<p>The recent FDA regulatory clearance for the 7 tesla Magnetic Resonance Imaging (MRI) system has led to increased interest in clinical ultra-high field (UHF) applications. However, to robustly achieve the expected increase in signal-to-noise ratio (SNR) at UHF, the radiofrequency (RF) challenges need to be met, namely, problems with higher RF power, worse <i>B₁⁺</i> inhomogeneity (signal voids) and increased tissue dielectric properties at higher frequency, all of which usually results in increased specific absorption rate (SAR). The parallel transmission (pTx) techniques are generally accepted as a realistic solution, providing improvement in the <i>B₁⁺</i> homogeneity with good RF efficiency while reducing peak local SAR. We designed a hybrid circuit-spatial domain optimization to accelerate the design of a double row pTx head coil. The method predicted consistent coil scattering parameters, component values and <i>B₁⁺</i> field. RF shimming of the calculated field maps matched in vivo performance. To further increase the <i>B₁⁺</i> homogeneity in tissue, we added high dielectric material (HPM) pads near the coil, as the displacement currents in the HPM induced secondary <i>B₁⁺</i> in tissue. This raises a RF safety question of how to monitor millions of local SAR (complex valued Q-matrix) in the tissue voxels, for any weightings (forward voltages) applied to the pTx system. We implemented VOPs based on singular value decomposition to compress the Q-matrices with a compression ratio >100, effectively monitoring the maximum peak local SAR values at given weighting amplitudes.</p>

Co-registering images of different modalities, termed intermodal image registration, is an important tool in improving our understanding of how certain features detectable in one modality might manifest in the other. However, structural changes – usually the result of tissue processing or noise in image acquisition – can make matching difficult. In this thesis, I outline a pre-processing protocol for co-registration of paired histological sections and MRI scans as well as discuss different co-registration strategies using the rabbit larynx as a model system.

Segmenting brain MR scans could be highly benecial for diagnosing, treating and evaluating the progress of specic diseases. Up to this point, manual segmentation,performed by experts, is the conventional method in hospitals and clinical environments. Although manual segmentation is accurate, it is time consuming, expensive and might not be reliable. Many non-automatic and semi automatic methods have been proposed in the literature in order to segment MR brain images, but the levelof accuracy is not comparable with manual segmentation. The aim of this project is to implement and make a preliminary evaluation of a method based on machine learning technique for segmenting gray matter (GM),white matter (WM) and cerebrospinal uid (CSF) of brain MR scans using images available within the open MICCAI grand challenge (MRBrainS13).The proposed method employs supervised articial neural network based autocontext algorithm, exploiting intensity-based, spatial-based and shape model-basedlevel set segmentation results as features of the network. The obtained average results based on Dice similarity index were 97.73%, 95.37%, 82.76%, 88.47% and 84.78% for intracranial volume, brain (WM + GM), CSF, WM and GM respectively. This method achieved competitive results with considerably shorter required training time in MRBrainsS13 challenge.

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Dr. med. Grenzwertversatilität, Intra- und Interobservervariabilität bei der Befundung verschiedener kardialer MRT-Sequenzen bei Myokarditis eingereicht von Julia Kriemhild Steiner Problemstellung Die akute virale Myokarditis, als sekundäre Entzündung des Herzmuskelgewebes durch kardiotrope Viren, kann vollständig ausheilen oder über eine chronische Myokarditis zu einer dilatativen Kardiomyopathie führen. Dabei können maligne Herzrhythmusstörungen auftreten und es kann zum plötzlichen Herztod kommen. Eine definitive Diagnose ist somit von entscheidender Bedeutung, um interventionsbedürftige Formen zu behandeln und Differentialdiagnosen auszuschließen. Als Goldstandard der Myokarditis-Diagnostik gilt die Endomyokardbiopsie (EMB). Diese birgt als invasive Methode jedoch auch Risiken für den Patienten. Die kardiale Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) stellt eine strahlenfreie, nicht-invasive und damit risikoarme Alternative dar. Ziel dieser Arbeit war es, die Intra- und Interobservervariabilität kardialer MRT-Parameter bei der Diagnostik einer Myokarditis zu evaluieren. Außerdem wurde die Grenzwertversatilität der MRT-Parameter „edema-ratio“ (ER) und „early gadolinium enhancement“ (gRE) bei Myokarditis auf einem Philips-Scanner untersucht. Material und Methode Diese prospektive Studie am Herzzentrum Leipzig hat von 2007 bis 2009 kardiale MRT-Sequenzen von Patienten ausgewertet, bei denen klinisch der Verdacht auf eine akute virale Myokarditis bestand. Alle Patienten erhielten zur Verifizierung der Diagnose eine Linksherz-EMB. Die Arbeit besteht aus zwei Patientenkollektiven. Bei 52 Patienten (36 männliche Patienten, 16 weibliche Patientinnen; Mittelwert Alter: 49,42 Jahre ± 15,78 (Standardabweichung), Altersbereich zwischen 19-77 Jahre) wurde die Intra- und Interobservervariabilität bei der Auswertung der MRT-Parameter ER (edema-ratio) und gRE (early gadolinium enhancement) evaluiert. Dabei wurde in der STIR die ER berechnet und in der T1 FSE das gRE. Dieses erfolgte durch zwei verblindete Untersucher. Untersucher A war dabei „erfahren“ (> 100 Untersuchungen), Untersucher B (< 50 Untersuchungen) „unerfahren“. Die Analyse erfolgte statistisch durch lineare Regressionsanalysen und Bland-Altman-Plots. Das zweite Kollektiv umfasste 100 Patienten (79 männliche Patienten, 21 weibliche Patientinnen; Mittelwert Alter 46,39 Jahre ± 16,78 (Standardabweichung), Altersbereich zwischen 18-79 Jahre) mit klinischem Verdacht auf akute virale Myokarditis. Es wurde die Grenzwertversatilität der MRT-Parameter ER und gRE bei der Diagnostik einer Myokarditis auf einem Philips-Scanner untersucht. Die Auswertung der MRT-Sequenzen erfolgte durch einen erfahrenen Untersucher (>100 Untersuchungen). Dabei wurde in der STIR die Edema-Ratio (ER) berechnet und in der T1 FSE das „early gadolinium enhancement“ (gRE). Die Analyse erfolgte statistisch durch Receiver-Operating-Characteristic- Kurven (ROC-Kurven). Ergebnisse Die Evaluation der Intra- und Interobservervariabilität ergab für den „erfahrenen“ Untersucher A eine gute Korrelation bei der Auswertung des MRT-Parameters ER (r=0.96, CI95 r= 0.93-0.98, p < 0.0001) und der Auswertung des MRT-Parameters gRE (r=0.93, CI95 r= 0.89-0.96, p < 0.0001). Für den „unerfahrenen“ Untersucher B stellte sich ein höhere Intraobservervariabilität sowohl bei der Untersuchung der ER (r=0.85, CI95 r=0.75-0.91, p < 0.0001), als auch bei der Untersuchung des gRE (r=0.57, CI95 r=0.36-0.73, p < 0.0001) heraus. Damit war die Interobservervariabilität höher bei der Auswertung des gRE (r=0.60, CI95 r=0.36-0.73, p < 0.0001), als bei der Auswertung der ER (r=0.86, CI95 r=0.76-0.91, p < 0.0001). Die Auswertung des zweiten Patientenkollektivs erfolgte mit Receiver-Operating-Characteristic-Kurven (ROC-Kurven). Als Goldstandard diente, bei Ausnahme einer Sub-Gruppe, die EMB. Für das Gesamtkollektivs dieser Arbeit ergab die Fläche unter der Kurve (AUC) für die ER 0,59 (CI95; 0.474, 0.706) und für das gRE 0.59 (CI95: 0.444,0.672). AUC-Werte nahe der 0.5 deuten auf einen Zufallsprozess hin. Die resultierenden Häufigkeitsverteilungen ergaben bei einem Grenzwert (cut-off) von 1,95 für die ER eine Sensitivität von 64% und eine Spezifität von 59%, für das gRE bei einem Grenzwert von 4,05 eine Sensitivität von 72% und eine Spezifität von 29%. Auf Grund der unbefriedigenden Ergebnisse der ROC-Analysen wurden Subgruppen gebildet, um die Grenzwertversatilität der MRT-Parameter ER und gRE auf einem Philips-Scanner zu evaluieren, da von der Annahme ausgegangen wurde, dass verschiedene Grenzwerte für die Parameter ER und gRE an unterschiedlichen MRT-Scannern bestehen. Die Analyse des Kollektiv akute Myokarditis (Definition: Symptombeginn < 14 Tagen) ergab für die ER bei einem cut-off von 1,95 eine Sensitivität von 67% und eine Spezifität von 56%. Bei dem gRE zeigte sich bei einem cut-off von 4,05 eine Sensitivität von 81% und eine Spezifität von 56%. Bei einem cut-off von 4,55 eine Sensitivität von 69% und eine Spezifität 69%. Ähnliche Ergebnisse zeigt die Analyse der Subgruppe chronische Myokarditis (Definition: Symptombeginn > 14 Tagen), die für die ER bei einem cut-off von 1,95 eine Sensitivität von 78% und Spezifität von 40% zeigte und für das gRE bei einem cut-off von 4,55 eine valide Sensitivität von 78% und Spezifität von 80%. Es wurde noch eine Analyse der Sub-Gruppe klinisch akute Myokarditis (Definition: Symptombeginn < 7 Tagen, Troponin T oder I positiv, St-Hebungen im Elektrokardiogramm) durchgeführt, wobei hier der Goldstandard geändert wurde. Statt der EMB wurde hier die „Klinik“ als Goldstandard genutzt. Hier zeigte sich erneut für die ER bei einem cut-off von 1,95 bei einer Sensitivität von 78% und Spezifität von 40% und für das gRE bei einem cut-off von 4,55 bei einer Sensitivität von 78% und Spezifität von 80% die validesten Ergebnisse. Schlussfolgerung In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Intra- und Interobserver Variabilität sehr von der Erfahrung des jeweiligen Untersuchers abhängig ist. Das bedeutet, dass die Auswertung kardialer MRT-Sequenzen nur von Personen erfolgen sollte, die bereits Erfahrung mit solchen Sequenzen haben. Damit kann eine hohe Reproduzierbarkeit und Sicherheit der Ergebnisse der Auswertungen erreicht werden. Die Auswertung des gRE erscheint anfälliger und bedarf somit besonderer Sorgfalt. Bei der Grenzwertversatilität der Parameter ER und gRE auf einem Philipps-Scanner konnten wir feststellen, dass der Grenzwert von ≥ 2 für die ER beibehalten werden kann. Für das gRE jedoch muss der Grenzwert von ≥ 4,0 auf ≥ 4,5 korrigiert werden. Die Auswertung kardialer MRT-Sequenzen bei Myokarditis ist somit geräteabhängig. Es sollte deswegen eine genaue Evaluation der Grenzwerte für ER und gRE auf den jeweiligen Scannern erfolgen. Jedoch ist auch mit einem Graubereich zwischen 4,0 und 4,5 für das gRE zu rechnen, so dass solche Ergebnisse noch einmal genau geprüft werden müssen. Im akuten Stadium der Myokarditis konnten wir bessere Ergebnisse mit einer MRT-Untersuchung erzielen als im chronischen Stadium. Das gRE schneidet hier besser ab als die ER. Die hier gezeigten Ergebnisse können die diagnostische Sicherheit einer EMB in der Diagnostik einer Myokarditis vielleicht noch nicht ganz erreichen. Jedoch ist auch die EMB als Goldstandard in der Diagnostik einer Myokarditis immer wieder in der Diskussion. Die kardiale MRT ermöglicht eine differenzierte Einschätzung der myokardialen Funktions- und Gewebeeigenschaften und ist somit in Kombination aller MRT-Sequenzen geeignet, Aktivität und Verlauf einer akuten Myokarditis besser einzuschätzen. In der Zukunft wird somit die kardiale MRT als ein nicht-invasives, strahlenfreies Untersuchungsverfahren eine immer größere Rolle in der Diagnostik entzündlicher Herzerkrankungen spielen

Atypical imaging features of multiple sclerosis lesions include size >2 cm, mass effect, oedema and/or ring enhancement. This constellation is often referred to as 'tumefactive multiple sclerosis'. Previous series emphasize their unifocal and clinically isolated nature, however, evolution of these lesions is not well defined. Biopsy may be required for diagnosis. We describe clinical and radiographic features in 168 patients with biopsy confirmed CNS inflammatory demyelinating disease (IDD). Lesions were analysed on pre- and post-biopsy magnetic resonance imaging (MRI) for location, size, mass effect/oedema, enhancement, multifocality and fulfilment of Barkhof criteria. Clinical data were correlated to MRI. Female to male ratio was 1.2: 1, median age at onset, 37 years, duration between symptom onset and biopsy, 7.1 weeks and total disease duration, 3.9 years. Clinical course prior to biopsy was a first neurological event in 61%, relapsing-remitting in 29% and progressive in 4%. Presentations were typically polysymptomatic, with motor, cognitive and sensory symptoms predominating. Aphasia, agnosia, seizures and visual field defects were observed. At follow-up, 70% developed definite multiple sclerosis, and 14% had an isolated demyelinating syndrome. Median time to second attack was 4.8 years, and median EDSS at follow-up was 3.0. Multiple lesions were present in 70% on pre-biopsy MRI, and in 83% by last MRI, with Barkhof criteria fulfilled in 46% prior to biopsy and 55% by follow-up. Only 17% of cases remained unifocal. Median largest lesion size on T2-weighted images was 4 cm (range 0.5-12), with a discernible size of 2.1 cm (range 0.5-7.5). Biopsied lesions demonstrated mass effect in 45% and oedema in 77%. A strong association was found between lesion size, and presence of mass effect and/or oedema (P < 0.001). Ring enhancement was frequent. Most tumefactive features did not correlate with gender, course or diagnosis. Although lesion size >5 cm was associated with a slightly higher EDSS at last follow-up, long-term prognosis in patients with disease duration >10 years was better (EDSS 1.5) compared with a population-based multiple sclerosis cohort matched for disease duration (EDSS 3.5; P < 0.001). Given the retrospective nature of the study, the precise reason for biopsy could not always be determined. This study underscores the diagnostically challenging nature of CNS IDDs that present with atypical clinical or radiographic features. Most have multifocal disease at onset, and develop RRMS by follow-up. Although increased awareness of this broad spectrum may obviate need for biopsy in many circumstances, an important role for diagnostic brain biopsy may be required in some cases.

Vascular risk factors affect cerebral blood flow (CBF) and cerebral vascular reactivity, contributing to cognitive decline. Hippocampus is vulnerable to both Alzheimer's disease (AD) pathology and ischemia; nonetheless, the information about the impact of vascular risk on hippocampal perfusion is minimal. Cognitively, healthy elderly (NL18, 69.96.7 years) and subjects with mild cognitive impairment (MCI15, 74.98.1 years) were evaluated for the Framingham cardiovascular risk profile (FCRP). All underwent structural imaging and resting CBF assessment with arterial spin labeling (ASL) at 3T magnetic resonance imaging (MRI). In 24 subjects (NL17, MCI7), CBF was measured after a carbon dioxide rebreathing challenge. Across all subjects, FCRP negatively correlated with hippocampal (0.41, P0.049) and global cortical (0.46, P0.02) vasoreactivity to hypercapnia (VRh). The FCRP-VRh relationships were most pronounced in the MCI group: hippocampus (0.77, P=0.04); global cortex (0.83, P=0.02). The FCRP did not correlate with either volume or resting CBF. The hippocampal VR h was lower in MCI than in NL subjects (Z2.0, P=0.047). This difference persisted after age and FCRP correction (F 3,20 4.6, P0.05). An elevated risk for vascular pathology is associated with a reduced response to hypercapnia in both hippocampal and cortical tissue. The VR h is more sensitive to vascular burden than either resting CBF or brain volume.

La médecine se dirige de plus en plus vers des traitements personnalisés. Pour répondre à cela, les équipes de recherche ont développé des objets permettant de diagnostiquer et de soigner dans un temps restreint. Ceci a conduit à l’émergence d’un nouveau domaine : la théranostique (thérapie et diagnostic). Les nanoparticules sont une des réponses à ces problématiques. La mise au point de ces objets nécessite de maitriser parfaitement la taille, la morphologie et la composition chimique des particules. Les analogues de bleu de Prusse sont des polymères de coordination à ponts cyanures cristallins qui ont beaucoup été étudiés pour leurs propriétés magnétiques mais également pour des applications médicales. La taille nanométrique, la porosité de la structure, la présence de molécules d’eau et une grande versatilité chimique font de ces matériaux des candidats prometteurs pour un développement en tant qu’agent de contraste pour l’IRM. Ce réseau a également montré ces capacités en hyperthermie photoassistée. L’élaboration de nanoparticules de bleu de Prusse dopées par du GdIII ou du MnII et les études de leurs propriétés structurales et chimiques font partie des aspects développés au cours de ce travail de thèse. Les performances en relaxivité et en hyperthermie photoassistée ont pu être évaluées. Afin de mener des expériences in vivo, le comportement des objets dans les milieux adaptés a été exploré, ce qui a permis d’initier l’émergence d’un système optimal. Au cours de cette thèse, la stabilisation de colloïdes de polymères ide coordination incluant des ions PtII et PdII de type « cyanosols », ont été développés pour être notamment évalués en tant que radio-sensibilisateur en hadronthérapie. Ces objets amorphes permettent d’envisager de nombreuses combinaisons. Après la mise au point du protocole de synthèse, les caractérisations chimiques (taille, structure et compositions) ont permis de mettre en avant plusieurs systèmes à base de platine et de fer ainsi que de platine et d’or qui feront l’objet d’étude pour l’hadronthérapie. L’objectif est de faire de ces nouveaux polymères de coordination des nanoplateformes théranostiques alliant IRM et hadronthérapie. / Personal medicine is the future to treat cancer. To address this concern, researchers started to develop objects which can be effective for both diagnostic and treatment in a short time. A new domain has emerged: theranostic (therapy and diagnostic). Nanoparticles are a promising answer to this problematic. Synthesizing these objects implies to control size, morphology and chemical composition of the particles. Prussian blue analogues are coordination polymers with cyanide bridges which are considerable studied for their magnetic properties, but also for medical application. The size (nanometric), the porosity, the presence of water molecules and the high chemical versatility are the key argument to make Prussian blue good candidates as contrast agent for MRI. This network is also effective for photothermal therapy. Synthesis of Prussian blue doped with GdIII or MnII and study of the chemical and structural properties is one of the aspects developed during this thesis. Relaxivity and photothermal therapy performances have been measured. In order to conduct in vivo experiments, evolution of our nanoparticles in appropriate media have been evaluated which led to the development of an optimal system. During this thesis, new nanoparticles composed of heavy ions such as platinum or palladium, called cyanosols, have been elaborated to be used as radiosensitizers for hadrontherapy. Cyanosols are linked by cyanide bridge to other metallic ions. After the optimization of their synthesis, chemical characterization (size, structure and composition) was done to highlight some systems based, on platinum and iron as well as platinum and gold, which will be studied for hadrontherapy applications. The purpose of this future work is to create new theranostic nanoplatforms combining MRI and hadrontherapy.

Ce travail de thèse est consacré à l'étude en imagerie multimodale des bases neurobiologiques des pathologies psychiatriques, avec un intérêt particulier pour les voies dopaminergiques et le système de récompense. Son principal objectif est d'établir, par l’intermédiaire de la Tomographie à Emission de Positons (TEP) et l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM), un lien entre le système dopaminergique et le système de récompense d’un point de vue fonctionnel et structurel chez l’Homme, et en particulier chez des patients présentant des troubles psychiatriques tels que la schizophrénie, l’addiction à la cocaïne et la dépression. De nombreuses études ont démontré l’existence concomitante d’anomalies de la fonction dopaminergique et du système de récompense dans plusieurs troubles mentaux. Cependant, la connaissance des liens entre dysfonctions dopaminergiques et dysfonctions du circuit de la récompense dans les pathologies psychiatriques reste limitée. L’objectif de cette thèse est ainsi d’améliorer les connaissances sur la physiopathologie de plusieurs troubles mentaux comme la schizophrénie, l’addiction et la dépression, et de démontrer l’intérêt d’une approche dimensionnelle et de l’utilisation de l’imagerie multimodale pour l’exploration du niveau moléculaire de réseaux neuronaux fonctionnels dans la recherche en psychiatrie. En perspective, ce travail de thèse soutient l’intérêt de l’imagerie en pratique psychiatrique, car elle pourrait par la suite permettre de préciser le diagnostic, prédire les réponses aux traitements ou étudier l’évolution de la maladie au cours du temps. / This work focuses on the study of the neurobiological bases of psychiatric disorders using multimodal imaging, with a particular interest in the dopaminergic pathways and the reward system. Its primary objective is to establish, through Positron Emission Tomography (PET) and Magnetic Resonance Imaging (MRI), a link between the dopaminergic system and the reward system from a functional and structural point of view in humans, and especially in patients with psychiatric disorders such as schizophrenia, cocaine addiction and depression. Numerous studies have demonstrated the concomitant existence of abnormalities affecting dopaminergic function and reward system in several mental disorders. However, understanding of the linkages between dopaminergic dysfunction and dysfunction of the reward circuit in psychiatric disorders remains limited. The main aims of this thesis are to improve knowledge about the pathophysiology of several mental disorders such as schizophrenia, addiction and depression, and to demonstrate the interest of both a dimensional approach and the use of multimodal imaging in psychiatric research, to explore the molecular level of functional neural networks. In perspective, this thesis supports the interest of brain imaging in clinical practice, as it could later clarify the diagnosis, predict response to treatments or follow the course of the disease.

Ce travail de thèse est consacré à l'étude des bases neurobiologiques de la résilience et de la vulnérabilité dans des groupes d’adolescents et de jeunes adultes à risque d'addiction qui sont au cœur des campagnes de prévention des conduites addictives. Même si la recherche en addictologie a permis des avancées majeures dans la compréhension des bases cérébrales de l'addiction, très peu de recherches se sont portées sur ceux qui arrivent à arrêter ou à résister en dépit de la présence de facteurs de risque et de vulnérabilité. L'objectif était de rechercher des modifications de la structure cérébrale associées à l'interruption spontanée de la poly-consommation ainsi que des modifications anatomo-fonctionnelles associées à une histoire familiale d'alcoolodépendance. A l'aide de logiciels de traitement d'images acquises en imagerie par résonance magnétique (IRM) anatomique, de diffusion, et fonctionnelle sollicitant le circuit de la récompense, nous avons mis en évidence des variations anatomiques et fonctionnelles discrètes en particulier dans le gyrus cingulaire, région clé du cerveau qui relie les structures frontales et sous-corticales impliquées dans le circuit de la récompense. La découverte de facteurs cérébraux sous-jacents à l’expression de la résilience et de la vulnérabilité pourrait alimenter de nouveaux modèles de recherche et thérapeutiques ciblant la réhabilitation des fonctions cingulaires chez les individus à risque. / This thesis is devoted to the study of the neurobiological bases of resilience and vulnerability in groups of adolescents and young adults at risk of addiction who are at the heart of prevention campaigns of addictive behaviours. Although addiction research has led to major advances in the understanding of the bases of addiction, very little research has been conducted on those who are able to stop or resist despite the presence of risk and vulnerability factors. The main objective was to investigate changes in brain structure associated with spontaneous recovery from multiple-substance use as well as structural and functional changes associated with a family history of alcohol-dependence. Magnetic resonance images (MRI) were acquired using sequences of anatomical, diffusion, and functional that solicits the reward system. We have demonstrated discreet anatomical and functional variations, particularly in the cingulate gyrus, a key brain region that connects the frontal and subcortical structures involved in the reward system. These advances regarding the neurobiological underpinnings of resilience and vulnerability could fuel new research and therapeutic models targeting the rehabilitation of cingulate functions in at-risk individuals.

abstract: This dissertation develops a second order accurate approximation to the magnetic resonance (MR) signal model used in the PARSE (Parameter Assessment by Retrieval from Single Encoding) method to recover information about the reciprocal of the spin-spin relaxation time function (R2*) and frequency offset function (w) in addition to the typical steady-state transverse magnetization (M) from single-shot magnetic resonance imaging (MRI) scans. Sparse regularization on an approximation to the edge map is used to solve the associated inverse problem. Several studies are carried out for both one- and two-dimensional test problems, including comparisons to the first order approximation method, as well as the first order approximation method with joint sparsity across multiple time windows enforced. The second order accurate model provides increased accuracy while reducing the amount of data required to reconstruct an image when compared to piecewise constant in time models. A key component of the proposed technique is the use of fast transforms for the forward evaluation. It is determined that the second order model is capable of providing accurate single-shot MRI reconstructions, but requires an adequate coverage of k-space to do so. Alternative data sampling schemes are investigated in an attempt to improve reconstruction with single-shot data, as current trajectories do not provide ideal k-space coverage for the proposed method. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Mathematics 2019