SWI是一种利用不同组织间的磁敏感差异而成像的技术，对于小静脉、微出血、铁沉积都极为敏感，在临床工作中使用非常广泛。本期课程将和大家回顾SWI的基本概念、技术原理及临床应用等相关内容。

基本概念

SWI（SusceptibilityWeightedImaging,SWI），是E.MackHaacke于年发明，年申请专利。最初命名为“高分辨率血氧水平依赖静脉成像”(HighResolutionBloodOxygenationLeveldependentVenographicImaging)。

SWI早期主要应用于脑内小静脉的显示，近年来经过高场MR的应用及相关技术的不断改进，其临床应用范围得到了极大的扩展，常用于脑出血鉴别、脑血管畸形、颅脑外伤等。

图1.SWI图像

静脉成像基本原理

静脉成像依赖于两种效应：

1、其内脱氧血红蛋白引起局部磁场不均匀导致T2*时间缩短；

2、血管与周围组织的相位差加大。

T2*缩短

静脉血内血红蛋白导致T2*时间缩短，从而使静脉血信号强度降低

FFE序列中，组织的信号强度S(TE)公式为：

S(TE)=S0exp[－R2*(Y)TE]

（R2*(Y)是横向弛豫率，等于T2*的倒数）

由公式得出，影响信号强度主要是由于T2*及TE。

动静脉血T2*的差异会造成两者信号强度的差异延长TE可获得更强的信号对比

此时脱氧血红蛋白便成为一种内源性对比剂使静脉显影。

组织间相位差

第二种效应为静脉内容积磁化率引起血管内质子的频移，使静脉血与周围组织之间产生相位差。

由容积磁化率效应引起静脉血与周围组织之间的相位差(φ)公式：

φ=γΔBTE

（γ是指质子的旋磁比，ΔB指血液和周围组织的磁场差异）

假设血管为一根无限长的圆柱形体，血液和周围组织的磁场差异ΔB即可表示为：

ΔB=Δx(cos2θ－1/3)B0/2

静脉血与周围组织的磁化率差异Δx可表示为：

Δx=4πxdoHct(1－Y)

（xdo代表去氧血红蛋白和含氧血红蛋白之间的磁化率差异，Y为血氧饱和度分数，Hct是红细胞比容）

通过换算得出静脉血与周围组织之间的相位差(φ)：

φ=γTE2πxdoB0(cos2θ－1/3)(1－Y)Hct

SWI成像原理

SWI成像基础是组织间磁敏感差异及BOLD效应。

SWI采用3DFFE序列为基础，同时采用流动补偿技术、多回波、FLYBACK、射频脉冲扰相等技术，具有三维、高分辨率、高信噪比等特点。

FFE对T2*变化敏感，因此SWI对小静脉、微出血、铁沉积敏感，适合在临床工作中检查脑血管畸形、微出血等疾病。

磁敏感性反映了物质在外加磁场作用下的磁化程度，可以用磁化率(χ)来度量。

磁化率公式：χ=J/B

磁敏感物质分为顺磁性、反磁性、铁磁性物质。

顺磁性物质：自身产生的磁场与外加磁场方向相同，具有正的磁化率(χ0)；反磁性物质：自身产生磁场与外加磁场方向相反，具有负的磁化率(χ0)；铁磁性物质：在去除外磁场后仍可以被磁化，具有很大的磁化率。

反磁性与顺磁性

反磁性物质：

使磁场线向外偏移，局部磁场强度下降。导致正向相位偏移，表现为高信号。

常见于：钙化、氧合血红蛋白。

图2.反磁性物质磁场线图

顺磁性、铁磁性物质：

使磁场线聚集，局部磁场强度上升；导致负向相位偏移，表现为低信号。

常见于：铁和去氧血红蛋白。

图3.顺磁性、铁磁性物质磁场线图

氧合血红蛋白由于没有多余的未成对电子，表现为反磁性。

当氧合血红蛋白把氧提供给给细胞后，有未成对电子对，表现为顺磁性.

图4.氧合血红蛋白及脱氧血红蛋白

血肿演变：

氧化血红蛋白（反磁性）→脱氧血红蛋白（顺磁性）→高铁血红蛋白（顺磁性）→含铁血黄素（超顺磁性）

因此，可以看出磁化率逐渐增加，顺磁性逐渐增加。

VenBOLD

VenBOLD（血氧水平依赖）利用氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的不同磁敏感性成像。

VenBOLD基于3DFFE的序列，对T2*变化敏感。

为了获得必要的T2*对比度，需要长的TE，这样会导致TR延长。

在VenBOLD成像中，切换额外的梯度使回波移位.

图5.VenBOLD

SWIp

SWIp基于对T2*变化敏感的多回波3DFFE脉冲序列。

应用流动补偿（Flow