MR磁敏感成像(SWI)原理及其在腦部的應用課件

1、MR磁敏感成像（SWI）原理及其在腦部的應用第1頁，共45頁。SWI的基本原理(susceptibility weighted imaging)第2頁，共45頁。1 2SWI是一項反映組織磁化屬性的新的對比度增強技術，主要提供了傳統(tǒng)的T WI、T WI、質子密度以及彌散成像之外的另一種對比度。原 始 數 據 有 兩 套 , 同 時 得 到 強 度 圖 像 （ Magnitudeimage）和相位圖像(Phase image).包 含 脂 肪 、 鐵 、 去 氧 血 紅 蛋 白 等 物 質 的 組 織 磁 化 屬性 與 背 景 組 織 明 顯 不 同 ， 在 強 度 圖 像 的 后 處 理 中

2、使用 相 位 蒙 掩 （ phase mask ） 技 術 提 高 對 磁 敏 感 效 應物 質 的 顯 示 ， 使 其 在 SWI 圖 像 相 位 對 比 明 顯 增 強 ，因此稱SWI.第3頁，共45頁。磁敏感效應較強的物質主要包括去氧血紅蛋白、正鐵血紅 蛋 白 、 含 鐵 血 黃 素 、 鐵 沉 積 （ 鐵蛋 白 ） 以 及 鈣 沉 積 等 ， 引 起 空 間 相位 的 改 變 ， 這 些 物 質 在 SWI 圖 像 上 呈顯著的低信號改變。第4頁，共45頁。SWI的基本成像技術磁場不均勻會給圖像中的相位引入低頻擾動，使得包含在相位圖像中的有用信息難以得到充分利用。為 了 去 除 這 種

3、 影 響 ， 先 在 原 始 的 K 空 間 數 據 上 施 加一個中心矩陣為6464的低通濾波器，用原始圖像除 以 （ 復 數 除 法 ） 由 濾 波 后 的 K 空 間 數 據 產 生 的 圖像，從而去除原始相位圖像中由于磁場不均勻產生的影響。經過原始圖像和低通濾波后圖像的復數相除，得到校正相位圖（corrected phase image）.第5頁，共45頁。相位蒙掩（phase mask）及負相位加權處理校正相位圖用于創(chuàng)建相位掩模，進而抑制具有一定相位值的體素。相 位 值 從 0 到 的 加 權 值 設 置 為 1 ， 相 位 值 小 于 0 的加權值被線性的單位化到0至1區(qū)間，0對應

4、相位值-，1對應相位值 0 。相位蒙掩為：f（x）=（x）+）/（x）為興趣區(qū)x的相位。從 該 公 式 可 以 看 出 ， 相 位 值 為 - 的 體 素 將 被完全抑制，而相位值為-至0之間的體素將被部分抑制。相位掩模的相位加權值為0到1之間，稱為負相位蒙掩。第6頁，共45頁。將 幅 度 圖 像 中 的 每 個 像 素 與 對 應 的 相 位 加權 值 進 行 多 次 相 乘 ， 由 靜 脈 產 生 的 信 號 將被 大 幅 度 抑 制 ， 從 而 將 靜 脈 從 原 始 圖 像 分離 出 來 。 實 驗 發(fā) 現 相 乘 4 次 得 到 的 結 果 最 為理想，對比噪聲比最大。 -負相位加權

5、第7頁，共45頁。X4幅幅度像相相位圖相位掩模圖濾波后校正圖SWI圖像數據采集處理步驟第8頁，共45頁。三維成像及最小信號強度投影（mIP）高分辨率SWI成像參數：3DSPGR 序 列 ， FOV:24*24 ，FA ：30 ，TR/TE：38/25ms ， 層 厚 / 間 距 ： 1.5 2/0 mm ，Matrix：512384，NEX：0.75由 于 靜 脈 血 管 表 現 為 顯 著 的 低 信號，而且層面 厚 度 很 薄 ， 只 有 通 過 三 維 mIP 顯 示 才 能 顯示完整的靜脈血管形狀。第9頁，共45頁。SWI的主要技術特點高分辨率三維梯度回波序列成像； 三個方向應用流動補

