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磁敏感成像(SWI)為什麼要這麼掃!

MRI成像中很多效應都有着雙重效應,既可以用來産生特殊的對比,完成對病竈的鑒别診斷;又可以産生某些特殊的僞影,影響病竈的顯示與鑒别。如物質具有不同的磁化率屬性,在MRI成像過程中可由于物質間的磁化率不同産生磁敏感僞影;同時也可利用物質間的磁化率不同來産生特殊的對比——磁敏感成像!磁敏感成像SWI(- )是利用人體内的鐵、鈣化、血液代謝物等不同組織或物質間的固有磁化率差異作為對比來源的成像技術。SWI的主要應用:

磁敏感成像(SWI)為什麼要這麼掃!

在臨床掃描中,SWI最常用于小靜脈、鈣化、微出血、血管畸形的鑒别診斷。在介紹磁敏感成像之前先簡單介紹磁化率的知識。磁化率是組織的固有屬性,用于描述某種物質被磁化的程度,通常用X表示,不同組織或物質的磁化率差别非常大,其磁化率的屬性取決于原子核外電子的分布。根據物質被磁化的程度不同可以分為:當把具有一定磁化率的組織或物質放置于均勻強大的主磁場環境中時,組織被磁化形成“小磁鐵”,産生相應的感應磁場,這種感應磁場不僅影響組織的内部,同時也會影響局部磁場的均勻性。詳情請參考:人體置入主磁場中之後,發生了什麼?人體内常見的磁敏感物質:

鈣化

氧合血紅蛋白

脫氧血紅蛋白

高鐵血紅蛋白

含鐵血黃素

鐵蛋白

逆磁性

逆磁性

順磁性

弱順磁性

強順磁性

高順磁場

人體内源性的磁性物質會改變局部磁場,在外加磁場的作用下:局部磁場的改變不僅會導緻相位的差别,還會使得信号幅值的降低,通過一定的技術來獲取這種磁化率差異導緻的相位差和信号的衰減的圖像對比,則是磁敏感成像機理。為什麼需要相位圖?

磁敏感成像(SWI)為什麼要這麼掃!

無論是順磁性,還是逆磁性,都能改變局部磁場均勻度,隻要造成磁場的不均勻,都會加速質子的去相位,造成信号的衰減,在磁敏感圖像上表現出低信号。所以單憑磁敏感圖像上的信号強度難以鑒别是順磁性物質還是逆磁性物質,如鈣化和出血竈怎麼區分?則還需結合相位圖上的信号方向變化才能對其鑒别。順磁性物質和逆磁性物質在不同廠家的相位圖上顯示的形式不一樣。

磁敏感成像(SWI)為什麼要這麼掃!

簡單的方法:①桌面上放一個時鐘,右手坐标系伸出右手,左手坐标系伸出左手。

四個手指朝順時針方向彎曲,大拇指的方向代表順磁性物質的信号。大拇指朝上,為高,朝下則為低。②看靜脈,靜脈血液主要含順磁性的脫氧血紅蛋白,表現為順磁磁性。在相位圖像上如物質與靜脈一緻則為順磁性物質,不一緻則為逆磁性物質。什麼序列可以更敏感的檢測這種磁化率差異?磁敏感成像通常采用T2*加權的擾相梯度回波序列來實現。而不同于常規T2*WI的是磁敏感成像需采用長TE、高分辨率、完全流動補償的3D采集模式,将采集的原始圖像經過複雜的運算處理,最終獲得幅度圖和相位圖來對組織成分完成鑒别診斷。

磁敏感成像(SWI)為什麼要這麼掃!

磁敏感成像不同于常規的T1WI、T2WI對比成像,其反映的是組織間磁敏感差異對比的成像。為什麼采用梯度回波?SWI僅能用于靜脈的成像?

在MRI成像中,我們可以利用動、靜脈的流速差異進行成像,同時我們也可以利用其血氧濃度進行成像。SWI最早被稱為血氧依賴的靜脈成像,其主要是利用順磁性屬性的脫氧血紅蛋白來進行靜脈成像。

磁敏感成像(SWI)為什麼要這麼掃!

所以SWI的應用已不再局限于靜脈的評估,同時也不再局限于顱腦部的應用。SWI掃描中常見的幾個重要參數。

磁敏感成像(SWI)為什麼要這麼掃!

①TE值的合理選擇是成像的關鍵

我們可以根據脫氧血紅蛋白與周圍組織的磁化率差異來粗略計算TE值。靜脈與周圍腦灰白質的磁化率差異大約存在0.20ppm;脫氧血紅蛋白和氧合血紅蛋白之間大約存在0.18ppm的磁化率差異,這個微小的差距對SWI 回波時間(TE)的選擇非常關鍵。我們可根據這個微小的差異來算出其二者反相位時間,1.5T 大約40ms,3.0T大約20ms。這個時間附近更利于靜脈與周圍腦組織間的對比,增加局部微小靜脈、出血竈的顯示能力。計算方法可參考:MRI中那些實用的數值與計算方法!②TR:通常設置為最短,以節省掃描時間。③FA:計算其恩斯特角,并保證T2*WI對比,參考下表。④帶寬:采用寬的帶寬以減輕磁敏感僞影。

⑤完全流動補償,需要在相位、頻率(讀出)和層面三個方向上施加流動補償。⑥高空間分辨率,薄層、大矩陣,小體素。在實際掃描中應處理好時間、空間分辨率和信噪比三者間的關系。⑦3D容積掃描模式。在實際掃描中,參數的設置需要綜合考慮對目标組織的顯示能力、掃描時間、分辨率、對比度,合理調整優化TE、TR、FA、帶寬等參數。相關的參數可參考下表:

磁敏感成像(SWI)為什麼要這麼掃!

(感興趣的可查閱該文)

參考文獻:

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