Name: Kardiale Magnetresonanztomographie bei 7 Tesla (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 14 s
Description: Erfahren Sie hochauflösende kardiale MRT bei 7 Tesla mit Mehrkanal-RF-Spulentechnologie und optimierter Probandenpositionierung. Diese Methode ermöglicht präzise myokardiale Funktionsanalysen mit verbesserter Bildqualität.

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Die Autoren erkennen die Einrichtungen und die wissenschaftliche und technische Unterstützung der nationalen Imaging-Anlage im Zentrum für Advanced Imaging, University of Queensland. Wir möchten auch Danke Graham Galloway und Ian Brereton für ihre Hilfe, ein CAESIE-Stipendium für Thoralf Niendorf zu erhalten.

Die Studie ist zugelassen von der Ethikkommission der Universität von Queensland, Queensland, Australien und informierte Einwilligung eingeholt wurde, aller Fachrichtungen, die in die Studie eingeschlossen.
1. Themen
<ol><li>Rekrutieren Sie freiwillige Probanden über 18 Jahren intern an der University of Queensland.</li>
	<li>Einwilligung nach Aufklärung<ol>
<li>Informieren Sie jedes Thema über mögliche Risiken der Untersuchung vor dem Betreten der Sicherheitszone Magnetresonanz-Bildgebung (MRI). Besprechen Sie gezielt, die ultrahohe Magnetfeldbelastung und mögliche Kontraindikationen für eine MRT-Untersuchung unterziehen. Dem Thema zu informieren, dass bei der Prüfung die Teilnahme freiwillig ist und das zu allen Zeiten kann er/Sie die Prüfung abbrechen. Einwilligung in schriftlicher Form.</li>
		<li>Erklären Sie den Ablauf des Teilnehmers. Da Bildgebung während durchgeführt wird Atem anhalten am Ende Ablauf und konsistente Atem Holding ist integraler Bestandteil der Bildqualität, Trainer das Thema Atemtechnik vor dem Scannen.</li>
		<li>Führen Sie Herr Sicherheit Screening zu allen Themen, vor dem Betreten der MRI-Sicherheitszone schriftlich und vor Betreten des Zimmers Scanner wieder. Schließen Sie aus, Patienten mit Kontraindikationen für eine MRT-Untersuchung (z.B., Herzschrittmacher, implantierten Defibrillatoren, andere unsichere medizinische Implantate oder Klaustrophobie) unterziehen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Fragen Sie die Änderungenvorbehalten in Scrubs vor Betreten des Zimmers Scanner.</li>
</ol>2. Vorbereitung
<ol><li>Richten Sie die zusätzliche Hardware erforderlich, um die speziellen 32 Kanal 1H kardiale Transceiver (Tx/Rx) RF Spule26 auf dem Patiententisch betreiben wie in Abbildung 1a und bdargelegt. Eine kleine Power Splitterbox (Abbildung 1 c) umfasst neben die zusätzlichen Spule Ausrüstung ein Power-Splitter-Box und Phase Shifter Box (Abbildung 1-d) und ein Tx/Rx-Interface-Box (Abbildung 1e) für jede der beiden RF Spule Abschnitte, die unten und oben auf das Thema platziert. Der größere Teil die lokalen beherbergt übertragen-Elektronik, die für Signal Erregung bei 7 Tesla erforderlich ist, da traditionelle Vogelkäfig Körper als bei 1,5 T bis 3,0 T verwendeten Spulen sind nicht verfügbar.</li>
	<li>Legen Sie die zusätzliche RF Spule Hardware am oberen Ende der Patienten Tabelle wie in Abbildung 1 b und verbinden Sie die einzelnen Felder zusammen mit dem Bajonett Neill-Concelman (BNC) Kabel. Da der Abstand der Patiententisch in das MRI gesteuert werden kann Bohrung ist begrenzt, stellen sicher, dass lassen Sie ausreichend Platz auf dem Patiententisch für die Spule-Infrastruktur zu gewährleisten, dass das Thema Herzen kann, mit der Mitte der Spule an die Isozentrum des positioniert werden der Magnet.</li>
	<li>Verbinden Sie die Tx/Rx-Schnittstelle-Boxen mit vier Spulen Stecker auf dem Patiententisch.</li>
	<li>Legen Sie die Mitte des hinteren Spule Arrays 147 cm vom oberen Ende des Tisches Patienten (Abb. 1 b). Dieser Stelle definiert, wo die hintere Spule Array platziert werden, um sicherzustellen, dass das Thema Herz steht im Isozentrum des Magneten, wenn der Patiententisch maximal in die Bohrung getrieben wird. Die Platzierung auf der vordefinierten Spule Stelle ist entscheidend, um optimale Funktion zu gewährleisten. Bestimmen Sie die optimale Position des hinteren Spule Arrays sowie die Positionierung von Zusatzgeräten in Vorversuchen einschließlich mehrere Freiwillige unterschiedlicher Körpergröße.</li>
	<li>Schließen Sie die vier Kabel des hinteren Spule Arrays in die entsprechenden Buchsen des Tx/Rx-Interface-Box für die hintere Reihe.</li>
