磁敏感加權(quán)成像（susceptibility weighted imaging，SWI）是一種利用組織磁敏感性不同而成像的技術(shù)，SWI對(duì)于微小的磁場(chǎng)不均勻性具有極高敏感性，這種不均勻性主要來(lái)自去氧血紅蛋白、血代謝產(chǎn)物、微量鐵沉積等。該技術(shù)最早由E.Mack Haacke教授等人1997年發(fā)明并于2002年申請(qǐng)技術(shù)專(zhuān)利。本文將對(duì)SWI成像基本原理及發(fā)展前景進(jìn)行展望。
一、 SWI序列基礎(chǔ)
SWI根據(jù)不同組織間的磁敏感性差異提供圖像對(duì)比增強(qiáng)，它可以應(yīng)用于所有對(duì)不同組織間或亞體素間磁化效應(yīng)敏感的序列，但是為了凸顯其在表現(xiàn)細(xì)小靜脈及小出血方面的能力，SWI 以T2*加權(quán)梯度回波序列作為序列基礎(chǔ)。與常規(guī)T2*加權(quán)梯度回波序列不同的是，SWI 采用高分辨率、三維完全流動(dòng)補(bǔ)償?shù)奶荻然夭ㄐ蛄羞M(jìn)行掃描，可同時(shí)獲得磁矩圖像（magnitude image ）和相位圖像（phase image）兩組原始圖像，二者成對(duì)出現(xiàn)，所對(duì)應(yīng)的解剖位置完全一致。
采用SWI可以清晰顯示帕金森患者基底核鐵沉積
常規(guī)MRI僅利用了單一的磁矩圖信息，SWI則利用了一直被忽略的相位信息，并經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的圖像后處理將相位圖與磁矩圖融合，形成獨(dú)特的圖像對(duì)比。
二、 體內(nèi)磁敏感性差異的來(lái)源
常見(jiàn)的磁敏感物質(zhì)有順磁性物質(zhì)、反磁性物質(zhì)和鐵磁性物質(zhì)。無(wú)論是順磁性還是反磁性物質(zhì)，均可以使局部磁場(chǎng)發(fā)生改變而引起質(zhì)子失相位，使質(zhì)子自旋頻率產(chǎn)生差別，如果施加一個(gè)足夠長(zhǎng)的TE（回波時(shí)間），自旋頻率不同的質(zhì)子間將形成明顯的相位差別。這樣，磁敏感度不同的組織在SWI相位圖上可以被區(qū)別出來(lái)。
下面介紹三種體內(nèi)磁敏感性差異的主要來(lái)源：
1.血液產(chǎn)物及其磁敏感效應(yīng)
絕大多數(shù)磁敏感改變與血液中鐵的存在形式和出血等因素相關(guān)。當(dāng)血紅蛋白中的鐵原子與氧結(jié)合時(shí)，沒(méi)有不成對(duì)電子，因此氧合血紅蛋白呈反磁性。當(dāng)氧與鐵原子分離時(shí)，形成脫氧血紅蛋白，呈順磁性。脫氧血紅蛋白若進(jìn)一步被氧化成Fe3+ 成為高鐵血紅蛋白。高鐵血紅蛋白僅有很弱的磁敏感效應(yīng)，而且穩(wěn)定性差，易于解體，最終被巨噬細(xì)胞吞噬。高鐵血紅蛋白被巨噬細(xì)胞吞噬后，組織內(nèi)含鐵血黃素產(chǎn)生并沉積（含鐵血黃素為高順磁性物質(zhì)）。無(wú)論是順磁性還是反磁性物質(zhì)，均可使局部磁場(chǎng)發(fā)生改變，引起質(zhì)子去相位，去相位程度的強(qiáng)弱僅取決于像素內(nèi)磁場(chǎng)變化的大小。
2.非血紅素鐵和鈣及其磁敏感效應(yīng)
SWI是一個(gè)全新的反映組織間磁敏感效應(yīng)差異的序列，它對(duì)非血紅素鐵（如鐵蛋白等）的顯示比常規(guī)序列清晰。SWI對(duì)順磁性的鐵質(zhì)及鈣相當(dāng)敏感。非血紅素鐵是組織中另外一種高磁敏感性的物質(zhì)，常以鐵蛋白的形式存在，表現(xiàn)為反磁性。鈣化的磁敏感效應(yīng)比鐵弱，通常也呈反磁性，可以引起局部組織的磁敏感性改變。既往CT是評(píng)估礦物質(zhì)腦沉積的首選影像學(xué)檢查方法，但由于鐵和鈣都有不同程度的磁敏感效應(yīng)，所以SWI顯示腦內(nèi)沉積比CT更敏感。
SWI在腦囊蟲(chóng)病方面的應(yīng)用
3.靜脈結(jié)構(gòu)顯像
含脫氧血紅蛋白的靜脈血引起的磁場(chǎng)不均勻性可以產(chǎn)生兩種效應(yīng)：（1）T2*時(shí)間縮短；（2）血管與周?chē)M織的相位差加大。第一個(gè)效應(yīng)是指含脫氧血紅蛋白的紅細(xì)胞與血漿之間的容積磁化率差別，使動(dòng)靜脈的T2*時(shí)間差異加大，采用適當(dāng)回波時(shí)間的脈沖序列就可以將動(dòng)靜脈區(qū)分開(kāi)來(lái)。此效應(yīng)內(nèi)，脫氧血紅蛋白就是一種內(nèi)源性對(duì)比劑，可以使靜脈顯影。第二種效應(yīng)為靜脈內(nèi)容積磁化率引起血管內(nèi)質(zhì)子的頻移，使靜脈血與周?chē)M織之間產(chǎn)生相位差，選擇適當(dāng)?shù)幕夭〞r(shí)間可以使靜脈血與周?chē)M織的信號(hào)差達(dá)到最大，從而減少部分容積效應(yīng)的影響，清晰顯示細(xì)小靜脈。
SWI在靜脈畸形及海綿狀血管瘤方面的應(yīng)用
三、 SWI在臨床及科研方面的現(xiàn)狀及展望
理論上，只要組織間存在磁化率差異，就可以通過(guò)SWI顯示出組織對(duì)比。相對(duì)于常規(guī)序列，SWI在實(shí)現(xiàn)高分辨三維成像的同時(shí)，對(duì)早期或微小的病變具有重要的診斷價(jià)值，已廣泛應(yīng)用于各種出血性病變、異常靜脈血管性病變、腫瘤及變性類(lèi)疾病的診斷及鐵含量的定量分析。目前，SWI主要應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病的診斷，在腹部、及人體其它部位的應(yīng)用還都處于研究狀態(tài)。隨著磁共振場(chǎng)強(qiáng)的不斷提升，SWI的圖像分辨率也得到提高，因此，SWI必將成像MRI常規(guī)序列的重要補(bǔ)充，更好地應(yīng)用于臨床診斷、鑒別診斷及科學(xué)研究中。
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