Name: cardiac magnetic resonance imaging at 7 tesla
Uploaded: 2019-01-06T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla at JoVE.com

Forfatterne anerkender faciliteterne, og videnskabelige og tekniske bistand fra den nationale Imaging facilitet i centrum for avanceret billedbehandling, University of Queensland. Vi vil også gerne takke Graham Galloway og Ian Brereton for deres hjælp til at opnå et CAESIE tilskud til Thoralf Niendorf.

Undersøgelsen er godkendt af den etiske komité i University of Queensland, Queensland, Australien og informeret samtykke er indhentet fra alle fag indgår i undersøgelsen.
1. fag
<ol><li>Rekruttere frivillige fag over 18 år af alder internt på University of Queensland.</li>
	<li>Informeret samtykke<ol>
<li>Informere hvert emne om potentielle risici undergå en undersøgelse før du indtaster magnetisk resonans imaging (MR) sikkerhedszone. Specifikt, diskutere ultrahøj magnetfelt ekspon...

<ol>
	<li>Kramer, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardized+cardiovascular+magnetic+resonance+(CMR)+protocols+2013+update.">Standardized cardiovascular magnetic resonance (CMR) protocols 2013 update.</a> Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 15 (1), 1 (2013).</li><li>Earls, J. P., Ho, V. B., Foo, T. K., Castillo, E., Flamm, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+MRI:+Recent+progress+and+continued+challenges.">Cardiac MRI: Recent progress and continued challenges.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging. 16 (2), 111-127 (2002).</li><li>Wintersperger, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+CINE+MR+imaging+with+a+32-channel+cardiac+coil+and+parallel+imaging:+Impact+of+acceleration+factors+on+image+quality+and+volumetric+accuracy.">Cardiac CINE MR imaging with a 32-channel cardiac coil and parallel imaging: Impact of acceleration factors on image quality and volumetric accuracy.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging. 23 (2), 222-227 (2006).</li><li>Schmitt, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+128-channel+receive-only+cardiac+coil+for+highly+accelerated+cardiac+MRI+at+3+Tesla.">A 128-channel receive-only cardiac coil for highly accelerated cardiac MRI at 3 Tesla.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 59 (6), 1431-1439 (2008).</li><li>Wech, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+functional+cardiac+MR+imaging+using+density-weighted+real-time+acquisition+and+a+combination+of+compressed+sensing+and+parallel+imaging+for+image+reconstruction.">High-resolution functional cardiac MR imaging using density-weighted real-time acquisition and a combination of compressed sensing and parallel imaging for image reconstruction.</a> R&#246;Fo: Fortschritte Auf Dem Gebiete Der R&#246;ntgenstrahlen Und Der Nuklearmedizin. 182 (8), 676-681 (2010).</li><li>St&#228;b, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CAIPIRINHA+accelerated+SSFP+imaging.">CAIPIRINHA accelerated SSFP imaging.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 65 (1), 157-164 (2011).</li><li>Gutberlet, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+high+magnetic+field+strengths+and+parallel+acquisition+strategies+on+image+quality+in+cardiac+2D+CINE+magnetic+resonance+imaging:+comparison+of+1.5+T+vs.+3.0+T.">Influence of high magnetic field strengths and parallel acquisition strategies on image quality in cardiac 2D CINE magnetic resonance imaging: comparison of 1.5 T vs. 3.0 T.</a> European Radiology. 15 (8), 1586-1597 (2005).</li><li>Gutberlet, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+cardiac+magnetic+resonance+imaging+at+3.0+Tesla:+feasibility+and+implications+for+clinical+applications.">Comprehensive cardiac magnetic resonance imaging at 3.0 Tesla: feasibility and implications for clinical applications.</a> Investigative radiology. 41 (2), 154-167 (2006).</li><li>Kraff, O., Fischer, A., Nagel, A. M., M&#246;nninghoff, C., Ladd, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MRI+at+7+tesla+and+above:+Demonstrated+and+potential+capabilities:+Capabilities+of+MRI+at+7T+and+Above.">MRI at 7 tesla and above: Demonstrated and potential capabilities: Capabilities of MRI at 7T and Above.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging. 41 (1), 13-33 (2015).