	<li>Verbinden Sie die vier Module des vorderen Spule Arrays sind mit Tx/Rx-Interface-Box für die oberste Reihe und die zusätzliche Spule Ausrüstung zum Thema Positionierung ermöglichen das Array umdrehen.</li>
	<li>Legen Sie die drei EKG-Elektroden auf den Körper des Opfers. Folgen Sie den Kreditor Richtlinien für die Platzierung der Elektrode zum optimalen Betrieb des Systems Trigger Algorithmus zu gewährleisten.</li>
	<li>Positionieren Sie das Motiv auf dem Patiententisch (Abb. 1f). Kritisch, stellen Sie sicher, dass des Subjekts Herzen positioniert ist zentral an der hinteren Spule Gewährleistung innerhalb der Isozentrum des Magneten scannen. Wie, je nach Höhe des Subjekts, den Kopf über die Spule/Interface Box Anschlüsse platziert werden, legen Sie die Kabel sorgfältig und entsprechende Dämpfung um des Thema Komfort und Compliance sicherzustellen.</li>
	<li>Schließen Sie die Trigger-Gerät an der EKG-Elektroden.</li>
	<li>Das Thema Zeigefinger die Puls-Trigger-Gerät zuordnen. Verwenden Sie dieses zweite Gerät zur Auslösung im Falle von schweren Verwerfungen der EKG-Signal durch den MHD-Effekt eingeführt.</li>
	<li>Hand die Sicherheit drücken Ball zu den Themen.</li>
	<li>Statten Sie das Thema mit Kopfhörer und Ohrhörer, die Lärmbelastung zu reduzieren und um die Kommunikation mit dem Thema ermöglichen.</li>
	<li>Legen Sie die vordere Spule auf das Thema Brust, so, dass die Kabel, die an die Stecker, E-F und G-H anschließen nach rechts und links vom Kopf des Subjekts, bzw. befinden.</li>
	<li>Fahren Sie das Thema in der Scanner-Bohrung. Durchführen Sie der Fahrbetrieb manuell und sicherstellen Sie, dass die Geschwindigkeitstaste Tabelle Steuerelemente in der off-Position für das Thema Sicherheit in das Fahrgeschehen. Verwenden Sie nicht der automatische Modus wie die Variablentabelle Geschwindigkeit in diesem Modus optimiert ist für Neuro-Bildgebung und die Distanz, die in der Tabelle automatisch in die Bohrung gefahren werden kann durch Scanner-Hardware begrenzt ist.</li>
	<li>Überprüfen Sie, ob Kommunikation zum Thema über die Sprechanlage möglich ist und wenn das Thema gut fühlen.</li>
	<li>MR-Bildgebung<ol>
<li>Ausführen grundlegender Localizer (Scout) scannt entlang der drei physische Gradienten Achsen für Slice Planung und B0-Shim.</li>
		<li>Verwenden Sie einen ECG ausgelöst schnell niedrigen Winkel (FLASH) Sequenz mit den folgenden Parametern Erwerb gedreht: Sichtfeld (FOV) = 400 mm, Matrix = 192 x 144, Scheiben pro Farbverlaufsachse = 1, Dicke = 8 mm, echo der Zeit (TE) = 1.24, Wiederholzeit (TR) = 298 ms, Flipwinkel = 10°.</li>
		<li>Gelten parallel MRI mit Beschleunigungsfaktor = 2, Referenzlinien = 24 und generalisierte Autocalibrating teilweise parallel Übernahmen (GRAPPA) Wiederaufbau.</li>
		<li>Verwenden Sie die Localizer Images, um sicherzustellen, dass das Thema Herz im Isozentrum des Magneten positioniert ist. Positionieren Sie das Thema, wenn nötig.</li>
	</ol></li>
	<li>3rd bestellen B0-Shim<ol>
<li>3rd -Order-Shim-Tool (Abbildung 2a) zu öffnen und alle 3rd Auftrag Shim Strömungen (Abb. 2 b) zurückgesetzt.</li>
		<li>Verschreiben Sie die Shim-Lautstärke für richtige Shimmen über eine Region, die das Herz (Abbildung 2 c).</li>
		<li>Führen Sie ein nicht ausgelöst erweiterte Fluss 2D Multi-Echo Flash-Shim-Sequenz für die Berechnung der 3rd Auftrag Shim Ströme ausgeglichen. Verwenden Sie die folgenden Parameter: FOV = 400 x 400 mm, Matrix = 80 x 80, Scheiben = 64, Dicke = 5,0 mm, TE1 = 3.06, TE2 = 5.10, TR = 7 ms, Flipwinkel = 20°, parallele MRI (GRAPPA), Beschleunigungsfaktor = 2, Referenzlinien = 24.</li>
		<li>Um zu berechnen, und wenden Sie die 3rd Auftrag Shim Strömungen, öffnen Sie das nächste Protokoll und kopieren Sie die oben genannten Shim-Lautstärke. Führen Sie das SetShim -Programm im Menü "Start" (Abbildung 2a). Als nächstes öffnen Sie das Manuelle Anpassungen -Fenster im Menü " Optionen " (Abb. 2d). Klicken Sie in der Registerkarte " 3D Shim " berechnen | Wenden Sie auf die Shim-Ströme für den 2Nd -Auftrag (Abb. 2e) festgelegt. Legen Sie abschließend die Shim-Ströme durch Anklicken Setzen Shim_3rd in 3rd -Order-Shim-Tool (Abb. 2 b).</li>
		<li>Das Manuelle Einstellungen -Fenster zu schließen. Halten Sie die Shim-Lautstärke und die Shim-Ströme für den Rest der Prüfung behoben. Beachten Sie, dass das Shim Verfahren systemspezifisch hoch sein kann.</li>
	</ol></li>
