Improved MRI by correcting static and dynamic magnetic field inhomogeneity
通过校正静态和动态磁场不均匀性改进 MRI
基本信息
- 批准号:RGPIN-2020-05927
- 负责人:
- 金额:$ 2.48万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Discovery Grants Program - Individual
- 财政年份:2022
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2022-01-01 至 2023-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
High-quality magnetic resonance imaging (MRI) requires a highly homogeneous magnetic field distribution that varies by no more than a few parts-per-million. The un-controlled deviation from the homogeneity is termed "off-resonance" and causes detrimental image artifacts. Off-resonance effects can be time-invariant, such as those produced by the magnetic susceptibility mismatch at air-brain tissue interfaces, or dynamic, such as the magnetic fields caused by bulk patient motion and breathing. While there have been methods of reducing static off-resonance artifacts, accurate characterization of the off-resonance field distribution and robust reduction of highly localized inhomogeneous magnetic fields, particularly dynamic ones, have yet to be achieved. In this Discovery grant, I propose to mitigate the challenge of off-resonance effects in MRI of the human brain. I will focus specifically on the temporal lobes and the orbitofrontal cortex: two regions that are important in neurological as well as psychiatric disorders and neuroscience studies, yet suffer extensively from off-resonance artifacts. Three aims are proposed: Aim 1: Measure and reduce the static and dynamic off-resonance effects in the human brain In addition to the common static main field (B0) inhomogeneity measurement, dedicate magnetic field probes will be developed to characterize the shapes and strengths of dynamic B0 inhomogeneity distributions caused by bulk motion and breathing - two major sources of dynamic B0 inhomogeneity in lengthy MRI scans. These field disturbance measurements will be used to reduce image distortion and improve signal stability by post-processing. Aim 2: Mitigate static and dynamic off-resonance effects using localized shim coil arrays Two multi-coil (MC) shim arrays will be developed to offer robust off-resonance suppression in the temporal lobes and orbitofrontal cortex across patients. Each MC shim array will have a few sets of coils to account for the variability of the off-resonance distributions in the population. Field probes will also be integrated to adjust shim currents to suppress dynamic off-resonance effects to offer a much more spatially homogeneous and temporally stable magnetic field. Aim 3: Validation of the technology by functional MRI (fMRI) of language processing and decision making As an exemplary validation, the MC shim arrays and field probes will be used to mitigate off-resonance effects in fast fMRI (10 brain volumes per second with 5 mm isotropic resolution) when performing language and decision-making tasks. Our approach is expected to reveal larger activated brain areas, stronger fMRI signals, and more significant differences in fMRI timing to distinguish among experimental conditions at temporal lobes and orbitofrontal cortices. Significance On completion of this work, novel MRI technology will have been developed to provide robust and effective suppression of off-resonance artifacts for clinical applications.
高质量的磁共振成像(MRI)需要高度均匀的磁场分布,其变化不超过百万分之几。与均匀性的不受控制的偏差被称为“非共振”,并导致有害的图像伪影。非共振效应可以是时不变的,例如由空气-脑组织界面处的磁化率失配产生的那些,或者是动态的,例如由大量患者运动和呼吸引起的磁场。虽然已经存在减少静态非共振伪影的方法,但是尚未实现非共振场分布的准确表征和高度局部化的不均匀磁场(特别是动态磁场)的鲁棒减少。在这个发现补助金,我建议减轻人类大脑MRI中的非共振效应的挑战。我将特别关注颞叶和眶额皮层:这两个区域在神经系统、精神疾病和神经科学研究中非常重要,但却广泛受到非共振伪影的影响。提出了三个目标:目标1:测量和减少人脑中的静态和动态非共振效应除了常见的静态主磁场(B 0)不均匀性测量外,还将开发专用磁场探头,以表征由体运动和呼吸引起的动态B 0不均匀性分布的形状和强度-这是长时间MRI扫描中动态B 0不均匀性的两个主要来源。这些场干扰测量将用于通过后处理减少图像失真并提高信号稳定性。 目标二:使用局部匀场线圈阵列减轻静态和动态非共振效应将开发两个多线圈(MC)匀场阵列,以在患者的颞叶和眶额皮质中提供稳健的非共振抑制。每个MC匀场阵列将具有几组线圈,以考虑群体中非共振分布的可变性。还将集成场探头,以调整匀场电流,抑制动态非共振效应,从而提供空间上更加均匀且时间上更加稳定的磁场。 目标三:通过功能性MRI(fMRI)对语言处理和决策进行技术验证作为示例性验证,MC垫片阵列和场探头将用于减轻执行语言和决策任务时快速fMRI(每秒10个脑容量,5 mm各向同性分辨率)中的非共振效应。我们的方法有望揭示更大的激活脑区,更强的功能磁共振成像信号,以及更显着的差异,在颞叶和眶额皮质的实验条件下区分功能磁共振成像时间。意义在这项工作完成后,新的MRI技术将被开发出来,为临床应用提供强大而有效的非共振伪影抑制。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Lin, FaHsuan其他文献
