平面回波成像序列.pdf

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1、第十節(jié)平面回波成像序列平面回波成像（echoplanarimaging，EPI）技術(shù)早在上世紀(jì)70年末就有人提出，但由于EPI技術(shù)需依賴于高性能梯度線圈，因此在臨床上的應(yīng)用一直到上世紀(jì)90年代中后期才得以實(shí)現(xiàn)。EPI是目前最快的MR信號(hào)采集方式，利用單次激發(fā)EPI序列可在數(shù)十毫秒內(nèi)完成一幅圖像的采集。一、EPI技術(shù)EPI是在梯度回波的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，EPI技術(shù)本身采集到的MR信號(hào)也屬于梯度回波。一般的梯度回波是在一次射頻脈沖激發(fā)后，利用讀出梯度場(chǎng)（即頻率編碼梯度場(chǎng)）的一次正反向切換產(chǎn)生一個(gè)梯度回波（圖42）；EPI技

2、術(shù)則與之不同，它是在一次射頻脈沖激發(fā)后，利用讀出梯度場(chǎng)的連續(xù)正反向切換，每次切換產(chǎn)生一個(gè)梯度回波，因而將產(chǎn)生多個(gè)梯度回波（圖45a），因而有回波鏈的存在。因此，實(shí)際上EPI可以理解成“一次射頻脈沖激發(fā)采集多個(gè)梯度回波”。脈沖回波1回波2相位編碼回波3回波4讀出梯度回波5Ky回波6回波2回波4回波6MR信號(hào)回波7回波1回波3回波5回波7Kxab圖45常規(guī)EPI的序列結(jié)構(gòu)及K空間填充軌跡示意圖圖a為常規(guī)EPI序列結(jié)構(gòu)示意圖，圖中省略了層面選擇梯度。EPI是在射頻脈沖激發(fā)后利用梯度場(chǎng)連續(xù)的正反向切換，從而產(chǎn)生一連串梯度回波。

3、利用相位編碼梯度場(chǎng)與讀出梯度場(chǎng)相互配合，完成空間定位編碼。圖b示EPI序列的K空間填充軌跡，由于EPI特殊的信號(hào)采集方式，其原始數(shù)據(jù)的K空間填充軌跡與一般MR成像序列不同，是一種迂回的填充軌跡。由于EPI回波是由讀出梯度場(chǎng)的連續(xù)正反向切換產(chǎn)生的，因此產(chǎn)生的信號(hào)在K空間內(nèi)填充是一種迂回軌跡（圖45b），與一般的梯度回波類或自旋回波類序列（圖17）顯然是不同的。這種K空間迂回填充軌跡需要相位編碼梯度場(chǎng)與讀出梯度場(chǎng)相互配合方能實(shí)現(xiàn)，相位編碼梯度場(chǎng)在每個(gè)回波采集結(jié)束后施加，其持續(xù)時(shí)間的中點(diǎn)正好與讀出梯度場(chǎng)切換過零點(diǎn)時(shí)重疊（圖4

4、5a）。從圖45a可以看出，EPI序列利用讀出梯度場(chǎng)連續(xù)切換產(chǎn)生回波，先施加的是反向的離相位梯度場(chǎng)，然后切換到正向，成為聚相位梯度場(chǎng)，產(chǎn)生第一個(gè)梯度回波，正向梯度場(chǎng)施加的時(shí)間過第一回波中點(diǎn)后，實(shí)際上又成為正向的離相位梯度場(chǎng)，施加一定時(shí)間后，切換到反向，這時(shí)反向梯度場(chǎng)成為聚相位梯度場(chǎng)，從而產(chǎn)生與第一個(gè)回波方向相反的第二個(gè)梯度回波，反向梯度場(chǎng)施加的時(shí)間過第二個(gè)回波中點(diǎn)后又成為反向離相位梯度場(chǎng)。如此周而復(fù)始，產(chǎn)生一連串正向和反向相間的梯度回波，正由于EPI序列中這種正向和反向相間的梯度回波鏈，決定了其MR原始數(shù)據(jù)在K空間中需

5、要進(jìn)行迂回填充（圖45b）。二、EPI序列的分類EPI序列的分類方法主要兩種，一種按照一幅圖像需要進(jìn)行射頻脈沖激發(fā)的次數(shù)進(jìn)行分類；另一種則根據(jù)其準(zhǔn)備脈沖進(jìn)行分類。（一）按激發(fā)次數(shù)分類按一幅圖像需要進(jìn)行射頻脈沖激發(fā)的次數(shù)，EPI序列可分為多次激發(fā)EPI和單次激發(fā)EPI。多次激發(fā)EPI（multishotEPI，MS-EPI）是指一次射頻脈沖激發(fā)后利用讀出梯度場(chǎng)連續(xù)切換采集多個(gè)梯度回波，填充K空間的多條相位編碼線，需要多次射頻脈沖激發(fā)和相應(yīng)次數(shù)的EPI采集及數(shù)據(jù)迂回填充才能完成整個(gè)K空間的填充。MS-EPI所需要進(jìn)行的激發(fā)

6、次數(shù)，取決于K空間相位編碼步級(jí)和ETL。如K空間相位編碼步級(jí)為128，ETL＝16，則需要進(jìn)行8次激發(fā)。因此實(shí)際上從數(shù)據(jù)采集的角度來說，MS-EPI與FSE頗為相似，兩種序列均是在一次射頻脈沖激發(fā)后采集多個(gè)回波，填充K空間的多條相位編碼線，需要重復(fù)多次激發(fā)方能完成整個(gè)K空間的填充。兩種序列的不同之處在于：（1）FSE序列是利用180?復(fù)相脈沖采集自旋回波鏈，而MS-EPI是利用讀出梯度場(chǎng)的連續(xù)切換采集梯度回波鏈；（2）FSE的K空間是單向填充，而MS-EPI的K空間需要進(jìn)行迂回填充；（3）由于梯度場(chǎng)連續(xù)切換比連續(xù)的18

7、0?脈沖所需的時(shí)間要短的多，因此MS-EPI回波鏈采集要比ETL相同的FSE序列快數(shù)倍。如果EPI序列填充K空間的所有數(shù)據(jù)在一次射頻脈沖后全部采集，這種序列被稱為單次激發(fā)EPI（singleshotEPI，SS-EPI）序列。從數(shù)據(jù)采集角度來說，SS-EPI序列與單次激發(fā)FSE（SS-FSE）序列相似，均是在一次射頻脈沖激發(fā)后完成K空間全部數(shù)據(jù)的采集。兩種序列的不同之處則相當(dāng)于MS-EPI序列與FSE序列的差別。SS-EPI序列是目前采集速度最快的MR成像序列，單層圖像的TA可短于100ms。SS-EPI與MS-EPI

8、各有優(yōu)缺點(diǎn)：（1）SS-EPI的成像速度明顯快于MS-EPI，因此更適用于對(duì)速度要求很高的功能成像；（2）由于ETL相對(duì)較短，MS-EPI的圖像質(zhì)量一般優(yōu)于SS-EPI，SNR更高，EPI常見的偽影更少。（二）按EPI準(zhǔn)備脈沖分類EPI本身只能算是MR信號(hào)的一種采集方式，并不是真正的序列，EPI技術(shù)需要結(jié)合一定的準(zhǔn)備脈沖方能成為真