4テスラ磁場下で取得したSWI画像。脳内の静脈が写っている。 磁化率強調画像法 （SWI ）は、もともとはBOLD静脈造影画像法と呼ばれていましたが、静脈血 、出血、鉄蓄積に非常に敏感なMRIシーケンス です。SWIは、完全にフロー補償されたロングエコー勾配エコー（GRE）パルスシーケンス を使用して画像を取得します。この方法は、組織間の磁化率の 違いを利用し、位相画像を使用してこれらの違いを検出します。振幅データと位相データを組み合わせて、コントラストが強調された振幅画像を作成します。SWIによる静脈血の画像化は、血液酸素レベル依存性（BOLD）技術であるため、BOLD 静脈造影法 と呼ばれていました（そして現在でも呼ばれることがあります）。SWIは静脈血に敏感であるため、外傷性脳損傷 （TBI）や高解像度脳静脈造影によく使用されますが、他にも多くの臨床応用があります。 SWIはフィリップスとシーメンスから臨床パッケージとして提供されているが、1.0T 、1.5T 、3.0T以上の磁場強度であれば、どのメーカーの装置でも実行可能である。
取得と画像処理 SWIでは、速度補償、RFスポイル、高解像度の3Dグラジエントエコー（GRE）スキャンを使用します。振幅画像と位相画像の両方が保存され、位相画像は不要なアーチファクトを除去するためにハイパス（HP）フィルタ処理されます。次に、振幅画像と位相画像を組み合わせて、磁化率強調（SW）画像と呼ばれるコントラスト強調振幅画像を作成します。また、 静脈の接続性をよりよく視覚化するために、8～10 mmの範囲で最小強度投影（mIP）を作成することも一般的です。このようにして、元の振幅画像、HPフィルタ処理された位相画像、磁化率強調画像、および磁化率強調画像上のmIPの4つの画像セットが生成されます。
位相フィルタリング 位相画像の値は-πからπの範囲に制限されているため、値がπを超えると-πに戻ります。磁場の不均一性により、低周波の背景勾配が発生します。これにより、画像全体で位相値が徐々に増加し、位相の折り返しが発生して画像が不明瞭になります。この種のアーティファクトは、位相アンラッピングを行うか、元の複素データをハイパスフィルタリングして位相画像の低周波変動を除去することで除去できます。
磁化率加重画像の作成 負の位相値に感度を持つ位相マスク。線形マッピング（破線）と4乗マッピング（実線）を示す。 磁化率加重画像は、振幅画像とフィルタリングされた位相画像を組み合わせることによって作成されます。位相画像からマスクを作成するには、0ラジアンを超えるすべての値を1にマッピングし、-πから0ラジアンまでの値をそれぞれ0から1の範囲に線形にマッピングします。あるいは、マスクの効果を高めるために、-πから0への線形マッピングの代わりにべき関数（通常は4次）を使用することもできます。次に、振幅画像にこのマスクを乗算します。このようにして、0ラジアンを超える位相値は影響を与えず、0ラジアン未満の位相値は振幅画像を暗くします。これにより、静脈、鉄、出血など、位相値が低い物体の振幅画像のコントラストが向上します。
臨床応用 SWIは、少量の出血やカルシウムを検出するために最も一般的に使用されています。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
1.5テスラMRIにおける、従来のGRE（左）とSWI（右）で撮影したびまん性軸索損傷の画像の比較 1.5テスラにおける従来のGRE（左）とSWI（右）で撮影した出血画像の比較外傷患者における微小出血、断裂、びまん性軸索損傷 （DAI）の検出は、損傷が比較的小さく、低解像度のスキャンでは見逃されやすいため、しばしば困難です。SWIは通常、比較的高い解像度（1 mm 3 ）で実行され、灰白質と白質の境界における出血に非常に敏感であるため、非常に小さな病変を観察することが可能となり、より微細な損傷を検出する能力が向上します。
脳卒中と出血 拡散強調画像法は、 急性脳卒中を検出するための強力な手段となる。勾配エコー画像法が出血を検出できることはよく知られているが、SWIを用いると最も効果的に検出できる。ここに示した例では、勾配エコー画像は細胞毒性浮腫の可能性のある領域を示し、SWI画像は脳卒中の可能性のある局在と影響を受けた血管領域を示している（データは1.5Tで取得 ）。
