High-performance compact 3T MRI: Technical optimization for advanced brain imaging

高性能紧凑型 3T MRI:高级脑成像的技术优化

基本信息

  • 批准号:
    10200806
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 99.06万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-09-18 至 2023-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT A breakthrough lightweight, compact 3T MR scanner has been demonstrated to have gradient performance of 700 T/m/s slew rate, operating at 80 mT/m amplitude), which is a slew rate that is 3.5x faster than whole-body MRIs. The proposed next phase of the program will deliver key neuroimaging tools through a multi-disciplinary collaboration between Mayo Clinic and GE Global Research. This proposed work includes further technical development in image reconstruction, systems artifact correction, and pulse sequence programming that exploits the unique, high-performance capabilities of the compact 3T. The Specific Aims of the project are to: · Aim 1) Develop Core Technologies for Echo Planar Imaging (EPI) on the Compact 3T · Aim 2) Develop New MRI-based Connectomics · Aim 3) Develop High-Resolution MR Elastography (MRE) Brain Stiffness Measurement Aim 1 focuses on improving EPI on the compact 3T system to maximally capitalize on its unique gradient slew rate and specific absorption rate (SAR) advantages. Specific tasks related to this aim include: the development of model-based reconstructions, real-time system compensation to eliminate concomitant field artifacts, pulse sequence development for segmented EPI for very fast anatomical imaging, and improved efficiency for simultaneous multislice (SMS) by exploiting the SAR advantages. Aim 2 exploits the compact 3T's dramatically reduced susceptibility artifacts in the region of the medial temporal lobe to enable task-free fMRI spontaneous coactiviation studies of the entire brain, including the hippocampus, which is central to the study of Alzheimer's disease (AD). Aim 3 describes how the compact 3T's high-performance gradients enable, for the first time, 3D gradient echo-based MR elastography (3DMRE). This will enable an 8x reduction in the acquired voxel size compared with the 2DMRE currently acquired with our whole-body MRIs. This has important applications, not-only to pre-surgical planning for tumor resection, but also to potentially develop new biomarkers for the study of neurodenegerative disease, such as AD. The new 3DMRE technique will be studied in the same patient cohort as Aim 2. We believe vastly improved spatial resolution and scan efficiency on the compact 3T MR platform will enable new clinical and neuroscience applications for assessing brain disease management, including traumatic brain injury, tumor treatment planning, and neurodegenerative diseases.
项目摘要/摘要 突破性轻巧,紧凑的3T MR Scanner已被证明具有梯度性能 700 t/m/s的振荡速率,以80 mt/m的放大器运行),这是一个比全身快3.5倍的振荡速率 MRI。该程序的下一阶段将通过多学科传递关键的神经影像学工具 梅奥诊所和GE全球研究之间的合作。这项提出的工作包括图像重建,系统伪像校正和脉冲序列编程方面的进一步技术开发 紧凑型3T的独特,高性能功能。 该项目的具体目的是: ·目标1)在紧凑型3T上开发用于回声平面成像(EPI)的核心技术 ·目标2)开发新的基于MRI的连接组学 ·目标3)发展高分辨率MR弹性图(MRE)脑刚度测量 AIM 1专注于改进紧凑型3T系统上的EPI,以最大程度地利用其独特的梯度 杀伤率和特定的滥用率(SAR)优势。与此目的相关的特定任务包括:开发基于模型的重建,实时系统补偿以消除伴随的现场工件, 分段EPI的脉冲序列开发非常快速解剖成像,并通过利用SAR优势来提高同时多层(SMS)的效率。 AIM 2探索了紧凑型3T在内侧临时叶区域的敏感性大大降低,以实现整个大脑的基于无任务的基于FMRI的共同激活研究,包括海马,这对于阿尔茨海默氏病(AD)的研究至关重要。 AIM 3描述了紧凑型3T高性能梯度如何首次启用3D梯度 基于回声的MR弹性图(3DMRE)。这将使获得的体素尺寸减少8倍 当前使用2DMRE使用我们的全身MRI。这有重要的应用,不仅仅 肿瘤切除的手术前计划,但也有可能开发出新的生物标志物来研究神经疾病,例如AD。新的3DMRE技术将与AIM相同的患者队列进行研究 2.我们相信紧凑型3T MR平台上的空间分辨率和扫描效率大大提高了 评估脑部疾病管理的新临床和神经科学应用,包括大脑创伤 损伤,肿瘤治疗计划和神经退行性疾病。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Reducing PNS with minimal performance penalties via simple pulse sequence modifications on a high-performance compact 3T scanner.
  • DOI:
    10.1088/1361-6560/ab99e2
  • 发表时间:
    2020-07-31
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    In MH;Shu Y;Trzasko JD;Yarach U;Kang D;Gray EM;Huston J;Bernstein MA
  • 通讯作者:
    Bernstein MA
Improved Brain MR Imaging from a Compact, Lightweight 3T Scanner with High-Performance Gradients.
  • DOI:
    10.1002/jmri.27812
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Camerucci E;Campeau NG;Trzasko JD;Gray EM;Bernstein MA;Cogswell PM;Shu Y;Foo TK;Huston J 3rd
  • 通讯作者:
    Huston J 3rd
Average SAR prediction, validation, and evaluation for a compact MR scanner head-sized RF coil.
  • DOI:
    10.1016/j.mri.2021.10.011
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Tarasek MR;Shu Y;Kang D;Tao S;Gray E;Huston J 3rd;Hua Y;Yeo DTB;Bernstein MA;Foo TK
  • 通讯作者:
    Foo TK
Lightweight, compact, and high-performance 3T MR system for imaging the brain and extremities.
  • DOI:
    10.1002/mrm.27175
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Foo TKF;Laskaris E;Vermilyea M;Xu M;Thompson P;Conte G;Van Epps C;Immer C;Lee SK;Tan ET;Graziani D;Mathieu JB;Hardy CJ;Schenck JF;Fiveland E;Stautner W;Ricci J;Piel J;Park K;Hua Y;Bai Y;Kagan A;Stanley D;Weavers PT;Gray E;Shu Y;Frick MA;Campeau NG;Trzasko J;Huston J 3rd;Bernstein MA
  • 通讯作者:
    Bernstein MA
Application of Adaptive Image Receive Coil Technology for Whole-Brain Imaging.
  • DOI:
    10.2214/ajr.20.22812
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Cogswell PM;Trzasko JD;Gray EM;Campeau NG;Rossman PJ;Kang D;Robb F;Stormont RS;Lindsay SA;Bernstein MA;McGee KP;Huston J 3rd
  • 通讯作者:
    Huston J 3rd
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