	<li>Lokalisierer zur Doppel-schräge Scheibe Planung Unterstützung zu erwerben. Sofern nicht anders angegeben, verwenden Sie einen Atem gehalten und ECG ausgelöst 2D Flash-Sequenz mit den folgenden Parametern für alle Localizer Messungen: FOV = 360 x 290 mm, Matrix 256 x 206, Dicke = = 6,0 mm, TE = 1,57, TR = 3,9 ms, Flipwinkel = 35°, parallele MRI (GRAPPA), Accelera Tion-Faktor: 2, Referenzlinien: 24. Raten Sie den Patienten, den Atem anzuhalten, im Ablauf. Beschäftigen Sie hohen Flip Winkeln zu oder verwenden Sie eine segmentierte Cine-Protokoll (siehe unten), um verbesserte Kontrast zu erzielen.<ol>
<li>Erwerben Sie die 2 Kammer Localizer (1 Scheibe), geplante senkrecht auf der axialen Scout parallel zur septal Wand (Abb. 3a).</li>
		<li>Die 4 Kammer Localizer (1 Scheibe), geplant senkrecht auf die 2 Kammer Localizer Scheibe durch die Mitralklappe und der Spitze des linken Ventrikels (Abb. 3 b) zu erwerben.</li>
		<li>Die kurze Achse Localizer zu erwerben (7 Scheiben, FOV = 360 x 330 mm), geplante senkrecht auf die 4 Kammer Localizer parallel zu der Mitralklappe und senkrecht zur septal Wand (Abb. 3 c).</li>
	</ol></li>
	<li>Durchzuführen Sie die CINE-Akquisitionen. Einsatz ein hochauflösenden Atem ECG ausgelöst stockte segmentiert 2D Flash-Sequenz mit den folgenden Parametern: FOV = 360 x 270 mm, Matrix 256 X 192/264 x 352, Dicke = = 4,0 mm, TE = 3.14, TR = 6,3 ms, Flipwinkel = 35-55 °, Segmente = 7, parallel MRI (GRAPPA), Beschleunigung Fa Ctor = 2/3, zeitliche Auflösung = 42.6/44.3 ms.<ol>
<li>Beginnen Sie mit der linken Herzkammer 4 Kammer Ansicht (horizontale Längsachse, HLA) Scheiben. Planen Sie die zentrale Scheibe durch das Zentrum der Mitral- und dreiaufklappbar Ventile und der Spitze des linken Ventrikels (Abbildung 3d). Jede Scheibe innerhalb einer einzelnen Atem halten im Ablauf zu erwerben.</li>
		<li>Als nächstes erwerben Sie die linke Herzkammer kurze Achse Scheiben. Planen sie senkrecht zu der HLA und parallel zu der Mitralklappe, so dass es die ganze linke Herzkammer von der Basis zum Apex (Abbildung 3e bedeckt). Um genaue Funktionsprüfung zu gewährleisten, positionieren Sie die erste Scheibe genau an die Mitralklappe Packungsbeilage Einfügungen, so, dass das Zentrum der Scheibe innerhalb der Herzkammer ist. Jede Scheibe innerhalb einer einzelnen Atem halten im Ablauf wieder zu erwerben.</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol><li>Kramer, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standardized+cardiovascular+magnetic+resonance+%28CMR%29+protocols+2013+update%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiovascular+Magnetic+Resonance%22%5BJournal%5D)">Standardized cardiovascular magnetic resonance (CMR) protocols 2013 update.</a> Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 15 (1), 1(2013).</li>
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<li>Hecht, E. M., Lee, R. F., Taouli, B., Sodickson, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perspectives+on+Body+MR+Imaging+at+Ultrahigh+Field%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+Imaging+Clinics+of+North+America%22%5BJournal%5D)">Perspectives on Body MR Imaging at Ultrahigh Field.</a> Magnetic Resonance Imaging Clinics of North America. 15 (3), 449-465 (2007).</li>
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<li>Niendorf, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progress+and+promises+of+human+cardiac+magnetic+resonance+at+ultrahigh+fields%3A+A+physics+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetic+Resonance%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Comparison+of+Cardiac+MRI+on+1.5+and+3.0+Tesla+Clinical+Whole+Body+Systems%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Radiology%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Ultimate+intrinsic+signal-to-noise+ratio+for+parallel+MRI%3A+Electromagnetic+field+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+resonance+in+medicine%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Whole-body+imaging+at+7T%3A+Preliminary+results%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((High+Spatial+Resolution+and+Temporally+Resolved+T2%2A+Mapping+of+Normal+Human+Myocardium+at+7.0+Tesla%3A+An+Ultrahigh+Field+Magnetic+Resonance+Feasibility+Study%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">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>
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</ol>