</li><li>Moser, E., Stahlberg, F., Ladd, M. E., Trattnig, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=7-T+MR-from+research+to+clinical+applications?.">7-T MR-from research to clinical applications?.</a> NMR in Biomedicine. 25 (5), 695-716 (2012).</li><li>Hecht, E. M., Lee, R. F., Taouli, B., Sodickson, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perspectives+on+Body+MR+Imaging+at+Ultrahigh+Field.">Perspectives on Body MR Imaging at Ultrahigh Field.</a> Magnetic Resonance Imaging Clinics of North America. 15 (3), 449-465 (2007).</li><li>Niendorf, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=W(h)ither+human+cardiac+and+body+magnetic+resonance+at+ultrahigh+fields?+technical+advances,+practical+considerations,+applications,+and+clinical+opportunities:+Advances+in+ultrahigh+field+Cardiac+and+Body+Magnetic+Resonance.">W(h)ither human cardiac and body magnetic resonance at ultrahigh fields? technical advances, practical considerations, applications, and clinical opportunities: Advances in ultrahigh field Cardiac and Body Magnetic Resonance.</a> NMR in Biomedicine. 29 (9), 1173-1179 (2016).</li><li>Niendorf, T., Sodickson, D. K., Krombach, G. A., Schulz-Menger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+cardiovascular+MRI+at+7+T:+clinical+needs,+technical+solutions+and+research+promises.">Toward cardiovascular MRI at 7 T: clinical needs, technical solutions and research promises.</a> European Radiology. 20 (12), 2806-2816 (2010).</li><li>Niendorf, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+and+promises+of+human+cardiac+magnetic+resonance+at+ultrahigh+fields:+A+physics+perspective.">Progress and promises of human cardiac magnetic resonance at ultrahigh fields: A physics perspective.</a> Journal of Magnetic Resonance. 229, 208-222 (2013).</li><li>Hinton, D. P., Wald, L. L., Pitts, J., Schmitt, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+Cardiac+MRI+on+1.5+and+3.0+Tesla+Clinical+Whole+Body+Systems.">Comparison of Cardiac MRI on 1.5 and 3.0 Tesla Clinical Whole Body Systems.</a> Investigative Radiology. 38 (7), 436-442 (2003).</li><li>Ohliger, M. A., Grant, A. K., Sodickson, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultimate+intrinsic+signal-to-noise+ratio+for+parallel+MRI:+Electromagnetic+field+considerations.">Ultimate intrinsic signal-to-noise ratio for parallel MRI: Electromagnetic field considerations.</a> Magnetic resonance in medicine. 50 (5), 1018-1030 (2003).</li><li>Vaughan, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole-body+imaging+at+7T:+Preliminary+results.">Whole-body imaging at 7T: Preliminary results.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 61 (1), 244-248 (2009).</li><li>Hezel, F., Thalhammer, C., Waiczies, S., Schulz-Menger, J., Niendorf, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+Spatial+Resolution+and+Temporally+Resolved+T2*+Mapping+of+Normal+Human+Myocardium+at+7.0+Tesla:+An+Ultrahigh+Field+Magnetic+Resonance+Feasibility+Study.">High Spatial Resolution and Temporally Resolved T2* Mapping of Normal Human Myocardium at 7.0 Tesla: An Ultrahigh Field Magnetic Resonance Feasibility Study.</a> PLOS ONE. 7 (12), e52324 (2012).</li><li>Suttie, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=7+Tesla+(T)+human+cardiovascular+magnetic+resonance+imaging+using+FLASH+and+SSFP+to+assess+cardiac+function:+validation+against+1.5+T+and+3+T.">7 Tesla (T) human cardiovascular magnetic resonance imaging using FLASH and SSFP to assess cardiac function: validation against 1.5 T and 3 T.</a> NMR in biomedicine. 25 (1), 27-34 (2012).</li><li>von Knobelsdorff-Brenkenhoff, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+chamber+quantification+using+magnetic+resonance+imaging+at+7+Tesla-a+pilot+study.">Cardiac chamber quantification using magnetic resonance imaging at 7 Tesla-a pilot study.</a> European Radiology. 20 (12), 2844-2852 (2010).</li><li>Winter, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+three+multichannel+transmit/receive+radiofrequency+coil+configurations+for+anatomic+and+functional+cardiac+MRI+at+7.0T:+implications+for+clinical+imaging.">Comparison of three multichannel transmit/receive radiofrequency coil configurations for anatomic and functional cardiac MRI at 7.0T: implications for clinical imaging.</a> European Radiology. 22 (10), 2211-2220 (2012).