介绍EPI采集时其化学位移的特点

SE-EPI的DWI 与 FSE 相比有两个主要不同点：1.弥散梯度；2. EPI采集。其中弥散梯度已经向大家介绍了，下面将向大家介绍EPI采集时其化学位移的特点。

SE-EPI的DWI的序列简图

为了更好理解EPI，我们把FSE与EPI的采集方式放在一起比较来看。

FSE VS EPI



上图是FSE和EPI的简化图，图中我们去繁就简，省略了很多脉冲和梯度等结构，只为凸显FSE/GRE和EPI的两大不同：1. 读出（频率）编码的不同；2. 相位编码的不同。

FSE VS EPI：读出编码（频率编码）



两者的读出编码有两处主要不同： 1. FSE的每个读出梯度大小、方向都相同，EPI的读出梯度大小相同，方向相反； 2. EPI的读出梯度大小和切换速率 ＞ FSE的读出梯度。  

EPI与FSE这两处在采集方式上的不同，为下面两者的频率和相位编码方向的化学位移的区别埋下了伏笔。

化学位移：1. 频率编码方向；2. 相位编码方向。  

化学位移：3.5ppm



脉冲激发磁场中的人体后，覆盖在人体表面的线圈会接收一组信号，这组信号主要是人体中水和脂的信号，但是水和脂的信号频率不同，无论场强大小，水质子的进动频率都比脂质子的快，水比脂大约多出水质子频率的3.5ppm（百万分之3.5），这是MRI化学位移现象的基础。  

化学位移：频率编码方向的化学位移



1. 中心频率：MR脉冲的频率不是单一“纯净”的，它是一定范围的频率区间，其频率区间足够广，能够涵盖所选人体区域中几乎所有质子的频率。由于人体中水的含量最多，所以一般便以水质子的进动频率作为脉冲的中心频率。

2. Ⅰ类化学位移现象（频率编码方向）：频率编码便是以频率作为空间信息进行空间定位，由于脂质子比水质子的进动频率少3.5ppm，所以与水同位置的脂的位置便被频率定位在低于水质子频率3.5ppm的位置，这种由于频率差导致脂质在频率编码方向发生空间位置移动的现象，一般称为Ⅰ类化学位移。

3. 读出梯度场的大小与化学位移的关系：分辨率不变时，读出梯度场越大，则每个体素的频率范围越“宽广”，3.5ppm在“宽广”的频率区间中所占的比重就越小，化学位移现象越微小，反之则越明显。  

化学位移：FSE/GRE的Ⅰ类化学位移



1. FSE（GRE也一样）的读出梯度大小和方向都一样，所以MR采集的每组信号的脂质位移程度都是一致的，其重建的MR图像的脂质位移也被一致的表达出来，表现为人体脂质成分向频率编码的低频方向移动。

2. EPI的读出梯度的大小相同，方向却相反，导致MR采集的每组信号的脂质的空间位移不同并且被抵消，同时EPI的读出梯度非常强，即使有Ⅰ类化学位移也不明显。  

化学位移：EPI的Ⅰ类化学位移



上图右边的DWI抑脂比较彻底，在这幅DWI上，频率编码方向的Ⅰ类化学位移现象很不明显，甚至看不到。

但是一旦DWI的抑脂效果不佳，有脂肪信号残留时，便会出现明显的Ⅱ类化学位移现象，而且这种化学位移不同于上图的频率编码方向的Ⅰ类化学位移，它与相位编码有关，出现于相位编码方向，如下图右侧DWI所示：

化学位移：EPI的Ⅱ类化学位移

在上图的DWI中，我们没有抑脂，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。

由于FSE和GRE的频率编码大小和方向都不变，有助于化学位移的累积，所以其化学位移现象大都出现在频率编码方向，而基于EPI的DWI则有着不同的化学位移表现，下一篇我们将介绍Ⅱ类化学位移，并探讨基于EPI的DWI在相位编码方向的化学位移现象。

审核编辑：刘清