06-磁敏感成像(+QSM) -张敏鸣.pptx

SWI原理及其临床和科研

浙江大学医学院附属第二医院张敏鸣

.磁敏感加权成像的历史

.磁敏感加权成像的涵义

.相位及其意义

.磁性物质对磁共振信号的影响

.扫描和后处理方法

.临床和科研应用

内容

磁敏感加权成像的历史

E.MarkHaacke,Ph.D.

DepartmentofRadiology，WayneStateUniversity

SWI技术起源于对BOLD现象的一系列研究

.研究发现了相位信息的重要作用。

.借助相位信息并在合适的TE条件下，能够把血红蛋白作为内源性的对比剂，实现小血管的高分辨率成像。

从而诞生了高分辨率的静脉成像技术。

.（highresolutionBOLDvenography，HRBV）（J.R.

Reichenbach,etal.Radiology1997）

.HRBV技术在一些其他领域得到了应用，包括隐

匿性血管疾病、动静脉畸形、多发硬化以及研究肿瘤的微血管结构

.该技术被称为AVIDBOLD，AVID是

“applicationsofvenousimagingindetecting

disease”的缩写

.2002年该技术以磁敏感加权成像（SusceptibilityWeightedImaging,SWI）的名义申请了美国专利

.Dr.E.MarkHaacke是SWI的主要发明人，共同发明人包括其同事：Dr.JuergenReichenbach和Dr.

YiWang

磁敏感加权成像（SWI）的涵义

.完全速度补偿的三维高分辨率的梯度回波序列

.强度（magnitude）和相位（phase）信息相结合

.相位加权的强度图，反映组织磁敏感性的差异

.这种图像扫描和处理的过程称为SWI

强度和相位

S(k)=s,(kelt⃞

.对信号进行傅立叶变换

.磁共振的原始信号，即k空间信号，包含了强度和相

位两方面的信息。

组织磁敏感性

顺磁性物质

（Bi=1/104B0）

铁、锰、铜等金属离子

组织在外加磁场中诱发的磁响应的能力

反磁性物质

（Bi=1/106B0）多数人体生物物质

B0

B0

Bi

Bi

磁性物质对MR信号的影响

亚体素的磁场不均匀

磁共振信号改变

邻近质子自旋改变

磁性物质

不同的磁响应

顺磁性物质对MR信号的影响

诱发磁场和主磁场B0方向相同

局部磁场强度增加

磁共振信号改变

T2WI上低信号

顺磁性物质

邻近质子自旋加快

负相位

.ΔB表示由于磁性物质沉积引起的磁场变化，根据公式推算

AB=CVAXB.

.C:磁性物质的浓度;V:扫描体素的容积;Δχ:磁性物质存在时组织间的克分子磁化率（molarsusceptibility）的变化;B0:主磁场强度。

.校正相位图上相位大小和体内磁性物质的浓度呈线性关系。

.SWI技术最关键的借助相位信息中所反映的组织磁敏感性差异形成图像对比。

相位的变化

.相位的大小可以用以下公式描述

空间滤波

p(r)=pd(r)+ps(r)

适当的滤波器

ps(r)

原始相位中包含了磁性物质对相位的影响Φa(r)和背景

磁场不均匀对相位的影响Φs(r)。

16x16

48x4856x56

滤波器越大，背景磁场不均匀引起的相位改变去除

越彻底，但是，可能同时会去除一些有用信息

32x32

64x64

SWI的图像后处理过程

相位模板和原

始的强度图几次相乘，得到一个相位加权的强度图像

（即SWI图）

Sehgaletal.JMagnReson

Imaging,2005;22:439-450.

空间滤波：去

除主要由于空气－组织界面和背景磁场B0的不均匀对相位的干扰，得到校正相位图

把0到-π之间的相位值进行标准化，使它在1到0之间线性变化

SWIQSM

LiuC.etal.,JMRI,2015.

.锰，铜

.铁

血红蛋白铁（四个Fe2+）

氧合血红蛋白---反磁性物质

去氧血红蛋白---顺磁性物质

非血红蛋白铁 铁蛋白

含铁血黄素

组织内主要磁性物质

磁敏感成像的临床和科研应用

静脉系统成像

微量出血的检测区分出血和钙化组织铁含量评价

……

.

.

.

.

.

脑内静脉成像

服用咖啡因前后脑血管的变化

动静脉畸形

EssinM,etal.MagnResonImaging,1999;17:1