Kieran O'Brien und Jonathan Richer werden von Siemens Ltd. Australien beschäftigt. Jan Rieger und Thoralf Niendorf sind Gründer der MRT. Werkzeuge GmbH, Berlin, Deutschland. Jan Rieger war CTO und ein Mitarbeiter der MRT. Werkzeuge GmbH. Thoralf Niendorf ist CEO der MRT. Werkzeuge GmbH.

Funktionelle Untersuchungen der CMR konnte erfolgreich bei 7 Tesla durchgeführt werden. Basierend auf die Feldstärke SNR Gewinn getrieben, konnte CINE Bilder des menschlichen Herzens mit deutlich höherer räumlicher Auflösung im Vergleich zu 1,5 oder 3 T. erworben werden Während einer Scheibendicke von 6 bis 8 mm und in-Plane Voxel-Kante, die Längen von 1,2 bis 2,0 mm am unteren klinischen Bereich stärken1,30, die Messungen bei 7 Tesla gebräuchlich sind mit einer ...

Kardiovaskuläre Magnetresonanztomographie (CMR) ist von bewährten klinischen Wert mit einer wachsenden Palette von klinischen Indikationen1,2. Insbesondere die Beurteilung der kardiale Morphologie und Funktion von großer Bedeutung ist und in der Regel erkannte durch die Verfolgung und visualisieren die Herzbewegung während des gesamten Herzzyklus mit segmentierten Atem stockte zweidimensionale (2D) Cinematograpic ( CINE) bildgebende Verfahren. Während ein hoher räumlich-zeitliche Auflösung, hohe Blut-Myokard-Kontrast und hohen Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) erforderlich sind, wird die Datenerfassung hoch durch die Herz- und Atemwegserkrankungen Bewegung und den Einsatz von mehreren Atem hält, sowie die Notwendigkeit eingeschränkt. ganzem Herzen oder links-ventrikuläre führt Abdeckung häufig zu umfangreichen Scan-Zeiten. Parallele Bildgebung, gleichzeitige Multi-Slice-Bildgebung oder andere Beschleunigung Techniken helfen, die Bewegung im Zusammenhang mit Einschränkungen3,4,5,6.
Darüber hinaus profitieren die inhärente SNR gewinnen bei höheren Magnetfeldern Hochfeld-Systeme mit B0 = 3 Tesla in der klinischen Routine7,8, werden vermehrt eingesetzt. Die Entwicklung hat auch Untersuchungen von Ultra-Hochfeld gefördert (B0≥7 Tesla, f≥298 MHz) CMR9,10,11,12,13,14. Der Gewinn an SNR und Blut-Myokard Kontrast zur höheren Feldstärke inhärenten hält das Versprechen in erweiterten funktionalen CMR mit einer räumlichen Auflösung, die heutigen Grenzen15,16, überschreitet übertragbar sein 17. wiederum neue Möglichkeiten für Magnetresonanz (MR) basierte Herzmuskelgewebe Charakterisierung, metabolische Bildgebung und Mikrostruktur Bildgebung sind erwartete13. Bisher haben mehrere Gruppen gezeigt, die Machbarkeit der CMR bei 7 Tesla und speziell zugeschnittene Ultra-Hochfeld-Technologie wurde17,18,19,20eingeführt, 21,22. In Bezug auf diese viel versprechende Entwicklungen, das Potenzial der Ultra-Hochfeld-CMR in Betracht gezogen werden kann, werden noch ungenutzte13. Gleichzeitig, physikalische Phänomene und praktische Hindernisse wie Magnetfeld-Inhomogenitäten, Radiofrequenz (RF) Erregung Feld Ungleichförmigkeiten, off-Resonance-Artefakte, dielektrische Effekte, lokalisierte Gewebe Heizung und Feldstärke unabhängige RF Power Ablagerung Einschränkungen machen Bildgebung bei Ultra-Hochfeld herausfordernde10,17. Letztere arbeiten, RF induzierte Gewebe Heizung zu