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Medicine

7 테슬라에 심장 자기 공명 영상

doi: 10.3791/55853 Published: January 6, 2019

Summary

감도 이득 초고 필드 자기 공명에는 심장의 높은 공간 해상도 이미징에 대 한 약속을 보유 하고있다. 여기, 우리는 고급 다중 채널 라디오-주파수 코일, 자기장 메우는 및 트리거 개념을 사용 하 여 7 테슬라에 기능 심장 혈관 자기 공명 (CMR)에 대 한 사용자 지정 프로토콜을 설명 합니다.

Abstract

매우 높은 분야에서 CMR (자기 강도 B0 ≥ 7 테슬라) 높은 자기 분야 강점에 내재 된 신호 대 잡음 비율 (SNR) 점 및 잠재적으로 향상 된 신호 대비 및 공간 해상도 제공 합니다. 결과 달성을 약속 하는 동안 매우 높은 분야 CMR 에너지 공 술 서 제약 및 전송 필드 비-uniformities와 자기장 이질성 등 물리적 현상 도전 이다. 또한, 자기 유체역학 효과 렌더링 심장 모션 데이터 수집의 동기화 어려운 합니다. 과제는 현재 새로운 자기 공명 기술에 탐험에 의해 해결 됩니다. 모든 장애를 극복할 수 있는 경우 매우 높은 분야 CMR 기능 CMR, 심근 조직 특성, 미세 영상 또는 신진 대사 영상에 대 한 새로운 기회를 생성할 수 있습니다. 이 잠재력을 인식, 우리 대 한 높은 충실도 용이 하 게 심장 트리거링 다중 채널 무선 주파수 (RF) 코일 기술 조와 함께 더 높은 순서 B0 메우는 7 테슬라와 백업 신호에 대 한 맞춤형 표시 기능 조와. 제안 설치 심장 챔버 정량화 낮은 분야 강점에서 달성 된 것과 유사한 시험 시간에 수행할 수 있습니다. 이 경험을 공유 하 고이 전문의 보급을 지원 하기 위해이 작품 우리의 설치 및 기능 CMR 7 테슬라에 맞게 프로토콜을 설명 합니다.

Introduction

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심혈 관 자기 공명 (CMR) 임상 표시1,2의 성장 범위를 가진 입증 된 임상 값입니다. 특히, 심장 형태학과 기능 평가 주요 관련성 및 일반적으로 사용 하 여 전체 심장 주기 동안 심장 모션 세그먼트 숨 개최 2 차원 (2D) cinematograpic (추적 및 시각화 하 여 실현 씨 네) 이미징 기술입니다. 데이터 수집 심장 및 호흡기 움직임과 여러 호흡-보유 사용 필요에 의해 제한 된 매우 높은 spatio 시간적 해상도, 높은 혈액-심근 콘트라스트와 높은 신호 대 잡음 비율 (SNR)는 필수, 또는 왼쪽 심 실 온 마음에 대 한 범위는 종종 광범위 한 스캔 시간 끈다. 병렬 영상, 동시 멀티 슬라이스 이미지 또는 다른 가속 기술 동작을 해결 하는 데 도움이 관련 제약3,4,,56.

또한, 혜택을 고유의 SNR 이득에 더 높은 자기장, B0 와 높은 분야 시스템 = 3 테슬라 점점 임상 일상적인7,8에서 채택 된다. 개발은 또한 격려 하 여 매우 높은 분야에 대 한 조사 (B0≥7 테슬라, f≥298 MHz) 조와9,10,11,12,,1314. 오늘날의 제한15,16, 를 초과 하는 해상도 사용 하 여 향상 된 기능 CMR에 양도 될 약속을 보유 하는 SNR과 혈액 심근 대비 높은 전계 강도에 내재에 이득 17. 차례로 자기 공명 (씨)에 대 한 새로운 가능성 심근 조직 특성, 대사 이미징 및 미세 이미지는 예상된13. 지금까지 여러 그룹 증명 CMR 7 테슬라와 특별히 맞춤형된 매우 높은 분야 기술이의 타당성 소개17,,1819,20, 21,22. 이러한 유망 개발, CMR로 간주 될 수 있는 매우 높은 분야는 아직 미 개발된13의 잠재력에 대해서. 같은 시간, 물리적 현상 및 자기장 이질성, 무선 주파수 (RF) 흥분 uniformities 년 필드 비-,-공명 유물, 유 전체 효과, 지역화 된 조직 난방 강도 등 실질적인 장애물에 독립적인 RF 전력 증 착 제약10,17도전 매우 높은 분야에서 영상을 확인 합니다. 후자는 RF 유도 조직 난방을 제어 하 고 안전한 작동을 보장 하기 위해 고용 됩니다. 또한, 심전도 (ECG) 기반 트리거링 수 크게 영향을 자기 유체역학 (MHD) 효과19,,2324에 의해. 조직에서 짧은 파장에 의해 유도 된 과제를 해결 하기 위해 많은 요소 트랜시버 RF 코일 배열 7 테슬라에서 CMR에 맞게 제안된21,25,,2627이었다. 병렬 RF 전송 전송 필드 형성, 일컬어 B1+ 메우는, 자기장 이질성 및 민감성 유물18,28을 줄일 수 있는 수단을 제공 합니다. 현재 단계에서 이러한 조치의 일부 실험 복잡성 증가 수, 개념과 도움이 입증 된 임상 분야 강점 CMR 1.5 T 또는 3 T의 번역 될 수 있습니다.

