SWI的基本原理及在血管源性病变的应用
SWI原理及应用
1 SWI是一种近年来发展起来的检测组织磁场属性的，利用组织间磁场敏感差异和BOLD （血氧合水平依赖）效应成像的磁共振新技术。
三维采集，完全流动补偿。
高分辨的，薄层重建的梯度回波序列。
分别采集强度数据和相位数据并进行后处理，相位图X强度图（磁矩图）一般乘3~5次，通过高通滤波器最终形成SWI图像。
磁敏感加权血管加权成像，本质是BOLD成像。
人体内引起磁敏感效应的物质绝大多数与铁有关。
动脉血含养血红蛋白含有二价铁原子，当铁原子与养结合的时候，没有多余的不成对电子味反磁性。
静脉血含去养血红蛋白，有4个未成对电子为顺磁性。
当去养血红蛋白的铁被氧化成三价铁，有5个未成对电子变成高铁血红蛋白。
动静脉内含氧血红蛋白和去养血红蛋白磁化率不同总成动静脉T2*差异，选择较长的TE时间就可以区分动静脉。
3.0TMR：回波时间缩短，扫描时间缩短，分辨率从常规的1MM3提高到0.25MM3，可显示200UM直径的小静脉。
临床应用：1 脑血管病（1）出血性脑血管病：颅内出血CT被视为金标准，今年来认为SWI最敏感，最早23MIN 即可发现。
A 高血压性脑内微出血B缺血性脑血管病伴随出血，出血性腔隙性梗塞C 脑淀粉样血管病伴随出血D 静脉窦血栓静脉梗死伴随出血E 蛛网膜下腔出血F 烟雾病伴随出血（2）血管畸形隐匿性血管疾病：海绵状血管瘤，发育性脑静脉畸形（脑静脉瘤，静脉性血管畸形）毛细血管扩张症，均属血流缓慢的血管畸形不受流速和方向的影响。
动静脉畸形（AVM），可清晰的显示引流静脉。
2 脑外伤弥漫性轴索损伤（DAI）：脑白质剪切应力损伤，引起损伤的程度与预后密切相关。
3 脑肿瘤的分级肿瘤的血氧水平变化主要包括血流灌注和耗氧量的变化。
恶性肿瘤新生血管的形成血流灌注增加耗氧肿瘤细胞的迅速生长，导致耗氧量增加，血管内去氧血红蛋白增多。
肿瘤细胞的侵润，血管通透性的增加，内皮细胞结构和基底膜的不完整，血管阻力增加易引起破裂出血，SWI可评估脑肿瘤的级别，并可监测放射治疗引起的肿瘤细胞的坏死出血4 变性疾病神经系统变性疾病：特发性巴金森病（IPD），阿尔茨海默氏病（AD），亨廷顿（HD），多系统萎缩（MSA），其病理改变常伴随有脑内铁的异常沉积，但部位有差异。
磁敏感加权成像(SWI)原理及其在颅内海绵状血管瘤诊断中的应用-精品医学课件
病例4 女，67岁，反复全身疼痛半年伴头昏1月
头颅MRI平扫+增强扫描+DWI+SWI示：双侧大脑 半球、小脑、脑干及脑膜多发异常信号，考虑多 发海绵状血管瘤
“右额部肿物切除标本”：海绵状血管瘤，伴出 血、钙化和血栓形成
三、SWI诊断海绵状血管瘤的优势
头部CTA示：鞍区、鞍上及左鞍旁异常强化灶， 考虑来源于左侧颈内动脉的动脉瘤可能性大
头颅MRI平扫+增强示：鞍上及左鞍旁占位，考 虑脑膜瘤可能性大
“鞍区肿物标本”：海绵状血管瘤
病例3 男，21岁，左侧下肢乏力16天
颅脑MRI平扫+增强扫描示：1、右侧额叶异常信 号影，考虑海绵状血管瘤伴出血
SWI区分钙化和静脉：常规MRI很难区分钙化，通 过SWI，钙化的相位和出血/静脉的相位相反
四、存在的争议
有研究者认为，SWI发现的病灶范围更广，对于 发现病灶范围有重要意义
有研究者认为SWI有夸大病灶的效果
SWI的特异之处在于MRI通常被忽略的相位图 SWI的美妙之处就在于它可以对小于一个体素的血
二、SWI对颅内海绵状血管瘤的诊断
SWI已被成功地应用于脑血管畸形，特别是慢血流 型脑血管畸形，包括海绵状血管瘤、静脉发育畸 形等
脑海绵状血管瘤是临床上较常见的脑血管畸形， 由于DSA 较难发现，故又称隐匿性血管畸形，以 单发病灶多见，出血风险性较高
病例1 男，49岁，突发右侧肢体麻木伴无力2天
头颅CT平扫：左顶叶血肿形成，考虑血管畸形所 致，建议MR进一步检查
头颅MRI（平扫+增强+MRA+MRS）：1、左顶叶 异常信号影，考虑急性血肿，局部未见明显畸形血 管，建议血肿吸收后复查
磁敏感加权成像SWI原理及临床应用
脑肿瘤
总结词
SWI有助于发现和鉴别脑肿瘤，尤其对于低度恶性脑肿瘤的诊断具有重要价值。
详细描述
磁敏感加权成像（SWI）能够检测到常规MRI难以发现的微小肿瘤病灶。通过SWI，医生可以更准确地判 断肿瘤的位置、大小和形态，有助于肿瘤的早期发现和诊断。此外，SWI还可以提供有关肿瘤性质的信息， 帮助医生制定更精确的治疗方案。