kontrollieren und einen gefahrlosen Betrieb sicherzustellen. Elektrokardiogramm (EKG) basierte auslösen kann darüber hinaus deutlich durch die Magneto-hydrodynamischen (MHD) Wirkung19,23,24beeinflusst werden. Zur Bewältigung der Herausforderungen durch die kurze Wellenlänge im Gewebe induziert wurden viele Element Transceiver RF Spule Arrays maßgeschneidert für CMR bei 7 Tesla vorgeschlagenen21,25,26,27. RF Parallelübertragung stellt Mittel für Übermittlungsfeld Formen, auch bekannt als B1+ -Shim, wodurch die Magnetfeld-Inhomogenitäten und Anfälligkeit Artefakte18,28zu reduzieren. Während in der gegenwärtigen Phase, einige dieser Maßnahmen könnte die experimentelle Komplexität erhöhen, die Konzepte hilfreich erwiesen und können übersetzt werden, um die klinische Feldstärken von CMR 1,5 T oder 3 T.
Derzeit ist 2D ausgewogene Steady-State kostenlose Präzession (bSSFP) CINE-Bildgebung Referenz für klinische funktionale CMR bei 1,5 T und 3 T1. Vor kurzem, die Sequenz war erfolgreich bei 7 Tesla beschäftigt, aber eine große Anzahl von Herausforderungen bleiben19. Patienten spezifische B1+ -Shim und zusätzliche RF Spule Anpassungen wurden eingesetzt, um RF Power Ablagerung Abhängigkeiten verwalten und sorgfältige B0 Shimmen wurde durchgeführt, um typische Artefakte Streifenbildung Sequenz steuern. Mit eine durchschnittliche Scanzeit von 93 Minuten für links-ventrikuläre (LV) Funktion Bewertung verlängert die Bemühungen der Untersuchungszeiten klinisch akzeptablen Grenzen. Verwöhnte Gradienten-Echo-Sequenzen sorgen hier eine brauchbare Alternative. Bei 7 Tesla wurden insgesamt Untersuchungszeiten (29 ± 5) min für LV Funktion Bewertung gemeldet, auch klinische Bildgebung Protokolle im unteren Bereich stärken21entspricht. Dabei Basis verwöhnte gradient Echo CMR profitiert von der längeren T1 Relaxationszeiten in Ultra-Hochfeld, die einen verbesserten Blut-Myokard-Kontrast überlegen Gradienten-Echo-Bildgebung bei 1,5 T. führen Dies macht subtile anatomische Strukturen wie der Herzbeutel, der Mitral- und dreiaufklappbar Ventile sowie die papillären Muskeln gut erkennbar. Letzterer, stimmt verwöhnte gradient Echo Basis kardiale Kammer Quantifizierung bei 7 Tesla eng mit LV Parameter aus 2D bSSFP CINE-Bildgebung bei 1,5 T20. Darüber hinaus zeigte genau rechts-ventrikuläre (RV) Kammer Quantifizierung vor kurzem, machbar mit einer hohen Auflösung gradient Echo Sequenz mit 7 Tesla29verwöhnt.
Erkennen die Herausforderungen und Chancen der CMR bei Ultra-Hochfeld, stellt diese Arbeit einen Setup und ein Protokoll für funktionale CMR Akquisitionen auf ein Prüfpräparat 7-Tesla-Forschung Scanner angepasst. Das Protokoll beschreibt die technischen Grundlagen, zeigt, wie Hindernisse überwunden werden können, und bietet praktische Überlegungen, die helfen, um den zusätzlichen experimentellen Aufwand gering zu halten. Das vorgeschlagene bildgebende Protokoll stellt eine vierfache Verbesserung der räumlichen Auflösung im Vergleich zu heutigen klinischen Praxis. Es soll einen Leitfaden für klinische Adapter, Arzt Wissenschaftler, translationale Forscher, Anwendungsexperten, Herr Röntgenassistenten, Technologen und Neueinsteiger in das Feld.

