磁敏感加权成像在脑静脉畸形病变中的应用研究

    于咏梅 刘晓冬 刘杨

    

    

    

    【摘要】 目的 探討磁敏感加权成像（SWI）技术在脑静脉畸形病变中的临床诊断价值。方法 20例经手术、数字减影血管造影（DSA）和（或）磁共振成像（MRI）和临床随诊等确诊为脑静脉畸形患者（6例合并海绵状血管瘤）， 均行常规序列MRI与SWI检查。比较和测算常规MRI序列及SWI所显示病灶数目与面积， 并观察病灶的形态、信号特征等。结果 常规MRI对部分髓静脉显示不清， 部分呈条状低信号或高信号。CE-T1WI呈条状高信号影。T1WI及T2WI可见引流静脉， 但髓静脉显示欠佳。增强T1WI及SWI均可见1条粗大引流静脉和多条纤细髓静脉， 呈“根须”状， 但SWI较增强T1WI显示更清晰。SWI对髓静脉检出率为100.00%（103/103）， 高于T1WI和T2WI的23.30%（24/103）、33.01%（34/103）， 且高于CE-T1WI的77.27%（51/66）， 差异具有统计学意义（P<0.05）;SWI、T1WI、T2WI对引流静脉的检出率分别为100.00%（23/23）、69.57%（16/23）、73.91%（17/23）;SWI与CE-T1WI对引流静脉检出率均为100.00%。其中SWI检出引流静脉中表浅静脉引流7例（35.0%）， 深部静脉引流8例（40.0%）， 深浅静脉同时引流4例（20.0%）。1例病变未发现明显引流静脉。结论 在颅内静脉畸形病变的检查与诊断中， SWI较常规MRI序列具有明显优势， 尤其是微小、多发病灶以及细小髓静脉显示， 并可以对病灶的大小与出血等情况进行定量评价， 并在不注射对比剂情况下实现以上目的， 在脑静脉畸形病变的诊断与定量评价方面具有重要的临床应用价值。

    【关键词】 脑静脉畸形;磁敏感加权成像;磁共振成像;脑出血

    DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2020.02.003

    Study on application of susceptibility weighted imaging in cerebral venous malformation? ?YU Yong-mei， LIU Xiao-dong， LIU Yang. Radiology Department， Dalian Friendship Hospital， Dalian 116001， China

    【Abstract】 Objective? ?To discuss the clinical value of susceptibility weighted imaging （SWI） technique in the diagnosis of cerebral venous malformation. Methods? ?A total of 20 cerebral venous malformation patients

    （6 cases with cavernous hemangioma） diagnosed by operation， digital subtraction angiography （DSA） and/or magnetic resonance imaging （MRI） and clinical follow-up all underwent conventional sequence MRI and SWI examination. The number and area of lesions showed by conventional MRI sequence and SWI were compared and measured， and the shape and signal characteristics of lesions were observed. Results? ?Conventional MRI showed unclear part of the medullary vein， some showed low or high-signal bars， and CE-T1WI showed high-signal bars. T1WI and T2WI showed drainage veins， but the medullary veins showed poor results. Enhanced T1WI and SWI showed a large drainage vein and multiple slender medullary veins， showing a "root whisker" shape， but SWI showed more clearly than enhanced T1WI. The detection rate of medullary veins by SWI was 100.00%（103/103）， which was higher than 23.30%（24/103） and 33.01%（34/103） by T1WI and T2WI， and higher than 77.27%（51/66）， the difference was statistically significant （P<0.05）. The detection rate of drainage vein by SWI， T1WI and T2WI was 100.00%（23/23）， 69.57%（16/23） and 73.91%（17/23） respectively， which were all 100.00% by SWI and CE-T1WI. SWI detected 7 cases （35.0%） of superficial venous drainage， 8 cases （40.0%） of deep venous drainage， and 4 cases （20.0%） of deep and shallow venous drainage. No obvious drainage vein was found in 1 case. Conclusion? ?In the examination and diagnosis of intracranial venous malformation， SWI has obvious advantages over conventional MRI sequences， especially in the display of small， multiple lesions and small medullary veins， and it can quantitatively evaluate the size of lesions and bleeding， and achieve the above purpose without injection of contrast agent. SWI has important clinical application value in the diagnosis and quantitative evaluation of cerebral venous malformation.