SWI能够提高脑肿瘤的检出率，有助 于肿瘤的鉴别诊断，为制定治疗方案 提供依据。
脑梗塞
SWI通过显示脑梗塞病灶的磁敏感效 应，有助于早期发现梗塞灶，为溶栓 治疗提供时间窗。
肿瘤检测与鉴别
肝脏肿瘤
SWI能够提高肝脏肿瘤的检出率， 有助于肝脏肿瘤的早期发现和鉴 别诊断。
乳腺肿瘤
SWI能够提高乳腺肿瘤的检出率， 有助于乳腺肿瘤的早期发现和鉴别 诊断。
SWI的局限性在于对磁场的要求较高， 需要高均匀度的磁场才能获得高质量 的图像。此外，由于SWI技术需要较 长的扫描时间，因此可能会增加患者 的疲劳感。
02 SWI在临床应用中的价值
脑部疾病诊断
脑出血
脑肿瘤
SWI对脑出血的检测具有高敏感性和 特异性，能够清晰显示出血部位和范 围，为临床诊断和治疗提供重要依据。
06 SWI技术的未来展望
SWI技术的进一步优化
算法改进
通过改进SWI的图像重建算法，提高图像质量和 分辨率，减少伪影和噪声。
动态成像
研究和发展SWI的动态成像技术，以捕捉和显示 更丰富的血流动力学信息。
多模态融合
将SWI与其他影像技术（如MRI、CT等）进行多 模态融合，以提供更全面、准确的诊断信息。
加强对临床医生和影像科医生的培训和教育，提高他们对SWI技术 的认识和应用能力。
swan(swi)原理
Author: yy
磁敏感加权成像的发展
磁敏感技术最早由美国磁共振物理及放射学专家E．Mark Haacke教授于01 997年发明，2002年申请专利。
SWI（Susceptibility Weighted Imaging，SWI) 磁敏感加 权成像，Siem0e2ns称H为eSrWe iIs；t而heGtEi则tle称为SWAN （T2 Star Weighted AngiogrHapehrey，is SthWeAtNit)leT2*加权血管成像。
磁敏感加权成像的原理
图像特点
名称 幅值图 相位图 MinIP图 SWI图
SWI序列会生成4组不同的序列 与普通MRI生成图像一样，与校正后的相位信息共同计算出SWI图 经高通滤波以后的相位图像 对SWI图进行MinIP，利于观察静脉血管 强度信息与相位信息计算后得出的，更敏感发现磁敏感性代谢物质
高通滤波(high-pass filter) 是一种过滤方式，规 则为高频信号能正常通过，
而低于设定临界值的低频 信号则被阻隔、减弱。
参数对比
TR/TE FOV Average 矩阵 层厚 层间隔 扫描时间
SWI
49/40ms 230mm
1 186×256
1.8mm 0.36mm 3分38秒
T2*WI
132/3.75 160mm
4 256×256
4mm 0 mm 4分32秒
参数选自1.5T Siemens Aera
注意！！！
西门子使用的是左手定则， 因此在相位图上区分钙化 和静脉时需注意同文献和
书籍相反，即：钙为低信 号，铁为高信号。
临床应用
颅脑外伤性疾病
磁共振SWI在诊断脑血管病微出血灶中的应用价值
磁共振SWI在诊断脑血管病微出血灶中的应用价值纪志英，刘宏伟，秦昕东山东省德州市人民医院影像科山东德州253014$摘要】目的探讨分析磁共振磁敏感加权成像技术(SWI)在脑血管病微出血灶检出中的应用价值。
方法选取本院常规MRI扫描(T1WI、TWI、T2-FLAIR)、DWI及SWI扫描，且SWI脑微出血灶检出阳性的脑血管病患者55例,探讨常规MRI序列、DWI及SWI在微出血灶检出阳性及检出病灶数目方面的差异(结果55例患者微出血灶检出中，SWI序列检出阳性55例，DWI序列检出阳性43例，常规序列检出阳性19例，三种序列微出血检出阳性SWI高于DWI及常规MRI序列，差异有统计学意义(P<0.001)；55例SWI序列检出微出血灶391个,DWI序列检出微出血灶138个,常规序列检出微出血灶32个；SWI序列微出血灶检出数目明显高于DWI序列及常规MRI序列，差异有统计学意义(P<0.001)。
同时统计出本组55例患者脑微出血在脑内不同部位的分布，其中皮层及皮层下白质94个，基底节区97个，丘脑93个，小脑39个，脑干68个;微出血灶主要集中在基底节、丘脑、脑皮层及皮层下，其次为脑干、小脑，本组病例小脑病灶数目明显少于脑的其他部位，差异有统计学意义(#=28.966,P<0.001)(结论SWI在检测脑微出血灶方面明显优于DWI及MRI常规序列，具有很高的应用价值。
