Published June 2000 | Version v1
Journal article

The cardiovascular magnetic resonance machine: hardware and software requirements

  • 1. Imperial Coll. of Science, Technology and Medicine, London (United Kingdom)
  • 2. National Heart and Lung Inst. (United Kingdom)
  • 3. Magnetic Resonance Unit, Royal Brompton Hospital (United Kingdom)

Description

The flexibility of cardiac magnetic resonance imaging (MRI) includes faster imaging for applications such as stress tests, ventricular function, myocardial perfusion and coronary artery imaging. Faster imaging makes greater demands on the hardware and software. Although some cardiac imaging can be performed at 0.5 T, some of the faster techniques demand the higher signal-to-noise ratio of higher main field, and fat suppression in cardiac images is more easily achieved at higher field. Main field inhomogeneity affects rapid imaging and performance in open-access magnets. High gradient performance, low eddy currents and surface receiver coils are essential for fast cardiac imaging and the hardware of these systems including interventional imaging is discussed. The use of ECG signals for prospective and retrospective cardiac synchronization of MRI is examined. Techniques for reducing the major problem of respiratory motion in MRI are surveyed. Flexibility in the computer architecture of the scanner and the electronics generating the pulse sequence and controlling data acquisition is vital in cardiac imaging, for retrospective cardiac gating, respiratory navigator-controlled imaging and ''real-time interactive'' imaging in a similar manner to ultrasound imaging. Automated measurements from MR images remain under development. The pulse sequences and image display functions a cardiovascular MRI system should support for basic cardiac imaging applications and current clinical research areas are summarized. (orig.)

Abstract (German)

Eine wesentliche Eigenschaft der Magnetresonanztomographie ist ihre Flexibilitaet, die dadurch zustande kommt, dass mit der gleichen Hardware durch den Einsatz unterschiedlicher Software verschiedene Arten von Bildern erzeugt werden koennen. Die konventionelle EKG-getriggerte MR-Bildgebung ist so langsam, dass ihr klinischer Einsatz problematisch ist. Schnellere Methoden der Bildgebung machen es moeglich, dass Bilder innerhalb einer Atemanhalteperiode hergestellt werden koennen. Fuer Anwendungen wie die MR-Darstellung der Myokardperfusion koennen Bilder sogar innerhalb eines einzigen Herzyklus erstellt werden. Die schnellere Bildgebung stellt hoehere Anforderungen sowohl an die Hardware als auch an die Software. Die MR-Bildgebung am Herzen benoetigt nicht immer die hoechsten Feldstaerken. Bewegungsartefakte sind oft die wesentlichen Determinanten der Bildqualitaet, und die Voxel bei der kardialen Bildgebung sind groesser als bei anderen MR-Anwendungen. MR-Bilder des Herzens koennen bei einer Feldstaerke von 0,5 T erzeugt werden, aber die meisten schnelleren Techniken erfordern eine hoehere Feldstaerke. Zum Beispiel ist die Fettunterdrueckung auf Herzbildern am besten mit einer Technik zu erreichen, die bei einer hoeheren Feldstaerke leichter zu implementieren ist, obwohl eine weniger gute Methode auch auf Niederfeldmaschinen einsetzbar ist. Ganz wesentlich fuer viele Anwendungen am Herzen ist eine optimierte Homogenitaet des magnetischen Hauptfeldes. Zum Beispiel ist fuer die Bildgebung mit Fettunterdrueckung eine moeglichst niedrige Variabilitaet der Feldstaerke im Bereich der Schnittebene erforderlich. Dies ist schwierig in kurzen Magneten und offenen Magneten zu erreichen. Eine Inhomogenitaet des Hauptfeldes kann dazu fuehren, dass die schnelle Bildgebung unzuverlaessig wird. Magneten mit offenem Design fuer interventionelle Anwendungen haben eine schlechtere Feldhomogenitaet als konventionelle Systeme. Dies fuehrt zusammen mit den schlechteren Gradienteneigenschaften dazu, dass schnelle kardiale Bildgebung und frequenzselektive Fettunterdrueckung bei diesen Magneten nicht in adaequater Qualitaet moeglich sind. (orig.)

Additional details

Publishing Information

Journal Title
Herz
Journal Volume
25
Journal Issue
4
Journal Page Range
p. 317-330
ISSN
0340-9937
CODEN
HERZDW