Abstract Background Background: Parotid gland neoplasms occur near the facial nerve. Hence, it is crucial to determine whether the malignant neoplasms involve the facial nerve and whether sacrifice of the nerve in surgery is necessary. Furthermore, while 20% of all neoplasms are malignant, the most common benign neoplasm, pleomorphic adenoma, has a risk for malignant transformation, making early detection and treatment essential. 7T magnetic resonance imaging offers increased signal‐to‐noise ratio (SNR) and sensitivity. Aim In this work, we address imaging the parotid gland since it remains challenging at 7T because of its spatial location. Materials and Methods Here, we present a novel three‐dimensional surface coil (3D Coil) architecture that offers increased depth penetration and SNR compared to the single channel surface coil. We further developed a deep learning (DL)‐based noise reduction method that receives inputs from three elements of the 3D Coil. Results The 3D coil with DL‐based denoising method offers twice the SNR compared to the single channel surface coil for parotid gland imaging at 7T. Discussion and Conclusion The proposed 3D Coil and DL‐based noise reduction method offers a promising way of achieving higher SNR for parotid salivary gland imaging at 7T, paving the road for clinical applications.

Driven by the Lorentz force, acoustic noise may arguably be the next physiological challenge associated with ultra-high field MRI scanners and powerful gradient coils. This work consisted of isolating and mitigating the main sound pathway in the NexGen 7 T scanner equipped with the investigational Impulse head gradient coil.

Motivation: To improve signal-to-noise-ratio (SNR) in deep brain structures while using high-density receive arrays at 7T. Goal(s): Compare SNR and g-factor performance of conventional transmit-only receive-only arrays with receive arrays combined with transceiver arrays. Approach: Transceive function was introduced on 8Tx63Rx and 16Tx96Rx 7T head coils, so that the number of receive channels during acquisition increased by 8 and 16, respectively. Three healthy volunteers were scanned, and SNR and g-factor maps were calculated for the different configurations. Results: The transceiver configuration provided about 16% increase in the central SNR. At higher acceleration factors, especially the 112-channel receive configuration provided improved g-factor performance. Impact: : High-density receive-only arrays provide high SNR close to the surface while maintaining the central SNR under sample noise dominant conditions. Transceiver loops surrounding the receive array enhances the central SNR at 7T, although not as high as reported at 10.5T.

Motivation: Acoustic noise can be a severe physiological barrier for acquisitions at high field. Goal(s): To isolate the main source of acoustic noise in the NexGen 7T scanner and investigate ways to reduce it. Approach: Vibration and acoustic noise measurements were performed. Sponge window seal materials were stuck on the RF coil to attempt altering its vibrations and decrease acoustic noise. Results: The experimental data is consistent with noise induced by eddy-currents on the RF shield. Altering its vibrations allowed decreasing sound level by up to 10 dB at some EPI echo-spacings. Impact: Identifying the main source of acoustic noise shall open new research avenues to mitigate acoustic noise

Motivation: Previous studies have reported central SNR improvements at 7T with dipole transceivers, but not with loops-based arrays. Goal(s): Assess the performance of an 8TxRx56Rx loop-based transceiver array against three conventional 8Tx32/64Rx arrays. Approach: SNR and g-factor maps were acquired from phantom and healthy volunteers for four head coils (1Tx32Rx, 8Tx32Rx, 8Tx64Rx, 8TxRx56Rx) at 7TResults: The modified 8TxRx56Rx coil showed a 12.6% increase in central SNR for in vivo scans. The peripheral SNR and g-factor maps remain comparable to their 8Tx64Rx counterpart, and both 64Rx coils performed significantly better than 32Rx coils at high acceleration factors. Impact: A 56-channel receive 8-channel loop-based transceiver array can improve central image SNR at 7T without compromising g-factor compared to a conventional 64-channel receive 8-channel transmit coil.

Motivation: RF challenges increase with field strength, and novel RF coil solutions are essential to capture the potential benefits at 11.7TGoal(s): To develop an efficient 8-channel transmit array in combination with a 31-channel receive array for whole brain MRI at 11.7TApproach: Combined electromagnetic and RF pulse design simulations were performed. A folded-end RF shield was developed to minimise signal loss due to wave propagation. The receive array was optimally integrated to preserve the spatial distribution of the B1+ field. Results: Whole-brain coverage was achieved with 8-channel transmit array and excellent agreement between simulation and measurements was observed. Impact: Identifying the coil losses and engineering solutions to mitigate them provides substantial gains in transmit performance, especially at 11.7T where the losses due to radiation is high. This approach can be extended to transmit array designs at other field strengths.

Motivation: Current methods for neuroimaging at 7T require separate coils for brain and c-spine imaging or rely on a 16-channel transmission setup for combined imaging. Goal(s): To develop a neurovascular (NV) coil with eight transmit channels (industry standard) with extended longitudinal coverage from the brain to the neck region. Approach: Based on coupled electromagnetic and circuit optimization, a modified coil configuration with six-upper and two-lower transceiver elements was constructed and integrated with a 56-channel receive array. Results: Measurements in vivo suggest that the proposed NV coil delivers diagnostic-quality images of the brain and spinal cord in a single acquisition. Impact: The 7T neurovascular coil, designed for concurrent brain and c-spine imaging, will extend the high-resolution capability of 7T-MRI to the routine diagnosis of diseases affecting soft tissues and vessels in the head and neck regions in clinical practice.

Motivation: 7T MRI has the capacity for higher resolution imaging, but is also more sensitive to motion artefacts and B1+ field inhomogeneity. A motion-robust, B1+ homogeneous technique will enable routine 7T usage for motion-sensitive protocols such as in fMRI. Goal(s): Our goal was to develop integrated real-time motion correction and parallel transmission technique that improves the data quality in 7T fMRI. Approach: The multislice-to-volume motion correction technique and the capability to execute slice-specific B1+ shims were integrated into an in-house-developed EPI sequence. A cohort was scanned in a task fMRI study. Results: The combined technique demonstrated reduced motion, increased brain activation and improved tSNR. Impact: With improved data quality, the integrated real-time motion correction and B1+ shimming parallel transmission technique provides an option for better statistical parametric mapping in neuroscience studies with 7T fMRI, and potentially benefiting other future 7T applications.

Motivation: Labeling efficiency in pCASL suffers from an inferior drop-off in B1+ leading to low SNR perfusion-weighted images which can affect CBF quantification. Goal(s): To assess the feasibility of pCASL in healthy volunteers using a custom-built head and neck coil at 7T. Approach: Volunteers were scanned with pCASL on two coils: a normal head coil and a head and neck coil with circularly polarized shim weights, and the results were compared in terms of CBF and tSNR. Results: pCASL in healthy volunteers using a novel neurovascular coil at 7T gave an average GM/WM CBF ratio of 1.51, comparable to a conventional head coil. Impact: This proof-of-concept study shows the feasibility of pCASL using a novel 8TxRx56Rx neurovascular (head and neck) coil at 7T and compares the performance against a conventional 8Tx64Rx head coil.

Motivation: 7T MRI is adversely affected by inhomogeneity in the B1 transmit field. In MRSI applications, this can manifest as spatial variability in water-suppression and signal excitation, which may adversely affect quantification. Goal(s): To use B1+ shimming to decrease the inhomogeneity of the transmit field and improve water suppression and metabolite quantification in RS-COKE MRSI. Approach: B1+ shim weights for all RF pulses were optimised using magnitude least-squares and data compared with a circularly polarised mode acquisition. Results: Metabolite quantification showed greater consistency, lower error estimates and improved water-suppression efficiency, in some subjects, when B1+ shimming was applied to the RS-COKE MRSI sequence. Impact: The use of B1+ shimming in RS-COKE MRSI improves the quantification of metabolite concentrations in some subjects. This increased robustness will allow for its application to patient populations in future clinical research.