Lin, FaHsuan的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Lin, FaHsuan', 18)}}的其他基金
Improved MRI by correcting static and dynamic magnetic field inhomogeneity
通过校正静态和动态磁场不均匀性改进 MRI
- 批准号:
RGPIN-2020-05927 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 2.48万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Improved MRI by correcting static and dynamic magnetic field inhomogeneity
通过校正静态和动态磁场不均匀性改进 MRI
- 批准号:
RGPIN-2020-05927 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 2.48万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
相似国自然基金
肝硬化患者4D Flow MRI血流动力学与肝脂肪和铁代谢的交互机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于生物学引导MRI-Transformer模型评估三阴性乳腺癌抗PD-1/PD-L1免疫治疗反应的研究
- 批准号:QN25H180017
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于MRI时空异质性的影像组学联合临床文本数据挖掘预测乳腺癌HER2表达状态的研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
MRI深度组学联合液体活检技术构建乳腺癌新辅助化疗后pCR状态精准量化预测体系
- 批准号:MS25H180029
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于MRI深度学习Grad-CAM技术的临床显著性前列腺癌预测模型研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
核酸适体偶联的靶向对比剂用于早期膀胱癌的MRI成像诊断
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于MRI影像组学特征的子宫内膜癌分子分型术前预测模型构建
- 批准号:2025JJ80869
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
αvβ3整合素靶向有机探针用于NIR-II FL/MRI双模态成像引导的三阴性乳腺癌光热治疗研究
- 批准号:2025JJ81013
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
γ-谷氨酰转肽酶响应的近红外(NIR)余辉/MRI探针用于肝癌的诊疗一体化
- 批准号:2025JJ81188
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
持续深度学习联合多模态MRI对乳腺病变的精确诊断研究
- 批准号:2025JJ80581
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
相似海外基金
CAREER: Impact of MRI contrast agent design on nanoscale interactions with neutrophils and platelets
职业:MRI 造影剂设计对中性粒细胞和血小板纳米级相互作用的影响
- 批准号:
2339015 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 2.48万 - 项目类别:
Standard Grant
米麹発酵プロセスのMRI計測と数値解析:温度・含水率・酵素生成の連成モデルの構築
米曲发酵过程的MRI测量和数值分析:温度、水分含量和酶产生耦合模型的构建
- 批准号:
24K07363 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 2.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
深層学習を活用した3次元CT-like血管壁MRI画像による頸動脈プラーク解析法の開発
利用深度学习,利用类 3D CT 血管壁 MRI 图像开发颈动脉斑块分析方法
- 批准号:
24K10834 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 2.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
PET/MRI一体型装置における新規減弱補正法の開発
PET/MRI一体化设备衰减校正新方法的开发
- 批准号:
24K10859 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 2.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
非造影MRIによる組織学的構築に基づいた背景乳腺の新分類と高解像度撮像法の開発
基于非对比 MRI 组织学构建的背景乳腺新分类和高分辨率成像方法的发展
- 批准号:
24K10883 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 2.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
死後冠動脈造影CTと心臓MRIによる冠動脈疾患の新たな死因究明法-虚血心筋の自動解析
利用死后冠状动脉造影CT和心脏MRI确定冠状动脉疾病死因的新方法——缺血心肌自动分析
- 批准号:
24K13543 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 2.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
EOB-MRIによる免疫微小環境推定モデルを用いた肝細胞癌薬物療法の治療効果予測
利用 EOB-MRI 免疫微环境估计模型预测肝细胞癌药物治疗的疗效
- 批准号:
24K18583 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 2.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
子宮頸癌に対する頻回MRI撮像による治療・腫瘍・患者因子の解明
使用频繁的宫颈癌 MRI 成像阐明治疗、肿瘤和患者因素
- 批准号:
24K18760 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 2.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
MRIを用いた双極性障害のGlymphatic system機能の定量的評価
使用 MRI 定量评估双相情感障碍的类淋巴系统功能
- 批准号:
24K18774 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 2.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
マルチモーダルMRIの自動解析による画像バイオマーカー探索:脳の健康状態の可視化
使用多模态 MRI 自动分析进行图像生物标志物搜索:大脑健康状态的可视化
- 批准号:
24K20730 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 2.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists