7T Rf coils: cross site comparison of sTx and pTx

Should I do 7T fMRI with the pTx or sTx coil? Consider the difference in geometry
Renzo Huber1, A. Tyler Morgan1, Alessandra Pizzuti2, Benedikt Poser2, Barbara Dymerska3, Dario Bosch4, Yuhui Chai5, Natalia Gudino1, Joelle Sarlls1, Sebastian Dresbach2,6, Joseph (An Thanh) Vu7, Jen Evans1, Salvatore Torrisi7, Rüdiger Stirnberg8, Monique Tourell9, Saskia Bollmann9, Luca Vizioli10, Essa Yacoub10, Nikos Priovoulos11, Emma Brouwer11, Wietske van der Zwaag11, Hendrik Mattern12, Daniel Gomez13, Anna Blazejewska13, Jonathan R. Polimeni13, Peter Bandettini1

1.NIH, Bethesda, USA,
2.Maastricht University, Netherlands,
3.UCL, London, UK,
4.MPI for Biol. Cybernetics, Tübingen, Germany,
5.University of Illinois Urbana-Champaign, USA,
6.MPI Leipzig, Germany,
7.UCSF, VA, USA,
8.DZNE Bonn, Germany,
9.University of Queensland, Australia,
10.CMRR, Minneapolis, USA,
11.Spinoza Centre for Neuroimaging, Amsterdam, Netherlands,
12.BMMR OVGU Magdeburg, Germany,
13.Martinos Center, MGB, USA

Abstract
Motivation: Parallel transmit (pTx) coils at 7T are clinically approved, but their advantage for fMRI remains unclear.

Goal: We aimed to determine whether widely-used sTx or pTx coils provide better 7T fMRI data.

Approach: We investigated 30 coils across 15 7T sites (SIEMENS and Philips), estimating noise correlation across receivers and mapped transmit field size/location using MR-visible beeswax and CT scans.

Results: pTx coil placement benefits lower brain areas but increases noise coupling. Nova sTx and pTx coils differ in geometry.

Impact: Geometrical design choices play a surprisingly large role for 7T fMRI when choosing the optimal coil.

采用并行发射（parallel transmit, pTx）还是静态发射（single transmit, sTx）线圈开展7T功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging, fMRI）？请考量几何结构差异
Renzo Huber1, A. Tyler Morgan1, Alessandra Pizzuti2, Benedikt Poser2, Barbara Dymerska3, Dario Bosch4, Yuhui Chai5, Natalia Gudino1, Joelle Sarlls1, Sebastian Dresbach2,6, Joseph (An Thanh) Vu7, Jen Evans1, Salvatore Torrisi7, Rüdiger Stirnberg8, Monique Tourell9, Saskia Bollmann9, Luca Vizioli10, Essa Yacoub10, Nikos Priovoulos11, Emma Brouwer11, Wietske van der Zwaag11, Hendrik Mattern12, Daniel Gomez13, Anna Blazejewska13, Jonathan R. Polimeni13, Peter Bandettini1
1. 美国国立卫生研究院（NIH），贝塞斯达，美国
2. 马斯特里赫特大学，荷兰
3. 伦敦大学学院（UCL），英国伦敦
4. 马克斯·普朗克生物控制论研究所（MPI for Biol. Cybernetics），德国蒂宾根
5. 伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校，美国
6. 莱比锡马克斯·普朗克研究所（MPI Leipzig），德国
7. 加州大学旧金山分校（UCSF）、美国退伍军人事务部，美国
8. 波恩德国神经退行性疾病研究中心（DZNE Bonn），德国
9. 昆士兰大学，澳大利亚
10. 磁共振研究中心（CMRR），美国明尼阿波利斯
11. 斯皮诺萨神经成像中心，荷兰阿姆斯特丹
12. 马格德堡奥托-冯-居里克大学生物医学与磁共振研究中心（BMMR OVGU Magdeburg），德国
13. 麻省总医院马丁诺斯生物医学成像中心（Martinos Center, MGB），美国
摘要
研究背景：7T场强下的并行发射（pTx）线圈已获临床批准，但其在功能磁共振成像（fMRI）中的应用优势仍不明确。
研究目标：旨在明确临床广泛使用的静态发射（sTx）线圈与pTx线圈中，哪种可获得更优质的7T fMRI成像数据。
研究方法：在15台7T磁共振扫描仪（覆盖西门子（SIEMENS）与飞利浦（Philips）品牌）上对30套线圈开展研究，通过磁共振可视蜂蜡与计算机断层扫描（computed tomography, CT）成像估算接收器间的噪声相关性，并绘制发射场的尺寸与位置分布。
研究结果：pTx线圈的放置可改善脑下部区域的成像质量，但会加剧噪声耦合；Nova品牌的sTx与pTx线圈在几何结构上存在显著差异。
研究意义：在选择最优线圈时，几何结构的设计差异对7T fMRI成像的影响远超此前预期。