SWI在腦血管疾病中的臨床應(yīng)用價(jià)值

李 倩 方彥成

1 長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，吉林省長(zhǎng)春市 130000； 2 長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院

磁敏感加權(quán)成像(Susceptibility weighted imaging,SWI)是一種利用各種物質(zhì)之間的磁感性不同(例如血液、小靜脈鐵含量、抗磁性物質(zhì)——鈣)增強(qiáng)對(duì)比而成像的非侵入性無(wú)創(chuàng)快速的磁共振成像技術(shù)[1]。具有三個(gè)方向均有流動(dòng)補(bǔ)償?shù)奶荻然夭ā⒉捎萌碌腡E帶有相位后處理的T2*梯度回波新序列。相比MRI中其他技術(shù)，擁有高SNR、高三維、高分辨力的特點(diǎn)。SWI原理首先是由E.Mark.Haacke博士、Jurgen R.Reichenbach博士和Yi Wang博士提出，2002年12月此項(xiàng)技術(shù)獲得美國(guó)專(zhuān)利保護(hù)[2]。SWI起初稱為高分辨率血氧水平依賴性(BOLD)MR靜脈血管成像，但由于其更廣泛的應(yīng)用，超出僅僅靜脈結(jié)構(gòu)的評(píng)估，它現(xiàn)在于2004年正式稱作SWI。隨著磁共振技術(shù)的飛速發(fā)展，SWI在臨床上的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。SWI的臨床價(jià)值不僅在成人中得到證實(shí)，而且在兒童中也得到了證實(shí)。在診斷神經(jīng)系統(tǒng)疾病中，磁敏感成像技術(shù)已經(jīng)成為關(guān)鍵的磁共振成像序列。SWI已被證明是傳統(tǒng)自旋回波磁共振成像序列的有效補(bǔ)充，為臨床提供更多的有效信息。在SWI的基礎(chǔ)上，又出現(xiàn)了定量磁敏感圖(Quantitative susceptibility mapping,QSM)，彌補(bǔ)了SWI的一些不足。QSM是近年來(lái)基于磁敏感技術(shù)漸漸興起的可以對(duì)組織磁化率進(jìn)行定量分析的一項(xiàng)MRI新技術(shù)[3]，本文主要講述SWI在腦血管疾病中的一些應(yīng)用。

1 臨床應(yīng)用

1.1 SWI在腦微出血中應(yīng)用 腦微出血(Cerebral microbleeds, CMBs)是腦小血管病 (Cerebral small vessel disease,CSVD)的一種亞型,是腦組織微量滲血或含鐵血黃素沉積的一種出血傾向的病理狀態(tài), 一般無(wú)明顯的臨床表現(xiàn)和體征, 容易被忽視[4]。通常來(lái)說(shuō)，微出血在 CT、常規(guī)MRI自旋回波序列中很難被發(fā)現(xiàn)。在健康人中,CMBs的患病率為3%～15%。在患有(缺血性卒中、ICH或腦淀粉樣血管病) 等神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者中, CMBs的患病率可高達(dá)83%～94%[4]。CMBs由于微小血管旁含鐵血黃素沉積，引起敏感性改變使磁場(chǎng)均勻性破壞，及SWI在檢測(cè)血管內(nèi)靜脈缺氧血液和血管外血液產(chǎn)品方面具有高度敏感性，因此SWI對(duì)檢測(cè)出血是極其敏感的，從而很容易看到出血區(qū)域。出血區(qū)域在SWI序列呈現(xiàn)小的、卵圓形、圓形的低信號(hào)區(qū)。在SWI中納入相位信息不僅可以提供更高的靈敏度，還可以描繪傳統(tǒng)T2*GRE圖像上不可見(jiàn)的血管結(jié)構(gòu)。葉彬等[5]研究指出,SWI序列是目前檢測(cè)CMBs最敏感、可靠的技術(shù)，可以反映顱內(nèi)微血管病變的狀況[6]。很多國(guó)內(nèi)外研究表明SWI對(duì)診斷腦出血優(yōu)于其他MRI序列，比較可靠，是很好的有效補(bǔ)充，能夠準(zhǔn)確地判斷微出血灶。SWI為CMB的檢測(cè)提供了更高的可靠性和更高的靈敏度,應(yīng)該是量化CMB計(jì)數(shù)的首選序列。同時(shí)QSM也可以更加準(zhǔn)確、精確地發(fā)現(xiàn)CMB，并在此基礎(chǔ)上測(cè)定出血量。一些CT值較低的鈣化在CT上與出血相鑒別是困難的。但是，CMBs、鈣化在SWI磁矩圖都表現(xiàn)低信號(hào),需要聯(lián)合相位圖來(lái)區(qū)分,在相位圖上的信號(hào)不同,相位圖像的分析可以減輕SWI在梗死區(qū)域區(qū)分微出血與鈣化的局限性。鈣化呈現(xiàn)的是低信號(hào)、以低信號(hào)為主的混合信號(hào),CMBs呈現(xiàn)的是高信號(hào)、以高信號(hào)為主的混合信號(hào)。

