MRI參數優化中的回波鏈！

MRI參數的優化具有特別重要的意義，特別是在FSE序列中，會涉及到很多重要的參數，有些參數在掃描界面可見可修改，而有些參數在掃描界面不可見。對于廣大MRI使用者而言，MRI參數優化無非就是兩個目的：提高圖像質量；縮短成像時間。在這眾多的優化參數中回波鏈長度（ETL，tse Factor，turbo factor）無疑是一個極其重要的成像參數。

實際掃描中常為了加快掃描速度或是提高圖像質量更改一些諸如回波鏈（ETL）、帶寬（BW）、激勵次數（NEX）、相位編碼數（Phase）、相位FOV（Phase FOV），重復時間（TR）等參數。那么回波鏈的更改會給圖像帶來什么樣的影響？

修改回波鏈是改變掃描時間簡單、粗暴的方法之一，但設置不合理的回波鏈長度會給圖像帶來什么樣的影響？

自旋回波（SE）在給予一次激發脈沖（通常為90°）后，只采集一個回波信號，填充于K空間相應的一行，所以其成像時間非常的長。而FSE相比SE，FSE信噪比雖不及SE，但其引入了回波鏈的概念，即在給予一次激發脈沖后，采集多個回波信號填充于K空間的多行，這樣極大的減少了成像時間，如下示意圖。

對于我們操作者而言，修改回波鏈時需要注意如下幾個問題：

1.FSE給予一次激發脈沖后，采用多個180°（或＜180°）重聚脈沖來重聚信號，其180°重聚脈沖的數量即為回波鏈長度。

這里介紹一個比較特殊的序列：單次激發FSE（SSFSE）序列，該序列在一個TR內填充完成K空間的全部相位編碼線。

由上圖中可看出SSFSE（HASTE）的第一個回波時間和最后一個回波時間跨度非常大，該序列一次激發后填充完K空間的全部相位編碼線，序列相位編碼數可以看作回波鏈的長度（通常采集相位編碼矩陣一半多點的K空間線，再利用K空間的共軛屬性重建另一半的數據。）。

該序列成像速度非常快，常用于超快速成像或重T2成像，但其回波鏈非常長，靠后的回波信號非常小，獲得的圖像不管是信噪比還是對比度都較差，圖像模糊偽影較重。

2.在不同的TE時間采集了多個不同對比的信號，那么最終獲得的圖像是何種對比？

在FSE序列中，我們不難發現，每個回波信號的采集時間是不同的，特別是對于T2WI序列，其采集回波信號的時間跨度非常大，也就是說在90°激發脈沖后，在不同的TE時間采集了多個不同對比的信號。如下圖，當采用回波鏈采集技術時，第一個回波信號在10.1ms采集，其為T1權重，而最后一個回波在163.6ms采集，其為T2權重，那么最終獲得的圖像是何種對比？為了解決這個問題引出了一個有效回波時間的概念，也就是我們操作界面中可調整的TE值就是這個有效TE值。

例如將有效TE設置為85ms，那么為了獲得相應的權重圖像，會在采集信號數據時將85ms附近采集的信號數據填充于K空間的中心（K空間中心數據決定圖像對比度），將遠離85ms的信號數據填充于K空間的外圍（K空間周圍數據決定圖像的分辨率），最將終獲得相應對比權重的MRI圖像。

那么，基于這種在不同的TE時間采集了多個不同權重的信號思路，是不是一次掃描就可以得到多種對比的圖像！！

3.FSE給予一次激發脈沖后，采集多個回波信號，采集的回波信號強度取決于回波間隙和回波鏈的長度。

回波鏈長度一定，在相同的TR內，回波間隙（ES）越短，信號采集的時間跨度就會越小，則靠后的回波信號相對越高；而ES越長，信號采集時間跨度就會更大，則靠后的回波信號相對越弱。同樣ES一定的情況下，在相同的TR內，回波鏈越短，信號采集的時間跨度就會越小，其則靠后的回波信號相對越高；回波鏈越長，信號采集的時間跨度就會越大，其則靠后的回波信號相對越弱；

回波鏈越短，信號采集的時間跨度就會越小，其則靠后的回波信號相對越高；回波鏈越長，信號采集的時間跨度就會越大，其則靠后的回波信號相對越弱；需要指出的是更改回波鏈長度時，在操作界面顯示的相對信噪比的值并無變化，但實際信噪比是發生了改變了的。