</li><li>Schmitter, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+imaging+at+7+tesla:+Single-+and+two-spoke+radiofrequency+pulse+design+with+16-channel+parallel+excitation:+Cardiac+Imaging+at+7T.">Cardiac imaging at 7 tesla: Single- and two-spoke radiofrequency pulse design with 16-channel parallel excitation: Cardiac Imaging at 7T.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 70 (5), 1210-1219 (2013).</li><li>Krug, J., Rose, G., Stucht, D., Clifford, G., Oster, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limitations+of+VCG+based+gating+methods+in+ultra+high+field+cardiac+MRI.">Limitations of VCG based gating methods in ultra high field cardiac MRI.</a> Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 15 (Suppl 1), W19 (2013).</li><li>St&#228;b, D., Roessler, J., O'Brien, K., Hamilton-Craig, C., Barth, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ECG+Triggering+in+Ultra-High+Field+Cardiovascular+MRI.">ECG Triggering in Ultra-High Field Cardiovascular MRI.</a> Tomography. 2 (3), 167-174 (2016).</li><li>Gr&#228;&#223;l, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design,+evaluation+and+application+of+an+eight+channel+transmit/receive+coil+array+for+cardiac+MRI+at+7.0T.">Design, evaluation and application of an eight channel transmit/receive coil array for cardiac MRI at 7.0T.</a> European Journal of Radiology. 82 (5), 752-759 (2013).</li><li>Graessl, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modular+32-channel+transceiver+coil+array+for+cardiac+MRI+at+7.0T.">Modular 32-channel transceiver coil array for cardiac MRI at 7.0T.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 72 (1), 276-290 (2014).</li><li>Snyder, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Initial+results+of+cardiac+imaging+at+7+tesla.">Initial results of cardiac imaging at 7 tesla.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 61 (3), 517-524 (2009).</li><li>Meloni, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detailing+magnetic+field+strength+dependence+and+segmental+artifact+distribution+of+myocardial+effective+transverse+relaxation+rate+at+1.5,+3.0,+and+7.0+T:+Magnetic+Field+Dependence+of+Myocardial+R+2+*.">Detailing magnetic field strength dependence and segmental artifact distribution of myocardial effective transverse relaxation rate at 1.5, 3.0, and 7.0 T: Magnetic Field Dependence of Myocardial R 2 *.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 71 (6), 2224-2230 (2014).</li><li>von Knobelsdorff-Brenkenhoff, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+the+right+ventricle+with+cardiovascular+magnetic+resonance+at+7+Tesla.">Assessment of the right ventricle with cardiovascular magnetic resonance at 7 Tesla.</a> Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 15, 23 (2013).</li><li>Petersen, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reference+ranges+for+cardiac+structure+and+function+using+cardiovascular+magnetic+resonance+(CMR)+in+Caucasians+from+the+UK+Biobank+population+cohort.">Reference ranges for cardiac structure and function using cardiovascular magnetic resonance (CMR) in Caucasians from the UK Biobank population cohort.</a> Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 19 (1), (2017).</li><li>Frauenrath, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feasibility+of+cardiac+gating+free+of+interference+with+electro-magnetic+fields+at+1.5+Tesla,+3.0+Tesla+and+7.0+Tesla+using+an+MR-stethoscope.">Feasibility of cardiac gating free of interference with electro-magnetic fields at 1.5 Tesla, 3.0 Tesla and 7.0 Tesla using an MR-stethoscope.</a> Investigative radiology. 44 (9), 539-547 (2009).</li><li>Frauenrath, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+cardiac+triggering:+a+practical+solution+for+synchronization+and+gating+of+cardiovascular+magnetic+resonance+at+7+Tesla.">Acoustic cardiac triggering: a practical solution for synchronization and gating of cardiovascular magnetic resonance at 7 Tesla.</a> Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 12 (1), 67 (2010).</li><li>Schroeder, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+Method+for+Contact-Free+Cardiac+Synchronization+Using+the+Pilot+Tone+Navigator.">A Novel Method for Contact-Free Cardiac Synchronization Using the Pilot Tone Navigator.</a> Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine. 24, 3103 (2016).</li></ol>

