李 燁 劉愛連 田士峰
磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging,SWI)最初的設(shè)計目的是應(yīng)用血氧水平依賴(blood oxygen level-dependent,BOLD)效應(yīng)使靜脈系統(tǒng)顯影。BOLD MRI 的成像基礎(chǔ)主要在于去氧血紅蛋白的濃度或含量,常以橫向弛豫率R2*值作為評價指標[1]。SWI本質(zhì)上是一種T2*技術(shù),采用完全流動補償?shù)?D梯度回波序列,獲得相位圖像和幅值圖像,利用不同組織間磁敏感性的差異產(chǎn)生圖像對比,對各種順磁性血液產(chǎn)物如去氧血紅蛋白、正鐵血紅蛋白、含鐵血黃素及靜脈血等具有很高的敏感性,已廣泛應(yīng)用于腦內(nèi)小靜脈的顯示,并在腦外傷、腦腫瘤以及腦血管小靜脈畸形等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷中發(fā)揮重要作用。多回波采集重T2*加權(quán)血管成像(enhanced T2*weighted angiography,ESWAN)序列是一種根據(jù)相鄰組織間磁敏感性不同所致信號差異來產(chǎn)生相位和幅度圖像的高分辨率三維梯度回波成像。與SWI序列在后處理技術(shù)上有所不同,ESWAN序列是一個多回波采集的重T2*加權(quán),其不僅具備常規(guī)SWI序列所具有的高分辨、薄層三維采集、同時得到相位及幅度信息等特點,而且其特有的多回波采集方式使得一次掃描可獲得多個回波的相位圖及幅度圖,并同時獲得相位值、R2*值等多個定量參數(shù)。
近年來隨著MR磁敏感技術(shù)的不斷改進以及掃描時間的縮短,該技術(shù)逐漸被嘗試著應(yīng)用到腹部,以下對磁敏感技術(shù)在腹部疾病的臨床應(yīng)用進展予以綜述。
磁敏感技術(shù)在肝纖維化、肝硬化等彌漫性病變中都有所應(yīng)用。已有研究探討了R2*值評估兔肝纖維化的價值,發(fā)現(xiàn)R2*值與肝纖維化分期呈正相關(guān)趨勢,進而反映肝纖維化嚴重程度以及肝臟血氧含量變化,從而指導臨床診療。Chen等[2]發(fā)現(xiàn)SWI可更為清晰地顯示肝硬化結(jié)節(jié),明顯增加結(jié)節(jié)的檢出數(shù)量,為肝硬化預后的評估提供了更為有價值的信息。由于肝硬化患者肝內(nèi)常有內(nèi)源鐵沉積,而鐵選擇性沉積于肝硬化結(jié)節(jié)中,在SWI圖像中呈低信號影像,且SWI對鐵沉積結(jié)節(jié)的檢出較MR常規(guī)序列更敏感;而癌變結(jié)節(jié)內(nèi)鐵含量極少,表現(xiàn)為鐵沉積背景上的高信號局灶乏鐵區(qū)。陶冉等[3]應(yīng)用SWI評價了肝硬化患者肝臟鐵沉積與血清鐵蛋白含量的相關(guān)性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)酒精性與乙型肝炎后肝硬化患者肝臟高含鐵區(qū)SWI相位值與患者血清鐵蛋白濃度呈負相關(guān),證明相位值可以無創(chuàng)性評估活體肝臟鐵沉積程度。Zhang等[4]研究證實,SWI對肝硬化門靜脈高壓患者脾臟Gamna-Gandy小體檢出的敏感性明顯高于MR常規(guī)序列,且Gamna-Gandy小體的數(shù)量與門脈直徑、脾臟大小成正比,從而為評估肝硬化門靜脈高壓患者食管胃底靜脈曲張危險程度提供了新的非侵入性檢查方法,有效避免了常規(guī)內(nèi)鏡檢查造成曲張靜脈破裂所致消化道大出血。
磁敏感技術(shù)對肝臟腫瘤性病變的診斷極具價值,體現(xiàn)在形態(tài)學特點及定量研究等方面。Tao等[5]研究表明,由假包膜及纖維包膜構(gòu)成的肝細胞癌邊緣在SWI中表現(xiàn)為條狀低信號影,后經(jīng)病理證實其中含有大量的微血管結(jié)構(gòu),其內(nèi)的去氧血紅蛋白十分豐富,SWI對腫瘤邊緣的檢出率(67.4%)明顯高于MR常規(guī)序列(25.6%),而肝細胞癌假包膜或纖維包膜的出現(xiàn)對其預后是有利的。李秋云等[6]通過研究發(fā)現(xiàn)在SWI圖像中,膽管細胞癌單位面積下腫瘤微出血灶或血管的數(shù)目均較肝細胞癌顯著減少,這與膽管細胞癌新生血管較少,屬于乏血供腫瘤的病理特點相吻合,可作為兩者鑒別診斷的參考依據(jù)。
Sun等[7]研究了ESWAN序列的R2*值對肝細胞癌與肝血管瘤鑒別診斷的價值,結(jié)果發(fā)現(xiàn)肝細胞癌的R2*值明顯高于肝血管瘤,可能與肝細胞癌細胞代謝旺盛,導致腫瘤相對處于缺氧環(huán)境有關(guān),以9.48Hz作為閾值,診斷肝細胞癌的敏感度達96.20%。
