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Spin echo based cardiac diffusion imaging at 7T: An ex vivo study of the porcine heart at 7T and 3T

 
: Lohr, David; Terekhov, Maxim; Weng, Andreas Max; Schroeder, Anja; Walles, Heike; Schreiber, Laura Maria

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Volltext ()

PLoS one. Online journal 14 (2019), Nr.3, Art. e0213994, 20 S.
http://www.pubmedcentral.nih.gov/tocrender.fcgi?action=archive&journal=440
ISSN: 1932-6203
Englisch
Zeitschriftenaufsatz, Elektronische Publikation
Fraunhofer ISC ()
Diffusionstensor-Bildgebung; Magnetresonanztomographie; Herz

Abstract
Purpose of this work was to assess feasibility of cardiac diffusion tensor imaging (cDTI) at 7 T in a set of healthy, unfixed, porcine hearts using various parallel imaging acceleration factors and to compare SNR and derived cDTI metrics to a reference measured at 3 T. Magnetic resonance imaging was performed on 7T and 3T whole body systems using a spin echo diffusion encoding sequence with echo planar imaging readout. Five reference (b = 0 s/mm2) images and 30 diffusion directions (b = 700 s/mm2) were acquired at both 7 T and 3 T using a GRAPPA acceleration factor R = 1. Scans at 7 T were repeated using R = 2, R = 3, and R = 4. SNR evaluation was based on 30 reference (b = 0 s/mm2) images of 30 slices of the left ventricle and cardiac DTI metrics were compared within AHA segmentation. The number of hearts scanned at 7 T and 3 T was n = 11. No statistically significant differences were found for evaluated helix angle, secondary eigenvector angle, fractional anisotropy and apparent diffusion coefficient at the different field strengths, given sufficiently high SNR and geometrically undistorted images. R≥3 was needed to reduce susceptibility induced geometric distortions to an acceptable amount. On average SNR in myocardium of the left ventricle was increased from 29±3 to 44±6 in the reference image (b = 0 s/mm2) when switching from 3 T to 7 T. Our study demonstrates that high resolution, ex vivo cDTI is feasible at 7 T using commercial hardware.

 

Ziel dieser Arbeit war es, die Durchführbarkeit der kardialen Diffusionstensor-Bildgebung (cDTI) bei 7 T in einem Satz gesunder, nicht fixierter Schweineherzen unter Verwendung verschiedener paralleler Bildgebungs-Beschleunigungsfaktoren zu bewerten und den SNR und die abgeleiteten cDTI-Metriken mit einer bei 3 T gemessenen Referenz zu vergleichen Die Magnetresonanztomographie wurde auf 7T- und 3T-Ganzkörpersystemen unter Verwendung einer Spin-Echo-Diffusions-Codierungssequenz mit Echoplanar-Bildauslesung durchgeführt. Fünf Referenzbilder (b = 0 s / mm2) und 30 Diffusionsrichtungen (b = 700 s / mm2) wurden sowohl bei 7 T als auch bei 3 T unter Verwendung eines GRAPPA-Beschleunigungsfaktors R = 1 aufgenommen. Scans bei 7 T wurden unter Verwendung von R = wiederholt 2, R = 3 und R = 4. Die SNR-Bewertung basierte auf 30 Referenzbildern (30 s / mm2) von 30 Scheiben des linken Ventrikels, und die DTI-Metriken des Herzens wurden innerhalb der AHA-Segmentierung verglichen. Die Anzahl der bei 7 T und 3 T gescannten Herzen betrug n = 11. Es wurden keine statistisch signifikanten Unterschiede für den berechneten Helixwinkel, den sekundären Eigenvektorwinkel, die fraktale Anisotropie und den scheinbaren Diffusionskoeffizienten bei den verschiedenen Feldstärken gefunden, wenn das SNR ausreichend hoch und geometrisch unverzerrt war Bilder. R≥3 wurde benötigt, um durch Empfindlichkeit verursachte geometrische Verzerrungen auf ein akzeptables Maß zu reduzieren. Im Durchschnitt war der SNR im Myokard des linken Ventrikels im Referenzbild von 29 ± 3 auf 44 ± 6 erhöht (b = 0 s / mm2), wenn von 3 T auf 7 T gewechselt wurde. Unsere Studie zeigt, dass cDTI mit hoher Auflösung ex vivo ist ist bei 7 T mit kommerzieller Hardware machbar.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-540578.html