Funktionelle CMR undersøgelser kunne gennemføres med succes på 7 Tesla. Baseret på feltstyrke drevet SNR gevinst, kunne CINE billeder af det menneskelige hjerte erhverves med betydeligt højere spatial opløsning i forhold til 1,5 eller 3 T. Mens en skive tykkelse på 6-8 mm og i flyet voxel kant længder af 1.2 til 2.0 mm er almindeligt anvendt på lavere kliniske felt styrker1,30, målinger på 7 Tesla kunne udføres med en skive tykkelse 4 mm og en isotrop...

Hjerte-kar-magnetisk resonans (CMR) har dokumenteret klinisk værdi med en voksende vifte af kliniske indikationer1,2. Navnlig evalueringen af cardiac morfologi og funktion er af stor relevans og typisk realiseret af sporing og visualisere hjerte bevægelse i hele hele hjertets cyklus ved hjælp af segmenteret ånde-afholdt todimensionale (2D) cinematograpic ( CINE) Billeddannende teknikker. Mens en høj spatio-temporal opløsning, høj blod-myokardiet kontrast og høj signal-støj-forhold (SNR) er påkrævet, er til dataopsamling meget begrænset af den kardiale og respiratorisk bevægelse og brug af flere ånde-holder samt behovet for for hele hjerte eller venstre ventrikel fører dækning ofte til omfattende scanning gange. Parallelle imaging, simultan multi skive imaging eller andre acceleration teknikker bidrage til at løse forslaget vedrørende begrænsninger3,4,5,6.
Desuden, at drage fordel af den iboende SNR vinde på højere magnetfelter, høj felt systemer med B0 = 3 Tesla er stadig ansat i klinisk rutinemæssig7,8. Udviklingen har også tilskyndet undersøgelser af ultra-høj felt (B0≥7 Tesla, f≥298 MHz) CMR9,10,11,12,13,14. Gevinst i SNR og blod-myokardiet kontrast iboende til højere feltstyrke holder løftet om at være kan overføres til øget funktionel CMR ved hjælp af en rumlig opløsning, der overstiger dagens grænser15,16, 17. til gengæld nye muligheder for magnetisk resonans (MR) baseret Myokardie væv karakterisering, metabolisk imaging og mikrostruktur imaging er forventede13. Hidtil har har flere grupper påvist muligheden for CMR på 7 Tesla og specielt skræddersyet ultrahøj ager teknologi har været indført17,18,19,20, 21,22. Med hensyn til disse lovende udviklinger, potentialet i ultra-høj felt CMR kan anses for at være endnu uudnyttede13. På samme tid, fysiske fænomener og praktiske hindringer såsom magnetisk felt inhomogeneities, radiofrekvens (RF) excitation felt ikke-uniformities, off-resonans artefakter, dielektrisk effekter, lokaliserede væv varme og feltstyrke uafhængige RF power deposition begrænsninger gøre imaging på ultra-høj felt udfordrende10,17. Sidstnævnte er ansat til at styre RF induceret væv opvarmning og garantere en sikker drift. Endvidere kan elektrokardiogram (EKG) baseret udløsning være betydeligt påvirket af magneto-Hydrodynamisk (MHD) virkning19,23,24. For at løse de udfordringer fremkaldt af den korte bølgelængde i væv, var mange-element transceiver RF coil arrays skræddersyet til CMR på 7 Tesla foreslåede21,25,26,27. Parallelle RF transmission giver midler til transmission felt shaping, også kendt som B1+ shims, som gør det muligt for at reducere den magnetiske felt inhomogeneities og modtagelighed artefakter18,28. På nuværende tidspunkt, nogle af disse foranstaltninger kan øge den eksperimentelle kompleksitet, begreberne, der har vist sig nyttige og kan oversættes til de kliniske Feltstyrker CMR 1,5 T eller 3 T.
2D afbalanceret steady state gratis præcession (bSSFP) CINE imaging er i øjeblikket, standarden reference til klinisk funktionelle CMR på 1,5 T og 3 T1. For nylig sekvensen var med held ansat på 7 Tesla, men et stort antal udfordringer forbliver19. Patientens specifikke B1+ shims og ekstra RF coil justeringer blev anvendt for at styre RF power deposition begrænsninger og omhyggelig B0 shims blev udført for at styre rækkefølgen typisk banding artefakter. Med en gennemsnitlig scan tid af 93 minutter for venstre ventrikel (LV) funktion vurdering langvarig indsats undersøgelse gange ud over klinisk acceptable grænser. Her give forkælet gradient ekko sekvenser et levedygtigt alternativ. På 7 Tesla, blev samlede undersøgelse gange (29 ± 5) min LV funktion vurdering rapporteret, hvilket svarer godt til klinisk imaging protokoller på nederste felt styrker21. Dermed baseret forkælet gradient ekko CMR fordele fra langvarig T1 afslapning tid på ultra-høj felt der resulterer i en øget blod-myokardiet kontrast overlegen i forhold til gradient ekko imaging på 1,5 T. Dette gør subtile anatomiske strukturer såsom at hjertesækken, den mitral og tricuspid ventiler samt de papillærmusklerne godt kan identificeres. Congruously, accepterer forkælet gradient ekko baseret hjerte kammer kvantificering på 7 Tesla tæt med LV parametre stammer fra 2D bSSFP CINE imaging på 1,5 T20. Nøjagtig højre ventrikel (RV) kammer kvantificering viste i øvrigt for nylig muligt ved hjælp af en høj opløsning forkælet gradient ekko sekvens på 7 Tesla29.
Dette arbejde præsenterer erkendelse af de udfordringer og muligheder for CMR på ultra-høj felt, en opsætning og tilpasset til funktionelle CMR erhvervelser på et testpræparat 7 Tesla forskning scanner-protokollen. Protokollen skitserer de tekniske fundament, viser hvordan hindringer kan overvindes, og giver praktiske overvejelser, der hjælper til at holde de ekstra eksperimenterende overhead på et minimum. Den foreslåede imaging protokol udgør en firefoldige forbedring i rumlige opløsning versus dagens klinisk praksis. Det er beregnet til at give en retningslinje for kliniske adaptere, læge videnskabsfolk, translationel forskere, ansøgning eksperter, hr. radiographers, teknologer og nytilkomne ind i feltet.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:572px;" width="573">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">7 Tesla MRI system</td>
			<td style="width:71px;">Siemens</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Investigational Device</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">32-Channel -1H-Cardiac Coil</td>
			<td style="width:71px;">MRI.Tools GmbH</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Transmit/Receive RF Coil for MR Imaging and Spectroscopy at 7.0 Tesla</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ECG Trigger Device</td>
			<td style="width:71px;">Siemens</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Pulse Trigger Device</td>
			<td style="width:71px;">Siemens</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

