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磁敏感SWAN 序列在脑部疾病中的临床应用*

2014-04-01杨时骐余炫颉王升忠余开湖

湖北科技学院学报(医学版) 2014年3期
关键词:脑梗塞磁共振畸形

杨时骐,余炫颉,杨 培,王升忠,盛 练,余开湖

(1.湖北科技学院临床医学院,湖北咸宁 437100;2.咸宁市中心医院放射科)

磁共振磁敏感技术包含不同的衍生序列,如T2*血管加权成像(T2 star weighted angiography,SWAN,GE)、SWI(susceptibility weighting imaging,SWI,Siemens)、静脉血氧水平依赖成像(VenoBOLD,Philips)[1,2],该技术利用不同组织具有不同磁敏感差异而产生图像对比,采用高分辨率扫描、相位图、最小密度投影(MinIP)等技术,能够清晰显示颅脑静脉系统,对于含铁血黄素、矿物质等顺磁性物质沉积非常敏感,形成不同于传统T1、T2 及质子密度的特殊对比技术。我们通过研究脑外伤、脑肿瘤、脑梗塞、脑血管畸形等疾病在SWAN序列的影像学表现,探讨SWAN 序列在脑部疾病中的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2012 年10 月至2013 年6 月在湖北省咸宁市中心医院(同济咸宁医院)MRI 室行MRI 检查,经过证实的24例脑部疾病患者,女7例,男17例,年龄18~70 岁,平均41 岁。其中外伤患者8例,颅内肿瘤患者4例,脑梗塞4例,血管畸形6例,其他用于鉴别诊断2例。

1.2 方法

使用美国GE 公司生产的Signa HDxt 1.5T 超导型磁共振扫描仪,使用8 通道头部线圈,扫描序列参数如下:T1WI FLAIR(TR=1708ms TE=26ms TI=720ms),FSE T2WI PROPELLER (TR=6000ms TE=106ms),FSE T2WI FLAIR(TR=8402ms TE=143ms TI=2100ms),部分病例T1WI FLAIR 增强扫描(TR=2264ms TE=26ms),层厚5mm,层间隔1.0mm。EPI DWI 序列(TR=4500ms TE=82ms FA=90°b 值分别为0、1000s/mm2)。SWAN 序列采用完全速度补偿,三维梯度回波序列(3DGRASS),参数如下:TR=71ms,TE=53ms,FA=20°,FOV=24cm ×18cm,层厚2mm,层间距0mm。

1.3 图像后处理

通过GE Signa HDxt 1.5T 磁共振扫描仪的ADW4.4 工作站Functool 后处理软件自动得到经过校正的相位图、磁矩图,最后对所得到的磁矩图采用最小密度投影得MinIP 图像。

2 结果

外伤患者8例,5例患者在T1WI、T2WI 常规序列呈混杂信号或高信号,其SWAN 表现显示低信号的多发斑点状出血灶及周边含铁血黄素环。SWAN 序列病灶范围显示较常规序列大,边界更清晰,并且于SWAN 上多发现6 个小出血灶。另外2例患者,T1WI、T2WI 常规序列无明显发现,但在SWAN 上发现小斑点、点状低信号出血灶。还有1例患者合并右小脑半球深静脉血栓,常规T1WI、T2WI 抑水序列中央小梭形高信号环绕低信号,SWAN 序列病灶中央及周围均为低信号。

肿瘤内出血灶4例,均为胶质瘤。4例患者磁共振T1WI、T2WI 常规序列信号高低不均,T1WI可见少许高信号,SWAN 序列可见瘤内更大范围低信号,1例胶质瘤SWAN 序列可见瘤内静脉血管。2例行磁共振增强扫描,肿瘤中度不均匀强化。

脑梗塞出血灶4例,4例急性脑梗塞患者均行传统T1WI、T2WI、T2WI 抑水序列扫描、DWI 序列、SWAN 序列扫描,其中4例SWAN 均显示有斑点状、细小点状低信号出血灶,而常规T1WI、T2WI 抑水序列仅2例显示高信号出血灶。

血管畸形6例,其中2例常规T1WI 和T2WI表现为条形、小条形低信号,边缘欠清,SWAN 序列清晰显示几根较细静脉向较粗的引流静脉汇集,另外4例SWAN 序列发现迂曲较粗静脉血管,范围较大,而常规T1WI 和T2WI 畸形血管显示不明显。

其他病变用于鉴别诊断2例,其中1例Co 中毒患者,常规T1WI 和T2WI 显示两侧苍白球呈稍长T1 长T2 信号,左侧病灶较大,SWAN 上不呈低信号,排除苍白球含铁性钙化或出血灶,结合病史有力支持Co 中毒;1例患者中脑右前方小斑片状短T1 长T2 信号,T2WI 抑水高信号,SWAN 序列为等信号,排除出血病灶或静脉血管病变,后行压脂序列证实为脂肪成分,诊断脂肪瘤。

3 讨论

磁共振磁敏感技术是基于不同组织间磁敏感性的差异成像的技术,并且是一种3D 梯度回波采集技术,反映组织磁化属性的对比度增强技术,它通过高分辨率、长的回波时间(time of echo,TE)、3个方向上的完全流动补偿,薄层重建的梯度回波、相位信息过滤,从而加大磁矩图对比,也加大不同组织间的磁敏感性差异,形成良好图像对比。SWAN 序列作为磁共振磁敏感技术的衍生序列之一,是一种较新的多回波采集序列,能够在不同时间采集不同的T2*加权图像,并能检测到不均匀磁场引起的磁敏感差异,进而敏感地检测到出血灶、小静脉、铁沉积。脑血管病变区比对侧镜像位置的校正相位值(corrected phase,CP)增加,提示病变区磁敏感效应物质含量增加,可以用于量化分析[3]。在临床上,SWAN 序列已经在外伤、肿瘤、脑梗塞、血管畸形、其他病变如神经变性疾病或与铁沉积有关的疾病中得到较多的应用。

