Jens Frahm - Jens Frahm

Jens Frahm (narozen 29. března 1951 v Oldenburg, Německo) je ředitelem Biomedizinische NMR[1] (Biomedical NMR Research Group) na Institut Maxe Plancka pro biofyzikální chemii v Göttingen, Německo.

Život

Od roku 1969 do roku 1974 studoval Frahm fyzika na Univerzita v Göttingenu.[2] Jeho disertační práce pod vedením Hanse Strehlowa na Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie byla věnována použití nukleární magnetická rezonance (NMR) spektroskopie pro charakterizaci molekulární dynamiky hydratovaných iontů v komplexních řešeních. Titul PhD získal v roce 1977 v fyzikální chemie.[2]

Frahm pracoval jako výzkumný asistent na MPI v Göttingenu od roku 1977 a vytvořil nezávislý výzkumný tým zaměřený na nové možnosti, které nabízí prostorově rozlišené NMR a magnetická rezonance (MRI) - objeven Paul Lauterbur v roce 1974 (Nobelova cena v roce 2003 pro fyziologii nebo medicínu společně se sirem Peter Mansfield ). V roce 1982 byla formálně založena skupina Biomedical NMR, která byla od roku 1984 do roku 1992 primárně financována prostřednictvím dvou významných grantů od Ministerstva pro výzkum a technologii německé spolkové vlády.

Primárním cílem projektů byl sofistikovanější vývoj poměrně skromných technik MRI dostupných na počátku osmdesátých let - zejména s ohledem na rychlost a specifičnost. Již v roce 1985 skupina představila zásadní průlom pro budoucí vývoj MRI ve vědě i medicíně. Vynález principu rychlého zobrazování, FLASH MRI (rychlý snímek s nízkým úhlem) umožňoval 100krát snížit dobu měření průřezových a trojrozměrných obrazů. Technika získávání FLASH byla základem mnoha moderních aplikací MRI v diagnostickém zobrazování. Jako příklady lze uvést dechové zobrazování břicho, elektrokardiogram -synchronizovaný kvazireálný čas filmy o bití srdce, dynamické skenování kontrastní média absorpce, 3D zobrazování složitých anatomických struktur, jako je mozek které umožňují bezprecedentní vysoké prostorové rozlišení a libovolné úhly pohledu a angiografie magnetickou rezonancí (MRA) vaskulatury. Další úspěchy rozšířeny na MRI a lokalizovány magnetická rezonanční spektroskopie (MRS) techniky založené na stimulovaných ozvěnách - další vynález z roku 1984.

Aktuální licenční poplatky z patentů skupiny slouží k plné podpoře všech aktivit společnosti Biomedizinische NMR Forschungs GmbH (ne pro zisk ), která byla založena v roce 1993 jako nezávislá výzkumná jednotka sdružená s Göttingen MPI. V roce 1997 se Frahm stal mimořádným profesorem na Chemické fakultě Univerzity Georga Augusta v Göttingenu. Od roku 2011 je externím členem Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organisation.

V centru výzkumu Frahma je další metodický vývoj MRI a lokalizovaný magnetická rezonanční spektroskopie (MRS) ve spojení s pokročilými aplikacemi v neurobiologie (výzkum mozku) a kardiovaskulární výzkum. Skutečně interdisciplinární tým se zaměřuje na inovace neinvazivní přístupy ke studiu centrální nervový systém lidí a zvířat - od hmyz na primáti se zvláštním důrazem na myš modely lidského mozku poruchy. Pomocí několika systémů MRI s vysokým polem zahrnují současné možnosti strukturální, metabolické a funkční hodnocení intaktního živého mozku. Techniky sahají od 3D MRI studií s vysokým rozlišením morfologie mozku a lokalizovaných protonových MRS mozku metabolismus na vlákno traktografie z axonální konektivita přes difúzní tenzorové zobrazování a mapování funkční architektury kortikálních sítí pomocí funkční MRI.

Současné metodické projekty se zaměřují na použití technik iterativní rekonstrukce obrazu prokartézský MRI (např. Podvzorkovaná radiální MRI) a paralelní MRI, které definují proces rekonstrukce jako nelineární inverzní problém. Další vývoj se zaměřuje na možnost MRI v reálném čase, aby se překonala pohybová citlivost konvenčních akvizic MRI a aby se sledovaly pohyby orgánů v reálném čase. Nejnovější úspěchy v MRI v reálném čase jsou založeny na technikách FLASH s vysoce podvzorkovaným kódováním radiálních dat. V kombinaci s rekonstrukcí obrazu nelineární inverzí s časovou regularizací umožňují filmy lidského srdce s dobou pořízení obrazu krátkou od 10 do 30 milisekund, což odpovídá filmům MRI s rychlostí až 100 snímků za sekundu. Taková videa v reálném čase mohou být nepřetržitě zaznamenávána během volného dýchání, bez synchronizace EKG a bez pohybových artefaktů. Kromě aplikací na srdce a kvantitativních měření průtoku krve v reálném čase se nové možnosti pohybují od studií pohybů kloubů, pohyblivosti střev a mechaniky polykání (např. Dysfagie a refluxní poruchy) až po generování řeči a hraní dechových nástrojů. Interaktivní magnetická rezonance v reálném čase rovněž oživí „intervenční“ magnetickou rezonanci, která odkazuje na monitorování minimálně invazivních postupů pomocí magnetické rezonance. Výběr příkladů MRI videí naleznete zde: Biomedizinische NMR. Vývoj vysoce kvalitní a robustní techniky MRI v reálném čase musí být považován za další průlom v MRI, který slibuje utváření její budoucnosti. MRI v reálném čase opět rozšíří diagnostický potenciál MRI přidáním zcela nových, dosud nemožných vědeckých a klinických aplikací a také zjednodušením a zkrácením stávajících postupů.

V poslední době byl rozšířen algoritmus pro regularizovanou nelineární inverzi (NLINV), který umožňuje modelové rekonstrukce kvantitativních parametrických map přímo z vhodných souborů surových dat MRI. Relevantní fyzikální nebo fyziologické parametry jsou například relaxační doby T1 vodních protonů v různých tělesných tkáních a rychlosti průtoku krve nebo mozkomíšního moku (CSF). Tyto nové přístupy zahrnují odpovídající signální model do rovnice signálu MRI, a proto vždy představují problém s nelineární inverzní rekonstrukcí. Jak však již bylo prokázáno pro magnetickou rezonanci v reálném čase, výpočetní požadavky uspokojuje uživatelsky neviditelný bypassový počítač založený na GPU, který lze dodatečně namontovat na stávající systém MRI. Výsledky nabízejí základní výhody ve srovnání s konvenčními metodami mapování, které jsou založeny na rekonstrukcích sériového obrazu následovaných pixelovým přizpůsobením.

Seznam publikací Frahm obsahuje více než 520 hesel patenty, vědecké články, recenze a kapitoly v knihách (stav k srpnu 2020), viz [1]. Jeho Hirschův index je 97.

Ocenění

Členství

Reference

  1. ^ "Domov". Biomedizinische NMR (v němčině). Citováno 13. listopadu 2020.
  2. ^ A b „Frahm, Jens, prof. Dr. - Biomedizinische NMR (MPI-bpc)“. Georg-August-Universität Göttingen (v němčině). 9. května 2019. Citováno 13. listopadu 2020.
  3. ^ „Biomedizinische NMR Forschungs GmbH am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie“. Land der Ideen (v němčině). 22. února 2018. Citováno 13. listopadu 2020.
  4. ^ Brünjes, Angela (16. listopadu 2016). „Frahm in der Hall of Fame“. Göttinger Tageblatt. Göttingen. Citováno 13. listopadu 2020.
  5. ^ Brünjes, Angela (1. února 2017). „Höchste Auszeichnung für Physiker Jens Frahm“. Göttinger Tageblatt. Göttingen. Citováno 13. listopadu 2020.
  6. ^ „Jens Frahm (Německo) - vítěz European Inventor Award 2018“. Evropský patentový úřad. 7. června 2018. Citováno 8. června 2018.
  7. ^ „Jens Frahm“. Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie (v němčině). 30. září 2020. Citováno 13. listopadu 2020.
  8. ^ „Fellows of the Society“. ISMRM. Citováno 13. listopadu 2020.
  9. ^ „Prof. Dr. Jens Frahm: Akademie der Wissenschaften zu Göttingen (AdW)“. Akademie der Wissenschaften zu Göttingen (v němčině). Citováno 13. listopadu 2020.

externí odkazy