《平面回波成像》精选课件.ppt

平面回波成像Echo Planar Imaging 李承宇 西安交大生医所 2011-10-30 回波平面成像历史 回波平面成像（Echo Planar Imaging, EPI）是当今最快的成像方法。 通常可在 30ms 内采集完一幅完整图像，每秒可获取 20 幅图像 1977年，英国的诺丁汉（Nottingham）大学物理系 Petter Mansfield 博士与他的同伴 I.L Pykett提出EPI技术。 1985 年在伦敦召开的医学磁共振年会上，Mansfield 以电影方式连续展示了利用 EPI 序列得到的一杯搅动的水的图像。 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 。 一、EPI技术 EPI技术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，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”。 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。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 从图a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空间中需要进行迂回填充（图b）。 二、EPI序列的分类 （一）按激发次数分类 （二）按EPI准备脉冲分类 （三）按K空间填充方式分类 （一）按激发次数分类 多次激发EPI (MS-EPI) 单次激发EPI (SS-EPI) 多次激发EPI 多次激发EPI 多次激发EPI（multishot EPI，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(128 = 16 x 8)。 ETL指回波链长度(echo train length), 即每个回波链中包含的回波个数。 多次激发EPI 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180?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。 单次激发EPI 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（single shot EPI，SS-EPI）序列，如图1所示。 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 1. 梯度回波EPI序列 (GRE-EPI) 2. 自旋回波EPI序列 (SE-EPI) 3. 反转恢复EPI序列 (IR-EPI) 梯度回波EPI序列 (GRE-EPI) 梯度回波EPI（GRE-EPI）序列是最基本的EPI序列，结构也最简单，是在90?脉冲后利用EPI采集技术采集梯度回波链。图1a所示即为GRE-EPI序列，90?脉冲后，回波链采集的信号符合T2*衰减曲线，因此有的文献也把该序列称为FID-