磁敏感加權(quán)成像相位圖病灶周圍極暈鑒別單純出血或鈣化的價(jià)值研究

蘇錄，高培毅，2

鈣化與出血的鑒別是影像診斷的重要線索，CT檢查可鑒別兩者，而MRI常規(guī)序列中兩者均呈低信號(hào)改變，診斷相對(duì)困難。SWI相位圖理論上有助于出血及鈣化的鑒別診斷，右手圖上SWI相位圖病灶高信號(hào)提示存在抗磁性物質(zhì)，常見為鈣化，低信號(hào)提示存在順磁性物質(zhì)，最常見者為出血，左手圖則相反。但臨床上，部分病灶在SWI相位圖上呈高低混雜信號(hào)，不易判斷病灶主體信號(hào)強(qiáng)度，因此存在誤診可能，實(shí)際臨床價(jià)值往往難以滿足臨床需求。

與SWI相位圖直接征象（病灶本身信號(hào)強(qiáng)度）相比，病灶周圍信號(hào)強(qiáng)度（間接征象）更穩(wěn)定、錯(cuò)判率極低，本研究稱之為極暈征（polarhalo sign），包括兩極征和反暈征。本研究旨在探索SWI相位圖病灶周圍極暈法（反暈征和兩極征）鑒別單純鈣化及出血的診斷效能，統(tǒng)計(jì)SWI相位圖病灶本身信號(hào)強(qiáng)度（傳統(tǒng)直觀）法的錯(cuò)判概率。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性分析2016年3月-2019年12月首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院進(jìn)行頭顱MRI及CT檢查的患者，連續(xù)入組，對(duì)其每個(gè)病變進(jìn)行逐一分析。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≤80歲。②病灶位于腦實(shí)質(zhì)內(nèi)。③首次CT或隨訪CT檢查可確診的單純出血或單純鈣化灶。④MR T1WI、T2WI無法鑒別的或未發(fā)現(xiàn)的出血或鈣化。⑤具有MR SWI相位圖數(shù)據(jù)，與CT檢查順序不分先后。 ⑥具有單次或先后兩次CT檢查數(shù)據(jù)。出血灶首次CT、隨訪CT檢查及MR檢查間隔1個(gè)月內(nèi)，鈣化病變間隔最長2年內(nèi)。⑦首次CT檢查不能確診，隨訪CT檢查可根據(jù)病灶大小及密度有無動(dòng)態(tài)改變確診單純出血或鈣化。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①CT檢查出血內(nèi)含有鈣化（更常見）或鈣化區(qū)內(nèi)出血（如基底節(jié)區(qū)生理性鈣化并發(fā)出血）。②腦實(shí)質(zhì)外出血或鈣化灶，如腦膜瘤鈣化、鐮旁鈣化灶。③對(duì)稱性鈣化。④MR T1WI、T2WI可確診鈣化或出血病灶。⑤單次隨訪CT值無法確定病變性質(zhì)，且無后續(xù)動(dòng)態(tài)CT檢查。⑥運(yùn)動(dòng)偽影或任何影響數(shù)據(jù)評(píng)估的原因。

1.2 SWI數(shù)據(jù)參數(shù)及后處理 MR儀器型號(hào)：GE SIGNA Explorer，GE Discovery，Siemens Verio，Philips Ingenia CX。重復(fù)時(shí)間（repetition time，TR）27～78.6 ms，回波時(shí)間（echo time，TE）20～48.89 ms，層厚3～5 mm，層間隔2.5～3 mm，翻轉(zhuǎn)角15°～30°，視野（field of view，F(xiàn)OV）：240 mm×240 mm，矩陣：512×512。后處理工作站進(jìn)行后處理。