$关键词】脑血管病;脑微出血灶;磁共振成像中图分类号:R445.2&R743文献标识码:A文章编号：1006-9011(2021)03-375-4The application value of magnetic resonancc SWI in the detection of microbleers in cerenrovascular disease>I Zhiying，LII Hongwei，QIN XindongDepagment O Imaging，Dezhoo People*s Hospital，Dezhoo253014，P.R.China)Abstract]Objective To investigate the value of magnetic sensitive imaaing(SWI)in the detection of microbleeds in cere-bmvvsculaC disease.Methods Retrospective analysis of55cases of cerebrovvsculaC disease patients from June2019te June 2020in our hospital was comducted by routine sequences of maanetic resonance imaaing(T]WI，T2WI，T2-FLAIR)，DWI and SWIscanning，and SWI-dHeced miceobiHdsin a i casHs.WHHipioeHd ehHdi o eHncHamongeoueinHMRI，DWIand SWIsH-quences in the detection of positive results of microbleeds and number of detected lesions.Reselts Microbleeds were detected in 55paeienes，SWIsequenceswasposieivein a i55cases，DWIsequenceswasposieivein43cases，eoueineMRIwasposieivein19 cases，eheposieiveSWIooeheeesequencesoomiceobieedswassignioicaneiyhigheeehan ehaeooDWIand eoueineMRIsequences，ehedi o eeencewasseaeiseica i ysignioicane(P<0.001).In55cases，391miceobieedsweeedeeeceed bySWIsequence，138mi-ceobieedsdeeeceed byDWIsequence，and32miceobieedsdeeeceed byeoueineMRIsequence.Thenumbeeoomiceobieedsdeeeceed in SWIsequencewassignioicaneiyhigheeehan ehaeooDWIand eoueineMRIsequences，ehedi o eeencewasseaeiseica i ysignioicane (P<0.001).Aeehesameeime，ehediseebueion ooceeebeaimiceobieedsin di o eeenepaeesooehebeain in55paeieneswasseaeisei-ca i yanaiyzed.Theeeweee94in coeeicaiand subcoeeicaiwhieema e e e.Theeeweee97in basaigangiia，93in ehaiamus，39in cee-ebe i um.Theeeweee68beainseem.Themiceobieedsmainiyconceneeaeed in basaigangiia，ehaiamus，ceeebeaicoeeeiand subcoeei-cai，ehesecond wasceeebe i um and beainseem.Thenumbeeooiesionsin ceeebe i um weeesignioicaneiyie s ehan ehosein oehee parts of brain，the difference was