<table><tbody><tr><td>7 Tesla MRT-System</td><td>Siemens</td><td></td><td>Investigational Device</td></tr><tr><td>32-Kanal -1H-Herzspule</td><td>MRT. Tools GmbH</td><td></td><td>Sende-/Empfangsspule für MRT-Bildgebung und Spektroskopie bei 7,0 Tesla</td></tr><tr><td>EKG-Triggergerät</td><td>Siemens</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Impulstriggergerät</td><td>Siemens</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

kardiale magnetresonanztomographie bei 7 tesla

Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla

CMR bei Ultra-Hochfeld (magnetische Feldstärke B0 ≥ 7 Tesla) profitiert von der Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) Vorteil bei höheren Feldstärken inhärente und potentiell bietet verbesserte Signal Kontrast- und räumliche Auflösung. Vielversprechende Ergebnisse erzielt wurden, ist Ultra-Hochfeld CMR durch Energie Ablagerung Zwänge und physikalische Phänomene wie Übertragung Feld Ungleichförmigkeiten und Magnetfeld-Inhomogenitäten anspruchsvoll. Darüber hinaus macht der Magneto-hydrodynamische Effekt die Synchronisation der Datenerfassung mit der Herzbewegung schwierig. Die Herausforderungen werden derzeit von Erforschungen in neuartiger Magnet-Resonanz-Technologie behandelt. Wenn alle Hindernisse überwunden werden können, kann die Ultra-Hochfeld CMR neue Möglichkeiten für funktionale CMR, Herzmuskelgewebe Charakterisierung, Mikrostruktur Bildgebung oder metabolische Bildgebung generiert. Dieses Potenzial zu erkennen, wir zeigen, dass Multi-Channel-Radiofrequenz (RF) Coil Technologie für CMR bei 7 Tesla gemeinsam mit höherer Ordnung B0 Shims und ein backup Signal maßgeschneidert für kardiale Auslösung High-Fidelity erleichtert funktionale CMR. Mit der vorgeschlagenen Einrichtung kann kardiale Kammer Quantifizierung in Untersuchungszeiten ähnlich denen bei geringeren Feldstärken erreicht erreicht werden. Um diese Erfahrung zu teilen und die Verbreitung dieses Know-how zu unterstützen, beschreibt diese Arbeit unserer Einrichtung und Protokoll für funktionale CMR bei 7 Tesla zugeschnitten.

Repräsentative Ergebnisse der CINE Herzuntersuchungen abgeleitet von Freiwilligen sind in Abbildung 4dargestellt. Gezeigt sind systolischen und diastolischen Zeitfenster der kurze und eine lange Achse Vierkammer-Blick auf das menschliche Herz. Die deutlich höhere räumliche Auflösung für die kurze Achse Ansichten (Abbildung 4a, 4 b, 4e, 4f) im Vergleich zu der langen Achse Ansicht...

Die Empfindlichkeit Verstärkung, die höchste Bereich Magnetresonanz verspricht für räumlich hochauflösende Bildgebung des Herzens. Hier beschreiben wir ein Protokoll angepasst für funktionelle kardiovaskuläre Magnetresonanztomographie (CMR) bei 7 Tesla mit einer erweiterten Multi-Channel-Radiofrequenz-Spule, Magnetfeld-Shim und einem auslösenden Konzept.

Kardiale Magnetresonanztomographie bei 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 ...