1.2 SWI在腦梗死中的應(yīng)用 磁敏感對(duì)有或沒(méi)有出血的由于血栓栓塞，動(dòng)脈狹窄或其他引起的急性梗死、腦梗死溶栓臨床指導(dǎo)的檢測(cè)極其敏感。由血栓栓塞或其他實(shí)體引起的血管閉塞可以通過(guò)減少動(dòng)脈血流和增加脫氧血液的積聚來(lái)改變敏感性，從而增加可被SWI檢測(cè)的脫氧-Hb的量。因此SWI是除擴(kuò)散和灌注加權(quán)序列和TOFMRA外，還可以補(bǔ)充關(guān)于急性出血的急性腦卒中和血管內(nèi)血栓信息的技術(shù)。通過(guò)SWI檢測(cè)梗死區(qū)域的脫氧血液和深部靜脈可用于評(píng)估組織活力。腦梗死后HT是溶栓治療最危險(xiǎn)的禁忌證、并發(fā)癥之一，發(fā)生梗死后出血的患者病死率高達(dá)80%[7-8]。孫國(guó)慶等[6]結(jié)果表明，動(dòng)脈溶栓術(shù)會(huì)增加腦梗死患者術(shù)后HT的風(fēng)險(xiǎn)。從前的影像學(xué)檢查對(duì)HT的檢出率僅為20%～43%[9]，隨著SWI出現(xiàn)，對(duì)HT的檢出率明顯大幅度提高，現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道檢查率能到達(dá)100%。SWI序列顯示大面積腦梗死后再灌注損傷急性期出血及亞急性出血敏感性最高[10]。SWI對(duì)比常規(guī)影像檢查在大面積腦梗死后再灌注損傷出血的臨床應(yīng)用價(jià)值更高。因此SWI是大面積腦梗死溶栓治療前和治療中最為有效的檢查手段[11]。SWI已成為選擇急性卒中患者接受溶栓治療的非常有用的序列之一。SWI可以提供缺血性腦組織中代謝狀態(tài)的信息，例如OEF的變化，這有助于選擇符合條件的急性缺血性中風(fēng)患者用血栓溶解治療。國(guó)外Shu-Ping Chao等[7]報(bào)道了“惡性”大腦中動(dòng)脈(MCA)梗死與死亡率高達(dá)80%有關(guān)，確定梗死發(fā)展和惡性病變的早期預(yù)測(cè)因子有助于提高治療決策。SWI作為惡性MCA治療指南的作用。SWI是更合適的候選序列，是監(jiān)測(cè)PVS的更好工具。據(jù)國(guó)外專(zhuān)家報(bào)道，SWI上突出的血管征(PVS)的存在反映了氧氣提取分?jǐn)?shù)的增加，補(bǔ)償了急性腦梗死中動(dòng)脈腦血流量的減少，并且與靜脈中的脫氧血紅蛋白量和毛細(xì)血管的缺血組織密切相關(guān)。而在大型MCA梗死的早期階段使用PVS作為一種半定量測(cè)量可以預(yù)測(cè)患者的結(jié)果，具有高度的診斷準(zhǔn)確性。 SWI-SPEMRS與MCA梗死患者的預(yù)后相關(guān)。