statisticayu significant(P<0.001).Conclusion SWI sequence is significanUu superior te DWIand oueineMRIin deeeceingceeb aimicLobieeds，which hashigh appiicaeion vaiue.)Key words]CerebmvvsculaC disease；Cerebral microbleeds;Maanetic resonance imaaing脑血管病是一种严重威胁人民健康，特别是50岁以上中老年人健康的常见病，它的发病率、死亡率作者简介:纪志英(1972-)，女，山东乐陵人，毕业于青岛大学医学院，本科学历，副主任医师，主要从事医学影像诊断工作通信作者:刘宏伟副主任医师E-mail：1642239766@ 及致残率均极高。
SWI在脑血栓病例中的影像表现及诊断价值评估
脑血栓的形成主要与动脉粥样硬化、 血管炎、血液高凝状态等因素有关。 这些因素导致血管内皮损伤、血小板 聚集、血栓形成，最终堵塞血管。
临床表现及分型
临床表现
脑血栓患者可出现头痛、头晕、恶心、呕吐、肢体麻木、无力、言语不清等症 状。严重者可出现意识障碍、偏瘫、失语等。
分型
根据血栓形成的部位和临床表现，脑血栓可分为大脑中动脉血栓、大脑前动脉 血栓、大脑后动脉血栓、椎-基底动脉血栓等类型。
THANKS
感谢观看
局限性及改进策略探讨
局限性
SWI在诊断脑血栓时仍存在一定的局限性， 如对于某些特殊类型的血栓（如钙化性血栓 ）可能无法准确显示，同时对于位于较深部 位的血栓病灶也可能存在漏诊的风险。
改进策略
为了提高SWI在诊断脑血栓中的准确性和可 靠性，可以采取以下改进策略：优化扫描序 列和参数设置，提高图像分辨率和对比度； 结合其他影像学检查方法进行综合评估；加 强对医生的培训和教育，提高其对SWI图像
病例2
患者女性，62岁，因突发头痛、呕吐入院。SWI检查发现右侧大脑 后动脉血栓形成并伴发脑出血，经手术治疗后病情稳定。
病例讨论
通过分享典型病例，讨论SWI在脑血栓病例中的诊断价值、治疗决 策及预后评估等方面的作用。
04
SWI在诊断脑血栓中价值 评估
敏感性、特异性指标分析
敏感性
SWI对脑血栓的敏感性较高，能够准确检 测出较小的血栓病灶，为早期诊断提供 重要依据。
磁敏感加权成像优势分析
对静脉血和出血的高度敏感
SWI可以清晰地显示静脉血管和微小的出血灶，对于脑血栓病例中的静脉血栓形 成和出血性转化具有重要的诊断价值。
可视化铁沉积和钙化
SWI对于铁沉积和钙化等顺磁性物质非常敏感，可以清晰地显示这些物质在脑内 的分布和沉积情况，为脑血栓病例的鉴别诊断提供重要信息。
磁敏感加权成像SWI序列原理及应用（一）
磁敏感加权成像SWI序列原理及应⽤（⼀）磁敏感加权成像SWI（Susceptibility-Weighted Imaging）是⼀种不同于常规的T1W，T2W，PDW等成像，⽽是利⽤组织间固有的磁敏感差异来获得图像对⽐的成像⽅式。
磁敏感加权成像利⽤磁共振相位图像作为Mask来增强组织间对⽐，经过20多年的临床使⽤，发现磁敏感加权成像在发现颅脑静脉畸形，脑微⼩出⾎，钙化等都具有⾮常重要的应⽤。
那么磁敏感加权成像是如何从常规的GRE序列演变发展成为能够识别组织间不同磁化率信息的SWI序列的呢？在进⾏磁敏感序列参数设定时需要注意什么？如何在磁敏感加权成像中鉴别出⾎和钙化？以及磁敏感加权成像图像的伪影及处理⽅案有什么？本⽂将逐⼀进⾏介绍。
⼀、磁敏感成像基本原理磁化率是组织的固有属性，通常我们使⽤Xm进⾏表⽰，不同组织与材料的磁化率差别⾮常⼤，为了描述⽅便，可以将组织或材料划分为逆磁性、顺磁性以及铁磁性三种不同的类型，其中逆磁性的组织或材料的磁化率Xm<0，常见的有铜、银、⽔以及304不锈钢等等，⽽铁、钴、镍等⾦属则为铁磁性材料，磁化率⾮常⾼。
当把具有⼀定磁化率的组织或材料放置于均匀的磁化环境中时，组织被均匀磁化形成磁偶极⼦，产⽣感应磁场，这种感应磁场不仅影响组织的内部，同时也影响着组织周边的外加磁化的均匀性。
对外加磁场的扰动的程度取决于组织的磁化率，形状和体积。
就扰相GRE序列来说，假如认定磁场均匀性以及梯度线性⾮常好时，使⽤⼀定的翻转⾓在TE 时刻采集获得的信号为：但是如果存在导致局部磁场不均匀的影响因素时，在TE时刻由于磁场不均匀导致横向磁矩的相位并没有聚相，⽽是存在⼀定的相位差，导致接收信号的降低。