1.3 SWI相位圖病灶本身信號(hào)強(qiáng)度（傳統(tǒng)直觀）法數(shù)據(jù)定性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 將所有SWI相位圖進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，即將左手相位圖進(jìn)行黑白顛倒，使之變成右手圖后進(jìn)行評(píng)估。SWI含有多個(gè)病灶者，所有病變均進(jìn)行評(píng)估。兩名神經(jīng)放射診斷醫(yī)師運(yùn)用傳統(tǒng)方法對(duì)病灶進(jìn)行獨(dú)立評(píng)估。SWI相位圖病灶（圖1）高信號(hào)者預(yù)判為鈣化，低信號(hào)者預(yù)判為出血。

圖1 SWI相位圖病灶本身信號(hào)強(qiáng)度（傳統(tǒng)直觀）法評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

1.4 SWI相位圖病變周圍極暈（間接）法數(shù)據(jù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 反暈征（表1，圖2～圖4）是病變最大層面周圍環(huán)形暈的信號(hào)強(qiáng)度（高信號(hào)或低信號(hào)），內(nèi)緣較清晰，外緣不清，呈潑墨樣，信號(hào)向外逐漸變淡，寬1～2 mm，寬度不隨病灶直徑變化，暈環(huán)直徑為病灶最大徑，與病變本身組成“日全食”樣圖案。因病變周圍暈的信號(hào)強(qiáng)度與病變信號(hào)強(qiáng)度（或者兩極征的信號(hào)強(qiáng)度）相反，故本研究稱之為“反暈征”。

圖4 SWI相位圖病灶本身信號(hào)強(qiáng)度（傳統(tǒng)直觀）法信號(hào)混雜者（54歲女性）

表1 SWI相位圖病灶本身信號(hào)強(qiáng)度（傳統(tǒng)直觀）法及病灶周圍極暈（間接）法評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

圖2 SWI相位圖病灶周圍極暈（間接）法評(píng)估方法

兩極征（表1，圖2）位于病灶上下極周圍，在病變上緣的上一層面以及下緣的下一層面，呈類圓形，邊緣模糊，密度均勻、淺淡，其信號(hào)強(qiáng)度與病灶主體信號(hào)強(qiáng)度呈正比，其直徑與病灶直徑呈正相關(guān)。

反暈征與病變主體信號(hào)強(qiáng)度相反，兩極征的信號(hào)強(qiáng)度與主體信號(hào)相同。對(duì)于SWI右手圖，病變上下兩極為高信號(hào)，反暈征為低信號(hào)時(shí)，提示病變性質(zhì)為鈣化（表1，圖2）；病變上下兩極為低信號(hào)，反暈征為高信號(hào)時(shí)，提示病變性質(zhì)為出血。在病變較大或者信號(hào)混雜時(shí)，可通過周圍征象相互印證、互相反推，預(yù)判病灶主體信號(hào)。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析 采用SPSS 26軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析?？贫鱇appa值用于評(píng)估兩名觀察者評(píng)判SWI 相位圖病灶本身信號(hào)強(qiáng)度（傳統(tǒng)直觀）法、SWI相位圖病變周圍極暈（間接）法結(jié)果的一致性。計(jì)數(shù)資料以構(gòu)成比（%）表示，比較采用χ2檢驗(yàn)；符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示，比較采用t檢驗(yàn)。采用陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值、敏感度及特異度評(píng)估SWI相位圖病灶本身信號(hào)強(qiáng)度（傳統(tǒng)直觀）法及極暈（間接）法的診斷效能。以P≤0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖3 SWI相位圖病灶本身信號(hào)強(qiáng)度（傳統(tǒng)直觀）法錯(cuò)判者（37歲女性）

2 結(jié)果

2.1 基本信息 共納入36例患者的224個(gè)病灶。其中123個(gè)出血病灶（8例患者），101個(gè)鈣化灶（28例患者）。鈣化組及出血組男性患者分別為13、3例，鈣化組及出血組平均年齡分別為48±18歲、62±18歲，病變最大徑分別為5±2 mm、3±2 mm，平均CT值分別為372±272 Hu、72±11 Hu。鈣化組T1WI呈等、低及高信號(hào)的分別為61、36及4個(gè)，T2WI呈等、低、高及混雜信號(hào)的分別為37、57、5及2個(gè)。出血組T1WI呈等、低信號(hào)的分別有77、46個(gè)，T2WI呈等、低、高信號(hào)的分別有69、50、4個(gè)（表2）。