对于脑外伤患者,MRI 常规成像序列比CT 有着更大优势,更容易发现病变,如脑挫伤水肿,而且对于部分小灶性、微灶性出血损伤病灶,SWAN序列相对常规MRI 序列有着明显的优势,能更准确地显示出微小或隐匿性出血病灶,并能对弥漫性轴索损伤(diffuse axonal injury,DAI)提供更加准确、客观的依据[4]。本组脑外伤患者8例,5例常规MRI 序列发现病灶,SWAN 显示更准确的出血灶的范围及数量;2例患者,仅SWAN 序列能发现隐匿性出血灶;1例患者为外伤合并小脑半球深静脉血栓,MRI 常规成像序列发现病变高信号,SWAN 亦能清楚显示病变低信号,为诊断深静脉血栓提供有力依据。

脑肿瘤患者常规MRI 一般显示为实性或囊实性肿块,可见占位效应,部分合并有坏死、囊变、甚至出血,但肿瘤内部的微细结构无法深入鉴别。SWAN 序列可以检测到常规MRI 所不能显示的瘤内出血及瘤内引流静脉,是肿瘤MRI 成像序列的一种很有价值的补充。胶质瘤的生长依赖于肿瘤病态血管,高级别胶质瘤常合并有出血灶,提示SWAN 序列对肿瘤分级有所帮助;血液及其代谢物如去氧血红蛋白、高铁血红蛋白、铁蛋白、含铁血黄素等均可被SWAN 序列所识别。本组共4例脑肿瘤均为胶质瘤患者,4例磁共振常规序列信号高低不均,T1WI 少许高信号,SWAN 序列可见瘤内更大范围低信号,2例胶质瘤SWAN 序列可见瘤内静脉血管。2例行磁共振增强扫描,肿瘤中度不均匀强化。

对于脑梗塞患者,SWAN 序列可敏感检测梗塞范围内的出血灶。脑梗塞时动脉血流会改变磁敏感性,去氧血红蛋白相对增多,SWAN 序列除对梗塞范围进一步显示外,观察梗塞区域出血灶是优势所在。高血压引起的腔隙性梗塞在初期可能就有微小出血,SWAN 序列可以显示微小的腔隙性脑梗塞早期小出血灶。本组4例急性脑梗塞患者,行常规MRI 扫描、DWI 和SWAN 序列扫描,其中4例SWAN 均显示有低信号出血灶,而常规MRI 序列仅2例显示高信号出血灶。

MRI 常规平扫、MRA 仅对高流速的动脉血管敏感,而血管畸形多为低流速的静脉血管。慢速多向血流的畸形血管增强时强化特异性不强,加上部分容积效应的因素,小的血管畸形很容易漏诊或显示不明显或不能显示。SWAN 序列对于低流速的静脉管腔非常敏感,其相位信息能帮助发现畸形血管。本组6例血管畸形,其中2例常规序列表现为条形、小条形低信号,边缘欠清,SWAN序列清晰显示几根较细静脉汇集,另外4例SWAN 序列发现迂曲较粗静脉血管,范围较大,而常规序列显示不明确。可见,小血管的显示尤其是静脉显示是SWAN 序列的一个很大优势。并且SWAN 序列在不需要造影剂的情况下能够能在一个序列里高分辨率扫描脑内静脉和动脉,与TOFMRA 和TOF-MRV组合时间相比显著缩短,用最小密度投影(MinIP)、最大密度投影(MIP)的重建可以把动脉与静脉鉴别开来[5]。

另外,SWAN 序列在鉴别其他一些疾病时,也能起到一定作用,如本组病例中,用SWAN 序列帮助Co 中毒、脂肪瘤的鉴别诊断各1例。可以用于排除铁沉积钙化、出血、异常小静脉血管等可能性,从而提高诊断准确性。

总之,在常规MRI 序列的基础上,SWAN 序列能够提供独到的病灶内部信息,并能发现常规磁共振序列显示不明显或不能显示的病灶。SWAN序列还可用于其他一些疾病的鉴别诊断,在多发性硬化(multiple slerosis,MS)[6]、帕金森病(Parkinson's disease,PD)脑内铁沉积[7]、阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)脑内铁沉积[8]、脑囊虫病(neurocysticercosis)[9]、高流量脑血管畸形(highflow vascular malformation,HFVM)[10]、血管性痴呆(vascular dementia,VD)、神经变性疾病中也有其独特价值。SWAN 序列能够检测到铁磁性相关的磁敏感效应,可以作为检测脑内矿物质沉积的一种敏感的手段。

本文收集病例数较少,浅析了SWAN 序列作为一种临床比较常用的并基于磁化效应敏感的磁共振成像技术,在显示静脉血管、出血灶及血液代谢物、含铁矿物质沉积等脑部病变有独到的优势,是对脑部疾病诊断的一个有用补充,有助于临床脑部疾病的诊断与鉴别诊断,存在较大的临床价值和良好的应用空间,另外用磁敏感成像相位值对脑部铁沉积性疾病的定量研究值得进一步深入。

[1]崔现成,张林医,孙永青,等.磁敏感加权成像SWAN技术在颅脑疾病中的应用价值[J].现代医用影像学,2012,20(02):122

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