cardiac magnetic resonance imaging at 7 tesla

CMR på en ultrahøj felt (magnetisk feltstyrke B0 ≥ 7 Tesla) nyder godt af signal-støj-forhold (SNR) fordel iboende på højere magnetisk feltstyrke og potentielt giver forbedret signal kontrast og rumlige opløsning. Mens lovende resultater er opnået, er ultra-høj felt CMR udfordrende på grund af energi deposition begrænsninger og fysiske fænomener som transmission felt ikke-uniformities og magnetisk felt inhomogeneities. Derudover gør magneto-Hydrodynamisk effekten synkronisering af dataopsamling med hjerte bevægelse vanskeligt. Udfordringerne behandles i øjeblikket af udforskninger i romanen magnetisk resonans teknologi. Hvis alle hindringer kan overvindes, kan ultra-høj felt CMR generere nye muligheder for funktionelle CMR, myokardial væv karakterisering, mikrostruktur imaging eller metaboliske billeddannelse. I erkendelse af dette potentiale, viser vi, at multi-kanals radio frekvens (RF) coil teknologi skræddersyet til CMR på 7 Tesla sammen med højere orden B0 shims og en backup signal for hjerte udløser letter high fidelity funktionelle CMR. Med den foreslåede setup, kan hjerte kammer kvantificering ske i undersøgelse gange svarende til dem, der opnås ved lavere Feltstyrker. At dele denne erfaring og støtte udbredelsen af denne ekspertise beskriver dette arbejde vores setup og skræddersyet til funktionelle CMR på 7 Tesla-protokollen.

Repræsentative resultater af cardiac CINE undersøgelser hidrører fra frivillige er afbildet i figur 4. Vist er diastolisk og systolisk tidsrammer kort akse og en fire-kammer længdeakse udsigt over det menneskelige hjerte. De betydeligt højere rumlige opløsning for visningerne kort akse (figur 4a, 4b, 4e, 4f) sammenlignet med de lange akse visninger (fig...

Watch this Scientific Journal Video about Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla at JoVE.com

Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla

Følsomhed gevinst forbundet til ultrahigh felt magnetisk resonans holder løfte for højt rumlige opløsning billeddannelse af hjertet. Her, beskriver vi en protokol, der er tilpasset til funktionelle hjerte-kar-magnetisk resonans (CMR) på 7 Tesla ved hjælp af en avanceret multi-kanal radio-frekvens coil, magnetfelt shims og en udløsende koncept.

Hjerte Magnetic Resonance Imaging på 7 Tesla

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher ...

