如果Ⅰ類化學位移發生在頻率編碼方向,那么與之對應的Ⅱ類化學位移就應該在相位編碼方向了。
在FSE序列中,相位和頻率編碼有什么區別呢?
為了更好理清相位和頻率編碼的主要區別,下圖是省略了很多脈沖和梯度的序列簡圖:
FSE/GRE序列簡圖:相位(PE)編碼 VS 頻率(GR)編碼
1. 頻率編碼梯度(GR)的大小和方向不變;
2. 相位編碼梯度(PE)的大小和方向一直在變。
那么頻率和相位編碼梯度的不同,會帶來二者化學位移的什么區別呢?
FSE/GRE序列:Ⅰ類化學位移(GR)VS Ⅱ類化學位移(PE)
Ⅰ類化學位移現象:紅箭頭所示 Ⅱ類化學位移現象:勾邊效應和水脂混合成分的低信號(在同相位圖像上不易察覺,通過比較反相位圖像更能發現端倪)
FSE/GRE相位編碼方向上的Ⅱ類化學位移現象為什么不發生信號位移:
1. FSE/GRE的相位梯度方向有正有反,大小也都不同,這種變化的相位梯度編碼使得每一次位移都不同,且能得到相反梯度的糾正,避免了化學位移信息的累積,從而很少有空間上的化學位移。
2. 即使水和脂之間有空間上的化學位移,但經過相位編碼梯度的編譯,其空間位置也會最終被定位在相同的位置。
FSE/GRE的圖像中常見的Ⅱ類化學位移現象:1. 水脂混合的物質在同、反相位的信號不同;2. 反相位的勾邊效應。
同反相位
反相位:|水-脂| 同相位:|水+脂| 由于水、脂的進動頻率不同,水和脂的相位需要在特定時間才會同相位和反相位,同相位時水脂信號疊加,反相位時,水脂信號相減,FSE序列一般會在同相位采集信號,得到同相位圖像。但在使用Dixon、flex等水脂分離技術時,則還要采集反相位圖像。
同反相位
MR的信號大小與宏觀橫向磁矩大小成正比,而宏觀橫向磁矩是水質子和脂質子等相位疊加的結果,當反相位采集信號時,水脂混合的組織的信號出現水脂相減的負性疊加,而使得宏觀橫向磁矩減小,導致信號減弱,這種現象便是Ⅱ類化學位移現象(如臟器邊緣的水脂混合的結締組織低信號的“勾邊效應”)。
在FSE/GRE序列中,
Ⅰ類化學位移:成像物質的信號強弱不變,但其成像位置會因其不同頻率而有不同程度的偏移(相對于水,因為一般是以水的頻率作為中心頻率,即“參照物”);
Ⅱ類化學位移:成像物質的位置不偏移,但不同成分的物質在不同相位時的信號不同(如水脂混合的物質在同相位和反相位時有不同的信號強度)。
可是,在EPI采集中,Ⅱ類化學位移(如果Ⅱ類化學位移源自相位編碼梯度)卻使成像物質的位置偏移了。
化學位移:EPI的Ⅱ類化學位移
在上圖的DWI中,沒有抑脂,所以皮下脂肪的信號很明顯,且其位置順著相位編碼的低頻方向偏移,這就是我們常說的ghost偽影。
為什么Ⅱ類化學位移在FSE序列和EPI上有不同的表現形式呢?
要回答這個問題,我們先從比較二者相位編碼梯度的不同開始吧:
FSE VS EPI:相位編碼(序列簡圖)
兩者的相位編碼有兩處主要不同:
1. FSE和GRE的每個相位編碼梯度的大小都不同,方向有正向也有反向;而EPI的相位編碼梯度大小相近,方向相同。
2. FSE/GRE的相位梯度規律變化,共軛對稱?而EPI的相位梯度很小。
FSE和EPI在相位編碼梯度的這兩處不同,也為下面的相位方向的化學位移埋下了伏筆。
化學位移:EPI的Ⅱ類化學位移
相對于FSE的相位編碼梯度,EPI的相位編碼梯度方向一致且很小。
1. 方向一致,則脂肪的化學位移更容易位移到相同的位置,而其相位編碼方向的化學位移現象就更明顯。
2. 相位編碼梯度很小,相位編碼梯度越小,脂質3.5ppm的化學位移所占的比重就越大,則脂質位移的距離就越大,其相位編碼方向的化學位移現象就越顯著。
下圖是一個關于FSE與EPI的Ⅱ類化學位移的案例(此案例為 杭州醫學院附屬義烏醫院 林海濤 老師提供):
FSE VS EPI:EPI采集的Ⅱ類化學位移
在FSE序列上,發現一個接近體表的病灶,該病灶在T2WI水相高信號,T1WI低信號,推測富含水分。 但是在DWI上,該病灶卻深埋入皮下,似乎可達肌層(其實未至)。
同一病灶,為什么在FSE和DWI上的位置卻有如此差異?
原因便是Ⅱ類化學位移在EPI上顯著,而FSE成像中不明顯。
DWI中脂肪的Ⅱ類化學位移
病灶的主要信號源是其中的水質子,DWI脈沖以水質子的頻率作為中心頻率,類似于“參照物”,所以病灶的位置幾乎不變,而脂肪頻率比水少3.5ppm,則脂肪會向相位編碼梯度的低頻方向移動水質子頻率的3.5ppm的像素位置。
也就是說,我們在DWI看到的病灶后側的脂肪層,實際的位置在病灶的前側。
審核編輯:劉清
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原文標題:DWI:4. 為什么EPI的化學位移在相位編碼方向更顯著?
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