    【Key words】 Cerebral venous malformation; Susceptibility weighted imaging; Magnetic resonance imaging; Cerebral hemorrhage

    隐匿性脑血管畸形包括脑海绵状血管瘤、毛细血管扩张症、血栓化的静脉畸形及血栓化的动静脉畸形等， 其中脑静脉畸形在DSA及常规MRI检查均不易发现。磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging， SWI）是一种利用不同组织间磁敏感性的差异产生图像对比的新技术， 是目前诊断隐匿性脑血管畸形、微小出血， 肿瘤评价和脑铁代谢疾病的最敏感影像方法之一[1-4]。本研究拟对20例脑静脉畸形患者SWI和常规MRI的诊断结果进行比较， 旨在探讨和评价其对静脉畸形病灶的检出率、影像特征及临床诊断价值， 现报告如下。

    1 资料与方法

    1. 1 一般资料 选取2007年7月～2019年3月本院收治的经手术、DSA和（或）MRI和临床随诊等确诊为脑静脉畸形患者20例， 体检发现9例。其中6例合并海绵状血管瘤。临床表现：头痛、头晕11例。病程1 d～10年。

    1. 2 检查方法与参数 所有病例均行常规T1WI、T2WI及SWI序列扫描， 13例增强扫描。应用设备为美国GE Signa HD 1.5 T echospeed MRI超导磁共振扫描仪， 8通道相控阵头线圈， 扫描参数为：T1WI：TR 400 ms， TE 15 ms， 层厚6 mm， 间隔1 mm;T2WI：TR 3000 ms， TE 102 ms（层厚及间隔与T1WI一致）;SWI扫描： TR 50 ms， TE 40 ms， 层厚2.0 mm， 间隔

    0 mm， 视野24 cm， 矩阵320×320， NEX 0.75， 带宽31.25， 翻转角度30°。3D-TOF法MR血管成像：TR 32 ms， TE 15 ms， 翻转角度20°， 带宽15.63， 矩阵256×192， NEX1， 层厚1.6 mm。

    对比剂采用钆喷酸葡甲胺（Gd-DTPA）肘正中静脉团注， 剂量0.1 mmol/kg， 注射速度2.5 ml/s。

    1. 3 图像处理与分析 将SWI采集的原始数据传输到GE Adw 4.3工作站应用SWI处理软件和Functool软件对图像进行处理和分析。首先对原始相位图进行空间滤波， 然后将原始图像和滤波后图像复数相除， 得到校正的相位图， 将校正相位图蒙片多次（4次为最佳）叠加于磁矩图上， 获得最终的高对比SWI影像， 对SWI图像采用10 mm层厚（空間分辨率及血管显示较好）重建， 得到最小密度投影的SWI图像。由两位影像科主治医师独立阅片和分析， 比较和测算常规MRI序列及SWI所显示病灶数目与面积， 并观察病灶的形态、信号特征等。

    1. 4 统计学方法 采用SPSS10.0统计学软件处理数据。计数资料以率（%）表示， 采用χ2检验。P<0.05表示差异有统计学意义。

    2 结果

    20例脑静脉畸形（6例伴脑海绵状血管瘤）中位于小脑半球8例（40.0%）， 顶叶3例（15.0%）， 额叶4例（20.0%）， 颞叶3例（15.0%）， 枕叶1例（5.0%）， 基底节1例（5.0%）。13例

    （5例伴海绵状血管瘤）行T1WI常规剂量增强扫描（CE-T1WI）， 9例（3例伴海绵状血管瘤）行磁共振血管成像（MRA）检查， 其中1例可见斑点状高信号， 1例见引流静脉。4例行磁共振静脉造影（MRV）检查， 3例可见迂曲、增粗静脉影。常规MRI对部分髓静脉显示不清， 部分呈条状低信号或高信号。CE-T1WI呈条状高信号影。T1WI及T2WI可见引流静脉， 但髓静脉显示欠佳。增强T1WI及SWI均可见1条粗大引流静脉和多条纤细髓静脉， 呈“根须”状， 但SWI较增强T1WI显示更清晰。见图1～4。SWI显示静脉最小直径为0.05 cm。CE-T1WI显示静脉的最小直径为0.09 cm。

    SWI对髓静脉检出率为100.00%（103/103）， 高于T1WI和

    T2WI的23.30%（24/103）、33.01%（34/103）， 且高于CE-T1WI的77.27%（51/66）， 差异具有统计学意义（P<0.05）;SWI、T1WI、T2WI对引流静脉的检出率分别为100.00%（23/23）、69.57%

    （16/23）、73.91%（17/23）;SWI与CE-T1WI对引流静脉检出率均为100.00%。其中SWI检出引流静脉中表浅静脉引流7例（35.0%）， 深部静脉引流8例（40.0%）， 深浅静脉同时引流4例（20.0%）。1例病变未发现明显引流静脉。见表1。

    3 讨论

    3. 1 脑静脉畸形的病理特点、临床及影像学表现

    3. 1. 1 脑静脉畸形的病理及临床表现 脑静脉畸形过去认为极少见， 但随着医学影像学的发展， CT及MRI的广泛应用， 其检出率不断增加， 已被认为是颅内最为常见的血管畸形之一。病因尚不清楚， 多数研究者认为系胚胎发育时宫内意外因素导致静脉阻塞， 由侧支代偿增生所致。其形成时间在脑动脉形成之后， 故仅含静脉成分。脑静脉畸形在组织学上由许多细小扩张的髓静脉和一条或多条引流静脉两部分组成。镜下仅见静脉成分， 畸形血管之间有正常脑组织。正常的髓静脉和脑贯穿静脉的直径分别为<0.02 mm和0.05～

    0.30 mm， 在造影时不易显示。但在静脉畸形中， 髓静脉的直径扩大10～100倍， 因此畸形静脉可被显示[5]。静脉畸形可发生在脑静脉系统的任何部位， 以额叶和小脑最常见。发生于幕上者占65%， 最常见于额叶（40%）， 特别是在靠近侧脑室额角的地方;发生于幕下者约为35%， 主要位于小脑半球， 靠近四脑室的部位。本组20例脑静脉畸形中位于小脑半球8例

    （40.0%）， 額叶4例（20.0%）， 顶叶3例（15.0%）， 颞叶3例（15.0%）， 枕叶1例（5.0%）， 基底节1例（5.0%）， 与上述研究相符合。发病年龄多为35～40岁， 男女比例接近。幕上者最常见症状为癫痫、头痛和感觉运动障碍。幕下者常见症状以共济失调为主。有1%的脑静脉畸形表现为出血， 尤以幕下者出血多见。近年来许多研究者认为， 脑静脉畸形往往合并脑海绵状血管瘤（2%～29%）， 而后者易出血， 可能是静脉畸形出血的真正原因[5-7]。本组6例（30.0%）合并海绵状血管瘤。

    3. 1. 2 影像学表现 脑血管造影典型表现为静脉中期许多细小扩张的髓静脉呈放射状汇入一条或多条粗大的引流静脉。后者通常经表浅的皮层静脉进入静脉窦， 有时向深部进入室管膜下深静脉系统。多数引流静脉进入浅静脉系统， 少数入深静脉系统， 亦有同时入浅、深静脉系统。CT平扫见圆形高密度影， 高密度的含铁血黄素沉着或钙化， 增强可见圆形、线形增强血管影。MRI典型表现为脑内圆形、条形流空信号， 增强后显示“海蜇头”、“辐轮状”扩张的髓静脉和增粗的穿皮质静脉。SWI表现为“根须”状或“辐轮”状扩张的髓静脉和增粗的穿皮质静脉， 呈明显低信号， 边界清楚。本组SWI显示静脉畸形的最小直径为0.05 cm， 对髓静脉、引流静脉的显示率明显高于常规序列。13例增强T1WI与SWI分别显示相同的引流静脉， 但SWI显示更多的髓静脉。SWI检出表浅静脉引流7例（35.0%）、深部静脉引流8例（40.0%）、深浅静脉同时引流4例（20.0%）， 与文献报道不相符。分析原因可能为病变多位于小脑半球， 受颅底磁敏感伪影的影响部分引流静脉显示不清， 另外病例数相对较少， 所占比例有所偏倚。

    3. 2 SWI的诊断价值 常规的MRI检查序列， 包括MRA技术对较大和快流速血管结构的显示较为敏感和可靠， 但对慢血流和微细血管或有血栓的病灶则敏感性明显下降， 同时， 血流方向与性状也会影响MRA信号强度[8]。有时增强检查结果也不理想。SWI技术依靠血氧饱和度形成的磁敏感

    性差异， 结合相位信息可敏感的显示低流速的静脉血流， 薄层SWI可以最大化减小部分容积效应， 显示直径<1 mm的小静脉， 且不受血流速度和方向的影响， 对发现静脉结构及血液代谢产物非常敏感， 是诊断隐匿性脑血管畸形的最理想方法[9-13]。

    SWI可用于早期发现和评价常规MRI及MRA显示欠佳的脑静脉畸形及小的动静脉畸形， 并在不使用对比剂情况下， 可清晰明确地显示多发纤细扩张的髓静脉及引流静脉。本研究结果显示， SWI对髓静脉检出率为100.00%（103/103）， 高于T1WI和T2WI的23.30%（24/103）、33.01%（34/103）， 且高于CE-T1WI的77.27%（51/66）， 差异具有统计学意义（P<0.05）;

    SWI、T1WI、T2WI对引流静脉的检出率分别为100.00%

    （23/23）、69.57%（16/23）、73.91%（17/23）;SWI与CE-T1WI对引流静脉检出率均为100.00%。SWI对于较大脑动静脉畸形的诊断价值与常规MRI相仿， 在其中引流静脉和伴发出血的显示方面具有一定的优势， 这与国外学者研究结果

    相同[9]。SWI可以清晰显示脑静脉畸形扩张的髓静脉和粗大的引流静脉， 呈根须状或辐轮状低信号改变， 比常规序列显示髓静脉及引流静脉的数目增多。SWI显示静脉最小直径为0.05 cm[14， 15]。

    总之， 在颅内静脉畸形病变的检查与诊断中， SWI较常规MRI序列具有明显优势， 尤其是微小、多发病灶以及细小髓静脉显示， 并可以对病灶的大小与出血等情况进行定量评价;并在不注射对比剂情况下实现以上目的。随着3.0 T磁共振进一步普及应用和图像后处理软件及算法的改进， SWI时间明显缩短， 已逐渐成为脑静脉畸形诊断的首选检查方法。

    参考文献

    [1] Sehgal V， Delproposto Z， Haacke EM， et al. Clinical applications of neuroimaging with susceptibility-weighted imaging. Magn Reson Imaging， 2005， 22（4）：439-450.

    [2] Xu XJ， Wang QD， Zhang MM. Are there gender differences in iron contents of adult brain： an in vivo susceptibility weighted imaging study. Journal of Zhejiang University， 2008， 37（5）：477-482.

    [3] Sehgal V， Delproposto Z， Haddar D， et al. Susceptibility weighted imaging to visualize blood products and improve tumor contrast in the study of brain masses. JMagn Reson Imaging， 2006， 24（3）：41-51.

    [4] Haacke EM， Ayaz M， Manova ES， et al. Establishing a baseline phase behavior in magnetic resonance imaging to determine normal vs abnormal iron content in the brain. Magn Reson Imaging， 2007， 26（2）：256-264.