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments ist die Durchführung einer hochgradig funktionellen Herz-MRT des Herzens bei einer ultrahohen Feldstärke von 7 Tesla. Dies wird durch die Speziell auf die ultrahohe Feldfestigkeit zugeschnittene Mehrkanal-HF-Spulentechnologie erreicht. B.sorgfältige Themenpositionierung.C.mit hochgradig hochwertigen BO-Shimming und D., die die verfügbaren EKG-Trigger-Geräte nutzen. Die kardiovaskuläre Magnetresonanztomographie hat einen nachgewiesenen klinischen Wert mit einem wachsenden Indikationsspektrum. Insbesondere diese Bildgebung ist für die Beurteilung der Myokardfunktion von großer Bedeutung.Ultra-Feeds, wie 7 Tesla, bieten einen großen Signalgeräuschvorteil, der in spay-shous-lou-shus übertragen werden kann, die die heutigen Grenzwerte überschreiten. Im Gegenzug erwarten wir neue Möglichkeiten für die Myokardgewebecharakterisierung und Mikrostruktur-Bildgebung. Die Vorteile von 7 Tesla werden manchmal durch eine Reihe von praktischen Hindernissen und Physik-Raley-Phänomen ausgeglichen, wie darüber hinaus, EKG Auslösen kann durch den magneto-hydrodynamischen Effekt erheblich beeinflusst werden.Angesichts dieser Herausforderungen schlagen wir ein Setup und ein Protokoll für die Funktion bei 7 Tesla vor. Das vorgeschlagene Bildgebungsprotokoll besteht aus einer vierfachen Verbesserung der räumlichen Auflösung mit der heutigen klinischen Praxis. Im Gegensatz zu klinischen Scannern, die bei 1 Punkt 5 oder 3 Tesla arbeiten, ist der Ultra-High-Field-Scanner nicht mit einer Körperspule ausgestattet, und die Verwendung eines lokalen Transceiver-Arrays ist wichtig, um Anregung zu signalisieren.Daher muss der Patiententisch so vorbereitet werden, dass er die zusätzliche Hardware aufnimmt, die für den Betrieb der dedizierten 32-Kanal-Transceiver-HF-Spule erforderlich ist. Die in diesem Experiment verwendete Spule besteht aus mehreren Leistungsteilern, Phasenschiebern und Sendeempfangsschnittstellenboxen, zusätzlich zu den beiden HF-Spulenabschnitten, die unterhalb und oben auf dem Motiv platziert werden. Platzieren Sie zunächst die zusätzliche HF-Spulenhardware am oberen Ende des Patiententisches.Verknüpfen Sie die einzelnen Boxen mit den entsprechenden BNC-Kabeln. Schließen Sie die Schnittstellenboxen an die vier Spulenstecker auf dem Patiententisch an. Stellen Sie sicher, dass genügend Platz auf dem Tisch vorhanden ist, um die Positionierung des Motivs innerhalb des Isozentrums des Magneten zu gewährleisten.Wie hier gezeigt, kann dies erreicht werden, indem man im Vortest mit Probanden unterschiedlicher Körpergröße einen Spot für die Spule auf dem Patiententisch vordefiniert. Legen Sie das hintere Spulenarray an die vordefinierte Stelle auf dem Patiententisch. Schließen Sie die Spule mit der entsprechenden Schnittstellenbox an.Als nächstes verbinden Sie die vier Module des vorderen Spulenarrays mit seiner Schnittstelle, und legen Sie sie beiseite, um die Positionierung des Motivs zu ermöglichen. Informieren Sie das Thema über das bildgebende Verfahren sowie über die potenziellen Risiken einer Prüfung und erhalten Sie die schriftliche Zustimmung. Führen Sie vor dem Betreten der MRT-Sicherheitszone die MRT-Sicherheits- und Metallprüfung durch.Da die Bildgebung während des Atemhaltes am Ende des Ablaufs durchgeführt wird, ist eine konsistente Atemaufnahme integraler Bestandteil der Bildqualität. Coachieren Sie das Thema auf Atemtechnik vor dem Scannen. Positionieren Sie das Herz des Motivs zentral im hinteren Spulenarray.Der Kopf wird in der Regel auf der Oberseite der Spulen-Schnittstellen-Box-Steckverbinder platziert. Eine sorgfältige Platzierung der Kabel und eine angemessene Dämpfung sind wichtig und sorgen für den Komfort und die Compliance des Motivs. Befestigen Sie die EKG-Elektroden und das Auslösegerät am Körper.Befestigen Sie das Pulsauslösergerät am Zeigefinger des Motivs. Das zweite Auslösegerät ermöglicht das Schalten bei starken EKG-Signalverzerrungen. Geben Sie den Sicherheits-Squeeze-Ball an das Motiv.Legen Sie die vordere Spule auf die Brust des Motivs. Verwenden Sie Kopfhörer und Ohrhörer, um die Geräuschexposition zu reduzieren und die Kommunikation mit dem Motiv zu ermöglichen. Fahren Sie das Motiv in die Scannerbohrung.