这种信号的降低主要由两个参数决定，ΔB为磁场不均匀的参数，TE则为回波时间，磁场不均匀越厉害，相位差越明显，回波时间TE越长，相位差越明显，导致的信号降低越明显。
这两个参数都在磁敏感成像参数设定中有⾮常重要的意义。
SWI在颅内感染性寄生虫感染病变鉴别中的应用研究
SWI在颅内病变诊断中的优势
高敏感性
SWI对颅内微小出血和铁沉积等病变的显示 具有很高的敏感性，有助于早期发现病变。
高分辨率
SWI图像分辨率高，能够清晰显示颅内血管 、微小病变和脑组织结构。
无创性
SWI作为一种无创性检查方法，无需注射造 影剂，对患者无辐射损伤，安全性高。
SWI与其他影像技术的比较分析
SWI在颅内病变诊断中的应用价值
磁敏感加权成像（SWI）是一种新型的磁共振成像技术，对颅内病变的诊断和鉴别诊断具有重要的应用价值。 该技术能够清晰地显示颅内微小血管、出血和钙化等病变，为颅内感染性寄生虫感染病变的鉴别提供了新的手 段。
国内外研究现状及发展趋势
国内外颅内感染性寄生虫感染病变鉴别研究现状
结果分析与讨论
SWI在颅内感染性寄生虫感染病变中的诊断 价值：SWI序列能够清晰地显示颅内感染性 寄生虫感染病变的位置、形态及与周围组织 的毗邻关系，为临床诊断和治疗提供重要依
据。
SWI在颅内感染性寄生虫感染病变鉴别诊断 中的应用：SWI序列能够有效地鉴别颅内感 染性寄生虫感染与其他类似病变，如脑肿瘤
目前，国内外对于颅内感染性寄生虫感染病变的鉴别研究主要集中在临床表现、实验室 检查和影像学检查等方面。然而，由于该类病变的临床表现和影像学特征存在一定的重
叠，因此鉴别诊断仍具有一定的挑战性。
SWI在颅内感染性寄生虫感染病变鉴别中的研究趋势
随着磁敏感加权成像技术的不断发展和完善，其在颅内感染性寄生虫感染病变鉴别中的 应用价值逐渐得到认可。未来，该技术有望在颅内感染性寄生虫感染病变的鉴别诊断中
04
实验数据与结果展示
实验组数据
实验组患者在SWI序列上呈现出特征性的低 信号表现，部分病例可见到点状、线状或环
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• 脑梗死及出血
7岁，多发出血和未出血的海绵状血管瘤
桥脑海绵状血管瘤
左 侧 顶 枕 叶 动 静 脉 畸 形
左侧小脑静脉畸形
左侧基底节静脉畸形
左侧大脑半球静脉发育畸形
双侧大脑半球静脉发育畸形
• 脑内钙化灶为球体或类球体时在SWI相位图 上表现为中间层面中心为高信号，外周为低 信号，两极层面为高信号。 • 基底节钙化灶则表现为高低混杂信号改变， 这与基底节的铁沉积有关。
• 脑内顺磁性物质为球体或类球体时，在SWI 相位图上表现为层面中心为低信号，外周为 高信号，两极层面为低信号。 • 脑内较大的血肿，其SWI相位图表现多环样 黑白相间结构，这可能与不同时期的高铁血 红蛋白形成有关。
SWI在CNS的临床应用
血管源性病变
神经退行性疾病
肿瘤性病变
CNS
钙化性疾病
颅脑 血管源性病变
• 海绵状血管瘤（cavernous hemangioma）
• 动静脉畸形(Aterio-venous malformation，AVM)
• 毛细血管扩张症（capillary telangiectasia）
39岁，女性，偏头痛
双侧大脑半球深部髓静脉汇入室管膜下静脉
放射性毛细血管扩张症
血管性痴呆和淀粉样脑血管病CAA
淀粉样脑血管病CAA
桥脑海绵状血管瘤
高血压脑出血灶
皮层静脉梗塞
Acute basal ganglia infarct
DWI
SWI
MIP SWI vs. CT
左侧基底节区梗死
氧合血红蛋白 没有多余的未成对电子 反磁性物质
去氧血红蛋白 含4个未成对电子 顺磁性物质
顺磁性 物质
局部磁 场不均
质子自旋快 速失相位
T2*缩短 信号降低
• 含70%去氧血红蛋白的静脉血引起磁场的不 均匀性导致：T2*时间缩短和血管与周围组 织的磁化率差异引起的相位差加大两种效应。
SWI对钙化与出血的鉴别
SWI的基本原理及在血管源性 病变的应用
SWI成像原理
• 磁敏感加权成像(susceptibility Weighted Imaging,SWI)是一种利用不同组 织间的磁敏感性差异而成像的技术。 • 具有三维、高分辨率、高信噪比等特点。 • 成像基础：组织间磁敏感度差异和BOLD效 应。
血红蛋白特性及 其磁敏感效应