Improved Cardiac Shimusing Field Map Estimatefrom Multi-echo Dixon Method
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dhhs1
Export Wizard-1
Peter Kellman1, Saurabh Shah2, Diego Hernando3,
Sven Zuehlsdorff2, Andreas Greiser4, Renate Jerecic2
1National Institutes of Health, Bethesda, MD2Siemens Medical Solutions, Chicago, IL
3University of Illinois, Urbana, IL
4Siemens Medical Solutions, Erlangen, Germany
Motivation:for improved cardiac shim
B0-field inhomogeneity affects images …
GRE-EPI artifacts
SSFP dark banding artifacts
Chemical shift fat suppression
T2* losses
Rapid field variation across the heart
caused by tissue-air interface & veins
Approach:Joint fat/water/field map estimates
multi-echo GRE acquisition
VARPRO solution for fat and water components  &fieldmap estimate
parallel imaging reconstruction
real-time, free-breathing, non-ECG gated 2D
 multi-slice acquisition, acquiring the volume in ≈ 7s
water & fat separation:multi-echo Non-linear Least Squares methods
multi-echo
dataset
VARPRO
Signal model:
ML cost function:
VARPRO formulation:
Sequence:real-time, multi-echo GRE
Typical parameters:
matrix size:64x48
parallel imaging:rate 2 (GRAPPA)
number of echoes:6  (monopolar readout)
bandwidth:900 Hz/pixel
TE (TR):1.2, 2.7, 4.3, 5.8, 7.3, 8.9 ms  (10.25 ms)
duration:246 ms/slice
spatial resolution:6.25 x 6.25 mm2 (8 mm thick with no gap)
# slices:20 slices typical (covering 160 mm)
1  2  3           M=48
      
N-echoes per PE line
Acquire auto-calibration data for parallel imaging
1       2      3      4      5       6       7       8      9      10     11    12     13    14     15     16    17     18     19    20
Slice
approx 7 sec
Volume coverage2d multi-slice
Improved cardiac shim
SSFP
cine
fieldmap
before
after
before
after
0
20
40
60
80
100
120
140
-300
-200
-100
0
100
profile position (mm)
frequency (Hz)
Real-time fieldmap estimatesfree breathing, non-triggered
fieldmap
(±200 Hz)
Fieldmap profiles across heartfor 50 repetitions using shimsequence.
magnitude
std = 4 Hz
Summary
Approach to field map estimation
 multi-echo fat/water separation imaging
 low spatial resolution fieldmap
 non-triggered, free-breathing acquisition
 real-time with parallel imaging
2d-multislice volume coverage
Performance
 reliable and fast (<7.5 s / volume)
 relatively insensitive to cardio-respiratory phase