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Comparison of FASTMAP and <i>B</i><sub>0</sub>Field Map Shimming at 4T: Magnetic Field Mapping Using a Gradient-Echo Pulse Sequence

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Journal of Electromagnetic Analysis and Applications 2020年第8期12卷 115-130页

作者： Mohan Jayatilake Christopher T. Sica Rommy Elyan prasanna karunanayaka Department of Radiology (Center for NMR Research) Pennsylvania State University College of Medicine Milton S. Hershey Medical Center Hershey Pennsylvania USA Department of Physics University of Cincinnati Cincinnati Ohio USA

Local susceptibility variations result in B0 field inhomogeneities, causing distortions and signal losses in MR imaging. Susceptibility variations become stronger with increasing B0 magnetic field strength. Active shimming is used to generate corrective magnetic fields, which can be used to improve B0 field homogeneity. FASTMAP is an effective shimming technique for computing optimal coil currents, which uses data from six projection directions (or columns): this technique is routinely used for shimming cubic volumes of interest (VOIs). In this paper, we propose several improvements to FASTMAP at 4T. For each shim coil, using a modified 3D gradient-echo pulse sequence, we compute B0 inhomogeneity maps and project them onto eight 1st and 2nd order spherical harmonic functions. This process is repeated for shim currents between -15,000 to 15,000 with increments of 5000 Digital to Analog Converter (DAC) units, and is used to compute the gradient between spherical harmonic coefficients and DAC values for all 8 shim coils—along with the R2 values of linear fits. A method is proposed (based on R2 values) to further refine optimal shim currents in respective coils. We present an analysis that is numerically robust and completely flexible in the selection of the VOIs for shimming. Performance analyses, phantom results, and in vivo results of a human brain are presented, comparing our methods with the FASTMAP method.

关键词： MRI Shimming 4T Higher-Order Shims

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AD和MCI患者梨状皮层功能连接破坏——初步分析

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阿尔茨海默病及相关病杂志 2020年第1期3卷 17-24页

作者： Megha M.Vasavada 张汉 Robert McHugh 王建利庞冉 Paul J.Eslinger prasanna karunanayaka 杨庆宪美国宾夕法尼亚州立大学医学院放射科美国宾夕法尼亚州立大学医学院神经内科美国宾夕法尼亚州立大学医学院神经与行为科学研究室美国宾夕法尼亚州立大学医学院神经外科北京中医药大学东方医院针灸科

目的:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)和轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)均存在嗅觉障碍,此点已经由病理学研究结果所证实。探索AD和MCI患者的嗅觉网络改变,并假设与正常人对比,患者的网络连接减低。方法:我们搜集2... 详细信息

目的:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)和轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)均存在嗅觉障碍,此点已经由病理学研究结果所证实。探索AD和MCI患者的嗅觉网络改变,并假设与正常人对比,患者的网络连接减低。方法:我们搜集21例MCI和15例AD患者作为研究对象,全体被试均完成嗅觉功能磁共振成像(fMRI)及梨状皮层功能连接(functional connectivity,FC)分析。结果:与对照组相比,所有患者在双侧梨状皮层与其他嗅觉相关脑区的连接均减低(ANOVA,P<0.001)。结论:嗅觉网络与情感处理相关,嗅觉网络的连接中断,是造成AD和MCI患者左侧偏侧化功能障碍的潜在原因。本研究结果提示嗅觉系统可作为AD诊断性生物标志物,并为其常见并发症(包括冷漠和快感缺失)提供证据。

关键词：阿尔茨海默病轻度认知障碍功能磁共振成像脑功能连接梨状皮层

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