平面回波成像技術

平面回波成像（Echo Planar Imaging，EPI）是目前為止最快速的磁共振成像方法。它在腦和心臟快速成像、心臟電影、磁共振血管造影、腦功能 MRI（包括腦功能活動、腦灌注和腦彌散MRI）等方面得到廣泛套用。

基本介紹

• 中文名：平面回波成像
• 外文名：Echo Planar Imaging，EPI
• 專業：快速磁共振成像方法

EPI 的基本原理

EPI 為梯度回波的一種特殊形式，它利用快速反向梯度在單個弛豫時間（reiaxation time，TR）內產生一系列梯度回波並對其分別相位編碼，填充到相應的 k 空間，實現斷面成像。

EPI分類

根據激勵次數，EPI可分為單次激發和多次激發 EPI。

單次激發（singie-shot）EPI 成像中，單個的射頻（radio freguency，RF）脈衝激勵後，由相位編碼調製的MRI 信號被強大的頻率編碼梯度擾相（spoiled），頻率編碼梯度每反轉一次相位周期編碼隨之增加一次，頻率編碼梯度的快速切換產生一梯度回波鏈（echo train），它包含不同的頻率及相位信息，對應著 k 空間的每一個點，經線形或非線形採樣後轉換成一幅 MRI 圖像。由於 MRI 信號衰減決定於組織 T2 弛豫時間，而且 MR 信號的測量還受到運動和磁敏感偽影等因素的影響，因而數據採集必須在30 ~ 100ms 內完成，這就決定了一幅 EPI 圖像的成像時間。

多次激發（muiti-shot）EPI：單次激發 EPI 存在信號強度低，空間分辨力差，視野受限及磁敏感偽影明顯等缺點，如果將原始數據分成兩次或更多次採集，則可明顯克服上述缺點。其方法之一是“鑲嵌（mosaic）”成像：兩次激發後各採集 k 空間的一半，兩次採集的數據線互相嵌插。另一種方法稱為節段性（segmented）EPI，每次採集部分數據（如8 ~ 32 線），所有數據被相互內插後重建圖像。內插的方法是在 k 空間內，第二次激發的第一個回波的數據線緊鄰第一次激發的第一個回波的數據線，這樣可儘量減少信號強度的波動。多次激發 EPI 對梯度系統的幅值和切換率要求相對較低，但多次激發 EPI 成像時間相對延長。

EPI序列

EPI 可廣泛結合眾多的技術並套用不同的預脈衝得到不同程度 T1、T2 對比。EPI 所得到的圖像及其對比主要決定於預脈衝序列。如果預脈衝序列是反轉恢復序列，則所得到的 EPI 圖像具有

T1 加權特性；預脈衝為單個 90 射頻脈衝則得到自由感應衰減（free induction decay，FID）EPI 圖像；預脈衝為梯度回波（gradient echo，GRE）序列則得到的 GRE-EPI 圖像具有T2*WI特性，常用於實時電影成像和磁共振血管成像及磁敏感性依賴增強掃描成像；如果預脈衝是自旋回波（spin echo，SE）序列，則得到的 SE-EPI 圖像具有 T2WI 特性，其 k 空間的中心由自旋迴波信號填充，為最常用的 EPI 序列。

腦部成像EPI序列

EPI技術的套用

腦部成像

目前，腦EPI圖像在空間分辨力及SNR方面已接近傳統的MRI。在多發性硬化，多次激發EPI發現大病灶的數目與標準SE序列相當，並能發現大多數小病灶儘管如此，腦EPI最重要的套用在於彌散和灌注成像。

心臟成像

常規MRI在心臟方面的成像有一定局限性，目前多用於主動脈夾層及心包疾病的診斷，EPI的運用大大擴展了心臟成像的套用範圍，尤其是對缺血性心臟病及心功能的評價。

腹部

彌散成像通過其反映的不同細胞結構可鑑別實性腫瘤，通過其表現出的不同粘液成分可確定囊性病灶的性質，可檢測出實體組織中的瀰漫性小病灶，它還可通過質子密度、T1、T2 值、彌散分數等定性及動態分析病變性質。隨著技術的進步，彌散成像將會更為廣泛的套用於腹部。

流動成像及EPI MRA

儘管EPI能凝固所有的生理運動，但由於其相對長的採集時間及流體速率的不同，致信號在相位上產生較大的差異，因而對流動敏感，很容易精確觀察到液體中渦流的增加，也可觀察慢的層流，EPI已用來研究心瓣膜疾病的層流，描述腦積水病人的腦脊液的層流及渦流。

胎兒成像

EPI用於胎兒成像的優點在於優越的對比、三維成像，並避免胎兒運動帶來的模糊。

總結

綜上所述，EPI以其瞬時成像能力及較好的圖像質量，為MRI在臨床中的套用帶來了新的前景。