BOLD-MRI在腎臟疾病的應(yīng)用已十分廣泛,在腎血管性病變、腎移植、糖尿病腎病、急性腎功能衰竭等方面都有相關(guān)報道。陸媛媛等[8]聯(lián)合運用MR常規(guī)序列、BOLD-MRI以及擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)對慢性移植腎病進行分析,發(fā)現(xiàn)慢性移植腎病的移植腎髓質(zhì)R2*值、皮質(zhì)表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)值均較正常移植腎降低,因此可以無創(chuàng)性地診斷慢性移植腎病。糖尿病腎病早期的缺氧、高濾過現(xiàn)象改變了腎臟的氧合狀況,可對R2*值產(chǎn)生影響:腎皮質(zhì)的缺氧情況隨糖尿病腎病的加重而加重,R2*值明顯升高;而腎髓質(zhì)的缺氧情況隨糖尿病腎病的加重而緩解,R2*值降低[9],可以此監(jiān)測腎臟血氧含量,更早地發(fā)現(xiàn)糖尿病相關(guān)的腎損害,并作為診療的重要參考指標。在評估急性腎衰竭方面,邢金子等[10]通過對急性輸尿管梗阻所致腎損害的大鼠模型研究顯示,急性尿路梗阻1小時后,腎髓質(zhì)R2*值較梗阻前降低,提示此階段腎髓質(zhì)氧含量升高,而此階段血肌酐濃度尚處于正常范圍,提示R2*值能敏感地反映急性梗阻早期腎髓質(zhì)的氧含量變化,而腎髓質(zhì)氧代謝的改變是被認為是誘發(fā)急性腎衰竭的重要原因。
磁敏感技術(shù)在腎腫瘤的分級、評估及鑒別方面也得到了應(yīng)用。Chen等[11]的研究中將SWI圖像中腎透明細胞癌腫瘤內(nèi)的出血灶和微血管信號定義為腫瘤內(nèi)部磁敏感信號(intratumoral susceptibility signal intensity,ITSS),通過對ITSS的主要類型及出現(xiàn)率進行分等級觀察,比較不同級別腎透明細胞癌的ITSS表現(xiàn),最終證實低級別腎透明細胞癌中ITSS出現(xiàn)率明顯高于高級別腎透明細胞癌,這與既往免疫組化研究證實的低級別腎透明細胞癌中微小靜脈多于高級別透明細胞癌的結(jié)論一致。通過對ITSS進行形態(tài)學評估,還可以對腎透析患者等不宜進行對比增強的病人于術(shù)前進行腎細胞癌分級。Xing等[12]利用CT、常規(guī)MRI序列、SWI同時對腎透明細胞癌的瘤內(nèi)出血進行檢出率及出血灶形態(tài)的評估,并與根治術(shù)后的腎臟標本進行同層面的對比,結(jié)果表明,SWI對出血灶的檢出率明顯高于常規(guī)MRI序列及CT,敏感度及準確度都達到了100%。有研究發(fā)現(xiàn)腎臟單純囊腫、復雜囊腫、細胞癌及血管平滑肌脂肪瘤R2*值間存在顯著差異,腎臟實性病變的R2*值明顯高于囊性病變,從而定量區(qū)分需手術(shù)切除和非手術(shù)切除的不同腎臟病變。
SWI在男女生殖系統(tǒng)疾病中也等到了一定應(yīng)用。Bai等[13]對前列腺癌患者的研究發(fā)現(xiàn),SWI對前列腺癌出血灶的檢出率明顯高于常規(guī)MR序列及CT檢查。由于前列腺癌組織中血管數(shù)目增多,分支數(shù)量減少,同時新生血管脆性較大,極易發(fā)生出血,出血灶的檢出為前列腺癌的MR診斷提供了重要補充信息。Takeuchi等[14]研究發(fā)現(xiàn)聯(lián)合SWI及MRI常規(guī)序列對卵巢子宮內(nèi)膜異位囊腫的檢出率達到97.6%,而單獨使用MRI常規(guī)序列時檢出率只有76.2%,這是由于子宮內(nèi)膜異位囊腫的囊壁中有吞噬了大量含鐵血黃素的巨噬細胞沉積,聯(lián)合SWI可以發(fā)現(xiàn)更多沿囊壁分布的點狀或條狀低信號影。Aynur Solak等[15]對腹壁子宮內(nèi)膜異位囊腫患者的SWI圖像進行觀察,發(fā)現(xiàn)病灶中心的點、條狀低信號影以及病灶外周的低信號環(huán)會隨月經(jīng)周期的改變而變化,這一特點為腹壁子宮內(nèi)膜異位囊腫病灶與其他腹壁腫物的鑒別提供了有價值的診斷依據(jù)。
綜上所述,隨診MR磁敏感技術(shù)的改善,其在腹部疾病的應(yīng)用日益廣泛。磁敏感技術(shù)為非增強技術(shù),不需使用對比劑,避免了一系列對比劑副反應(yīng)。磁敏感技術(shù)提供了疾病的血供、代謝、微量出血等信息,同時,其特有的定量參數(shù)也為腹部疾病的定量診斷提供了新途徑,有良好的應(yīng)用前景。
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