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

Författarna erkänner faciliteterna och vetenskaplig och teknisk hjälp av nationella Imaging anläggningen vid centrum för avancerade Imaging, University of Queensland. Vi vill också tacka Graham Galloway och Ian Brereton för deras hjälp att få ett CAESIE stipendium för Thoralf Niendorf.

Studien är godkänd av den etiska kommittén av University of Queensland, Queensland, Australien och informerat samtycke har erhållits från alla försökspersoner ingår i studien.
1. ämnen
<ol><li>Rekrytera frivilliga försökspersoner över 18 år internt på University of Queensland.</li>
	<li>Informerat samtycke<ol>
<li>Informera varje ämne om potentiella risker som genomgår undersökningen innan zonen magnetisk resonanstomografi (MRT) säkerhet. Specifikt diskutera Ultra höga mag...

<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>

Funktionella CMR undersökningar kan genomföras framgångsrikt på 7 Tesla. Baserat på fältstyrkan driven SNR vinst, kunde CINE bilder av det mänskliga hjärtat förvärvas med betydligt högre rumslig upplösning jämfört med 1,5 eller 3 T. Medan en skiva tjocklek på 6 till 8 mm och i-plane voxel kanten 1,2 till 2,0 mm längd används ofta vid lägre kliniska fältet styrkor1,30, mätningarna vid 7 Tesla kunde genomföras med en slice tjocklek på 4 mm och...

Hjärt-magnetisk resonans (CMR) är beprövade kliniskt värde med ett växande utbud av kliniska indikationer1,2. Särskilt utvärderingen av hjärtats morfologi och funktion är av stor betydelse och vanligtvis realiserat by spårning och visualisera hjärtat rörelse i hela den hela hjärt cykeln med segmenterad andedräkt-held tvådimensionell (2D) cinematograpic ( CINE) avbildningstekniker. Medan en hög plats-temporal upplösning, höga blod-myokardiet kontrast och hög signal-brus-förhållande (SNR) krävs begränsas dataförvärvet starkt av hjärt- och andningsfunktionen rörelse och användning av flera andetag-håller liksom behovet för hela hjärtat eller vänster kammare leder täckning ofta till omfattande genomsökning. Parallel imaging, samtidiga flera segment imaging eller andra acceleration teknik bidra till att lösa rörelse relaterade begränsningar3,4,5,6.
Dessutom att dra nytta av den inneboende SNR vinna på högre magnetfält, kicken sätter system med B0 = 3 Tesla används alltmer i klinisk rutin7,8. Utvecklingen har också uppmuntrat utredningar ultrahög fältet (B0≥7 Tesla, f≥298 MHz) CMR9,10,11,12,13,14. Vinsten i SNR och blod-myokardiet kontrast inneboende högre fältstyrkan håller löftet att vara överförbar till förbättrade funktionella CMR med en rumslig upplösning som överskrider dagens gränser15,16, 17. I sin tur nya möjligheter för magnetresonans (MR) baserat hjärtinfarkt vävnad karakterisering, metabola imaging och mikrostruktur imaging är beräknade13. Hittills har har flera grupper visat genomförbarheten av CMR på 7 Tesla och specifikt skräddarsydda ultrahög fältet teknik har infört17,18,19,20, 21,22. När det gäller dessa lovande utveckling, potentialen för ultrahög fältet CMR kan anses vara ännu outnyttjad13. Vid samma tid, fysikaliska fenomen och praktiska hinder såsom magnetfält inhomogeneities, radiofrekvens (RF) excitation fältet icke-uniformities, off-resonans artefakter, dielektriska effekter, lokaliserade vävnad värme och fältstyrka oberoende RF kraftbegränsningar nedfall gör imaging på ultra high field utmanande10,17. Den senare är anställd att styra RF inducerad vävnad värme och för att säkerställa säker drift. Dessutom kan elektrokardiogram (EKG) baserat utlöser avsevärt påverkas av de magneto-hydrodynamiska (MHD) effekt19,23,24. För att lösa de utmaningar som induceras av kort våglängd i vävnad, var många element sändtagare RF spole matriser skräddarsydda för CMR på 7 Tesla föreslagna21,25,26,27. Parallella RF transmissionen ger medel för överföring fält forma, även känd som B1+ mellanlägg, som gör det möjligt för att minska magnetfält inhomogeneities och känslighet artefakter18,28. Medan i det nuvarande skedet, vissa av dessa åtgärder kan öka experimentella komplexiteten, begreppen har visat bra och kan översättas till de kliniska fältstyrkorna CMR 1,5 T eller 3 T.
För närvarande, är 2D balanserad steady-state gratis precession (bSSFP) CINE bildbehandling standarden för klinisk funktionell CMR på 1,5 T och 3 T1. Nyligen, sekvensen var framgångsrikt anställd på 7 Tesla, men ett stort antal utmaningar kvar19. Patientens specifika B1+ mellanlägg och extra RF spole justeringar tillämpades för att hantera RF kraftbegränsningar nedfall och noggrann B0 mellanlägg utfördes för att styra sekvensen typiska ränder artefakter. Med en genomsnittlig bildläsningstid av 93 minuter för vänster kammare (LV) funktion bedömning långvariga ansträngningar undersökning tider utöver kliniskt acceptabla gränser. Här, ger bortskämda gradient echo sekvenser ett lönsamt alternativ. Vid 7 Tesla rapporterades totalt undersökning gånger (29 ± 5) min LV funktion bedömning, vilket väl motsvarar kliniska imaging protokoll nedre fältet styrkor21. Därmed, baserat bortskämda gradient echo CMR fördelar från långvarig T1 avkoppling tider vid ultrahöga field som resulterar i en ökad blod-myokardiet kontrast överlägsen gradient echo imaging på 1,5 T. Detta gör subtila anatomiska strukturer såsom hjärtsäck, den mitral och tricuspid ventiler samt papillär musklerna väl identifierbara. Congruously, håller bortskämda gradient echo baserat hjärtats kammare kvantifieringsgränsen 7 Tesla noga med LV parametrar härrör från 2D bSSFP CINE imaging 1,5 T20. Frånsett detta demonstrerades nyligen korrekt höger kammare (RV) kammare kvantifiering genomförbart med en högupplöst bortskämda gradient echo sekvens 7 Tesla29.
Detta arbete erkänner de utmaningar och möjligheter av CMR på ultra high field, och presenterar en setup och protokoll anpassade för funktionella CMR förvärv på ett prövningsläkemedel 7 Tesla forskning skanner. Protokollet beskrivs den tekniska bakgrunden, visar hur hinder kan övervinnas, och ger praktiska överväganden som hjälper till att hålla extra experimentella overhead på ett minimum. Det föreslagna imaging protokollet utgör en fyrfaldig förbättring i den rumsliga upplösningen jämfört med dagens klinisk praxis. Det är tänkt att ge en riktlinje för kliniska adaptrar, läkare vetenskapsmän, translationell forskare, applikationsexperter, herr röntgensjuksköterskor, teknologer och nya aktörer i fältet.

<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 extremt hög field (magnetisk fältstyrka B0 ≥ 7 Tesla) förmåner från signal-brus-förhållande (SNR) fördelen inneboende på högre magnetisk fältstyrka och potentiellt ger förbättrad signal kontrast och rumslig upplösning. Samtidigt lovande resultat har uppnåtts, är ultrahög fältet CMR utmanande på grund av energi nedfall begränsningar och fysikaliska fenomen såsom överföring fält icke-uniformities och magnetfält inhomogeneities. Dessutom återger magneto-hydrodynamiska effekten synkroniseringen av dataförvärvet med hjärt rörelse svårt. Utmaningar behandlas för närvarande av upptäcktsfärder till romanen magnetisk resonans teknik. Om alla hinder kan övervinnas, kan ultrahög fältet CMR generera nya möjligheter för funktionella CMR, hjärtinfarkt vävnad karakterisering, mikrostruktur imaging eller metabola imaging. Erkänner denna potential, vi visar att flerkanaligt radiofrekvens (RF) spole teknik anpassade för CMR på 7 Tesla tillsammans med högre ordning B0 mellanlägg och en backup signal för hjärt utlöser underlättar HiFi funktionella CMR. Med den föreslagna setup, kan hjärtats kammare kvantifiering åstadkommas i undersökning gånger liknar dem som uppnås vid lägre fältstyrkor. Att dela denna upplevelse och för att stödja spridningen av denna expertis, beskriver detta arbete våra setup och skräddarsydda för funktionella CMR på 7 Tesla-protokollet.

Representativa resultat av hjärt CINE undersökningar härrör från frivilliga avbildas i figur 4. Visas är diastoliskt och systoliskt tidsramar för kort och en lång fyra-kammare-axeln vyer av det mänskliga hjärtat. Betydligt högre spatial upplösning för vyerna korta axeln (figur 4a, 4b, 4e, 4f) jämfört med de långa axeln visningar (figur 4 c</st...