表2 兩組患者基本信息比較

2.2 SWI相位圖病灶本身信號(hào)強(qiáng)度法及病灶周圍極暈法鑒別鈣化的診斷效能 兩名觀察者的SWI相位圖病灶本身信號(hào)強(qiáng)度法（K=0.768）、SWI相位圖病灶周圍極暈法（K=0.876）評(píng)估的結(jié)果一致性較好。

131個(gè)病灶本身SWI相位圖為低信號(hào)，其中39個(gè)（29.8%）為鈣化，92個(gè)（70.2%）為出血。93個(gè)病灶本身SWI相位圖為高信號(hào)，62個(gè)（66.7%）為鈣化，31個(gè)（33.3%）為出血。直觀法診斷鈣化的陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值、敏感度及特異度分別為66.7%、70.2%、61.4%及74.8%（表3）。

鈣化組中，98個(gè)（97.0%）具有低信號(hào)反暈征或高信號(hào)兩極征；出血組中，122個(gè)（99.2%）具有高信號(hào)反暈征或低信號(hào)兩極征。極暈（間接）法診斷鈣化的陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值、敏感度及特異度分別為99.0%、97.6%、97.0%及99.2%（表3）。

表3 SWI相位圖病灶本身信號(hào)強(qiáng)度（傳統(tǒng)直觀）法與病灶周圍極暈（間接）法鈣化診斷效能對(duì)比

3 討論

臨床上常用的鑒別出血及鈣化的手段為CT及MRI，CT是最常用、最具時(shí)效性、最經(jīng)濟(jì)的方法，常被用作診斷“金標(biāo)準(zhǔn)”。但CT檢查也存在局限性，對(duì)于超急性期出血、后顱窩出血及微出血顯示能力有限，也有研究顯示，CT對(duì)貧血患者的出血性病變顯示不佳[1]。另外，不完全鈣化及亞急性期出血在CT值上存在重疊，鑒別診斷往往需要隨訪觀察，密度減低病灶縮小者為出血，密度及形態(tài)無變化者為鈣化。

常規(guī)MR對(duì)各期出血的演變均有較好的顯示，針對(duì)微出血，T2*WI較常規(guī)序列敏感。在出血與鈣化的鑒別方面，MR T2*值定量分析及擾相梯度雙回波徑線法的操作較為復(fù)雜，限制了其臨床應(yīng)用[2]。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，SWI比T2*WI對(duì)磁化率差異更加敏感。SWI不僅存在縮短T2*弛豫時(shí)間的作用，還可以反映不同組織的磁化率差異[3-6]。但是，SWI相位圖病灶本身信號(hào)強(qiáng)度（傳統(tǒng)直觀）法錯(cuò)判率高，本研究通過與直觀法的對(duì)照，結(jié)果顯示224個(gè)病灶中，直觀法判斷錯(cuò)誤或無法判斷者高達(dá)70個(gè)，占30.8%。SWI相位圖病灶周圍極暈（間接）法診斷效能更高，反暈征較兩極征更常見。傳統(tǒng)直觀法錯(cuò)判的病灶或具有兩極征或具有反暈征，極暈（間接）法錯(cuò)判共4例，僅占1.8%。診斷效能方面極暈（間接）法也較傳統(tǒng)直觀法更高。

暈征在胸部CT肺窗上表現(xiàn)為病灶中心高密度、周圍為新月形或環(huán)形磨玻璃密度影。MR上的暈征是指GRE或T2*WI出血病灶周圍的環(huán)形略低信號(hào)模糊影，其本質(zhì)上也是暈的信號(hào)強(qiáng)度更淺淡。CT上的反暈征不如暈征常見，因磨玻璃密度出現(xiàn)的位置與暈征相反而得名，表現(xiàn)為中心磨玻璃密度影（密度較低）、周圍新月形或環(huán)形高密度影。CT反暈征于1996年由Voloudaki等最早報(bào)道，見于隱源性機(jī)化性肺炎（cryptogenic organizing pneumonia，COP）患者[7]。MR SWI相位圖的反暈征則與CT不同，表現(xiàn)為出現(xiàn)位置相同（淺淡者位于病灶周圍）但信號(hào)強(qiáng)度相反，與日全食相似。

