液代谢物、铁质以及钙化成份等顺磁性物质的中枢神经系统病变的敏感性明显优于常规T1WI、T2WI和FLAIR序列,SWI较其他的常规序列在发现含顺磁性物质病灶中具有更加显著的优势,能检出CT和常规MRI显示不清或不能检出的病变,不仅能对上述病变做出定性诊断,并且在评价显示病变数目、大小及其真实确切范围方面具有明显优势,其特征性表现对病变的诊断提供了更为完整的信息,在显示含顺磁性物质病变方面具有高度的敏感性和特异性,可以作为常规序列的重要补充,为临床又提供了一种切实可行的检查手段,为临床治疗方案的确定提供了更多有价值的影像学信息。目前SWI的数据采集和处理仍在不断的改进中,提高场强、优化脉冲序列、提高信噪比和空间分辨率是面临的挑战,相信SWI技术将为临床更多疾病的诊断提供更多、更确切、更有价值的信息,在临床应用中发挥更重要的作用。