1.3 SWI在動(dòng)靜脈畸形中應(yīng)用 真正的腦動(dòng)靜脈畸形通常是天生伴隨的，而且隨著時(shí)間增大。這些動(dòng)靜脈畸形是以快流速為特點(diǎn)，因此通常可以應(yīng)用常規(guī)MRI和MRI血管成像技術(shù)檢測(cè)。相反，以慢流速為特點(diǎn)的靜脈畸形像海綿狀血管瘤、毛細(xì)血管擴(kuò)張征和Sturge-Weber綜合征(SWS)，發(fā)育性靜脈異?？梢栽诳焖僮孕夭∕RI造影技術(shù)上顯示因?yàn)樗麄冎饕魉俾难堋ｋm然T2*加權(quán)成像雖然能夠檢測(cè)小靜脈結(jié)構(gòu)和含鐵血黃素沉積，但在SWI幅值圖和相位圖結(jié)合能為識(shí)別在GE序列上不可檢測(cè)的血管畸形提供靈敏性。Wen等[12]的研究表明SWI是為篩查臨床上高度懷疑低流速的血管畸形的理想的序列。 Reichenbach等[13]也報(bào)道了相似的結(jié)果。它既可以顯示腦內(nèi)較粗的靜脈,還可以清晰顯示細(xì)小靜脈, 它甚至可以顯示直徑<1mm的靜脈,在高場(chǎng)強(qiáng)MR上其分辨力更高。與MRA相比, 磁敏感成像的優(yōu)勢(shì)在于它對(duì)靜脈的顯示不受血流方向及速度的影響。傳統(tǒng)的MRA與SWI進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)SWI優(yōu)于飛行時(shí)間(TOF)MRA描繪的引流靜脈和小AVM。 SWI在早期檢測(cè)和評(píng)估使用其他MR方法難以診斷的AVM中可能尤其重要。DSA雖然是診斷腦靜脈畸形的金標(biāo)準(zhǔn)，但可重復(fù)性差,具有創(chuàng)傷性，臨床上并不作為其首選。

1.4 SWI在高灌注綜合征、靜脈高壓的應(yīng)用 腦過(guò)度灌注綜合征(CHS)的特征是同側(cè)頭痛、高血壓、癲癇發(fā)作和頸動(dòng)脈內(nèi)膜切除術(shù)，頸動(dòng)脈支架置入術(shù)，顱外顱內(nèi)旁路術(shù)、其他血運(yùn)重建術(shù)后的局灶性神經(jīng)缺陷系統(tǒng)疾病。顱內(nèi)出血將在這些患者中高達(dá)40%，死亡率為36%。而SWI能夠通過(guò)增加氧合來(lái)檢測(cè)過(guò)度灌注。此外，SWI的優(yōu)勢(shì)在于還可以很好地顯示血管源性水腫區(qū)域內(nèi)的微小出血，而高灌注綜合征通常會(huì)出血。SWI結(jié)合傳統(tǒng)MRI技術(shù)有助于排除由硬膜竇血栓和其他顱內(nèi)異常引起的顱內(nèi)高壓的可能。

1.5 SWI在煙霧病MMD臨床應(yīng)用 MMD是一種罕見(jiàn)的腦血管疾病，其特征在于雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈末端部分的進(jìn)行性狹窄，其導(dǎo)致穿孔血管的異常網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)償性形成，其稱為Moyamoya血管，提供側(cè)支循環(huán)。該病發(fā)生短暫性腦缺血、顱內(nèi)出血、腦梗死等。在MMD中，存在TIA和梗死患者中發(fā)現(xiàn)DMV的顯著增加，暗示在深部白質(zhì)中發(fā)生了受損的灌注。SWI顯示灌注受損區(qū)域中引流靜脈存在明顯的低信號(hào)。N.Horie等[14]首次報(bào)告了應(yīng)用SWI技術(shù)顯示了MMD病中的DMV特點(diǎn)。用SWI中增加顯著稱為“刷標(biāo)志”的DMV可以預(yù)測(cè)MMD的嚴(yán)重程度。在MMD患者中慢性腦血管舒張狀態(tài)，CVR降低或缺失。CVR也是MMD中有價(jià)值的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)。N.Horie等[14]首次表明SWI可能與SPECT中的血流動(dòng)力學(xué)相關(guān)，尤其是CVR。SWI雖然無(wú)法取代其他評(píng)估腦血流動(dòng)力學(xué)的方法。 盡管如此，SWI可能是一種簡(jiǎn)單而有效的技術(shù)，用于評(píng)估MMD中的CVR，而不需要乙酰唑胺挑戰(zhàn)。因此SWI狀態(tài)與缺血MMD強(qiáng)烈相關(guān)也與SPECT上的血流動(dòng)力學(xué)相關(guān)，特別是CVR。但是SWI用于預(yù)測(cè)MMD患者是否會(huì)從旁路手術(shù)中受益的效用仍不明確。