6、償技術； 薄層掃描避免信號丟失；對原始相位圖像進行高通濾波，去除磁場不均勻對相位的影響；生成相位蒙掩圖突出某些組織的磁敏感屬性；在幅度圖像應用負相位加權處理 最小信號強度投影（mIP）使用顯著的相位對比來增強幅度圖像的對比噪聲比第10頁，共45頁。臨床應 用第11頁，共45頁。在腦血管性病變的應用第12頁，共45頁。靜脈血管畸形(venous angioma)SWI顯示病變呈蜘蛛樣改變，并顯示叢狀細如發(fā)絲的髓靜脈，較增強MRI及MRA發(fā)現更多的髓靜脈向粗大的引流靜脈集中。第13頁，共45頁。SWI+C T1WIVenousAngioma第14頁，共45頁。Venous angioma第15頁，

7、共45頁。Venous angioma第16頁，共45頁。海綿狀血管瘤（Cavernoma）SWI顯示病灶信號不均，出血為低信號，瘤體呈不均勻高信號；并能發(fā)現更多血管瘤及細小出血灶。第17頁，共45頁。海綿狀血管瘤（Cavernoma）第18頁，共45頁。海綿狀血管瘤（Cavernoma）第19頁，共45頁。毛細血管擴張癥 (Telangiectasis)第20頁，共45頁。靜脈竇血栓形成MRV見患側乙狀竇不顯影，增強掃描見廣泛充盈缺損形成。DWI及T1WI及T2WI僅發(fā)現腦內少量水腫與腔梗，并未發(fā)現出血。SWI見深部引流靜脈及腦表面靜脈網廣泛增粗擴張迂曲，并發(fā)現早期出血灶第21頁，共45頁。

8、右側乙狀竇急性血栓形成1d第22頁，共45頁。右側乙狀竇急性血栓形成SWI見深部擴張的靜脈右頂枕葉交界處早期出血第23頁，共45頁。高血壓腦部微血管病變SWI顯示基底節(jié)區(qū)及皮層下多發(fā)細小出血灶.第24頁，共45頁。Hypertension -皮層下微出血第25頁，共45頁。Hypertension多發(fā)散在出血灶第26頁，共45頁。腦梗死并發(fā)出血發(fā)現早期梗死灶內的早期出血，指導臨床治療。陳舊性梗死灶內大小不等的片狀及團狀極低信號，提示病變曾經出血。第27頁，共45頁。第28頁，共45頁。在腦外傷的應用顯示彌漫性軸索損傷在灰白質交界處的多發(fā)小出血灶，較常規(guī)MRI敏感。第29頁，共45頁。Radio

9、logy, 2003. Tong KA第30頁，共45頁。Radiology, 2003. Tong KA第31頁，共45頁。在腦腫瘤的應用顯示腫瘤出血及內部靜脈血管結構及小出血灶第32頁，共45頁。Malignant astrocytoma第33頁，共45頁。SWI顯示腫瘤內血管及出血第34頁，共45頁。腦部礦物質沉積及變性等病變的應用Wilson disease豆狀核變性Parkinson disease帕金森氏綜合征Alzheimer disease老年性癡呆癥Tuberous Sclerosis結節(jié)性硬化第35頁，共45頁。SWI濾波后校正圖M, 20y.Epilepsy結節(jié)性硬化第36頁，共45頁。Wilson Disease豆狀核變性第37頁，共45頁。Wilson Disease 豆狀核變性第38頁，共45頁。Wilson Disease豆狀核變性第39頁，共45頁。28Y正常人腦隨年齡增長的鐵沉積47Y第40頁，共45頁。帕金森氏患者紅核黑質基底節(jié)區(qū)異常鐵沉積第41頁，