SWI相位圖上病灶周圍間接征象——極暈（兩極征及反暈征）的理論解釋：假設(shè)病灶為球形，SWI相位圖上病灶本身及周圍（球體外）的靜磁場B0受到擾動(dòng)，分別用ΔB（r）病灶及ΔB（r）病灶周圍表示，計(jì)算公式如（1）[8]及（2）[3]。

式中r和θ為極坐標(biāo)，即r是某點(diǎn)半徑，θ為此點(diǎn)矢量與Z軸之間的夾角，a為球體病灶的半徑，Δχ（r）為磁化率。

由此可得：

當(dāng)θ=90°，ΔB（r病灶最大層面周圍，90°）∝-ΔB（r）病灶，即反暈征。

當(dāng)θ=0°或180°，ΔB（r病灶上下極，0°或180°）∝ΔB（r）病灶，即兩極征。

當(dāng)θ=90°時(shí)，即在球體病灶的最大層面上，3cos（90°）2-1=-1，ΔB（r）病灶最大層面周圍與ΔB（r）病灶符號(hào)相反，當(dāng)θ=0°或180°時(shí)，在球體病灶的上下兩極層面，ΔB（r）病灶上下極周圍與ΔB（r）病灶呈正比關(guān)系。即當(dāng)病灶本身信號(hào)混雜時(shí)，高信號(hào)反暈征或低信號(hào)兩極征均可反推病灶本身為低信號(hào)，提示病灶為出血。反之亦然。

在球體模型中，國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)球體內(nèi)、外場強(qiáng)及相位變化進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室及函數(shù)模擬[8-9]，與本文中的理論推導(dǎo)一致。

綜上，筆者認(rèn)為，極暈在圖像域中無相對(duì)應(yīng)的物質(zhì)，是相位圖上一種特殊的偽跡。因此，極暈是具有極性的、穩(wěn)定的且僅存在于SWI相位圖的特殊的偽影，這種極性和穩(wěn)定性是具有鑒別診斷意義的。與第一類化學(xué)位移偽影類似，其極性體現(xiàn)在反映頻率編碼的高低，其存在側(cè)面提示了脂肪的存在。目前，國內(nèi)外學(xué)者未曾提出過此觀點(diǎn)，也未曾針對(duì)周圍磁場及相位變化進(jìn)行命名。

本研究的局限性：回顧性研究具有偏倚，需要設(shè)計(jì)更為嚴(yán)格的前瞻性研究，以進(jìn)一步驗(yàn)證本研究的結(jié)論。納入本研究的病灶為單純出血及單純鈣化，實(shí)際臨床工作中可能會(huì)出現(xiàn)鈣化合并出血、其他類型順磁性及抗磁性物質(zhì)。

受多種因素影響，常規(guī)方法通過SWI相位圖病灶本身信號(hào)強(qiáng)度常常呈混雜信號(hào)，臨床上常常無法判斷。本研究發(fā)現(xiàn)，病變的間接征象極暈，也就是反暈征及兩極征卻相對(duì)恒定存在，右手圖上低信號(hào)兩極征及高信號(hào)反暈征提示病變主體呈低信號(hào)，病變性質(zhì)為出血，反之為鈣化。因此，SWI相位圖病灶周圍極暈（間接）法對(duì)單純出血或單純鈣化的鑒別診斷具有一定的幫助。

【點(diǎn)睛】SWI相位圖病灶周圍極暈（兩極征和反暈征）法可能是一種簡便易行的MR鑒別單純出血或單純鈣化的方法。