Det overordnede mål med det følgende eksperiment er at udføre high-fidelity funktionel hjerte-MR i hjertet ved ultra høj feltstyrke på 7 Tesla. Dette opnås ved A.utiliz multi-kanal RF coil teknologi specielt skræddersyet til den ultra høje feltstyrke. B.omhyggelig position.C.employing høj orden BO glitrende og D.making brug af de tilgængelige EKG udløse enheder. Kardiovaskulær magnetisk resonans billeddannelse er af dokumenteret klinisk værdi med et voksende udvalg af indikationer. Denne billeddannelse er især af stor relevans for vurderingen af myokardiefunktionen.Ultra feeds, såsom 7 Tesla, giver en stor signal støj fordel, som kan overføres til spay-shous-lou-shus, der overstiger dagens grænser. Til gengæld forventer vi nye muligheder for myokardievæv karakterisering og mikro struktur billeddannelse. Fordelene ved 7 Tesla opvejes undertiden af en række praktiske forhindringer og fysik raley fænomen, såsom Desuden kan EKG udløser være væsentligt påvirket af magneto-hydrodynamiske effekt.I erkendelse af disse udfordringer foreslår vi en opsætning og protokol for funktionel hos 7 Tesla. Den foreslåede billeddannelsesprotokol består af en firedobling af rumlig opløsning med nutidens kliniske praksis. I modsætning til kliniske scannere, der opererer på 1 punkt 5 eller 3 Tesla, er den ultrahøje feltscanner ikke udstyret med en body coil, og brugen af et lokalt transceiversystem er afgørende for at signalere excitation.Således skal patientbordet være forberedt til at rumme den ekstra hardware, der kræves for at drive den dedikerede 32-kanals transceiver RF coil. Den spole, der anvendes i dette eksperiment består af flere power-splitter, fase-shifter, og sende modtage interface kasser, ud over de to RF spole sektioner, der vil blive placeret under og på toppen af emnet. Først skal du placere den ekstra RF coil hardware i den øverste ende af patientbordet.Sammenkæd de enkelte bokse med de relevante BNC-kabler. Tilslut grænsefladeboksene til de fire spolepropper på patientbordet. Sørg for, at der er tilstrækkelig plads på bordet til at sikre placeringen af motivet i magnetens isocenter.Som vist her, kan dette opnås ved at foruddefinere en plet for spolen på patientbordet, i den indledende test med frivillige i forskellige kropshøjde. Placer den bageste spole array i den foruddefinerede stedet på patienten bordet. Tilslut spolen med den relevante grænsefladeboks.Dernæst forbinde de fire moduler i den forreste spole array med sin grænseflade, og placere dem til side for at give mulighed for emnet positionering. Informer emnet om billeddannelsesproceduren samt de potentielle risici ved at gennemgå undersøgelsen og indhente skriftligt samtykke. Før du går ind i MR-sikkerhedszonen, skal du udføre MR-sikkerheds- og metalscreeningen.Da billeddannelse udføres under åndedrætsrum i slutningen af udløb, konsekvent ånde-bedrift er en integreret del af billedkvaliteten. Coach emnet om vejrtrækning teknik før scanning. Placer motivets hjerte centralt for den bageste spole array.Hovedet vil normalt blive placeret på toppen af spolen interface box stik. Omhyggelig placering af kablerne og passende brug af dæmpning er vigtig, og sikrer motivets komfort og overholdelse. Fastgør EKG-elektroderne og udløsningsanordningen til kroppen.Fastgør pulsudløserenheden til motivets pegefinger. Den anden udløserenhed gør det muligt at skifte i tilfælde af alvorlige EKG-signalforvrængninger. Hånd sikkerhed klemme bolden til emnet.Placer den forreste spole på motivets bryst. Brug hovedtelefoner og ørepropper til at reducere støjeksponeringen og tillade kommunikation med motivet. Kør motivet ind i scannerboringen.Kontroller