SSFP Cardiovascular MR Imaging on 3.0T Using Unified-Coil Local Shimming

使用统一线圈局部匀场在 3.0T 上进行 SSFP 心血管 MR 成像

基本信息

  • 批准号:
    10152406
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 62.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-12-15 至 2024-11-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Abstract Cardiovascular disease is the leading cause of death globally. Cardiovascular magnetic resonance (CMR) is routinely used in the clinical management of cardiovascular disease and is the standard method for the assessment of cardiac function and myocardial tissue properties. Today, most clinical CMR studies are still conducted on 1.5T scanners because of their availability and robustness in executing CMR protocols. In general, 3.0T provides higher SNR, spatial resolution, and reduced scan time than 1.5T. However, the increased B0 field strength also poses technical challenges for CMR. A major challenge is the susceptibility or off-resonance artifacts due to worsened B0 field inhomogeneity. In the last two decades, steady-state free precession (SSFP) has revolutionized CMR on 1.5T because it boosts SNR and contrast to noise ratio (CNR) markedly over gradient-echo based acquisitions. However, its routine use on 3.0T has been inconsistent despite continuously improving B0 homogeneity and shimming capabilities. Therefore, gradient-echo based acquisitions are still routinely used, such as for cine imaging, cardiac relaxometry, and coronary MRA, negating the major advantages of 3.0T for CMR. Due to the distance of standard whole-body shimming coils from the target organ, they only provide shimming capabilities up to the second-order spherical harmonic (SH), and are incapable of shimming higher-order localized field variations such as those present near the heart-lung interface. This remains an unmet challenge. In this project, we will apply a novel unified shim-RF coil technique to overcome the primary limitation in 3.0T CMR. We will develop a unified shim-RF coil and validate its safety and high-order shimming capability (Aim 1). We will develop a respiratory motion-resolved B0 field mapping technique based on our low-rank Multitasking framework and real-time shim circuits to allow dynamic shimming for free breathing CMR (Aim 2). We will then validate the technology in human subjects on 3.0T (Aim 3). Successful completion of this project will enable robust SSFP CMR on 3.0T, a major technical challenge, which allows reliable high-resolution, high- SNR CMR, including but not limited to cine and coronary MRA. This novel cardiac shimming system has the potential to have a major impact in accelerating the clinical adoption of 3.0T CMR.
抽象的 心血管疾病是全球死亡的主要原因。心血管磁共振(CMR) 通常用于心血管疾病的临床管理,是 评估心脏功能和心肌组织特性。如今,大多数临床CMR研究仍在 在1.5T扫描仪执行CMR协议中的可用性和鲁棒性,因此在1.5T扫描仪上进行。在 一般,3.0t提供比1.5T更高的SNR,空间分辨率和减少的扫描时间。但是, B0野外强度的提高还对CMR构成了技术挑战。一个主要的挑战是易感性或 由于B0恶化而导致的抗呼声不均匀性不均匀性。 在过去的二十年中,稳态自由进步(SSFP)在1.5T上彻底改变了CMR 在基于梯度回波的采集上显着地与噪声比(CNR)形成鲜明对比。但是,它 尽管不断提高B0均匀性和杂似乎 功能。因此,基于梯度回声的采集仍然常规使用,例如用于电影成像, 心脏松弛计和冠状动脉MRA否定了CMR 3.0T的主要优势。由于距离 来自目标器官的标准全身旋转线圈,它们仅提供光泽的功能 二阶球形谐波(SH),并且无能力使高阶局部磁场变化 例如在心肺界面附近存在的。这仍然是一个未满足的挑战。 在这个项目中,我们将应用一种新颖的统一Shim-RF线圈技术来克服主要限制 3.0T CMR。我们将开发一个统一的Shim-RF线圈,并验证其安全性和高阶刺激能力 (目标1)。我们将根据我们的低级别开发一种呼吸运动分辨的B0场映射技术 多任务框架和实时垫圈电路,可以免费呼吸CMR(AIM 2)。 然后,我们将在3.0T(AIM 3)上验证人类受试者中的技术。成功完成该项目 将在3.0T上实现强大的SSFP CMR,这是一个主要的技术挑战,该挑战允许可靠的高分辨率,高分辨率 SNR CMR,包括但不限于电影和冠状动脉MRA。这个新颖的心脏光滑系统具有 有可能在加速3.0T CMR的临床采用方面产生重大影响。

项目成果

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数据更新时间:2024-06-01

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    2016-01-27
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  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Matthew Bramlet;Anthony G Christodoulou;Brad Sutton
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  • 通讯作者:
    Brad Sutton
    Brad Sutton
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