为什么EPI的化学位移在相位编码方向更显著？

如果Ⅰ类化学位移发生在频率编码方向，那么与之对应的Ⅱ类化学位移就应该在相位编码方向了。

在FSE序列中，相位和频率编码有什么区别呢？

为了更好理清相位和频率编码的主要区别，下图是省略了很多脉冲和梯度的序列简图：

FSE/GRE序列简图：相位（PE）编码 VS 频率（GR）编码

1. 频率编码梯度(GR)的大小和方向不变；

2. 相位编码梯度(PE)的大小和方向一直在变。

那么频率和相位编码梯度的不同，会带来二者化学位移的什么区别呢？

FSE/GRE序列：Ⅰ类化学位移（GR）VS Ⅱ类化学位移（PE）

Ⅰ类化学位移现象：红箭头所示 Ⅱ类化学位移现象：勾边效应和水脂混合成分的低信号（在同相位图像上不易察觉，通过比较反相位图像更能发现端倪）  

FSE/GRE相位编码方向上的Ⅱ类化学位移现象为什么不发生信号位移：

1. FSE/GRE的相位梯度方向有正有反，大小也都不同，这种变化的相位梯度编码使得每一次位移都不同，且能得到相反梯度的纠正，避免了化学位移信息的累积，从而很少有空间上的化学位移。

2. 即使水和脂之间有空间上的化学位移，但经过相位编码梯度的编译，其空间位置也会最终被定位在相同的位置。

FSE/GRE的图像中常见的Ⅱ类化学位移现象：1. 水脂混合的物质在同、反相位的信号不同；2. 反相位的勾边效应。

同反相位

反相位：｜水-脂｜ 同相位：｜水+脂｜ 由于水、脂的进动频率不同，水和脂的相位需要在特定时间才会同相位和反相位，同相位时水脂信号叠加，反相位时，水脂信号相减，FSE序列一般会在同相位采集信号，得到同相位图像。但在使用Dixon、flex等水脂分离技术时，则还要采集反相位图像。

同反相位



MR的信号大小与宏观横向磁矩大小成正比，而宏观横向磁矩是水质子和脂质子等相位叠加的结果，当反相位采集信号时，水脂混合的组织的信号出现水脂相减的负性叠加，而使得宏观横向磁矩减小，导致信号减弱，这种现象便是Ⅱ类化学位移现象（如脏器边缘的水脂混合的结缔组织低信号的“勾边效应”）。

在FSE/GRE序列中，

Ⅰ类化学位移：成像物质的信号强弱不变，但其成像位置会因其不同频率而有不同程度的偏移（相对于水，因为一般是以水的频率作为中心频率，即“参照物”）；

Ⅱ类化学位移：成像物质的位置不偏移，但不同成分的物质在不同相位时的信号不同（如水脂混合的物质在同相位和反相位时有不同的信号强度）。

可是，在EPI采集中，Ⅱ类化学位移（如果Ⅱ类化学位移源自相位编码梯度）却使成像物质的位置偏移了。

化学位移：EPI的Ⅱ类化学位移



在上图的DWI中，没有抑脂，所以皮下脂肪的信号很明显，且其位置顺着相位编码的低频方向偏移，这就是我们常说的ghost伪影。

为什么Ⅱ类化学位移在FSE序列和EPI上有不同的表现形式呢？

要回答这个问题，我们先从比较二者相位编码梯度的不同开始吧：

FSE VS EPI：相位编码（序列简图）



两者的相位编码有两处主要不同：

1. FSE和GRE的每个相位编码梯度的大小都不同，方向有正向也有反向；而EPI的相位编码梯度大小相近，方向相同。

2. FSE/GRE的相位梯度规律变化，共轭对称？而EPI的相位梯度很小。

FSE和EPI在相位编码梯度的这两处不同，也为下面的相位方向的化学位移埋下了伏笔。

化学位移：EPI的Ⅱ类化学位移



相对于FSE的相位编码梯度，EPI的相位编码梯度方向一致且很小。

1. 方向一致，则脂肪的化学位移更容易位移到相同的位置，而其相位编码方向的化学位移现象就更明显。

2. 相位编码梯度很小，相位编码梯度越小，脂质3.5ppm的化学位移所占的比重就越大，则脂质位移的距离就越大，其相位编码方向的化学位移现象就越显著。

下图是一个关于FSE与EPI的Ⅱ类化学位移的案例（此案例为 杭州医学院附属义乌医院 林海涛 老师提供）：

FSE VS EPI：EPI采集的Ⅱ类化学位移



在FSE序列上，发现一个接近体表的病灶，该病灶在T2WI水相高信号，T1WI低信号，推测富含水分。 但是在DWI上，该病灶却深埋入皮下，似乎可达肌层（其实未至）。

同一病灶，为什么在FSE和DWI上的位置却有如此差异？

原因便是Ⅱ类化学位移在EPI上显著，而FSE成像中不明显。

DWI中脂肪的Ⅱ类化学位移



病灶的主要信号源是其中的水质子，DWI脉冲以水质子的频率作为中心频率，类似于“参照物”，所以病灶的位置几乎不变，而脂肪频率比水少3.5ppm，则脂肪会向相位编码梯度的低频方向移动水质子频率的3.5ppm的像素位置。

也就是说，我们在DWI看到的病灶后侧的脂肪层，实际的位置在病灶的前侧。

审核编辑：刘清