磁敏感加权成像(SWI)在中枢神经系统中的应用广泛且重要,常规的磁共振成像,例如T1WI、T2WI、PDWI等传统图像,都只采集信号强度变化的数据,称之为信号强度图或者幅值图,而磁敏感加权成像(SWI) 以T2*加权梯度回波序列作为序列基础,根据不同组织间的磁敏感性差异提供图像对比增强,采集幅值信息和相位信息,可同时获得幅度图像(magnitude image)和相位图像(phase image)。
以下是对其在中枢神经系统应用的详细分析:
1.SWI技术的基本原理
SWI是一种较新的磁共振成像(MRI)技术,它利用不同组织和物质(如血液代谢物、铁、钙等)之间磁敏感性的差异来增加组织间的对比。这种差异在磁场的作用下会导致质子自旋频率的差别,从而形成相位差。SWI通过捕捉这些相位差来生成图像,能够清晰地显示组织间的磁敏感特异性差别。
SWI序列的特点:
①SWI基于梯度回波序列;
②SWI突出T2*对比;
③SWI是3D采集,减少了信号丢失,且具有较高分辨率;
④SWI序列在层面方向、相位方向、读出方向均施加了完全的流动补偿;
⑤相位值与TE相关,目前临床大部分SWI序列都使用的是单回波。
2.SWI在中枢神经系统中的应用
(1)微出血病灶的检出:
脑内微出血(CMBs)在CT平扫和MRI常规序列上往往难以显示,但SWI对其具有较高的敏感性。CMBs多为脱氧血红蛋白及含铁血黄素沉积,这些高度顺磁性物质可明显缩短T2弛豫时间,表现为被正常薄壁组织包裹的小圆低信号影。因此,SWI在显示出血性病灶数目和范围方面优于常规梯度回波序列,有助于更准确地评价脑组织损伤的严重程度和判断疾病预后。
(2)中枢神经系统退行性病变的诊断:
中枢神经系统退行性病变如阿兹海默病(AD)、帕金森病(PD)、多发性硬化(MS)等,常伴随铁代谢异常。SWI可对脑内铁元素的异常沉积进行定位、定量分析,为这类疾病的检测提供了一种无创性的检查方法。例如,在帕金森病中,SWI可显示黑质、红核等部位的铁沉积增加;在阿兹海默病中,SWI可检测到脑内微出血和铁沉积的变化。
(3)脑卒中的诊断与治疗:
脑卒中时,由于血流速度减慢和含氧量少的血液增多,导致脱氧血红蛋白的浓度增高。SWI能够敏感地捕捉到这种变化,有助于识别梗塞区域内的出血、评估脑组织活力以及提示血管壁的硬化程度和急性期血栓部位。这些信息对于脑卒中病人的治疗及预后评估具有重要意义。
(4)脑肿瘤的诊断与评估:
SWI可用于评估脑肿瘤的血管结构和钙化状况,为肿瘤的分级和预后评估提供重要参考。通过显示肿瘤的血管结构及出血、肿瘤钙化及瘤周水肿等信息,SWI有助于医生更准确地判断肿瘤的性质和制定治疗方案。
(5)其他中枢神经系统疾病的诊断**:
除了上述应用外,SWI还可用于脑外伤、脑血管畸形、脑血管病及某些神经变性病等的诊断。例如,在脑外伤中,SWI有助于检出DAI(弥漫性轴索损伤)病变并监测血氧饱和度;在脑血管畸形中,SWI可显示微小病变及引流静脉等。
3.SWI技术的优势与局限性
(1)优势:
①高对比度和高分辨率:SWI能够清晰地显示组织间的磁敏感特异性差别,提供高对比度和高分辨率的图像。
②无创性:SWI是一种无创的成像技术,不会对患者造成任何伤害。
③敏感性高:相比于传统的CT和MRI技术,SWI在检出微出血病灶方面展现出更高的敏感性。
(2)局限性:
①成像时间较长:目前SWI的成像时间还相对较长,这在一定程度上限制了其临床应用范围。
②伪影干扰:某些情况下,如颅底含气结构与其他结构之间磁化率差异极大的部位,SWI可能会产生明显的伪影干扰。
综上所述,磁敏感加权成像(SWI)在中枢神经系统中的应用广泛且重要。它不仅能够清晰地显示组织间的磁敏感特异性差别,还具有高对比度、高分辨率和无创性等优点。然而,其成像时间较长和伪影干扰等局限性也需要我们在实际应用中加以注意。随着医学影像技术的不断发展和完善,相信SWI将在未来为人类的健康事业贡献更多的力量。

