MR磁敏感成像(SWI)原理及其在脑部的应用课件

1、MR磁敏感成像（SWI）原理及其在脑部的应用第1页，共45页。SWI的基本原理(susceptibility weighted imaging)第2页，共45页。1 2SWI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T WI、T WI、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 （ Magnitudeimage）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

2、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.第3页，共45页。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。第4页，共45页。SWI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

3、 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）.第5页，共45页。相位蒙掩（phase mask）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

4、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。第6页，共45页。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

5、第7页，共45页。X4幅幅度像相相位图相位掩模图滤波后校正图SWI图像数据采集处理步骤第8页，共45页。三维成像及最小信号强度投影（mIP）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 ： 1.5 2/0 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。第9页，共45页。SWI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

6、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第10页，共45页。临床应 用第11页，共45页。在脑血管性病变的应用第12页，共45页。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。第13页，共45页。SWI+C T1WIVenousAngioma第14页，共45页。Venous angioma第15页，

7、共45页。Venous angioma第16页，共45页。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。第17页，共45页。海绵状血管瘤（Cavernoma）第18页，共45页。海绵状血管瘤（Cavernoma）第19页，共45页。毛细血管扩张症 (Telangiectasis)第20页，共45页。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，并发现早期出血灶第21页，共45页。

8、右侧乙状窦急性血栓形成1d第22页，共45页。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第23页，共45页。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.第24页，共45页。Hypertension -皮层下微出血第25页，共45页。Hypertension多发散在出血灶第26页，共45页。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。第27页，共45页。第28页，共45页。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。第29页，共45页。Radio

9、logy, 2003. Tong KA第30页，共45页。Radiology, 2003. Tong KA第31页，共45页。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第32页，共45页。Malignant astrocytoma第33页，共45页。SWI显示肿瘤内血管及出血第34页，共45页。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结节性硬化第35页，共45页。SWI滤波后校正图M, 20y.Epilepsy结节性硬化第36页，共45页。Wilson Disease豆状核变性第37页，共45页。Wilson Disease 豆状核变性第38页，共45页。Wilson Disease豆状核变性第39页，共45页。28Y正常人脑随年龄增长的铁沉积47Y第40页，共45页。帕金森氏患者红核黑质基底节区异常铁沉积第41页，