グラジエントエコー強調画像における明るい領域は、この急性脳卒中の症例で影響を受けた領域を示しています。SWI画像の矢印は、脳卒中によって影響を受けた危険組織（A、B、C）と脳卒中自体の位置（D）を示している可能性があります。影響を受けた血管領域が見える理由は、この組織の酸素飽和度が低下しているためと考えられます。これは、脳卒中後に脳のこの領域への血流が減少したことを示唆しています。別の可能性としては、局所的な静脈 血流量 が増加していることが考えられます。いずれの場合も、この画像は、この血管領域に関連する組織が危険組織である可能性を示唆しています。今後の脳卒中研究では、局所的な血流と酸素飽和度についてより詳しく知るために、灌流強調画像とSWIの比較が行われるでしょう。
スタージ・ウェーバー症候群の新生児のSWI静脈造影 神経症状を示さなかったスタージ・ウェーバー症候群 の新生児のSWI静脈造影画像を右に示す。初期の従来のMRI検査では異常は認められなかった。静脈造影画像では、左後頭葉 の脳室後角と皮質表面の間を走る異常な静脈血管が明瞭に描出されている。高解像度のため、側副血管も確認できる。
腫瘍 腫瘍の特徴付けには、血管新生 と微小出血の両方の観点から病変の血管造影上の挙動を理解することが不可欠です。悪性度の高い腫瘍は、血管が急速に増殖し、微小出血が多数発生する傾向があります。したがって、腫瘍におけるこれらの変化を検出できれば、腫瘍の状態をより正確に判断できる可能性があります。SWIは、正常組織と比較して静脈血や血液成分の磁化率が異なるため、これらの血液成分に対する感度が高く、腫瘍境界や腫瘍出血のコントラストが向上します。
多発性硬化症 多発性硬化症 （MS）は通常、FLAIR画像 と造影T1強調画像で検査されます。SWIは、一部の病変における静脈の接続性を明らかにし、一部の病変における鉄の存在を示すことで、この検査に新たな情報を加えます。この重要な新しい情報は、MSの生理学を理解するのに役立つ可能性があります。[ 4 ]
SWIスキャンで測定された磁気共鳴周波数は、MS病変の形成に敏感であることが示されています。周波数は、造影剤増強スキャンで新しい病変が現れる数か月前から上昇します。造影剤増強時には周波数は急速に上昇し、少なくとも6か月間は高いままです。[ 5 ] [ 6 ]
1.5テスラで収集したCAAの画像。 左：従来のT2*画像（TE=20ms ）、中央：SWI処理されたマグニチュード画像（TE=40ms ）、右：SWI位相画像（TE=40ms ） 勾配エコー（GRE）イメージングは、 CAA の出血を検出する従来の方法ですが、SWI は GRE 画像では見逃される多くの微小出血を明らかにすることができる、はるかに感度の高い技術です。[ 7 ] ms）では、CAA に関連するいくつかの低信号病巣が示されています。一方、SWI 画像（中央、解像度 0.5 mm x 0.5 mm x 2.0 mm、8 mm に投影）では、関連する低信号病巣がさらに多く示されています。位相画像は、局所的なヘモジデリン 蓄積の効果を強調するために使用されました。さらに高解像度の 0.25 mm x 0.25 mm x 2.0 mm の位相画像の例（右）では、複数の CAA 関連病巣を明確に特定できることが示されています。
気脳症 最近の研究では、SWIは気脳症 から回復中の神経外科患者のモニタリングに適している可能性があることが示唆されている。なぜなら、SWIでは空気を容易に検出できるからである。
高磁場SWI SWIは、位相画像のコントラストがエコー時間（TE）と磁場強度に比例するため、高磁場システムを活用するのに特に適しています。したがって、高磁場ではコントラストを損なうことなくエコー時間を短縮できるため、スキャン時間と動きによるアーチファクトを低減できます。高磁場では信号対雑音比が高くなるため、スキャン品質が向上し、より高解像度のスキャンが可能になります。[ 8 ]
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外部リンク SWIに関する情報パンフレット（SWIソフトウェアを含む） MRAおよびSWIを用いたMRI-CCSVIパイロット研究 ナイスMRI MRI生物医学研究所 