使用回波鏈采集技術，如果采集的時間跨度過大，必然后導致圖像的模糊和信噪比的降低。所以應根據實際的需求合理設置回波的長度。

如在掃描關節時，回波鏈設置過長（圖中為回波鏈16），會導致圖像的模糊偽影，銳利度降低，細節分辨不清。

縮短回波鏈（圖中為回波鏈8），不僅能更好的顯示一些細微結構，也能更好的顯示骨質、關節軟骨、液性信號等情況。在觀察一些細微結構時，寧可減小采集（激勵）次數，也不要輕易的增加回波鏈長度。需要說明的是回波鏈也不是越短越好。

在盆腔掃描中，使用較長回波鏈的T2WI來增加組織間的對比。如回波鏈設置過短，必然會

導致組織間對比不足，不利于組織結構的顯示。

需要突出液性信號與組織間對比時也常采用長回波鏈的序列掃描，突出組織間的對比。

所以回波鏈并不是越長越好，回波鏈越長，采集的時間跨度過大，必然后導致圖像的模糊和信噪比的降低；同時回波鏈并不是越短圖像就會越好，短的回波鏈會降低圖像的T2對比（特別是含水豐富的組織）。所以回波鏈應選取一個適當的值，那么回波鏈設置多長比較合適：

T1WI：為了減少T2對比的污染，回波鏈長度通常2-4個；

PDWI：8-12個；

T2WI：10-16個，更長的20-32個，如水成像。

在其他參數不變的情況下，調整回波鏈的長度，使得（第1個回波時間+最后一個回波時間）/2≈設置的TE值，此時回波鏈數是比較合適的。當然這并不是標準，應根據實際的需求合理設置回波的長度。

4.FSE采用其重聚脈沖重聚信號，可以極大的消除空間上有規律分布的磁場不均勻引起的信號干擾，如對于金屬植入的受檢者，大量腹水的受檢者等。

對于有金屬植入物的受檢者，采用回波鏈采集技術，其180°重聚脈沖可有效的減輕質子的失相位，改善相應的偽影。

5.FSE一次激發脈沖后，短時間內采用多個重聚脈沖來重聚信號，會導致SAR值升高。

同樣的參數，如回波鏈的長度的增加，在掃描界面可以看到給出的參考SAR值增加。

當然回波鏈只是影響SAR眾多因素中的一個變量。在MRI系統中，影響SAR值的因素有：靜磁場強度（也叫共振頻率，SAR與場強的平方成正比）、射頻脈沖類型、重復時間、帶寬、線圈、體素、組織類型、組織結構、環境溫度、受檢者體重、受檢者自身生理調節等。按照美國ANSI的C95.1-1982推薦，接受連續電磁波照射時，全身SAR不超過0.4W/kg。美國FDA制定的RF電磁場安全標準為：全身SAR應不大于0.4W/kg或每克組織的SAR空間峰值不大于8.0W/kg。

6.使用回波鏈采集的FSE序列會導致脂肪組織信號增高，回波鏈越長，其脂肪組織信號越亮。

脂肪具有短T1，稍短T2的特性，但從FSE圖像上觀察會發現脂肪的信號幾乎與液體的信號相當，那么為什么在FSE序列上會表現為很高的信號？

1.連續的180°重聚脈沖，會破壞脂肪組織J耦合(J coupling)，導致脂肪組織信號的增高。

2.連續的180°重聚脈沖，會產生磁化轉遞效應（MTC），導致背景組織信號下降。

7.回波鏈越長，其掃描速度會越快？

在一定的范圍內，增加回波鏈的長度的確可以減少掃描時間，但這必須有個前提就是TR有冗余，即是在一個TR內能夠允許采集那么多個回波信號；如TR沒有冗余，增加回波鏈長度不但不能減少掃描時間反而會使得掃描時間增加。

上圖，回波鏈長度分別16、24、40，其掃描時間分別為1:24、1:00、1:31，可以看出在回波鏈為40時，其掃描時間不減反增。

FSE序列引入了回波鏈（如N），一個TR內填充K空間的N條相位編碼線，極大的縮短了掃描時間，這點也是MRI快速成像的基礎。但并不是回波鏈越長其掃描時間就會越短。

同時，在一定的TR時間內，回波鏈越長，則允許掃描的層數會越少，如上圖，隨著回波的增加其允許掃描層數越少，這一點在使用呼吸觸發掃描時較常見。

采用回波鏈采集技術雖然極大的加快了掃描速度，但同時必然會導致圖像質量的改變，如信噪比的降低、銳利度的下降、偽影的加重、SAR值的增加等。

需要指出的是在FSE序列中各個回波信號的強度不僅與回波鏈長度、回波間隙（ES，最短的ES取決于機器性能）相關，而且與帶寬、頻率編碼數等相關。在更改回波鏈的同時必然會引起MRI中其他一些可見和不可見參數的變化，本文僅僅局限于討論回波鏈長度的相關問題。