현재, 2D 균형된 안정 상태 무료 선행 (bSSFP) 씨 네 영상 1.5 T 3 T1에서 임상 기능 CMR에 대 한 참조의 표준입니다. 최근에, 순서 7 테슬라에서 성공적으로 고용 되었다 하지만 도전의 남아19. 환자 특정 B1+ 메우는 고 추가 RF 코일 조정 RF 전력 증 착 제약 조건 관리에 적용 하 고 주의 B0 메우는 아티팩트 밴딩 일반적인 시퀀스 제어를 수행. 왼쪽 심 실 (LV) 기능 평가 위한 93 분의 평균 검색 시간, 노력 임상 허용 한계를 넘어 시험 시간을 연장 한다. 여기, 버 릇된 그라데이션 에코 시퀀스 실행 가능한 대안을 제공합니다. 7 테슬라에 LV 기능 평가 대 한 총 시험 시간 (29 ± 5) 분의 낮은 분야 강점21임상 이미징 프로토콜 하 잘 보고 되었다. 따라서, 버 릇된 그라데이션 에코 CMR 혜택에서 장기간된 T1 이완 시간 매우 높은 분야에는 향상 된 혈액-심근 대비 1.5 t.에서 그라데이션 에코 이미징에 우수한 결과 기반으로 이 심 낭는 mitral 및 tricuspid 벨 브로 젖꼭지 근육 같은 미묘한 해부학 구조를 잘 식별 렌더링합니다. Congruously, 7 테슬라에 기반 하는 버 릇된 그라데이션 에코 심장 챔버 정량화 1.5 T20에 2D bSSFP 씨 네 영상에서 파생 된 LV 매개 변수 함께 밀접 하 게 동의 합니다. 그 외에, 정확한 오른쪽 심 실 (RV) 챔버 정량화 7 테슬라29에 기온 변화도 에코 순서 버 릇 높은 해상도 사용 하 여 가능한 최근 시연 했다.

도전과 기회 매우 높은 분야에서 CMR의 인식,이 작품 설치 및 조사 가능한 7 테슬라 연구 스캐너 기능 CMR 인수에 대 한 사용자 지정 프로토콜을 제공 합니다. 프로토콜 기술 토대를 보여줍니다 어떻게 장애 극복 될 수 있다 최소한 실험 추가 오버 헤드를 유지 하는 데 도움이 실용적인 고려 사항을 제공 합니다 설명 합니다. 제안 된 이미징 프로토콜 구성 공간 해상도에 4 배 개선 오늘날의 임상 연습. 필드에 임상 어댑터, 의사 과학자, 변환 연구, 응용 프로그램 전문가, 미스터 방사선과, 기술자와 새로운 참가자에 대 한 지침을 제공 하기 위해 의미 된다.

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Protocol

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연구는 대학의 퀸즐랜드의 윤리 위원회에 의해 승인 되, 퀸즐랜드, 호주와 동의 연구에 포함 하는 모든 과목에서 얻은 되었습니다.

1입니다. 과목

  1. 모집 자원 봉사 과목 18 세 이상 내부적으로 퀸즐랜드의 대학에.
  2. 동의
    1. 자기 공명 영상 (MRI) 안전 지 대에 들어가기 전에 시험을 받은의 잠재적인 위험에 대 한 각 주제를 알려. 특히, 매우 높은 자기장 노출 및 MRI 검사를 받고 대 한 가능한 금기를 설명 합니다. 시험에 참여 하는 자발적 주제를 알려 고 전혀 시간 그는 시험을 중단 수 있습니다. 서 면 동의 얻을.
    2. 참가자에 게 절차를 설명 합니다. 이미징 동안 수행 후 숨 끝 만료에 누른 일관 된 호흡 지주 이미지 품질, 코치 호흡 기법 검색 이전에 주제에 필수적인 부분입니다.
    3. 서 면 MRI 안전 지 대에 들어가기 전에 고 다시 스캐너 방에 들어가기 전에 모든 과목에 미스터 안전 심사를 수행 합니다. 과목 (, 박 동기, 이식된 실적, 다른 안전 하지 않은 의료 임 플 란 트 또는 공포증) MRI 검사를 받고 대 한 금기를 제외 합니다.
  3. 스캐너 방에 들어가기 전에 스크럽으로 변경 하도록 주제 요청.

2입니다. 준비

  1. 전용된 32 채널 1H 심장 트랜시버 (Tx/Rx) RF 코일26 환자 테이블에 그림 1ab에 설명 된 대로 작동 하는 데 필요한 추가 하드웨어를 설정 합니다. 소형 전원 분배기 상자 (그림 1c), 떨어져 보조 코일 장비 구성 한 전원 분배기 위상 시프 터 상자 (그림 1의 d) 및 1 개의 Tx/Rx 인터페이스 상자 (그림 1e) 될 것입니다 두 개의 RF 코일 섹션의 각 아래 주제 위에 배치. 그것은 수용 지역 큰 부분 7 테슬라에 신호 구동에 필요한 전자 전송, 전통적인 birdcage 시체 일반적으로 1.5 T와 3.0 T에서 고용으로 코일 이후는 사용할 수 없습니다.
  2. 그림 1b 에서 설명으로 환자 테이블의 맨 끝에 추가 RF 코일 하드웨어를 놓고 고정 닐-Concelman (BNC) 케이블 함께 개별 상자를 연결 합니다. 환자 테이블 MRI로 구동 될 수 있다 거리부터 보어는 제한, 피사체의 심장의 isocenter에 코일의 중심으로 배치 될 수 있습니다 되도록 코일 인프라에 대 한 환자 테이블에 충분 한 공간을 두고 보장 자석입니다.
  3. 환자 테이블에 4 개의 코일 플러그에 Tx/Rx 인터페이스 상자를 연결 합니다.
  4. 환자 테이블 (그림 1b)의 맨 끝에서 147 cm 후부 코일 배열 중심을 놓습니다. 이 자리는 후부 코일 배열 되도록 피사체의 마음에는 자석의 isocenter 환자 테이블은 극대로 구멍으로 구동 하는 경우 배치는 정의 합니다. 미리 정의 된 코일 자리에 배치, 최적의 동작을 보장 하기 결정적 이다. 후부 코일 배열의 최적의 위치 뿐만 아니라 다른 신체 높이의 여러 자원 봉사자를 포함 하 여 예비 테스트에서 보조 장비의 위치를 결정 합니다.
  5. Tx/Rx 인터페이스 상자 후부 배열에 대 한 적절 한 소켓으로 후부 코일 배열 4 개의 케이블을 연결 합니다.
  6. 4 연결 앞쪽 코일 배열의 최고 배열에 대 한 Tx/Rx 인터페이스 상자는 모듈과 보조 코일 장비 위치 주제에 대 한 허용 하도록 배열 뒤집어.
  7. 피사체의 본문 3 개의 ECG 전극 연결 합니다. 시스템의 트리거 알고리즘의 최적 운영을 보장 하기 위해 전극 배치에 대 한 공급 업체 지침에 따라.
  8. 환자 테이블 (그림 1 층)에 주제를 놓습니다. 비판적, 확인의 심장 위치 중앙 후부 코일을 자석의 isocenter 내에서 스캔을 보장 하기 위하여. 으로, 피사체의 높이 따라 머리 코일/인터페이스 상자 커넥터 위에 배치 해야 합니다, 케이블을 신중 하 게 배치 하 고 피사체의 편안 하 고 규정 준수를 보장 하기 위해 적절 한 쿠 셔 닝을 사용.
  9. ECG 전극에 방 아 쇠 장치를 연결 합니다.
  10. 피사체의 검지 손가락에 펄스 트리거 장치를 연결 하십시오. 이 두 번째 장치를 사용 하 여 자기 효과 의해 도입 된 ECG 신호의 심각한 왜곡 이벤트 트리거링을 위한.
  11. 손 안전 볼을 과목을 짠 다.
  12. 헤드폰 및 이어폰 소음 노출을 줄이기 위해와 주제와의 통신을 허용 하도록 주제를 장비.
  13. 되도록 케이블 플러그에 연결 하는 E-F와 G H는 피사체의 머리의 왼쪽과 오른쪽에 각각의 가슴에 앞쪽 코일을 놓습니다.
  14. 드라이브 주제 스캐너에 낳았다. 운전 작업을 수동으로 수행 하 고 운전 과정에서 안전성을 보장 하려면 오프 위치에 테이블 컨트롤의 속도 버튼 인지 확인. 자동 모드는이 모드에서 변수 테이블 속도 신경 이미징 및 테이블 구멍으로 자동으로 구동 될 수 있다 거리에 대 한 최적화 된 스캐너 하드웨어에 의해 제한 됩니다 사용 하지 마십시오.
  15. 통신을 인터 폰을 통해 주제와 주제는 감각을 잘 하는 경우 확인 하십시오.
  16. 미스터 이미징
    1. 분할 계획 및 B0에 대 한 3 개의 물리적 그라데이션 축을 따라 실행된 기본 지역화 (스카우트) 검사-메우는.
    2. 다음 인수 매개 변수 (플래시) 시퀀스 샷 ECG 트리거 빠른 낮은 각도 사용 하 여: 시야 (FOV) = 400 mm, 매트릭스 192 x 144, 그라데이션 축 당 조각 = = 1, 두께 = 8 mm, 에코 시간 (TE) = 1.24, 반복 시간 (TR) = 298 석사, 플립 각도 10 ° =.
    3. 가속 계수와 병렬 MRI를 적용 = 2, 참조 줄 = 24와 autocalibrating 부분적으로 병렬 인수 (그 라파) 재건 일반화.
    4. 로컬라이저 이미지를 사용 하 여 피사체의 심장 자석의 isocenter 위치 확인. 필요한 경우 대상 위치를 변경할.
  17. 3rd B0 메우는 주문
    1. 3rd 순서 심 도구 (그림 2a)를 열고 모든 3rd 순서 심 전류 (그림 2b)를 다시 설정 합니다.
    2. 대 한 적절 한 마음 (그림 2c) 취재 지역을 통해 메우는 심 볼륨 처방.
    3. 비-트리거 고급 흐름 보상 3rd 순서 심 전류 계산에 대 한 2D 다중 에코 플래시 심 시퀀스를 실행 합니다. 다음 매개 변수를 사용 하 여: FOV = 400 x 400 mm, 매트릭스 = 80 x 80, 조각 = 64, 두께 5.0 m m, TE1 = 3.06, TE2 = 5.10, TR = 7 ms, 플립 각도 = 20 °, 병렬 MRI (그 라파), 가속 계수 = = 2, 참조 줄 = 24.
    4. 계산 하 고 적용 3rd 순서 심 전류, 다음 프로토콜 열고 위에서 언급 한 심 볼륨을 복사 합니다. 시작 메뉴 (그림 2a)에서 SetShim 프로그램을 실행 합니다. 다음, 옵션 메뉴 (그림 2d)에서 수동 조정 창을 엽니다. 3D 심 탭에서 클릭 계산 | 적용 2nd 순서 (그림 2e)에 대 한 심 전류 설정. 마지막으로, 3rd 순서 심 도구 (그림 2b)에서 설정 Shim_3rd 을 클릭 하 여 심 전류를 설정 합니다.
    5. 수동 조정 창을 닫습니다. 심 양 및 검사의 나머지 부분에 걸쳐 고정 심 전류를 유지. 참고 메우는 절차 수 있다는 매우 구체적인 시스템.
  18. 더블-간접 슬라이스 계획을 지원 하기 위해 지역화 추가 취득. 달리 명시 하지 않는 한 사용 하 여 개최 하는 호흡과 심전도 트리거 2D 플래시 시퀀스 다음 매개 변수 모든 지역화 측정: FOV = 360 x 290 mm, 매트릭스 256 x 206, 두께 = 6.0 m m, 테 = 1.57, TR = = 3.9 석사, 플립 각도 35 °, 병렬 MRI (그 라파), accelera = 기 요인: 2, 참조 라인: 24. 만료에 숨을 환자를 조언 한다. 높은 대칭 이동 각도 고용 하거나 세그먼트 네 프로토콜 (아래 참조)를 사용 하 여 향상 된 대비를 달성 합니다.
    1. 2 챔버 지역화 (1 조각), 계획 된 수직 축 스카우트 septal 벽 (그림 3a)에 병렬에 취득.
    2. 승 모 판 및 좌 심 실 (그림 3b)의 꼭대기를 통해 2 챔버 지역화 슬라이스에 4 챔버 지역화 (1 조각), 계획 수직 취득.
    3. 짧은 축 지역화를 취득 (7 조각, FOV = 360 x 330 mm), 계획 된 승 모 판에 평행 4 챔버 지역화에 수직 및 수직 septal 벽 (그림 3c).
  19. 씨 네 인수를 수행 합니다. 사용 높은 해상도 호흡 개최 ECG 트리거 세그먼트 2D 플래시 시퀀스 다음 매개 변수: FOV = 360 x 270 mm, 매트릭스 352, 두께 x 256 x 192/264 = = 4.0 m m, 테 = 3.14, TR = 6.3 석사, 플립 각도 35-55 °, 세그먼트 = = 7, MRI (그 라파), 가속 fa를 병렬 ctor = 2/3, 시간적 해상도 = 42.6/44.3 석사.
    1. 조각 (가로 긴 축, HLA) 왼쪽된 심 실 4 상공 회의소 보기 시작 합니다. mitral tricuspid 벨 브 및 좌 심 실 (그림 3d)의 꼭대기의 센터를 통해 중앙 조각 계획. 만료에 개별 호흡 보류 내 각 슬라이스를 획득 합니다.
    2. 다음, 왼쪽된 심 실 짧은 축 조각 획득. 그들은 HLA에 수직을 계획 하 고 (그림 3e) 꼭대기에는 기지에서 전체 좌 심 실 덮 이도록 승 모 판에 평행. 정확한 기능 테스트 되도록 위치 첫 번째 조각을 정확 하 게 승 모 판 전단 삽입에는 조각의 센터는 심 실 내. 다시, 만료에서 개별 호흡 보류 내에서 각 조각을 획득.

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Representative Results

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자원 봉사자에서 파생 된 심장 기능 검사의 대표적인 결과 그림 4에 묘사 된다. 표시는 짧은 축과 긴 축 4 챔버의 이완 및 수축 기 시간 프레임의 인간 심 혼 의입니다. 긴 축 조회 (그림 4c, 4d, 4g, 4 h)에 비해 짧은 축 조회 (그림 4a, 4b, 4e, 4 층)에 대 한 상당히 높은 공간 해상도 명확 하 게 표시 됩니다. 모두 짧고 긴 축 분할 영역에 이미지 명확 하 게 윤곽을 그리 다 심근 벽, 슬라이스 두께 4 밀리미터 처럼 약하게 사용 하는 경우에 충분 한 신호 대 잡음과 혈액 심근 콘트라스트를 제공 합니다. 고용된 병렬 이미징 가속도 체계 높은 이미지 품질 및 눈에 띄는 소음 향상 이미지 재건.

R-웨이브는 ECG의 인식 실패, 펄스 트리거 프로브가 기반 (그림 4e-4 h) 오른쪽에 이미지 인수에 대 한 이용 되었다. 펄스 프로브가 신호 피크에서 지터는 심장 수축과 이완으로 그림 4 h (빨간색 화살표)에 표시 된 긴 축 보기에서 강조 표시 된 기간 동안 발음 했다 사소한 모션 아티팩트를 유도 한다. 전송 분야에서 파괴적인 방해로 인해 신호 빈 노란색 화살표로 표시 됩니다.

하나의 건강 한 주제에 방 아 쇠 장치에의 한 채널에서 얻은 전형적인 ECG 신호는 그림 5에 묘사 된다. 자석의 외부 인수 ECG 신호를 비교할 때 자석 (그림 5b), 분명이 될 중요 한 차이의 isocenter에 위치 하는 주제와 얻은 것 (그림 5a)를 낳았다. 매우 높은 자기장 내 ECG 신호는 MHD 효과 의해 심각 하 게 손상 됩니다. 불리 한 현상이 외부 자기장을 가진 전도성 액체 혈액 사이 상호 작용에서 발생합니다. 그것은 심장의 도발은 필드 좋군요 왜곡 전기 분야를 유도 하 고 따라서 피사체의 피부에 ECG 전극에 의해 선택 신호 손상. MHD 효과 B0 확장 그리고 특히 심장의 ECG 신호 S T 세그먼트 주로 영향을 받는 이유는 수축 기 대동맥 흐름 단계 발음 이다. R 파의 ECG 신호는 직접적 영향을 일반적으로, 비록 그것은 R-파 인식 및 심장 동기화를 손상 수 있습니다. 그것은, ECG 신호 왜곡으로 인해 높은 자기장의 면 전에 서 얻은 심전도 신호 사용할 수 없습니다 환자의 응급 상태 표시기로 주목 된다. 자석 구멍 안에 얻은 대표적인 펄스 신호는 그림 5 c에 표시 됩니다. 펄스 신호는 자기장의 영향을 하지 않습니다. 수 있는 유물 소개, 0 ms에서 R 파 펄스 파형의 지연 명확 하 게 표시 됩니다.

Figure 1
그림 1 : 실험 설치 및 32의 요소 채널 심장 Tx/Rx 코일과 코일 하드웨어. (a, b) 7 하드웨어 상자 구성 하 고 BNC 케이블 연결 보조 하드웨어의 맨 끝에 배치 됩니다 순서로 환자 테이블 위치 주제에 대 한 가능한 많은 공간을 제공. 후부 및 앞쪽 코일 요소 인터페이스 상자에 8 개의 케이블로 연결 됩니다. 시스템에, 후부 코일 배열 자석의 isocenter에 심장의 위치를 보장 하기 위해 테이블의 맨 끝에서 1470 m m 보다 더 배치 됩니다. (c) 소형 전원 분배기 상자입니다. (d) 한 전원 분배기 및 위상 시프 터 후부와 앞쪽 코일 배열에 대 한 각 상자. (e) Tx/Rx 인터페이스 상자 앞쪽 (위쪽) 및 후부 (하단)에 대 한 코일 배열. 주황색과 검은색 점선된 화살표 및 수신 (Rx) 신호 경로 전송 (Tx)를 나타냅니다. (f) 주제 후부 코일 배열에 위치. 머리 8 코일 커넥터에 쿠션에 달려있다. 미리 정의 된 코일 자리는 빨간 라벨으로 표시 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2 : 3rd 메우는 시스템 조정 및 심 도구를 사용 하 여 주문. (a) "3rd 순서 심" 도구 및 "심 설정" 프로그램에 대 한 단추와 메뉴를 시작 합니다. (b) "3rd 순서 심" 도구입니다. (c) 조정 지역의 중심부에 위치. (d) "옵션" 메뉴에서 "조정" 도구를 시작합니다. (e) "조정" 도구 계산 하 고 2nd 순서 심 전류 "3 차원 심" 탭에서 적용 단추와 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3 : 심장 시 네 촬영 계획 슬라이스. (a) 기본 지역화 2 챔버 지역화 수직의 계획. (b) 2 챔버 지역화 (c) 계획에 짧은 축 지역화의 2 챔버 지역화 (왼쪽) 및 4 챔버 지역화 (오른쪽)에 수직 4 챔버 지역화 수직의 계획. (d) 짧은 축 지역화 (왼쪽)와 2 챔버 지역화 (오른쪽) 왼쪽된 심 실 4 상공 회의소 보기 수직의 계획. (왼쪽된 심 실 4 상공 회의소 보기 (왼쪽)와 2 챔버 지역화 (오른쪽)에 조각 e) 왼쪽 심 실 짧은 축 계획.

Figure 4
그림 4 : ECG 트리거링 (-d)와 (e-h)를 트리거 펄스를 사용 하 여 두 과목에서 높은 해상도 심장 영화 촬영의 대표적인 결과. (a, e) 4 m m3x 1.0 x 1.0의 공간 해상도와 인수 중반 심 실 짧은 축 조각의 끝 확장기 시간 프레임. (b, f) 해당 끝 심장 수축 시간 프레임입니다. (c, g) 가로 긴 축 조각의 끝 확장기 시간 프레임. (d, h) 해당 끝 심장 수축 시간 프레임입니다. RF 필드 비-uniformities에 의해 발생 하는 신호 중단 노란 화살표로 표시 됩니다. 펄스 파형의 지연으로 인 한 약간의 트리거 오류 펄스 트리거 스캔 (빨간색 화살표)의 긴 축 보기에서 묘사 된다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 5
그림 5 : 외부와 자석 내부를 얻은 대표적인 ECG 신호 7 테슬라에 보어. (a) ECG 신호 ECG 트리거 장치 외부 자석의 두 채널 (빨강, 파랑)에 낳았다. R-파 명확 하 게 구분 될 수 있습니다. 트리거 이벤트는 녹색으로 구분 됩니다. (b) ECG 신호 7 테슬라 자석의 isocenter에서 낳았다. MHD 효과 ECG 신호 및 특히 심전도 신호의 S T 요소에 명확 하 게 영향을 줍니다. 강한 신호 변동 잘못 실행 될 수 있습니다. (c) 대표적인 펄스 신호 7 테슬라 자석의 isocenter에서 얻은 비교 낳았다. 펄스 신호는 자기장의 영향을 하지 않습니다. 참고 펄스 파형 ECG R-파에 대해 지연 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

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Discussion

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기능 CMR 시험 7 테슬라에서 성공적으로 실시 될 수 있습니다. SNR 이득 제어 필드 강도에 따라, 인간의 마음의 네 이미지 수 취득 1.5 또는 3 t.에 비해 상당히 높은 공간 해상도 슬라이스 두께 4 m m와는 등방성의 실시 수 슬라이스 두께 6-8 mm 및 비행기에 복 지 1.2 ~ 2.0 m m의 길이 일반적으로 낮은 임상 분야 강점1,30, 7 테슬라에서 측정에 사용 하는 동안 비행기에서 1.0 m m의 해상도입니다.

7 테슬라에서 얻은 결과 유망 합니다. 이미지 품질이 B1+ 메우는 하지 실시 하 고 실험 오버 촉진 심장 챔버 정량화에 대 한 임상적으로 허용 가능한 시험 시간을 최소한으로 유지 했다 1.5 T 또는 T 3에서 얻은 비교 합니다. 때때로 이미지 품질 초점 RF 필드 비-uniformities에 의해 발생 하는 신호 공 극에 의해 약간 손상 되었다. 이러한 경우, B1+ 메우는 사용, 병렬 전송 기법을 통해 사용할 수 도움이 될 수 있습니다. 이 접근은 유혹 하 고 임상 응용의 지평선에 어렴풋이 하는 동안 추가 신호 흡수 율 (SAR) 관리에 대 한 고려 필요 합니다.

트리거 편이 ECG 신호 동기화 심장 활동 이미지 수집의 접근을 트리거 펄스를 사용 하 여 실시 하는 데 필요한 있도록 때때로 심각 하 게 자기 효과 의해 손상 됐다. 펄스 트리거를 사용 하 여, 씨 네 이미지 품질의 약간의 장애가 발생할 수 있습니다. 이 장애는 펄스 트리거는 ECG의 R-파 존중과 지연 시간에 의해 발생 합니다. 변이 및 펄스 트리거 신호에서 지터 최대 60 밀리초를 까지입니다. 이 현상을 잘못 실행으로 이어질 수 있습니다 그리고 심장 모션 유도 복원된 이미지에서 흐리게 소개 위험 수 있습니다. 로 7 테슬라에서 최근 시연, 정확한 심장 동기화 완벽 하 게 사용할 수 있는 트리거 장치 기술 기능을 이용 하 여 고-의 상태-최첨단 트리거 알고리즘19,24를 사용 하 여 얻을 수 있습니다. 이 외에도31,,3233 를 위한 좋은 기초를 제공할 수 있습니다 대체 트리거 솔루션의 사용 이미지 동기화.

초 고 필드에서 검색 하드웨어의 수요는 크게 증가 함께 온다. 특히 스캔 준비 낮은 분야의 강점을 더 복잡 한 있습니다. 이것은 임상 스캐너에 통합 된 몸 코일의 부재로 인해 보조 RF 코일 장비 사용에 표시 될 수 있습니다. 주제 위치는 더 많은 관리 주제 편안 함 뿐만 아니라 테이블에 관하여 코일의 위치부터 낮은 분야 강점에서 일상적인 임상 설정 고려 되어야 하는 필요 합니다. 이 제한은 오늘의 환자 테이블의 기능과 디자인 7 테슬라 MRI 관련은 하지만 7 테슬라 MRI 시스템의 다음 세대에 지속적인 이동으로 해결 될 것으로 예상 된다. 최근, 처음 7 테슬라 MRI 시스템 미국 및 유럽에 있는 특정 응용 프로그램에 대 한 임상 사용을 위해 승인 되었다. 실험적인 오버 헤드가 심각 하 게 R-파 인식 손상 시킬 수 있는 자기 효과 의해 또한 소개 된다. 좋은 심장 동기화, 주의 주제 준비를 위해 ECG 트리거 알고리즘의 정확한 보정 뿐만 아니라 정확한 심전도 전극 배치는 필요한24. 경우에 따라 ECG 전극의 구멍으로 주제를 이동 후 재배치 필요 될 수 있습니다. 또한, 심한 심전도 트리거 장애가 존재 검사의 지속을 보장 하기 위해, 그것은 주제를 펄스 트리거 장치를 연결 하는 것이 좋습니다. 심전도 실행 하는 대신, 음향31 트리거링 수 있습니다 활용할 수는 MHD 효과에 면역 이며 우수한 펄스 트리거링 하는 것을 보여줘 왔다. 이러한 고려 사항 및 조치는 신중 하 게 포함 된 경우 7 테슬라에서 CMR 시험 기능에, 워크플로 및 매우 높은 분야에서 심장 기능 측정의 기간은 임상 분야 강점에서 비슷합니다.

변환 연구에 매우 높은 분야 시스템의 사용 증가 심혈 관 질환의 평가 대 한 CMR의 기능 진출 됩니다. 향상 된 RF 등 기술 발전 코일 기술 또는 멀티-미스터 전송 시스템 현재 실험적인 오버 헤드를 줄이기 위해 추가 검사 준비 및 메우는 작업을 간소화 하는 데 도움이 됩니다. 이 컨텍스트 내에서 1.5 T 또는 T 3에서 잘 설립 CMR 응용 프로그램에 대 한 소설 초고 현장 CMR 응용 주의 유효성 검사는 필수적인 것입니다.

이 연구에서는 기능 CMR 시험 성공적으로 7 테슬라에서 실시 될 수 있습니다 설명 합니다. 매우 높은 분야에서 SNR 이득 제어 필드 강도 매우 높은 공간 해상도와 씨 네 인수에 대 한 수 있습니다. 1.5 또는 3 테슬라의 임상 분야 강점에 비해 공간 해상도 3 ~ 4 배 늘릴 수 있습니다. 실험적인 오버 헤드 다양 한 기술적 과제를 해결 하는 데 필요한 최소에 보관할 수 있습니다. 이러한 결과 뿐만 아니라 미래 기술 개발 탐험 심근 조직 특성, 신진 대사 영상 또는 미세 영상 같은 고급 응용 프로그램에 대 한 기초를 제공할 것입니다.

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Disclosures

키 어 런 오 브라이언, 조나단 더 부유한 지멘스 회사 호주에 의해 고용 됩니다. 1 월 Rieger와 Thoralf Niendorf는 MRI의 창시자. 도구 GmbH, 베를린, 독일. 1 월 Rieger CTO와 MRI의 직원 이었다. 도구 gmbh Thoralf Niendorf MRI의 CEO 이다. 도구 관련입니다.

Acknowledgments

저자 인정 시설, 고급 이미징, 퀸즐랜드의 대학에 대 한 시설의 국가 이미징 센터에서 과학 및 기술 지원 합니다. 우리 또한 Thoralf Niendorf에 대 한 CAESIE 부여를 얻기 위해 그들의 도움에 대 한이 안 Brereton와 그레이엄 갤 러에 게 감사 하 고 싶습니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
7 Tesla MRI system Siemens Investigational Device
32-Channel -1H-Cardiac Coil MRI.Tools GmbH Transmit/Receive RF Coil for MR Imaging and Spectroscopy at 7.0 Tesla
ECG Trigger Device Siemens
Pulse Trigger Device Siemens

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7 테슬라에 심장 자기 공명 영상
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Stäb, D., Al Najjar, A., O'Brien, K., Strugnell, W., Richer, J., Rieger, J., Niendorf, T., Barth, M. Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla. J. Vis. Exp. (143), e55853, doi:10.3791/55853 (2019).More

Stäb, D., Al Najjar, A., O'Brien, K., Strugnell, W., Richer, J., Rieger, J., Niendorf, T., Barth, M. Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla. J. Vis. Exp. (143), e55853, doi:10.3791/55853 (2019).

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