平面回波成像序列.pdf

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1、第十节平面回波成像序列平面回波成像（echoplanarimaging，EPI）技术早在上世纪70年末就有人提出，但由于EPI技术需依赖于高性能梯度线圈，因此在临床上的应用一直到上世纪90年代中后期才得以实现。EPI是目前最快的MR信号采集方式，利用单次激发EPI序列可在数十毫秒内完成一幅图像的采集。一、EPI技术EPI是在梯度回波的基础上发展而来的，EPI技术本身采集到的MR信号也属于梯度回波。一般的梯度回波是在一次射频脉冲激发后，利用读出梯度场（即频率编码梯度场）的一次正反向切换产生一个梯度回波（图42）；EPI技

2、术则与之不同，它是在一次射频脉冲激发后，利用读出梯度场的连续正反向切换，每次切换产生一个梯度回波，因而将产生多个梯度回波（图45a），因而有回波链的存在。因此，实际上EPI可以理解成“一次射频脉冲激发采集多个梯度回波”。脉冲回波1回波2相位编码回波3回波4读出梯度回波5Ky回波6回波2回波4回波6MR信号回波7回波1回波3回波5回波7Kxab图45常规EPI的序列结构及K空间填充轨迹示意图图a为常规EPI序列结构示意图，图中省略了层面选择梯度。EPI是在射频脉冲激发后利用梯度场连续的正反向切换，从而产生一连串梯度回波。

3、利用相位编码梯度场与读出梯度场相互配合，完成空间定位编码。图b示EPI序列的K空间填充轨迹，由于EPI特殊的信号采集方式，其原始数据的K空间填充轨迹与一般MR成像序列不同，是一种迂回的填充轨迹。由于EPI回波是由读出梯度场的连续正反向切换产生的，因此产生的信号在K空间内填充是一种迂回轨迹（图45b），与一般的梯度回波类或自旋回波类序列（图17）显然是不同的。这种K空间迂回填充轨迹需要相位编码梯度场与读出梯度场相互配合方能实现，相位编码梯度场在每个回波采集结束后施加，其持续时间的中点正好与读出梯度场切换过零点时重叠（图4

4、5a）。从图45a可以看出，EPI序列利用读出梯度场连续切换产生回波，先施加的是反向的离相位梯度场，然后切换到正向，成为聚相位梯度场，产生第一个梯度回波，正向梯度场施加的时间过第一回波中点后，实际上又成为正向的离相位梯度场，施加一定时间后，切换到反向，这时反向梯度场成为聚相位梯度场，从而产生与第一个回波方向相反的第二个梯度回波，反向梯度场施加的时间过第二个回波中点后又成为反向离相位梯度场。如此周而复始，产生一连串正向和反向相间的梯度回波，正由于EPI序列中这种正向和反向相间的梯度回波链，决定了其MR原始数据在K空间中需

5、要进行迂回填充（图45b）。二、EPI序列的分类EPI序列的分类方法主要两种，一种按照一幅图像需要进行射频脉冲激发的次数进行分类；另一种则根据其准备脉冲进行分类。（一）按激发次数分类按一幅图像需要进行射频脉冲激发的次数，EPI序列可分为多次激发EPI和单次激发EPI。多次激发EPI（multishotEPI，MS-EPI）是指一次射频脉冲激发后利用读出梯度场连续切换采集多个梯度回波，填充K空间的多条相位编码线，需要多次射频脉冲激发和相应次数的EPI采集及数据迂回填充才能完成整个K空间的填充。MS-EPI所需要进行的激发

6、次数，取决于K空间相位编码步级和ETL。如K空间相位编码步级为128，ETL＝16，则需要进行8次激发。因此实际上从数据采集的角度来说，MS-EPI与FSE颇为相似，两种序列均是在一次射频脉冲激发后采集多个回波，填充K空间的多条相位编码线，需要重复多次激发方能完成整个K空间的填充。两种序列的不同之处在于：（1）FSE序列是利用180复相脉冲采集自旋回波链，而MS-EPI是利用读出梯度场的连续切换采集梯度回波链；（2）FSE的K空间是单向填充，而MS-EPI的K空间需要进行迂回填充；（3）由于梯度场连续切换比连续的18

7、0脉冲所需的时间要短的多，因此MS-EPI回波链采集要比ETL相同的FSE序列快数倍。如果EPI序列填充K空间的所有数据在一次射频脉冲后全部采集，这种序列被称为单次激发EPI（singleshotEPI，SS-EPI）序列。从数据采集角度来说，SS-EPI序列与单次激发FSE（SS-FSE）序列相似，均是在一次射频脉冲激发后完成K空间全部数据的采集。两种序列的不同之处则相当于MS-EPI序列与FSE序列的差别。SS-EPI序列是目前采集速度最快的MR成像序列，单层图像的TA可短于100ms。SS-EPI与MS-EPI

8、各有优缺点：（1）SS-EPI的成像速度明显快于MS-EPI，因此更适用于对速度要求很高的功能成像；（2）由于ETL相对较短，MS-EPI的图像质量一般优于SS-EPI，SNR更高，EPI常见的伪影更少。（二）按EPI准备脉冲分类EPI本身只能算是MR信号的一种采集方式，并不是真正的序列，EPI技术需要结合一定的准备脉冲方能成为真