Dixon-based magnetic resonance imaging (MRI) intramuscular proton density fat fraction (PDFF) is a potentially useful imaging biomarker of muscle quality. However, multi-vendor, multi-site reproducibility of intramuscular PDFF quantification, required for large clinical studies, can be strongly dependent on acquisition and processing. The purpose of this study was (I) to develop a 6-point Dixon MRI-based acquisition and processing technique for reproducible multi-vendor, multi-site quantification of thigh intramuscular PDFF; and (II) to evaluate the ability of the technique to detect differences in thigh muscle status between operated

Motivation: To introduce a channel-by-channel reduced field-of-view (FOV) method for an arbitrary region of interest (ROI). Goal(s): With Nc channels as input, we output Nc channels, with the signal outside of the target ROI vectorially nulled while preserving the original channel sensitivity profiles and relative phases for each channel. Approach: Using a full-FOV calibration set, we learned the linear operators needed to be applied on local k-space neighbors across all channels in order to vectorially cancel the signal outside of the target-ROI for any channel. Results: We were able to generate reduced FOV images in phantom and in vivo settings. Impact: A reduced FOV method is introduced that determines the linear operators needed to vectorially cancel the signal outside the target ROI. The output is the Nc channels with the region outside of the target ROI cancelled while preserving channel sensitivities.

Motivation: Skeletal muscle degeneration (sarcopenia) is more prevalent in patients with heart failure (HF) than the general population and is associated with worsened outcomes. However, HF-associated muscle degeneration remains incompletely understood. Goal(s): To evaluate quantitative MRI in calf muscle compartments of HF patients and to investigate associations with function and overall condition. Approach: Relaxometric (T1/T2/T1ρ) and proton density fat fraction (PDFF) measures were obtained in calf muscle compartments of patients with HF. Functional and survey measures were obtained. Correlation analyses between all measures were performed. Results: Relaxometry and PDFF correlated with muscle function but differed by muscle compartment, suggesting heterogeneous changes as function declines. Impact: Quantitative MRI, including relaxometry and fat fraction as complementary measures, may detect muscle compartmental changes in heart failure associated sarcopenia. Characterization of degradation in patients’ specific muscle compartments may provide insight to the degenerative process and targets for intervention.

Motivation: Intramuscular fat is associated with muscle degeneration. Chemical shift-encoded MRI quantifies proton density fat fraction (PDFF), but multi-site, multi-vendor reproducibility for intramuscular assessment is scarcely reported. Goal(s): To evaluate the reproducibility of a vendor-independent thigh muscle PDFF quantification approach using multi-site, multi-vendor data and then assess PDFF in patients 10 years post-anterior cruciate ligament reconstruction (ACLR). Approach: Phantoms, traveling controls, and ACLR patients were scanned using five scanners (three sites, two vendors). A correction was developed to address image scaling variations. Results: Average absolute PDFF standard deviation was below 1% after correction. The ACLR patient cohort had elevated PDFF in operated leg hamstrings. Impact: Harmonized acquisition and vendor-independent processing with the proposed image scaling correction can provide reproducible thigh intramuscular proton density fat fraction across sites and vendors. This approach may characterize within-patient muscle changes, such as bilateral differences or potentially longitudinal assessment.