Überprüfen Sie die Kommunikationssysteme und das Wohlbefinden des Themas, bevor Sie fortfahren. Hallo, kannst du mich hören? Bist du in Ordnung?Wir werden den Scanner in Kürze starten. Verwenden Sie grundlegende Lokalisierungsscans, um die korrekte Positionierung des Mittelpunkts des Teilnehmers im Isocenter zu überprüfen. Positionieren Sie das Motiv nach Bedarf neu.Als nächstes verschreiben Sie das Shim-Volumen, so dass es das Herz vollständig bedeckt. Verwenden Sie eine nicht ausgelöste, durchflusskompensierte 2D-Multi-Echo-Flash-Shim-Sequenz, um die Shim-Ströme dritter Ordnung zu berechnen. Stellen Sie nach dem Einstellen der Ströme sicher, dass das Shim-Volumen und die Shim-Ströme während des restlichen Verlaufs der Prüfung fixiert bleiben.Für die Doppelschräge Scheibenplanung verwenden Sie eine atemgehaltene und EKG ausgelöste 2D-Blitzsequenz. Der Atem wird immer im Ablauf gehalten. Planen Sie zunächst die Zweikammer-Lokalisiererscheibe senkrecht auf dem Axialscout und parallel zur Septalwand.Um den Bildkontrast zu optimieren, verwenden Sie Hoch-Flip-Winkel oder verwenden Sie eine segmentierte Cine-Erfassung. Zweitens planen Sie die Vierkammer-Lokalisatorscheibe senkrecht zum Zweikammer-Lokalisierer durch das Mitrialventil und die Spitze des linken Ventrikels. Schließlich erwerben Sie sieben Short-Access-Localizer-Scheiben senkrecht zur Vierkammer-Lokalisiererscheibe, parallel zum Mitrialventil und senkrecht zur Septalwand.Passen Sie das Sichtfeld nach Bedarf an. Führen Sie die Cine-Akquisitionen mit einer hochauflösenden, atemgehaltenen, EKG-gesteuerten, segmentierten 2D-Blitzsequenz durch. Beginnen Sie mit der linksventrikulären Vierkammeransicht, die auch als horizontale lange Achse bezeichnet wird.Planen Sie die zentrale Scheibe durch die Mitte der Mitral- und Tricuspid-Ventile und die Spitze der linken Herzkammer. Bedecken Sie das ganze Herz. Scannen Sie jede Scheibe während eines individuellen Atemhalteablaufs.Fahren Sie mit den linken ventrikulären Kurzachsenscheiben fort. Planen Sie sie senkrecht zur horizontalen langen Achse und parallel zur Mitralklappe. Bedecken Sie den gesamten linken Ventrikel von der Basis bis zur Spitze.Stellen Sie sicher, dass die erste Scheibe genau am Mitralventil in Packungsbeilagen positioniert ist. Erwerben Sie wieder jede Scheibe mit einem individuellen Atemhalt und Ablauf. Diese Abbildung zeigt eine typische EKG-Spur, die von einem Freiwilligen außerhalb der Magnetbohrung auf der linken Seite und im Isozentrum des Magneten auf der rechten Seite gewonnen wurde.Das EKG wird durch Interferenzen mit elektromagnetischen Feldern und durch den magneto-hydrodynamischen Effekt, kurz MHD-Effekt, beschädigt. Der MHD-Effekt wird während der Herzphasen des systolischen Aortenflusses ausgeprägt und ist als schwere Verzerrung des ST-Segments in der EKG-Spur sichtbar. Dies gefährdet die R-Wellenerkennung und Synchronisation der Datenerfassung innerhalb des Herzzyklus.Diese Abbildung zeigt repräsentative diastolische und systolische Bilder der langachsigen Ansichten, die mit dem vorgeschlagenen Protokoll erhalten wurden. Aufgrund schwerer Verzerrungen des EKG-Triggersignals wurde für diese Erfassung eine Impulsauslösung genutzt. Der Jitter im Auslösesignal induzierte kleinere Bewegungsartefakte, die während sistol ausgesprochen werden.Hier werden repräsentative Kurzachsenansichten angezeigt. Die sehr hohe räumliche Auflösung von einem mal einem Millimeter in der Ebene ist deutlich sichtbar. Selbst bei verwendung einer Scheibendicke von bis zu vier Millimetern liefern die Bilder ein ausreichendes Signal an Rauschen und Kontrast, um die Myokardwände abzuschneiden.In einigen Fällen sind auch Signalhohlräume durch zerstörerische Störungen im Übertragungsfeld zu sehen. Der 7 tesla ermöglicht es uns, die Cneg-Rescisionen mit einer sehr hohen speziellen Auflösung durchzuführen. Im Vergleich zu 1,5 oder 3 Tesla konnten wir die räumliche Auflösung um den Faktor drei bis vier verbessern.Unsere Ergebnisse zeigen, dass fungshotische MRT-Untersuchungen erfolgreich bei 7 Tesla durchgeführt werden können und wir das Potenzial der ultra-feld-kardiovaskulären Bildgebung nachweisen können.

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Research

Forschung

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Medicine

Medizin

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Kardiale Magnetresonanztomographie bei 7 Tesla

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