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

Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla

Känslighet vinsten inneboende ultrahög fält magnetisk resonans håller löfte för hög rumslig upplösning imaging av hjärtat. Här beskriver vi ett protokoll som anpassade för funktionella hjärt-magnetisk resonans (CMR) på 7 Tesla använder en avancerad Multi-Channel-radiofrekvens spole, magnetfält mellanlägg och en utlösande koncept.

Hjärt magnetisk resonanstomografi 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 övergripande målet med följande experiment är att utföra high-fidelity funktionell hjärt MRI av hjärtat vid ultra hög fältstyrka av 7 Tesla. Detta uppnås genom A.utilizing flera kanaler RF spole teknik som särskilt anpassats till den ultra hög fältstyrka. B.noggrann ämnespositionering.C.employing hög ordning BO shimming och D.making användning av de tillgängliga EKG-utlösa enheter. Kardiovaskulär magnetresonanstomografi är av bevisat kliniskt värde med ett växande utbud av indikationer. Denna bildframställning i synnerhet är av djupgående relevans för bedömningen av myokardfunktionen.Ultra feeds, såsom 7 Tesla, ger en stor signal buller fördel som kan överföras till spay-shous-lou-shus som överskrider dagens gränser. I sin tur förväntar vi oss nya möjligheter för myokardvävnad karakterisering och mikrostruktur avbildning. Fördelarna med 7 Tesla uppvägs ibland av ett antal praktiska hinder och fysik raley fenomen, såsom Dessutom, EKG utlösande kan påverkas avsevärt av den magneto-hydrodynamiska effekten.Erkänner dessa utmaningar, föreslår vi en setup och protokoll för funktionella på 7 Tesla. Det föreslagna bildprotokollet består av en fyrfaldig förbättring av spatial resolution med dagens kliniska praxis. Till skillnad från kliniska skannrar, som arbetar på 1 punkt 5 eller 3 Tesla, är den ultrahöga fältskannern inte utrustad med en kroppsspole, och användningen av en lokal transceiver-array är nödvändig för att signalera excitation.Således har patienten tabellen måste vara beredd att rymma den extra hårdvara som krävs för att driva den särskilda 32-kanals transceiver RF spole. Spolen som används i detta experiment består av flera power-splitter, fas-shifter, och sända ta emot gränssnitt lådor, förutom de två RF spole sektioner som kommer att placeras under och ovanpå motivet. Placera först den extra RF-spolens maskinvara i den övre änden av patientbordet.Länka de enskilda lådorna med lämpliga BNC-kablar. Anslut gränssnittslådorna till de fyra spolpluggarna på patientbordet. Se till att det finns tillräckligt med utrymme på bordet för att garantera motivets positionering inom magnetens isocenter.Som framgår här kan detta uppnås genom att fördefiniera en plats för spolen på patientbordet, i det preliminära testet med frivilliga av olika kroppshöjd. Placera den bakre spole array i den fördefinierade plats på patientbordet. Anslut spolen med lämplig gränssnittslåda.Därefter anslut de fyra modulerna i främre spole array med dess gränssnitt, och placera dem åt sidan för att möjliggöra ämnet positionering. Informera ämnet om bildbehandlingsproceduren, samt de potentiella riskerna med att genomgå undersökningen, och inhämta skriftligt samtycke. Innan du går in i MR-säkerhetszonen, utför MR-säkerhets- och metallscreeningen.Eftersom bildbehandling utförs under andetag-håll i slutet av utgången, konsekvent andedräkt-innehav är integrerad i bildkvalitet. Coacha ämnet på andningsteknik före skanning. Placera motivets hjärta centralt till den bakre spolen array.Huvudet kommer vanligtvis att placeras ovanpå spolen gränssnittsdosan kontakter. Noggrann placering av kablarna och lämplig användning av dämpning är viktigt, och säkerställer motivets komfort och efterlevnad. Fäst EKG-elektroderna och utlösa enheten på kroppen.Fäst pulsutlösaranordningen på motivets pekfinger. Den andra utlösaren möjliggör omkoppling vid kraftiga EKG-signaldistorsioner. Lämna säkerhetspressbollen till motivet.Placera den främre spolen på motivets bröst. Använd hörlurar och öronsnäckor för att minska bullerexponeringen och tillåta kommunikation med motivet. Kör in motivet i skannerns borrstrå.Kontrollera kommunikationssystemen och motivets välbefinnande innan du fortsätter. Hej, kan du höra mig? Är du okej?Vi ska starta scannern inom kort nu. Använd grundläggande localizer skanningar för att verifiera korrekt positionering av deltagarens hjärta i isocenter. Placera om motivet efter behov.Därefter föreskriver shimsvolymen så att den täcker hjärtat helt. Använd en icke-utlöst flöde kompenseras, 2D multi-echo flash shim sekvens för att beräkna tredje-ordningen shim strömmar. Efter inställning av strömmarna, se till att shimsvolymen och underläggsströmmarna förblir fasta under hela återstoden av undersökningen.För dubbel-sned skiva planering anställa en andetag-held och EKG utlöst 2D-blixt sekvens. Andedräkten hålls alltid i utgångsdatum. Först planera två-kammarlokaliserarskivan vinkelrätt på den axiella spanaren, och parallellt med septalväggen.För att optimera bilden kontrasten anställa hög-flip vinklar eller använda en segmenterad cine förvärv. För det andra, planera fyra-kammare localizer skiva vinkelrätt mot två-kammare localizer genom mitrial ventilen och spetsen av den vänstra ventrikeln. Slutligen förvärva sju kort tillgång localizer skivor vinkelrätt mot fyra-kammar localizer skiva, parallellt med mitrial ventil och vinkelrätt mot septalväggen.Anpassa synfältet efter behov. Utför cine förvärv med hjälp av en högupplöst, andetag-held, EKG-utlöst, segmenterad, 2D blixt sekvens. Börja med den vänstra ventrikulära fyrkammarsvyn, även känd som den horisontella långa axeln.Planera den centrala skiva genom mitten av mitral och tri-cuspid ventiler, och apex av den vänstra ventrikeln. Täck hela hjärtat. Skanna varje skiva under en individuell utgångsdatum för andningssnad.Fortsätt med den vänstra ventrikulära kort axel skivor. Planera dem vinkelrätt mot den horisontella långa axeln och parallellt med mitralisklaffen. Täck hela vänstra ventrikeln från basen till apex.Se till att den första skivan är exakt placerad vid mitralklaffen i bipacksedelinfogningar. Återigen, förvärva varje skiva med en individuell andedräkt-hold och utgångsdatum. Denna figur visar en typisk EKG spår erhålls från en volontär utanför magneten bar till vänster, och i isocentrum av magneten till höger.EKG är skadad av störningar med elektromagnetiska fält och av den magneto-hydrodynamiska effekten, eller MHD Effect, för kort. MHD-effekten uttalas under hjärtfaserna av systoliskt aorticflöde och är synlig som en allvarlig förvrängning av ST-segmentet i EKG-spårningen. Detta äventyrar R-wave erkännande och synkronisering av datainsamling inom hjärt cykeln.Denna figur visar representativa diastoliskt och systoliskt bilder av den långa axelvyer som erhållits med hjälp av det föreslagna protokollet. På grund av allvarliga snedvridningar av EKG-triggersignalen utnyttjades pulsutlösande för detta förvärv. Den jitter i utlösa signalen inducerad mindre rörelse artefakter som uttalas under sistol.Här visas representativa kortaxelvyer. Den mycket höga rumsliga upplösningen av en och en millimeter i plan syns tydligt. Även när du använder en skiva tjocklek så tunn som fyra millimeter, bilderna ger gott om signal till buller och kontrast för att avgränsa de hjärtinfarkt väggar.I vissa fall kan signal tomrum på grund av destruktiva störningar i överföringsfältet ses också. Den 7 tesla tillåter oss att utföra Cneg rescisions med mycket hög speciell upplösning. Jämfört med 1,5 eller 3 Tesla kunde vi förbättra den rumsliga upplösningen med en faktor tre till fyra.Våra resultat visar att fungshotic MRI undersökningar framgångsrikt kan genomföras på 7 Tesla och vi kan visa potential ultra-fältet kardiovaskulär avbildning.

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

Magnetic Resonance Härledda Myocardial Sila Uppskattning med hjälp av funktionen Spåra

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

Magnetic Resonance Imaging Kvantifiering av pulmonell perfusion med kalibrerad Arteriell 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

Remote magnetnavigering för exakt, realtid kateter Positionering och Ablation i hjärtats 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 Analys av neurodegenerativa sjukdomar

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

Noninvasive Bedömning av hjärtbiverkningar i Experimentell Autoimmun Myokardit av Magnetic Resonance Mikroskopi Imaging i musen

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

Spårning bröst arkitektoniska särdrag och upptäcka bröstcancer med Magnetic Resonance 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 av skelettmuskulatur sjukdom

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 Förbättrad Magnetic Resonance Imaging av en Orthotopic bukspottkörtelcancer musmodell

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 Hypoxi-ischemi

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

Magnetröntgen i fas kontrast i den gemensamma halspulsådern råtta

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