kommunikationssystemerne og emnets trivsel, før du fortsætter. Hej, kan du høre mig? Er du okay?Vi starter scanneren om lidt nu. Brug grundlæggende lokalisatorscanninger til at kontrollere den korrekte placering af deltagerens hjerte i isocentret. Flyt emnet efter behov.Dernæst ordinere shim volumen, så det dækker hjertet helt. Brug en ikke-udløst flow kompenseret, 2D multi-echo flash shim sekvens til at beregne den tredje-ordens shim strømme. Når du har indstillet strømmene, skal du sørge for, at shim-lydstyrken og shim-strømmene forbliver faste i resten af undersøgelsen.For dobbelt-skrå skive planlægning ansætte en ånde-holdt og EKG udløste 2D flash sekvens. Åndedrættet holdes altid i udløb. Først planlægge to-kammer localizer skive vinkelret på aksial spejder, og parallelt med septal væggen.For at optimere billedkontrasten skal du anvende vinkler med høj spejlvending eller bruge en segmenteret cine-anskaffelse. For det andet, planlægge de fire-kammer localizer skive vinkelret på de to-kammer localizer gennem mitrieventilen og toppen af venstre hjertekammer. Endelig erhverve syv korte adgang localizer skiver vinkelret på de fire-kammer localizer skive, parallelt med mitrieventilen og vinkelret på septal væggen.Tilpas synsfeltet efter behov. Udfør cine erhvervelser ved hjælp af en høj opløsning, ånde-holdt, EKG-udløst, segmenteret, 2D flash sekvens. Start med den venstre ventrikel fire-kammer visning, også kendt som den vandrette lange akse.Planlæg den centrale skive gennem midten af mitral og tri-cuspid ventiler, og toppen af venstre hjertekammer. Dæk hele hjertet. Scan hver skive under en individuel udåndingsrumsudløb.Fortsæt med venstre ventrikulære korte akse skiver. Planlæg dem vinkelret på den vandrette lange akse og parallelt med mitralventilen. Dæk hele venstre hjertekammer fra bunden til toppen.Sørg for, at den første skive er placeret nøjagtigt ved mitralklappen i indlægssedlerne. Igen, erhverve hver skive med en individuel ånde-hold og udløb. Dette tal viser en typisk EKG spor fra en frivillig uden for magneten boring til venstre, og i isocentret af magneten til højre.EKG er beskadiget af interferens med elektromagnetiske felter og af magneto-hydrodynamiske effekt, eller MHD Effect, for korte. MHD-effekten udtales under hjertefaserne af systolisk aortaflow og er synlig som en alvorlig forvrængning af ST-segmentet i EKG-spor. Dette kompromitterer R-bølgegenkendelse og synkronisering af dataindsamlingen inden for hjertecyklussen.Denne figur viser repræsentative diastoliske og systoliske billeder af de lange aksevisninger, der er opnået ved hjælp af den foreslåede protokol. På grund af alvorlige forvrængninger af EKG-udløsersignalet blev impulsudløser udnyttet til denne erhvervelse. Rysten i udløsersignalet inducerede mindre bevægelsesartefakter, som udtales under sistol.Her vises repræsentative korte aksevisninger. Den meget høje rumlige opløsning på en efter en millimeter i plan er tydeligt synlig. Selv når der anvendes en skive tykkelse så tynd som fire millimeter, billederne giver rigelig signal til støj og kontrast til at afgrænse de myokardievægge.I nogle tilfælde kan signaltomrum på grund af destruktiv interferens i transmissionsfeltet også ses. De 7 Tesla giver os mulighed for at udføre Cneg rescisions med meget høj speciel opløsning. Sammenlignet med 1,5 eller 3 Tesla var vi i stand til at forbedre den rumlige opløsning med en faktor på tre til fire.Vores resultater viser, at fungshotic MR-scanninger kan gennemføres med succes på 7 Tesla, og vi kan påvise potentialet i ultra-felt hjerte-kar-billedbehandling.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Medicine

Unit 1

Magnetic Forces and Fields

SCIENTISTS IN ACTION

Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that ...

Magnetic Resonance Imaging Quantification of Pulmonary Perfusion using Calibrated Arterial Spin Labeling

This demonstrates a MR imaging method to measure the spatial distribution of pulmonary blood flow in healthy subjects 
during normoxia (inspired O2, ...

Remote Magnetic Navigation for Accurate, Real-time Catheter Positioning and Ablation in Cardiac Electrophysiology Procedures

Fjernbetjening Magnetic Navigation til præcis, Real-time Kateter Positionering og ablation i Cardiac Elektrofysiologi Procedures

New remote navigation systems have been developed to improve current limitations of conventional manually guided catheter ablation in complex cardiac ...

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in the Analysis of Neurodegenerative Diseases

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging i Analyse af neurodegenerative sygdomme

Diffusion tensor imaging (DTI) techniques provide information on the microstructural processes of the cerebral white matter (WM) in vivo. The present ...

Noninvasive Assessment of Cardiac Abnormalities in Experimental Autoimmune Myocarditis by Magnetic Resonance Microscopy Imaging in the Mouse

Noninvasiv Vurdering af abnormaliteter i hjertet i Experimental Autoimmune myocarditis ved Magnetic Resonance Imaging Microscopy i mus

Myocarditis is an inflammation of the myocardium, but only ~10% of those affected show clinical manifestations of the disease. To study the immune events ...

Tracking the Mammary Architectural Features and Detecting Breast Cancer with Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging

Sporing mælke- arkitektoniske træk og Afsløring brystkræft med magnetisk resonans Diffusion Tensor Imaging

Breast cancer is the most common cause of cancer among women worldwide. Early detection of breast cancer has a critical role in improving the quality of ...

Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Skeletal Muscle Disease

Kvantitativ Magnetic Resonance Imaging af Skeletal Muscle Disease

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of ...

Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model

Dynamisk kontrast Forbedret Magnetic Resonance Imaging af en ortotopisk kræft i bugspytkirtlen Mouse Model

Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) has been limitedly used for orthotopic pancreatic tumor xenografts due to severe ...

Simultaneous PET/MRI Imaging During Mouse Cerebral Hypoxia-ischemia

Samtidig PET / MR Imaging Under Mouse Cerebral iskæmi Hypoxi-

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics ...

Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery

Fase kontrast magnetisk resonans i rotte fælles halspulsåren

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous ...