scholarly journals Radiofrequency Bias Correction of Magnetization Prepared Rapid Gradient Echo MRI at 7.0 Tesla Using an External Reference in a Sequential Protocol

Tomography ◽  
2021 ◽  
Vol 7 (3) ◽  
pp. 434-451
Author(s):  
Hampus Olsson ◽  
Mikael Novén ◽  
Jimmy Lätt ◽  
Ronnie Wirestam ◽  
Gunther Helms
Keyword(s):  
Bias Correction ◽  
Signal To Noise Ratio ◽  
Flip Angle ◽  
Gradient Echo ◽  
Voxel Size ◽  
Rapid Acquisition ◽  
Scan Time ◽  
External Reference ◽  
Simple Alternative ◽  
Signal Modelling

At field strengths of 7 T and above, T1-weighted imaging of human brain suffers increasingly from radiofrequency (RF) B1 inhomogeneities. The well-known MP2RAGE (magnetization prepared two rapid acquisition gradient echoes) sequence provides a solution but may not be readily available for all MR systems. Here, we describe the implementation and evaluation of a sequential protocol to obtain normalized magnetization prepared rapid gradient echo (MPRAGE) images at 0.7, 0.8, or 0.9-mm isotropic spatial resolution. Optimization focused on the reference gradient-recalled echo (GRE) that was used for normalization of the MPRAGE. A good compromise between white-gray matter contrast and the signal-to-noise ratio (SNR) was reached at a flip angle of 3° and total scan time was reduced by increasing the reference voxel size by a factor of 8 relative to the MPRAGE resolution. The average intra-subject coefficient-of-variation (CV) in segmented white matter (WM) was 7.9 ± 3.3% after normalization, compared to 20 ± 8.4% before. The corresponding inter-subject average CV in WM was 7.6 ± 7.6% and 13 ± 7.8%. Maps of T1 derived from forward signal modelling showed no obvious bias after correction by a separately acquired flip angle map. To conclude, a non-interleaved acquisition for normalization of MPRAGE offers a simple alternative to MP2RAGE to obtain semi-quantitative purely T1-weighted images. These images can be converted to T1 maps, analogously to the established MP2RAGE approach. Scan time can be reduced by increasing the reference voxel size which has only a miniscule effect on image quality.

Low Flip Angle Gradient Echo Magnetic Resonance Imaging of the Cervical Spine at 0.3 Tesla

1989 ◽  
Vol 30 (4) ◽  
pp. 343-348 ◽  
Author(s):  
S. Holtås ◽  
F. Ståhlberg ◽  
H. Nilsson ◽  
E.-M. Larsson ◽  
A. Ericsson
Keyword(s):  
Cervical Spine ◽  
Signal To Noise Ratio ◽  
Spin Echo ◽  
Flip Angle ◽  
Acquisition Time ◽  
Gradient Echo ◽  
Signal To Noise ◽  
Spine Imaging ◽  
Spin Echo Sequence ◽  
Noise Ratio

The influence of flip angle and TR on signal to noise ratio and contrast between cerebrospinal fluid (CSF) and cord was evaluated in cervical spine imaging in 5 volunteers, using gradient echo technique. All experiments were performed on a 0.3 tesla Fonar β-3000 M scanner using solenoidal surface coils. The most useful sequence was considered to be TR/TE=300/12 ms and 10° flip angle. This sequence provided images with a ‘myelographic appearance’ with good delineation of cord, CSF and epidural space. The grey and white matter was also regularly visualized. The acquisition time was considerably shorter than would have been necessary if a long TR/TE spin echo sequence had been used to obtain the same contrast pattern and the sequence was not as sensitive to motion as was the spin echo sequence. The sequence was also evaluated in 10 patients with degenerative disease and in 5 with lesions in the cord. The gradient echo sequence was found to be equal to or better than short and long TR/TE spin echo sequences in demonstrating narrowing of the spinal canal and cord lesions. The drawback is the limited signal to noise ratio.

Event-Locked Time-Resolved Fourier Spectroscopy

1997 ◽  
Vol 51 (8) ◽  
pp. 1106-1112 ◽  
Author(s):  
H. Weidner ◽  
R. E. Peale
Keyword(s):  
Signal To Noise Ratio ◽  
Low Cost ◽  
Michelson Interferometer ◽  
Far Infrared ◽  
Time Base ◽  
The Novel ◽  
Time Resolved ◽  
Mathematical Algorithm ◽  
Scan Time ◽  
Recorded Data

A low-cost method of adding time-resolving capability to commercial Fourier transform spectrometers with a continuously scanning Michelson interferometer has been developed. This method is specifically designed to eliminate noise and artifacts caused by mirror-speed variations in the interferometer. The method exists of two parts: (1) a novel timing scheme for synchronizing the transient events under study and the digitizing of the interferogram and (2) a mathematical algorithm for extracting the spectral information from the recorded data. The novel timing scheme is a modification of the well-known interleaved, or stroboscopic, method. It achieves the same timing accuracy, signal-to-noise ratio, and freedom from artifacts as step-scan time-resolving Fourier spectrometers by locking the sampling of the interferogram to a stable time base rather than to the occurrences of the HeNe fringes. The necessary pathlength-difference information at which samples are taken is obtained from a record of the mirror speed. The resulting interferograms with uneven pathlength-difference spacings are transformed into wavenumber space by least-squares fits of periodic functions. Spectra from the far-infrared to the upper visible at resolutions up to 0.2 cm−1 are used to demonstrate the utility of this method.

Minimizing table time in patients with claustrophobia using focused ferumoxytol-enhanced MR angiography (f-FEMRA): a feasibility study

2021 ◽  
Vol 94 (1125) ◽  
pp. 20210430
Author(s):  
Puja Shahrouki ◽  
Kim-Lien Nguyen ◽  
John M. Moriarty ◽  
Adam N. Plotnik ◽  
Takegawa Yoshida ◽  
...  
Keyword(s):  
Image Quality ◽  
Mr Angiography ◽  
Signal To Noise Ratio ◽  
Diagnostic Image Quality ◽  
Diagnostic Confidence ◽  
Motion Artefact ◽  
Scan Time ◽  
Wilcoxon Rank Sum Test ◽  
Significant Difference ◽  
Noise Ratio

Objectives: To assess the feasibility of a rapid, focused ferumoxytol-enhanced MR angiography (f-FEMRA) protocol in patients with claustrophobia. Methods: In this retrospective study, 13 patients with claustrophobia expressed reluctance to undergo conventional MR angiography, but agreed to a trial of up to 10 min in the scanner bore and underwent f-FEMRA. Thirteen matched control patients who underwent gadolinium-enhanced MR angiography (GEMRA) were identified for comparison of diagnostic image quality. For f-FEMRA, the time from localizer image acquisition to completion of the angiographic acquisition was measured. Two radiologists independently scored images on both f-FEMRA and GEMRA for arterial and venous image quality, motion artefact and diagnostic confidence using a 5-point scale, five being best. Signal-to-noise ratio (SNR) and contrast-to-noise ratio (CNR) in the aorta and IVC were measured. The Wilcoxon rank-sum test, one-way ANOVA with Tukey correction and two-tailed t tests were utilized for statistical analyses. Results: All scans were diagnostic and assessed with high confidence (scores ≥ 4). Average scan time for f-FEMRA was 6.27 min (range 3.56 to 10.12 min), with no significant difference between f-FEMRA and GEMRA in diagnostic confidence (4.86 ± 0.24 vs 4.69 ± 0.25, p = 0.13), arterial image quality (4.62 ± 0.57 vs 4.65 ± 0.49, p = 0.78) and motion artefact score (4.58 ± 0.49 vs 4.58 ± 0.28, p > 0.99). f-FEMRA scored significantly better for venous image quality than GEMRA (4.62 ± 0.42 vs 4.19 ± 0.56, p = 0.04). CNR in the IVC was significantly higher for steady-state f-FEMRA than GEMRA regardless of the enhancement phase (p < 0.05). Conclusions: Comprehensive vascular MR imaging of the thorax, abdomen and pelvis can be completed in as little as 5 min within the magnet bore using f-FEMRA, facilitating acceptance by patients with claustrophobia and streamlining workflow. Advances in knowledge: A focused approach to vascular imaging with ferumoxytol can be performed in patients with claustrophobia, limiting time in the magnet bore to 10 min or less, while acquiring fully diagnostic images of the thorax, abdomen and pelvis.

scholarly journals Μαγνητική λεμφογραφία

2006 ◽  
Author(s):  
Ευάγγελος Δημακάκος
Keyword(s):  
Flip Angle ◽  
Gradient Echo

ΣΚΟΠΟΣ: Η γνώση της κατάστασης των λεμφαγγείων και των λεμφαδένων πολλές φορές καθορίζει τις πιθανές σοβαρές επιπτώσεις, την πρόγνωση και την επιλογή της θεραπείας. Γι’ αυτό τον λόγο χρησιμοποιήθηκαν διάφορες απεικονιστικές μέθοδοι και διάφορα σκιαγραφικά για την απεικόνιση του λεμφικού συστήματος. Ο σκοπός αυτής της μελέτης είναι να αξιολογηθεί η γαδοβουτρόλη, ως σκιαγραφικό μέσο με υποδόρια χορήγηση για την απεικόνιση των λεμφαγγείων και των λεμφαδένων τόσο στους κονίκλους (δεύτερη διεθνώς πειραματική μελέτη) όσο και σε ανθρώπους (πρώτη διεθνώς κλινική μελέτη) με τη βοήθεια του μαγνητικού τομογράφου και τα ευρήματα να συγκριθούν με τα ευρήματα της άμεσης λεμφαγγειογραφίας που θα λάβει χώρα παράλληλα σε πειραματικό και κλινικό επίπεδο.ΥΛΙΚΟ-ΜΕΘΟΔΟΣ: Χρησιμοποιήθηκαν 12 λευκοί κόνικλοι Νέας Ζηλανδίας στους οποίους χορηγήθηκε υποδόρια 0.5 ml διάλυμα γαδοβουτρόλης, στους 9 στα οπίσθια άκρα ενώ στους υπόλοιπους 3 στα πρόσθια άκρα Στο σημείο έγχυσης του σκιαγραφικού μάλαξη έγινε σε 9 κονίκλους. Όλοι οι κόνικλοι υποβλήθηκαν σε μαγνητική τομογραφία λεμφαγγείων προ και 5, 10, 15, 20, 30, 45 και 60 λεπτά μετά την έγχυση. Χρησιμοποιήθηκε μαγνητικός τομογράφος Philips 1.5 Τ, και οι ακολουθίες είχαν τα εξής χαρακτηριστικά: TIW 3D gradient echo TR/TE 4.8 msec/1.4 msec, Flip angle: 30° FOV 179X512. Μετά από 7 ημέρες 3 από τους 12 κονίκλους υποβλήθηκαν σε άμεση λεμφαγγειογραφία 5, 10, 15, 30 και 60 λεπτά μετά την χορήγηση lipiodol σε περιφερικό λεμφαγγείο και τα ευρήματα μελετήθηκαν και συγκρίθηκαν με αυτά της μαγνητικής τομογραφίας με σκοπό τη συγκριτική αξιολόγηση της απεικονιστικής ικανότητας των δύο σκιαγραφικών υλικών.Μετά τον κύκλο των πειραμάτων αυτών παρόμοια μελέτη έλαβε χώρα σε 12 ανθρώπους (2 υγιείς και 10 με κλινική υποψία νοσήματος στο λεμφικό τους σύστημα) με υποδόρια χορήγηση της γαδοβουτρόλης στα κάτω άκρα με μαγνητικό τομογράφο. Από τους 12 οι πέντε ήταν γυναίκες και οι υπόλοιποι άνδρες και όλοι υποβλήθηκαν σε υποδόρια χορήγηση σκιαγραφικού στις μεσοδακτύλιες πτυχές της ραχιαίας επιφάνειας στον άκρο πόδα. Η χορηγηθείσα δόση σε κάθε σκέλος ήταν 5 ml και αποτελούταν από 4.5 ml γαδοβουτρόλης και 0.5 ml λιδοκαϊνης. Στο σημείο έγχυσης του σκιαγραφικού γινόταν μάλαξη αμέσως μετά τη χορήγηση, ενώ όλα τα άτομα υποβλήθηκαν σε μαγνητική τομογραφία πριν και 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90 και 120 λεπτά μετά την έγχυση. Μετά από 7 ημέρες έξι από τους δέκα ασθενείς υποβλήθηκαν σε άμεση λεμφαγγειογραφία με χορήγηση του lipiodol σε περιφερικό λεμφαγγείο και ακτινολογικές εικόνες ελήφθησαν 5, 10, 15, 30, 60 και 120 λεπτά μετά την χορήγηση του σκιαγραφικού. Τα ευρήματα τόσο της μαγνητικής λεμφογραφίας όσο και της άμεσης λεμφογραφίας μελετήθηκαν και συγκρίθηκαν με σκοπό τη μελέτη της απεικονιστικής ικανότητας της γαδοβουτρόλης.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Κατά την πειραματική φάση μετά την υποδόρια έγχυση της γαδοβουτρόλης στα μεν κάτω άκρα απεικονίστηκαν 4 διαδοχικές ομάδες λεμφαδένων (ιγνυακοί, βουβωνικοί, λαγόνιοι και οι παρααορτικοί λεμφαδένες ) σε χρόνο 30-45 λεπτά από τη στιγμή της έγχυσης, στα δε άνω άκρα απεικονίστηκαν 3 διαδοχικές ομάδες λεμφαδένων (μασχαλιαίοι, παραστερνικοί και οι μεσοθωράκιοι λεμφαδένες) σε χρόνο μέχρι 5-30 λεπτά μετά την έγχυση. Οι κόνικλοι με τοπική μάλαξη στο σημείο της έγχυσης παρουσίασαν καλύτερη απεικόνιση λεμφαγγείων με στατιστικά σημαντική διαφορά σε σχέση με τους κονίκλους που δεν έλαβε χώρα μάλαξη (Ρ<0.05). Μετά τη χορήγηση του Lipiodol (κλασική λεμφαγγειογραφία) η εξέταση απεικόνισε τους ιγνυακούς, μηρόβουβωνικούς και λαγόνιους λεμφαδένες, αλλά λιγώτερους σε αριθμό σε σχέση με την έμμεση λεμφογραφία και σε χρόνο μέχρι 20- 30 λεπτά. Η σύγκριση του χρόνου ενδολεμφικής εξάπλωσης και της απεικόνισης των διαφόρων ομάδων των λεμφαδένων μεταξύ της γαδοβουτρόλης (έμμεση λεμφογραφία) και του lipiodol (άμεση λεμφογραφία) δεν παρουσίασε κάποια στατιστικά σημαντική διαφορά. Επίσης συγκρίνοντας τον χρόνο της ενδολεμφικής εξάπλωσης του σκιαγραφικού στους κονίκλους από την στιγμή της υποδόριας έγχυσης τόσο στα οπίσθια (η:6) όσο και στα πρόσθια άκρα (η:3) δεν παρατηρήθηκε καμία στατιστικά σημαντική διαφορά. Πρέπει να αναφερθεί ότι η ουροδόχος κύστη σκιαγραφήθηκε ελάχιστα λεπτά μετά από την χορήγηση της γαδοβουτρόλης που δείχνει ότι κάποια ποσότητα του σκιαγραφικού διέρχεται στο τριχοειδικό σύστημα, ενώ αξίζει να σημειωθεί ότι οι κόνικλοι δεν παρουσίασαν παρενέργειες ή φλεγμονώδεις αντιδράσεις από τη χορήγηση του σκιαγραφικού.Κατά την κλινική φάση, μετά την υποδόρια χορήγηση της γαδοβουτρόλης στους ανθρώπους απεικονίστηκε το λεμφικό σύστημα σε 60 λεπτά στους υγιείς και σε 90 λεπτά στους ασθενείς. Η απεικόνιση έδειξε τα λεμφικά αγγεία και τους βουβωνικούς λεμφαδένες στους εθελοντές, ενώ στους ασθενείς απεικονίστηκαν τα λεμφικά αγγεία με σαφώς μικρότερο αριθμό, λεμφοκήλες , όχι όμως και οι βουβωνικοί λεμφαδένες. Αντιθέτως, η απεικόνιση του λεμφικού συστήματος των κάτω άκρων με lipiodol διήρκεσε περίπου 30 λεπτά (στατιστικά σημαντική διαφορά (<0.05) σε σχέση με τη μαγνητική λεμφογραφία) μετά τη χορήγηση του σκιαγραφικού, επιβεβαιώνοντας όμως τα ευρήματα της μαγνητικής λεμφογραφίας. Αξίζει να σημειωθεί ότι σε δύο ασθενείς στους οποίους έγινε μόνο μαγνητική λεμφογραφία η χορήγηση της γαδοβουτρόλης απεικόνισε τόσο τα λεμφαγγεία όσο και τις φλέβες μέχρι το ύψος των γονάτων και αυτό ίσως να σημαίνει σοβαρό λεμφικό πρόβλημα. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Η διενέργεια της μαγνητικής λεμφογραφίας μετά τη χορήγηση του σκιαγραφικού γαδοβουτρόλης έδειξε την απεικόνιση του λεμφαγγειακού συστήματος των κάτω άκρων σε λίγα λεπτά από την έγχυση του σκιαγραφικού. Επιπλέον αποδείχθηκε ότι η γαδοβουτρόλη είναι ένα ασφαλές σκιαγραφικό μέσο χωρίς αλλεργικές αντιδράσεις ή άλλες σοβαρές επιπλοκές τόσο πειραματικά όσο και κλινικά. Τα συγκρινόμενα αποτελέσματα των δύο μεθόδων, της άμεσης λεμφογραφίας και της έμμεσης μαγνητικής λεμφογραφίας, ενθαρρύνουν τη συνέχιση της έρευνας της δεύτερης μεθόδου σε κλινικό επίπεδο. Διαφαίνεται επίτευξη υψηλότερης αποτελεσματικότητας και ευρύτερης εφαρμογής της μεθόδου με γαδοβουτρόλη στο μαγνητικό τομογράφο. Η μέθοδος στην καθημερινή πράξη χωρίς αναζήτηση παρασκευής και καθετηριασμού περιφερικού λεμφαγγείου προβλέπεται να συμβάλει ουσιαστικά στην καλύτερη και ανώδυνη απεικόνιση του λεμφαγγειακού συστήματος και στην έγκαιρη και αποτελεσματική διάγνωση των λεμφαγγειακών παθήσεων.

scholarly journals Combined acquisition of diffusion and T2*-weighted measurements using simultaneous multi-contrast magnetic resonance imaging

2021 ◽  
Author(s):  
Nora-Josefin Breutigam ◽  
Matthias Günther ◽  
Daniel Christopher Hoinkiss ◽  
Klaus Eickel ◽  
Robert Frost ◽  
...  
Keyword(s):  
Diffusion Weighted Imaging ◽  
Critical Factor ◽  
Contrast Imaging ◽  
Rapid Acquisition ◽  
Diffusion Weighted ◽  
Simultaneous Acquisition ◽  
Scan Time ◽  
Examination Time ◽  
Robust Separation ◽  
Saturation Effects

Abstract Object In this work, we present a technique called simultaneous multi-contrast imaging (SMC) to acquire multiple contrasts within a single measurement. Simultaneous multi-slice imaging (SMS) shortens scan time by allowing the repetition time (TR) to be reduced for a given number of slices. SMC imaging preserves TR, while combining different scan types into a single acquisition. This technique offers new opportunities in clinical protocols where examination time is a critical factor and multiple image contrasts must be acquired. Materials and methods High-resolution, navigator-corrected, diffusion-weighted imaging was performed simultaneously with T2*-weighted acquisition at 3 T in a phantom and in five healthy subjects using an adapted readout-segmented EPI sequence (rs-EPI). Results The results demonstrated that simultaneous acquisition of two contrasts (here diffusion-weighted imaging and T2*-weighting) with SMC imaging is feasible with robust separation of contrasts and minimal effect on image quality. Discussion The simultaneous acquisition of multiple contrasts reduces the overall examination time and there is an inherent registration between contrasts. By using the results of this study to control saturation effects in SMC, the method enables rapid acquisition of distortion-matched and well-registered diffusion-weighted and T2*-weighted imaging, which could support rapid diagnosis and treatment of acute stroke.

scholarly journals 2½-minute 3D 7T 31P-MRSI of the human heart using concentric rings (CRT)

2021 ◽  
Author(s):  
William T Clarke ◽  
Lukas Hingerl ◽  
Bernhard Strasser ◽  
Wolfgang Bogner ◽  
Ladislav Valkovic ◽  
...  
Keyword(s):  
Signal To Noise Ratio ◽  
Variable Number ◽  
Low Rank ◽  
Acquisition Time ◽  
Temporal Data ◽  
Scan Time ◽  
Spread Function ◽  
3D Acquisition ◽  
Spatio Temporal ◽  
31P Mrsi

A 3D density-weighted concentric ring trajectory (CRT) MRSI sequence is implemented for cardiac 31P-MRS at 7T. The point-by-point k-space sampling of traditional phase-encoded CSI sequences severely restricts the minimum scan time at higher spatial resolutions. Our proposed CRT sequence implements a stack of concentric rings trajectory, with a variable number of rings and planes spaced to optimise the density of k-space weighting. This creates flexibility in acquisition time, allowing acquisitions substantially faster than traditional phase-encoded CSI sequences, while retaining high SNR. We first characterise the signal-to-noise ratio and point spread function of the CRT sequence in phantoms. We then evaluate it at five different acquisition times and spatial resolutions in the hearts of five healthy participants at 7T. These different sequence durations are compared with existing published 3D acquisition-weighted CSI sequences with matched acquisition times and spatial resolutions. To minimise the effect of noise on the short acquisitions, low-rank denoising of the spatio-temporal data was also performed after acquisition. The proposed sequence measures 3D localised PCr/ATP ratios of the human myocardium in 2.5 minutes, 2.6 times faster than the minimum scan time for the acquisition-weighted phase-encoded CSI. Alternatively, in the same scan time a 1.7-times smaller nominal voxel volume can be achieved. Low-rank denoising reduced the variance of measured PCr/ATP ratios by 11% across all protocols. The faster acquisitions permitted by 7T CRT 31P-MRSI could make cardiac stress protocols or creatine kinase rate measurements (which involve repeated scans) more tolerable for patients without sacrificing spatial resolution.

scholarly journals 3D MPRAGE improves classification of cortical lesions in multiple sclerosis

2008 ◽  
Vol 14 (9) ◽  
pp. 1214-1219 ◽  
Author(s):  
F Nelson ◽  
A Poonawalla ◽  
P Hou ◽  
JS Wolinsky ◽  
PA Narayana
Keyword(s):  
Multiple Sclerosis ◽  
White Matter ◽  
Signal To Noise Ratio ◽  
Three Dimensional ◽  
Inversion Recovery ◽  
High Signal ◽  
Cortical Lesions ◽  
Rapid Acquisition ◽  
Lesion Morphology

Background Gray matter lesions are known to be common in multiple sclerosis (MS) and are suspected to play an important role in disease progression and clinical disability. A combination of magnetic resonance imaging (MRI) techniques, double-inversion recovery (DIR), and phase-sensitive inversion recovery (PSIR), has been used for detection and classification of cortical lesions. This study shows that high-resolution three-dimensional (3D) magnetization-prepared rapid acquisition with gradient echo (MPRAGE) improves the classification of cortical lesions by allowing more accurate anatomic localization of lesion morphology. Methods 11 patients with MS with previously identified cortical lesions were scanned using DIR, PSIR, and 3D MPRAGE. Lesions were identified on DIR and PSIR and classified as purely intracortical or mixed. MPRAGE images were then examined, and lesions were re-classified based on the new information. Results The high signal-to-noise ratio, fine anatomic detail, and clear gray-white matter tissue contrast seen in the MPRAGE images provided superior delineation of lesion borders and surrounding gray-white matter junction, improving classification accuracy. 119 lesions were identified as either intracortical or mixed on DIR/PSIR. In 89 cases, MPRAGE confirmed the classification by DIR/PSIR. In 30 cases, MPRAGE overturned the original classification. Conclusion Improved classification of cortical lesions was realized by inclusion of high-spatial resolution 3D MPRAGE. This sequence provides unique detail on lesion morphology that is necessary for accurate classification.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document