1.6 SWI在帕金森、阿爾茨海默病(AD)的應(yīng)用 帕金森病(PD)是第二種最常見(jiàn)的神經(jīng)退行性疾病，僅次于阿爾茨海默病，但帕金森病的特征也是其他疾病的一部分。特別是在PD和各種非典型帕金森病(APD)之間的區(qū)別具有高的誤診率，尤其是在疾病的早期階段。腦鐵沉積已被提出在帕金森疾病(PD)的病理生理學(xué)中扮演著重要作用。PD患者黑質(zhì)區(qū)的鐵含量比正常人多80%,Qian等[15]研究表明鐵沉積的增加是一些神經(jīng)退行性疾病中神經(jīng)元死亡的主要原因。SWI對(duì)鐵沉積較敏感，因此SWI的出現(xiàn)為PD中體內(nèi)評(píng)估腦鐵濃度變化提供了新視角。Barbosa 等[16]研究發(fā)現(xiàn)，QSM對(duì)檢測(cè)黑質(zhì)致密部的鐵沉積很敏感。Guan等[11]研究表明，QSM能用于測(cè)量帕金森病病程中鐵含量的增加，從而反映疾病的進(jìn)展程度；Auma等[17]表示，QSM可以評(píng)估左右大腦兩邊黑質(zhì)鐵沉積的不一樣。Ide等[18]得出QSM在年齡大的PD患者的診斷中擁有比較好的應(yīng)用價(jià)值。

1.7 在腦靜脈血栓、硬腦膜竇血栓中的應(yīng)用 腦靜脈血栓(CVT)比動(dòng)脈血栓形成少見(jiàn)。此外，CVT由于其各種的起病模式及其廣泛的癥狀和體征而難以診斷，CVT通常表現(xiàn)為非特異性病變，包括出血、水腫、梗死。由于對(duì)磁敏感效應(yīng)的敏感性，SWI對(duì)CVT血栓檢測(cè)具有額外的診斷價(jià)值。與常規(guī)MR序列和MRV相結(jié)合，特別是在血栓形成的急性期和皮質(zhì)CVT診斷中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。相位對(duì)比法、時(shí)間飛躍法、磁共振靜脈成像依賴血液的流動(dòng)效應(yīng)，在靜脈竇血流緩慢時(shí)，信號(hào)會(huì)減弱或缺失，不足以診斷靜脈(竇)血栓[19]。在SWI上高信號(hào)的腦組織附近的低信號(hào)充血皮質(zhì)靜脈可能提示CVT伴有靜脈高壓。SWI不僅可以顯示硬腦膜竇血栓形成和皮質(zhì)靜脈血栓形成，還可以顯示靜脈血栓形成導(dǎo)致梗死后可能發(fā)生的實(shí)質(zhì)出血的程度。相關(guān)報(bào)道，SWI顯示靜脈竇、靜脈內(nèi)血栓的敏感性顯著高于顯示壓水序列、彌散加權(quán)成像(DWI)、T2WI，并可確定靜脈性腦梗死伴發(fā)出血。SWI對(duì)腦靜脈(竇) 血栓繼發(fā)的腦表面靜脈血管網(wǎng)迂曲擴(kuò)張廣泛增粗的顯示提供了重要的間接診斷依據(jù)。在特定病例中，SWI可以幫助區(qū)分慢性硬腦膜竇血栓形成和硬腦膜竇。伴隨常規(guī)MR序列的SWI可能減少顱底偽影。

1.8 在硬腦膜動(dòng)靜脈瘺(DAVF)中的應(yīng)用 DAVF的臨床特征包括頭痛，眩暈或耳鳴，致殘神經(jīng)功能缺損或危及生命的顱內(nèi)出血。然而，DAVF在常規(guī)MR成像序列上可能不那么清晰。由于SWI檢測(cè)和描繪血管內(nèi)脫氧血紅蛋白和靜脈結(jié)構(gòu)的能力，SWI可以識(shí)別由于顱內(nèi)血液的通過(guò)時(shí)間長(zhǎng)，靜脈充血以及由DAVF引起功能性阻塞的引流靜脈血管系統(tǒng)的突出。此外，靜脈結(jié)構(gòu)中異常增加的信號(hào)強(qiáng)度可能是由于高流量和氧合血的快速分流所致。使用SWI有助于DAVF的早期診斷和及時(shí)治療。

2 討論

SWI可以顯示可能在其他MR序列上模糊的腦血管病變。SWI上的血管內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度可能有助于鑒定腦血管病變的性質(zhì)。SWI可以還提供有關(guān)腦血管的病理學(xué)診斷的其他信息。

磁敏加權(quán)成像和T2*技術(shù)對(duì)于將小靜脈與小出血和血栓區(qū)分開(kāi)來(lái)是困難的，因?yàn)樗麄兊男盘?hào)特征是相似的。然而SWI常規(guī)掃描和增強(qiáng)后SWI或者相位圖分析(相位圖靜脈血管表現(xiàn)不同特點(diǎn))能夠減少這些缺點(diǎn)。SWI序列有些自身的缺點(diǎn)，在空氣—組織界面(例如顳骨和鼻竇相鄰的區(qū)域)處導(dǎo)致的偽影造成的不良磁化率限制了對(duì)這些區(qū)域的研究。還有運(yùn)動(dòng)偽影，有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致邊緣組織信號(hào)的消除和解剖邊界的丟失。但是一些諸如并行成像之類(lèi)的快速成像技術(shù)以及在不久的將來(lái)可能的壓縮感測(cè)可以將掃描時(shí)間保持在5min以下。一個(gè)有趣的方法便是對(duì)二維GRE T2*加權(quán)數(shù)據(jù)進(jìn)行SWI成像后處理，以提高磁敏度對(duì)比度而不增加掃描時(shí)間。

策略性獲得梯度回波(STAGE)是由Haacke教授——SWI技術(shù)創(chuàng)造人之一，最新研發(fā)的一種快速成像方法，可產(chǎn)生全腦定量和定性信息(SWI、R*2、QSM及SM、T1加權(quán)圖像和質(zhì)子密度加權(quán)圖像)等各種圖像的對(duì)比度。

在脂肪矯正、呼吸運(yùn)動(dòng)方面的技術(shù)進(jìn)步有望使QSM 應(yīng)用于四肢、腹腔臟器及胸部，假如將來(lái)能夠克服超短回波時(shí)間，QSM技術(shù)則有希望為骨質(zhì)疏松、骨腫瘤患者提供一種新的MRI檢查方法。通過(guò)QSM在心臟中的運(yùn)用，使得無(wú)創(chuàng)測(cè)量混合靜脈血氧飽和度(SvO2)成為可能。

未來(lái)隨著7.0T高場(chǎng)強(qiáng)MRI設(shè)備的引入、掃描協(xié)議的優(yōu)化及新型造影劑的研發(fā)、新序列的改良，SWI技術(shù)一定能做出更高清、更精細(xì)的圖像并能夠提供更豐富的信息，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)影像,為精準(zhǔn)醫(yī)療的實(shí)施保駕護(hù)航。伴隨著QSM、磁化率張量成像(Susceptibilitytensor imaging, STI)新技術(shù)的不斷發(fā)展，能夠彌補(bǔ)SWI的一些缺點(diǎn)，將會(huì)為臨床診斷做出更加精確地診斷信息。