磁敏感加权成像

1. 基本概念与物理原理

   • 定义：磁敏感加权成像是一种利用组织间磁化率差异（即在外加磁场下被磁化的能力不同）来生成图像对比度的高分辨率三维梯度回波磁共振成像技术。
   • 核心物理基础：不同组织（如静脉血、铁沉积、钙化、出血产物）具有不同的磁化率。当它们处于主磁场中时，会局部扭曲磁场，导致其内部的氢质子与周围水质子的进动频率产生微小差异。
   • 信号来源：SWI主要通过两个后处理步骤提取信息：
     1. 相位图：记录上述质子进动频率的差异（相位偏移）。顺磁性物质（如脱氧血红蛋白、铁）导致局部磁场增强，产生特定的相位信号；抗磁性物质（如钙化）则产生相反的相位信号。
     2. 幅度图：即常规T2*加权梯度回波图像，反映组织整体信号强度。
   • 图像生成：将相位图进行滤波处理，生成一个磁敏感掩模，然后将此掩模多次叠加到幅度图上，从而显著放大顺磁性物质（特别是静脉血和铁沉积）引起的信号丢失效应，使其在最终图像上呈现为明显的低信号。

2. 关键技术细节与图像特点

   • 序列参数：通常采用长回波时间、高分辨率、完全流动补偿的三维梯度回波序列。长TE允许顺磁性效应引起的信号丢失充分发展。
   • 最小强度投影：这是SWI后处理中的一个关键步骤。将处理后的三维图像数据沿某个方向（如轴位）进行最小信号强度投影，能将分散在多个层面的细小静脉或微出血点“压缩”到一张图像上，使蜿蜒的静脉血管网络连续、清晰地显现，大幅提高病变的检出率。
   • 最终图像特征：在最终的SWI图像上，静脉血管、出血产物、铁沉积等呈现为极其黑色（低信号）的结构，与相对明亮的脑实质背景形成鲜明对比。

3. 主要临床应用

   • 脑血管疾病：
     • 脑静脉/静脉窦血栓形成：能清晰显示静脉窦内血栓及侧支静脉，比常规MRI更敏感。
     • 脑血管畸形：尤其是海绵状血管瘤和发育性静脉异常，SWI对其中的含铁血黄素沉积和畸形血管极其敏感，是诊断和随访的首选序列。
     • 脑微出血：对高血压、脑血管淀粉样变性等疾病引起的皮层或深部脑微出血灶的检出，具有无可比拟的敏感性。
   • 创伤性脑损伤：能检出常规序列无法发现的弥漫性轴索损伤所致的微小出血点，对评估损伤严重程度和预后有重要价值。
   • 神经退行性疾病：
     • 多系统萎缩、帕金森病：可显示基底节区（尤其是壳核）的铁异常沉积，为鉴别诊断提供依据。
     • 阿尔茨海默病：可观察脑内微出血和铁沉积模式。
   • 脑肿瘤：可用于显示肿瘤内部的出血、静脉结构及肿瘤血管生成情况。高级别胶质瘤内常可见到增多、紊乱的肿瘤血管（呈低信号），有助于肿瘤分级和勾画边界。

4. 优势、局限与相关技术

   • 核心优势：
     1. 对顺磁性物质极度敏感：是显示静脉血、非血红素铁、出血产物最敏感的常规MRI序列之一。
     2. 高分辨率三维成像：可多平面重组，便于观察细微结构。
     3. 无创、无需对比剂：利用血液本身的脱氧血红蛋白作为天然对比剂显示静脉。
   • 主要局限性：
     1. 伪影：对气体-组织界面（如副鼻窦、颅底附近）和钙化引起的磁敏感伪影同样敏感，有时需要与相位图结合来鉴别钙化（抗磁性）和出血（顺磁性）。
     2. 定量困难：目前主要用于定性诊断，精确量化磁化率仍处于研究阶段。
     3. 扫描时间相对较长：对运动伪影较敏感。
   • 相关技术发展：
     • 定量磁化率图：一种从SWI相位信息中计算组织绝对磁化率值的技术，能更客观地量化铁、钙等物质的含量，是SWI技术的重要发展和补充。