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A dedicated eight-channel receive RF coil array for monkey brain MRI at 9.4 T.
NMR in Biomedicine ( IF 2.7 ) Pub Date : 2020-07-30 , DOI: 10.1002/nbm.4369 Mingyan Li 1 , Yu Li 1 , Jin Jin 1, 2 , Zhengyi Yang 1, 3 , Baogui Zhang 3 , Yanyan Liu 3 , Ming Song 3, 4, 5 , Craig Freakly 1 , Ewald Weber 1 , Feng Liu 1 , Tianzi Jiang 3, 4, 5, 6, 7, 8 , Stuart Crozier 1
NMR in Biomedicine ( IF 2.7 ) Pub Date : 2020-07-30 , DOI: 10.1002/nbm.4369 Mingyan Li 1 , Yu Li 1 , Jin Jin 1, 2 , Zhengyi Yang 1, 3 , Baogui Zhang 3 , Yanyan Liu 3 , Ming Song 3, 4, 5 , Craig Freakly 1 , Ewald Weber 1 , Feng Liu 1 , Tianzi Jiang 3, 4, 5, 6, 7, 8 , Stuart Crozier 1
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The neuroimaging of nonhuman primates (NHPs) realised with magnetic resonance imaging (MRI) plays an important role in understanding brain structures and functions, as well as neurodegenerative diseases and pathological disorders. Theoretically, an ultrahigh field MRI (≥7 T) is capable of providing a higher signal‐to‐noise ratio (SNR) for better resolution; however, the lack of appropriate radiofrequency (RF) coils for 9.4 T monkey MRI undermines the benefits provided by a higher field strength. In particular, the standard volume birdcage coil at 9.4 T generates typical destructive interferences in the periphery of the brain, which reduces the SNR in the neuroscience‐focused cortex region. Also, the standard birdcage coil is not capable of performing parallel imaging. Consequently, extended scan durations may cause unnecessary damage due to overlong anaesthesia. In this work, assisted by numerical simulations, an eight‐channel receive RF coil array was specially designed and manufactured for imaging NHPs at 9.4 T. The structure and geometry of the proposed receive array was optimised with numerical simulations, so that the SNR enhancement region was particularly focused on monkey brain. Validated with rhesus monkey and cynomolgus monkey brain images acquired from a 9.4 T MRI scanner, the proposed receive array outperformed standard birdcage coil with higher SNR, mean diffusivity and fractional anisotropy values, as well as providing better capability for parallel imaging.
中文翻译：
一个专用的八通道接收射频线圈阵列，用于 9.4 T 的猴脑 MRI。
通过磁共振成像 (MRI) 实现的非人类灵长类动物 (NHP) 的神经成像在理解大脑结构和功能以及神经退行性疾病和病理障碍方面发挥着重要作用。理论上，超高场 MRI（≥7 T）能够提供更高的信噪比（SNR）以获得更好的分辨率；然而，9.4 T 猴 MRI 缺乏合适的射频 (RF) 线圈削弱了更高场强提供的好处。特别是，9.4 T 的标准体积鸟笼线圈会在大脑外围产生典型的破坏性干扰，从而降低以神经科学为重点的皮层区域的 SNR。此外，标准鸟笼线圈不能执行并行成像。最后，由于麻醉时间过长，延长的扫描持续时间可能会造成不必要的损害。在这项工作中，在数值模拟的辅助下，专门设计和制造了一个八通道接收射频线圈阵列，用于在 9.4 T 成像 NHP。通过数值模拟优化了所提出的接收阵列的结构和几何形状，从而使 SNR 增强区域特别关注猴脑。使用从 9.4 T MRI 扫描仪获取的恒河猴和食蟹猴脑图像进行验证，所提出的接收阵列优于标准鸟笼线圈，具有更高的信噪比、平均扩散率和各向异性分数值，并提供更好的并行成像能力。一个八通道接收射频线圈阵列是专门为 9.4 T 成像 NHP 设计和制造的。 所提出的接收阵列的结构和几何形状通过数值模拟进行了优化，因此 SNR 增强区域特别集中在猴脑上。使用从 9.4 T MRI 扫描仪获取的恒河猴和食蟹猴脑图像进行验证，所提出的接收阵列优于标准鸟笼线圈，具有更高的信噪比、平均扩散率和各向异性分数值，并提供更好的并行成像能力。一个八通道接收射频线圈阵列是专门为 9.4 T 成像 NHP 设计和制造的。 所提出的接收阵列的结构和几何形状通过数值模拟进行了优化，因此 SNR 增强区域特别集中在猴脑上。使用从 9.4 T MRI 扫描仪获取的恒河猴和食蟹猴脑图像进行验证，所提出的接收阵列优于标准鸟笼线圈，具有更高的信噪比、平均扩散率和各向异性分数值，并提供更好的并行成像能力。
更新日期：2020-09-03
中文翻译：
一个专用的八通道接收射频线圈阵列，用于 9.4 T 的猴脑 MRI。
通过磁共振成像 (MRI) 实现的非人类灵长类动物 (NHP) 的神经成像在理解大脑结构和功能以及神经退行性疾病和病理障碍方面发挥着重要作用。理论上，超高场 MRI（≥7 T）能够提供更高的信噪比（SNR）以获得更好的分辨率；然而，9.4 T 猴 MRI 缺乏合适的射频 (RF) 线圈削弱了更高场强提供的好处。特别是，9.4 T 的标准体积鸟笼线圈会在大脑外围产生典型的破坏性干扰，从而降低以神经科学为重点的皮层区域的 SNR。此外，标准鸟笼线圈不能执行并行成像。最后，由于麻醉时间过长，延长的扫描持续时间可能会造成不必要的损害。在这项工作中，在数值模拟的辅助下，专门设计和制造了一个八通道接收射频线圈阵列，用于在 9.4 T 成像 NHP。通过数值模拟优化了所提出的接收阵列的结构和几何形状，从而使 SNR 增强区域特别关注猴脑。使用从 9.4 T MRI 扫描仪获取的恒河猴和食蟹猴脑图像进行验证，所提出的接收阵列优于标准鸟笼线圈，具有更高的信噪比、平均扩散率和各向异性分数值，并提供更好的并行成像能力。一个八通道接收射频线圈阵列是专门为 9.4 T 成像 NHP 设计和制造的。 所提出的接收阵列的结构和几何形状通过数值模拟进行了优化，因此 SNR 增强区域特别集中在猴脑上。使用从 9.4 T MRI 扫描仪获取的恒河猴和食蟹猴脑图像进行验证，所提出的接收阵列优于标准鸟笼线圈，具有更高的信噪比、平均扩散率和各向异性分数值，并提供更好的并行成像能力。一个八通道接收射频线圈阵列是专门为 9.4 T 成像 NHP 设计和制造的。 所提出的接收阵列的结构和几何形状通过数值模拟进行了优化，因此 SNR 增强区域特别集中在猴脑上。使用从 9.4 T MRI 扫描仪获取的恒河猴和食蟹猴脑图像进行验证，所提出的接收阵列优于标准鸟笼线圈，具有更高的信噪比、平均扩散率和各向异性分数值，并提供更好的并行成像能力。
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